运行连接到电机上的有源变流器的方法和用于其实现的装置制造方法及图纸

在连接到电机（101）上的有源变流器（102）中，其中设置了用于从第一时间点起激活电压箝位的箝位电路，并且所述有源变流器（102）此外还设立为，只有在存在激活条件的情况下，才从第二时间点起激活甩负荷反应，所述激活条件包括：确定了，当所述励磁绕组与所述车载电网电压的电压电势分开时，和/或当流经所述励磁绕组的电流在电流阈值以下时，和/或当在其后已激活其他甩负荷反应的甩负荷反应的首次激活之后过去了多于一个预给定的时间段时，和/或当已激活多于预给定的数目的甩负荷反应时，在第二时间点，附在所述电机（101）的励磁绕组的供电侧的电压电势在附在所述第一直流电压端子（B+）上的电压电势与接地电势之间。

Method for operating an active converter connected to a motor and device for its implementation

In connection to the motor (101) on the active power converter (102), which is used for voltage clamp clamp circuit is activated from the first time point, and the active power converter (102) is also set up, only in the presence of activated conditions, from the second time point activation load rejection reaction, the activation conditions include: determine the separate voltage potential when the excitation winding and the voltage of the vehicle, and / or when the current flowing through the excitation winding in current below threshold, and / or when subsequently activate other load rejection reaction load rejection reaction for the first time after activation over more than one time pre given, and / or when the number of activated more than predetermined load rejection reaction, in the second time points of the motor (101) power supply excitation winding The voltage potential at the side is between the voltage potential and the ground potential attached to the first direct voltage terminal (B+).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】运行连接到电机上的有源变流器的方法和用于其实现的装置
本专利技术涉及根据独立权利要求的相应的前序部分所述的一种用于运行连接到电机上的有源变流器的方法和用于实现该方法的装置。
技术介绍
为了从交流源对直流电网进行馈电，尤其是通过交流发电机对机动车车载电网进行馈电，可以采用不同结构类型的作为整流器运行的变流器。在机动车车载电网中，对应于此处通常安装的三相、四相或者五相交流发电机，通常使用呈六脉冲、八脉冲或者十脉冲实施的变流器。然而，本专利技术也适合于另外的相数或脉冲数的变流器。如果随后简化地谈及发电机，则在这种情况下也可以涉及以发电机方式和以电动机方式可运行的电机，例如可以涉及所谓的起动发电机（Startergenerator）。变流器随后被理解为已知类型的桥式电路，该桥式电路在电机以发电机方式运行时作为整流器工作。简化地，随后也谈及整流器。由至少以发电机方式可运行的电机和相对应的作为整流器工作的变流器构成的装置随后也称作电流供电装置。在相对应的电流供电装置中的关键的运行情况是所谓的甩负荷（英语LoadDump）。当在被高度励磁的电机的情况下和相对应高得发出的电流的情况下在电机或变流器上的负荷突然减小时，出现所述甩负荷。甩负荷可能起因于切断在所连接的机动车车载电网中的耗电器或者起因于线缆断裂。尤其是在无电池的运行中，如果在机动车车载电网中耗电器被突然切断，则由于励磁绕组的电感并且由于因而只是缓慢减低（abbauend）的励磁场，电机可以提供比机动车车载电网能够吸收的能量更多的能量还直至一秒钟长。