用于操控电机的方法。本发明专利技术涉及用于操控至少能以电动机方式运行的电机的方法，电机具有：转子、具有一定数目的相的定子绕组和具有与相的数目相对应数目的半桥的变流器，半桥分别具有在变流器的直流电压接线端子之间串联布置的两个有源开关元件，在开关元件之间连接相，其中在转子高于极限转速旋转的第一电动机运行模式中，通过开关元件的布线给相施加彼此相移的交流电流信号，交流电流信号的频率依赖于转速地被调整。在转子静止或低于极限转速旋转的第二电动机运行模式中，通过开关元件的布线根据转子的瞬时角位置给相至少部分地施加恒定的直流电流信号，其中直流电流信号被选择为使得没有流经相的电流超过预先给定的最大电流绝对值。
【技术实现步骤摘要】
操控电机的方法、电机、控制设备和机器可读存储介质
本专利技术涉及用于操控电机的方法以及用于实现这样的方法的装置。
技术介绍
机动车辆中的用于将机械能转化成电能的发电机是公知的。在此，大多使用爪极发电机。根据现有技术，爪极发电机大多配备有电励磁装置。由于爪极发电机例如三相或五相地生成旋转电流，因此机动车辆的常见直流电压车载电源需要整流。现有技术是基于半导体二极管的整流器或有源整流器。也可以用于起动内燃机的发电机是公知的（“启动器发电机”，RSG）。通常，这样的起动器发电机仅仅在非常小的转速的情况下以电动机方式运行，因为可生成的转矩在转速上升的方向上迅速下降。相应的发电机例如是从混合动力车辆的领域中公知的。在此目标是，在内燃机还不提供其满转矩的低转速的情况下，对内燃机进行支持（增压运行、涡轮锁定补偿）。为了能够提供所需的功率，这样的驱动装置通常在与按照标准存在于车辆中的车载电源电压（例如12V）相比明显更高的电压（例如48V）下运行。出于该原因和其它原因而包括两个或更多个电平（比如12V和48V）的车载电源也被称为“双电压车载电源”或“多电压车载电源”。下面同义地使用诸如“电机”、“（电）驱动装置”和“电动机”的术语。在每种情况下，其是至少部分地可以电动机方式、必要时还以发电机方式运行的电机，该电机的定子绕组通过变流器利用电流（相电流）根据预先给定的操控模式来换向。在此，应将“定子绕组（Ständerwicklung）”或“定片绕组(Statorwicklung)”理解成由多个电线圈构成的装置。这样的定子绕组在所观察的本电机中被构造成多相绕组。在该多相绕组中，电线圈单个地或成组地例如以星形或三角形形式彼此接线。线圈的数目或者多组相同地布线的线圈的数目对应于电机的相数。从热学角度来看，当在此定子绕组被再次通电时，所述低转速以及尤其是电机的静止状态是特别关键的。由于相电流在低转速情况下仅仅缓慢地改变并且因此可能较长时间处于高水平并且在静止状态下甚至具有恒定值，因此在此可在短时间中导致由于过热引起的操控电子设备的损坏。但是同时必须保证：电机也可以在离开静止状态后迅速生成尽可能高的转矩，以便例如实现车辆的电起动。因此，完全中断通电是不期望的。本专利技术将在此提供补救，并且改善对相应电机尤其是在静止状态下的操控。
技术实现思路
在这种背景下，本专利技术提出了用于操控电机的方法以及用于实现这样的方法的装置。专利技术优点本专利技术的出发点是本身公知的从上面的意义而言用于操控至少能以电动机方式运行的电机的方法。这样的电机包括转子、具有一定数目的相的定子绕组、以及具有与相的数目相对应数目的半桥的变流器，所述半桥分别具有在变流器的两个直流电压接线端子之间串联布置的有源开关元件。在所述串联布置的例如MOSFET的开关元件之间连接有所述相。相应的连接位置也被称为半桥的“中间分接头”。如就此而言公知的那样，在转子高于极限转速旋转的第一电动机运行模式中，通过开关元件的布线给相施加彼此相移的交流电流信号，所述交流电流信号的频率以依赖于转速的方式被调整。