用于获取具有变流器的电机的相电流的方法技术

技术编号:20885452 阅读:23 留言:0更新日期:2019-04-17 13:35
本发明专利技术涉及一种用于获取具有变流器(20)和定子(10)的电机的相电流(Ik,i,m)的方法,所述定子(10)包括拥有至少三个相数的定子绕组(11‑15),对于所述方法来说测量数目至少为二的测量相的相电流(Ii,m),其中在所述变流器(20)的低侧‑路径中以受到接通时刻(Ei,m)和切断时刻(Ai,m)限制的开关间隔(Si,m)操控配属于所述测量相的有源的开关元件(3)时,相应地以测量间隔(Mi,m)来测量所述测量相的相电流,其中如此通过计算方式从所测量的相电流(Ii,m)中确定其余的相的相电流(Ik),从而为了通过计算方式进行确定而至少使用所测量的相电流(Ii,m)、所述测量相的空间角度以及所述其余的相的空间角度,其特征在于,如此选择所述测量间隔(Mi,m),使得其在时间上处于所述变流器(20)的配属于定子(10)的相的、有源的开关元件(2、3)中的至少一个开关元件的接通时刻(Ek,i,m)或者切断时刻(Ak,i,m)之外。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于获取具有变流器的电机的相电流的方法
本专利技术涉及一种用于获取具有变流器的电机的相电流的方法以及一种用于实施所述方法的计算单元。
技术介绍
用于将机械能转化为电能的发电机为人熟知。在机动车中,通常使用爪形极发电机。这些爪形极发电机能够配备电激励机构。因为爪形极发电机产生交流电,所以对于在机动车中常见的直流电压车载电网来说需要整流。为此,能够使用具有半导体二极管和/或有源的开关元件的整流器。也用于进行车辆驱动的发电机从混合动力车的领域中为人熟知。尤其如果燃烧马达(还)没有提供其完全的转矩,那么这些发电机就应该支持所述燃烧马达(增压运行、涡轮孔-补偿)。能够以马达方式来运行的发电机连同其所属的逆整流器在本申请的范围内也被称为电驱动装置。对于电驱动装置的调节能够借助于场导向的调节来进行,在进行场导向的调节时要获取电机的相电流(也就是流经相或者定子绕组支线的电流)并且将其调节到目标值。对于三相电机来说,在此通常要测量两个相电流,能够通过计算的方式来获取第三相电流,因为所有相电流的总和为零。相应地,对于具有大于三个相的驱动装置来说,必须测量N-1个相电流,其中N是所述驱动装置的相数。对于所述场导向的调节来说,要将所测量的相电流转换为旋转场固定的dq-坐标系。对于所述调节来说,不是各个相电流很重要,而是所述dq-坐标系中的所计算的电流矢量很重要。但是必须知道或者至少必须能够通过计算方式来获取所有相电流。对于所述相电流的测量能够通过测量电阻、所谓的分流器来进行。通常,这些分流器不是直接被安装在所述驱动装置的相中,而是被安装在变流器的低侧-路径中。因此,只能在下述时刻进行测量,在所述时刻有待测量的相电流为负,因为只有在那时布置在所述变流器的低侧-路径中的二极管或者有源的开关元件而后才传导。因此,根据所述变流器的操控(尤其是PWM运行或者块运行),仅仅存在少许固定地定义的时刻,在所述时刻能够进行电流测量。这一点不令人满意。因为对于电流测量来说需要特定的最小时间,所述最小时间基本上从定子线圈的起振时间和相应的用于所述测量相的电流测量的测量时间中产生,所以,尤其如果调制度很大并且被操控的低侧-路径的持续时间小于对于所述电流测量来说所需要的持续时间,所熟知的方法就碰到其极限。此外,为了进行电流测量所需要的电流测量窗口通过在进行主动的整流时所使用的高侧-开关及低侧-开关的相应的开关过程进一步受到限制,因为在每次接通及切断过程中产生电位差,所述电位差导致所述相电流中的波动。这些波动典型地不局限于单个的相,因为所述相通常彼此间相耦合。此外,具有必需的测量电子装置的测量电阻的提供是麻烦的,因而简化的、用于获取相电流的装置和方法是值得追求的。尤其存在对这样的简化的装置和方法的需求,所述装置和方法不仅可以用在PWM运行中而且可以用在块运行(Blockbetrieb)中。从DE102012217116中公开了一种方法,对于该方法来说要测量各个相的一定数目的相电流,并且在所测量的相电流的基础上通过计算的方式来获取剩余的相的相电流。
技术实现思路
按照本专利技术,提出具有独立权利要求的特征的、一种用于获取具有变流器和定子的电机的相电流的方法以及一种用于实施所述方法的计算单元,其中所述定子包括拥有数目至少为三的相数的定子绕组。有利的设计方案相应地是从属权利要求及以下说明书的主题。专利技术优点所述按本专利技术的方法包括以下步骤:测量数目至少为二的测量相的相电流并且而后通过计算的方式从关于所述测量相所测量的相电流中确定其余的相的相电流。由此能够显著地降低测量开销并且/或者提高下述时间间隔,能够在所述时间间隔进行测量。在此以测量间隔来检测所述测量相的相电流,其中所述测量间隔就其而言处于低侧-路径中的、配属于测量相的有源的开关元件的开关间隔之内。所述开关间隔在此具有接通时刻和切断时刻。由此,在相应的低侧-路径的有源的接线的期间获取所述相电流。为了通过计算方式来确定其余的相电流,尤其在量和相位方面使用所测量的相电流并且使用各个定子绕组支线的空间角度或者各个定子绕组支线相对于彼此的空间上的角度偏差。在本申请的范围内,用“相数”来表示所述电机的相(定子绕组支线)的总数目。对于具有五个定子绕组支线的电机来说,这个总数目因而为五个。作为“测量相”,在本专利技术的范围内表示所述电机的那些相,其相电流在实际上通过相应的测量机构、比如测量电阻来测量。不一定确定所述测量相,也比如能够涉及那些在特定的开关状态中能够测量的相。但是,这些相要么单个地要么也比如成对地具有合适的测量机构。至少在相应所研究的测量周期或者开关周期中没有测量所述“其余的相”的相电流。由此,通过所述测量相的数目与所述其余的相的数目的相加来产生所述相数。此外,所述测量相的相电流的精度和可再现性以及从中所获取的其余的相电流的精度和可再现性决定性地取决于下述情况,即:优选为每个开关周期如此选择测量间隔,在所述测量间隔中确定所述测量相的相电流,从而一方面能够获取所述测量相的、为了确定所有相电流所需要的相电流并且另一方面所述测量间隔在时间上如此进行定位,使得所述相电流的测量没有受到所述有源的开关元件的接线以及与此相关的电位波动的影响。这一点按照本专利技术通过以下方式来实现,即:所述测量间隔在时间上始终处于配属于定子的相的有源的开关元件的、接通时刻或者切断时刻之外。因此,不存在时间上的重叠。所述测量间隔优选具有最小持续时间,所述最小持续时间基本上通过所述定子绕组中的至少一个定子绕组的起振时间和为了检测各个测量相的相应的相电流所需要的测量时间来产生。由此能够保证,所述相绕组的总系统处于平衡状态中并且能够精确地获取从所述测量相的相电流中推导出来的另外的相电流。此外,进一步优选的是,在测量间隔的期间既没有连接高侧-路径的有源的开关元件也没有连接低侧-路径的有源的开关元件。由此能够保证,所述相电流中的通过电位波动所引起的波动衰减并且不需要为了对相应的相电流进行测量而等候所述定子绕组的重新的起振时间。在本专利技术的另一种设计方案中优选的是,检测接通时刻和切断时刻并且以时间的顺序对其进行分类,其中检测接通时刻或者切断时刻与直接相邻的接通时刻或者切断时刻之间的时间差并且将其与测量间隔、尤其是与所述测量间隔的持续时间进行比较。进一步优选的是,对一个或者多个时间差进行识别,所述一个或者多个时间差的持续时间至少相当于所述测量间隔的持续时间。原则上,潜在可利用的、用于获取相电流的测量窗口处于所述有源的开关元件的开关脉冲之间。通过对于所述开关脉冲之间的时间差的获取以及这个时间差与对于测量所需要的测量间隔的比较,能够对周期之内的时间范围进行识别,在所述时间范围上能够保证对于尽可能多的相的相电流的测量。在本专利技术的另一种优选的设计方案中,如此选择所述测量间隔并且在时间上将其布置在相应的接通时刻或者切断时刻之间,从而在所述测量间隔之内能够测量至少两个相电流、优选尽可能大的数目的相电流。