用于規(guī)定用于逆變器的操控持續(xù)時間以改善電流測量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總得來說涉及逆變器領(lǐng)域，尤其涉及用于運行逆變器的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]逆變器通常具有與半橋串行接線的半導(dǎo)體開關(guān)元件。半導(dǎo)體開關(guān)元件借助于換向模型來操控，以便提供相電壓。
[0003]為了測量多相逆變器的輸出的相電流，從DE 10 2011 003 897 Al中已知，在如下時間將在中間電路匯流排之一上流入到逆變器中的輸入電流視為由半橋輸出的相電流，在所述時間中僅僅該半橋的中間分接點與相應(yīng)的中間電路匯流排連接。
[0004]任務(wù)是:通過能夠以改進的準(zhǔn)確性來確定相電流的方式來規(guī)定用于操控逆變器的操控持續(xù)時間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]該任務(wù)通過根據(jù)權(quán)利要求1的用于規(guī)定逆變器的操控持續(xù)時間的方法以及用于測量多相交流電流的相電流的方法和執(zhí)行所述方法的設(shè)備來解決。
[0006]優(yōu)選的構(gòu)型在從屬權(quán)利要求中說明。
[0007]根據(jù)第一方面，說明了一種用于規(guī)定用于逆變器的操控持續(xù)時間的方法，該逆變器具有至少兩個半橋，所述半橋由兩個通過中間分接點相互連接的半橋開關(guān)組成，在半橋開關(guān)的與中間分接點相對的接線端處施加電壓，其中在每個半橋中半橋開關(guān)的第一半橋開關(guān)能利用操控持續(xù)時間的第一操控持續(xù)時間在脈寬調(diào)制的范圍中被操控并且半橋開關(guān)的第二半橋開關(guān)能利用操控持續(xù)時間的第二操控持續(xù)時間在脈寬調(diào)制的范圍中被操控。所說明的方法包括如下步驟:確定在脈寬調(diào)制的一個周期期間用于兩個半橋的兩個半橋開關(guān)的操控持續(xù)時間，以及當(dāng)在脈寬調(diào)制的該周期內(nèi)第一半橋的第一操控持續(xù)時間和第二半橋的第一操控持續(xù)時間在預(yù)先確定的容差內(nèi)疊合時，相對第一半橋中的第二操控持續(xù)時間改變第一半橋的第一操控持續(xù)時間。
[0008]在所說明的方法的范圍內(nèi)預(yù)先確定的容差在下面應(yīng)該理解為最短持續(xù)時間，該最短持續(xù)時間是為了檢測開頭提到的在中間電路匯流排之一上流動的輸入電流所需的。
[0009]所說明的方法所基于的考慮是:開頭提到的方法僅在逆變器被如此操控使得在脈寬調(diào)制的一個周期內(nèi)逆變器的半橋的各個中間分接點單獨地與中間電路匯流排之一連接時可以被執(zhí)行。在這種情況下，中間電路電流完全通過該中間分接點從中間電路流出，因此該狀態(tài)也稱為相通電。
[0010]但是在本發(fā)明的范圍內(nèi)看出:在脈寬調(diào)制的一個周期內(nèi)并不總是得出在其范圍內(nèi)執(zhí)行開頭提到的方法的相通電，因為在脈寬調(diào)制的周期內(nèi)不同半橋的與中間電路匯流排連接的兩個半橋開關(guān)的兩個操控持續(xù)時間彼此重疊。這例如在典型地輸出零向量的情況下是這種情況，其中因此不存在利用開頭提到類型的方法進行電流測量的可能性。
[0011]但是在本發(fā)明的范圍內(nèi)看出:在脈寬調(diào)制的情況下不取決于在脈寬調(diào)制的一個周期內(nèi)的何處操控逆變器的半橋的各個半橋開關(guān)，而是僅僅取決于操控多長時間。各個操控持續(xù)時間可以在脈寬調(diào)制的該周期內(nèi)在不改變所產(chǎn)生的交流電流的情況下被簡單地推移。該認(rèn)識在所說明的方法的范圍內(nèi)使用，以便在脈寬調(diào)制的該周期內(nèi)以上述方式迫使相通電，使得開頭提到的方法總是被執(zhí)行用于電流測量。
[0012]在上述方法的一種實施方式中，第一半橋的第一操控持續(xù)時間為了相對第一半橋的第二操控持續(xù)時間推移被劃分成至少兩個子持續(xù)時間，所述子持續(xù)時間在脈寬調(diào)制的該周期內(nèi)在時間上彼此間隔地布置。通過劃分操控持續(xù)時間，各個子持續(xù)時間在脈寬調(diào)制的該周期內(nèi)被推移到不同的時間點，在這些時間點可以根據(jù)開頭提到的方法進行測量。通過這種方式，在一個周期內(nèi)利用開頭提到的方法進行的可能電流測量的數(shù)量被顯著提高。
