用于运行整流器的方法以及根据该方法工作的整流器技术

本发明专利技术涉及一种用于运行整流器(8)、尤其是电机(2)的整流器(8)的方法，其中对于所述整流器(8)的半导体开关(22)或每个半导体开关(22)来说，产生用于调整切断速度(Aneu)的控制信号(P’)，其中检测中间电路(10)的中间电路电压(Udc)并且将其与电流阈值(Uthresh)进行比较；其中检测相应的半导体开关(22)的运行参数(TB)并且将其与温度阈值(Tthresh)进行比较；其中检测借助于相应的半导体开关(22)来切换的负载电流(Ic)并且将其与电流阈值(Ithresh)进行比较；而且其中根据所述比较来产生所述用于调整关断速度(Aneu)的控制信号(P’)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于运行整流器的方法以及根据该方法工作的整流器
本专利技术涉及一种用于运行整流器、尤其是电机的整流器的方法，对于整流器的半导体开关或每个半导体开关来说，利用该方法来产生控制信号，用于调整半导体开关的切断速度。本专利技术还涉及一种根据该方法来工作的整理器和一种具有这种整流器的电机。
技术介绍
电(电动)驱动的机动车、诸如电动车辆或混合动力车辆通常具有电机或电动机，用于却动一个或两个机动车轴。这种电动驱动机通常包括受控制的同步或异步电机作为电动机，该电动机为了供应能量而耦合到车辆内部的蓄能器(高压电池组)上。电机的电动机传统上包括相对于定子能旋转地安置的转子，该转子借助于旋转磁场来驱动。为了产生旋转磁场，给定子的线圈(相绕组、定子绕组)加载相对应的交变电流(交变电压)作为电机电流，该交变电流由蓄能器的直流电压或直流电压(输入电流)借助于整流器来转换。一方面，这种整流器适合于并且被设立为：作为逆变器(Inverter)在电机的正常运行时将蓄能器的输入电流转换成电机电流。另一方面，整流器通常适合于并且被设立为：在发电或复原运行时作为整流器将电动机的所产生的电机电流转换成直流电流(反馈电流)，用于馈入到蓄能器中。为了该目的，整流器具有与中间电路电容器耦合的桥式电路(中间电路、换向环)。桥式电路包括多个与带半导体开关的桥式模块(半桥、功率模块、换向单元)的数目相对应的(电机)相，所述半导体开关接在整流器的去线与回线之间。为了激励桥式模块的半导体开关，通常设置驱动电路，所述驱动电路根据控制器(电机控制装置)的信号产生经脉冲宽度调制的控制信号(PWM信号)。这些控制信号被引导到相应的半导体开关的控制连接端上，该半导体开关因此在导通(接通)状态与不导通(关断、截止)状态之间时控地被切换。在运行时，例如被实施为IGBT(绝缘栅场效应晶体管(insulatedgatebipolartransistor))的半导体开关通过它们的相应的栅极连接端利用控制信号时控地被切换，由此结果是所要切换的集电极或负载电流被转换成用于驱动转子的交变电流。这种整流器的电损耗功率基本上通过桥式模块或其半导体开关的导通和开关损耗来确定。在这种情况下，通过控制信号来表征的(栅极)激励方法显著影响出现的损耗功率的大小并且因此影响整流器的效率。半导体开关通常具有比较慢的关断速度，这意味着在从导通到不导通状态的关断过程时的长的(关断)时长。这在运行时造成在半导体开关的(切换)开关过程期间电损耗的不符合期望地高的份额。在这种关断过程中，在导通状态下流经半导体开关的所要切换的集电极或负载电流被减小，直至该集电极或负载电流基本上关断。在这种情况下，关断速度基本上通过负载电流的由此产生的电流沿的斜率来限定，利用该斜率来确定关断过程的时长。该关断速度能借助于用于(栅极)激励半导体开关的控制信号来调整或控制和/或调节。在DE102014219470A1描述了一种用于温度相关地选择用于半导体开关中的关断过程的关断速度的方法。在那里，半导体开关布置在变流器的直流电压中间电路上。在运行时，一方面检测直流电压中间电路的直流电压并且将其与参考直流电压进行比较。另一方面，检测半导体开关的温度、尤其是截止层温度并且将其与参考温度进行比较。根据这些比较来调整半导体开关的关断速度。由此，对于变流器的特定的工作点或运行点来说，半导体开关的更快的关断速度应该是不可能的。
技术实现思路
本专利技术所基于的任务在于：说明一种特别适合于运行整流器的方法。本专利技术所基于的任务还在于：说明一种根据这种方法运行的整流器以及一种具有这种整流器的电机。按照本专利技术，该任务关于方法方面利用权利要求1的特性来解决，而关于整流器方面利用权利要求7的特征来解决，以及关于电机方面利用权利要求10的特征来解决。有利的设计方案和扩展方案是相应的从属权利要求的主题。按照本专利技术的方法适合于并且被设立用于运行整流器。整流器尤其是电机的部分而且作为这种部分例如作为逆变器接在直流电源与电动机之间。在这种情况下，整流器具有至少一个半导体开关，该半导体开关适宜地耦合到电机的中间电路上。为了激励相应的半导体开关，产生用于调整关断速度的控制信号并且将该控制信号引导到半导体开关的控制连接端(控制输入端)上。在运行时，整流器在工作区内运行。该工作区通过半导体开关的容许的最小和最大运行参数来表征，其中确保了可靠的并且没有错误的运行。这些运行参数基本上包括：中间电路的中间电路电压(直流电压)的最小和最大电压值；相应的半导体开关的运行参数的最小和最大温度值；以及借助于相应的半导体开关来切换的负载电流的最小和最大电流值。在整流器运行时，持续地监控这些运行参数。