DE102008023779A1

DE102008023779A1 - Generator mit hohem Wirkungsgrad

Info

Publication number: DE102008023779A1
Application number: DE102008023779A
Authority: DE
Inventors: Chandra S. Troy Namuduri; Lei Troy Hao
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-05-17
Filing date: 2008-05-15
Publication date: 2008-12-24
Also published as: US20080284385A1; US7919949B2; CN101309019A

Abstract

Ein Generatorsystem, das eine dreiphasige AC-Maschine und eine aktive Gleichrichterbrücke umfasst, welche MOSFET-Schalter mit einem niedrigen Widerstandswert im eingeschalteten Zustand verwendet, um den AC-Strom von der Maschine in einen DC-Strom zu konvertieren. Das System umfasst auch eine Schalteron mit dem dreiphasigen Stromfluss zu schalten. Das System ermittelt die Spannungen von Phase gegen Masse der Maschine als Eingänge an die Schaltersteuerungsschaltung. Die Steuerungsschaltung berechnet die Spannungen von Phase zu Phase aus den Spannungen von Phase gegen Masse. Die Steuerungsschaltung ermittelt dann, ob jede der Spannungen von Phase zu Phase über oder unter einer ersten und einer zweiten vorbestimmten Schwellenwertspannung liegt, wobei die Steuerungsschaltung den Schalter schließt, wenn die Spannung von Phase zu Phase über der ersten Schwellenwertspannung liegt, und die Steuerungsschaltung den Schalter öffnet, wenn die Spannung von Phase zu Phase unter der zweiten Schwellenwertspannung liegt.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität des Einreichungsdatums der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 60/938,573 mit dem Titel "High Efficiency Generator", die am 17. Mai 2007 eingereicht wurde.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft allgemein ein Generatorsystem und insbesondere ein Generatorsystem für ein Fahrzeug, das ein aktive Gleichrichterbrücke umfasst, welche Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor-Schalter (MOSFET-Schalter) mit einem niedrigen Widerstandwert im eingeschalteten Zustand und ein Steuerungsschema zum Steuern der Schalter verwendet.
2. Erörterung des Standes der Technik
Fahrzeuge verwenden Generatoren, die von einem mit dem Fahrzeugmotor gekoppelten Riemen angetrieben werden, um elektrische Leistung zu erzeugen. Elektrische Generatoren in Kraftfahrzeugen verwenden typischerweise eine AC-Synchronmaschine mit dreiphasigen Statorwicklungen, eine DC-Erregerwicklung an einem Klauenpolrotor, einen Spannungsregler und einen dreiphasigen Diodenbrückengleichrichter, um einen DC-Ausgang zu erzeugen. Der Erregerstrom der Synchronmaschine wird von dem Spannungsregler gesteuert, um die DC-Ausgangsspannung des Generators zu regeln. In der Klauenpolvorrichtung wurden Permanentmagnete verwendet, um die Leistungsausgabe und den Wirkungsgrad des Generators bei einem gegebenen Generator zu erhöhen.
Generatoren mit einem hohen Wirkungsgrad verwenden üblicherweise zur Verringerung von Kupferverlusten gestaltete Leiterstatorwicklungen, dünnere Statorbleche zur Verringerung von Eisenverlusten, Lager mit geringer Reibung, einen geschichteten Rotoraufbau und eine Permanentmagneterregung, welche alle die Kosten und/oder die Masse des Generators wesentlich erhöhen.