如果所述能量不能被机动车车载电网中的或者变流器中的电容性元件拦截或者不能完全被所述电容性元件拦截，则在机动车车载电网中的部件处可能发生过压和过压损害。在线缆断裂（由于线缆断裂，机动车车载电网与变流器分开）时，电机同样进一步提供能量，但是不再连接耗电器。与刚刚所阐述的切断耗电器的情况相比，由此不再威胁耗电器。此外，所述耗电器也可以通过电池供电。但是，在这种情况下，电机或者变流器的功率电子装置可能由于过压被损害。在常规的（无源）变流器中，通过变流器本身、即借助在那里传统上安装的齐纳二极管，对车载电网或对电机和变流器的功率电子装置分别进行一定的保护，在这些齐纳二极管中，过压被箝位并且过剩的能量被转换为热。附加的箝位元件的使用在本上下文中也是已知的。然而，尤其因为有源变流器与无源的或不受控的变流器相反在正常运行中具有较低的损耗功率，所以在机动车中值得期望的是采用有源的或受控的变流器。然而，目前可得到的用于有源变流器的可激励的（ansteuerbar）或有源的流量控制阀（例如场效应晶体管）不拥有具有足够的稳健性（Robustheit）的集成的箝位功能，如常规的齐纳二极管那样，并且因而不能拦截过压。因而，在有源变流器中，强制性地需要附加的保护策略。在甩负荷时，例如通过如下方式可以使各发电机相短接：相对应的变流器的上部支路或者下部支路的数个流量控制阀或者所有流量控制阀短时切换为导通。这尤其是基于对附在（anliegend）变流器的直流电压端子上的车载电网电压的分析来进行。如果该车载电网电压超过预给定的上限阈值，则开始相对应的短接并且车载电网电压降低。此后，如果该车载电网电压低于预给定的下限阈值，则结束（aufheben）短接，并且车载电网电压重新上升。车载电网电压因而在上限阈值与下限阈值之间摆动，直至励磁场消退。随后，具有（至少尽可能地）消退的励磁场的电机也称作“被去励磁的”，具有没有消退的或者仅几乎没有消退的励磁场的电机称作“被励磁的”。如果随后谈及“开始相短接”，其应被理解为，如所阐述的那样，变流器的上部支路或者下部支路的流量控制阀被切换为导通。当（例如在使用已知的脉宽调制或区块激励（Blockansteuerung）的情况下）又采取正常的有源整流时，相对应的相短接被“结束”。在所阐述的方法中，可能发生连续的并且不再能以常规方式结束的在有源整流与相短接之间的变换。由于在线缆断裂时在车载电网中电容性地起作用的元件不再可供支配并且在变流器中存在的电容性元件比较小，所以小的能量就足以又将（剩余的没有由于线缆断裂而分开的电网的）车载电网电压升高为使得超过用于开始相短接的阈值。该方法因而不再获得“静止”，亦即不转变为持续的有源整流，或者只是非常晚又转变为持续的有源整流。该问题在下面也参照附图予以阐述。除了用于以相短接形式激活相对应的甩负荷反应的装置之外设置有电压箝位的变流器同样遇到该问题。相对应的箝位电路设立为，在呈相短接形式的甩负荷反应可以起作用之前，拦截电压尖峰。通过箝位电路造成的电压箝位从如下时间点起被激活：从该时间点起，车载电网电压或相对应的电压电势上升直到预给定的阈值，并且只要该电压电势没有下降到阈值之下，就长时间地保持激活。通过箝位，车载电网电压不再上升超过被限定为至少短时安全的阈值。典型地，也采用相短接的变流器中的这样的电压箝位包括：在变流器的并不用于相短接的支路中激励流量控制阀，并且由此在与所述流量控制阀相连的相端子与相对应的直流电压端子之间建立导通的连接。如所提及的那样，从现有技术中已知的解决方案尤其是在线缆断裂时被证明为并不总是有利的，以致对于这种情况存在对改善的保护策略的需求。
技术实现思路
根据本专利技术，建议了根据独立权利要求的相应的前序部分所述的一种用于运行连接到电机上的有源变流器的方法和用于实现该方法的装置。实施形式是从属权利要求以及随后的描述的主题。专利技术优点本专利技术的核心是，确定在开头所阐述的由于线缆断裂而甩负荷的情况下是否需要以相短接的形式进一步激活甩负荷反应，或者是否可以结束进一步激活甩负荷反应。如所提及的那样，在所阐述的方法中，即使所使用的电机已经（尽可能地）被去励磁，通过剩余的小的电容的作用也能够发生连续的并且不再能以传统方式结束的在有源整流与相短接之间的变换。在本专利技术的范围内，指明了如下可能性：所述可能性使得能够识别出如下情况，在所述情况下，电机已经是被去励磁的，或者是尽可能地被去励磁的，并且因而不再需要进一步激活相短接。以这种方式，本专利技术使得能够更快地或完全又转变成正常的整流，并且结束正常的整流和相短接的重复循环。这导致在线缆断裂之后相对应的车载电网也有利地运行。本专利技术在这种情况下建议了一种用于运行连接到电机上的有源变流器的方法。在所述变流器中，如就这点而言所已知的那样，多个相端子分别经由在第一变流器支路中的可激励的流量控制阀与第一直流电压端子相连，并且经由在第二变流器支路中的可激励的流量控制阀与第二直流电压端子相连。“可激励的流量控制阀”在本申请的范围内是已知结构类型的（功率）晶体管、尤其是金属氧化物场效应晶体管。