[发明专利]确定用于感应式功率传输的系统的转换器的切换电流的方法和装置以及控制方法

说明书

一种确定用于感应式功率传输的系统的转换器(5)的至少一个切换元件(6)的切换电流的方法和装置，其中，该方法包括以下步骤：‑确定转换器(5)的至少一个AC相线的相电流(I_u、I_v、I_w)，‑确定至少一个切换元件(6)的至少一个切换时间点(SP、SP1、SP2、SP3)和所述切换时间点(SP、SP1、SP2、SP3)的相电流值，‑根据所述至少一个相电流值确定至少一个切换元件(6)的切换电流，还涉及一种用于控制至少一个切换元件(6)的操作的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于确定转换器的至少一个切换元件的至少一个切换电流的方法和装置。转换器是用于感应式功率传输的系统的转换器，特别是用于为所述系统的初级绕组结构提供AC操作电压的转换器。此外，本发明涉及一种用于控制所述转换器的切换元件的操作的方法。

背景技术

电动车辆、特别是有轨车辆和/或公路汽车可以通过借助于感应式功率传输而传输的电能操作。这种车辆可以包括适于接收交变电磁场并通过电磁感应产生交流电流的所谓的接收装置。这种接收装置可包括或提供所谓的次级绕组结构。此外，这种车辆可包括适于将交流电(AC)转换为直流电(DC)的整流器。DC可用于为牵引电池充电或操作电机。整流器将由接收装置提供的AC转换为DC。

感应式功率传输通常使用通过初级绕组结构产生交变电磁场的初级单元和包括用于接收所述电磁场的接收装置的次级单元来执行。初级单元和次级单元可以例如分别包括一组提供上述初级和次级绕组结构的绕组。

初级单元的一组绕组(也可以称为初级绕组或初级绕组结构)可以安装在地面上并且可以通过道路侧功率转换器(WPC)、特别是通过逆变器馈电。次级单元的一组绕组(也可以称为次级绕组或次级绕组结构)安装在车辆上。次级绕组结构可以附接在车辆下方，例如在电车的情况下附接在其一些车厢下面。初级和次级侧可以是高频变压器的一部分，以将电能传输给车辆。该传输可以在静止状态(当车辆没有移动时)和动态状态(当车辆移动时)完成。

转换器向初级绕组结构提供AC操作电压，以产生用于功率传输的电磁场。由逆变器提供的转换器可以具有DC输入端子，所述DC输入端子连接到DC电源或电压源。此外，逆变器可以具有AC输出端子，初级绕组结构、特别是初级绕组结构的相线连接到该AC输出端子。

期望避免为初级绕组结构提供所述AC操作电压的转换器的切换元件的所谓的电容式切换。如果在切换时间点从AC相线流出或通过切换元件线流入AC相线的相电流为零或为负，则发生这种电容式切换。相电流可以表示在转换器的AC输出端子处提供的电流。

在电容式切换的情况下，所谓的反向恢复效应可导致高补偿电流，用于改变切换元件和通常并联连接到所述切换元件的旁路二极管的充电状态。反过来，这些高补偿电流会产生不希望的功率损耗，不希望的热量并且还会降低功率传输的效率。因此，期望控制转换器的操作，使得至少一个切换元件的切换电流是非电容式的，即，当切换元件闭合(接通)时为正，而当切换元件断开(关闭)时为负。

由于在80kHz至90kHz范围内的高操作频率，因此需要用于测量相电流的相当高的采样频率、特别是高于500kHz的采样频率，以便还测量相电流的特定谐波。然而，如此高的采样率需要高计算能力。

发明内容

存在的技术问题是提供一种确定用于感应式功率传输的系统的转换器的至少一个切换元件的切换电流的方法和装置以及用于控制转换器的操作的方法，其允许精确、快速和计算高效地确定切换电流。

所述技术问题的解决方案由具有权利要求1、14和18的特征的主题提供。本发明的其它有利实施例由具有从属权利要求的特征的主题提供。

提出了一种用于确定转换器的至少一个切换元件的至少一个切换电流的方法。转换器是用于特别是向车辆进行感应式功率传输的系统的转换器。此外，转换器可以向用于感应式功率传输的系统的初级绕组结构提供交流操作电压，以便产生电磁功率传输场。