本發(fā)明涉及用于識別逆變器的操控方法的方法和設備，該逆變器用于電機、尤其是同步電機的通電，該電機具有n個相位。

背景技術(shù)：

在實踐中常規(guī)的、對電機的監(jiān)控基于待由所述電機產(chǎn)生的額定力矩與由所述電機產(chǎn)生的實際力矩的比較。通常，所述實際轉(zhuǎn)矩不是被直接測量出的，而是由測量量計算出的。為了監(jiān)控逆變器的正確的運行，必需的是，這些測量量不是從在所述逆變器上游的功能單元中被取出，而是從所述逆變器以及該逆變器下游連接的部件中被取出。

實際力矩m_ist能夠通過對存在于所述電機的軸處的機械功率p_mech的計算被確定為m_ist=p_mech/(2πn)，其中，n是所述電機的轉(zhuǎn)速。機械功率p_mech是電功率和損耗功率的差值，該電功率能夠由所述電機的相電壓和相電流被計算出。所述損耗功率由在連接至電機的線路中的損耗、在電機中的損耗、鐵損耗以及摩擦損耗組成。所述損耗功率作為用于監(jiān)控的參數(shù)（該參數(shù)取決于電機的運行點，該運行點例如通過轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩被確定）就緒，并且以前通過在電機中的、對于準確地一種操控方法的應用而出現(xiàn)。

以這種方式，所述損耗功率能夠被正確地確定，只要它在運行點處保持恒定。然而，這以所述電機僅僅利用所述準確地一種操控方法運行為前提。即，其它的操控方法引起對于運行點的損耗功率的變化，并且可能在通過轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩張開的工作區(qū)域中彼此重合。

在不了解所述電機的、所使用的操控方法的情況下，對損耗功率的正確確定是不可能的，并且因此也不存在對由所述電機產(chǎn)生的實際力矩的可靠的監(jiān)控。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的任務是提供用于識別逆變器的操控方法的方法和設備，該逆變器用于具有n個相位的電機的通電，它們以低成本并且在不需要附加的輸入信號的情況下對于所述逆變器實現(xiàn)了損耗功率的正確的確定。

本發(fā)明的任務通過根據(jù)權(quán)利要求1的方法以及根據(jù)權(quán)利要求9的設備被解決。有利的實施方式通過從屬權(quán)利要求被定義。

用于識別逆變器的操控方法的方法，該逆變器用于具有n個相位的電機的通電，該方法包括下述步驟：通過操控信號的、預先給定的多個周期循環(huán)來檢測操控信號，該操縱信號被供應給所述逆變器并且利用周期循環(huán)被計時；通過所述預先給定的多個周期循環(huán)來獲取占空比頻率，該占空比頻率用于所檢測的操控信號；以及基于所獲取的占空比頻率來識別所述操控方法。尤其地，所述電機被構(gòu)造為同步電機。

概念“占空比頻率”表示所獲取的下述頻率，利用該頻率，相應的、所確定的占空比（例如：0或者1）在預先給定的多個周期循環(huán)期間出現(xiàn)。所述相應的占空比能夠分別通過準確地一個值（例如：0或者1）或者通過相應的取值范圍（例如：從0.00至0.05，或者，從0.95至1.00）被預先給定。概念“占空比”表示在相應的周期循環(huán)期間所述操控信號的第一電平的持續(xù)時間與所述周期循環(huán)的持續(xù)時間的比值。對于操控信號，所述第一電平優(yōu)選地對應于高的電平，該操縱信號能夠在第一時刻具有高的電平并且在其它時刻具有低的電平。

所述方法實現(xiàn)了所述損耗功率的正確的確定，而不必將附加的輸入信號供應給所述逆變器，用于提供關于所使用的操控方法的信息。因此，用于實施所述方法的成本也能夠低地被保持。

在一種改型方案中，所述方法還包括：所述占空比頻率的獲取包括零-占空比（即：0的占空比）的頻率和/或壹占空比（即：1的占空比）的頻率的獲取，并且基于所獲取的、所述零-占空比的頻率和/或所獲取的、所述壹占空比的頻率被識別所述操控方法。由此，實現(xiàn)了精確的并且能夠簡單地實施的、所述操控方法的識別。

在上述改型方案的改進方案中，所述方法還包括：所述零-占空比的、相應的預先給定的頻率范圍和所述壹-占空比的、相應的預先給定的頻率范圍配屬于待識別的操控方法，并且操控方法被識別，當所述零-占空比的、所獲取的頻率在所述零-占空比的、所述配屬于這種操控方法的頻率范圍中時，并且所述壹-占空比的、所獲取的頻率在所述壹-占空比的、所述配屬于這種操控方法頻率范圍中時。這實現(xiàn)了所述操控方法的、更精確以及更可靠的識別。

在上述改型方案的改進方案中，所述方法還包括：對于所述零-占空比的、所獲取的等于零的頻率，并且優(yōu)選對于所述壹-占空比的、所獲取的等于零的頻率，所述操控方法被識別為連續(xù)的操控方法、尤其是空間矢量脈沖寬度調(diào)制（svpwm），否則識別為不連續(xù)的操控方法。由此，實現(xiàn)了所述操控方法的、簡單的并且不復雜的配屬。

