发电机式运行的电机和有源桥式整流器组成的设备的运行制造技术

本发明专利技术涉及发电机式运行的电机和有源桥式整流器组成的设备的运行。在用于激励所述设备的方法中，电机的相端子分别通过可接通的和可关断的流量控制阀被接到直流电压端子上。当在直流电压端子之间的输出电压超过上阈值时，接通所有的第一流量控制阀，并且只有当所述输出电压此后在低于时间点已经低于下阈值并且此外流经具有相应的第一流量控制阀的直流电压端子的相电流位于关断阈值之下时，才又关断每个第一流量控制阀。从低于时间点起在预先给定的检验时段之后检查，每个第一流量控制阀在低于时间点之后是否曾至少一次被关断，并且如果没有，那么探测所属的相电流的局部电流最小值并且第一流量控制阀在基于电流最小值所确定的时间点同样被关断。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于运行由发电机式运行的电机和有源桥式整流器组成的设备的方法和用于其实施的装置。
技术介绍
按传统地，在载客汽车中，具有无源桥式整流器的爪极结构类型的发电机投入使用。这种发电机的功率通过励磁场被调整，并且该励磁场另一方面由励磁电流调整。通过调节励磁场，发电机的输出电压可以与电网负载、转速和温度无关地而被保持恒定。如果随后简单化地谈到“发电机”，则在这种情况下也可涉及不仅可发电机式运行的而且可电动机式运行的电机（例如所谓的起动发电机（Startergenerator））。本专利技术不仅适合于爪极结构类型的发电机，而且适合于所有至少可发电机式运行的电机。在载客汽车中，相对应于通常所建造的三相、四相或者五相发电机而使用六脉冲、八脉冲或者十脉冲实施方案的桥式整流器。然而，本专利技术也适合于针对其它的相数的桥式整流器。在所连接的电网中的（例如通过接上或者切断耗电器引起的）负载跃变导致在发电机上的负载跃变。因为发电机的输出功率但是由于励磁场的电感而不能任意快速地被改变，所以发电机电流首先近似保持恒定，这在甩负荷（英文：LoadDump）的情况下可以导致输出电压的明显升高。降低励磁场可能需要几百毫秒。只要在车载电网中存在电池，该电池一般就可以接收过剩的发电机功率并且以此阻止过度的电压上升。如果然而不存在电池，那么输出电压很快上升并且能够损坏车载电网部件和/或发电机。在具有无源桥式整流器的发电机的情况下，这被阻止，其方式是将齐纳二极管用作整流二极管。齐纳二极管将输出电压夹在其击穿电压之上并且因而能够将过剩的电流转化为热量。以这种方式始终确保可靠的运行。在有源桥式整流器中也可以使用可接通的和可关断的、可控制的流量控制阀、尤其是MOSFET来代替整流二极管。优点是在被接通的状态下的更低微的损耗功率和以此发电机整体地、尤其是在部分负载运行中的更好的效率。可以集中地或者分散地控制流量控制阀。集中控制被理解为：共同的控制装置监控所有交流相，并且激励（ansteuern）所有流量控制阀以及可选地也激励发电机的励磁场。分散控制被理解为：在所有情况下一个控制装置监控一个交流相，并且根据相电压只激励被分配给相应的相的流量控制阀，也即只激励分别一个半桥的流量控制阀。在此，可以利用或者不用在各个分散的控制装置之间的通信来实现分散控制。在甩负荷的情况下阻止车载电网中的电压峰值的可能性在有源桥式整流器的情况下在于：分别在所有半桥中接通上部的或者下部的整流器支路的流量控制阀。以这种方式短接电机，然而不短接所连接的电网。所阐明的措施随后也被称作相间短路。按照这里所使用的语言惯用法，因此通过接通整流器的所有向接地或者负的直流电压端子（也参看根据在下面阐明的图1的直流电压端子B-）切换的流量控制阀（低压侧流量控制阀（Lowside-Stromventile））或者可替换地接通所有向正的直流电压端子（也参看图1中的直流电压端子B+）切换的流量控制阀（高压侧流量控制阀（Highside-Stromventile））而使相间短路开始，并且相对应地通过关断这些流量控制阀再次结束相间短路。如果例如场效应晶体管被用作流量控制阀，那么这些流量控制阀通过在其栅极端子上提供相对应的控制电压（激励）而被接通，由此流量控制阀的漏极源极段（Drain-Source-Strecke）变为导通的或低阻的。相对应地，通过结束提供控制电压并且所述漏极源极段变为不导通的或高阻的来关断这些流量控制阀。除了相间短路以外，还存在正常的整流（器）运行。如果随后谈到一个相的流量控制阀执行、开始、结束等等的“相间短路”或者谈到一个相中的“相间短路”，那么其应被理解为：在相对应的相中的为此所设置的流量控制阀持续导通地被切换。在所有相对应地被接线的流量控制阀或相的相互作用下才最终从中得到相间短路整体。这意味着，在本申请的语言惯用法中处于“相间短路中”的流量控制阀持续地被激励，如这在全部开始相间短路并且因而相对应的逆变器的支路的所有流量控制阀处于相对应的状态下时也是这种情况那样。相对应的情况适用于整流运行。然而，在相对应的方法的情况下可发生如随后也还阐明的问题。本专利技术将在这里提出补救。
技术实现思路
