[发明专利]用于获得对多相电动机的有故障的负载状况的提示的方法

说明书

根据本发明，电动机借助于电路电气换向，其中相电流在每个马达相的特定时间点经历过零点。由于感性负载部分，相电流的所述过零的时间点与在纯欧姆负载情况下产生的过零时间点在时间上错开。在没有有故障的负载状况的情况下，所述过零的时间点处于可以由电路、环境条件和通过不同的电动机参数确定的预期值范围(例如，预期时间窗口)内。在该方法中，在电路中可预先给定的高侧和/或低侧相位连接的出现期间，探测通过被接通的高侧开关或低侧开关的电流(尤其在过零点附近)是否以及何时变得大于或小于可预先给定的阈值，其中，(如果需要的话)所述时间测量可以在PWM控制的情况下在一个或多个PWM周期上延伸。

本专利申请要求三个德国专利申请10 2014 212 586.3、10 2014 212 572.3和102014 212 626.6的优先权，其均为2014年6月30日提交的，其在此通过引用并入本专利申请的主题。

技术领域

本发明涉及用于获得对多相电动机的可能的有故障的负载状况的提示、尤其是开始提示的方法。

背景技术

在电动机中有故障的负载状况在短路发生时尤为关键。这样的短路通常是借助控制单元的内部或外部的驱动器晶体管的漏极-源极路径上的电压降被识别，通过该控制单元来控制电动机或其他负载。这些电压降通常是单独评估的，即在马达的每相上评估。当计量学上检测的电流大于最大允许的运行电流时，这意味着至马达连接线路中的至少一个的外部短路。在探测短路时的一个缺点是，特别是“软”的短接至地不一定能被识别到。另一个问题是，在较高欧姆的短路情况下或者在具有短路电流的电感性系数的短路情况下的过电流部分地并不位于马达运行中的最大允许电流之外。此外，在电感性系数的情况下和PWM驱动负载(例如，电动机)的情况下，可能的是，在短路情况下的电流增大是如此之慢(“软”短路)，使得一个PWM周期在达到过电流关断阈值之前结束。但功率晶体管可在这种情况下仍然加热到这样的程度，使得导致损坏，其发生得如此之快，甚至过热识别装置由于其时间延迟而不能提供足够的保护。

从DE-A-102011004911，DE-B-10 2004009046，DE-A-10236377和US-A-5266891已知一种用于识别多相切换电动机时有故障的负载状况的方法，其中分别对相电流的时间曲线进行评价。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种短路识别，其能够可靠地发现短路，从而保护晶体管免受损害，这可以阻止电子设备的起火。

为实现该目的，本发明提出根据权利要求1所述的一种方法。本发明的各个扩展方案是权利要求2至13的主题

本发明的方法用于获得对带有用控制单元进行电子换向的多相切换电感性负载的可能的有故障负载状况的提示、尤其是开始提示，尤其用于获得带有借助控制单元电气换向的三相电动机(例如BLDC马达,EC马达,SR马达,步进马达)的提示、尤其是开始提示，其中该控制单元包括用于每个马达相的高侧开关和低侧开关，马达相的高侧和低侧开关被按照切换方案循环地切换，所述切换方案相比于在纯欧姆性负载情况下会出现的过零时间点而在时间上错开地产生马达相中的电流经历由于电感性负载份额引起的过零的那些时间点，其中在没有有故障的负载状况的情况下过零的时间点在预期值范围(例如，预期时间窗)中出现，该预期值范围是由切换方案、环境条件(如，例如电源电压和温度)和由不同的马达参数(可以包括马达不对称性)确定的，其中，在存在有故障的负载状况的情况下，该过零的时间点在预期值范围外部，其中，借助与预期值范围的偏差可以得出有故障的负载状况的类型，其中，在该方法中

在切换方案中预先给定的出现的切换到高侧和/或低侧相位期间探测：流过接通的高侧开关或低侧开关的电流是否以及何时大于或小于可预先给定的阈值，在特定情况下在过零点附近，

其中，从切换方案的可预先给定的时间点起对其中流过马达相之一的接通的高侧或低侧开关的电流超过或低于可预先给定的阈值的时间跨度进行测量，其中，该时间测量在PWM控制的情况下必要时可在一个或多个PWM周期(高侧以及低侧开关的变换性切换的周期)上延伸，