Wie voranstehend erwähnt verwenden bekannte Generatoranordnungen typischerweise eine dreiphasige Diodenbrücke, um den AC-Strom in einen DC-Strom zu konvertieren, wobei die Dioden in Abhängigkeit von der Ausbreitungsrichtung des Stroms durch die dreiphasigen Spulen leiten. Eine dreiphasige Maschine benötigt im Allgemeinen sechs Dioden. Die dreiphasige Diodenbrücke trägt allgemein 20%–50% zu den Gesamtverlusten des Generators bei. Insbesondere kann der Leistungsbetrag, der beim Leiten der Dioden verwendet wird, bei 100 Ampere einen Leistungsverlust von etwa 180 Watt und einen Gesamtspannungsverlust an den Dioden von etwa 1,8 Volt liefern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung wird ein Generatorsystem offenbart, das eine dreiphasige AC-Maschine und eine aktive Gleichrichterbrücke umfasst, welche Schalter mit einem niedrigen Widerstandswert im eingeschalteten Zustand verwendet, wie zum Beispiel MOSFET-Schalter, um den AC-Strom von der Maschine in einen DC-Strom zu kon vertieren. Das System umfasst auch eine Schaltersteuerungsschaltung, um die MOSFET-Schalter synchron mit dem dreiphasigen Stromfluss zu schalten. Das System verwendet die Spannungen von Phase gegen Masse oder die Spannungen von Phase zu Phase der Maschine als Eingänge für die Schaltersteuerungsschaltung. Wenn die Spannungen von Phase gegen Masse gemessen werden, ermittelt die Steuerungsschaltung zuerst die Spannungen von Phase zu Phase aus den Spannungen von Phase gegen Masse. Die Spannungen von Phase zu Phase können unter Verwendung von Differenzverstärkerschaltungen auch direkt gemessen werden. Die Steuerungsschaltung ermittelt dann, ob jede der Spannungen von Phase zu Phase über oder unter einer ersten und einer zweiten vorbestimmten Schwellenwertspannung liegt, wobei die Steuerungsschaltung den Schalter schließt, wenn die Spannung von Phase zu Phase über der ersten Schwellenwertspannung liegt, und die Steuerungsschaltung den Schalter öffnet, wenn die Spannung von Phase zu Phase unter der zweiten Schwellenwertspannung liegt. Auch deaktiviert das System die Schalter, wenn die Drehzahl der Maschine unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt.
Zusätzliche Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen offenbar.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Zeichnung eines Generatorsystems, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine aktive Gleichrichterbrücke umfasst, welche MOSFET-Schalter verwendet;
2(a)–2(b) sind Ablaufdiagramme, die einen Prozess für ein selektives Einschalten und Ausschalten der MOSFET-Schalter in dem Generatorsystem von 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen; und
3(a)–3(b) sind Ablaufdiagramme, die einen Prozess für ein selektives Einschalten und Ausschalten der MOSFET-Schalter in dem Generatorsystem von 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
GENAUE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Erörterung der Ausführungsformen der Erfindung, die auf ein Generatorsystem gerichtet ist, welches eine aktive Gleichrichterbrücke verwendet, die MOSFET-Schalter umfasst, ist rein beispielhafter Natur und ist keinesfalls dazu gedacht, die Erfindung oder ihre Anwendungen oder Verwendungen zu beschränken.
1 ist eine schematische Zeichnung eines Generatorsystems 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System 10 umfasst eine dreiphasige Synchronmaschine 12 mit einem gewickelten Rotor, wie zum Beispiel eine Klauenpolmaschine, die eine Feldspule 58 in einem Rotor 56 der Maschine 12 und dreiphasige synchrone AC-Ankerspulen in einem Stator 54 der Maschine 12 aufweist. Bei dieser nicht beschränkenden Ausführungsform ist die Maschine 12 eine Lundell-Maschine. In den Rotor 56 der Maschine 12 können zwischen die Klauenpole Permanentmagnete eingebaut sein, um einen zusätzlichen Fluss zu dem zu liefern, der von der Feldspule 58 erzeugt wird, wobei der Gesamtfluss für die Erzeugung von Spannung in den Ankerspulen verantwortlich ist.
Das System 10 umfasst auch einen Spannungsregler 14, der die zwischen einer positiven Leitung 16 und einer negativen Leitung 18 des Systems 10 durch Gleichrichten der erzeugten AC-Spannung erzeugte DC-Spannung V_dc regelt. Die DC-Spannung wird verwendet, um DC-Lasten 20 in dem Fahrzeug zu betreiben, und um eine Fahrzeugbatterie 22 aufzuladen, wobei der Widerstandswert Rbat der Innenwiderstandswert der Batterie 22 ist. Der Spannungsregler 14 liefert eine Pulsweitenmodulationssteuerung (PWM-Steuerung) für die Feldspule 58 in der Maschine 12. Insbesondere liefert der Spannungsregler 14 ein Signal an einen MOSFET-Schalter 24, der ermöglicht, dass ein gesteuerter Strom an die Feldspule 58 gesandt wird.
