CN106537757B - 用于运行至少发电地能够运行的电机的方法以及用于施行该方法的器件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于操控至少发电地能够运行的多相的电机（1）的方法（100），该电机的相接头（U‑Y）在有源的桥式整流器（2）中分别经过能够接通和能够断开的能够操控的第一电流阀（UL‑YL）联接至第一直流电压接头（B‑）并且经过第二电流阀（UH‑YH）联接至第二直流电压接头（B+），其中，所述方法包括：在所述电机（1）的发电运行中，在出现负荷卸载后，多次地经过所述第一电流阀（UL‑YL）进行和撤除所述相接头（U‑Y）的相短路。设置的是，求取表征所述电机（1）的固有频率的参量，并且基于表征所述电机（1）的固有频率的参量利用一种切换频率来操控所述第一电流阀（UL‑YL）以用于进行和撤除相短路。

Description

用于运行至少发电地能够运行的电机的方法以及用于施行该 方法的器件
技术领域
本发明涉及用于至少发电地能够运行的带有有源的桥式整流器的电机的方法以及用于施行该方法的器件。
背景技术
传统地，在乘用车中能够采用带有无源的桥式整流器的在爪形极结构方式中的发电机。这样的发电机的功率经过激励场设定，并且此激励场再者通过激励电流设定。通过调节所述激励场，通过所述发电机经过所述桥式整流器所提供的输出电压能够不依赖于电网负荷、转速和温度而保持恒定。
如果在下文简化地讨论发电机，则它在这里也能够指的是发电地以及机动地能够运行的电机，例如是所谓的起动发电机。本发明不仅适用于在爪形极结构方式中的发电机，而且适用于所有的至少发电地能够运行的电机。在乘用车中，在六、八或十脉冲的实施方案中使用对应于通常所构造的三相、四相或五相的发电机的通常的桥式整流器。但是，本发明也适用于用于其它的相数的桥式整流器。
在经联接的电网中的负荷跳跃（例如由于耗件的接通或断开）导致在发电机处的负荷跳跃。但是因为所述发电机的输出功率由于激励场的感应率而不能够任意快速地改变，则发电机电流首先保持恒定，这在负荷卸除（英语Load Dump）时能够导致输出电压的显著升高。所述激励场的消减能够要求占用几百毫秒。
只要电池组存在于车载电网中，则此电池组能够一般接收过剩的发电机功率并且由此阻碍过剩的电压升高。但是，如果不存在电池组，则所述输出电压很快速地升高并且能够损坏车载电网组件和/或所述发电机。
在带有无源的桥式整流器的发电机中，避免这点，办法是：作为整流器二极管使用齐纳二极管。所述齐纳二极管把所述输出电压箝制到其击穿电压以上并且因此能够接收过剩的电流并且转化为热量。以这种方式，保证了发电机的保险的运行。
取代二极管，在桥式整流器中也能够使用能够接通和能够断开的、能够控制的电流阀，尤其MOSFET，相应的桥式整流器然后被称为有源的桥式整流器。优点是其在经接通的状态中的较小的损耗功率和由尤其在部分负荷运行中的更好的效率。
所述电流阀的控制能够中央地或分散地进行。把中央的控制理解为，共同的控制单元监控所有的交变电流相并且控制所有的电流阀和作为任选方案也控制发电机的激励场。把分散的控制理解为，各一个控制单元监控发电机相，并且依赖于该相电压仅控制被配设给相应的相的电流阀，也即仅控制所述桥式整流器的相应的半桥的电流阀。典型地不进行在单个的分散的控制单元之间的通信。
可行方案（在负荷卸载时阻碍在车载电网中的电压峰值）在有源的桥式整流器中在于，在所有的半桥中接通所述上部的和所述下部的整流器分支的电流阀（也即所有的高边-电流阀或所有的低边-电流阀）。以这种方式，电机在内部被短路，但是并非所述经连接的电网在内部被短路，因为相应其它的整流器分支的电流阀未被接通。
所阐释的措施在下文也称为相短路。相短路按照在这里所使用的惯用语因而通过接通（导电地接通）相应的整流器分支的所有的电流阀来进行并且相应地通过这些电流阀的断开被再次撤除。在此，所述半导体阀通过在该半导体阀的门接头处提供相应的控制电压被接通（操控），从而半导体阀的漏源段导电或低欧姆。相应地，断开所述半导体阀，办法是：结束所述控制电压的提供并且所述漏源段由此不导电或是高欧姆。在相短路外，存在惯常的整流器运行。
相短路能够例如此时进行：当在桥式整流器的直流电压接头（通常用B+和B-指代）之间的或在导引电压的直流电压接头和接地端之间的电压超过上阈值时。所述相短路能够再次被撤除，当此电压此后低于下阈值时。同样，能够使用时间控制。
