用于运行电驱动装置的供给支路、供给系统和方法与流程

本发明涉及一种用于运行第一电动机的电供给支路，其中，该供给支路包括：-第一变频器，用于取决于调整量为第一电动机供给电能；以及-连接网络，通过该连接网络将第一变频器与直流电压源相连接。另外涉及了一种带有用于运行第一电动机的供给支路的供给系统，其中，该供给支路包括：-变频器，用于取决于调整量为第一电动机供给电能；以及-连接网络，通过该连接网络将第一变频器与直流电压源相连接。再者本发明还涉及了一种运行电驱动装置的方法。

背景技术：
在电动车辆中通常运行着两个电动机，这两个电动机通过各一个逆变器进行驱动。这两个逆变器通过一个共用的连接网络由一个共用的电压源供电。在连接网络中的电感和逆变器的输入侧的电容的共用作用下，并且更确切地说，尤其是在两个逆变器处分别连接有一个处在运行状态下的电动机的情况下，在连接网络中将观察到明显倾向于产生不期望的高频振动。迄今为止，均通过选择电解电容器作为逆变器电容来抑制振动倾向。电解电容器较高的内阻减弱了振动。也公知的是，借助铁氧体环来减弱高频。但电解电容器的内阻和铁氧体环的减振作用却导致电能被转化成热能，也就是说出现了不期望的电损耗和组件不期望的热负载。

技术实现要素：
本发明的目的在于，在不增加电损耗的条件下实现有效的减振。根据本发明通过一种用于运行第一电动机的电供给支路来实现上述目的，该电供给支路包括以下装置：-变频器，用于取决于第一调整量为第一电动机供给电能；以及-连接网络，通过该连接网络将第一变频器与直流电压源相连接；其特征在于，供给支路包括用于产生校正信息的振动抑制控制装置和在考虑到第一电动机的运行参数以及考虑到第一校正信息的情况下产生调整量的第一校正模块。对于电供给系统而言，以如下方式实现根据本发明的目的，即，该供给系统包括根据本发明的第一供给支路和根据本发明的第二供给支路。因此，对于用于运行电驱动装置的方法而言，以如下方式实现根据本发明的目的，即，该方法包括以下步骤：-通过连接网络将来自直流电压源的电能供给给第一变频器；-在考虑到通过连接网络施加在第一变频器上的电压和/或考虑到通过连接网络输送给第一变频器的电流的情况下产生第一校正信息；-在考虑到第一电动机的运行参数以及考虑到第一校正信息的情况下产生调整量；以及-根据第一调整量将来自第一变频器的电能供给给连接在第一变频器上的电动机。借助在考虑了通过连接网络传输送给变频器的电压和/或考虑了通过连接网络输送给变频器的电流的情况下产生的校正信息以及在考虑了该校正信息的情况下产生用于变频器的调整量，振动抑制控制装置可以识别出振动的出现且抵抗振动的进一步形成。提出一个有益的进一步的构造方式：供给支路包括用于第一电动机的第一电动机控制装置，该第一电动机控制装置用于产生第一运行参数。由此可能的是，以公知的方式影响第一电动机的驱动行为。提出一个优选的改进方案，即第一运行参数包括空间矢量(Raumzeiger)。由此能够继续不进行任何变化地使用公知的、已被证明可行的电动机控制装置。提出一个优选的改进方案，即第一调整量包括空间矢量。由此能够以公知的和已被证明可行的方式影响第一变频器的运行。提出一个优选的改进方案，即供给系统包括用于产生第一和第二供给支路的调整量所用的校正信息的共用的振动抑制控制装置。由此能够节省第二振动抑制控制装置的硬件的制造费用支出。提出一个优选的改进方案，即该共用的振动抑制控制装置用于，在考虑到通过连接网络施加给第二供给支路的变频器的电压的情况下和/或根据通过连接网络输送给第二供给支路的变频器的电流而产生第一供给支路的调整量所用的校正信息。由此可以使用于第一供给支路的振动抑制装置与第二供给支路用的振动抑制装置相互配合并且避免在两个供给支路用的振动抑制控制装置之间由于缺乏内部协调而产生振动。提出一个优选的改进方案，即共用的振动抑制控制装置用于，在考虑了通过连接网络施加给第一供给支路的变频器的电压的情况下和/或根据通过连接网络输送给第一供给支路的变频器的电流而产生第二供给支路的调整量所用的校正信息。由此还可以使用于第一供给支路的振动抑制装置与第二供给支路用的振动抑制装置相互配合并且避免在两个供给支路用的振动抑制控制装置之间由于缺乏内部协调而产生振动。提出一个优选的改进方案，即供给支路或供给系统包括第一和/或第二电动机。附图说明借助附图来详细阐述本发明，其中：图1示出了用于两个电动机的一个供给支路的示意性框图，图2示出了能够振动的四端网络的示意性的等效电路图，该四端网络由逆变器的逆变器电容和连接网络形成在两个逆变器之间，图3示出了在不使用根据本发明的振动抑制系统的情况下流经供给系统的第一逆变器的直流电压连接导线的电流的时间图表，图4示出了在使用根据本发明的振动抑制系统的情况下流经供给系统的第一逆变器的直流电压连接导线的电流的时间图表，图5示出了在不使用根据本发明的振动抑制系统的情况下流经供给系统的第一逆变器的直流电压连接导线的交流电部分的电流的频谱，图6示出了在使用根据本发明的振动抑制系统的情况下流经供给系统的第一逆变器的直流电压连接导线的交流电部分的电流的频谱，图7示意性地示出了根据本发明的用于运行电驱动装置的方法的流程图。具体实施方式下面详细描述的实施例展示出了本发明的多个优选实施方式。图1示出了具有两个供给支路11，12的供给系统10。第一供给支路11包括用于驱动第一三相交流电机31的第一逆变器21。第一逆变器21在直流侧通过连接网络40连接在电池50(直流电源)上。可选地或额外地可以为了发电机运行而设有第一三相交流电动机31，在其中出现从电动机31朝向电池50的能量流。还可以为了以三个以上的相位进行的运行而设有第一逆变器21和第一电动机31。在第一逆变器21中在支流侧24上存在一个逆变器电容C1。逆变器电容C1典型地具有在例如600μF范围内的电容。电容C1优选地是具有低内阻的薄膜电容器。连接网络40包括至少一个导线41，该导线带有寄生的导线电感L1和寄生的欧姆导线电阻R1。寄生的导线电感L1典型地具有在例如在1.5μH的范围内的电感值。供给系统10包括第二供给支路12，该第二供给支路可以具有与第一供给支路11相同的结构。在此大部分通过共用的连接导线43在电池50和逆变器21，22之间实现直流电输送。共用的连接导线43可以完全地或大部分地由处在电池50内部的布线构成。由于该连接导线43是共用的而无法确定测针(Abgriff)46的电势。共用的连接导线43的寄生电感L3典型地按比例明显大于逆变器21，22的连接导线41，42的寄生电感L1，L2。由此交流电部分典型地集中在逆变器21，22的连接导线41，42上。并且这对于粗略地观察振动行为而言已足够了，仅仅需要观察交叉流(Querstrom)iL，并且在等效电路图60(见图2)中在概念上将连接导线41，42的寄生电感L1，L2总结为总电感L＝L1+L2。当取消了用于观察交流电的用于电池50的测针46的话，那么可以将连接网络40与两个逆变器电容C1，C2共同视作为以Pi电路60的构造形式出现的能够振动的四端网络(见图2)。当在两个逆变器21，22中的每个逆变器处均运行各一个电动机31，32时，在图3的时间范围内以及在图4的频率范围内清楚地看出在连接网络40中形成哪些明显的电振动62。在实例中，包括逆变器电容C1，C2(也就是等效电路60)的连接网络40的谐振频率为5.3KHz且脉宽调制的频率为8kHz。该频率接近连接网络40的自身频率导致激发连接网络40。这种电振动62是不期望的。由于电振动62，导线41，42中的电流i1，i2较高且在导线41，42和逆变器电容C1，C2中出现额外的欧姆损耗，这些会导致电能被额外地转换成热能。由于额外的交流电和额外的热产生，电组件41，42，C1，C2承受更大负荷。由此为了使它们不会过快地老化和更容易失效，必须将组件41，42，C1，C2的尺寸构造得更大，由此就增加了制造费用和供给系统10的质量。为了减弱振动62，图1中所示的供给系统10包括振动抑制系统70。振动抑制系统70包括振动抑制控制装置73，第一校正模块71以及第一电流传感器81和第一电压传感器91。为了实现有效地抑制高频振动，优选的是，振动抑制控制系统73执行特别迅速的信号处理。为了满足采样定理，振动抑制控制装置73应每秒至少以脉宽调制所具有的频率的双倍进行完整的处理循环过程。在8KHz的脉宽调制过程中存在至少16000次完整的处理循环过程。第一电流传感器81和第一电压传感器91布置在第一逆变器21的连接导线41上。借助第一电压传感器91和第一电流传感器81，振动抑制控制装置73测定了第一逆变器21的连接导线41上的振动状态62的相位和振幅63。