[发明专利]用于操控逆变器的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于借助于空间矢量调制来操控逆变器、尤其是用于操控电机的方法，其中逆变器具有多个可控开关并且被构造为提供多相电流，尤其是以便给电机多相地供应电流，其中预先给定参考相角，其中该逆变器被操控为使得开关的多个彼此相继的不同开关状态被设立为以电流空间矢量形式提供电流。

本发明还涉及一种用于操控逆变器、尤其是用于操控电机的装置，其中逆变器具有多个可控开关，所述开关被连接为根据参考相角提供多相电流、尤其是以便给电机多相地通电，该装置具有控制设备，该控制设备被构造为将逆变器操控为使得逆变器采取开关的多个彼此相继的不同开关状态，以便以电流空间矢量形式提供电流。

本发明还涉及一种机动车辆驱动系统，该机动车辆驱动系统具有至少一个用于提供操控功率的电机、用于操控电机的逆变器、以及用于操控上述类型的逆变器的装置。

背景技术

一般而言在旋转电流耗电器的领域中以及尤其是在旋转电流电机的领域中已知不同操控方法。在此，当前通常优选用于操控旋转电流耗电器的空间矢量调制方法。在该操控方法情况下，通过彼此相继地设定八个基本电压矢量来形成空间矢量。为了提供支线电压，该基本电压矢量以脉宽调制的方式被开关，使得生成相应的操控电压。

在已知的操控方法中，耗电器借助于具有功率半导体开关的逆变器来操控。用于生成电压空间矢量的八个彼此相继的基本电压矢量的设定通过交替地接通和关断逆变器的确定的功率半导体开关来实现。在空间矢量的旋转速度非常小的情况下或如果旋转电流耗电器是电机，在所操控的电机的转速小的情况下，功率半导体开关中的个别功率半导体开关被非常频繁或非常长时间地开关，并且因此通过非常长时间或非常频繁地流动的电流而被加热载荷。因此，功率半导体开关必须针对非常长的接通时间以及针对非常大的电流来设计，由此逆变器一般而言是技术上耗费的。

为了应对功率半导体开关的尤其是热的过载，例如在WO 2010/000548A2中提出，让两个无电压地开关的开关状态之一在确定的脉宽调制周期中取消，以便减小功率半导体开关的开关损耗。

由于逆变器的各个功率半导体开关的尤其是热的载荷依赖于所提供的电流空间矢量的相角或逆变器的功率半导体开关中的个别功率半导体开关针对所提供的电流空间矢量的确定的相角被不同地加载荷，因此例如在DE 10393516 T1中提出，在所提供的电流空间矢量的确定角范围中使用确定的零矢量，以便减小功率半导体开关的开关损耗。

在此不利的是，在确定的操控情况下、尤其是在电流空间矢量的旋转速度非常小的情况下，功率半导体开关中的个别功率半导体开关被持续地加热载荷，并且因此在确定的情况下，逆变器被不均匀地加载荷并且功率半导体开关中的个别功率半导体开关的过载不能被避免。

发明内容

根据本发明，因此提供开头所述类型的用于借助于空间矢量调制来操控逆变器的方法，其中逆变器被操控为使得提供具有与参考相角相偏离的相角的电流空间矢量，其中该相角同参考相角的偏差根据所述开关至少之一的损耗功率和/或温度被确定。

因此，根据本发明还提供开头所述类型的用于操控逆变器的装置，其中控制设备被构造为将逆变器操控为使得提供具有与参考相角相偏离的相角的电流空间矢量，其中该相角与参考相角的偏差基于所述开关至少之一的损耗功率和/或温度被确定。

最后，根据本发明提供一种机动车辆驱动系统，该机动车辆驱动系统具有至少一个用于提供驱动功率的电机、用于操控电机的逆变器并且具有用于操控上述类型的逆变器的装置。

本发明的优点

通过提供具有与参考相角不同的相角的电流空间矢量，可控开关之一可以在该可控开关尤其是被热过载或者存在过载危险的确定情况下被去载荷，其方式是，提供具有如下相角的电流空间矢量：该相角对过载的可控开关去载荷并且对另一可控开关更强地加载荷。

由此，可控开关或逆变器的相的载荷可以被改变并且因此逆变器可以按相均匀地被加载荷。结果，因此也可以针对临界相角提供不使逆变器或逆变器的相单侧地过载的电流空间矢量。因此，可控开关一般而言可以针对较小峰值载荷值来设计，由此逆变器一般而言可以在技术上更低成本和更廉价地制造。另外，通过逆变器的开关或相的更均匀的载荷，逆变器的寿命总体上可以延长。

优选地考虑具有所有开关的最大损耗和/或最大温度的两个或三个开关的损耗功率和/或温度。

由此可以以简单手段检测并减小开关的载荷的峰值。

在此特别优选的是，将偏差设定为使得所述两个或三个开关的最大损耗基本上相等或者彼此最大相差预定义的值。