本专利技术的一个重要方面是使用两个不同的运行模式，所述两个运行模式中的第一运行模式主要或仅仅在（快速）旋转的定子的情况下被使用，并且第二运行模式主要或仅仅在缓慢旋转或静止的转子的情况下被使用。第一运行模式包括用彼此相移的交流电流信号来操控相，第二运行模式包括用直流电流信号来操控所述相中的至少一些，如将在下面阐述的。用作关于是使用第一运行模式还是第二运行模式的标准的“极限转速”例如可以是存放在控制设备中、必要时还可变的转速阈值。但是还可能的是，在转子以不等于零的最小转速旋转时就已经使用第一运行模式。在这种情况下，不等于零的最小转速是如下的极限转速：低于该极限转速，转子于是不再旋转、而是静止。如果转子恰好以极限转速旋转（在实际中，这仅仅非常短地在提高或减小转速时进行），则可以要么使用第一运行模式、要么使用第二运行模式，其中也可以在提高和减小转速之间作出区分。在提高转速时，可以在转子达到极限转速时仍然使用第二运行模式或者已经使用第一运行模式。在减小转速时，可以在转子达到极限转速时与提高转速无关地同样仍使用第一运行模式或者已经使用第二运行模式。由于第二运行模式较不适用于旋转的电机，因此当转子被置于旋转中时，有利地切换到第一运行模式。在此，根据本专利技术的方法不必一定包括：在相应电机开动时立即从第二运行模式切换到第一运行模式。这也可以在高于在这种情况下明显不等于零的极限转速的情况下才进行，其中在所述极限转速以下，可能由第二运行模式造成的缺点还未显示出大的影响。已经提到的第二运行模式在转子静止或者在所提到的极限转速以下旋转时执行。在该第二运行模式中，定子绕组的相通过开关元件的布线根据转子的瞬时角位置被至少部分地施加恒定的直流电流信号。就此而言，该运行模式可以如下面所阐述的那样仍然对应于已知运行模式、即当相应常规换向通过减小频率而通向相应的恒定直流电流信号时。但是如下面所阐述的那样，该常规直流电流信号可能导致：开关元件或其操控电路被非常不同地热负载，并且因此可能发生故障。而根据本专利技术规定：在转子静止或低于极限转速旋转的第二运行模式中，直流电流信号被选择为使得没有流经相的电流超过预先给定的最大电流绝对值，并且d/q坐标系中的基于流经相的电流所确定的空间矢量的绝对值大于该最大电流绝对值。在常规的操控方法中，如下面所说明的那样，d/q坐标系中的基于流经相的电流所确定的空间矢量的绝对值与最大电流绝对值、即相应的例如正弦形的电流信号的幅度基本上一样大。d/q坐标系中的相应空间矢量Idg的确定是一般公知的，并且通过克拉克和帕克变换来进行。克拉克变换（α/ß变换）将相参量合并成以电频率旋转的空间矢量，帕克变换（d/q变换）将该空间矢量变换成旋转场固定的d,q坐标系。相应空间矢量的绝对值用|Idq|来表示。通过该变换，将具有相应轴（在五相电机的情况下例如为轴A－E或U－Y）的多相参量转变成具有轴d和q的两相坐标系。相应的方法是用于旋转电流机的矢量调节的数学基础的一部分，并且就此而言对于专业人员是公知的。相应的d/q坐标系在静止情况下随着转子旋转，并且值对d/q表示时间上恒定的参量。如果将本方法用在具有五个相的通过具有五个半桥的变流器来操控的电机，则有利地通过五个半桥中的第一个将具有第一绝对值的正电压信号、通过五个半桥中的第二个将具有第一绝对值的负电压信号、通过五个半桥中的第三个将具有第一绝对值的一半的正电压信号、通过五个半桥中的第四个将具有第一绝对值的一半的负电压信号、以及通过五个半桥中的第五个不将电压信号输出给相，这还将在后面尤其是参考图6和7予以阐述。但是本专利技术相应地还适用于具有其它相数的电机，例如四相、六相、七相、八相、九相和多相电机。根据同样根据本专利技术设置的电机包括使得能够实现根据本专利技术的方法的全部装置。