Das System 10 umfasst eine Wechselrichter/Gleichrichter-Schaltung 26 mit einer Vielzahl von Dioden 28, 30, 32, 34, 36 und 38, die einen Stromfluss durchlassen und sperren, um den AC-Strom von den Ankerspulen in einen DC-Strom gleichzurichten, um die Lasten 20 zu betreiben und die Fahrzeugbatterie 22 aufzuladen. Die Wechselrichter/Gleichrichter-Schaltung 26 umfasst auch eine Vielzahl von MOSFET-Schaltern 40, 42, 44, 46, 48 und 50, die mit den Dioden 28, 30, 32, 34, 36 bzw. 38 parallel geschaltet sind und einen Strompfad mit einem niedrigen Widerstandswert um die Diode herum bereitstellen, wenn die Diode leitet, d. h. wenn ein Strom in einer Durchlassrichtung durch die Diode fließt. Eine Schaltersteuerungsschaltung 52 steuert, ob die Schalter 40, 42, 44, 46, 48 und 50 geöffnet oder geschlossen werden, in Verbindung damit, ob die Diode 28, 30, 32, 34, 36 oder 38 leitet. Die Dioden 28, 30, 32, 34, 36 und 38 können in die jeweiligen MOSFET-Schalter 40, 42, 44, 46, 48 und 50 integrierte Body-Drain-Dioden sein. Zudem können die Dioden 28, 30, 32, 34, 36 und 38 Zenerdioden sein, die eine Spannungsarretierungsfähigkeit aufweisen, wenn sie einer Überspannung in Sperrrichtung unterworfen sind, die eine Sperrdurchbruchspannung überschreitet.
Die Spannungen V_A, V_B und V_C von Phase gegen Masse zwischen den Statoranschlüssen, die in der Schaltung 26 durch Knoten A, B und C bezeichnet sind, und einer Batteriemasse oder der negativen Leitung 18 werden in die Steuerungsschaltung 52 eingegeben, um die Rotorposition der Maschine 12 zu bestimmen. (Nicht gezeigte) Spannungsteilerschaltungen können verwendet werden, um die Phasenspannungen zwischen den Knoten A, B und C und der Masseleitung 18 auf ein Niveau zu teilen, das für die Steuerungsschaltung 52 geeignet ist. Diese Information ermöglicht der Steuerungsschaltung 52 die Kenntnis, welche der Schalter 40, 42, 44, 46, 48 und 50 geschlossen werden müssen, um die Stromgleichrichtung bereitzustellen. Insbesondere, wenn die geeignete Diode 28, 30, 32, 34, 36 und 38 leitet, um für eine Gleichrichtung zu sorgen, wird der Schalter 40, 42, 44, 46, 48 oder 50, welcher mit der Diode 28, 30, 32, 34, 36 oder 38 verbunden ist, geschlossen, um einen Schwachstrompfad bereitzustellen, der die Diode 28, 30, 32, 34, 36 oder 38 umgeht. Ausgangsleitungen aus der Steuerungsschaltung 52 sind an den Gate-Anschluss der MOSFET-Schalter 40, 42, 44, 46, 48 und 50 angelegt, um das Signal bereitzustellen, das den Schalter schließt.
Die Einschalt- und Ausschalt-Punkte jedes MOSFET-Schalters 40, 42, 44, 46, 48 und 50 werden durch ein Vergleichen der Spannungen von Phase zu Phase mit einem vorbestimmten oberen und unteren Schwellenwertniveau während positiver und negativer Halbzyklen der Ausgangswellenform aus der Maschine 12 gesteuert. Die Steuerungsschaltung 52 für die MOSFET-Schalter 40, 42, 44, 46, 48 und 50 detektiert auch die Generatordrehzahl (RPM) unter Verwendung der Frequenz einer oder mehrerer der Spannungen von Phase gegen Masse V_A, V_B und V_C. Für Generatordrehzahlen unter einem vorbestimmten Schwellenwert wird das Schalten der MOSFET-Schalter 40, 42, 44, 46, 48 und 50 deaktiviert, um eine ungewünschte Entladung der Batterie 22 durch die Generatorwicklungen zu verhindern.