[0013]在上述方法的另一實施方式中，所述兩個子持續(xù)時間關(guān)于兩個半橋的第一操控持續(xù)時間的對稱點(Symmetrie )被相互對稱地布置。操控持續(xù)時間在脈寬調(diào)制的該周期中的對稱布置允許:利利用開頭提到的方法的電流測量在對稱點之前和在對稱點之后被執(zhí)行。但是，該電流時間上平均地直接在對稱點處被檢測。該對稱點可以在脈寬調(diào)制的各個周期上被置于預(yù)定義的位置，使得要利用開頭提到的方法測量的相電流總是在脈寬調(diào)制的各個周期內(nèi)的相同位置處被檢測。通過這種方式減少或完全避免時間上的抖動、也即測量誤差，其通過在脈寬調(diào)制的該周期中的測量點的不同的時間上的位置引起。
[0014]在另一實施方式中，上述方法包括步驟:將兩個半橋的第一操控持續(xù)時間的對稱點布置在脈寬調(diào)制的周期的周期中心，使得在對稱點之前和在對稱點之后提供相同的持續(xù)時間以用于利用開頭提到的方法來執(zhí)行電流測量。
[0015]此外，第一半橋的第一操控持續(xù)時間可以相對第一半橋的第二操控持續(xù)時間被如此推移，使得第一半橋的第一操控持續(xù)時間在脈寬調(diào)制的該周期內(nèi)具有到第二半橋中的第一操控持續(xù)時間的預(yù)先確定的時間上的距離。通過這種方式可以確保:不僅提供足夠的持續(xù)時間以用于執(zhí)行開頭提到的方法，而且在該持續(xù)時間內(nèi)該要測量的電流在相關(guān)的中間分接點處也起振。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，說明一種用于測量在逆變器中的多相交流電流的相電流的方法，該逆變器具有至少兩個半橋，所述半橋由兩個通過中間分接點相互連接的半橋開關(guān)組成，在半橋開關(guān)的相對中間分接點的接線端處施加電壓，其中在每個半橋中半橋開關(guān)的第一半橋開關(guān)能利用操控持續(xù)時間的第一操控持續(xù)時間在脈寬調(diào)制的范圍中被操控并且半橋開關(guān)的第二半橋開關(guān)能利用操控持續(xù)時間的第二操控持續(xù)時間在脈寬調(diào)制的范圍中被操控。所說明的方法包括:利用前述方法之一規(guī)定操控持續(xù)時間，并且在第一半橋的第一操控持續(xù)時間中基于在第一半橋的半橋開關(guān)的與第一半橋的中間分接點相對的接線端處的輸入電流檢測該中間分接點處的相電流，在所述第一操控持續(xù)時間中該第一半橋開關(guān)相對其它半橋的第一半橋開關(guān)被單獨地操控。
[0017]特別優(yōu)選地，相電流在此在上述對稱點之前以及之后與該對稱點對稱地被檢測。
[0018]根據(jù)另一方面，設(shè)置一種用于運行逆變器的方法，其中根據(jù)用于規(guī)定操控持續(xù)時間的上述方法來確定用于操控半橋開關(guān)的操控持續(xù)時間。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，說明一種用于規(guī)定用于逆變器的操控持續(xù)時間的設(shè)備、尤其是計算裝置，該逆變器具有至少兩個半橋，所述半橋由兩個通過中間分接點相互連接的半橋開關(guān)組成，在半橋開關(guān)的相對中間分接點的接線端處施加電壓，其中在每個半橋中半橋開關(guān)的第一半橋開關(guān)能利用操控持續(xù)時間的第一操控持續(xù)時間在脈寬調(diào)制的范圍中被操控并且半橋開關(guān)的第二半橋開關(guān)能利用操控持續(xù)時間的第二操控持續(xù)時間在脈寬調(diào)制的范圍中被操控。在此，該設(shè)備被設(shè)立為:確定在脈寬調(diào)制的一個周期期間用于兩個半橋的兩個半橋開關(guān)的操控持續(xù)時間，以及當(dāng)在脈寬調(diào)制的該周期期間第一半橋的第一操控持續(xù)時間和第二半橋的第一操控持續(xù)時間在預(yù)先確定的容差內(nèi)疊合時，相對第一半橋中的第二操控持續(xù)時間改變第一半橋的第一操控持續(xù)時間。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，說明一種設(shè)備，其被設(shè)立為執(zhí)行上述方法之一。
