[发明专利]用于运行至少能够发电地运行的电机的方法及用于施行该方法的器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于运行至少能够发电地运行的电机的方法及用于施行该方法的器件，所述电机具有有源的桥式整流器。

背景技术

传统地，在乘用车中能够采用带有无源的桥式整流器的在爪形极结构方式中的发电机。这样的发电机的功率经过激励场设定，并且此激励场再者通过激励电流设定。通过调节所述激励场能够独立于电网负荷、转速和温度来保持所述发电机的输出电压恒定。

如果在下文中简化地说的是“发电机”，那么在此还能够涉及不仅能够发电地而且能够机动地运行的电机、例如所谓的起动发电机。本发明不仅适用于在爪形极结构方式中的发电机，而且适用于所有的至少发电地能够运行的电机。在乘用车中，对应于通常安装的三、四或者五相发电机，使用以六、八或者十脉冲实施的桥式整流器。但是，本发明也适用于用于其它的相数的桥式整流器。

在经联接的网中的负荷跳跃（例如由于耗件的接通或断开）导致在发电机处的负荷跳跃。因为发电机的输出功率由于激励场的感应率而不能够任意快速地改变，所以发电机电流首先几乎保持恒定，这在负荷卸载（英文：Load Dump）的情况下能够导致输出电压的显著提高。所述激励场的消减能够要求占用几百毫秒。

只要电池组存在于车载电网中，则此电池组能够一般接收过剩的发电机功率并且由此阻碍过剩的电压升高。但是，如果不存在电池组，则所述输出电压很快速地升高并且能够损坏车载电网组件和/或所述发电机。

在带有无源的桥式整流器的发电机中，避免这点，办法是：作为整流器二极管使用齐纳二极管。所述齐纳二极管把所述输出电压箝制到其击穿电压以上并且因此能够把过剩的电流转化为热量。通过这种方式始终确保可靠的运行。

替代所述整流器二极管还能够在有源的桥式整流器中使用能够接通和断开、能够控制的电流阀、尤其MOSFET。优点是在经接通的状态下较低的损耗功率和由此所述发电机的总共的、尤其在部分负荷运行中更好的效率。所述电流阀的控制能够中央地或分散地进行。中心的控制被理解为：一个共同的控制设备监控所有交流电相并且操控所有电流阀和可选的还有所述发电机的激励场。分散的控制被理解为：各一个控制设备分别监控一个发电机相并且根据相电压仅操控配属于相应相的电流阀、即仅分别操控一个半桥的电流阀。分散的控制在此能够在单个的分散的控制设备之间具有或者不具有通信的情况下得以实现。

可行方案（在负荷卸载时阻碍在车载电网中的电压峰值）在有源的桥式整流器中在于，在所有的半桥中接通所述上部的或所述下部的整流器分支的电流阀。以这种方式使得电机短路，但是没有短路所连接的电网。

所阐释的措施在下文也称为相短路。根据在此所使用的惯用语，相短路还通过接通（导电接通）所述整流器的所有根据接地或者负的直流电压接头（还参照根据下面所阐述的图1的直流电压接头B-）接通的电流阀（低边-电流阀）或者作为备选方案所有根据正的直流电压接头（还参照在图1中的直流电压接头B+）接通的电流阀（高边-电流阀）来导入并且又相应地通过断开该电流阀来撤除。如果例如将场效应晶体管用作电流阀，那么该电流阀通过在其门接头（操控部）提供相应的控制电压来接通，由此所述电流阀的漏源段变得导电的或者说低欧的。相应地，断开所述电流阀，办法是：结束所述控制电压的提供并且所述漏源段由此不导电或高欧姆。在相短路外，存在惯常的整流器运行。

相短路能够例如此时开始：当在桥式整流器的直流电压接头（通常用B+和B-指代）之间的或在导引电压的直流电压接头和接地端之间的电压超过上阈值时。所述相短路能够再次被撤除，当此电压此后低于下阈值时。

在所述相短路期间，由于导入短路，则在交流电流相的相电流中分别产生一个附加的正的或者负的直流份额。所述相电流由此变得较大幅度或较小幅度地非对称，即不再围绕着共同的平均值或者说零摆动。所述直流份额的和为零。

如果在低于所提及的下阈值时，解除所述相短路，只要所述相电压超出所连接的电网中的电压，那么在具有瞬时的正的电流的相中将所述正的电流整流到上部的、也就是说与正的直流电压接头连接的整流器支路的电流阀中。由于所阐述的非对称，在此也许必须接通大电流，这引起所参与的电流阀的相应的负载。这能够导致对该电流阀的损害。

因此值得期望的是，在撤除相短路时避免或者至少降低相应的电流阀的负载。

发明内容

在该背景前，提出具有独立权利要求所述特征的、用于运行至少能够发电地运行的电机的方法及用于施行该方法的器件，所述电机具有有源的桥式整流器。构造方案是从属权利要求的主题以及下面的说明书的主题。

发明优势