“第一变流器支路”包括与第一直流电压端子相连的流量控制阀的整体，“第二变流器支路”包括与第二直流电压端子相连的流量控制阀的整体。如果例如电池正极连接到第一直流电压端子上并且第二直流电压端子与电池负极或者接地部（Masse）相连，则第一变流器支路是变流器的“高压侧（Highside）”或者“上部”支路，而第二变流器支路是变流器的“低压侧（Lowside）”或者“下部”支路。始终存在恰好两个变流器支路。这两个变流器支路之一的流量控制阀的每个流量控制阀都配备有箝位电路，该箝位电路设立为，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于运行连接到电机（101）上的有源变流器（102）的方法，在所述变流器（102）中，多个相端子（U‑Y）分别经由在第一变流器支路中的可激励的流量控制阀（UH‑YH）与第一直流电压端子（B+）相连，并且经由在第二变流器支路中的可激励的流量控制阀（UL‑YL）与第二直流电压端子（B‑）相连，其中这两个变流器支路中的一个变流器支路的所述流量控制阀（UH‑YH）中的每个流量控制阀都配备有箝位电路（500），所述箝位电路（500）设立为，从第一时间点（2）起激活电压箝位，从所述第一时间点（2）起，附在所述第一直流电压端子（B+）上的电压电势上升直到预给定的第一阈值，并且只要所述电压电势没有下降到所述第一阈值之下，所述电压箝位就长时间地保持激活，其中所述电压箝位包括：激励配备有所述箝位电路（500）的所述流量控制阀（UH‑YH）并且由此在与所述流量控制阀（UH‑YH）相连的所述相端子（U‑Y）与相应的所述直流电压端子（B+）之间建立导通的连接，以及其中所述变流器（102）此外还设立为，当所述电压电势在第二时间点（3）在第二阈值以上时，只有在存在激活条件时才从所述第二时间点（3）起激活甩负荷反应，其中所述第二时间点（3）在所述第一时间点（2）之后，并且所述第二阈值在所述第一阈值以下，并且所述甩负荷反应包括：激励所述两个变流器支路中的另一变流器支路的所有流量控制阀（UL‑YL），而且由此在所有相端子（U‑Y）之间建立导通的连接，其特征在于，所述激活条件包括：确定了，当励磁绕组与所述车载电网电压的所述电压电势分开时，和/或当流经所述励磁绕组（401）的电流在电流阈值以下时，和/或当在其后已激活其他甩负荷反应的甩负荷反应的首次激活之后过去了多于一个预给定的时间段时，和/或当已激活多于预给定的数目的甩负荷反应时，在所述第二时间点（3），附在所述电机（101）的所述励磁绕组（401）的供电侧的电压电势在所述附在所述第一直流电压端子（B+）上的电压电势与接地电势之间。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.11 DE 102015202440.71.一种用于运行连接到电机（101）上的有源变流器（102）的方法，在所述变流器（102）中，多个相端子（U-Y）分别经由在第一变流器支路中的可激励的流量控制阀（UH-YH）与第一直流电压端子（B+）相连，并且经由在第二变流器支路中的可激励的流量控制阀（UL-YL）与第二直流电压端子（B-）相连，其中这两个变流器支路中的一个变流器支路的所述流量控制阀（UH-YH）中的每个流量控制阀都配备有箝位电路（500），所述箝位电路（500）设立为，从第一时间点（2）起激活电压箝位，从所述第一时间点（2）起，附在所述第一直流电压端子（B+）上的电压电势上升直到预给定的第一阈值，并且只要所述电压电势没有下降到所述第一阈值之下，所述电压箝位就长时间地保持激活，其中所述电压箝位包括：激励配备有所述箝位电路（500）的所述流量控制阀（UH-YH）并且由此在与所述流量控制阀（UH-YH）相连的所述相端子（U-Y）与相应的所述直流电压端子（B+）之间建立导通的连接，以及其中所述变流器（102）此外还设立为，当所述电压电势在第二时间点（3）在第二阈值以上时，只有在存在激活条件时才从所述第二时间点（3）起激活甩负荷反应，其中所述第二时间点（3）在所述第一时间点（2）之后，并且所述第二阈值在所述第一阈值以下，并且所述甩负荷反应包括：激励所述两个变流器支路中的另一变流器支路的所有流量控制阀（UL-YL），而且由此在所有相端子（U-Y）之间建立导通的连接，其特征在于，所述激活条件包括：确定了，当励磁绕组与所述车载电网电压的所述电压电势分开时，和/或当流经所述励磁绕组（401）的电流在电流阈值以下时，和/或当在其后已激活其他甩负荷反应的甩负荷反应的首次激活之后过去了多于一个预给定的时间段时，和/或当已激活多于预给定的数目的甩负荷反应时，在所述第二时间点（3），附在所述电机（101）的所述励磁绕组（401）的供电侧的电压电势在所述附在所述第一直流电压端子（B+）上的电压电势与接...

【专利技术属性】
技术研发人员：P梅林格，
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