在此，不連續(xù)的操控方法被理解為下述操控方法，其中，類似-正弦形狀的控制電壓（或者三次諧波的正弦）脫離，該控制電壓利用所述操控信號被產(chǎn)生。在不連續(xù)性的輕微影響中，例如對于諸如過調(diào)制、單-零-指針和平頂?shù)牟倏胤椒?，所述控制電壓在最高和最低點處在預先確定的時間或者預先確定的角度上被平整。對于這些不連續(xù)的操控方法，0的占空比（即：零-占空比）的頻率和/或1的占空比（即：壹-占空比）的頻率比用于所述連續(xù)的svpwm-操控方法的高。在所述單-零-指針-操控方法時，甚至沒有壹-占空比出現(xiàn)，然而零-占空比比在svpwm-操控方法時更頻繁地出現(xiàn)。在所述不連續(xù)性的、被影響的形式時，例如在閉塞運行-操控方法時，所述控制電壓完全轉(zhuǎn)變?yōu)榫匦涡盘?，這導致所述零-占空比和所述壹-占空比的更高的頻率。

然而，在所述連續(xù)的svpwm-操控方法時只存在少許下述瞬間，在所述瞬間中，所述占空比理論上達到0或者1。然而實際上在所述svpwm-操控方法時，從沒有達到過0或者1的占空比，因為在這種方法中必須在相繼的pwm周期循環(huán)之間保持最低-接通和斷開時間。

上述確定通過相應的改進方案實現(xiàn)了更精細地劃分的配屬，并且因此實現(xiàn)了更精確的、對不連續(xù)的操控方法的識別，所述改進方案在下面更詳細地被闡述并且與能夠彼此接合。

在所述方法的這些改進方案中的一個改進方案中設置的是：用于所述零-占空比的、所獲取的大于零并且小于或者等于預先給定的第一臨界值的頻率和用于所述壹-占空比的、所獲取的大于零并且小于或者等于預先給定的第二臨界值的頻率的所述操控方法識別為過調(diào)制-操控方法或者平-頂-操控方法。

在所述方法的這些改進方案中的另一個改進方案中設置的是：用于所述零-占空比的、所獲取的大于預先給定的第一臨界值的頻率和用于所述壹-占空比的、所獲取的大于預先給定的第二臨界值的頻率的所述操控方法識別為閉塞運行-操控方法。。

在所述方法的這些改進方案中的又一個改進方案中設置的是：用于所述零-占空比的、所獲取的大于零并且小于預先給定的臨界值的頻率的所述操控方法，和用于所述壹-占空比的、所獲取的等于零的頻率的所述操控方法識別為單-零-指針-操控方法。

就上述改進方案的集合而言，與所述零占比相關的、預先給定的臨界值（該臨界值用于所述不同的不連續(xù)的操控方法的識別）優(yōu)選地被確定為唯一的臨界值。此外，就上述改進方案的集合而言，與所述壹-占空比相關的、預先給定的臨界值（該臨界值用于所述不同的不連續(xù)的操控方法的識別）也優(yōu)選地被確定為唯一的臨界值，。

因此，上述改進方案實現(xiàn)了詳細的、準確的并且易于實施的、所使用的操控方法的識別。

在所述方法的一種改型方案中所述方法包括：在檢測所述操控信號時，只有所述操控信號的、用于被構(gòu)造為全橋的所述逆變器的上半部的組分或者只有所述操控信號的、用于被構(gòu)造為全橋的所述逆變器的下半部的組分被檢測出。更確切的說，用于所述電機的所述控制電壓借助在所述igbt處的所述操控信號被產(chǎn)生，所述igbt在被構(gòu)造為全橋的逆變器或者換流器的上部的或者下部的半橋中，其中，就簡化的觀察而言，所述上部的半橋的操控信號在所述下部的半橋中被反相地輸出，而不考慮待保持的保護時間。這實現(xiàn)了所述方法的、成本有利的實施。

替代地或者附加地，根據(jù)改型方案的所述方法包括：所述占空比頻率作為在所述操控信號的所有n個相位組分上集合的占空比頻率被獲取。在此，所述n個相位的所述占空比的所述頻率因而整體地被檢測，而不配屬于相應的相位。這實現(xiàn)了所述方法的、成本有利的實施。

此外，本發(fā)明包括用于用于識別逆變器的操控方法的設備，該逆變器用于具有n個相位的電機的通電，其中，所述設備被構(gòu)造用于：在過操控信號的、預先給定的多個周期循環(huán)上檢測操控信號，該操縱信號被供應給所述逆變器并且利用周期循環(huán)被計時；在所述預先給定的多個周期循環(huán)上獲取用于所檢測的操控信號的占空比頻率；以及基于所獲取的占空比頻率來識別所述操控方法。此外，在有利的改型方案中，所述設備被構(gòu)造用于執(zhí)行所述方法的、上面所闡述的改型方案中的至少一個改型方案。根據(jù)所述方法公開的特征應當也適用于根據(jù)所述設備公開的，并且反之亦然。

利用這種設備和其改型方案，與在之前闡述的方法和其改型方案相同的優(yōu)點能夠被實現(xiàn)。

優(yōu)選地，上述方法中的一種方法或者上述設備中的一種設備被使用，以便監(jiān)控說所述電機的轉(zhuǎn)矩或者實際力矩，和/或以便根據(jù)通過所述方法或者所述設備識別的操控方法來估計所述電機的、運行點相關的損耗功率。由此，所述電機的所述實際力矩能夠以特別有效的方式被正確地計算并且被監(jiān)控。

在下文中，本發(fā)明的、示例性的實施方式參照附圖（而不限于此）被闡述，在所述附圖中，相同的或者相似的組件跨附圖地設有相同的附圖標記。

在下文中，本發(fā)明參照附圖被更詳細地闡述。為此，附圖示出：

圖1具有用于電機的通電的逆變器的系統(tǒng)的部分，

圖2用于逆變器的svpwm-操控方法，該逆變器用于三相通電，以及

圖3用于識別所述操控方法的方法。

圖1說明具有逆變器11的系統(tǒng)的一部分，該逆變器用于電機1的通電，該電機具有n=3個相位u、v和w。逆變器11使直流電能量轉(zhuǎn)換為相應的相電壓u_u0、u_v0和u_w0，該直流電能量被儲存在電池2中，所述相電壓作為交流電壓通過相導線12被供給至電機1。逆變器11被構(gòu)造為全橋，該全橋具有上部和下部的半橋。對于逆變器11的三個相位中的每一個，供給至電機1的交流電壓通過igbt7u、7v或者7w與二極管8u、8v或者8w的、配屬于上部的半橋的并聯(lián)電路和igbt9u、9v和9w與二極管10u、10v或者10w的、配屬于下部的半橋的并聯(lián)電路的串聯(lián)生成。供給以控制信號4的操控單元或者驅(qū)動電路3為逆變器或者換流器11供給操控信號cu、cv、cw（用于上部的半橋）和du、dv、dw（用于下部的半橋），以便控制逆變器11的上部的半橋的igbt7u、7v、7w的或者下部的半橋的9u、9v、9w的開關行為。

用于識別操控方法5的設備被供給以用于逆變器11的上部的半橋的操控信號cu、cv和cw。設備5被構(gòu)造用于執(zhí)行上面所示出的方法中的一種方法，并且基于操控信號cu、cv和cw識別操控方法，所述操控信號在預先給定的多個周期循環(huán)上供給。設備5在它的出口處提供信息6，該信息關于通過設備5所識別的操控方法，該操控方法的知識接著被用于所述損耗功率的正確的確定或者所述實際轉(zhuǎn)矩的監(jiān)控。

以用于逆變器的svpwm-操控方法為例（該逆變器用于電機的三相通電），圖2說明了操控信號cu、cv和cw與產(chǎn)生的、用于電機1的控制電壓u_u0、u_v0和u_w0的關系，所述操控信號在圖2的左半部分示例性地被繪制出，所述控制電壓在圖2的右半部分示例性地被繪制出。對于具有持續(xù)時間t_pwm和高的電平t_cu、t_cv或者t_cw的、相應的持續(xù)時間的周期循環(huán)，操控電壓被示出。豎直的時間軸20和21繪出配屬于同樣的時間點的操控電平或者控制電壓。為了在相位中產(chǎn)生最大的控制電壓，對應的控制信號必須輸出最大的占空比。為了輸出相位的最小的控制電壓，配屬的操控信號必須輸出最小的占空比。

圖3根據(jù)零-占空比的、所獲取的頻率x（在圖3中的左欄）與壹-占空比的、所獲取的頻率y（在圖3中的中間欄）說明用于識別所述操控方法的方法，其中，所述頻率在多個周期循環(huán)上被獲取。如果零-占空比的頻率x被獲取為零（x=0），并且如果壹-占空比的頻率y也被獲取為零（y=0），那么svpwm-操控方法被識別為操控方法（在圖3的右欄中的“a”）。如果零-占空比的頻率x相反大于零并且小于等于預先給定的第一臨界值x1（x1>0），并且如果壹-占空比的頻率y大于零并且小于等于預先給定的第二臨界值y1（y>0），那么過調(diào)制-操控方法或者平-頂-操控方法被識別為操控方法（在圖3的右欄中的“b”）。如果零-占空比的頻率x大于零并且小于等于預先給定的第一臨界值x1，并且如果壹-占空比的頻率y等于零，那么單-零-指針-操控方法被識別為操控方法（在圖3的右欄中的“c”）。如果零-占空比的頻率x超過了預先給定的第一臨界值x1，并且如果壹-占空比的頻率y超過了預先給定的、第二臨界值y1，那么閉塞運行-操控方法被識別為操控方法（在圖3的右欄中的“d”）。