[发明专利]用于运行电机的方法

说明书

本发明涉及一种用于利用方波(Block)操控来运行电机的方法，其中，在调控电机的转矩时调节超前换向角(α)，使得该超前换向角不超过电动机运行和/或发电机运行的临界角(420、421)，其中，在运行期间迭代确定电动机运行和/或发电机运行的该临界角(420、421)。

技术领域

本发明涉及一种利用方波(Block)操控运行电机的方法以及用于执行该方法的计算单元和计算机程序。

背景技术

电机，特别是发电机，可以用于将机动车辆中的机械能转换为电能。为此，通常使用爪极发电机，其大多配备有电激励机构。由于爪极发电机通常产生三相电流，因此对于常规的机动车直流电压整车电源来说，整流是必要的。为此可以使用基于半导体二极管或半导体开关的整流器。

发电机也可以用于启动内燃机。这种发电机也称为起动发电机。这种起动发电机通常仅以非常低的转速驱动运行，因为能够产生的转矩关于转速迅速减小。然而，也可以考虑更大的电机，其也可以用于在混合动力车辆中驱动车辆，或者至少用于辅助内燃机。

对于操控这种起动发电机，可以使用控制相电流的所谓的PWM(脉宽调制)操作，或者使用控制超前换向角的所谓的方波(Block)操控。可以根据转速极限在这两种操控类型之间转换。

发明内容

根据本发明，提出了具有独立权利要求的特征的用于运行电机的方法以及用于执行该方法的计算单元和计算机程序。有利的实施方式是从属权利要求和以下说明的对象。

根据本发明的方法用于利用方波(Block)操控来运行电机，例如爪极电机，其中，在调控电机的转矩的时调节超前换向角，使得该超前换向角不超过电动机运行和/或发电机运行的临界角。

在方波(Block)操控或方波(Block)运行的情况下，要调节所谓的超前换向角。超前换向角在此提供，关于在一个相位中感应的磁极转子电压的零点通过，何时将与一个相位连接的半导体开关切换为导通状态。代替(例如利用所谓的PWM操控，其在低转速或低于电压极限的情况下，即当磁极转子电压低于中间电路电压时)调节电流，在此可以调节超前换向角(例如利用PI调控器)，以便设定或调节期望的理论转矩。

然后，通过始终施加中间电路电压，可以将所得的超前换向角直接转换为方波(Block)模型。在d-q坐标中，超前换向角可以理解为相电压的q值和d值之间的角度，并且可以使用arctan2函数由这两个值计算出。

在方波(Block)操控中，相电流的模的空间矢量(即在d-q坐标中)在圆形轨迹或椭圆形轨迹(所谓的电压圆或所谓的电压椭圆)上移动，该圆形轨迹或椭圆形轨迹由相电压的(固定设定的)模预先确定，该轨迹的中心点尤其由励磁电流预先确定，但与相电流的空间矢量的原点不一致。由于电机的转矩显著地受到相电流的q值影响，因此可以通过沿该圆形轨迹或椭圆形轨迹的移动，在相电流的模提高时也增大转矩。然而，在该轨迹上存在一个点，当超过该点时，尽管相电流继续提高，但由于相电流的q值再次降低，转矩再次减小。根据定义，该点也称为临界点、临界角或临界力矩。这样的临界角既在电动机运行又在发电机运行中存在。

在所提出的方法中，在运行期间特别是实时地或在线地迭代地确定电动机运行和/或发电机运行的临界角。在此，临界角特别是可以通过使用当前的最大可调节电压、电机的当前角频率、电机的参数和最大允许的相电流来确定。在此，电机的至少一个磁通链和/或至少一个电感作为参数使用。转子磁通和漏磁通都可以看作是磁通链，电感可以是q电感和d电感，二者在如同爪极电机一样不是全极的转子中互不相同。也可以考虑电机的当前温度，该温度尤其对定子或其绕组的电阻产生影响。

电机的参数又可以优选地基于相电流的q值和/或相电流的和/或励磁电流的d值来确定，这些值又可以有利地基于所测量的电机的相电流来确定。

对于临界角的计算的包括中间步骤和依据公式的更详细阐述在此可参考附图说明。