[发明专利]用于运行电机以输出预先给定的转矩和预先给定的转速的方法和设备

说明书

用于运行电机（10）以输出预先给定的转矩和预先给定的转速的方法和设备，具有如下步骤：提供（420）用于运行所述电机（10）的第一运行模式和第二运行模式；检测（430）所述电机（10）的温度；当所检测到的温度低于阈值时在所述第一运行模式（440）中运行所述电机（10），以及当所检测到的温度对应于所述阈值或超过所述阈值时在第二运行模式（450）中运行所述电机（10）。与在所述电机（10）在所述第一运行模式（440）中运行时在作为结果输出预先给定的转矩和预先给定的转速的情况下所述电机（10）的定子磁通相比，在所述电机（10）在所述第二运行模式（450）中运行时在作为结果输出预先给定的转矩和预先给定的转速的情况下所述电机（10）的定子磁通被减小。

技术领域

本发明涉及用于运行电机以输出预先给定的转矩和预先给定的转速的方法和设备。此外，本发明涉及逻辑单元、具有相应的逻辑单元的传动系和具有相应的传动系的车辆以及计算机程序和机器可读的存储介质。

背景技术

电传动装置、尤其电机在运行中变热。为了电机能够输出转矩和旋转，将磁体装入电机中，尤其装入转子中。磁体的材料特性与温度有关。磁体的温度越高，允许的反向磁场负荷就越小。如果超过借助施加的反向磁场的允许的反向磁场负荷，则磁体不可逆地消磁。电机利用至少部分消磁的磁体不再提供所规定的功率或当磁体消磁时完全失灵。在电机运行时，磁体暴露于反向磁场。只要该反向磁场小于允许的反向磁场负荷，磁体就不受损害。随着电机（不仅以电动机方式而且以发电机方式）的负荷升高和通过电机的相电流与此相联系地升高，在电机之内构成的反向磁场变得更大。在电机的所谓的主动短路接通时短期地得出在电机之内的非常大的相电流幅值。为此，电机的例如三个相借助逆变器被切换到共同的电位、尤其电池组的负电位上。当在电传动系统中存在故障情况时，将电机切换到主动短路，以便使电机转变到安全状态中。关于电机的转速示出了电机的转矩并绘出了在接通主动短路时形成的电流幅值的大小的图表表明：当在发电机的角点（generatorischenEckpunkt）中接通主动短路时，在电机内形成最大的相电流幅值。在该运行点中，相应地在电机之内构成最强的反向磁场，该最强的反向磁场使磁体承受负荷。对于电机的安全运行而言，接通到主动短路中必须随时是可能的。为了在故障情况下避免电机上的损害或缺陷，因此必须确保：形成的反向磁场始终小于允许的反向磁场负荷。因为允许的反向磁场负荷随着温度升高而减少，所以随着温度升高必须限制电机的运行范围。至今，为此在电机的温度升高的情况下限制要输出的转矩。因此，在接通主动短路时形成的电流幅值和形成的反向磁场小于在低温度的情况下的电流幅值和反向磁场。这样保证电机在大的温度范围上的安全运行。然而在此不利的是，在温度较高时可输出的转矩受限制。针对在车辆中安装这种传动装置的情况，这对于车辆的驾驶员意味着，车辆与电机的温度有关地不同强度地加速。

在接通主动短路时出现的场负荷在现有技术中因此规定转子极限温度并且因此也直接影响关于电机的转矩或功率可获得的持续性能或持续效率。除了限制可输出的转矩之外，可以改进对转子的冷却，以便降低磁体温度，例如通过对转子轴的主动液体冷却。替代地，也可以超尺寸地设计机器，以便延迟转子的变热。另一解决方案是具有较高份额的重稀土的磁体材料的使用，所述重稀土具有消磁的较低的倾向。

发明内容

因此，存在对如下解决方案的需求，所述解决方案尤其在不对机器或其设计进行结构改变的情况下根据温度进行电机的运行范围的限制、尤其要输出的转矩的限制、至少最小化。有利地，提高电机的可获得的持续力矩和可获得的持续功率。

提供用于运行电机以输出预先给定的转矩和预先给定的转速的方法。该方法包括如下步骤：提供用于运行电机的第一运行模式和第二运行模式；检测电机的温度；当所检测到的温度低于阈值时在第一运行模式中运行电机，以及当所检测到的温度对应于阈值或超过该阈值时在第二运行模式中运行电机。其中与在所述电机在所述第一运行模式中运行时在作为结果输出预先给定的转矩和预先给定的转速的情况下所述电机的定子磁通相比，在所述电机在所述第二运行模式中运行时在作为结果输出预先给定的转矩和预先给定的转速的情况下所述电机的定子磁通被减小。