DE102012210662A1 - Method for controlling inverter for controlling electrical three phase machine that provides drive power for motor car drive train, involves adjusting load reference value within predefined angle ranges of phase angle based on ratio - Google Patents

Method for controlling inverter for controlling electrical three phase machine that provides drive power for motor car drive train, involves adjusting load reference value within predefined angle ranges of phase angle based on ratio Download PDF

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Abstract

The method involves providing multiphase electric currents (Iu-Iw) in form of a current space vector for multiphase supplying of an electric machine (14) with the currents. An inverter (10) is controlled so that successive different switching states of switches (Sha-Shc, Sla-Slc) are set to adjust the vector with a defined phase angle. The switches and free-wheeling diodes (Dha-Dhc, Dla-Dlc) are loaded according to a load reference value that is adjusted within predefined angle ranges of the phase angle based on a ratio of a resistance value of the switches to a resistance value of the diodes. An independent claim is also included for a device for controlling an inverter.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines Wechselrichters mittels Raumzeigermodulation, insbesondere zum Ansteuern einer elektrischen Maschine, wobei der Wechselrichter eine Mehrzahl von steuerbaren Schaltern und eine entsprechende Mehrzahl von Freilaufdioden aufweist, und der dazu ausgebildet ist, einen mehrphasigen elektrischen Strom in Form eines Stromraumzeigers bereitzustellen, insbesondere um die elektrische Maschine mehrphasig mit elektrischem Strom zu versorgen, wobei der Wechselrichter derart angesteuert wird, dass eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden unterschiedlichen Schaltzuständen der Schalter eingerichtet wird, um den Stromraumzeiger mit einem definierten Phasenwinkel einzustellen.The present invention relates to a method for controlling an inverter by means of space vector modulation, in particular for driving an electrical machine, wherein the inverter has a plurality of controllable switches and a corresponding plurality of free-wheeling diodes, and which is adapted to a polyphase electric current in the form of a current space pointer to provide in particular in order to supply the electric machine polyphase with electric current, wherein the inverter is driven such that a plurality of successive different switching states of the switches is set to adjust the current space pointer with a defined phase angle.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Ansteuern eines Wechselrichters, insbesondere zum Ansteuern einer elektrischen Maschine, wobei der Wechselrichter eine Mehrzahl von steuerbaren Schalter und eine entsprechende Mehrzahl von Freilaufdioden aufweist, die dazu ausgebildet sind, einen mehrphasigen elektrischen Strom in Form eines Stromraumzeigers bereitzustellen, insbesondere um die elektrische Maschine mehrphasig mit elektrischem Strom zu versorgen, mit einem Steuergerät, das dazu ausgebildet ist, den Wechselrichter derart anzusteuern, dass der Wechselrichter eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden unterschiedlichen Schaltzuständen der Schalter annimmt, um den Stromraumzeiger mit einem definierten Phasenwinkel bereitzustellen.The present invention further relates to an apparatus for controlling an inverter, in particular for actuating an electrical machine, wherein the inverter has a plurality of controllable switches and a corresponding plurality of freewheeling diodes which are designed to provide a polyphase electric current in the form of a current space indicator, in particular, in order to supply the electric machine polyphase with electric current, with a control device which is designed to control the inverter such that the inverter assumes a plurality of successive different switching states of the switches to provide the current space pointer with a defined phase angle.

Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit wenigsten einer elektrischen Maschine zum Bereitstellen von Antriebsleistung, einem Wechselrichter zum Ansteuern der elektrischen Maschine und mit einer Vorrichtung zum Ansteuern des Wechselrichter der oben beschriebenen Art.Finally, the present invention relates to a motor vehicle drive train with at least one electric machine for providing drive power, an inverter for driving the electric machine and with a device for driving the inverter of the type described above.

Stand der TechnikState of the art

Auf dem technischen Gebiet der Drehstromverbraucher im Allgemeinen und der elektrischen Drehstrommaschinen im Speziellen sind unterschiedliche Ansteuerungsverfahren bekannt. Dabei wird aktuell üblicherweise das Verfahren der Raumzeigermodulation zur Ansteuerung des Drehstromverbrauchers bevorzugt. Bei diesem Ansteuerungsverfahren wird ein Raumzeiger durch aufeinander folgende Einstellung von acht Grundspannungszeigern gebildet. Um die Strangspannung bereitzustellen, werden die Grundspannungszeiger pulsweitenmoduliert geschaltet, sodass eine entsprechende Ansteuerspannung generiert wird. In the technical field of three-phase current consumers in general and three-phase electrical machines in particular, different driving methods are known. Currently, the method of space vector modulation for controlling the three-phase current consumer is currently preferred. In this driving method, a space pointer is formed by sequentially setting eight ground voltage hands. In order to provide the string voltage, the ground voltage phasors are switched pulse width modulated, so that a corresponding drive voltage is generated.

Bei den bekannten Ansteuerungsverfahren werden die elektrischen Verbraucher mittels eines Wechselrichters mit Leistungshalbleiterschaltern angesteuert. Die Einstellung der acht aufeinander folgenden Grundspannungszeiger zur Erzeugung des Spannungsraumzeigers wird durch abwechselndes Ein- und Ausschalten bestimmter Leistungshalbleiterschalter der Wechselrichter realisiert. Bei sehr geringen Rotationsgeschwindigkeiten des Raumzeigers beziehungsweise, sofern der Drehstromverbraucher eine elektrische Maschine ist, bei geringen Drehzahlen der angesteuerten elektrischen Maschinen werden einzelne der Leistungshalbleiterschalter sehr häufig bzw. sehr lange geschaltet und somit durch einen sehr lange bzw. sehr häufig fließenden elektrischen Strom thermisch belastet. Daher müssen die Leistungshalbleiterschalter für sehr lange Einschaltzeiten und für sehr große Ströme ausgelegt werden, wodurch der Wechselrichter im Allgemeinen technisch aufwändig wird. In the known driving method, the electrical loads are controlled by means of an inverter with power semiconductor switches. The adjustment of the eight successive ground voltage pointers for generating the voltage space vector is realized by alternately turning on and off certain power semiconductor switches of the inverters. At very low rotational speeds of the space hand or, if the three-phase load is an electrical machine, at low speeds of the driven electrical machines individual power semiconductors are switched very often or very long and thus thermally stressed by a very long or very frequently flowing electric current. Therefore, the power semiconductor switches must be designed for very long turn-on times and for very large currents, whereby the inverter is generally technically complex.

Um einer, insbesondere thermischen, Überbelastung der Leistungshalbleiterschalter zu begegnen wird beispielsweise in der WO 2010/000548A2 vorgeschlagen, einen von zwei spannungsfrei schaltenden Schaltzuständen in bestimmten Pulsweitenmodulationsperioden entfallen zu lassen, um die Schaltverluste der Leistungshalbleiterschalter zu verringern. In order to counteract one, in particular thermal, overloading of the power semiconductor switches, for example, in the WO 2010 / 000548A2 proposed to omit one of two de-energized switching states in certain pulse width modulation periods in order to reduce the switching losses of the power semiconductor switches.

Da die, insbesondere thermische, Belastung einzelner Leistungshalbleiterschalter des Wechselrichters abhängig von einem Phasenwinkel des bereitgestellten Stromraumzeigers ist bzw. einzelne der Leistungshalbleiterschalter des Wechselrichters für bestimmte Phasenwinkel des bereitgestellten Stromraumzeigers unterschiedlich belastet werden, wird beispielsweise in der DE 10393516 T1 vorgeschlagen, in bestimmten Winkelbereichen des bereitgestellten Stromraumzeigers einen bestimmten Nullvektor zu verwenden, um die Schaltverluste der Leistungshalbleiterschalter zu reduzieren.Since the, in particular thermal, load of individual power semiconductor switches of the inverter is dependent on a phase angle of the provided Stromraumzeer or individual power semiconductor switches of the inverter for different phase angles of the provided Stromraumzeer be charged differently, for example in the DE 10393516 T1 proposed to use a certain zero vector in certain angular ranges of the provided Stromraumzeer to reduce the switching losses of the power semiconductor switches.

Nachteilig dabei ist es, dass in bestimmten Ansteuerungssituationen, insbesondere bei sehr geringen Rotationsgeschwindigkeiten des Stromraumzeigers einzelne der Leistungshalbleiterschalter und einzelne der Freilaufdioden des Wechselrichters dauerhaft belastet werden und somit in bestimmten Situationen eine Überlastung einzelner der Leistungshalbleiterbauelemente nicht vermieden werden kann. The disadvantage here is that in certain driving situations, especially at very low rotational speeds of the current space pointer individual power semiconductors and individual freewheeling diodes of the inverter are permanently loaded and thus in certain situations, an overload of individual power semiconductor devices can not be avoided.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird daher ein Verfahren zum Ansteuern eines Wechselrichters mittels Raumzeigermodulation der eingangs genannten Art bereitgestellt, wobei die Schalter und die Freilaufdioden gemäß einem, insbesondere thermischen, Belastungssollwert belastet werden und der Belastungssollwert innerhalb eines vordefinierten Winkelbereichs des Phasenwinkels in Abhängigkeit eines Verhältnisses eines Widerstandswertes der steuerbaren Schalter zu einem Widerstandswert der Freilaufdioden eingestellt wird. Insbesondere werden die Schalter und die Freilaufdioden gemäß einem, insbesondere thermischen, Belastungssollwert belastet, wobei der Belastungssollwert für unterschiedliche vordefinierte Winkelbereiche des Phasenwinkels variiert und innerhalb eines vordefinierten Winkelbereichs in Abhängigkeit eines Verhältnisses eines Widerstandswertes der steuerbaren Schalter zu einem Widerstandswert der Freilaufdioden eingestellt wird.According to the invention, therefore, a method for driving an inverter by means of space vector modulation of the aforementioned type is provided, wherein the switches and the freewheeling diodes are loaded according to a, in particular thermal, load setpoint and the load setpoint is set within a predefined angular range of the phase angle in response to a ratio of a resistance value of the controllable switch to a resistance value of the free-wheeling diodes. In particular, the switches and freewheeling diodes are loaded in accordance with a, in particular thermal, load setpoint, the load setpoint varying for different predefined angular ranges of the phase angle and adjusted within a predefined angular range depending on a ratio of a resistance value of the controllable switches to a resistance value of the freewheeling diodes.

Ferner wird daher erfindungsgemäß eine Vorrichtung zum Ansteuern eines Wechselrichters der eingangs genannten Art bereitgestellt, wobei das Steuergerät dazu ausgebildet ist, die Schalter und die Freilaufdioden gemäß einem Belastungssollwert zu belasten und den Belastungssollwert innerhalb eines vordefinierten Winkelbereichs des Phasenwinkels in Abhängigkeit eines Verhältnisses eines Widerstandswertes der steuerbaren Schalter zu einem Widerstandswert der Freilaufdioden einzustellen. Insbesondere werden die Schalter und die Freilaufdioden gemäß einem Belastungssollwert belastet, wobei der Belastungssollwert für unterschiedliche vordefinierte Winkelbereiche des Phasenwinkels variiert und innerhalb eines vordefinierten Winkelbereichs in Abhängigkeit eines Verhältnisses eines Widerstandswertes der steuerbaren Schalter zu einem Widerstandswert der Freilaufdioden eingestellt wird.Furthermore, according to the invention, there is provided a device for driving an inverter of the aforementioned type, wherein the control device is designed to load the switches and the freewheeling diodes according to a load setpoint and the load setpoint within a predefined angular range of the phase angle in dependence on a ratio of a controllable resistance value Set switch to a resistance value of the freewheeling diodes. In particular, the switches and freewheeling diodes are loaded according to a load setpoint, wherein the load setpoint varies for different predefined angular ranges of the phase angle and adjusted within a predefined angular range depending on a ratio of a resistance of the controllable switches to a resistance of the freewheeling diodes.

Schließlich wird erfindungsgemäß ein Kraftfahrzeugantriebsstrang bereitgestellt mit wenigstens einer elektrischen Maschine zum Bereitstellen von Antriebsleistung, einem Wechselrichter zum Ansteuern der elektrischen Maschine und mit einer Vorrichtung zum Ansteuern des Wechselrichters der oben beschriebenen Art.Finally, according to the invention, a motor vehicle drive train is provided with at least one electric machine for providing drive power, an inverter for driving the electric machine and with a device for driving the inverter of the type described above.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Dadurch, dass der Belastungssollwert der Schalter in Abhängigkeit des Widerstandsverhältnisses der steuerbaren Schalter und der Freilaufdioden eingestellt wird, können in bestimmten Ansteuersituationen, in denen bestimmte Bauelemente des Wechselrichters besonders stark belastet werden, die Leitungsverluste der Bauelemente reduziert werden, ohne dass Temperaturspitzen auftreten. Dies ist dadurch möglich, da der elektrische Strom in besonderen Situationen auf die Bauelemente verlagert wird, die einen geringeren Widerstandswert aufweisen und somit eine geringere Verlustleistung aufweisen und sich weniger stark erwärmen. Dadurch können die Leitungsverluste der Halbleiterbauelemente des Wechselrichters gezielt reduziert werden, so dass keine Spitzenbelastungen einzelner Bauelemente auftreten und somit im Allgemeinen die Gesamtverluste des Wechselrichters reduziert werden können. Dadurch können die steuerbaren Schalter und die Freilaufdioden im Allgemeinen für geringere Belastungswerte ausgelegt werden, wodurch der Wechselrichter im Allgemeinen technisch weniger aufwendig und kostengünstiger gefertigt werden kann. Ferner wird durch die geringere Belastung der Halbleiterbauelemente die Lebensdauer des Wechselrichters im Allgemeinen verlängert.Characterized in that the load setpoint of the switch is set in dependence on the resistance ratio of the controllable switch and the free-wheeling diodes, in certain driving situations in which certain components of the inverter are particularly heavily loaded, the line losses of the components can be reduced without temperature peaks occur. This is possible because the electrical current is shifted in special situations to the components, which have a lower resistance value and thus have a lower power loss and heat less. As a result, the line losses of the semiconductor components of the inverter can be selectively reduced, so that no peak loads of individual components occur and thus generally the total losses of the inverter can be reduced. As a result, the controllable switches and freewheeling diodes can generally be designed for lower load values, as a result of which the inverter can generally be manufactured in a technically less complicated and cost-effective manner. Furthermore, the lower load on the semiconductor devices generally extends the life of the inverter.

Vorzugsweise ist eine erste Gruppe der steuerbaren Schalter und der Freilaufdioden einem ersten Spannungspotential einer Spannungsversorgung des Wechselrichters zugeordnet und eine zweite Gruppe der steuerbaren Schalter und der Freilaufdioden einem zweiten Spannungspotential der Spannungsversorgung zugeordnet, wobei der Belastungssollwert innerhalb des vordefinierten Winkelbereichs auf einen Extremwert eingestellt wird, so dass die erste oder die zweite Gruppe von Bauelementen stärker belastet wird.Preferably, a first group of controllable switches and freewheeling diodes is associated with a first voltage potential of a voltage supply of the inverter and a second group of the controllable switches and freewheeling diodes assigned to a second voltage potential of the power supply, wherein the load setpoint is set within the predefined angle range to an extreme value, so that the first or the second group of components is more heavily loaded.

Dadurch können mit einfachen Mitteln und geringem regelungstechnischem Aufwand die Gesamtverluste des Wechselrichters reduziert werden, ohne dass Temperaturspitzen auftreten.As a result, the total losses of the inverter can be reduced with simple means and low control engineering effort without temperature peaks occur.

Es ist weiterhin bevorzugt, wenn der Belastungssollwert innerhalb des vordefinierten Winkelbereichs derart eingestellt wird, dass ein Betrag einer Temperaturdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Gruppe von Bauelementen kontinuierlich steigt.It is further preferable if the load target value is set within the predefined angle range such that an amount of a temperature difference between the first and the second group of components increases continuously.

Dadurch können die Leitungsverluste der steuerbaren Schalter bzw. der Freilaufdioden in besonders kritischen Winkelbereichen des Stromraumzeigers auf Kosten einer Erhöhung des Betrages der Temperaturdifferenz der steuerbaren Schalter bzw. der Freilaufdioden der ersten und der zweiten Gruppe im Allgemeinen reduziert werden.As a result, the line losses of the controllable switches or freewheeling diodes in particularly critical angular ranges of the current space vector can be reduced at the expense of an increase in the amount of temperature difference of the controllable switches or freewheeling diodes of the first and second groups in general.

Es ist weiterhin bevorzugt, wenn der vordefinierte Winkelbereich um einen Grundspannungsraumzeiger des Stromraumzeigers gebildet ist.It is furthermore preferred if the predefined angular range is formed around a basic voltage space vector of the current space vector.

Dadurch können die Bauelemente des Wechselrichters in den Winkelbereichen, in denen einzelne Bauelemente besonders stark belastet werden, entlastet werden und somit Spitzenbelastungen einzelner Bauelemente vermieden werden.As a result, the components of the inverter can be relieved in the angular ranges in which individual components are particularly heavily loaded, and thus peak loads of individual components can be avoided.

Es ist weiterhin bevorzugt, wenn der Wechselrichter mittels zwei Schaltzuständen in einen spannungsfrei schaltenden Schaltzustand geschaltet wird und wobei innerhalb des vordefinierten Winkelbereichs lediglich einer der spannungsfrei schaltenden Schaltzustände verwendet wird.It is further preferred if the inverter is switched by means of two switching states in a voltage-free switching switching state and wherein within the predefined angle range only one of the voltage-free switching switching states is used.

Dadurch können mit einfachen Mitteln die Schaltverluste reduziert werden. As a result, the switching losses can be reduced by simple means.

Es ist weiterhin bevorzugt, wenn eine Mehrzahl von vordefinierten Winkelbereichen für unterschiedliche Wertebereiche des Phasenwinkels gebildet sind und der Belastungssollwert für die unterschiedlichen Winkelbereiche auf unterschiedliche Werte eingestellt wird. It is further preferred if a plurality of predefined angular ranges are formed for different value ranges of the phase angle and the load setpoint value for the different angular ranges is set to different values.

Dadurch kann ein Temperaturgradient der Bauelemente des Wechselrichters in bestimmten Ansteuersituation reduziert werden bzw. eingestellt werden.As a result, a temperature gradient of the components of the inverter can be reduced or adjusted in a certain control situation.

Es ist weiterhin besonders bevorzugt, wenn der Belastungssollwert derart eingestellt wird, dass die steuerbaren Schalter einer der beiden Gruppen stärker belastet wird, sofern der Widerstandswert der steuerbaren Schalter kleiner ist als der Widerstandswert der Freilaufdioden.It is furthermore particularly preferred if the load setpoint value is set in such a way that the controllable switch of one of the two groups is loaded to a greater extent, provided that the resistance value of the controllable switch is smaller than the resistance value of the free-wheeling diodes.

Dadurch können die Leitungsverluste reduziert werden, da der elektrische Strom über einen geringeren elektrischen Widerstand geführt wird.As a result, the line losses can be reduced because the electric current is passed through a lower electrical resistance.

Vorzugsweise wird eine derartige Belastung der steuerbaren Schalter einer der beiden Gruppen erreicht, indem lediglich einer der spannungsfrei schaltenden Schaltzustände verwendet wird.Preferably, such a load of the controllable switches of one of the two groups is achieved by using only one of the voltage-free-switching switching states.

Es ist weiterhin bevorzugt, wenn der Belastungssollwert derart eingestellt wird, dass die Freilaufdioden stärker belastet werden, sofern der Widerstandswert der steuerbaren Schalter größer ist als der Widerstandswert der Freilaufdioden.It is furthermore preferred if the load setpoint value is set in such a way that the freewheeling diodes are loaded to a greater extent, provided that the resistance value of the controllable switches is greater than the resistance value of the freewheeling diodes.

In diesem Falle ist die Belastung der Freilaufdioden im Allgemeinen größer als die der Schalter, da die bzw. eine der Freilaufdioden einen maximalen Strom tragen bzw. trägt, so dass in diesem Falle die steuerbaren Schalter auf Kosten einer stärkeren Belastung der Freilaufdioden entlastet werden.In this case, the load of the freewheeling diodes is generally greater than that of the switches, since the or one of the freewheeling diodes carry a maximum current or carries, so that in this case the controllable switches are relieved at the expense of a higher load on the freewheeling diodes.

Es ist weiterhin bevorzugt, wenn innerhalb von Zwischenwinkelbereichen des Phasenwinkels, die zwischen den vordefinierten Winkelbereichen gebildet sind, der Belastungssollwert derart eingestellt wird, dass der Betrag der Temperaturdifferenz zwischen der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe von Bauelementen im Wesentlichen konstant bleibt oder reduziert wird.It is further preferable if, within intermediate angle ranges of the phase angle formed between the predefined angular ranges, the load target value is set such that the amount of the temperature difference between the first group and the second group of components remains substantially constant or reduced.

Dadurch kann im Allgemeinen die Belastung der Bauelemente zwischen den beiden Gruppen hin und her verlagert werden und in weniger kritischen Winkelbereichen, in denen keine Spitzenbelastung einzelner Bauelemente zu erwarten ist, kann die Belastung der Bauelemente konstant gehalten werden bzw. einer ungleichmäßigen Belastung entgegengewirkt werden. Dadurch können im Allgemeinen für den gesamten Winkelbereich des Stromraumzeigers Spitzenbelastungen von einzelnen Bauelementen mit regelungstechnisch geringem Aufwand vermieden werden.As a result, in general, the load on the components between the two groups can be shifted back and forth, and in less critical angular ranges, in which no peak load of individual components is to be expected, the load on the components can be kept constant or an uneven load can be counteracted. As a result, peak loads of individual components can generally be avoided with little control effort for the entire angular range of the current space vector.

Es ist im Allgemeinen bevorzugt, wenn eine Mehrzahl von vordefinierten Winkelbereichen für unterschiedliche Wertebereiche des Phasenwinkels gebildet sind und innerhalb von einer Mehrzahl von benachbarten vordefinierten Winkelbereichen der Belastungssollwert der Schalter auf einen Wert eingestellt wird und zwischen den vordefinierten Winkelbereichen jeweils ein Zwischenwinkelbereich des Phasenwinkels gebildet ist, innerhalb derer der Belastungssollwert derart eingestellt wird, dass der Betrag der Temperaturdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Gruppe von Bauelementen im Wesentlichen konstant bleibt.It is generally preferred if a plurality of predefined angular ranges are formed for different value ranges of the phase angle and the load setpoint of the switches is set to a value within a plurality of adjacent predefined angular ranges and an intermediate angle range of the phase angle is formed in each case between the predefined angular ranges. within which the load setpoint is adjusted such that the amount of temperature difference between the first and second sets of components remains substantially constant.

Dadurch kann die Belastung und die damit verbundene Temperaturdifferenz zwischen den beiden Gruppen in kritischen Winkelbereichen des Phasenwinkels stufenweise angehoben werden, wodurch die Temperaturdifferenz im Allgemeinen langsamer ansteigt.Thereby, the stress and the associated temperature difference between the two groups can be gradually increased in critical angular ranges of the phase angle, whereby the temperature difference generally increases more slowly.

Es ist weiterhin bevorzugt, wenn innerhalb der Zwischenwinkelbereiche des Phasenwinkels, die zwischen den vordefinierten Winkelbereichen gebildet sind, wenigstens einer der steuerbaren Schalter über wenigstens einen Winkelabschnitt des Zwischenwinkelbereichs dauerhaft geschlossen ist.It is further preferred if, within the intermediate angle ranges of the phase angle formed between the predefined angular ranges, at least one of the controllable switches is permanently closed over at least one angle section of the intermediate angle range.

Dadurch können in den Winkelbereichen, in denen sehr hohe Schaltverluste der steuerbaren Schalter auftreten, die Schaltverluste des Wechselrichters und die Temperaturdifferenz zwischen den Bauelementen reduziert werden.As a result, the switching losses of the inverter and the temperature difference between the components can be reduced in the angular ranges in which very high switching losses of the controllable switches occur.

Es ist weiterhin bevorzugt, wenn in einem ersten Winkelabschnitt des Zwischenwinkelbereichs wenigstens einer der steuerbaren Schalter dauerhaft geschlossen ist und in einen zweiten Winkelabschnitt des Winkelbereichs ein zweiter der steuerbaren Schalter dauerhaft geschlossen ist.It is furthermore preferred if, in a first angle section of the intermediate angle range, at least one of the controllable switches is permanently closed and a second of the controllable switches is permanently closed in a second angle section of the angular range.

Dadurch können die Schaltverluste einzelner der Schalter weiter reduziert werden und die Leitungsverluste, die durch diese Maßnahme erhöht sind, auf zwei der steuerbaren Schalter verteilt werden.As a result, the switching losses of each of the switches can be further reduced and the line losses, which are increased by this measure, distributed to two of the controllable switches.