2(a)–2(b) sind ein Ablaufdiagramm 60, das einen Betrieb zum Schalten der MOSFET-Schalter 40, 42, 44, 46, 48 und 50 zeigt, um die Stromgleichrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitzustellen. Der Algorithmus initialisiert bei Kästchen 62 die Kalibrierparameter und deaktiviert (öffnet) die MOSFET-Schalter 40, 42, 44, 46, 48 und 50. Die Kalibrierparameter können die Spannungsschwellenwerte und die minimale RPM, welche von der Steuerungsschaltung 52 verwendet werden und die beide nachstehend erörtert werden, und andere Systemparameter umfassen, die für den Betrieb des Generatorsystems 10 notwendig sind.
Der Algorithmus misst dann bei Kästchen 64 die Spannungen zwischen jeder Phase und Batteriemasse, um die Spannungen V_A, V_B und V_C von Phase gegen Masse für die Eingänge an die Steuerungsschaltung 52 zu erhalten. Es kann sein, dass die Spannungen V_A, V_B und V_C von Phase gegen Masse auf ein Niveau gedämpft oder skaliert werden müssen, das für die digitalen Schaltkreise in der Steuerungsschaltung 52 geeignet ist. Der Algorithmus berechnet dann bei Kästchen 66 die Spannungen von Phase zu Phase V_AB, V_BA, V_BC, V_CB, V_CA und V_AC aus den Spannungen von Phase gegen Masse V_A, V_B und V_C als V_A – V_B, V_B – V_A, V_B – V_C, V_C – V_B, V_C – V_A bzw. V_A – V_C. Es ist auch möglich, V_BA, V_CB und V_AC direkt aus V_AB, V_BC und V_CA als V_BA = –V_AB, V_CB = –V_BC und V_AC = –V_CA zu berechnen. Es ist auch möglich, die Spannungen von Phase zu Phase unter Verwendung von Differenzverstärkern oder anderen geeigneten Vorrichtungen direkt zu messen.
Der Algorithmus ermittelt bei Kästchen 66 auch die Drehzahl der Maschine 12 unter Verwendung beispielsweise der Frequenz einer oder mehrerer der Spannungen von Phase gegen Masse V_A, V_B und V_C oder der Frequenz einer oder mehrerer der Spannungen von Phase zu Phase V_AB, V_BC und V_CA. Der Algorithmus ermittelt dann bei Entscheidungsraute 68, ob die RPM der Maschine 12 größer als ein vorbestimmter Schwellenwert RPM_TH ist und kehrt zu dem Kästchen 62 zurück, um die Kalibrierparameter zu initialisieren, wenn dem nicht so ist. Der Algorithmus verhindert ein Einschalten der MOSFET-Schalter 40, 42, 44, 46, 48 und 50, wenn die Drehzahl der Maschine 12 unter einer vorbestimmten RPM liegt, um eine ungewünschte Entladung der Batterie 22 durch die Maschinenwicklungen zu verhindern.
Wenn bei der Entscheidungsraute 68 die Drehzahl der Maschine 12 größer als der Schwellenwert RPM_TH ist, dann vergleicht der Algorithmus bei Kästchen 70 die Spannungen von Phase zu Phase für jeden der MOSFET-Schalter 40, 42, 44, 46, 48 und 50 mit vorbestimmten Schwellenwertspannungen V_TH1+ und V_TH1–. Wenn eine spezielle Spannung von Phase zu Phase über der Schwellenwertspannung V_TH1+ liegt, dann wird der Algorithmus denjenigen Schalter 40, 42, 44, 46, 48 oder 50, der mit dieser Spannung von Phase zu Phase verbunden ist, schließen. Wenn eine spezielle Spannung von Phase zu Phase für einen MOSFET-Schalter 40, 42, 44, 46, 48 oder 50 unter der Schwellenwertspannung V_TH1– liegt, dann wird die Steuerungsschaltung 52 bewirken, dass der Schalter geöffnet wird. Sobald der spezielle MOSFET-Schalter 40, 42, 44, 46, 48 oder 50 geöffnet oder geschlossen ist, wird er in dieser Position bleiben, bis der Schwellenwert überquert wird, um seinen Zustand zu ändern. Die Schwel lenwertspannungen V_TH1+ und V_TH1– sind so gewählt, dass der spezielle MOSFET-Schalter 40, 42, 44, 46, 48 oder 50 geöffnet oder geschlossen wird, um dem Leiten der zugehörigen Diode zu folgen. Bei einer Ausführungsform liegt die Schwellenwertspannung V_TH1+ in dem Bereich von V_dc ±1 V, oder in dem Bereich von V_dc bis V_dc +0,25 V, wobei V_dc die Spannung zwischen der positiven Leitung 16 und der negativen Leitung 18 ist. Bei einer Ausführungsform liegt die Schwellenwertspannung V_TH1– in dem Bereich von ±1 V oder in dem Bereich von –10 mV bis +10 mV.
Jeder Vergleich der Spannungen von Phase zu Phase für jeden der MOSFET-Schalter 40, 42, 44, 46, 48 und 50 ist als ein separater Kanal 72 gezeigt. Bei Entscheidungsraute 74 ermittelt der Algorithmus, ob die Spannung von Phase zu Phase für den speziellen MOSFET-Schalter 40, 42, 44, 46, 48 oder 50 größer als die vorbestimmte Schwellenwertspannung V_TH1+ ist. Wenn bei der Entscheidungsraute 74 die Spannung von Phase zu Phase größer als die Schwellenwertspannung V_TH1+ ist, dann schließt der Algorithmus bei Kästchen 76 den speziellen MOSFET-Schalter 40, 42, 44, 46, 48 oder 50, andernfalls hält er den MOSFET-Schalter 40, 42, 44, 46, 48 oder 50 in seinem vorherigen Zustand. Bei Entscheidungsrate 78 ermittelt der Algorithmus dann, ob die Spannung von Phase zu Phase kleiner als die Schwellenwertspannung V_TH1– ist, und öffnet, wenn dem so ist, bei Kästchen 80 den MOSFET-Schalter 40, 42, 44, 46, 48 oder 50. Andernfalls bleibt der MOSFET-Schalter 40, 42, 44, 46, 48 oder 50 in seinem vorherigen Zustand. Alle Ausgangssignale werden dann bei Kästchen 82 an die MOSFET-Schalter 40, 42, 44, 46, 48 und 50 gesandt und der Prozess kehrt zu dem Kästchen 64 zurück.
Es ist vorgesehen, dass die Spannungsregelfunktion und die MOSFET-Steuerungsfunktion durch separate elektronische Steuerungsschaltungen unabhängig bereitgestellt werden können, oder dass beide Funktionen in einer einzigen elektronischen Steuerungsschaltung integriert sein können. Die elektronische Steuerungsschaltung kann unter Verwendung einer Kombination diskreter und/oder integrierter Schaltungen, eines Mikrocontrollers, eines digitalen Signalprozessors oder einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) implementiert sein.
Durch das Verwenden der MOSFET-Schalter und des voranstehend erörterten Steuerungsverfahrens weist das Generatorsystem 10 eine Anzahl von Vorteilen gegenüber denjenigen Generatorsystemen auf, die reine Diodengleichrichterbrücken verwenden. Insbesondere weist das Generatorsystem 10 eine wesentliche Verringerung bei den Generatorgleichrichterverlusten, eine wesentliche Verringerung bei der Betriebstemperatur des Kühlkörpers, ein Potential zur Verringerung der Lüfterverluste und -geräusche durch eine Verringerung des Lüfterluftstroms aufgrund einer verringerten Wärmelast, eine Verbesserung des Gesamtwirkungsgrads des Generatorsystems 10 und eine Verbesserung beim Fahrzeugkraftstoffverbrauch auf. Zudem benötigt das beschriebene Steuerungsverfahren keine zusätzlichen Sensoren, wie zum Beispiel Phasenstromsensoren, DC-Bus-Stromsensoren oder Rotorpositionssensoren, welche wesentliche Kosten hinzufügen und/oder den Wirkungsgradgewinn aufgrund eines Energieverlusts in den Sensoren verringern.
Es ist möglich, nur die drei Spannungen von Phase zu Phase V_AB, V_BC und V_CA zu verwenden, um die MOSFET-Schalter 40, 42, 44, 46, 48 oder 50 zu steuern. 3(a)–3(b) sind ein Ablaufdiagramm 90, das einen Betrieb zum Schalten der MOSFET-Schalter 40, 42, 44, 46, 48 und 50 zeigt, um die Stromgleichrichtung gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitzustellen, wobei Elemente, die den von Ablaufdiagramm 60 gleichen, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Bei dieser Ausführungsform wurde das Kästchen 66 durch das Kästchen 92 ersetzt, bei dem nur die Spannungen von Phase zu Phase V_BA, V_CB und V_AC berechnet werden. Da die Spannungen von Phase zu Phase V_BA, V_CB und V_AC nicht bekannt sind, muss der Vergleich dieser Spannungen von Phase zu Phase mit den Schwellenwertspannungen V_TH1+ und V_TH1– auf die Spannungen von Phase zu Phase geändert werden, die bekannt sind. Insbesondere wurden Entscheidungsrauten 94, 96, 98, 100, 102 und 104 in dem Ablaufdiagramm 90 geändert, um die Spannungen von Phase zu Phase V_AB, V_BC und V_AC mit der korrekten Beziehung zu den Schwellenwerten V_TH1+ und V_TH1– wie gezeigt zu umfassen.
Die voranstehende Erörterung offenbart und beschreibt rein beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Der Fachmann wird aus dieser Erörterung und aus den beiliegenden Zeichnungen und Ansprüchen leicht erkennen, dass verschiedene Änderungen, Modifikationen und Variationen darin vorgenommen werden können, ohne von dem Geist und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den nachstehenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

Generatorsystem, das umfasst: eine AC-Maschine, die eine Vielzahl von Ankerspulen umfasst; eine mit den Ankerspulen elektrisch gekoppelte Gleichrichterschaltung, wobei die Gleichrichterschaltung eine Vielzahl von Schaltern umfasst; und eine Steuerungsschaltung, die Steuerungssignale zum Ein- und Ausschalten der Schalter zur Konvertierung eines AC-Signals in ein DC-Signal an die Gleichrichterschaltung liefert, wobei die Steuerungsschaltung ermittelt, ob die Spannungen von Phase zu Phase der Maschine über einer ersten vorbestimmten Schwellenwertspannung oder unter einer zweiten vorbestimmten Schwellenwertspannung liegen, wobei die Steuerungsschaltung einen Schalter, der mit einer speziellen Phase der Maschine verbunden ist, einschaltet, wenn die Spannung von Phase zu Phase für diese Phase größer als die erste vorbestimmte Schwellenwertspannung ist, und den Schalter ausschaltet, wenn die Spannung von Phase zu Phase für diese Phase kleiner als die zweite vorbestimmte Schwellenwertspannung ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerungsschaltung die Spannung von Phase gegen Masse der Ankerspulen ermittelt und die Spannungen von Phase zu Phase aus den Spannungen von Phase gegen Masse berechnet.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerungsschaltung die Spannungen von Phase zu Phase der Ankerspulen direkt misst.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerungsschaltung ermittelt, ob die Drehzahl der Maschine unter einem vorbestimmten Drehzahlschwellenwert liegt, und verhindert, dass die Schalter eingeschaltet werden, wenn die Drehzahl der Maschine unter dem Drehzahlschwellenwert liegt.
System nach Anspruch 1, wobei die Schalter MOSFET-Schalter sind.
System nach Anspruch 1, wobei die Maschine drei Ankerspulen umfasst.
System nach Anspruch 6, wobei die Steuerungsschaltung sechs Spannungen von Phase zu Phase auf der Grundlage von drei Spannungen von Phase gegen Masse der drei Phasen berechnet, die mit den Ankerspulen verbunden sind.
System nach Anspruch 6, wobei die Steuerungsschaltung drei Spannungen von Phase zu Phase auf der Grundlage von drei Spannungen von Phase zu Phase der drei Phasen berechnet, die mit den Ankerspulen verbunden sind.
System nach Anspruch 6, wobei die drei Ankerspulen im Wesentlichen elektrisch symmetrisch sind.
System nach Anspruch 1, wobei die erste vorbestimmte Schwellenwertspannung ein positiver Wert ist und sich die zweite vorbestimmte Schwellenwertspannung von der ersten vorbestimmten Schwellenwertspannung unterscheidet.
System nach Anspruch 1, wobei die Gleichrichterschaltung eine zu jedem Schalter elektrisch parallel geschaltete Diode umfasst.
System nach Anspruch 11, wobei die Dioden Zenerdioden mit einer Spannungsarretierungsfähigkeit sind.
System nach Anspruch 11, wobei die Schalter MOSFET-Schalter sind und wobei die Dioden in dem jeweiligen MOSFET-Schalter integrierte Body-Drain-Dioden sind.
