用于操控電機(jī)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種車(chē)輛，所述車(chē)輛具有N相電機(jī)、具有第一車(chē)載子電網(wǎng)和具有第二 車(chē)載子電網(wǎng)，其中，電機(jī)包括轉(zhuǎn)子和定子系統(tǒng)，第一車(chē)載子電網(wǎng)包括逆變器，定子系統(tǒng)配設(shè) 給逆變器，并且能夠利用逆變器調(diào)節(jié)器根據(jù)磁場(chǎng)定向控制的原理來(lái)運(yùn)行電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 通常在車(chē)輛中作為電能消耗器的部件由具有14V的額定電壓水平的車(chē)載電網(wǎng)進(jìn) 行供電。二次12V蓄能器在車(chē)載電網(wǎng)中根據(jù)運(yùn)行情況承擔(dān)能量源的功能或者能量阱的功 能，所述蓄能器和14V發(fā)電機(jī)按照如下要求設(shè)計(jì)，S卩，在車(chē)輛中提供通常為1. 5至3kW的電 功率。
[0003] 如果在所述車(chē)輛的車(chē)載電網(wǎng)中集成有多個(gè)具有提高的功率需求的消耗器，則所述 車(chē)載電網(wǎng)具有兩個(gè)或多個(gè)車(chē)載子電網(wǎng)。于是，直流調(diào)節(jié)器在所述兩個(gè)車(chē)載子電網(wǎng)之間傳遞 電功率。電機(jī)在具有電氣化的傳動(dòng)系的車(chē)輛中也能夠電動(dòng)機(jī)式地運(yùn)行，除了每個(gè)車(chē)載子電 網(wǎng)分別至少一個(gè)蓄能器之外，所述電機(jī)具有作為電能源或電能阱的功能。這樣的車(chē)載電網(wǎng) 拓?fù)淅缑枋鲈谖墨I(xiàn)DE102 44 229Al中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的任務(wù)在于，描述一種改善的車(chē)輛，所述車(chē)輛具有N相電機(jī)、具有第一車(chē)載 子電網(wǎng)和具有第二車(chē)載子電網(wǎng)，其中，電機(jī)包括轉(zhuǎn)子和定子系統(tǒng)，第一車(chē)載子電網(wǎng)包括逆變 器，定子系統(tǒng)配設(shè)給逆變器，并且能夠利用逆變器調(diào)節(jié)器根據(jù)磁場(chǎng)定向控制的原理來(lái)運(yùn)行 電機(jī)。
[0005] 該任務(wù)通過(guò)按照權(quán)利要求1的車(chē)輛得到解決。本發(fā)明有利的實(shí)施形式以及進(jìn)一步 擴(kuò)展方案從獨(dú)立權(quán)利要求中得出。
[0006] 按照本發(fā)明，所述電機(jī)配設(shè)有控制單元，能夠通過(guò)所述控制裝置控制逆變器并且 所述控制單元以相移操控方法的形式對(duì)逆變器進(jìn)行控制。
[0007] 這意味著，所述電機(jī)的定子系統(tǒng)配設(shè)給逆變器，并且所述電機(jī)能夠利用電流調(diào)節(jié) 器根據(jù)磁場(chǎng)定向控制來(lái)運(yùn)行，其中，使用相移操控方法，所述操控方法不僅利用寄生電感而 且利用電機(jī)的主電感對(duì)星形接點(diǎn)電流進(jìn)行平滑。
[0008] 換言之涉及如下車(chē)輛，所述車(chē)輛具有N相電機(jī)、具有一個(gè)第一車(chē)載子電網(wǎng)和至少 一個(gè)第二車(chē)載子電網(wǎng)，其中，電機(jī)包括轉(zhuǎn)子和定子系統(tǒng)，第一車(chē)載子電網(wǎng)包括逆變器，所述 逆變器用于將DC電壓轉(zhuǎn)換為AC電壓。其可以是電橋電路或其他的拓?fù)淅缍嗉?jí)變流器。 在施加電壓時(shí)用于平滑輸入電壓的中間電路電容器或者在施加電流時(shí)用于平滑輸入電流 的中間電路阻流圈處于所述逆變器的輸入端上。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選變型方案有利的是，所述定子系統(tǒng)以星形連接實(shí)施，所述 星形接點(diǎn)與第二車(chē)載子電網(wǎng)能夠直接或通過(guò)星形接點(diǎn)開(kāi)關(guān)進(jìn)行連接，逆變器調(diào)節(jié)器包括電 流調(diào)節(jié)器和星形接點(diǎn)調(diào)節(jié)器，所述電流調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)定子系統(tǒng)的相電流，并且所述星形接點(diǎn) 調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)星形接點(diǎn)電流。