通过对于大于两个相电流的测量,能够更加精确地实施对于另外的相电流的计算上的获取。此外,在所述按本专利技术的方法的范围内能够规定,在所述潜在的测量窗口之内获取可能的相电流测量的数目,所述相电流测量能够在测量间隔之内来测量。由此能够选择下述测量窗口,所述测量窗口允许最大可能的数目的相电流本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.用于获取具有变流器(20)和定子(10)的电机的相电流(Ik,I,m)的方法,所述定子包括拥有至少三个相数的定子绕组(11‑15),对于所述方法来说测量数目至少为二的测量相的相电流(II,m),其中在所述变流器(20)的低侧‑路径中以受到接通时刻(EI,m)和切断时刻(AI,m)限制的开关间隔(SI,m)操控配属于所述测量相的有源的开关元件(3)时,相应地以测量间隔(MI,m)来测量所述测量相的相电流,其中如此通过计算方式从所测量的相电流(II,m)中确定其余的相的相电流(Ik),从而为了通过计算方式进行确定而至少使用所测量的相电流(II,m)、所述测量相的空间角度以及所述其余的相的空间角度,其特征在于,如此选择所述测量间隔(MI,m),使得其在时间上处于所述变流器(20)的配属于定子(10)的相的、有源的开关元件(2、3)中的至少一个开关元件的接通时刻(Ek,I,m)或者切断时刻(Ak,I,m)之外。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.04 DE 102016207690.61.用于获取具有变流器(20)和定子(10)的电机的相电流(Ik,I,m)的方法,所述定子包括拥有至少三个相数的定子绕组(11-15),对于所述方法来说测量数目至少为二的测量相的相电流(II,m),其中在所述变流器(20)的低侧-路径中以受到接通时刻(EI,m)和切断时刻(AI,m)限制的开关间隔(SI,m)操控配属于所述测量相的有源的开关元件(3)时,相应地以测量间隔(MI,m)来测量所述测量相的相电流,其中如此通过计算方式从所测量的相电流(II,m)中确定其余的相的相电流(Ik),从而为了通过计算方式进行确定而至少使用所测量的相电流(II,m)、所述测量相的空间角度以及所述其余的相的空间角度,其特征在于,如此选择所述测量间隔(MI,m),使得其在时间上处于所述变流器(20)的配属于定子(10)的相的、有源的开关元件(2、3)中的至少一个开关元件的接通时刻(Ek,I,m)或者切断时刻(Ak,I,m)之外。2.按权利要求1所述的方法,其特征在于,所述测量间隔(MI,m)具有所述定子绕组(11-15)中的至少一个定子绕组的至少一个起振时间(tE)、用于对第一测量相的相电流(II)进行测量的第一测量时间(tI)以及另一个用于对另一个测量相的相电流(Im)进行测量的测量时间(tm),其中所述起振时间(tE)优选处于10μs与20μs之间、特别优选大约为13μs,并且所述第一测量时间(tI)和所述另一个测量时间(tm)相应地处于2μs与10μs之间、特别优选大约为3μs。3.按权利要求1或2所述的方法,其特征在于,如此选择所述测量间隔(MI,m),使得其在时间上处于所述变流器(20)的高侧-路径中的配属于定子(10)的相的有源的开关元件(2)和/或所述变流器(20)的低侧-路径中的有源的开关元件(3)的、接通时刻(Ek,I,m)和切断时刻(Ak,I,m)之外。4.按前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,检测所述接通时刻(Ek,I,m)和所...

【专利技术属性】
技术研发人员:A姆萨J勒斯纳
申请(专利权)人:罗伯特·博世有限公司索恩格汽车德国有限责任公司
类型:发明
国别省市:德国,DE

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