Generatorsystem für ein Fahrzeug, wobei das System umfasst: eine dreiphasige AC-Maschine, die drei Ankerspulen umfasst; eine mit den Ankerspulen elektrisch gekoppelte Gleichrichterschaltung, wobei die Gleichrichterschaltung sechs MOSFET-Schalter umfasst; und eine Steuerungsschaltung, die Steuerungssignale zum Ein- und Ausschalten der MOSFET-Schalter zur Konvertierung eines AC- Signals von der Maschine in ein DC-Signal an die Gleichrichterschaltung liefert, wobei die Steuerungsschaltung die Spannung von Phase gegen Masse der Ankerspulen ermittelt und sechs Spannungen von Phase zu Phase aus den Spannungen von Phase gegen Masse berechnet, wobei die Steuerungsschaltung ferner ermittelt, ob die Spannungen von Phase zu Phase der Maschine über einer ersten vorbestimmten Schwellenwertspannung und unter einer zweiten vorbestimmten Schwellenwertspannung liegen, wobei die Steuerungsschaltung einen mit einer speziellen Phase der Maschine verbundenen Schalter einschaltet, wenn die Spannung von Phase zu Phase für diese Phase größer als die erste vorbestimmte Schwellenwertspannung ist, und den Schalter ausschaltet, wenn die Spannung von Phase zu Phase für diese Phase kleiner als die zweite vorbestimmte Schwellenwertspannung ist.
System nach Anspruch 14, wobei die Steuerungsschaltung ermittelt, ob die Drehzahl der Maschine unter einem vorbestimmten Drehzahlschwellenwert liegt, und verhindert, dass die Schalter eingeschaltet werden, wenn die Drehzahl der Maschine unter dem Drehzahlschwellenwert liegt.
System nach Anspruch 14, wobei die Gleichrichterschaltung eine Diode umfasst, die zu jedem Schalter elektrisch parallel geschaltet ist.
System nach Anspruch 16, wobei die Dioden Zenerdioden mit einer Spannungsarretierungsfähigkeit sind.
System nach Anspruch 16, wobei die Dioden in dem jeweiligen MOSFET-Schalter integrierte Body-Drain-Dioden sind.
System nach Anspruch 14, wobei die erste vorbestimmte Schwellenwertspannung ein positiver Wert ist und sich die zweite vorbestimmte Schwellenwertspannung von der ersten vorbestimmten Schwellenwertspannung unterscheidet.
Verfahren zum Gleichrichten eines AC-Signals von einer AC-Maschine, wobei das Verfahren umfasst: Ermitteln der Spannung zwischen jeder Phase der Maschine und einer vorbestimmten Masse; Berechnen von Spannungen von Phase zu Phase aus den Spannungen von Phase gegen Masse; Vergleichen der Spannungen von Phase zu Phase mit einer ersten vorbestimmten Schwellenwertspannung und einer zweiten vorbestimmten Schwellenwertspannung; Einschalten eines Schalters, der mit einer speziellen Phase der Maschine verbunden ist, wenn die Spannung von Phase zu Phase für diese Phase größer als die erste vorbestimmte Schwellenwertspannung ist; und Ausschalten des Schalters, wenn die Spannung von Phase zu Phase für diese Phase kleiner als die zweite vorbestimmte Schwellenwertspannung ist.
Verfahren nach Anspruch 20, das ferner ein Ermitteln der Drehzahl der Maschine, und ein Verhindern, dass die Schalter geschlossen werden, wenn die Drehzahl der Maschine kleiner als eine vorbestimmte Drehzahl ist, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die AC-Maschine eine dreiphasige AC-Maschine ist, die drei Ankerspulen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Ermitteln der Spannung zwischen jeder Phase der Maschine und einer vorbestimmten Masse ein Ermitteln von drei Spannungen von Phase gegen Masse umfasst, und das Berechnen der Spannungen von Phase zu Phase aus den ermittelten Spannungen von Phase gegen Masse ein Berechnen von sechs Spannungen von Phase zu Phase umfasst.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Schalter MOSFET-Schalter sind.
Verfahren nach Anspruch 20, das ferner ein Bereitstellen einer mit jedem Schalter elektrisch parallel geschalteten Diode umfasst.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei die Dioden Zenerdioden mit einer Spannungsarretierungsfähigkeit sind.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei die Schalter MOSFET-Schalter sind und wobei die Dioden in den jeweiligen MOSFET-Schalter integrierte Body-Drain-Dioden sind.