[0021]在所說明的設(shè)備的一種改進方案中，所說明的設(shè)備具有存儲器以及處理器。在此所說明的方法之一以計算機程序的形式存放在存儲器中并且設(shè)置處理器以用于在該計算機程序被從存儲器加載到處理器中時實施該方法。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，設(shè)立一種計算機程序來實施上述方法之一的所有步驟。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，上述計算機程序存儲在一種電子存儲介質(zhì)上。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種電子控制設(shè)備具有上述電子存儲介質(zhì)。
【附圖說明】
[0025]下面根據(jù)所附的附圖進一步闡述本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式。其中:
圖1示出了逆變器的示意性圖示；
圖2示出了逆變器的脈寬調(diào)制過程的示意性圖示；
圖3示出了在來自圖2的脈寬調(diào)制的一個周期中的可能占空比的一種示意性圖示；以及圖4示出了在來自圖2的脈寬調(diào)制的一個周期中的可能占空比的另一示意性圖示。
【具體實施方式】
[0026]在圖中，相同的元件配備相同的附圖標(biāo)記并且僅被描述一次。
[0027]參照圖1，其示出了用于電動機4形式的三相耗電器的電能量供應(yīng)的逆變器2的示意性圖示。逆變器6在此由控制設(shè)備6操控。
[0028]為了電動機4的電能量供應(yīng)，逆變器2將在中間電路電容器8處降落的電壓10轉(zhuǎn)換成三相交流電壓，在圖1中為了清楚僅示出了三相交流電壓中的兩個電壓相12。電壓10在此可以作為直流電壓以專業(yè)人士已知的方式例如通過對來自電能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的三相交流電壓進行整流來獲得。在可替代的實施方式中，電壓10也可以與交流電壓相對應(yīng)。
[0029]為了轉(zhuǎn)換電壓相12，逆變器2具有三個半橋14，在這些半橋中半橋開關(guān)16、17分別串彳丁接線。半橋開關(guān)16、17通常被構(gòu)造為半導(dǎo)體開關(guān)、尤其構(gòu)造為MOSFET等等。半橋14通過正的中間電路匯流排18和負(fù)的中間電路匯流排20與中間電路電容器8并行地連接，使得在半橋14處施加電壓10。通過操縱在半橋14的中間分接點22之上的半橋開關(guān)16(稱為高開關(guān)16)，正的中間電路匯流排18的電位可以被置于中間分接點22上。與之相對，可以通過操縱半橋14的中間分接點22之下的半橋開關(guān)17 (稱為低開關(guān)17)來將負(fù)的中間電路匯流排20的電位置于中間分接點22上。當(dāng)然，在唯一一個半橋14中從不應(yīng)該同時操縱高開關(guān)16和低開關(guān)17，以便避免中間電路電容器8的短接。
[0030]半橋開關(guān)16、17例如可以用作電流調(diào)節(jié)電路中的調(diào)整裝置，在該調(diào)整裝置中流經(jīng)電動機4的相電流24、26、28利用專業(yè)人士已知的脈寬調(diào)制被調(diào)節(jié)到預(yù)先確定的額定值上。在脈寬調(diào)制的范圍內(nèi)，半橋開關(guān)16、17利用以要在圖2范圍中描述的方式來產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號30、31來操控。電流調(diào)節(jié)在此可以以任意的方式來構(gòu)造:作為電流調(diào)節(jié)的示例可以參閱如在印刷品DE 101 08 173 Al中示例性闡述的dq系統(tǒng)范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)。
[0031]為了電流調(diào)節(jié)，需要檢測相電流24、26、28的實際值，對此應(yīng)該考慮在印刷品DE10 2011 003 897 Al中公開的測量方法。在該測量方法的范圍內(nèi)，不應(yīng)檢測相電流24、26、28自身而是檢測到逆變器2中的兩個中間電路匯流排18、20之一上的輸入電流32并且從中計算各個相電流24、26、28。該方法在所提到的印刷品中被詳細(xì)地描述并且在此為了簡短不進一步提及。
[0032]如在印刷品DE 10 2011 003 897 Al中公開的，為了利用所公開的測量方法測量相電流24、26、28，需要第一持續(xù)時間和