具有由换流器供电的永磁激励同步电机的电池运行车辆的驱动系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电池运行的车辆的驱动系统（2），该驱动系统具有：带有永磁激励的同步电机（10），该同步电机的定子侧的端子（U，V，W）与自换相的换流器（8）的交流电压侧的端子（R，S，T）导电地连接；以及用于受控地短接永磁激励的同步电机（10）的定子侧的端子（U，V，W）的设备（26）。根据本发明专利技术，该设备（26）具有三个可关闭的功率半导体（T12，T14，T16；T11，T13，T15），它们电连接成星形连接，可关闭的功率半导体（T12，T14，T16；T11，T13，T15）的自由的端子（48，50，52）分别与永磁激励的同步电机（10）的定子侧的端子（U，V，W）导电地连接，星形连接的星形结点（44，54）借助高电阻值的电阻（46，56）与自换相的换流器（8）的直流电压侧的端子（DC-，DC+）导电地连接。因此，可得到带有永磁激励的同步电机（10）的电池运行的车辆的驱动系统（2），其中在整流器（8）故障情况下可以使出现的制动力矩曲线最小化，这样车辆在故障情况下保持行迹稳定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种电池运行的车辆的驱动系统（2），该驱动系统具有：带有永磁激励的同步电机（10），该同步电机的定子侧的端子（U，V，W）与自换相的换流器（8）的交流电压侧的端子（R，S，T）导电地连接；以及用于受控地短接永磁激励的同步电机（10）的定子侧的端子（U，V，W）的设备（26）。根据本专利技术，该设备（26）具有三个可关闭的功率半导体（T12，T14，T16；T11，T13，T15），它们电连接成星形连接，可关闭的功率半导体（T12，T14，T16；T11，T13，T15）的自由的端子（48，50，52）分别与永磁激励的同步电机（10）的定子侧的端子（U，V，W）导电地连接，星形连接的星形结点（44，54）借助高电阻值的电阻（46，56）与自换相的换流器（8）的直流电压侧的端子（DC-，DC+）导电地连接。因此，可得到带有永磁激励的同步电机（10）的电池运行的车辆的驱动系统（2），其中在整流器（8）故障情况下可以使出现的制动力矩曲线最小化，这样车辆在故障情况下保持行迹稳定。【专利说明】具有由换流器供电的永磁激励同步电机的电池运行车辆的驱动系统
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的电池运行的车辆的驱动系统。
技术介绍
由DE102009044281A1已知一种电池运行的车辆的驱动系统并且在图1中详细示出。在由2表示的已知的驱动系统的所述方框图中，用4表示储能器，用6表示双向的直流转换器，用8表示自换相的换流器，该自换相的换流器也称作脉冲换流器，用10表示驱动电机，尤其是永磁激励的同步电机，并且用12表示电池运行的车辆的驱动轴或驱动轮。对此，将例如为蓄电池的储能器4的电压转换成脉冲换流器8的直流电压的双向的直流电压转换器6具有两个电串联的可关断的半导体T8和T10，尤其是绝缘栅双极型晶体管(Insulated-Gate-Bipolar-Transistoren, IGBT),其连接点14借助于扼流圈16与储能器4的脉冲端子导电地连接。在输出端侧上，所述双极型直流电压转换器6具有缓冲电容器18，借助所述缓冲电容器来平滑和缓冲所述直流电压转换器的输出电压。为了将双向的直流电压转换器6的两个输出端子与自换相的换流器8的相应的直流电压侧的端子DC+、DC-连接而设有两个电流母线20和22。电流母线20也称作正的直流电压母线，电流母线22称作负的直流电压母线。通过所述连接是尽可能低电感的，所述两个电流母线20和22以相互间尽可能小的间距铺设。自换相的换流器8实施成是三相的，因为三相的永磁激励的同步电机设置作为驱动电机10。自换相的换流器8具有三个半桥，这些半桥相对于自换相的换流器8的直流电压侧的端子DC+和DC-电并联并且这些半桥分别具有两个串联的可关断的功率半导体T1、T2或Τ3、Τ4或T5、T6。IGBT被设置作为可关断的功率半导体Tl……Τ6，因此自换相的换流器8也称作IGBT脉冲换流器。两个可关断的功率半导体Τ1、Τ2或Τ3、Τ4或Τ5、Τ6的各一个连接点形成自换相的换流器8的交流电压侧的端子R或S或Τ。驱动电机10具有三个定子线圈La、Lb和L。，这些定子线圈电连接成星形并且这些定子线圈的自由端部分别形成定子侧的端子U、V、W。IGBT脉冲换流器8的每个交流电压侧的端子R、S和T与驱动电机10的相关联的定子侧的端子U、V和W导电地连接。驱动电机10的转子机械地与电池运行的车辆的驱动轮12或驱动轴12连接。为了控制IGBT脉冲换流器8的可关断的功率半导体Tl……T6和双向的直流电压转换器6的可关断的功率半导体T8和TlO而设有控制和调控装置24。