用于运行电子整流电机的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子整流电机，尤其涉及用于保护电子整流电机免受过载、尤其免受过高的相电流或支路电流的措施。
【背景技术】
[0002]电子整流电机通常借助于逆变器来运行。逆变器通过整流模型的预给定被操控为使得其根据电机的转子位置来给电机的相接线端子通电或切换为无电流的。除此之外，可以在逆变器中借助于脉冲宽度调制来改变要施加的相电压以及因此执行用于可变地操控电机的功率设定。
[0003]借助于脉冲宽度调制通过占空比的预给定对逆变器进行调整，以用于可变地调整电动机转矩或负载力矩。要施加在两个相关的相接线端子上的相电压借助于脉冲宽度调制来调制，以减少对应于占空比的有效施加的电压。为此，设置周期操控模型，其中占空比在此说明供电电压施加到电机的相接线端子上的持续时间与预先给定的周期持续时间的比例。
[0004]为了保护电机和逆变器免受由不允许地高的电流强度引起的损害，通常设置电流限制或过电流断路。尽管在超过电流阈值的情况下由相电流引起的有害作用可以在仅仅一个相内出现，但是出于成本原因并不监视各个相电流而是监视作为各个相电流的总和的中间电路电流。
[0005]此外，因为电流测量基于EMV设计基本上执行求平均值，因此尤其在脉冲宽度调制的占空比小的情况下测量与流过刚刚通电的电机相的实际通过电流相比显著更小的中间电路电流。因此在一些情况下，尤其是在占空比小的情况下，尽管在迟滞或闭锁的情况下相电流可能已经变得不允许地高，但是电流限制或过电流断路仍不介入。
[0006]基于控制设备和/或逆变器的硬件可能性，用脉冲宽度调制的占空比来简单地施加对于电流限制决定性的电流阈值往往是不可行的。电流限制器尤其针对在桥式电路中使用的器件被设计为使得其一般设置在超出的情况下触发断路的固定电流阈值。因此，该电流阈值不能被容易地操纵。
【发明内容】
[0007]本发明的任务是提供一种用于运行电机的改进方法，使用该方法可以在低占空比的情况下也避免在电机的支路或相中出现过电流。
[0008]该任务通过根据权利要求1的用于运行电子整流电机的方法以及通过根据并列独立权利要求的装置、系统和计算机程序产品来解决。
[0009]本发明另外的有利构型在从属权利要求中加以说明。
[0010]根据第一方面，设置一种用于运行电子整流电机的方法，其包括如下步骤:
-根据整流方案通过切换功率半导体开关来操控驱动电路；
-将脉冲宽度调制应用到对功率半导体开关的切换；以及 -将脉冲宽度调制的占空比限制到占空比阈值。
[0011]此外，可以根据电机的瞬时转数来确定占空比阈值。
[0012]上述方法的构思在于，将要调整的占空比限制到预先给定的限制值。占空比尤其可以被限制到与电机的转数有关的限制值。这尤其在具有负载特性的驱动的情况下是有意义的，在该情况下转矩需求随转数显著上升，尤其在该情况下转矩需求关于转数线性地或平方地上升，其中进行对相电压的限制，即对有效施加在电机的相接线端子处的电压进行限制。通过这种方式，可以基本不依赖于预先给定的占空比的大小来实现可靠的电流限制，其中根据电机的瞬时转数不是限制电动机电流而是限制施加的相电压。
[0013]由此，可以排除在占空比低的情况下没有通过电流限制或过电流断路识别出过高的电动机电流，因为电流测量仅仅提供流经电机的电流的平均值或平滑过的值。
[0014]占空比阈值尤其可以根据预先给定的占空比阈值特征曲线族或预先给定的占空比阈值函数来确定。
[0015]根据另一实施方式，可以要么限制从电机的相接线端子处的相电流的电流平衡得出的电动机电流，要么在电动机电流超出最大电流的情况下进行过电流断路。
[0016]可以规定，脉冲宽度调制的占空比根据预先给定的、与额定预给定有关的操控函数来确定。
[0017]根据另一方面，规定一种用于运行电子整流电机的装置，尤其是控制单元，其中该装置被构造用于:
-根据整流方案通过切换功率半导体开关操控驱动电路；
-将脉冲宽度调制应用到对功率半导体开关的切换；以及 -将脉冲宽度调制的占空比限制到占空比阈值。
[0018]根据另一方面，规定一种系统，其包括:
-电子整流电机；
-具有功率半导体开关的驱动电路，以便通过切换功率半导体开关来操控电机；以及 -控制单元，其被构造用于:
根据整流方案操控功率半导体开关；
将脉冲宽度调制应用到对功率半导体开关的切换；以及将脉冲宽度调制的占空比限制到占空比阈值。
[0019]根据另一方面，规定一种包含程序代码的计算机程序产品，该程序代码在其在数据处理设备上实施时执行上述方法。
【附图说明】
[0020]下面根据所附的附图详细阐述本发明优选的实施方式。其中:
图1示出了具有驱动电路和三相电机的电动机系统的示意图；
图2示出了用于图示电机的运行区域的图表；以及图3示出了用于说明用于运行电机的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0021]图1作为电动机系统I的图示示出了具有电机2、驱动电路3和控制单元4的电路图。
[0022]电机2被设置为电子整流电机，尤其被设置为三相电机。电机2尤其可以被构造为同步电机或异步电机。电机2配备有位置传感器21，以便检测电机2的转子位置并把相应信息提供给控制设备4。可替代地，关于转子位置的信息也可以无传感器地通过分析相电流变化过程来确定。
[0023]电机2的定子装置具有定子线圈22或定子线圈装置，所述定子线圈22或定子线圈装置在星形电路通过共同的星形点S相互接线。定子线圈22的相应其他接线端子表示电机2的相接线端子23，以便保证流出和流入电机2的能量流。在可替代的实施方式中，定子线圈22也可以在三角形电路中接线。
[0024]驱动电路3在三相电机2的情况下基本上具有相应数目(3个)的逆变电路31，这些逆变电路31在电机2的相接线端子23处提供相应的相操控。每个逆变电路31具有相互串联的第一功率半导体开关32 (上拉分支)和第二功率半导体开关33 (下拉分支)，并且通过相应的供电电压导线5将供电电压Uvots施加到每个逆变电路31的第一和第二功率半导体开关32、33的串联电路上。
[0025]功率半导体开关32、33可以被构造为半导体器件，例如功率M0SFET、晶闸管、IGBT, IGCT等等。功率半导体开关32、33分别具有反并联的空转二极管34，以便可以引出由于感应电压而出现的负通过电流。
[0026]在每个逆变电路31的第一功率半导体开关32和第二功率半导体开关33之间的节点处，为相接线端子23中的相应的相接线端子设置分接点。每个功率半导体开关32、33可单独地通过其控制接线端子G操控并且为此与控制单元4连接。
[0027]上面的驱动电路3通常称为B6电路。可替代地，驱动电路的其它配置也是可行的，例如H电路等等。
[0028]控制单元4根据整流方案操控功率半导体开关32、33，该整流方案说明:电流应在哪个时间点在相接线端子23的哪个中流入电机2以及电流应从相接线端子23的哪个流出电机2。这样的整流可以如此进行，即逆变电路31之一的功率半导体开关中的第一功率半导体开关32和另一逆变电路31的功率半导体开关中的第二功率半导体开关33分别连接为，使得它们闭合并且形成低欧姆电流路径，而所有剩余的功率半导体开关32、33断开并且因此是高欧姆的。通过根据由位置检测器21或无传感器地确定的转子位置来切换第一和第二功率半导体开关32，33，可以产生定子磁场，该定子磁场是环绕的并且超前于转子的励磁磁场，以便由此产生推进力矩。
[0029]为了可