Es ist dabei von besonderem Vorzug, wenn der erste der steuerbaren Schalter der ersten Gruppe von Bauelementen zugeordnet ist und der zweite der steuerbaren Schalter der zweiten Gruppe von Bauelementen zugeordnet ist.It is of particular advantage if the first of the controllable switches is assigned to the first group of components and the second of the controllable switches is assigned to the second group of components.

Dadurch kann die Temperaturdifferenz zwischen den Bauelementen der ersten und der zweiten Gruppe weiter reduziert werden. Thereby, the temperature difference between the components of the first and the second group can be further reduced.

Es ist besonders bevorzugt, wenn ein Verlauf für die Temperaturdifferenz vorgegeben wird und die Temperaturdifferenz entsprechend durch Einstellen des Belastungssollwertes eingestellt wird. It is particularly preferred if a course for the temperature difference is specified and the temperature difference is adjusted accordingly by setting the load setpoint.

Dadurch kann die Temperaturdifferenz individuell und lastabhängig eingestellt werden, wodurch die Belastungsverteilung noch präziser eingestellt werden kann. Weiterhin brauchen die Winkelbereiche nicht vordefiniert zu werden.As a result, the temperature difference can be set individually and load-dependent, whereby the load distribution can be set even more precisely. Furthermore, the angle ranges need not be predefined.

Wie oben erwähnt, lässt sich durch die vorliegende Erfindung die Spitzenbelastung einzelner der Bauelemente gezielt reduzieren, indem in bestimmten kritischen Winkelbereichen, in denen einzelne der steuerbaren Schalter oder der Freilaufdioden besonders stark belastet werden, durch gezielte Verwendung der spannungsfrei schaltenden Schaltzustände die Bauelemente mit dem geringeren elektrischen Widerstand stärker belastet werden und die Bauelemente mit dem höheren elektrischen Widerstand entlastet werden. Durch diese gezielte Verteilung des elektrischen Stroms auf die Bauelemente mit dem jeweils geringeren Widerstand können die Gesamtverluste des Wechselrichters reduziert werden. As mentioned above, can be selectively reduced by the present invention, the peak load of individual components by particular heavy angular load in certain critical angle ranges in which each of the controllable switch or freewheeling diodes, through targeted use of de-energized switching states, the components with the lower electrical resistance are more heavily loaded and the components are relieved with the higher electrical resistance. This targeted distribution of the electrical current to the components with the respective lower resistance, the total losses of the inverter can be reduced.

Es versteht sich, dass Merkmale, Eigenschaften und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens auch entsprechend auf die erfindungsgemäße Vorrichtung zutreffen bzw. anwendbar sind.It is understood that features, properties and advantages of the method according to the invention also apply to the device according to the invention or are applicable.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt in schematischer Form einen Wechselrichter zum Ansteuern eines elektrischen Verbrauchers; 1 shows in schematic form an inverter for driving an electrical load;

2 zeigt ein komplexes Zeigerdiagramm zur Erläuterung des Raumzeigermodulationsverfahrens zum Ansteuern des Wechselrichters eines elektrischen Verbrauchers; 2 shows a complex phasor diagram for explaining the space vector modulation method for driving the inverter of an electrical load;

3 zeigt in schematischer Form einen Verlauf von drei Strangspannungen zum Einstellen unterschiedlicher Spannungsraumzeiger; 3 shows in schematic form a course of three phase voltages for setting different voltage space vector;

4 zeig in schematischer Form einen detaillierten Ablauf zum Bestimmen eines Belastungssollwertes auf der Grundlage von Temperaturmessungen oder -schätzungen; 4 show in schematic form a detailed procedure for determining a load set point based on temperature measurements or estimates;

5a, b zeigen komplexe Zeigerdiagramme mit Winkelbereichen, in denen vordefinierte Belastungssollwerte des Wechselrichters eingestellt werden; 5a , b show complex phasor diagrams with angular ranges in which predefined load setpoints of the inverter are set;

6 zeigt ein komplexes Zeigerdiagramm mit einer Vielzahl von Winkelbereichen zum Einstellen eines Belastungssollwertes der Bauelemente des Wechselrichters; 6 shows a complex phasor diagram with a plurality of angular ranges for setting a load target value of the components of the inverter;

7a, b zeigen jeweils einen Temperaturverlauf der steuerbaren Schalter des Wechselrichters für die Belastungssollwerte aus 5a und b; und 7a , b each show a temperature profile of the controllable switch of the inverter for the load setpoints 5a and b; and

8a, b zeigen eine Ausführungsform des Verfahrens, bei dem für bestimmte Winkelbereiche einzelne der steuerbaren Schalter dauerhaft geschlossen sind. 8a , b show an embodiment of the method in which, for certain angular ranges, individual ones of the controllable switches are permanently closed.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In 1 ist ein Wechselrichter zum Ansteuern eines elektrischen Verbrauchers, insbesondere einer elektrischen Maschine schematisch dargestellt und allgemein mit 10 bezeichnet.In 1 is an inverter for driving an electrical load, in particular an electric machine shown schematically and generally with 10 designated.

Der Wechselrichter 10 ist mit einer Gleichspannungsquelle 12 verbunden und dient dazu, den elektrischen Verbraucher 14, der in diesem Fall als elektrische Maschine 14 ausgebildet ist, dreiphasig zu bestromen. Der Wechselrichter weist drei Halbbrücken auf, die parallel zu der Gleichspannungsquelle 12 geschaltet sind und jeweils zwei steuerbare Schalter S aufweisen. Zwischen den Schaltern S ist jeweils ein Halbbrückenabgriff 16 gebildet, die jeweils mit einem Phasenleiter der Phasen U, V, W der elektrischen Maschine 14 verbunden sind. The inverter 10 is with a DC voltage source 12 connected and serves to the electrical consumer 14 in this case as an electric machine 14 is designed to energize three-phase. The inverter has three half-bridges, which are parallel to the DC voltage source 12 are connected and each have two controllable switch S. Between the switches S is in each case a half-bridge tap 16 formed, each with a phase conductor of the phases U, V, W of the electric machine 14 are connected.

Parallel zu den Schaltern S ist jeweils eine Freilaufdiode D geschaltet, die einen Stromfluss in entgegengesetzter Richtung ermöglicht. Parallel to the switches S, a freewheeling diode D is in each case connected, which allows a current flow in the opposite direction.

In 1 sind die Schalter S entsprechend der Phase U, V, W, die sie bereitstellen und entsprechend der Zuordnung zu einem hohen Potenzial der Gleichspannungsquelle 12 oder einem niedrigen Potenzial der Gleichspannungsquelle 12 mit SHA, SLA, SHB, SLB, SHC, SLC bezeichnet. Entsprechend sind die Freilaufdioden bezeichnet mit DHA, DLA, DHB, DLB, DHC, DLC.In 1 are the switches S corresponding to the phase U, V, W, they provide and according to the assignment to a high potential of the DC voltage source 12 or a low potential of the DC voltage source 12 denoted SHA, SLA, SHB, SLB, SHC, SLC. Accordingly, the freewheeling diodes are designated DHA, DLA, DHB, DLB, DHC, DLC.

Durch wechselndes Öffnen und Schließen der Schalter S wird zwischen den Phasenleitern U, V, W jeweils eine Ansteuerspannung angelegt, sodass sich entsprechend jeweils ein Phasenstrom IU, IV, IW einstellt, der die elektrische Maschine 14 antreibt. Der Wechselrichter 10 ist vorzugsweise mittels Halbleiterschaltern ausgebildet. Die Schalter des Wechselrichters werden mittels einer schematisch dargestellten Steuereinheit 18 wechselnd geöffnet und geschlossen, um die Phasenspannungen mit einem bestimmten Verlauf bereitzustellen, und einen rotierenden Spannungsraumzeiger bereitzustellen und die elektrische Maschine 14 entsprechend mit den Phasenströmen IU, IV, IW zu bestromen. Dabei wird der Spannungszeiger durch den Wechselrichter 10 bereitgestellt, woraufhin sich der Stromraumzeiger in Abhängigkeit der angesteuerten Last entsprechend einstellt.By alternately opening and closing the switch S, a drive voltage is applied in each case between the phase conductors U, V, W, so that in each case a phase current IU, IV, IW adjusts, which sets the electric machine 14 drives. The inverter 10 is preferably formed by means of semiconductor switches. The switches of the inverter are by means of a control unit shown schematically 18 alternately opened and closed to provide the phase voltages with a certain gradient, and to provide a rotating voltage space pointer and the electric machine 14 to energize accordingly with the phase currents IU, IV, IW. It is the Voltage pointer through the inverter 10 provided, whereupon the current space pointer adjusts accordingly depending on the controlled load.

In 2 ist ein komplexes Zeigerdiagramm zur Erläuterung der Raumzeigermodulation zum Ansteuern des elektrischen Verbrauchers 14 beziehungsweise der elektrischen Maschine 14 dargestellt und allgemein mit 20 bezeichnet. In 2 is a complex phasor diagram for explaining the space vector modulation for driving the electrical load 14 or the electric machine 14 represented and generally with 20 designated.

In dem Zeigerdiagramm 20 ist ein Spannungszeiger V* mit einem Ansteuerungswinkel α der elektrischen Maschine 14 dargestellt. In dem Zeigerdiagramm 20 sind ferner sechs Grundspannungszeiger V1, V2, V3, V4, V5, V6 dargestellt, die sich ergeben, wenn einzelne oder zwei der Schalter S des Wechselrichters 10 geschlossen werden und die elektrische Maschine entsprechend angesteuert wird. Um den Spannungszeiger V* mit einer maximalen Länge einzustellen, der in diesem Beispiel den Ansteuerwinkel α zwischen den Grundspannungszeigern V1 und V2 aufweist, wird dieser durch abwechselndes Ansteuern des Wechselrichters 10 entsprechend dem Grundspannungszeiger V1 und dem Grundspannungszeiger V2 realisiert. Die beiden Grundspannungszeiger V1, V2 werden abwechselnd eingestellt mit einer vordefinierten Schaltfrequenz, sodass sich bei gleicher Einschaltdauer der Grundspannungszeiger V1, V2 der Spannungszeiger V* mit einem Phasenwinkel von 30° ergibt. Sofern ein Spannungszeiger V* mit einem größeren Ansteuerungswinkel α eingestellt werden muss, wird entsprechend die Einschaltdauer des Grundspannungszeigers V2 verlängert und die Einschaltdauer des Grundspannungszeigers V1 verkürzt. Somit lässt sich durch getaktetes Ansteuern der Schalter S des Wechselrichters 10 der Spannungsraumzeiger V* mit einem beliebigen Ansteuerwinkel α realisieren. In the pointer diagram 20 is a voltage vector V * with a drive angle α of the electric machine 14 shown. In the pointer diagram 20 Also shown are six ground voltage indicators V1, V2, V3, V4, V5, V6, which result when one or two of the switches S of the inverter 10 be closed and the electric machine is controlled accordingly. In order to set the voltage vector V * with a maximum length, which in this example has the actuation angle α between the ground voltage indicators V1 and V2, this is achieved by alternately driving the inverter 10 realized in accordance with the base voltage vector V1 and the ground voltage vector V2. The two ground voltage vectors V1, V2 are alternately set with a predefined switching frequency, so that the voltage indicator V * with a phase angle of 30 ° results for the same duty cycle of the ground voltage vector V1, V2. If a voltage vector V * has to be set with a larger actuation angle α, the duty cycle of the basic voltage vector V2 is correspondingly extended and the on-time of the basic voltage vector V1 is shortened. Thus, the switch S of the inverter can be controlled by pulsed driving 10 the voltage space vector V * realize with an arbitrary drive angle α.

Sofern der Spannungszeiger V*, wie in dem in 2 dargestellten Fall mit einem geringeren Betrag (geringere Länge) als die Grundspannungsraumzeiger V1, V2 eingestellt werden soll, wird entsprechend ein Nullspannungszeiger V0, V7 eingestellt, bei dem die Schalter SHA, SHB, SHC auf der oberen Seite bzw. SLA, SLB, SLC auf der unteren Seite des Wechselrichters 10 geöffnet sind. Die jeweils anderen der Schalter S sind entsprechend geschlossen. Entsprechend kann der Spannungszeiger V* durch eine Kombination der Grundspannungsraumzeiger V1 und V2 und einem der Nullspannungszeiger V0, V7 realisiert werden.If the voltage vector V *, as in the in 2 In the case shown with a smaller amount (shorter length) than the basic voltage space vectors V1, V2 is to be set, a zero voltage pointer V0, V7 is set in accordance with which the switches SHA, SHB, SHC on the upper side and SLA, SLB, SLC on the lower side of the inverter 10 are open. The other of the switches S are closed accordingly. Accordingly, the voltage vector V * can be realized by a combination of the basic voltage space vector V1 and V2 and one of the zero voltage V0, V7.

In Abhängigkeit des Spannungsraumzeigers V* stellt sich ein Stromraumzeiger I* ein. Der Stromraumzeiger I* weist eine Amplitude und einen Phasenwinkel auf, die sich in Abhängigkeit des angesteuerten elektrischen Verbrauchers 14 einstellen. Der Phasenwinkel des Stromraumzeigers I* kann phasengleich mit dem Phasenwinkel α des Spannungsraumzeigers V* sein oder eine Phasenverschiebung aufweisen.Depending on the voltage space vector V *, a current space vector I * is established. The current space vector I * has an amplitude and a phase angle, which depend on the driven electrical load 14 to adjust. The phase angle of the current space vector I * can be in phase with the phase angle α of the voltage space vector V * or can have a phase shift.

Zur Bestromung des elektrischen Verbrauchers 14 beziehungsweise der elektrischen Maschine 14 wird der Spannungsraumzeiger V* bereitgestellt, indem die unterschiedlichen Grundspannungsraumzeiger V1–V6 und die Nullspannungszeiger V0, V7 in einer schnellen Abfolge hintereinander eingestellt werden. Dadurch werden die unterschiedlichen Schalter S und die unterschiedlichen Freilaufdioden D des Wechselrichters 10 bei einem entsprechend schnell rotierenden Spannungsraumzeigers V* gleichmäßig belastet, insbesondere phasig gleichmäßiger belastet. Sofern die Rotationsfrequenz des Spannungsraumzeigers V* sehr gering oder null ist, zum Beispiel bei geringen Drehzahlen der elektrischen Maschine 10, werden die entsprechenden Schalter S und die Freilaufdioden D des Wechselrichters 10 einer Phase U, V, W über einen langen Zeitraum belastet, sodass eine Überlastung der entsprechenden Schalter S und der Freilaufdioden D auftreten kann und die Schalter S und die Freilaufdioden D des Wechselrichters 10 im Allgemeinen ungleichmäßig, insbesondere phasig ungleichmäßig belastet werden. Um bei eine Überlastung einzelner der Schalter S und Freilaufdioden D zu verhindern, müssen Maßnahmen ergriffen werden, um die Belastung auf unterschiedliche der Schalter S und der Freilaufdioden D zu verteilen.For energizing the electrical load 14 or the electric machine 14 the voltage space vector V * is provided by sequentially adjusting the different fundamental voltage space vectors V1-V6 and the zero voltage pointers V0, V7 in a fast sequence. As a result, the different switches S and the different freewheeling diodes D of the inverter 10 at a correspondingly fast rotating voltage space vector V * evenly loaded, in particular phased evenly loaded. If the rotational frequency of the voltage space vector V * is very low or zero, for example, at low speeds of the electric machine 10 , the corresponding switches S and the freewheeling diodes D of the inverter 10 a phase U, V, W loaded over a long period of time, so that an overload of the respective switches S and the freewheeling diodes D can occur and the switches S and freewheeling diodes D of the inverter 10 are generally unevenly loaded, in particular phased uneven. In order to prevent overloading of each of the switches S and freewheeling diodes D, measures must be taken to distribute the load to different ones of the switches S and freewheeling diodes D.

In 3 sind Verläufe der Phasenspannungen der drei Phasen U, V, W innerhalb einer pulsweiten Modulationsperiode T dargestellt, um die Grundspannungsraumzeiger V0, V1, V2, V7 nacheinander einzustellen. Innerhalb der pulsweiten Modulationsperiode T kann eine Einschaltdauer t0, t1, t2, t7 der einzelnen Grundspannungsraumzeiger V0, V1, V2, V7 variiert werden, um den Spannungsraumzeiger V* präzise einstellen zu können.In 3 are waveforms of the phase voltages of the three phases U, V, W within a pulse width modulation period T shown to set the basic voltage space pointers V0, V1, V2, V7 successively. Within the pulse-width modulation period T, a switch-on duration t0, t1, t2, t7 of the individual basic voltage space vector V0, V1, V2, V7 can be varied in order to be able to precisely set the voltage space vector V *.

Da der Nullspannungszeiger V0 lediglich die Schalter SLA, SLB, SLC, die dem niedrigen Potenzial der Spannungsquelle 12 zugeordnet sind, belastet, und da entsprechend der Nullspannungszeiger V7 lediglich die Schalter SHA, SHB, SHC, die dem hohen Potenzial der Gleichspannungsquelle 12 zugeordnet sind, belastet, kann durch eine gezielte Verteilung der Nullspannungszeiger V0, V7 eine ungleichmäßige Belastung zwischen den oberen Schaltern THA, THB, THC und den unteren Schaltern TLA, TLB, TLC ausgeglichen werden. Da die Verteilung der spannungsfrei schaltenden Schaltzustände V0, V7 keinen Einfluss auf den Spannungsvektor V* hat, kann durch Variation zwischen den spannungsfrei schaltenden Schaltzuständen V0, V7 eine Belastungsverteilung der Schalter des Wechselrichters 10 eingestellt werden. Ein entsprechender Belastungswert m berechnet sich durch die Formel

Figure 00120001
wobei t0 die Schaltdauer des Nullspannungszeigers V0 und t7 die Schaltdauer des Nullspannungszeigers V7. Der Belastungswert m kann folglich zwischen dem Wert 1 und dem Wert 0 eingestellt werden, wobei bei einem Wert 1 die oberen Schalter SHA, SHB, SHC bzw. die oberen Freilaufdioden DHA, DHB, DHC des Wechselrichters 10 stärker belastet werden und bei einem Wert 0 die unteren Schalter SLA, SLB, SLC bzw. unteren Freilaufdioden DLA, DLB, DLC des Wechselrichters 10 stärker belastet werden. Dies gilt speziell für die Berechnung des Belastungswertes m sofern zwei benachbarte Grundspannungsraumzeiger V1–V6 und wenigstens ein Nullspannungszeiger V0, V7 verwendet wird, wie beispielsweise für eine Ansteuerungssequenz nach 3.Since the zero voltage pointer V0 only the switches SLA, SLB, SLC, the low potential of the voltage source 12 are assigned, loaded, and there according to the zero voltage pointer V7, only the switches SHA, SHB, SHC, the high potential of the DC voltage source 12 are assigned, can be compensated by a targeted distribution of the zero voltage pointer V0, V7 uneven load between the upper switches THA, THB, THC and the lower switches TLA, TLB, TLC. Since the distribution of the voltage-free switching switching states V0, V7 has no influence on the voltage vector V *, a load distribution of the switches of the inverter can be achieved by variation between the voltage-free switching switching states V0, V7 10 be set. A corresponding load value m is calculated by the formula
Figure 00120001
where t0 is the switching time of the zero voltage indicator V0 and t7 is the switching duration of the zero voltage indicator V7. The load value m can thus be set between the value 1 and the value 0, with a value 1, the upper switch SHA, SHB, SHC or the upper freewheeling diodes DHA, DHB, DHC of the inverter 10 more heavily loaded and at a value 0, the lower switches SLA, SLB, SLC and lower freewheeling diodes DLA, DLB, DLC of the inverter 10 be charged more heavily. This is especially true for the calculation of the load value m if two neighboring basic voltage space vector V1-V6 and at least one zero voltage vector V0, V7 is used, as for example for a drive sequence 3 ,

Generell kann ein allgemeiner Belastungswert lsm auf der Grundlage der allgemeinen Einschaltzeit t eines der Schalter S bestimmt werden. Dabei wird einer der Schalter S ausgewählt, wie z.B. der, der am stärksten belastet ist. Der Belastungswert lsm wird dabei für einen der Schalter SHA, SHB, SHC der oberen Seite des Wechselrichters 10 berechnet durch:

Figure 00120002
und für einen der Schalter SLA, SLB, SLC der unteren Seite des Wechselrichters 10 durch:
Figure 00120003
wobei t_min die minimal mögliche Einschaltdauer des Schalters S, t_max die maximal mögliche Einschaltdauer des Schalters S ist, um den aktuellen Spannungsraumzeiger V* einzustellen und t_on die aktuelle Einschaltdauer in der entsprechenden Pulsweitenmodulationsperiode T ist, die den aktuellen Spannungsraumzeiger V* einstellt. Dadurch entsteht eine weitere Möglichkeit, um einen Belastungswert einstellen zu können. Dabei ist anzumerken, dass der allgemeine Belastungswert lsm gleich bleibt, unabhängig davon welcher der Schalter zur Berechnung herangezogen wird.In general, a general load value lsm can be determined on the basis of the general switch-on time t of one of the switches S. In this case, one of the switches S is selected, such as the one that is heavily loaded. The load value lsm is for one of the switches SHA, SHB, SHC the upper side of the inverter 10 calculated by:
Figure 00120002
and for one of the switches SLA, SLB, SLC of the lower side of the inverter 10 by:
Figure 00120003
where t_min is the minimum possible duty cycle of the switch S, t_max is the maximum duty cycle of the switch S to set the current voltage space pointer V * and t_on is the current duty cycle in the corresponding pulse width modulation period T setting the current voltage space pointer V *. This creates another possibility to set a load value. It should be noted that the general load value lsm remains the same, regardless of which of the switches is used for the calculation.

In 4 ist ein Verfahren dargestellt, um den Belastungswert m auf der Grundlage einer geschätzten oder gemessenen Temperatur TD, TS der Schalter S und/oder der Freilaufdioden D zu bestimmen und einen neuen Belastungssollwert m einzustellen. In 4 ist das Verfahren allgemein mit 30 bezeichnet. In 4 A method is illustrated for determining the load value m based on an estimated or measured temperature T D , T S of the switches S and / or the free-wheeling diodes D and setting a new load setpoint m. In 4 the method is generally with 30 designated.

Bei dem Verfahren 30 erfolgt im Betrieb die Bestimmung des Belastungssollwertes m in Abhängigkeit die Temperaturen der Schalter S bzw. der Freilaufdioden D. Als Eingangsgröße dienen allgemein die Temperaturen TD, TS der Schalter S und der Freilaufdioden D. Bei 32 wird über die Temperaturen TD, TS der am stärksten belastete obere Schalter SH, die am stärksten belastete obere Freilaufdiode DH, der am stärksten belastete untere Schalter SL und die am stärksten belastete untere Freilaufdiode DL ermittelt. Mit anderen Worten wird das jeweilige Bauelement ermittelt, das die höchste Temperatur aufweist. Aus diesen Temperaturen wird bei 34 und 36 die maximale Temperatur T_H der oberen Schalter und/oder der oberen Freilaufdioden bzw. aus den Verlusten der unteren Seite die maximale Temperatur T_L der unteren Seite ermittelt. Dabei wird die Temperatur TD der Freilaufdioden D faktorisiert um die Temperaturen der Schalter und der Freilaufdioden D vergleichen zu können, wie es bei 38 gezeigt ist. Mit anderen Worten, um die Temperaturen der Schalter S und der Freilaufdioden D vergleichen zu können, wird eine Vergleichstemperatur der Freilaufdioden D bestimmt mit der Formel: TDV = c·TD wobei TDV die Vergleichstemperatur, TD die Temperatur der Freilaufdioden D und der Faktor c eine Konstante sind. In einer besonderen Ausführungsform kann der Faktor c auch eine Funktion der Verlustleistung PD der Freilaufdioden D sein. An einem Summationspunkt 40 wird die Differenz dT zwischen der maximalen Temperatur T_H der In the process 30 During operation, the determination of the desired load value m takes place as a function of the temperatures of the switches S and the free-wheeling diodes D. The input variables used are generally the temperatures T D , T S of the switches S and the free-wheeling diodes D. 32 For example, the temperatures T D , T S are the most heavily loaded upper switches SH, the most heavily loaded upper freewheeling diode DH, the most heavily loaded lower switches SL, and the most heavily loaded lower freewheeling diode DL. In other words, the respective component is determined which has the highest temperature. From these temperatures is at 34 and 36 the maximum temperature T_H of the upper switches and / or the upper freewheeling diodes or from the losses of the lower side the maximum temperature T_L of the lower side determined. In this case, the temperature T D of the freewheeling diodes D is factorized in order to compare the temperatures of the switches and the free-wheeling diodes D, as is the case with 38 is shown. In other words, in order to be able to compare the temperatures of the switches S and the free-wheeling diodes D, a comparison temperature of the free-wheeling diodes D is determined with the formula: T DV = c · T D where T DV is the reference temperature, T D is the temperature of the freewheeling diodes D and the factor c is a constant. In a particular embodiment, the factor c may be the freewheeling diode D is also a function of the power dissipation P D. At a summation point 40 is the difference dT between the maximum temperature T_H the

oberen Seite und der maximalen Temperatur T_L der unteren Seite ermittelt. Bei 42 wird in Abhängigkeit der Temperaturdifferenz dT ein geänderter Belastungssollwert m bestimmt, um die Temperaturdifferenz dT entsprechend auszugleichen. Dazu wird eine vordefinierte Temperaturdifferenz ΔTM eingeführt. Sofern die Temperaturdifferenz dT > ΔTM ist, wird der Belastungssollwert m reduziert und sofern die Temperaturdifferenz dT < ΔTM ist, wird der Belastungssollwert m erhöht. In Abhängigkeit des so bestimmten Belastungssollwertes m werden bei 44 neue Einschaltdauern t0–t7 für die folgende Pulsweitenmodulationsperiode T bestimmt. In Abhängigkeit der neuen Pulsweitenmodulationsperiode T werden geänderte Temperaturen TD, TS der Schalter S und der Freilaufdioden D ermittelt, wie es bei 46 gezeigt ist und als neue Eingangsgrößen für das Verfahren 30 bereitgestellt, wie es durch die Rückführung 48 angedeutet ist. Dadurch kann auf der Grundlage der gemessenen oder geschätzten Temperatur der Schalter S und/oder der Freilaufdioden D für jede Pulsweitenmodulationsperiode T ein neuer Belastungssollwert m bestimmt werden, um Leitungsverluste der Bauelemente S, D zu reduzieren ohne dass Temperaturspitzen in einzelnen der Bauelemente S, D entstehen. Durch den Vergleich der Temperatur der Bauelemente der oberen Seite und der unteren Seite und durch die Anpassung des Belastungswertes m kann somit eine gleichmäßigere Belastung der Bauelemente der oberen Seite relativ zu den Bauelementen der unteren Seite erreicht werden. upper side and the maximum temperature T_L of the lower side determined. at 42 is a function of the temperature difference dT a modified load setpoint m is determined to compensate for the temperature difference dT accordingly. For this purpose, a predefined temperature difference ΔT M is introduced. If the temperature difference dT> ΔT M , the load setpoint m is reduced, and if the temperature difference dT <ΔT M , the load setpoint m is increased. Depending on the thus determined load setpoint m become 44 new on-times t0-t7 for the following pulse width modulation period T determined. As a function of the new pulse width modulation period T, changed temperatures T D , T S of the switches S and the free-wheeling diodes D are determined, as is the case with 46 is shown and as new input variables for the procedure 30 provided as it is by the return 48 is indicated. Thereby, on the basis of the measured or estimated temperature of the switch S and / or the freewheeling diodes D for each pulse width modulation period T, a new load setpoint m be determined in order to reduce conduction losses of the components S, D without temperature peaks in each of the components S, D. arise. Thus, by comparing the temperature of the upper side and lower side components and adjusting the load value m, a more uniform loading of the upper side members relative to the lower side members can be achieved.

In 5a ist ein komplexes Zeigerdiagramm zur Erläuterung unterschiedlicher Ansteuerungsmodi des Wechselrichters 10 in Abhängigkeit des Phasenwinkels α dargestellt. Das komplexe Zeigerdiagramm aus 5a entspricht im Wesentlichen dem komplexen Zeigerdiagramm aus 2, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit auf die Einzeichnung der Grundspannungsraumzeiger V1–V6 verzichtet wurde. In 5a sind um die Grundspannungsraumzeiger V1–V6 herum jeweils ein Winkelbereich 50, 52 gebildet. Die Winkelbereiche 50, 52 sind symmetrisch um die jeweiligen Grundspannungsraumzeiger V1–V6 angeordnet und spannen eine Winkelspanne von etwa 30° auf. Zwischen den Winkelbereichen 50, 52 ist jeweils ein Zwischenwinkelbereich 54 gebildet, die in diesem Fall ebenfalls etwa 30° aufspannen. Für den in 5a dargestellten Fall ist ein Widerstandswert der steuerbaren Schalter S kleiner als ein Widerstandswert der Freilaufdioden D, wobei der jeweilige Widerstandwert als ohmscher Widerstandswert zu verstehen ist. Aus diesem Grunde wird in den Winkelbereichen 50, die um die Grundspannungsraumzeiger V1, V3 und V5 gebildet sind, ein Belastungssollwert von m = 1 eingestellt. In den Winkelbereichen 52, die um die Grundspannungsraumzeiger V2, V4, V6 herum gebildet sind, wird in diesem Fall der Belastungssollwert eingestellt auf m = 0. In den Zwischenwinkelbereichen 54 wird der Belastungssollwert auf einen Wert zwischen 0 und 1, vorzugsweise auf einen Wert gleich 0,5 eingestellt. In 5a is a complex phasor diagram for explaining different drive modes of the inverter 10 represented as a function of the phase angle α. The complex vector diagram 5a is essentially the same as the complex phasor diagram 2 , was omitted for reasons of clarity on the marking of the basic voltage space vector V1-V6. In 5a are each about the base voltage space pointer V1-V6 around an angle range 50 . 52 educated. The angle ranges 50 . 52 are arranged symmetrically about the respective basic voltage space vector V1-V6 and span an angular range of about 30 °. Between the angle ranges 50 . 52 is in each case an intermediate angle range 54 formed, in this case also about 30 ° span. For the in 5a In the case illustrated, a resistance value of the controllable switches S is smaller than a resistance value of the freewheeling diodes D, the respective resistance value being understood to be an ohmic resistance value. For this reason, in the angular ranges 50 , which are formed around the fundamental voltage space vectors V1, V3 and V5, set a load target value of m = 1. In the angle ranges 52 , which are formed around the basic voltage space vectors V2, V4, V6, in this case, the load target value is set to m = 0. In the intermediate angle ranges 54 the load setpoint is set to a value between 0 and 1, preferably to a value equal to 0.5.

Da in diesem Fall der Widerstandswert der steuerbaren Schalter S kleiner ist als der Widerstandswert der Freilaufdioden D, ist die Verlustleistung in den Freilaufdioden D größer als die Verlustleistung in den steuerbaren Schaltern S. Aus diesem Grund wird der Belastungssollwert in den Winkelbereichen 50 auf m = 1 eingestellt, da bei einem Belastungssollwert m=1 ein größerer elektrischer Strom I in den oberen Schaltern SH und ein kleinerer elektrischer Strom I in den unteren Freilaufdioden DL fließt. Dadurch werden die Gesamtverluste des Wechselrichters 10 reduziert.In this case, since the resistance of the controllable switches S is smaller than the resistance of the flywheel diodes D, the power dissipation in the flywheel diodes D is greater than the power dissipation in the controllable switches S. For this reason, the load command value becomes in the angle ranges 50 set to m = 1, since at a load setpoint m = 1, a larger electric current I in the upper switches SH and a smaller electric current I in the lower free-wheeling diodes DL flows. This will reduce the total losses of the inverter 10 reduced.

Im Gegensatz dazu wird in den Winkelbereichen 52, die um die Grundspannungsraumzeiger V2, V4, V6 gebildet sind, auf einen Belastungssollwert m = 0 eingestellt, d.h. dass in diesen Winkelbereichen 52 lediglich der Nullspannungszeiger V0 verwendet wird. Dadurch fließt in diesem Fall bei einem Belastungsollwert von m=0 ein größerer elektrischer Strom in den unteren Schaltern SL und ein geringerer elektrischer Strom in den oberen Freilaufdioden DH. Dadurch werden in diesem Winkelbereich die am stärksten belasteten Freilaufdioden DH der oberen Seite entlastet und zwar auf Kosten einer stärkeren Belastung des steuerbaren Schalters S. Im Ergebnis können bei den Widerstandwerten der Schalter S und der Freilaufdioden D somit die Gesamtverluste des Wechselrichters 10 reduziert werden.In contrast, in the angular ranges 52 , which are formed around the basic voltage space vector V2, V4, V6, set to a load target value m = 0, that is, in these angular ranges 52 only the zero voltage pointer V0 is used. As a result, flows in this case at a load setpoint of m = 0, a larger electric current in the lower switches SL and a lower electric current in the upper free-wheeling diodes DH. As a result, in this angular range, the most heavily loaded freewheeling diodes DH are relieved of the upper side and indeed at the cost of a stronger load of the controllable switch S. As a result, the resistors of the switch S and freewheeling diodes D thus the total losses of the inverter 10 be reduced.

In 5b ist ein komplexes Zeigerdiagramm dargestellt zur Erläuterung von Ansteuerungsmodi des Wechselrichters 10 für den Fall, dass ein Widerstandswert der steuerbaren Schalter S größer ist als ein Widerstandswert der Freilaufdioden D. Wie in 5a entspricht das komplexe Zeigerdiagramm im Wesentlichen dem komplexen Zeigerdiagramm aus 2.In 5b FIG. 12 is a complex phasor diagram for explaining drive modes of the inverter 10 in the event that a resistance of the controllable switch S is greater than a resistance of the freewheeling diodes D. As in 5a The complex phasor diagram essentially corresponds to the complex phasor diagram 2 ,

Um die Grundspannungsraumzeiger V1–V6 sind 50, 52 gebildet, die durch die Zwischenwinkelbereiche 54 von einander getrennt sind. Das komplexe Zeigerdiagramm aus 5b entspricht im Wesentlichen dem komplexen Zeigerdiagramm aus 5a, wobei jedoch die Winkelbereiche 50 um die Grundspannungsraumzeiger V2, V4, V6 und die Winkelbereiche 52 um die Grundspannungsraumzeiger V1, V3, V5 gebildet sind. Entsprechend wird der Belastungssollwert m in den Winkelbereichen 50 auf einen Wert m = 1 eingestellt und in den Winkelbereichen 52 auf einen Wert m = 0 eingestellt.To the basic voltage space pointers V1-V6 are 50 . 52 formed by the intermediate angle areas 54 are separated from each other. The complex vector diagram 5b is essentially the same as the complex phasor diagram 5a but the angular ranges 50 around the base voltage space vectors V2, V4, V6 and the angle ranges 52 around the basic voltage space vector V1, V3, V5 are formed. Accordingly, the load setpoint m becomes in the angle ranges 50 set to a value m = 1 and in the angle ranges 52 set to a value m = 0.

Da in dem in 5b dargestellten Fall die Verlustleistung durch die unterschiedlichen elektrischen Widerstände in den steuerbaren Schaltern S größer ist als in den Freilaufdioden D kann durch gezieltes Einstellen der Nullspannungszeiger V0, V7 bzw. des Belastungssollwertes m, lsm der elektrische Strom I zwischen den Schaltern S und den Freilaufdioden D verteilt und so die Gesamtverlustleistung in dem Wechselrichter reduziert werden. As in the in 5b illustrated case the power loss due to the different electrical resistances in the controllable switches S is greater than in the freewheeling diodes D can be distributed by selectively setting the zero voltage V0, V7 or the load setpoint m, lsm the electric current I between the switches S and the freewheeling diodes D. and so the total power dissipation in the inverter can be reduced.

Beispielsweise fließt im Winkelbereich 52 in einem der steuerbaren Schalter SH der oberen Seite der gesamte Strom, sodass dieser Schalter S sehr stark belastet ist. In diesem Fall wird durch die Wahl des Belastungssollwerts m = 0 der Nullspannungszeiger V0 eingestellt, der lediglich die Bauelemente SL, DL der unteren Seite belastet. Dadurch wird in diesem Fall, in dem die steuerbaren Schalter im Allgemeinen die am meisten belasteten Bauelemente darstellen, die Verlustleistung in den steuerbaren Schaltern S auf die obere und die untere Seite verteilt.For example, flows in the angular range 52 in one of the controllable switch SH of the upper side of the entire current, so that this switch S is very heavily loaded. In this case, the selection of the desired load value m = 0 sets the zero voltage indicator V0, which only loads the components SL, DL of the lower side. Thereby, in this case, in which the controllable switches are generally the most loaded components, the power dissipation in the controllable switches S is distributed to the upper and lower sides.