由DE102006060053A1已知了一种电池运行的车辆的驱动系统，该驱动系统不具有双向的直流电压转换器6。在该驱动系统中，储能器4和缓冲电容器18相对于自换相的换流器8的直流电压侧的端子DC+和DC-电并联。除此之外，与DE102009044281A1的驱动系统2没有其他不同之处。在永磁激励的同步电机10的运行时，尤其是在弱磁运行时，通过自换相的换流器8的故障或者通过控制和调控装置24由于经由自换相的换流器8的空程二极管Vl……V6的能量回授而引起的故障，在储能器4中或在没有详细示出的制动电阻中出现制动力矩，所述制动力矩的曲线在图2的图表中详细示出。所述制动力矩例如在具有最大振幅的最大转速nmax的情况下开始并且随着转速变小而减小。当驱动电机10的电机力(EMK)通过转速η减小而相对于要在自换相的换流器8的直流电压侧的端子DC+和DC-上出现的直流电压相应地变小时，该制动力矩为零。除了制动力矩的所述曲线之外，能够附加地出现超电压，该超电压会损毁自换相的换流器8或另外的连接于直流电压电流母线20和22的设备。在电池运行的车辆中，这种制动力矩是不期望的并且也是不能接受的，因为这种电池运行的车辆的车辆驾驶者会这种运行状态感到非常意外。制动仅由车辆驾驶者导入和控制。此外，这种突然出现的制动力矩还能够引起电池运行的车辆滑向一旁，造成车辆的和其他车辆损坏或毁坏并且可能造成车辆驾驶者受伤。为了在永磁激励的同步电机10尤其在弱磁运行中运行时在驱动系统2的自换相的换流器8的或其控制和调控装置24的故障情况下克制超电压和制动力矩，自换相的换流器8被控制为，使其出现“电枢短路”的运行状态。在该运行状态中，上部的或下部的可关断的功率半导体Τ1、Τ3、Τ5或Τ2、Τ4、Τ6接通，由此永磁激励的同步电极10的定子线圈La、Lb和L。短接。由此，所述同步电机10的现有的动能经由定子线圈La、Lb和L。转换成热量。由此，该动能不再能够转换为引起超电压的电能。借助于这样控制的电枢短路，在故障情况下导入紧急制动。借助于电枢短路产生的制动力矩的转矩曲线在图3的图表中详细示出。从所述曲线推导出，在最大转速nmax的情况下，具有最小振幅的制动力矩开始并且随着转速η减小而增大。在小转速的情况下，该制动力矩的振幅非常快地上升到其最大值并且在此之后非常快地减小直至转速η=0。为了在故障情况下减小高的制动力矩(图2)，容易理解的是，接入电枢短路。因为在自换相的换流器的或自换相的换流器的控制和调控装置的故障情况下取消产生电枢短路，电枢短路仅借助于外部设备导入。在图4中详细示出用于在根据图1的驱动系统2中产生外部的电枢短路的设备26，其中出于概览性的原因，仅示出自换相的换流器8、缓冲电容器18和永磁激励的同步电机10。设备26具有6引脚的二极管桥28和晶闸管30。各两个串联的二极管形成交流电压侧的端子U2或V2或W2。各两个二极管的三个串联电路电并联并且形成两个直流电压侧的端子32和34，相对于该端子，晶闸管30接入为，使得其阴极端子与6引脚的二极管桥28的端子32并且其阳极端子与端子34导电地连接。设备26的交流电压侧的端子U2、V2和W2与永磁激励的同步电机10的相应的定子侧的端子U、V和W导电地连接。在故障情况下点燃晶闸管30，由此该晶闸管将两个直流电压侧的端子32和34导电地彼此连接。由此，6引脚的二极管桥28在直流电压侧上短接。因为永磁激励的同步电机10的定子侧的端子U、V和W连接于6引脚的二极管桥28的交流电压侧的端子U2、V2和W2，该同步电机10的定子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池运行的车辆的驱动系统（2），所述驱动系统具有：永磁激励的同步电机（10），所述永磁激励的同步电机的定子侧的端子（U，V，W）与自换相的换流器（8）的交流电压侧的端子（R，S，T）导电地连接；以及用于受控地短接所述永磁激励的同步电机（10）的所述定子侧的端子（U，V，W）的设备（26），其特征在于，所述设备（26）具有三个可关闭的功率半导体（T12，T14，T16；T11，T13，T15），所述可关闭的功率半导体电连接成星形连接，三个所述可关闭的功率半导体（T11，T13，T15；T12，T14，T16）的自由的端子（48，50，52）分别与所述永磁激励的同步电机（10）的所述定子侧的端子（U，V，W）导电地连接，星形连接的星形结点（44，54）借助高阻值的电阻（46，56）与所述自换相的换流器（8）的直流电压侧的端子（DC‑，DC+）导电地连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉诺·瓦尔德斯，京特·施韦西希，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE