用于运行旋转无刷电机的方法以及用于驱控该电机的设备的制造方法_3

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以时间分辨的方式示出了在相应的相绕组的第一端子上的电压进程。在那里得出,随着时间的推移,首先给相绕组W加载电压信号,随后在时刻18,给相绕组V加载电压信号,并且接下来在时刻19,给相绕组U加载电压信号。在时刻36、37、38,依次地又断开相绕组U、V、W的相应的电压信号。随后,针对三个相的该电压进程成周期地重复进行。
[0053]在图6的图表的第三区段39中,在共同的电压源中,也就是例如在直流电压中间回路中的合成的电流在其随时间变化的进程中得以示出,更确切地说在如下状况中得以示出,即,在相绕组U中的电流数值为四安培(4A),在相绕组V中的电流数值为一安培(1A),并且在相绕组W中的电流数值为三安培(3A),其中,关于从星点来的和向星点去的方向(要么向星点去算作正,而从星点来算作负,要么反之亦然),在相绕组V和W中的电流方向相同,而在相绕组U中的电流方向与前两者相反。
[0054]在直流电压中间回路中得出,首先在时刻18之前的第一开关时间段中仅有经过相绕组W的3A高的电流,此外,从时刻18起加上经过相绕组V的IA的附加的电流。在时刻19,通过将相应的电压电位在相绕组上向“高”施加,于是附加地添加了经过相绕组U的电流,其中,经过相绕组U的电流的电流方向与其余的两个电流相反并且大小等同,从而在时刻19与时刻36之间的时间区域中,在直流电流中间回路中的总电流等于O。
[0055]在时刻36之后,又断开经过相绕组U的电流,从而以经过相绕组V和W之和的形式保留了 4A高的总电流,该总电流在时刻37又降低了 1A,接着于是直到时刻38只保留有经过绕组W的3A高的电流。
[0056]总体上,在每个脉宽调制信号的周期都得到了高数量的开关过程,以及通过直流电压中间回路中的强烈变化的电流强度得到了在中间回路电容器中的高的交流电流分量。
[0057]在图6的图表的第四区段40中示出了如下状况,即,在相绕组V和W中的电流方向彼此相反,而在相U中的电流方向具有与在相V中相同的方向。在这里,得到了高数量的具有类似于高的交流电流分量的开关过程。
[0058]在图7中示出了根据引用的现有技术(WO 2008/006754A2)的驱控方法,在该驱控方法中,相绕组,亦即相U的相绕组持续接到直流电压中间回路的电压的上水平上。这通过将水平线13定位在图7的图表的最上的区段中的锯齿进程16的上尖端上来表示。因此,在图7的图表的从上起第二区段42中得到了在相U上的恒定的电压进程,该进程通过水平线41来表示。由驱控电路只给其余的相V和W加载电压脉冲,其中,经过各个相绕组U、V、W的要调节的电流可以通过电压差调整。至少可以依赖于调节任务分别获知如下的相,该相可以被施加到恒定的电压水平上,要么可以被施加到电压源的直流电压中间回路的高电压水平上,要么可以被施加到该电压的低水平上,其中,通过相应选出施加到其余的相绕组上的电压水平可以施加所需的电压差,用以产生目标电流。
[0059]相应地,在图7的图表的第二区段42中示出了在相绕组V和W上的电压进程。在图7的图表的第三区段43中在如下前提的情况下示出了在电压中间回路中的电流进程,即,在加载有信号的相绕组V和W中的电流强度在这两个电流相同方向的情况下为IA或者3A。通过切换相应的半导体桥和给相绕组W加载电流,首先在时刻45,电流上升到3A。在时刻46上升到总共4A,在时刻47减少到3A,并且在时刻48通过断开在相绕组W上的电压信号得到为零的总电流(OA)。总体上,仍然得到比较多的具有很大的电流强度跳变的开关过程。
[0060]在图表的第四区段44中所示的变型方案中,相V和W中的电流指向相反。首先在时刻45得到4A的电流,该电流直到时刻46才降低到3A,在时刻47又升高到4A并且在时刻48下降到O安培。
[0061]总体上,通过该变型方案得到了比在单独地驱控所有的相绕组的情况下更少的开关过程并且还得到了更长的时间段,在这些时间段上,在电压源中的总电流分别是恒定的,从而也使电流测量变得更容易。但是,开关过程的数量总体上没有以期望的程度降低,并且电流源,进而是中间回路电容器必须提供的交流电流分量也令人难以接受地高。因此,中间回路电容器的负荷比期望更多。