In den Winkelbereichen 50, in denen zwei steuerbare Schalter SH der oberen Seite den Strom tragen, wird der Belastungssollwert m = 1 eingestellt und lediglich der Nullspannungszeiger V7 verwendet, wodurch die Bauelemente SH, DH der oberen Seite belastet werden, um einen der steuerbaren Schalter SL der unteren Seite zu entlasten und die Gesdamtverluste des Wechselrichters 10 zu reduzieren.In the angle ranges 50 in which two upper side controllable switches SH carry the current, the load command value m = 1 is set and only the zero voltage pointer V7 is used, thereby loading the upper side devices SH, DH to one of the lower side controllable switches SL relieve the total losses of the inverter 10 to reduce.

Dadurch können die Gesamtverluste in dem Wechselrichter 10 reduziert werden, da das Widerstandsverhältnis der verwendeten Bauelemente S, D berücksichtigt wird. This can reduce the overall losses in the inverter 10 be reduced, since the resistance ratio of the components used, D is taken into account.

In den Zwischenwinkelbereichen 54 wird der Belastungswert nach dem Verfahren 30 eingestellt, um eine gleichmäßigere Belastung und eine konstante Temperatur der Bauelemente S, D zu erzielen.In the intermediate angle areas 54 will be the load value after the procedure 30 adjusted to achieve a more uniform load and a constant temperature of the components S, D.

In 6 ist ein komplexes Zeigerdiagramm schematisch dargestellt zur Erläuterung eines alternativen Ansteuerungsmodus des Wechselrichters 10. Das komplexe Zeigerdiagramm aus 6 entspricht im Wesentlichen dem komplexen Zeigerdiagramm aus 2, wobei hier die Grundspannungsraumzeiger V1–V6 aus Gründen der Übersicht nicht dargestellt sind. In 6 sind um die Grundspannungsraumzeiger V1–V6 jeweils drei Winkelbereiche 56, 58 gebildet. Die Winkelbereiche 56, 58 sind durch Zwischenwinkelbereiche 60, 62 voneinander getrennt. Die Winkelbereiche 56, 58 sind in Gruppen von drei Winkelbereichen 56, 58 benachbart zueinander angeordnet. Die Winkelbereiche 56 sind beabstandet durch jeweils einen Zwischenwinkelbereich 60. Die Winkelbereiche 58 sind beabstandet voneinander durch jeweils einen Zwischenwinkelbereich 62. Die Gruppen von Winkelbereichen 56, 58 sind jeweils beabstandet durch einen Zwischenwinkelbereich 64. In 6 a complex phasor diagram is schematically illustrated to illustrate an alternative drive mode of the inverter 10 , The complex vector diagram 6 is essentially the same as the complex phasor diagram 2 , where the basic voltage space vector V1-V6 are not shown here for reasons of clarity. In 6 are each about the basic voltage space pointer V1-V6 three angular ranges 56 . 58 educated. The angle ranges 56 . 58 are by intermediate angle ranges 60 . 62 separated from each other. The angle ranges 56 . 58 are in groups of three angular ranges 56 . 58 arranged adjacent to each other. The angle ranges 56 are spaced by a respective intermediate angle range 60 , The angle ranges 58 are spaced from each other by a respective intermediate angle range 62 , The groups of angular ranges 56 . 58 are each spaced by an intermediate angle range 64 ,

In den Winkelbereichen 56, 58 wird der Belastungssollwert m jeweils auf einen Wert 1 oder 0 eingestellt und in den Zwischenwinkelbereichen 60, 62, 64 wird der Belastungssollwert m auf einen Wert zwischen 0 und 1, vorzugsweise auf 0,5 oder mittels des Verfahrens 30 eingestellt. Dadurch erhöht sich eine Temperaturdifferenz zwischen den Bauelementen SH, DH der oberen Seite und den Bauelementen SL, DL der unteren Seite lediglich stufenförmig, wodurch eine Belastungsgrenze der Bauelemente S, D später erreicht wird. Für den Fall, dass der Widerstandswert der steuerbaren Schalter S kleiner ist als der Widerstandswert der Freilaufdioden D wird der Belastungssollwert in den Winkelbereichen 56 auf m = 1 eingestellt und in den Winkelbereichen 58 auf m = 0. Dadurch können die Gesamtverluste des Wechselrichters 10 reduziert werden, wie es in Bezug auf die 5a und 5b bereits erläutert wurde. Für den Fall, dass der Widerstandswert der steuerbaren Schalter S größer ist als der Widerstandswert der Freilaufdioden D wird der Belastungssollwert m in den Winkelbereichen 56 auf einen Wert m = 0 eingestellt und in den Winkelbereichen 58 auf einen Wert m = 1.In the angle ranges 56 . 58 the load setpoint m is set in each case to a value 1 or 0 and in the intermediate angle ranges 60 . 62 . 64 is the load setpoint m to a value between 0 and 1, preferably to 0.5 or by means of the method 30 set. As a result, a temperature difference between the components SH, DH of the upper side and the components SL, DL of the lower side increases only stepwise, whereby a load limit of the components S, D is reached later. In the event that the resistance of the controllable switch S is smaller than the resistance value of the free-wheeling diodes D, the load setpoint in the angular ranges 56 set to m = 1 and in the angle ranges 58 on m = 0. This can reduce the total losses of the inverter 10 be reduced as it regards the 5a and 5b has already been explained. In the event that the resistance of the controllable switch S is greater than the resistance value of the freewheeling diodes D, the load setpoint m in the angular ranges 56 set to a value m = 0 and in the angle ranges 58 to a value m = 1.

In den 7a und b sind die komplexen Zeigerdiagramme aus 5a und 5b schematisch dargestellt zur Erläuterung eines Verlaufs einer Temperaturdifferenz ΔTs zwischen zwei Bauelementen S, D der oberen Seite und der unteren Seite des Wechselrichters 10, die jeweils die maximale Temperatur der oberen und der unteren Seite aufweisen. In den 7a und 7b bildet eine gestrichelte Linie 66 eine ausgeglichene Temperatur bzw. eine Temperaturdifferenz der steuerbaren Schalter SH der oberen Seite und der steuerbaren Schalter SL der unteren Seite von Null. Bei 68 ist der Verlauf der Temperaturdifferenz ΔTs dargestellt. In the 7a and b are the complex phasor diagrams 5a and 5b schematically illustrated for explaining a course of a temperature difference .DELTA.Ts between two components S, D of the upper side and the lower side of the inverter 10 each having the maximum temperature of the upper and lower sides. In the 7a and 7b forms a dashed line 66 a balanced temperature or a temperature difference of the upper side controllable switches SH and the lower side controllable switches SL of zero. at 68 the course of the temperature difference .DELTA.Ts is shown.

Aus 7a ist ersichtlich, dass in den Winkelbereichen 50, 52 die Temperaturdifferenz ΔTs von einem Extremwert kontinuierlich steigt bzw. fällt, bis sie einen gegenüberliegenden Extremwert erreicht. Dadurch, dass in den Winkelbereichen 50, 52 jeweils lediglich einer der Nullspannungszeiger V0, V7 verwendet wird, werden entweder die steuerbaren Schalter SH bzw. die Freilaufdioden DH der oberen Seite oder die steuerbaren Schalter SL bzw. die Freilaufdioden DL der unteren Seite stärker belastet, so dass die Temperaturdifferenz ΔTs entsprechend kontinuierlich steigt oder fällt. In den Zwischenwinkelbereichen 54 wird der Belastungssollwert m auf einen Wert zwischen 1 und 0 eingestellt, vorzugsweise auf einen Wert m = 0,5 oder auf einen variablen Belastungssollwert mittels des Verfahrens 30, so dass die Temperaturdifferenz ΔTs in diesen Zwischenwinkelbereichen 54 konstant gehalten wird. Dies ist in den 7a und 7b dadurch angedeutet, dass der Verlauf der Temperaturdifferenz ΔTs in diesen Bereichen parallel zu der gestrichelten Linie 66 verläuft.Out 7a it can be seen that in the angular ranges 50 . 52 the temperature difference ΔTs from one extreme value continuously increases or decreases until it reaches an opposite extreme value. Because of that in the angular ranges 50 . 52 in each case only one of the zero voltage pointers V0, V7 is used, either the controllable switches SH or the free-wheeling diodes DH of the upper side or the controllable switches SL and the freewheeling diodes DL of the lower side are more heavily loaded, so that the temperature difference .DELTA.Ts accordingly increases continuously or falls. In the intermediate angle areas 54 the load setpoint m is set to a value between 1 and 0, preferably to a value m = 0.5 or to a variable load setpoint by means of the method 30 , so that the temperature difference ΔTs in these intermediate angle ranges 54 is kept constant. This is in the 7a and 7b indicated that the course of the temperature difference .DELTA.Ts in these areas parallel to the dashed line 66 runs.

Im Allgemeinen kann in den Zwischenwinkelbereichen 54 entweder ein vordefinierter Verlauf der Temperaturdifferenz ΔTs durch Variation des Belastungssollwertes m eingestellt werden oder ein vordefinierter Belastungssollwert m eingestellt werden.In general, in the intermediate angle ranges 54 either a predefined course of the temperature difference .DELTA.Ts be set by variation of the load setpoint m or a predefined load setpoint m be set.

Durch die Einstellung des vorgegebenen Belastungssollwerts m, lsm in vordefinierten Winkelbereichen 50, 52 kann somit ein definierter Verlauf der Temperaturdifferenz ΔTs zwischen den Bauelemente S, D mit der höchsten Temperatur der oberen und der unteren Seite eingestellt werden, wodurch mit regeltechnisch geringem Aufwand die Belastung der Bauelemente S, D in einem vordefinierten Bereich eingestellt werden kann bzw. die Temperaturdifferenz ΔTs einen vordefinierten Maximalwert nicht überschreitet. Dadurch können im Allgemeinen die Gesamtverluste des Wechselrichters 10 reduziert werden.By setting the predetermined load setpoint m, lsm in predefined angular ranges 50 . 52 Thus, a defined course of the temperature difference .DELTA.Ts between the components S, D can be set with the highest temperature of the upper and lower side, whereby the burden of the components S, D can be adjusted in a predefined range and the temperature difference with little effort ΔTs does not exceed a predefined maximum value. This generally allows the total losses of the inverter 10 be reduced.

Alternativ kann in den Winkelbereichen 50, 52 ein Verlauf der Temperaturdifferenz ΔTs als Sollwert bzw. als Sollverlauf vorgegeben werden und m, lsm über das Verfahren 30 eingestellt werden, um den vorgegebenen Temperaturdifferenzverlauf ΔTs zu erreichen. Dadurch müssen die Winkelbereiche 50, 52 nicht vordefiniert werden, da der Belastungssollwert in Abhängigkeit der vordefinierten Temperaturdifferenz ΔTs eingestellt wird.Alternatively, in the angle ranges 50 . 52 a course of the temperature difference .DELTA.Ts be specified as a desired value or as a desired course and m, lsm on the process 30 are set to achieve the predetermined temperature difference curve .DELTA.Ts. This requires the angular ranges 50 . 52 can not be predefined, since the load setpoint value is set as a function of the predefined temperature difference ΔTs.

Der Unterschied zwischen den 7a und 7b besteht darin, dass durch die unterschiedliche Wahl der Belastungssollwerte m, lsm bzw. durch die unterschiedlichen vorgegebenen Temperaturverläufe sich die Temperaturdifferenz ΔTs umgekehrt zueinander verhält und in 7a steigt, wohingegen sie im selben Bereich in 7b fällt. The difference between the 7a and 7b consists in that by the different choice of the load setpoints m, lsm or by the different predetermined temperature curves, the temperature difference ΔTs behaves inversely to each other and in 7a rises, whereas in the same area in 7b falls.

In 8a und 8b ist ein komplexes Zeigerdiagramm und ein Temperaturverlauf der steuerbaren Schalter S schematisch dargestellt zur Erläuterung eines weiteren Ansteuerungsmodus des Wechselrichters 10. Wie in den 5a und 5b sind in den 8a und 8b um die nicht gesondert dargestellten Grundspannungsraumzeiger V1–V6 Winkelbereiche 70, 72 gebildet, in denen der Belastungssollwert m auf einen bestimmten Wert eingestellt wird. Zwischen den Winkelbereichen 70, 72 ist jeweils ein Zwischenwinkelbereich 74 gebildet. Die Zwischenwinkelbereiche 74 sind jeweils in zwei Winkelabschnitte 76, 78 unterteilt, in denen der Wechselrichter 10 in besonderer Weise angesteuert wird, wie im Folgenden näher erläutert ist.In 8a and 8b is a complex phasor diagram and a temperature profile of the controllable switch S shown schematically for explaining a further driving mode of the inverter 10 , As in the 5a and 5b are in the 8a and 8b around the basic voltage space vector V1-V6 (not shown separately) angular ranges 70 . 72 formed in which the load setpoint m is set to a certain value. Between the angle ranges 70 . 72 is in each case an intermediate angle range 74 educated. The intermediate angle ranges 74 are each in two angular sections 76 . 78 divided in which the inverter 10 is controlled in a special way, as explained in more detail below.