[0010] 符合目的是，所述車(chē)輛包括用于測(cè)量至少N-I相相電流以及星形接點(diǎn)電流中的多 個(gè)的測(cè)量器件，或者所述車(chē)輛包括用于測(cè)量至少N相相電流中的多個(gè)的測(cè)量器件，或者所 述車(chē)輛包括用于測(cè)量中間電路電流的測(cè)量器件，其中，所測(cè)量的中間電路電流根據(jù)電壓零 矢量至少能實(shí)現(xiàn)間接地確定電機(jī)的N相相電流，并且所述控制單元包括逆變器調(diào)節(jié)器。
[0011] 根據(jù)一種優(yōu)選的設(shè)計(jì)，所述相移操控方法使星形接點(diǎn)電流平滑，其中，所述星形接 點(diǎn)電流通過(guò)寄生電感和通過(guò)電機(jī)的主電感進(jìn)行平滑，并且在電機(jī)的每相相互之間在時(shí)間上 的偏移相互間能調(diào)整。
[0012] 在此，所述各個(gè)相的相移操控通過(guò)各自的脈沖模式實(shí)現(xiàn)并且所述脈沖模式有利地 移動(dòng)360° /N的角度。
[0013] 按照本發(fā)明另一個(gè)變型方案，所述操控方法的相移用于通過(guò)使星形接點(diǎn)電流的電 流紋波最小化對(duì)星形接點(diǎn)電流進(jìn)行平滑，并且在調(diào)節(jié)星形接點(diǎn)電流時(shí)，所述相移在電機(jī)的 一個(gè)回轉(zhuǎn)上平均來(lái)說(shuō)在轉(zhuǎn)子中無(wú)轉(zhuǎn)矩地起作用。
[0014] 這意味著，在電機(jī)的一個(gè)回轉(zhuǎn)上平均地在轉(zhuǎn)子中不產(chǎn)生附加的轉(zhuǎn)矩。
[0015] 特別有利的是，在產(chǎn)生脈沖模式時(shí)對(duì)于提高的調(diào)整頻率能利用操控方法的相移， 以便為了改善效率而降低逆變器的開(kāi)關(guān)頻率或在預(yù)定的開(kāi)關(guān)頻率的情況下由電機(jī)轉(zhuǎn)速所 限定的脈寬調(diào)制（PWM)的運(yùn)行區(qū)域朝向電機(jī)較高轉(zhuǎn)速的方向擴(kuò)展，并且所述星形接點(diǎn)調(diào)節(jié) 器提供用于操控方法的調(diào)整值。
[0016] 因此在預(yù)定的開(kāi)關(guān)頻率的情況下，能夠?qū)⒂呻姍C(jī)的極變化頻率以及因此電機(jī)的轉(zhuǎn) 速所限定的PWM運(yùn)行區(qū)域向較高的轉(zhuǎn)速擴(kuò)展。
[0017] 從本發(fā)明另一個(gè)的符合目的實(shí)施形式中得到，所述測(cè)量器件測(cè)量電機(jī)的N個(gè)電流 (1。、1^11?)，并且所述控制單元將所測(cè)量的電流（1。、1^1")通過(guò)擴(kuò)展的克拉克一帕克變換轉(zhuǎn) 換為磁場(chǎng)定向的電流矢量（1、％、1 (])，所述電流矢量具有形成磁通的分量（〇，具有形成轉(zhuǎn) 矩的分量（Iq)以及具有零電流分量（1J，其中，所述星形接點(diǎn)電流（IStCTn)是零電流分量的 三倍。
[0018] 附加地有利的是，所述逆變器調(diào)節(jié)器作為調(diào)節(jié)參量具有形成磁通的分量，所述逆 變器調(diào)節(jié)器作為調(diào)節(jié)參量具有形成轉(zhuǎn)矩的分量，所述逆變器調(diào)節(jié)器作為調(diào)節(jié)參量具有零電 流分量，所述逆變器調(diào)節(jié)器作為理論參量具有用于形成磁通分量的第一理論電流量（rd)， 所述逆變器調(diào)節(jié)器作為理論參量具有用于形成轉(zhuǎn)矩分量的第二理論電流量（rq)，所述逆變 器調(diào)節(jié)器作為理論參量具有星形接點(diǎn)理論電流（rstJ，所述逆變器調(diào)節(jié)器作為調(diào)整參量輸 出第一定子調(diào)整電壓（ifd)，所述逆變器調(diào)節(jié)器作為調(diào)整參量輸出第二定子調(diào)整電壓（Ifq) 并且所述逆變器調(diào)節(jié)器作為調(diào)整參量輸出第三定子調(diào)整電壓or。）。
