[发明专利]用于控制逆变器的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于借助空间矢量调制控制逆变器、尤其是用于控制电机的方法，其中逆变器具有多个可控开关和对应的多个空转二极管，并且该逆变器构建用于提供空间矢量形式的多相电流和多相电压，尤其是用于为电机多相地供给电流，其中逆变器被控制，以设立开关的多个彼此相继的不同的开关状态，其中逆变器借助两个开关状态被切换到无电压切换的开关状态中。

此外本发明涉及一种用于控制逆变器的设备，所述逆变器具有多个可控的功率开关和对应的多个空转二极管，它们连接用于提供空间矢量形式的多相电流和多相电压，尤其是用于为电机多相地供给电流，所述设备带有控制器，所述控制器构建用于控制逆变器，使得逆变器取开关的多个彼此相继的不同的开关状态，并且其中逆变器能取两个无电压切换的开关状态。

此外本发明涉及一种带有至少一个用于提供驱动功率的电机、用于控制所述电机的逆变器以及用于控制上述类型逆变器的设备的机动车传动系统。

背景技术

在一般的三相耗电器和具体的三相电机的技术领域中已知不同的控制方法。在此，当前通常优选空间矢量调制的方法用于控制三相耗电器。在这种控制方法中，空间矢量通过八个基础电压矢量的彼此相继的设定而形成。为了提供相电压，基础电压矢量被脉冲宽度调制地切换，使得产生相应的控制电压。

在已知的控制方法中，借助带有功率半导体开关的逆变器来控制耗电器。用于产生电压空间矢量的、八个彼此相继的基础电压矢量的设定通过交替地接通和关断逆变器的确定的功率半导体开关而实现。在空间矢量旋转速度非常小的情况下，或者说只要三相耗电器为电机，则在所述受控制的电机转速小的情况下，各个功率半导体开关被非常频繁地或非常长时间地切换并且因此由于非常长时间或非常频繁流过的电流而被施加热负荷。因此，必须针对非常长的接通时间和非常大的电流来设计功率半导体开关，由此所述逆变器一般在技术上是费事的。

为了应对尤其是功率半导体开关的热过载，例如在WO2010/000548A2中提出，在确定的脉冲宽度调制周期内取消两个无电压切换的开关状态之一，以降低功率半导体开关的开关损耗。

因为逆变器的各个功率半导体开关的负荷、尤其是热负荷取决于所提供的电流空间矢量的相位角，或者说逆变器的各个功率半导体开关针对所提供的电流空间矢量的确定相位角被不同地施加负荷，所以例如在DE10393516T1中提出：在所提供的电流空间矢量的确定角度区间内应用确定的零矢量，以减少功率半导体开关的开关损耗。

在此，缺点在于：在确定的控制状况中，尤其是在空间矢量的旋转速度非常小的情况下，所出现的损耗会对各个功率半导体开关和/或各个空转二极管在热学上强烈地施加负荷，由此功率半导体开关和/或空转二极管的过载不可避免。

发明内容

因此根据本发明提供了一种用于借助开头所提及类型的空间矢量调制来控制逆变器的方法，其中开关状态的接通持续时间根据开关的和/或空转二极管的负荷额定值来改变，并且其中所述负荷额定值根据至少一个开关和/或空转二极管的温度而被设定。

此外，根据本发明因此提供了一种用于控制开头所提及类型的逆变器的设备，其中控制器构建用于根据开关的和/或空转二极管的负荷额定值来改变开关状态的接通持续时间，并且其中控制器构建为：根据开关至少之一和/或空转二极管之一的温度来设定负荷额定值。

最后根据本发明提供了一种机动车传动系统，所述机动车传动系统带有至少一个用于提供驱动功率的电机、用于控制电机的逆变器以及带有用于控制上述类型逆变器的设备。

本发明的优点

通过根据逆变器的开关或空转二极管的温度设定尤其是热负荷额定值、并且在开关状态的接通持续时间内的损耗功率相应地根据负荷额定值而变化，可以均匀地设定开关和/或空转二极管的温度。换言之，根据负荷额定值来对开关和/或空转二极管施加负荷。

由此，也可以针对所要求的电压空间矢量和电流空间矢量的临界相角有目的地设定开关和/或空转二极管的优化的温度分布。因此可以避免热峰值并且可以一般地针对较小的热负荷来设计可控开关和/或空转二极管，由此所述逆变器一般可以在技术上较不费事并且成本较低地被制造。此外通过开关和/或空转二极管的均匀负荷，逆变器的寿命一般得以延长。

优选的，负荷额定值根据开关中的两个或空转二极管中的两个的温度差或开关之一和空转二极管之一的温度差而改变。

由此可以实现更均匀的热负荷，因为测量的温度差被直接用作调节量。