Um das komplexe Zeigerdiagramm herum ist ein Verlauf einer Temperaturdifferenz ΔTs des Bauelements SH, DH mit der höchsten Temperatur der oberen Seite und des Bauelements SL, DL mit der höchsten Temperatur der unteren Seite dargestellt. Der Verlauf der Temperaturdifferenz ΔTs ist allgemein mit 80 bezeichnet. Ferner ist eine Temperaturdifferenz von Null durch eine gestrichelte Linie schematisch bei 82 gezeigt. In 8a ist ein Ansteuerungsmodus dargestellt für den Fall, dass der Widerstandswert der steuerbaren Schalter S kleiner ist als der Widerstandswert der Freilaufdioden D und entspricht im Wesentlichen dem Ansteuerungsmodus aus 5a. In den Zwischenwinkelbereichen 74 zwischen den Winkelbereichen 70, 72 wird der Wechselrichter 10 derart angesteuert, dass in einem ersten Winkelabschnitt 76 einer der steuerbaren Schalter S über den gesamten Winkelabschnitt 76 geschlossen ist und in einem zweiten Winkelabschnitt 78 ein zweiter der steuerbaren Schalter S über den gesamte Winkelabschnitt geschlossen ist.Around the complex phasor diagram, there is shown a curve of a temperature difference ΔTs of the upper side highest temperature device SH, DH and the lower side highest temperature device SL, DL. The course of the temperature difference .DELTA.Ts is generally with 80 designated. Further, a temperature difference of zero by a dashed line is schematically included 82 shown. In 8a For example, a driving mode is shown in the case that the resistance of the controllable switches S is smaller than the resistance of the free-wheeling diodes D and substantially corresponds to the driving mode 5a , In the intermediate angle areas 74 between the angular ranges 70 . 72 becomes the inverter 10 triggered such that in a first angle section 76 one of the controllable switch S over the entire angle section 76 is closed and in a second angle section 78 a second of the controllable switch S is closed over the entire angle section.

Wie der Temperaturdifferenzverlauf 80 zeigt, steigt die Temperaturdifferenz ΔTs in den Winkelbereichen 70 bei m = 1 kontinuierlich an und fällt in den Winkelbereichen 72 bei m = 0 kontinuierlich ab. In den Zwischenwinkelbereichen 74 steigt die Temperaturdifferenz ΔTs entweder zunächst an und fällt danach wieder ab oder fällt zunächst ab und steigt danach wieder an, je nachdem, wo der jeweilige Zwischenwinkelbereich 74 angeordnet ist. Wie aus 8a ersichtlich ist, sind die Winkelabschnitte 76, 78 mit jeweils abwechselnden Reihenfolgen mit zunehmendem Phasenwinkel α angeordnet. Like the temperature difference course 80 shows, the temperature difference ΔTs increases in the angular ranges 70 at m = 1 continuously and falls in the angular ranges 72 at m = 0 continuously. In the intermediate angle areas 74 The temperature difference .DELTA.Ts either rises first and then drops again or first drops and then rises again, depending on where the respective intermediate angle range 74 is arranged. How out 8a it can be seen that the angle sections 76 . 78 arranged in each case with alternating sequences with increasing phase angle α.

Durch die Winkelbereich 70, 72 werden durch den fest eingestellten Belastungssollwert m die Leitungsverluste in den steuerbaren Schaltern S und den Freilaufdioden D reduziert. In diesen Winkelbereichen, in denen die Grundspannungsraumzeiger V1–V6 in einem erhöhten Maße verwendet werden, überwiegen die Leitungsverluste, die durch diese Ansteuerung reduziert werden. In den Zwischenwinkelbereichen 74, in denen der Stromraumzeiger I* durch mehrere der Grundspannungsraumzeiger V1–V6 gebildet wird, überwiegen die Schaltverluste der steuerbaren Schalter S. Dadurch, dass in diesem Bereich jeweils einer der steuerbaren Schalter S über den gesamten Winkelabschnitt 76, 78 geschlossen bleibt, werden die Schaltverluste in dem speziellen steuerbaren Schalter S reduziert. Im Ergebnis kann durch diese Ansteuerung ein wechselndes Steigen und Fallen der Temperaturdifferenz ΔTs bewirkt werden, wodurch die Temperaturdifferenz ΔTs innerhalb von vordefinierten Grenzen bleibt. Im Ergebnis können dadurch die Gesamtverluste des Wechselrichters 10 reduziert werden, wodurch gleichzeitig Belastungsspitzen einzelner Bauelemente begrenzt werden können.Through the angular range 70 . 72 the line losses in the controllable switches S and the free-wheeling diodes D are reduced by the fixed setpoint load value m. In these angular ranges in which the fundamental voltage space vectors V1-V6 are used to an increased extent, the conduction losses which are reduced by this driving predominate. In the intermediate angle areas 74 in which the current space vector I * is formed by a plurality of the basic voltage space vector V1-V6, the switching losses of the controllable switches S predominate. As a result, in this area one of the controllable switches S over the entire angle section 76 . 78 remains closed, the switching losses are reduced in the special controllable switch S. As a result, an alternating rise and fall of the temperature difference ΔTs can be effected by this control, whereby the temperature difference ΔTs remains within predefined limits. As a result, this can reduce the overall losses of the inverter 10 can be reduced, whereby simultaneously load peaks of individual components can be limited.

In 8b ist ein komplexes Zeigerdiagramm schematisch dargestellt, für den Fall, dass der Widerstandswert der steuerbaren Schalter S größer ist als der Widerstandswert der Freilaufdioden D. Das Zeigerdiagramm aus 8b entspricht dem komplexen Zeigerdiagramm aus 5b, wobei die Zwischenwinkelbereiche 74 durch die Winkelabschnitte 76, 78 gebildet sind, wie es in Bezug auf 8a erläutert wurde. Mit anderen Worten werden in den Winkelbereichen 70, 72 jeweils ein fester Belastungssollwert m eingestellt, um die Leitungsverluste zu reduzieren, und in den Winkelabschnitten 76, 78 einer der steuerbaren Schalter S über den gesamten Winkelabschnitt 76, 78 geschlossen gehalten, um in diesem Bereich die Schaltungsverluste der steuerbaren Schalter S zu reduzieren.In 8b is a complex phasor diagram shown schematically, in the event that the resistance of the controllable switch S is greater than the resistance of the freewheeling diodes D. The phasor diagram 8b corresponds to the complex vector diagram 5b , where the intermediate angle ranges 74 through the angle sections 76 . 78 are formed, as it regards 8a was explained. In other words, in the angular ranges 70 . 72 in each case set a fixed load setpoint m in order to reduce the line losses, and in the angle sections 76 . 78 one of the controllable switch S over the entire angle section 76 . 78 kept closed in order to reduce the circuit losses of the controllable switch S in this area.

Die Winkelbereich 70, 72 und die Zwischenwinkelbereiche 74 und die Winkelabschnitte 76, 78 können wahlweise in Abhängigkeit der Temperaturdifferenz ΔTs ausgewählt bzw. eingestellt werden oder aber fest vorgegeben werden, z.B. anhand eines Kennfeldes.The angular range 70 . 72 and the intermediate angle ranges 74 and the angle sections 76 . 78 can optionally be selected or adjusted as a function of the temperature difference .DELTA.Ts or fixed, for example based on a characteristic field.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2010/000548 A2 [0006] WO 2010/000548 A2 [0006]
  • DE 10393516 T1 [0007] DE 10393516 T1 [0007]

Claims (15)

Verfahren zum Ansteuern eines Wechselrichters (10) mittels Raumzeigermodulation, insbesondere zum Ansteuern einer elektrischen Maschine (14), wobei der Wechselrichter (10) eine Mehrzahl von steuerbaren Schaltern (S) und eine entsprechende Mehrzahl von Freilaufdioden (D) aufweist, und der dazu ausgebildet ist, einen mehrphasigen elektrischen Strom (IU, IV, IW) in Form eines Stromraumzeigers (I*) bereitzustellen, insbesondere um die elektrische Maschine (14) mehrphasig mit elektrischen Strom (IU, IV, IW) zu versorgen, wobei der Wechselrichter (10) derart angesteuert wird, dass eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden unterschiedlichen Schaltzuständen (V0–V7) der Schalter (S) eingerichtet wird, um den Stromraumzeiger (I*) mit einem definierten Phasenwinkel (α) einzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalter (S) und die Freilaufdioden (D) gemäß einem Belastungssollwert (m) belastet werden und der Belastungssollwert (m) innerhalb eines vordefinierten Winkelbereichs (52, 54; 56, 58; 70, 72) des Phasenwinkels (α) in Abhängigkeit eines Verhältnisses eines Widerstandswertes der steuerbaren Schalter (S) zu einem Widerstandswert der Freilaufdioden (D) eingestellt wird.Method for controlling an inverter ( 10 ) by means of space vector modulation, in particular for driving an electrical machine ( 14 ), where the inverter ( 10 ) has a plurality of controllable switches (S) and a corresponding plurality of freewheeling diodes (D), and which is designed to provide a polyphase electric current (IU, IV, IW) in the form of a current space vector (I *), in particular around the electric machine ( 14 ) to supply polyphase with electric current (IU, IV, IW), whereby the inverter ( 10 ) such that a plurality of successive different switching states (V0-V7) of the switches (S) is set up to set the current space vector (I *) with a defined phase angle (α), characterized in that the switches (S) and the freewheeling diodes (D) are loaded according to a load setpoint (m) and the load setpoint (m) within a predefined angular range ( 52 . 54 ; 56 . 58 ; 70 . 72 ) of the phase angle (α) is set in dependence on a ratio of a resistance value of the controllable switches (S) to a resistance value of the freewheeling diodes (D). Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine erste Gruppe der steuerbaren Schalter (SH) und der Freilaufdioden (DH) einem ersten Spannungspotential einer Spannungsversorgung (12) des Wechselrichters (10) zugeordnet sind und eine zweite Gruppe der steuerbaren Schalter (SL) und der Freilaufdioden (DL) einem zweiten Spannungspotential der Spannungsversorgung (12) zugeordnet sind und wobei der Belastungssollwert (m) innerhalb des vordefinierten Winkelbereichs (52, 54; 56, 58; 70, 72) auf einen Extremwert eingestellt wird, so dass die erste oder die zweite Gruppe von Bauelementen (S, D) stärker belastet wird.Method according to Claim 1, in which a first group of the controllable switches (SH) and the free-wheeling diodes (DH) corresponds to a first voltage potential of a voltage supply ( 12 ) of the inverter ( 10 ) are assigned and a second group of the controllable switch (SL) and the free-wheeling diodes (DL) a second voltage potential of the power supply ( 12 ) and wherein the load setpoint (m) within the predefined angular range ( 52 . 54 ; 56 . 58 ; 70 . 72 ) is set to an extreme value, so that the first or the second group of components (S, D) is more heavily loaded. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Belastungssollwert (m) innerhalb des vordefinierten Winkelbereichs (52, 54; 56, 58; 70, 72) derart eingestellt wird, dass ein Betrag einer Temperaturdifferenz (ΔTs) zwischen steuerbaren Schaltern (S) der ersten und der zweiten Gruppe von Bauelementen kontinuierlich steigt oder fällt. Method according to claim 1 or 2, wherein the load setpoint (m) is within the predefined angular range ( 52 . 54 ; 56 . 58 ; 70 . 72 ) is set such that an amount of a temperature difference (ΔTs) between controllable switches (S) of the first and second groups of components continuously increases or decreases. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der vordefinierte Winkelbereich (52, 54; 56, 58; 70, 72) um einen Grundspannungszeiger (V1–V6) des Stromraumzeigers (I*) gebildet ist.Method according to one of claims 1 to 3, wherein the predefined angular range ( 52 . 54 ; 56 . 58 ; 70 . 72 ) is formed around a ground voltage pointer (V1-V6) of the current space vector (I *). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Wechselrichter (10) mittels zwei Schaltzuständen (V0, V7) in einem spannungsfrei schaltenden Schaltzustand geschaltet wird und wobei innerhalb des vordefinierten Winkelbereichs (52, 54; 56, 58; 70, 72) lediglich einer der spannungsfrei schaltenden Schaltzustände (V0, V7) verwendet wird.Method according to one of claims 1 to 4, wherein the inverter ( 10 ) is switched by means of two switching states (V0, V7) in a voltage-free switching switching state and within the predefined angular range ( 52 . 54 ; 56 . 58 ; 70 . 72 ) only one of the voltage-free switching switching states (V0, V7) is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Mehrzahl von vordefinierten Winkelbereichen (52, 54; 56, 58; 70, 72) für unterschiedliche Wertebereiche des Phasenwinkels (α) gebildet sind und wobei der Belastungssollwert (m) in benachbarten Winkelbereichen für die unterschiedlichen Winkelbereiche auf unterschiedliche Werte eingestellt wird.Method according to one of claims 1 to 5, wherein a plurality of predefined angular ranges ( 52 . 54 ; 56 . 58 ; 70 . 72 ) are formed for different value ranges of the phase angle (α) and wherein the load setpoint (m) in adjacent angular ranges for the different angular ranges is set to different values. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Belastungssollwert (m) derart eingestellt wird, dass die steuerbaren Schalter (S) einer der beiden Gruppen stärker belastet wird, sofern der Widerstandswert der steuerbaren Schalter (S) kleiner ist als der Widerstandswert der Freilaufdioden (D). Method according to one of claims 1 to 6, wherein the load setpoint (m) is set such that the controllable switch (S) of one of the two groups is more heavily loaded, provided that the resistance of the controllable switch (S) is smaller than the resistance value of the free-wheeling diodes (D). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Belastungssollwert (m) derart eingestellt wird, dass die Freilaufdioden (D) stärker belastet werden, sofern der Widerstandswert der steuerbaren Schalter (S) größer ist als der Widerstandswert der Freilaufdioden (D). Method according to one of claims 1 to 6, wherein the load setpoint (m) is set such that the freewheeling diodes (D) are more heavily loaded, provided that the resistance of the controllable switch (S) is greater than the resistance of the freewheeling diodes (D). Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei innerhalb von Zwischenwinkelbereichen (54; 60, 62) des Phasenwinkels (α), die zwischen den vordefinierten Winkelbereichen (52, 54; 70, 72) gebildet sind, der Belastungssollwert (m) derart eingestellt wird, dass der Betrag der Temperaturdifferenz (ΔTs) zwischen der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe von Bauelementen im Wesentlichen konstant bleibt oder reduziert wird.Method according to one of claims 6 to 8, wherein within intermediate angle ranges ( 54 ; 60 . 62 ) of the phase angle (α) between the predefined angular ranges ( 52 . 54 ; 70 . 72 ), the load setpoint (m) is set such that the amount of the temperature difference (ΔTs) between the first group and the second group of components remains substantially constant or is reduced. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Mehrzahl von vordefinierten Winkelbereichen (56, 58) für unterschiedliche Wertebereiche des Phasenwinkels (α) gebildet sind und wobei innerhalb von einer Mehrzahl von benachbarten vordefinierten Winkelbereichen (56, 58) der Belastungssollwert (m) der Schalter (S) auf einen Wert eingestellt wird und wobei zwischen den vordefinierten Winkelbereichen (56, 58) jeweils ein Zwischenwinkelbereich (60, 62) des Phasenwinkels (α) gebildet ist, innerhalb derer der Belastungssollwert (m) derart eingestellt wird, dass der Betrag der Temperaturdifferenz (ΔTs) zwischen der ersten und der zweiten Gruppe von Bauelementen im Wesentlichen konstant bleibt.Method according to one of claims 1 to 5, wherein a plurality of predefined angular ranges ( 56 . 58 ) are formed for different value ranges of the phase angle (α) and wherein within a plurality of adjacent predefined angular ranges ( 56 . 58 ) the load setpoint (m) of the switches (S) is set to a value and wherein between the predefined angular ranges ( 56 . 58 ) each have an intermediate angle range ( 60 . 62 ) of the phase angle (α) within which the load target value (m) is set such that the amount of the temperature difference (ΔTs) between the first and second groups of components remains substantially constant. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei innerhalb der Zwischenwinkelbereiche (74) des Phasenwinkels (α) die zwischen den vordefinierten Winkelbereichen (70, 72) gebildet sind wenigstens einer der steuerbaren Schalter (S) über wenigstens einen Winkelabschnitt (76, 78) des Zwischenwinkelbereichs (74) dauerhaft geschlossen ist.Method according to one of claims 1 to 10, wherein within the intermediate angle ranges ( 74 ) of the phase angle (α) between the predefined angular ranges ( 70 . 72 ) are formed at least one of the controllable switch (S) via at least one angle section ( 76 . 78 ) of the intermediate angle range ( 74 ) is permanently closed. Verfahren nach Anspruch 11, wobei in einem ersten Winkelabschnitt (76, 78) des Zwischenwinkelbereichs (74) wenigstens einer der steuerbaren Schalter (S) dauerhaft geschlossen ist und wobei in einem zweiten Winkelabschnitt (76, 78) des Zwischenwinkelbereichs ein zweiter der steuerbaren Schalter (S) dauerhaft geschlossen ist.Method according to claim 11, wherein in a first angle section ( 76 . 78 ) of Intermediate angle range ( 74 ) at least one of the controllable switches (S) is permanently closed and wherein in a second angle section ( 76 . 78 ) of the intermediate angle range, a second of the controllable switch (S) is permanently closed. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der erste der steuerbaren Schalter (SH) der ersten Gruppe von Bauelementen zugeordnet ist und der zweite der steuerbaren Schalter (SL) der zweiten Gruppe von Bauelementen zugeordnet ist. The method of claim 12, wherein the first of the controllable switches (SH) is associated with the first group of devices and the second of the controllable switches (SL) is associated with the second group of devices. Vorrichtung (18) zum Ansteuern des Wechselrichters (10), insbesondere zum Ansteuern einer elektrischen Maschine (14), wobei der Wechselrichter (10) eine Mehrzahl von steuerbaren Schaltern (S) und eine entsprechende Mehrzahl von Freilaufdioden (D) aufweist, die dazu ausgebildet sind, einen mehrphasigen elektrischen Strom (IU, IV, IW) in Form eines Stromraumzeigers (I*) bereitzustellen, insbesondere um die elektrische Maschine (14) mehrphasig mit elektrischem Strom (IU, IV, IW) zu versorgen, mit einem Steuergerät, das dazu ausgebildet ist, den Wechselrichter (10) derart anzusteuern, dass der Wechselrichter (10) eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden unterschiedlichen Schaltzuständen (V0–V7) der Schalter (S) annimmt, um den Stromraumzeiger (I*) mit einem definierten Phasenwinkel (α) bereitzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (18) dazu ausgebildet ist, die Schalter (S) und die Freilaufdioden (D) gemäß einem Belastungssollwert (m) zu belasten und den Belastungssollwert (m) innerhalb eines vordefinierten Winkelbereichs (52, 54; 56, 58; 70, 72) des Phasenwinkels (α) in Abhängigkeit eines Verhältnisses des Widerstandswertes der steuerbaren Schalter (S) zu einem Widerstandswert der Freilaufdioden (D) einzustellen.Contraption ( 18 ) for driving the inverter ( 10 ), in particular for driving an electrical machine ( 14 ), where the inverter ( 10 ) comprises a plurality of controllable switches (S) and a corresponding plurality of freewheeling diodes (D) which are adapted to provide a polyphase electric current (IU, IV, IW) in the form of a current space vector (I *), in particular around the electrical Machine ( 14 ) multiphase electric power (IU, IV, IW), with a control unit, which is adapted to the inverter ( 10 ) in such a way that the inverter ( 10 ) assumes a plurality of successive different switching states (V0-V7) of the switches (S) in order to provide the current space vector (I *) with a defined phase angle (α), characterized in that the control device ( 18 ) is designed to load the switches (S) and the free-wheeling diodes (D) in accordance with a load setpoint (m) and the load setpoint (m) within a predefined angular range ( 52 . 54 ; 56 . 58 ; 70 . 72 ) of the phase angle (α) as a function of a ratio of the resistance value of the controllable switches (S) to a resistance value of the freewheeling diodes (D). Kraftfahrzeugantriebsstrang mit wenigstens einer elektrischen Maschine (14) zur Bereitstellung von Antriebsleistung, einem Wechselrichter (10) zum Ansteuern der elektrischen Maschine (14) und mit einer Vorrichtung zum Ansteuern des Wechselrichters (10) nach Anspruch 14.Motor vehicle drive train with at least one electric machine ( 14 ) for providing drive power, an inverter ( 10 ) for driving the electric machine ( 14 ) and with a device for driving the inverter ( 10 ) according to claim 14.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE45897E1 (en) 2008-04-14 2016-02-23 Stanley Black & Decker, Inc. Battery management system for a cordless tool
US9406915B2 (en) 2014-05-18 2016-08-02 Black & Decker, Inc. Power tool system
US9893384B2 (en) 2014-05-18 2018-02-13 Black & Decker Inc. Transport system for convertible battery pack
US11211664B2 (en) 2016-12-23 2021-12-28 Black & Decker Inc. Cordless power tool system
US11209495B2 (en) 2018-01-11 2021-12-28 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Method and device for monitoring a power electronic assembly

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10393516T5 (en) 2002-10-15 2005-10-20 International Rectifier Corp., El Segundo Room vector PWM modulator for permanent magnet motor drive
WO2010000548A2 (en) 2008-07-03 2010-01-07 Robert Bosch Gmbh Method and device for optimizing space vector pulse width modulation

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10393516T5 (en) 2002-10-15 2005-10-20 International Rectifier Corp., El Segundo Room vector PWM modulator for permanent magnet motor drive
WO2010000548A2 (en) 2008-07-03 2010-01-07 Robert Bosch Gmbh Method and device for optimizing space vector pulse width modulation

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE45897E1 (en) 2008-04-14 2016-02-23 Stanley Black & Decker, Inc. Battery management system for a cordless tool
US9406915B2 (en) 2014-05-18 2016-08-02 Black & Decker, Inc. Power tool system
US9583793B2 (en) 2014-05-18 2017-02-28 Black & Decker Inc. Power tool system
US9871484B2 (en) 2014-05-18 2018-01-16 Black & Decker Inc. Cordless power tool system
US9893384B2 (en) 2014-05-18 2018-02-13 Black & Decker Inc. Transport system for convertible battery pack
US10177701B2 (en) 2014-05-18 2019-01-08 Black & Decker, Inc. Cordless power tool system
US10236819B2 (en) 2014-05-18 2019-03-19 Black & Decker Inc. Multi-voltage battery pack
US10250178B2 (en) 2014-05-18 2019-04-02 Black & Decker Inc. Cordless power tool system
US10291173B2 (en) 2014-05-18 2019-05-14 Black & Decker Inc. Power tool powered by power supplies having different rated voltages
US10333454B2 (en) 2014-05-18 2019-06-25 Black & Decker Inc. Power tool having a universal motor capable of being powered by AC or DC power supply
US10333453B2 (en) 2014-05-18 2019-06-25 Black & Decker Inc. Power tool having a universal motor capable of being powered by AC or DC power supply
US10361651B2 (en) 2014-05-18 2019-07-23 Black & Decker Inc. Cordless power tool system
US10541639B2 (en) 2014-05-18 2020-01-21 Black & Decker, Inc. Cordless power tool system
US10608574B2 (en) 2014-05-18 2020-03-31 Black And Decker, Inc. Convertible battery pack
US10615733B2 (en) 2014-05-18 2020-04-07 Black & Decker Inc. Power tool having a brushless motor capable of being powered by AC or DC power supplies
US10840559B2 (en) 2014-05-18 2020-11-17 Black & Decker Inc. Transport system for convertible battery pack
US10972041B2 (en) 2014-05-18 2021-04-06 Black & Decker, Inc. Battery pack and battery charger system
US11005411B2 (en) 2014-05-18 2021-05-11 Black & Decker Inc. Battery pack and battery charger system
US11005412B2 (en) 2014-05-18 2021-05-11 Black & Decker Inc. Battery pack and battery charger system
US11152886B2 (en) 2014-05-18 2021-10-19 Black & Decker Inc. Battery pack and battery charger system
US11211664B2 (en) 2016-12-23 2021-12-28 Black & Decker Inc. Cordless power tool system
US11209495B2 (en) 2018-01-11 2021-12-28 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Method and device for monitoring a power electronic assembly

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