建议了具有独立专利权利要求的特征的一种用于运行由发电机式运行的电机和有源桥式整流器组成的设备的方法和用于其实施的装置。构建方案是从属专利权利要求以及随后的描述的主题。例如，如果在桥式整流器的直流电压端子之间或在带电压的直流电压端子和接地之间的电压超过上阈值，那么可以使在上面所阐明的意义上的相间短路开始。在现有技术中，如果该电压此后低于下阈值，则相间短路紧接着在所有相中又可以同时被结束。以此，所有相都同时结束在相间短路中所使用的激励并且开始针对正常的整流器运行所使用的激励。如果相间短路在低于所提及的同时用于所有交流相（随后简称“相”）的下阈值的情况下被解除，那么只要相电压超过在所连接的电网中的电压，所述相间短路就在具有瞬时为正的电流的相中换向到上部的、也就是说与正的直流电压端子相连的整流器支路的流量控制阀中。在此，由于随后所阐明的非对称效应（Asymmetrieeffekt）可能必须切换高电流，这引起所参与的流量控制阀的相对应的载荷（Belastung）。在相间短路期间的高的相电流也部分地由于缺少的（“被甩掉”）的负载造成。流量控制阀的载荷可导致损坏。流量控制阀的损坏也可由在同时结束相间短路的情况下形成的过压引起。相对应的电压峰值可以例如在金属氧化物场效应晶体管中招致公知的雪崩效应（Avalanche­-Effekt），由此场效应晶体管限制了电压，然而必须接收为此排出的能量并且因此可能被热损坏。因而，相间短路的结束也可以相单独地（phasenindividuell）进行，其在本申请的范围内被理解为：针对每个相都限定一个或者多个标准，何时在相应的相中结束针对相间短路所使用的流量控制阀的持续的激励并且应该被转变到正常的整流器运行。在桥式整流器的直流电压端子之间或在带电压的直流电压端子与接地之间的电压已经低于所提及的下阈值之后，采取这个标准或者这些标准。在满足这个或者这些标准之后，针对相应的相才结束在相间短路中所使用的激励，并且开始针对正常的整流器运行所使用的激励。由此，只有当这个或者这些被限定的标准针对所有相都被满足并且在所有相中又进行针对正常的整流器运行所使用的激励时，才结束相间短路整体。由于相间短路的开始而在所有情况下都在交流相的相电流中形成附加的正的或者负的直流分量。如果相间短路又被结束，则造成进一步的电压升高，因为根据电机的相数在每个时间点在一个或者多个相中有具有正符号（从生产者角度（Erzeugersicht））的电流流动。由此，相电流或多或少地变得强烈地不对称，因此不再围绕着共同的平均值或零往复摆动（pendeln）。但是按传统地，如上面所阐明的这个或者一个用于相单独地结束相间短路的标准在于：相电流具有为最高0安培的值，因此相电流的过零点被探测。因此被避免的是：当相应的流量控制阀在其引导高电流时那么切换，这（如所阐明的那样）会导致问题。在这种情况下，只要还在每相中都出现过零点并且因而所提到的标准被满足，相电流的不对称如此长地（solange）就不是问题。如果相单独地结束针对在其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于激励由发电机式运行的电机（1）和有源桥式整流器（2）组成的设备的方法（100），其中，电机（2）的相端子（U‑Y）分别通过可接通的和可关断的第一流量控制阀（UL‑YL）被接到第一直流电压端子（B‑）上并且通过第二流量控制阀（UH‑YH）被接到第二直流电压端子（B+）上，其中所述方法包括：当在第一直流电压端子（B‑）和第二直流电压端子（B+）之间的输出电压超过上阈值时，接通所有的第一流量控制阀（UL‑YL），并且只有当所述输出电压此后在低于时间点已经低于下阈值并且此外流经具有相应的第一流量控制阀（UL‑YL）的直流电压端子（U‑Y）的相电流位于关断阈值之下时，才又并且单个地关断每个第一流量控制阀（UL‑YL），其特征在于，从低于时间点起在预先给定的检验时段期间和/或在预先给定的检验时段之后检查，每个第一流量控制阀（UL‑YL）在低于时间点之后是否曾至少一次被关断，并且如果不是至少一次被关断，那么分别在第一流量控制阀（UL‑YL）在低于时间点之后还不曾至少一次被关断的一个或者多个相端子（U‑Y）中，所属的相电流的局部的电流最小值在预先给定的时间窗之内被探测并且第一流量控制阀（UL‑YL）在基于所述电流最小值所确定的时间点同样被关断。...

【技术特征摘要】
2015.02.18 DE 102015202890.91.用于激励由发电机式运行的电机（1）和有源桥式整流器（2）组成的设备的方法（100），其中，电机（2）的相端子（U-Y）分别通过可接通的和可关断的第一流量控制阀（UL-YL）被接到第一直流电压端子（B-）上并且通过第二流量控制阀（UH-YH）被接到第二直流电压端子（B+）上，其中所述方法包括：当在第一直流电压端子（B-）和第二直流电压端子（B+）之间的输出电压超过上阈值时，接通所有的第一流量控制阀（UL-YL），并且只有当所述输出电压此后在低于时间点已经低于下阈值并且此外流经具有相应的第一流量控制阀（UL-YL）的直流电压端子（U-Y）的相电流位于关断阈值之下时，才又并且单个地关断每个第一流量控制阀（UL-YL），其特征在于，从低于时间点起在预先给定的检验时段期间和/或在预先给定的检验时段之后检查，每个第一流量控制阀（UL-YL）在低于时间点之后是否曾至少一次被关断，并且如果不是至少一次被关断，那么分别在第一流量控制阀（UL-YL）在低于时间点之后还不曾至少一次被关断的一个或者多个相端子（U-Y）中，所属的相电流的局部的电流最小值在预先给定的时间窗之内被探测并且第一流量控制阀（UL-YL）在基于所述电流最小值所确定的时间点同样被关断。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述检验时段和/或时间窗根据电机（1）的转速而被预先给定。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：H许勒，A雅各布，M施密特，J勒斯纳，F马吉尼，
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