如果激励场在时刻（在该时刻处，撤除了相短路）处尚未足够地消减，则在桥式整流器的直流电压接头之间的电压在撤除所述相短路后重新升高并且再次超过所述上阈值。在完全或足够消减激励场以前，因此多次地进行和撤除相短路。正如所提到的那样，所述激励场的消减能够要求占用几百毫秒，所述相短路的所述进行和撤除的切换阶段相应与此典型地仅计为几毫秒。在激励场消减以前，因此经过显著的时间段（该时间段在下文也称为解除激励时间段）在相短路和惯常的整流之间往复切换。在这里，导致显著的损耗功率，尤其在相短路期间。这点能够导致所述所参与的电流阀的显著的负荷和提前的失效。
因此值得期望的是，在所述解除激励时间段期间减小相应的电流阀的负荷。
发明内容
在此背景前，建议了带有下述特征的用于利用有源的桥式整流器运行至少在发电地能够运行的电机的方法以及用于施行该方法的器件：该电机的相接头在有源的桥式整流器中分别经过能够接通和能够断开的、能够操控的第一电流阀联接至第一直流电压接头并且经过第二电流阀联接至第二直流电压接头，其中，所述方法包括：在所述电机的发电运行中，在出现负荷卸载后，多次地经过所述第一电流阀进行和撤除所述相接头的相短路，其中，求取表征所述电机的固有频率的参量，并且基于表征所述电机的固有频率的该参量，利用切换频率操控所述第一电流阀以用于进行和撤除所述相短路。构造方案是下述内容的主题以及下面的说明书的主题：所述切换频率位于这样的频率范围中：该频率范围的下极限计为固有频率的整数倍数减去预先给定的公差值，并且该频率范围的上极限计为固有频率的整数倍数加上所述预先给定的公差值；在该方法中，当所述电机的固有频率计为fE时，所述切换频率计为（fE x m） ± （k x fE），其中，m是带有从1至5的值的所述整数倍数，并且k是从0至0.4的限定所述预先给定的公差值的值；在该方法中，在这样的时间范围中存在所述切换频率的周期持续时间：该时间范围的下极限计为所述固有频率的周期持续时间的整数倍数减去公差值，并且该时间范围的上极限计为所述固有频率的周期持续时间的整数倍数加上该公差值；在该方法中，作为表明所述电机的固有频率的参量，使用在执行所述方法的时刻的所述电机的所求取的转速或者从这中推导的值；在该方法中，在使用在执行所述方法的时刻处的电机的转速的情况下，并且在使用所述电机的极对数的情况下，确定所述固有频率和/或该固有频率的周期时长；在该方法中，当流动通过所述电机的转子的电流或所述电机的至少一个另外的电流信号首次低于阈值时，结束所述相短路的多次的所述进行；在该方法中，所述第一电流阀基于接通条件被接通以用于进行所述相短路并且基于断开条件被断开以用于撤除所述相短路，其中，所述接通条件和/或所述断开条件基于表征所述电机的固有频率的参量被预先给定；在该方法中，所述接通条件至少包括：在第一直流电压接头和第二直流电压接头之间的输出电压已经超过了上阈值，其中，所述上阈值的阈值设定是依赖于表征所述电机的固有频率的参量来进行的；在该方法中，所述断开条件至少包括：在第一直流电压接头和第二直流电压接头之间的输出电压已经低于下阈值，其中，所述下阈值的阈值设定是依赖于表征所述电机的固有频率的参量来进行的；在该方法中，还依赖于与第一和/或第二直流电压接头相连的电容式的元件的放电电流和该元件的容量，进行所述阈值设定；在该方法中，所述接通条件至少包括：到达了预先给定的接通时刻，和/或在该方法中，所述断开条件至少包括：到达了预先给定的断开时刻；在该方法中，当在所述相接头中流动的电流在总和中得到0A或位于预先给定的阈值以下时，禁止所述相短路的进行和撤除。
发明优势
本发明以用于操控至少能够发电地运行的多相的电机的方法为出发点，该电机的相接头在有源的桥式整流器中分别经过能够接通和能够断开的、能够操控的第一电流阀联接至第一直流电压接头和经过第二电流阀联接至第二直流电压接头，其中，所述方法包括：在所述电机的发电运行中，在出现负荷卸载后，多次地经过所述第一电流阀进行和撤除所述相接头的相短路。如所述，所述相短路的进行和撤除通过操控所述相应的能够接通和能够断开的、能够操控的电流阀来进行。负荷卸载尤其
通过评估在直流电压接头之间所施加的电压来识别。如果此电压例如位于上阈值以上，则存在负荷卸载。
根据本发明设置的是，求取表征所述电机的固有频率的参量，并且基于表征所述电机的固有频率的参量利用切换频率来操控所述第一电流阀以用于进行和撤除相短路。这点能够（正如在下文阐释的那样）尤其通过阈值的相应的设定，必要时当然也在额外或唯独使用时间控制的情况下进行。
表征所述电机的固有频率的参量能够是经计算的固有频率值，例如这样的固有频率值：从所述电机的转子的瞬时的转速或其回转持续时间或极对数中推导该固有频率值。它当然也能够指的是从电流信号或电压信号中所求取的值，正如在下文所阐释的那样。但是，所述电机的固有频率也通过所述固有频率的周期持续时间来表征，所述周期持续时间同样能够从所述电机的转子的转速或其回转持续时间和极对数中求取。因为在执行所述方法的时刻存在的所述电机的转子的转速（连同极对数，正如下文阐释的那样）也已经表征所述固有频率，则相应地所求取的转速值或所推导的参量已经指的是表征所述固有频率的参量。从在执行所述方法的时刻处的所述电机的所求取的转速中，能够连同所述极对数确定所述固有频率或其周期持续时间。
本发明原则上建议的是，与电机的固有频率协调地或同步地进行所述相短路的进行和撤除。正如下文也阐释的那样，为了设定所述根据本发明的方法的优点，所述切换频率不必准确对应于所述固有频率。例如足够的是，
所述切换频率位于这样的频率范围中：该频率范围的下极限计为固有频率的整数倍数减去预先给定的公差值，并且该频率范围的上极限计为固有频率的整数倍数加上所述预先给定的公差值。具体的数量值在下文被阐释。也还能够在这样的时间范围中存在所述切换频率的周期持续时间，该时间范围的下极限计为所述固有频率的周期持续时间的整数倍数减去公差值，并且该时间范围的上极限计为所述固有频率的周期持续时间的整数倍数加上该公差值。相应的公差值实现了更简单的和在花费上更有利的调节。
相应的方法有利地包括：所述第一电流阀基于接通条件被接通以用于进行所述相短路并且基于断开条件被断开以用于撤除所述相短路，其中，接通条件和/或断开条件基于表征所述电机的固有频率的参量被预先给定。
所述接通条件能够至少包括：在第一直流电压接头和第二直流电压接头之间的输出电压已经超过了上阈值，其中，所述上阈值（至少）依赖于表征所述电机的固有频率的参量被设定，也即提高或减小。
相应地，所述断开条件能够至少包括：在第一直流电压接头和第二直流电压接头之间的输出电压已经低于下阈值，其中，所述下阈值（至少）依赖于表征所述电机的固有频率的参量被设定，也即提高或减小。经过阈值进行的协调能够例如基于已知的机器参数来进行，正如下文借助于示例所阐释的那样。
采用：在所采用的桥式整流器的正的直流电压接头B+处的容量CB+在短路阶段期间经过恒定的电流IV卸载，从而在电容器CB+处的电压恒定地按照方程1下降：
（1）
推导得到了值Du：
（2）。
此外，通过电机的转子的在这里以1/s说明但是基于其它的时间基础也能够指代的转速n或该转速的倒数值也即回转持续时间T以及极对数P，经过以下所述给定了所述发电机的电的固有频率fE或其周期持续时间TE：
（3）。
此时，应该同步用于所述电的回转频率的时间和在正的直流电压接头B+处的电压的下降的时间。如果把来自方程3中的TE放到方程2中，则得到：
（4）。
值Du在该情况中在第一近似中对应于在电压（对于该电压，激活了短路）和电压（对于该电压，再次解除了短路）之间的差。例如，通过电压值的改变（在其中，解除了所述短路），也即下阈值的改变，因而能够造成所述被期望的状态。
按照本发明的一个有利的实施方式，所述设定因而额外于已经提到的与表征所述电机的固有频率的参量的相关性，也依赖于与第一和/或第二直流电压接头相连的电容式的元件的放电电流和该元件的容量。能够同样考虑另外的参量。
作为备选方案，也能够直接采用时间控制或混合的方法。这点意味着，所述接通条件至少能够包括：到达了预先给定的接通时刻，和/或所述断开条件至少能够包括：到达了预先给定的断开时刻。相应的时刻能够尤其基于机器频率得到预先给定。
在本申请的框架中，把能够接通和能够断开的、能够操控的电流阀理解为一种半导体开关，该半导体开关如此久地提供低欧姆的或导电的连接，只要在为此所设置的接头处施加有操控电压。尤其，这样的能够接通和能够断开的、能够操控的电流阀指的是半导体开关，例如MOSFET和/或IGBT，该半导体开关经过其门接头被操控并且经过所述漏源段提供低欧姆的或导电的连接。并非本发明的主题的仅能够接通的能够操控的电流阀例如是晶闸管。二极管同样是电流阀，但不能够被操控。
本发明基于的固设是：时间段的持续时间（在该时间段期间，在相短路和惯常的整流器运行之间往复切换）通过所述激励场的消减或所述发电机的激励电流的消减被预先给定，并且能够通过在激励场或激励电流中的振动的构造或加强被显著地降低。所述振动的构造或加强尤其有效，当所述第一电流阀的接通和/或断开的切换频率与通过所述电流阀的先前阐释的操控进行的这种频率至少部分地同步时，正如在下文所阐释的那样。本发明因而利用所使用的系统的固有振动，以便缩短相应的时间段和由此减小所参与的电流阀的负荷。所述电流阀的负荷也这样被显著减小：即具有损失的切换过程在这样的时刻进行：在该时刻处，瞬时地施加了低的相电流。
通过根据本发明的措施（其实现了相应的时间段的显著的缩短以及在低的相电流的时刻的切换过程显著的缩短），由此允许在所参与的电流阀中的所述损耗功率的减小和最后允许所述相应的系统的稳健性的提高。
尽管在这里主要参照负荷卸载（从尤其在无电池组的运行中的负荷关断中得到该负荷卸载），所述根据本发明的方法原则上也适用于这样的情况：在该情况中，从例如在所述桥式整流器的正的直流电压接头处的线缆拆除（Kabelabriss）中得到相应的负荷卸载。在第一情况中，也即在没有电池组的运行中的负荷断开的情况中，所述发电机对于高达一秒的过渡时间提供了比该电网能够承接的更多的电流。正如开文提到的那样，导致过压，该过压能够尤其损坏经连接的控制器。但是，所述电网必须必要时被继续供应，因为在没有电池组的运行中，没有电池组供应作为过渡解决方案可行。在线缆拆除的情况中，发电机同样继续提供电流，但是不再连接能够被危害的耗件。如果存在电池组，则耗件能够以过渡方式由此电池组供应。当然，在这里在没有另外的对策的情况中，发电机继续提供电流，这能够导致例如在正的直流电压接头处的电压的升高并且导致所述发电机的功率电子装置的破坏。
正如也在所附的图4中所示，所述时间段（在其期间，在惯常的整流和相短路之间往复切换）的持续时间依赖于激励电流的走势，该走势在无载运转中在第一近似中遵循指数衰减。正如同样从图4中可见，所述衰减曲线的持续时间或直到这样的衰减曲线到达零值或足够近似零值的持续时间，首要地取决于该相应的电流的初始值。
如果采用激励绕组例如作为带有2 Ω电阻和400 mH电感的线圈（其电流经过二极管消除），能够示出的是，在使用峰值短路（Stoßkurzschluss）时，能够构造从定子到转子的振动，该振动能够显著减小时刻（在该时刻，所述激励电流首先到达零值（0 A））并且由此较早地能够过渡到惯常的整流中。在不带有振动时，首次在大约400 ms时到达此值，在经叠加的振动时，在大约80 ms后已经到达此值。当所述经叠加的振动的幅度越高时，越早到达该时刻。所述幅度再者依赖于：多么好地满足了在下文中被阐释的共振条件。
要指出的是，在所参与的电流阀中的高的损耗功率不通过在所述激励线圈中所存储的能量出现，而是其实通过连续的电流产生出现，只要所述激励电流不完全消退。
在正常情况下被存储在激励线圈中的能量E在所阐释的示例中对于6 A和400 mH例如计为3 A2 x 400 mH = 3.6 J。在负荷卸载时在所参与的电流阀中的所出现的能量反而以倍数更高。如果采用带有100 A的输出电流的发电机并且相对于36 V箝制该输出电流，则在1 ms的时间段后已经达到了所提到的3.6 J。
正如也在下文阐释的图2中可见并且在那里详细地讨论的那样，在有源的整流的时间段中导致在发电机的理论上的输出电流中的减小，而在相短路期间，可见所述相电流的升高。所述激励电流以与相电流相同的频率和相同的相位进行振动。在这里，它指的是带有固有频率fE =（n x P）（参见方程3）的强迫的固有振动，其中，n以每秒回转说明了发电机转速，并且P说明了极对数。对于
以每分钟回转（rpm）的发电机转速，得到了固有频率为fE =（n x P） / 60。
为了在所参与的电流阀中尽可能小地保持损耗功率，所述切换过程必须在这样的时刻进行：在该时刻中，所述相电流较低。基于相短路的进行和撤除所得到的整流器的输出电压中的振动（也即在所述整流器的正的直流电压接头之间施加的振动）的频率fB+，通过被连接在所述直流电压接头处的容量CB+、从所述容量取走的放电电流IE和用于所述相短路的进行和撤除的所存放的切换阈值Us的差压（在本申请的框架中利用上阈值和下阈值来指代）被确定，这能够以fB+ = f（CB+，lE，Us）来表达。
因为在直流电压接头处所连接的容量以及从所述容量取走的电流在运行中不能够被改变，则在本申请的框架中还建议的是，所述切换阈值相对于相短路的激活和解除激活、也即上阈值和/或下阈值相应地改变，从而在整流器的输出电压中的振动的频率fB+匹配于所述固有振动fE的频率，其中，正如下文所阐释的那样，应该满足条件fE = fB+ 或 fE ≈fB+ 或 xfE =fB+ 或 xfE ≈fB+（x说明例如1至5的整数）。作为对此的备选方案，也能够使用混合的方法，在该方法中，相短路的持续时间或其切换频率受时间控制地进行。
正如在下文所阐释的图3中所示的那样，通过时间正确的、也即所述相短路的基本上相同步的激活和解除激活，能够实现相同取向的电流的强烈的下降。经此能够确保的是，时间段（在该时间段期间，在惯常的整流和相短路之间往复地切换）在很短的时间后、例如在大约4 ms后已经能够结束。到达这样的时刻，当所有的
相电流累加到值零时。在该时刻，所述发电机已经完全地解除激励。但是，基于传统所采用的算法，再次进行相短路，并且所述发电机的残留剩磁相对于0 V的反向电压再次产生了在0 V以上的相电流。
在有源的整流器运行期间，借助于所述相电压走势，随时能够一同遵循基础的转速并且实现相应的所期望的切换频率的计算。只要借助于所述在正的直流电压接头B+处的电压识别到存在负荷卸载，则把在整流器相之间的切换频率匹配到所期望的切换频率。如果此时在相应的负荷卸载运行期间识别到：所述相电流或激励电流在一个时刻（合计）到达0 A，则能够省去相短路的继续的激活，因为所述电机从此时刻起足够地解除激励。
有利地，因而在本发明的框架中，能够测量或从所述电机的转速中确定表征所述电机的固有频率的参量（所述相短路的进行和撤除的切换频率至少部分地与其频率同步）。
所述根据本发明的方法（正如所提到的那样）证实作为尤其有利，因为不需要准确地遵循共振条件fE = fB+，因为它在当前的情况中指的是强迫的振动。如已经所阐释的那样，已经此时得到了根据本发明的方法的优点：当满足了条件fE ≈ fB+ 或 xfE = fB+ 或xfE≈fB+时。换而言之，所述根据本发明的至少部分的同步能够如此进行：所述电机的固有频率大约位于所述切换频率或该切换频率的倍数的频率范围中。切换频率（或倍数）因而不必正好通过固有频率达成或者反过来，正如上文已经提到的那样。同样，在相短路和有源的整流之间的转接或反向转接仅相对于所述固有频率信号的每个第二、第三、第四等最小值实现了固有振动的根据本发明被识别作为有利的提高。因此，在本发明的框架中，“同步”并非必须指代两个所提到的频率的等同。同步能够其实也如此进行，即所述固有频率加上或减去任选的公差值而等于相短路的切换频率或这中的整数倍数。
还换而言之，有利地设置的是，所述电机的固有频率计为fE，所述第一电流阀的切换频率计为（fE x m） ± （k x fE），其中，m是从1至5的整数，并且k位于从0至0.4的范围中。在值大于1时，值m表现为所提到的整数倍数，并且值m表现为限定所述任选的公差值的值。
根据本发明的计算单元，例如机动车的控制器，尤其在编程技术上被设置用于，执行按本发明的方法。
所述方法以软件形式的实施也是有利的，这是因为这一点产生特别小的成本，特别是当执行中的控制器还被用于其它的任务以及因此总归是存在的时。用于提供计算机程序的合适的数据载体尤其是软盘、硬盘、闪存、EEPROM、CD-ROM、DVD等。也能够经由计算机网络（因特网、以太网等）对程序进行下载。
从说明书以及所附的附图中得出本发明的其它优点和构造方案。
附图说明
图1以经简化的示意图示出了一种带有发电机和有源的桥式整流器的装置，
图2示出了用于阐释按本发明的一种实施形式的方法的基础的信号走向变化，
图3示出了用于阐释按本发明的一种实施形式的方法的信号走势，
图4示出了用于阐释按本发明的一种实施形式的方法的信号走势，
图5以图表为形式表明了按照本发明的一个实施方式的方法的作用原理，
图6以图表为形式表明了按照本发明的一个实施方式的方法，
图7在示意图中示出了用于阐释按本发明的一种实施形式的方法的一个信号走势。
具体实施方式
在所述附图中，以相同的附图标记说明并且并非重复地阐释彼此相应的元件。
在图1中示意地表明了一种带有发电机1和有源的桥式整流器2的装置，正如该装置可以是本发明的一个实施方式的基础那样。
发电机1包括五相地和在五角星连接（Drudenfußschaltung）中构造的定子11和转子12。利用常见的配电符号展示了但是并非单独地指代了定子11的单个的定子绕阻和转子12的转子绕组。
发电机1利用五个相接头U至Y分别关于能够接通和能够断开的、能够控制的电流阀（在这里以UL至YL和UH至YH指代）联接至第一直流电压接头B-或第二直流电压接头B+。所述直流电压接头B-能够典型地接地。
根据本发明的方法在下文借助于相短路在下部的整流器分支（“低边”）的电流阀UL至YL中的进行来说明，但是也能够利用在上部的整流器分支（“高边”）中的电流阀UH至YH来执行。相应所参与的电流阀在本申请的框架中被称为“第一”电流阀；这些电流阀至少能够接通和能够断开以及能够控制和例如构造为MOSFET。能够接通和能够断开的、能够控制的电流阀UL至YL以及UH至YH在该图中被简化地作为带有并联的齐纳二极管的开关示出。所述齐纳二极管在此象征着从特定的漏源电压起的MOSFET的典型的击穿特性，以及在MOSFET中存在的反向二极管。所述电流阀UL至YL和UH至YH（正如一般常见的那样）布置在相应于所述相接头数量的多个半桥中。所述电流阀UL至YL和UH至YH分别通过分散的控制设备21至25能够控制，正如在这里利用虚线的操控箭头表明的那样。
此外，所述电流阀UH至YH和/或电流阀UL至YL典型地包含合适的附加布线，以便例如实现把电压箝制到例如30 V上。
发电机调节器13评估在所述直流电压接头B+和B-之间施加的电压并且例如经过转子12的激励绕组的脉冲宽度调制的通电来调节所述发电机1的输出功率。
在图2中，相对于在共同的横坐标上的以ms的时间，绘出了在相应纵坐标上的以A或V的电流走势和电压走势。在图2中所示的电流走势和电压走势在并非根据本发明运行的装置中在五相的发电机（该发电机带有为该发电机配设的有源的桥式整流器）中出现，该装置在其余情况中能够对应于在图1中所示的装置。所述电流走势和电压走势以图表210、220、230、240、250 和 260为形式被表明。
在图表210中，利用201指代在所述桥式整流器的直流电压接头之间施加的电压。在图表210中，还以走势202为形式表明了被供馈到联接至所述有源的桥式整流器的电网中的电流。
在大约73.4至73.8ms的时间段中，所述有源的桥式整流器位于惯常的整流器运行中。在73.8ms的时刻，在所示的示例中，出现负荷卸载，例如由于耗件的断开。在有源的桥式整流器的直流电压接头之间所施加的电压201经此快速地升高。如果在所述有源的桥式整流器的直流电压接头之间所施加的电压201超过了（未示出的）上阈值，则进行多次所阐释的措施，例如接通所述下部的整流器分支的电流阀。
所述发电机的相应的相经此被短路，从而在所述有源的桥式整流器的直流电压接头之间所施加的电压201不继续升高。正如可见那样，在所述有源的桥式整流器的直流电压接头之间所施加的电压201在短暂的保持在一个水平上后再次下降并且在大约74.4ms的时刻到达最小值。如果通过在所述有源的桥式整流器的直流电压接头之间所施加的电压201低于（同样未示出的）下阈值，则所述整流器再次过渡到惯常的整流器运行中。
如果所述发电机尚未足够解除激励，则在所示的示例中在大约74.6ms中在所述有源的桥式整流器的直流电压接头之间所施加的电压201再度升高、超过所述上阈值并且再度导致相短路。相短路的经重复的进行和撤除如此久地进行，直到所述电流足够地消退。
在图2的图表220中，表明并且利用203指代由发电机和有源的桥式整流器形成的相应的装置的相电压之一的走势。所述发电机在所示的示例中（正如所提到的那样）构造为五相的发电机，从而在单个的相电压叠加时得到了在图表230中所示的总走势204。正如可见的那样，所述相电压204的最大值在负荷卸载现象前在大约73.8ms处由于所述激励电流的调节而计为大约15 V。在所述负荷卸载现象后在大约73.8ms处，基于对于图1所说明的电压箝制而导致此相电压204相应升高到将近30 V。在时间段（在其中，所述发电机相被短路）中，全部的相电压下降到0V。
在图表240中以走势205为形式表明了在相应的电机中或有源的桥式整流器中的相电流。可见的是，尤其在有源的整流的相（从在图表230中表明的相电压204中可见）中，所述相电流205的和由此以及所述发电机的理论的输出电流的包络线降低并且在短路阶段期间进行所述相电流的升高。
在图表250中，通过电机或由相应的电机和有源的桥式整流器形成的装置表明了在理论上所输出的电流，当所述有源的桥式整流器连续地在惯常的整流器运行中运行时，会设定该电流。所述图表260以走势207为形式表明了激励电流，也即流动通过电机的转子的电流。
在图3中表明了电流走势和电压走势，其从由按照本发明的一个尤其优选的实施方式的发电机和有源的桥式整流器形成的相应的装置的操控中得到。图表、走势等（其对应于在先前所示的图2中的图表、走势等）利用以100增加的附图标记表明。省去展示正如在图2的图表220中的单个的相电压203和正如在图2的图表260中的激励电流207，剩余的图表310、330、340 和 350的所述装置和在这些图表中所示的电流走势和电压走势301、302、304、305 和 306相应于图2中的那些。在图3中的时间标度偏离于图2的时间标度。
如果（正如按照图3从大约6.0ms的情况那样）相短路的进行和撤除同步于所述发电机的理论上的输出电流（该输出电流在图表350中以走势306的形式被表明）进行，并且由此与所述电机的固有频率协调，则在所示的示例中已经在时刻大约9ms处导致的是，所述相电流（正如在图表340中以走势305的形式被表明）累加至值0 A。通过相短路的相同步的进行和撤除（在总观中尤其参见图表330和350），更强地激励现存的固有振动和由此在激励电流中的经总和的相电流中到达零点。
如已经所阐释的那样，显然，并不需要必须进行所述相短路的相同步的进行和撤除。也能够设置的是，所述相短路的进行和撤除的频率对应于所述激励电流的频率的倍数或设定了仅近似的同步。
在图7中再次示意地表明了按照图3的图表310的电压走势。因此，此处已经提示了最后的阐释。
在图4中示意示出了用于阐释按本发明的一种实施方式的方法的信号走势。在这里，相对于在横坐标上的以s为单位的时间，在纵坐标上以A为单位绘出了不带有经构造的振动的激励电流401和带有相应经提高的振动的激励电流402。利用403指代这样的时刻：在该时刻，走势402首次到达值0 A。该时刻明显位于（并非单独所示的）这样的时刻前：在该时刻，激励电流401到达了零值。先前已经阐释了另外的具体情况。
在图5中以示意的图表为形式表明了按照本发明的一个实施方式的方法的作用原理。
如所述，相短路的激活（框501）导致在所述相中的直流份额，该直流份额（框502）变压器式地传输到所述电机的转子上（例如参见图1中的转子12）。在低激励电流的时刻，相电流也很低（框503），从而相短路（框504）的解除激活优选地应该在此时刻进行，以便减小在所述有源的桥式整流器（框505）的电流阀中的损耗功率。如果相短路由此在合算的时刻被撤除，则此优选地至少部分地与激励电流的或电机的固有振动同步，或者当预先给定的阈值被所述整流器的输出电压超过时，再次进行（框501），从而再次到达起点。
图6以图表为形式表明了按照本发明的一个实施方式的方法。
在所述方法中，正如利用框601表明的那样，借助于与转速相关联的相电压走势或者例如借助于转速和角位置，实现连续计算电机的固有频率或其周期持续时间。
正如利用框602表明的那样，连续地或周期地检查的是，是否在有源的桥式整流器的直流电压接头之间的输出电压超过上阈值。如果否（-），则所述方法循环地以利用所阐释的框601和602所表明的步骤延续。如果是（+），正如利用框603表明的那样，进行相短路。
正如利用框604表明的那样，在一个周期持续时间（或倍数，如所述那样）经流逝之后，启动时间测量器并且解除相短路，该周期持续时间在按照框601的步骤中被确定。这点利用框605表明。所述相短路也此时解除：即当在有源的桥式整流器的直流电压接头之间的输出电压尚未低于预先给定的下阈值时。
正如利用框606表明的那样，此时检查：是否所述相电压或激励电流（也即再者，一般而言流动通过所述电机的转子的电流）已经低于预先给定的最小值。如果否（-），则进一步利用交替的相短路/整流器运行来继续运行，也即，正如利用框607表明的那样，当在有源的桥式整流器的直流电压接头之间的输出电压超过了经提到的上阈值时，再次进行相短路，再次启动按照框604的时间测量并且所述方法如所述那样继续进行直到利用框606所表明的检查步骤。如果是（+），则激励电流或相电流足够地消退，从而进一步能够保持在惯常的整流中，也即不带有另外的相短路，正如利用框608所表明的那样。所述方法能够然后利用相应于框601的步骤来延续。
如已经提到的那样，在图7中再次示意地表明了按照图3的图表310的电压走势。在图3中利用301所指代的电压走势在图7中利用701指代，其中，同样在这里，在图表710中相对于在纵坐标上的以V的电压绘出了在横坐标上的以ms的时间。作为附加方案，在这里，利用705指代所述桥式整流器的输出电压的上阈值。
如果桥式整流器的输出电压、也即电压走势701到达了上阈值705（正如多次阐释的那样），则进行相短路。在所示的示例中，所述相短路在预先给定的时间段流逝后再次被撤除。所述根据本发明的方法设置的是，此时间至少部分地与所述电机的固有频率或相应的信号、例如流动通过所述电机的转子的电流的走势进行同步，从而在图7中利用706指代的时间段带有必要时存在的可能的偏差地对应于这种流动通过所述电机的转子的电流的一个周期持续时间（或这中的倍数）。以这种方式，激励所述固有振动。

Claims (15)

1.用于操控能够至少发电地运行的多相的电机（1）的方法（100），该电机的相接头（U-Y）在有源的桥式整流器（2）中分别经过能够接通和能够断开的、能够操控的第一电流阀（UL-YL）联接至第一直流电压接头（B-）并且经过第二电流阀（UH-YH）联接至第二直流电压接头（B+），其中，所述方法包括：在所述电机（1）的发电运行中，在出现负荷卸载后，多次地经过所述第一电流阀（UL-YL）进行和撤除所述相接头（U-Y）的相短路，其特征在于，求取表征所述电机（1）的固有频率的参量，并且基于表征所述电机（1）的固有频率的该参量，利用切换频率操控所述第一电流阀（UL-YL）以用于进行和撤除所述相短路。
2.按照权利要求1所述的方法（100），在该方法中，所述切换频率位于这样的频率范围中：该频率范围的下极限计为固有频率的整数倍数减去预先给定的公差值，并且该频率范围的上极限计为固有频率的整数倍数加上所述预先给定的公差值。
3.按照权利要求2所述的方法，在该方法中，当所述电机（1）的固有频率计为fE时，所述切换频率计为（fE x m） ± （k x fE），其中，m是带有从1至5的值的所述整数倍数，并且k是从0至0.4的限定所述预先给定的公差值的值。
4.按照权利要求1所述的方法（100），在该方法中，在这样的时间范围中存在所述切换频率的周期持续时间：该时间范围的下极限计为所述固有频率的周期持续时间的整数倍数减去公差值，并且该时间范围的上极限计为所述固有频率的周期持续时间的整数倍数加上该公差值。
5.按前述权利要求中任一项所述的方法，在该方法中，作为表明所述电机（1）的固有频率的参量，使用在执行所述方法的时刻的所述电机（1）的所求取的转速或者从这中推导的值。
6.按照权利要求5所述的方法，在该方法中，在使用在执行所述方法的时刻处的电机（1）的转速的情况下，并且在使用所述电机（1）的极对数的情况下，确定所述固有频率和/或该固有频率的周期时长。
7.按前述权利要求1至4中任一项所述的方法，在该方法中，当流动通过所述电机（1）的转子（12）的电流或所述电机的至少一个另外的电流信号首次低于阈值时，结束所述相短路的多次的所述进行。
8.按前述权利要求1至4中任一项所述的方法，在该方法中，所述第一电流阀（UL-YL）基于接通条件被接通以用于进行所述相短路并且基于断开条件被断开以用于撤除所述相短路，其中，所述接通条件和/或所述断开条件基于表征所述电机（1）的固有频率的参量被预先给定。
9.按照权利要求8所述的方法，在该方法中，所述接通条件至少包括：在第一直流电压接头（B-）和第二直流电压接头（B+）之间的输出电压已经超过了上阈值，其中，所述上阈值的阈值设定是依赖于表征所述电机（1）的固有频率的参量来进行的。
10.按照权利要求8所述的方法，在该方法中，所述断开条件至少包括：在第一直流电压接头（B-）和第二直流电压接头（B+）之间的输出电压已经低于下阈值，其中，所述下阈值的阈值设定是依赖于表征所述电机（1）的固有频率的参量来进行的。
11.按照权利要求9或10所述的方法，在该方法中，还依赖于与第一和/或第二直流电压接头（B+、B-）相连的电容式的元件的放电电流和该元件的容量，进行所述阈值设定。
12.按照权利要求8所述的方法，在该方法中，所述接通条件至少包括：到达了预先给定的接通时刻，和/或在该方法中，所述断开条件至少包括：到达了预先给定的断开时刻。
13.按前述权利要求1至4中任一项所述的方法，在该方法中，当在所述相接头（U-Y）中流动的电流在总和中得到0A或位于预先给定的阈值以下时，禁止所述相短路的进行和撤除。
14.控制设备，其设定用于：执行按前述权利要求任一项所述的方法。
15.能够机读的存储介质，所述存储介质带有存储在该存储介质上的计算机程序，该计算机程序把按照权利要求14所述的控制设备触发以用于执行按权利要求1至13中任一项所述的方法，当该计算机程序被实施在该控制设备上时。
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