从振动状态62的相位和振幅63中，振动抑制控制装置73计算出了用于逆变器21的调整量95的校正信息93。第一校正模块71产生出用于控制电池50和第一逆变器21之间的能量流强度的第一调整量95。在此，第一调整量95的低频部分优选地主要由第一调整量原信号97来确定，第一校正模块71从第一电动机控制装置33获得该调整量原信号。第一电动机控制装置33从第一电动机31以及在可能的情况下从外部输入的第一基准变量35中获得对其所必须的运行参数。并且第一调整量95的高频部分优选地主要由第一校正信息93来确定，第一校正模块71从振动抑制控制装置73中获得该校正信息。第一调整量95的高频部分(校正信息93)可以是空间矢量，该空间矢量通过矢量加法加在低频的调整原量97(同样可以是空间矢量)上。第一调整量原信号97，第一调整量95和/或第一校正信息93优选地分别包括一个空间矢量值。第一调整量95优选地借助第一逆变器控制装置23来引起第一逆变器21的脉宽调制。当设有第二供给支路12时，振动抑制控制系统70额外地包括第二校正模块72以及第二电压传感器92，该第二电压传感器被布置在第二逆变器22的连接导线42上。借助第二电压传感器92和第一电流传感器81(和/或可选的第二电流传感器82)振动抑制控制系统70测定第二逆变器12的连接导线42上的振动状态62的相位和振幅63。从振动状态62的相位和振幅63中，振动抑制控制装置73计算出了用于第二逆变器22的调整量96的第二校正信息94。第二校正模块72产生出用于控制在电池50和第二逆变器22之间的能量流强度的第二调整量96。在此，第二调整量96的低频部分优选地主要由第二调整量原信号98来确定，第二校正模块72从第二电动机控制装置34获得该调整量原信号。第二电动机控制装置34从第二电动机32以及在可能的情况下从外部输入的第二指令变量36中获得对其所必须的运行参数。并且第二调整量96的高频部分优选地主要由第二校正信息94来确定，第二校正模块72从振动抑制控制装置73中获得该校正信息。第二调整量原信号98，第二调整量96和/或第二校正信息94优选地分别包括一个空间矢量值。第二调整量96优选地借助第二逆变器控制装置24来引起第二逆变器22的脉宽调制。图5的时间区域和图6的频率区域中示出了在随振动抑制系统70进行运行的情况下，当供给系统10在如图3和图4中的其他相同的条件下运行时仍具有多高的电振动。在所示的实施例中，借助振动抑制系统70将振动振幅63降低了大约因数3至4。该模拟是在利用在使用了用于工业电子组件的SimpowerSystem-Bibliothek的情况下进行的。提出了一个进一步的构造方式：借助状态空间调整(Zustandsraumregelung)来产生校正信息93，94。提出一个实施变体：电流形成输入矢量U＝(i1,i2)。电压v1,v2和差动电流iL能够形成状态矢量X＝(v1,iL,v2)或输出矢量Y。状态矢量X和输出矢量Y可以是相等的(Y＝X)。可以得出以下状态矩阵A：(0,-1/C1,0；1/L,0,-1/L；0,1/C2,0)。可以得出以下输入数组B：(1/C1,0；0,0；0,1/C2)。可以得出以下输出数组：(1,0,0；0,1,0；0,0,1)。另外，可以符合：dX/dt＝A*X+B*U并且Y＝C*X。可以借助LQR算法来计算校正信息93，94。校正信息93，94可以是由-K*Y计算出来的校正电流值，其中，K是放大矩阵或带有各自的系统特征的放大系统。可以在振动抑制控制装置73和/或校正模块71，72中使用放大矩阵K。优选地，振动抑制系统70并不影响借助电动机控制装置31，32的传统的逆变器21，22控制(或调节)。为了实现上述特性，在振动抑制控制装置73和/或在用于形成校正信息93，94的校正模块71中为每个供给支路11，12均设置一个高通滤波器(在图中未示出)。由于电动机控制装置31，32在1000Hz以下的频率下工作，所以该高通滤波器的极限频率处在大约1000Hz上。借助所提出的供给支路、所提出的供给系统和所提出的用于运行电驱动的方法能够减小当两个没有被动的减震措施的逆变器、例如铁氧体或电阻在共用的电池上运行时所产生的振动。由此避免了使用铁氧体或电阻的费用支出和质量缺陷。振动抑制系统具有模块化结构，从而能够构想出可改装的备选方案。