在这种情况下，一方面检测中间电路的中间电路电压并且将其与电压阈值进行比较。另一方面，检测相应的半导体开关的运行温度并且将其与温度阈值进行比较。还检测借助于相应的半导体开关来切换的负载电流并且将其与电流阈值进行比较。在这种情况下，按方法，根据这三个比较来产生用于调整关断速度的控制信号。这意味着：除了对关断速度的与中间电路电压和温度相关的调整之外，附加地考虑所要切换的负载电流。换言之，除了中间电路电压与运行温度之外，还考虑在调整关断速度时当前的负载。通过阈值，将整流器的工作区划分成不同的运行点和/或运行区，这些运行点和/或运行区例如分别具有所分配的关断速度。适宜地，运行参数的相应的阈值大于容许的最小运行参数值而且小于容许的最大运行参数值。由此，与整流器的不同的运行情况的特别灵活的适配是可能的，由此有利地提高了该整流器的效率。由此，例如尤其可能的是：在关断速度给定时，在运行点发生变化的情况下，实现对所规定的最大电压的充分利用。这些半导体开关优选地实时为IGBT，其中所检测到的中间电路电压是在运行时的集电极-发射极电压的量度，而且其中运行温度尤其是描述了半导体开关的截止层温度的温度值。因此，通过该方法，与整流器或配备有该整流器的电机的相应的、应用特定的主运行区的特别简单并且花费少的适配是可能的。尤其是，关断速度不仅仅依据最大极限(例如最大负载电流和最大中间电路电压)来调整，而是根据所希望的主运行区来调整。这意味着：对针对半导体开关的特定的运行区或运行点的关断速度的调整能细度更精细地或分辨率更高地来构建，由此能目标明确地并且以应用为导向地减少在关断过程中的电损耗。尤其是在其中将结构相同的整流器用在不同的电机中、例如用在不同的电驱动机动车中的应用中，通过该方法确保了：整流器能与相应的主运行区(这指的是相应的电机的在运行时最频繁地出现的运行区)最优地适配。主运行区对于不同的电机来说有变化，其中通过该方法总是确保了特别高的效率。经此，还能有利地避免整流器的半导体开关和/或其它构件的成本高的参数过大。在一个适当的扩展方案中，根据这些比较从三个所寄存的关断速度中选择用于调整关断速度的控制信号。在这种情况下，第一关断速度比第二关断速度慢，其中第二关断速度比第三关断速度慢。换言之，通过第一关断速度造成关断过程的比较长的时长，这意味着具有负载电流的比较平缓的电流沿斜率的比较慢的关断过程。第二关断速度相对应地造成具有更陡峭的电流沿斜率的比较快的关断过程，而第三关断速度造成具有特别陡峭的电流沿斜率的特别快的关断过程。由此，基本上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于运行整流器(8)、尤其是电机(2)的整流器(8)的方法，其中对于所述整流器(8)的半导体开关(22)或每个半导体开关(22)来说，产生用于调整切断速度(Aneu)的控制信号(P’)，‑其中检测中间电路(10)的中间电路电压(Udc)并且将其与电流阈值(Uthresh)进行比较；‑其中检测相应的半导体开关(22)的运行参数(TB)并且将其与温度阈值(Tthresh)进行比较；‑其中检测借助于相应的半导体开关(22)来切换的负载电流(Ic)并且将其与电流阈值(Ithresh)进行比较；而且‑其中根据所述比较来产生所述用于调整关断速度(Aneu)的控制信号(P’)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.14 DE 102016217494.01.一种用于运行整流器(8)、尤其是电机(2)的整流器(8)的方法，其中对于所述整流器(8)的半导体开关(22)或每个半导体开关(22)来说，产生用于调整切断速度(Aneu)的控制信号(P’)，-其中检测中间电路(10)的中间电路电压(Udc)并且将其与电流阈值(Uthresh)进行比较；-其中检测相应的半导体开关(22)的运行参数(TB)并且将其与温度阈值(Tthresh)进行比较；-其中检测借助于相应的半导体开关(22)来切换的负载电流(Ic)并且将其与电流阈值(Ithresh)进行比较；而且-其中根据所述比较来产生所述用于调整关断速度(Aneu)的控制信号(P’)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用于调整关断速度(Aneu)的控制信号(P’)根据所述比较从三个所寄存的关断速度(A1、A2、A3)中选择，其中第一关断速度(A1)比第二关断速度(A2)慢而第二关断速度(A2)比第三关断速度(A3)慢。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当运行温度(TB)小于温度阈值(Tthresh)时和/或当中间电路电压(Udc)大于电压阈值(Uthresh)时，将所述控制信号(P’)调整到第一关断速度(A1)。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，当运行温度(TB)大于温度阈值(Tthresh)时，而且当负载电流(...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷琼，霍格尔·霍夫曼，托马斯·斯拉维克，
申请(专利权)人：法雷奥西门子新能源汽车德国有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE