用于操控电机的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种车辆，所述车辆具有N相电机、具有第一车载子电网和具有第二 车载子电网，其中，电机包括转子和定子系统，第一车载子电网包括逆变器，定子系统配设 给逆变器，并且能够利用逆变器调节器根据磁场定向控制的原理来运行电机。
【背景技术】
[0002] 通常在车辆中作为电能消耗器的部件由具有14V的额定电压水平的车载电网进 行供电。二次12V蓄能器在车载电网中根据运行情况承担能量源的功能或者能量阱的功 能，所述蓄能器和14V发电机按照如下要求设计，S卩，在车辆中提供通常为1. 5至3kW的电 功率。
[0003] 如果在所述车辆的车载电网中集成有多个具有提高的功率需求的消耗器，则所述 车载电网具有两个或多个车载子电网。于是，直流调节器在所述两个车载子电网之间传递 电功率。电机在具有电气化的传动系的车辆中也能够电动机式地运行，除了每个车载子电 网分别至少一个蓄能器之外，所述电机具有作为电能源或电能阱的功能。这样的车载电网 拓扑例如描述在文献DE102 44 229Al中。
【发明内容】
[0004] 本发明的任务在于，描述一种改善的车辆，所述车辆具有N相电机、具有第一车载 子电网和具有第二车载子电网，其中，电机包括转子和定子系统，第一车载子电网包括逆变 器，定子系统配设给逆变器，并且能够利用逆变器调节器根据磁场定向控制的原理来运行 电机。
[0005] 该任务通过按照权利要求1的车辆得到解决。本发明有利的实施形式以及进一步 扩展方案从独立权利要求中得出。
[0006] 按照本发明，所述电机配设有控制单元，能够通过所述控制装置控制逆变器并且 所述控制单元以相移操控方法的形式对逆变器进行控制。
[0007] 这意味着，所述电机的定子系统配设给逆变器，并且所述电机能够利用电流调节 器根据磁场定向控制来运行，其中，使用相移操控方法，所述操控方法不仅利用寄生电感而 且利用电机的主电感对星形接点电流进行平滑。
[0008] 换言之涉及如下车辆，所述车辆具有N相电机、具有一个第一车载子电网和至少 一个第二车载子电网，其中，电机包括转子和定子系统，第一车载子电网包括逆变器，所述 逆变器用于将DC电压转换为AC电压。其可以是电桥电路或其他的拓扑例如多级变流器。 在施加电压时用于平滑输入电压的中间电路电容器或者在施加电流时用于平滑输入电流 的中间电路阻流圈处于所述逆变器的输入端上。
[0009] 根据本发明的一种优选变型方案有利的是，所述定子系统以星形连接实施，所述 星形接点与第二车载子电网能够直接或通过星形接点开关进行连接，逆变器调节器包括电 流调节器和星形接点调节器，所述电流调节器调节定子系统的相电流，并且所述星形接点 调节器调节星形接点电流。
[0010] 符合目的是，所述车辆包括用于测量至少N-I相相电流以及星形接点电流中的多 个的测量器件，或者所述车辆包括用于测量至少N相相电流中的多个的测量器件，或者所 述车辆包括用于测量中间电路电流的测量器件，其中，所测量的中间电路电流根据电压零 矢量至少能实现间接地确定电机的N相相电流，并且所述控制单元包括逆变器调节器。
[0011] 根据一种优选的设计，所述相移操控方法使星形接点电流平滑，其中，所述星形接 点电流通过寄生电感和通过电机的主电感进行平滑，并且在电机的每相相互之间在时间上 的偏移相互间能调整。
[0012] 在此，所述各个相的相移操控通过各自的脉冲模式实现并且所述脉冲模式有利地 移动360° /N的角度。
[0013] 按照本发明另一个变型方案，所述操控方法的相移用于通过使星形接点电流的电 流纹波最小化对星形接点电流进行平滑，并且在调节星形接点电流时，所述相移在电机的 一个回转上平均来说在转子中无转矩地起作用。
[0014] 这意味着，在电机的一个回转上平均地在转子中不产生附加的转矩。
[0015] 特别有利的是，在产生脉冲模式时对于提高的调整频率能利用操控方法的相移， 以便为了改善效率而降低逆变器的开关频率或在预定的开关频率的情况下由电机转速所 限定的脉宽调制（PWM)的运行区域朝向电机较高转速的方向扩展，并且所述星形接点调节 器提供用于操控方法的调整值。
[0016] 因此在预定的开关频率的情况下，能够将由电机的极变化频率以及因此电机的转 速所限定的PWM运行区域向较高的转速扩展。
[0017] 从本发明另一个的符合目的实施形式中得到，所述测量器件测量电机的N个电流 (1。、1^11?)，并且所述控制单元将所测量的电流（1。、1^1")通过扩展的克拉克一帕克变换转 换为磁场定向的电流矢量（1、％、1 (])，所述电流矢量具有形成磁通的分量（〇，具有形成转 矩的分量（Iq)以及具有零电流分量（1J，其中，所述星形接点电流（IStCTn)是零电流分量的 三倍。
[0018] 附加地有利的是，所述逆变器调节器作为调节参量具有形成磁通的分量，所述逆 变器调节器作为调节参量具有形成转矩的分量，所述逆变器调节器作为调节参量具有零电 流分量，所述逆变器调节器作为理论参量具有用于形成磁通分量的第一理论电流量（rd)， 所述逆变器调节器作为理论参量具有用于形成转矩分量的第二理论电流量（rq)，所述逆变 器调节器作为理论参量具有星形接点理论电流（rstJ，所述逆变器调节器作为调整参量输 出第一定子调整电压（ifd)，所述逆变器调节器作为调整参量输出第二定子调整电压（Ifq) 并且所述逆变器调节器作为调整参量输出第三定子调整电压or。）。
[0019] 符合目的地，这点通过如下方式进行补充，N相电机实施为3相电机，所述逆变器 包括六个逆变器开关（HSl、HS2、HS3、LSI、LS2、LS3)，所述六个逆变器开关设置在用于定子 系统的所述三个相的三个半桥中，第一定子调整电压、第二定子调整电压以及第三定子调 整电压能够通过扩展的克拉克一帕克逆变换转换为定子系统的相电压（Ua、Ub、U。)，并且所 述逆变器在一个开关周期中根据脉宽调制的原理对各相中的每相的相电压进行接通。
[0020] 根据本发明另外一个变型方案，在星形接点开关闭合的情况下，所述电机在星形 接点电流（IstraJ具有从星形接点到第二车载子电网的电流方向的情况下将电功率从第一 车载子电网传输到第二车载子电网并且作为降压转换器起作用。
[0021] 在直接连接或星形接点开关闭合的情况下，所述电机在星形接点电流（IstraJ具有 从第二车载子电网到星形接点的电流方向的情况下将电功率从第二车载子电网传输到第 一车载子电网并且作为升压转换器起作用。
[0022] 此外通过预定星形接点理论电流以及调节星形接点调整电压能够对星形接点电 流（IstraJ进行调节，并且所述电机在星形接点开关闭合的情况下作为双向功率调整器起作 用。
【附图说明】
[0023] 以下将根据附图对本发明的一个优选实施例进行描述。由此得出本发明其他的细 节、优选的实施形式以及进一步扩展方案。详细地示意性地示出：
[0024] 图1示出具有受载荷的星形接点的电机的示意性拓扑，
[0025] 图2示出用于减少星形接点电流的电流纹波的脉冲模式生成的优化，
[0026] 图3示出利用三角形调制器生成对称的脉冲模式的原理，
[0027] 图4示出在三角形调制期间通过多倍调整占空比生成相位移动的脉冲模式，
[0028] 图5示出通过相同类型的调制器之间的相移以及恒定的占空比生成相位移动的 脉冲模式，
[0029] 图6示出通过不同的调制器类型在对于不同相具有相同的占空比的情况下生成 相位移动的脉冲模式。
【具体实施方式】
[0030] 按照图1的实施形式示例性地示出具有转子和定子系统（1)的实施为三相电机的 N相电机。所述三相标记为（u、v、w)。所述电机配设有逆变器（2)和中间电路电容器（3)。 电机、逆变器和中间电路电容器是车辆的第一车载子