[0019] 符合目的地，這點(diǎn)通過(guò)如下方式進(jìn)行補(bǔ)充，N相電機(jī)實(shí)施為3相電機(jī)，所述逆變器 包括六個(gè)逆變器開(kāi)關(guān)（HSl、HS2、HS3、LSI、LS2、LS3)，所述六個(gè)逆變器開(kāi)關(guān)設(shè)置在用于定子 系統(tǒng)的所述三個(gè)相的三個(gè)半橋中，第一定子調(diào)整電壓、第二定子調(diào)整電壓以及第三定子調(diào) 整電壓能夠通過(guò)擴(kuò)展的克拉克一帕克逆變換轉(zhuǎn)換為定子系統(tǒng)的相電壓（Ua、Ub、U。)，并且所 述逆變器在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期中根據(jù)脈寬調(diào)制的原理對(duì)各相中的每相的相電壓進(jìn)行接通。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明另外一個(gè)變型方案，在星形接點(diǎn)開(kāi)關(guān)閉合的情況下，所述電機(jī)在星形 接點(diǎn)電流（IstraJ具有從星形接點(diǎn)到第二車(chē)載子電網(wǎng)的電流方向的情況下將電功率從第一 車(chē)載子電網(wǎng)傳輸?shù)降诙?chē)載子電網(wǎng)并且作為降壓轉(zhuǎn)換器起作用。
[0021] 在直接連接或星形接點(diǎn)開(kāi)關(guān)閉合的情況下，所述電機(jī)在星形接點(diǎn)電流（IstraJ具有 從第二車(chē)載子電網(wǎng)到星形接點(diǎn)的電流方向的情況下將電功率從第二車(chē)載子電網(wǎng)傳輸?shù)降?一車(chē)載子電網(wǎng)并且作為升壓轉(zhuǎn)換器起作用。
[0022] 此外通過(guò)預(yù)定星形接點(diǎn)理論電流以及調(diào)節(jié)星形接點(diǎn)調(diào)整電壓能夠?qū)π切谓狱c(diǎn)電 流（IstraJ進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且所述電機(jī)在星形接點(diǎn)開(kāi)關(guān)閉合的情況下作為雙向功率調(diào)整器起作 用。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 以下將根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述。由此得出本發(fā)明其他的細(xì) 節(jié)、優(yōu)選的實(shí)施形式以及進(jìn)一步擴(kuò)展方案。詳細(xì)地示意性地示出：
[0024] 圖1示出具有受載荷的星形接點(diǎn)的電機(jī)的示意性拓?fù)洌?br>[0025] 圖2示出用于減少星形接點(diǎn)電流的電流紋波的脈沖模式生成的優(yōu)化，
[0026] 圖3示出利用三角形調(diào)制器生成對(duì)稱(chēng)的脈沖模式的原理，
[0027] 圖4示出在三角形調(diào)制期間通過(guò)多倍調(diào)整占空比生成相位移動(dòng)的脈沖模式，
[0028] 圖5示出通過(guò)相同類(lèi)型的調(diào)制器之間的相移以及恒定的占空比生成相位移動(dòng)的 脈沖模式，
[0029] 圖6示出通過(guò)不同的調(diào)制器類(lèi)型在對(duì)于不同相具有相同的占空比的情況下生成 相位移動(dòng)的脈沖模式。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 按照?qǐng)D1的實(shí)施形式示例性地示出具有轉(zhuǎn)子和定子系統(tǒng)（1)的實(shí)施為三相電機(jī)的 N相電機(jī)。所述三相標(biāo)記為（u、v、w)。所述電機(jī)配設(shè)有逆變器（2)和中間電路電容器（3)。 電機(jī)、逆變器和中間電路電容器是車(chē)輛的第一車(chē)載子