[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借助于换流器运行电机的方法，所述换流器对于所述电机的每个相分别具有功率半桥用于产生相电压，其中所述功率半桥以块换向的方式被操控，其方式是在换流器中产生用于功率半桥的操控信号（S_U、S_V、S_W），其中换流器接收时钟信号（S_T），所述时钟信号包含关于所述操控信号（S_U、S_V、S_W）的切换时间点的切换信息（I_U），并且其中在所述换流器中基于所述时钟信号（S_T）和其中包含的切换信息（I_U）切换所述操控信号（S_U、S_V、S_W）的电平，以及涉及这样的换流器。

技术领域

本发明涉及一种用于借助于换流器（Stromrichter）来运行电机的方法、换流器、具有换流器和计算单元的系统以及用于执行所述方法的计算机程序。

背景技术

在具有典型小型内燃机的成本低的机器脚踏车或摩托车的领域中，可以使用永久励磁同步发电机，所述同步发电机刚性地与内燃机的曲轴耦合。这些发电机用于给（具有电池、（一个或多个）控制设备、点火装置、喷射装置等的）电气系统供应电能。在此可以对发电机进行设计，使得可以随时提供电气系统的最大能量需求。这意味着在许多运行点中通过发电机提供比需要的更多的电能。

当在工作点中过量供应电能时，必须防止电池的过度充电。因为不可能改变励磁（如在外部励磁电机的情况下）或转速，所以为此可以将发电机与电气系统的其他组件脱耦并且将其置于电气空转或短路。在电气空转的情况下，发电机与内燃机同步旋转，而不对所述内燃机以值得一提的方式加载荷。在短路的情况下，形成的电能被转换成热量，并且从而对内燃机以寄生方式加载荷。由于在电气空转中可能出现非常高的电压（与转速成正比），因此可以优选短路解决方案，并且可以容忍形成的损耗功率。

在该领域中典型地使用单相和三相发电机是可能的，但是其他相数也是可能的。根据电气系统的设计和能量要求，常见的功率大小在150 W和500 W之间移动（对于对应于电池电压的输出电压）。

在用于例如机器脚踏车的小型内燃机的情况下，发电机可以联合三种功能。除了用于电气系统的电能之外，大型实施的转子可以提供旋转质量用于稳定内燃机的运行行为。此外，在大多数情况下金属的标志（“齿”）可以位于转子上，所述标志从而表示感测轮，并且与转速传感器一起可以为电动机控制设备产生转速和曲轴位置信号。所述转速和曲轴位置信号对于借助于电子电动机控制设备运行现代内燃机是必要的。例如，通过该感测轮例如在使用以感应方式起作用的传感器或霍尔感测器的情况下检测其旋转速度。然后，该传感器记录经过的金属标志（“齿”），并且通过两个标记之间的时间差确定旋转速度。

为了执行曲柄转角同步功能，此外可以检测曲轴的绝对位置，以便例如正确地确定用于喷射和点火（在汽油电动机的情况下）的时间点。这可以通过感测器轮上的齿槽来实现，所述齿槽可以通过转速传感器被识别，并且从而被分配给所定义的曲柄转角。

发明内容

根据本发明，提出具有独立专利权利要求的特征的用于运行电机的方法、换流器、具有换流器和计算单元的系统以及用于执行所述方法的计算机程序。有利的设计方案是从属权利要求以及以下描述的主题。

本发明论述借助于换流器对尤其是永久励磁的电机的运行，所述换流器对于所述电机的每个相分别具有功率半桥用于产生相电压。在此，功率半桥可以包含两个半导体开关或功率开关，例如MOSFET或IGBT，其中一个通常被称为高侧开关，另一个被称为低侧开关，并且可以相应地与电气系统的正或负极端子连接。

在三相电机的情况下，因此可以设置三个功率半桥。然而，即使在本发明的范围内为了阐述而使用三相电机，本发明也适用于具有其他相数的电机。