[发明专利]用于运行电的机器的控制装置和方法

说明书

一种用于运行电的机器的控制装置具有用于控制转子绕组的调节电路机构，调节电路机构具有高侧开关和去励磁开关。转子绕组的第一连接端通过高侧开关可连接到正的电源连接端上并且通过半导体构件可连接到负的电源连接端上，并且转子绕组的第二连接端通过去励磁开关可连接到负的电源连接端上。当在正常运行中为了去励磁而使半导体构件导通并且去励磁开关断开时，形成去励磁电路，通过去励磁电路来对转子绕组去励磁。控制装置设置用于在存在至少一个错误时通过将转子绕组与正的电源连接端分离和/或将其去励磁而进入安全状态。至少一个开关设计为冗余的和/或调节电路机构具有多个测量点，控制装置具有多个过电流测量机构和/或多个过电压测量机构。

技术领域

本发明涉及一种用于运行具有转子绕组和定子绕组的电的机器的控制装置和方法，以及一种电的机器。

背景技术

电的机器可以用于在机动车中将机械能转换成电能并且反之亦然。通常为了控制或运行电的机器和在此特别是定子绕组的相而使用整流器(或逆变器)。典型的电的机器例如具有三个、五个、六个或更多的相。为此，整流器通常对每个相具有半桥，半桥又分别包括两个开关，例如MOSFET、IGBT或其他半导体构件。此外，可以设置控制机构，控制机构用于控制半桥的各个开关；在此例如是栅极驱动器电路。由此，例如可以将由车载电网或电池提供的直流电压转换成用于定子绕组的交流电压；同样地，整流器例如能够相反地在整流器的意义中使用。

电的机器可以配备有电的励磁装置，也就是说设置有转子绕组(或励磁绕组)。为了控制转子绕组，可以设置调节电路机构，该调节电路机构连接在转子绕组上。这样的调节电路机构通常具有至少一个开关、例如MOSFET、IGBT或其他半导体构件，以便能够将例如来自车载电网或电池的电压施加到转子绕组上，也就是说以便接通和关断励磁电流。但是在此同样也可以使用半桥，该半桥包括两个开关，一个高侧开关和一个低侧开关。在此也可以设置有控制电路，该控制电路用于控制开关，也就是所谓的栅极驱动器电路。

根据电的机器的类型和定子绕组的相的数量，总共可以使用这些控制电路(栅极驱动器电路)中的一个或更多个，以便控制调节电路机构和整流器的半桥。控制电路因此也可以控制多个半桥，例如调节电路机构的那些半桥和例如整流器的两个半桥。

一个或更多个控制电路又可以例如通过所谓的串行外围接口(“SerialPeripheral Interface”，SPI)连接在计算单元上，例如微控制器单元(“MicrocontrollerUnit”，MCU)或马达控制仪器上。然后，控制电路可以从那里获得相应的控制指令，控制电路实行控制指令。

发明内容

根据本发明，提出具有独立权利要求的特征的一种用于运行电的机器的控制装置和方法以及一种电的机器。有利的设计方案是从属权利要求以及以下说明书的主题。

本发明涉及运行具有转子绕组和定子绕组的电的机器，更确切地说在使用控制装置的情况下，控制装置具有调节电路机构并且特别是也具有整流器以及必要时具有一个或更多个所属的控制电路，如开头已经详细解释的。

可以设置保护功能，以便在错误情况下保护电的机器、具有整流器、调节电路机构及其控制电路的控制装置、以及计算单元或必要时具有其他负载的车载电网。这样的错误或异常的条件是例如过电流或过电压。如果识别出这种错误，则可以通知整个的控制装置或各个部件这种错误；这可以通过激活关断路径来实现，由此，控制装置过渡到安全状态中。在此，例如转子绕组应当与车载电网分离并且放电。

在这种情况下，在整流器中安全状态特别是应理解为通过使电的机器的相短接或通过被动方法,如齐纳二极管或TVS二极管(瞬态电压抑制二极管),来中断电流流入车辆的车载电网中。