这样的电机尤其是还包括控制设备，该控制设备被设立用于在转子高于极限转速旋转的第一电动机运行模式下通过开关元件的布线给相施加彼此相移的交流电流信号，所述交流电流信号的频率以依赖于转速的方式被调整。另外，根据本专利技术，该控制装置被设立用于在转子静止或低于极限转速旋转的第二电动机运行模式中通过开关元件的布线根据转子的瞬时角位置给相至少本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于操控至少能以电动机方式运行的电机（10）的方法，所述电机（10）具有：转子（17）、具有一定数目的相（A－E）的定子绕组（11）、以及具有与相（A－E）的数目相对应数目的半桥（13）的变流器（12），所述半桥（13）分别具有在变流器（12）的直流电压接线端子（15，16）之间串联布置的两个有源开关元件（14），在所述有源开关元件（14）之间连接相（A－E），其中在转子（17）高于极限转速旋转的第一电动机运行模式中，通过开关元件（14）的布线给相（A－E）施加彼此相移的交流电流信号（I_A－I_E），所述交流电流信号（I_A－I_E）的频率以依赖于转速的方式被调整，其特征在于，在转子（17）静止或低于所述极限转速旋转的第二电动机运行模式中，通过开关元件(14)的布线根据转子(17)的瞬时角位置(Phi)给相（A－E）至少部分地施加恒定的直流电流信号，其中所述直流电流信号被选择为使得没有流经相（A－E）的电流超过预先给定的最大电流绝对值，并且d/q坐标系中的基于流经相（A－E）的电流所确定的空间矢量的绝对值（|Idq|）大于所述最大电流绝对值。
【技术特征摘要】
2013.11.20 DE 102013223624.71.用于操控至少能以电动机方式运行的电机（10）的方法，所述电机（10）具有：转子（17）、具有一定数目的相的定子绕组（11）、以及具有与相的数目相对应数目的半桥（13）的变流器（12），所述半桥（13）分别具有在变流器（12）的直流电压接线端子（15，16）之间串联布置的两个有源开关元件（14），在所述有源开关元件（14）之间连接相，其中在转子（17）高于极限转速旋转的第一电动机运行模式中，通过开关元件（14）的布线给相施加彼此相移的交流电流信号，所述交流电流信号的频率以依赖于转速的方式被调整，其特征在于，在转子（17）静止或低于所述极限转速旋转的第二电动机运行模式中，通过开关元件(14)的布线根据转子(17)的瞬时角位置(Phi)给相至少部分地施加恒定的直流电流信号，其中所述直流电流信号被选择为使得没有流经相的电流超过预先给定的最大电流绝对值，并且d/q坐标系中的基于流经相的电流所确定的空间矢量的绝对值（|Idq|）大于所述最大电流绝对值。2.根据权利要求1所述的方法，其中通过具有五个半桥（13）的变流器来操控具有五相（A－E）的电机（10），所述半桥的开关元件（14）在第二运行模式中被布线为，使得通过半桥（13）中的第一个将具有第一绝对值的正电压信号、通过半桥（13）中的第二个将具有第一绝对值的负电压信号、通过半桥（13）中的第三个将具有第一绝对值的一半的正电压信号、通过半桥（13）中的第四个将具有第一绝对值的一半的负电压信号、以及通过半桥（13）中的第五个不将电压信号输出给相。3.根据权利要求2所述的方法，其中定子绕组（17）的星点处的电压信号用以星形电路彼此连接的五个相（A－E）来输出。4.根据权利要求1所述的方法，其中具有四个、六个或更多个相的电机（10）通过具有相应四个、六个或更多个半桥（13）的变流器来操控。5.根据前述权...
【专利技术属性】
技术研发人员：J勒斯纳，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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