[0062]如同图7中那样,在图8中同样示出了如下情况设计方案,在该情况设计方案中,相绕组中之一接到恒定的电位上,在该情况下是相绕组W的第一相绕组端子。这由在由图8的图表的第二区段49清楚地示出,在该区段中,水平线50是在相绕组W的端子上的电压进程。在其余的相绕组U、V上施加脉宽调制信号,其中,在图8的图表的第三区段51中示出如下状况,即,在相绕组U和V中的电流关于从星点来的方向和向星点去的方向具有不同的电流方向,而根据在第四区段52中所示的状况,在所提及的相绕组中的电流具有同样的方向。
[0063]同样如在图7中的图表所示的情况那样,得到了开关的数量减少了,其中,在电流源,也就是尤其是直流电压中间回路的电容器中的交流电流分量不期望地高。
[0064]在图9和图10中现在示出了本发明的变型方案,这些变型方案允许了,不仅减少了开关过程的数量,而且减少了在直流电压中间回路中的交流电流分量,并且此外引起了,比在上文所示的情况中有更多时间提供给相应的、在脉宽调制信号的脉冲周期之中多次实施的电流测量。
[0065]为此,图9示出了如下图表,在该图表的第一区段53中示出了,被选出的相绕组U位于恒定的、低电压水平上,而给其余的相绕组V、w加载脉宽调制电压脉冲。由图9的图表的第二区段54示出了,施加在相绕组W上的成周期的电压信号相对于在相V上的电压信号相移了 180°。施加到相绕组W上的电压脉冲定向在图表的第一区段53中的锯齿形的虚线57上,而施加到相V上的电压脉冲定向在第一区段53的相对于线57相移了 180°的锯齿形的实线58上。
[0066]由图9的图表的第三区段55中示出如下状况,在该状况中,在相V和W中的电流方向相一致。在相V中的电流强度为1A,而在相W中的电流强度为3A。在相绕组U中的电流强度为-4A,而在该相中的电流方向与在相V和W中的电流方向相反。在第三区段55中示出了,在直到时刻59的时间区段中用于相U和W的来自电流源的电流必须由直流电压中间回路提供,而从时刻60直到时刻61必须提供用于相U和V的电流。通过在用于相绕组V和W的电压脉冲之间的相移减少了在直流电压中间回路中的电流跳变或者用于在中间回路中的电容器的电流负荷的跳变。
[0067]由图9的图表的第四区段56清楚地示出,在给相绕组V和W加载的脉冲之间的在相绕组V和W中电流方向关于星点是不同的情况下的这种相移导致了另外的且不太期望的效果。这在中间回路的电流进程中示出,该电流进程在时刻59、60之间和时刻61之后通过如下方式产生较大的跳变,即,在相V中的电流强度与相反于在相W中的电流方向的电流方向有关。
[0068]由此得到,当要使在驱控装置的电流源中的交流电流分量得以最小化,那么只有当两个加载有信号的相的电流方向关于星点相一致时,这两个相的脉宽调制信号之间的相移才有意义。于是,在选出的与固定的电位连接的相可靠且尽可能地在可预见的时间段上具有从数值来说比其余的两个相绕组中的每一个都更大的电流强度的情况下就是这样。该特性可以在驱控电机时由负荷状态和此外依赖于理论转速和实际转速以及电感和感应出的电压的控制量来确定。相应的瞬时电流强度可以通过在直流电压中间回路中的多次测量来获知,其中,已知的是,在第一时刻仅测量经过其中一个相的电流,而在第二时刻测量经过多个相绕组的电流之和。
[0069]如果通过测量无法可靠地获知瞬时电流强度,那么该瞬时电流强度可以基于所施加的端子电压来估算或大概算出。
[0070]根据在图10中的图表(参见那里的第二区段62),被选出的相W的第一相端子位于直流电压中间回路的高电位水平上,而给其余的相绕组U、V加载彼此相移了 180°的脉宽调制的电压脉冲。在图表的第三区段63中示出,在相W中3A的电流强度、相V中IA的电流强度和相U中-4A的电流强度的情况下,也就是说,在加载有脉冲的相中电流方向不同的情况下,虽然减少了开关过程的数量,并且恒定的电流强度分别存在于中间回路中的时间段也恰当地大,从而使对电流强度的测量变得容易,但是另一方面在中间回路中的总电流强度的变化通过如下方式不利地变得大了,即,直到时刻65,电流强度作为在相U和W中的电流之和为-1A,在时刻65与66之间为零安培,并且在时刻66与67之间作为在相V和W中的电流之和为4A,以
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