DE102011088244A1 - Method for operating e.g. permanent magnet synchronous motor at inverter of e.g. electrical powertrain of motor car, involves setting pulse-width modulation default values to provide corrected values of phases for adjusting voltage vector - Google Patents

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Abstract

The method involves determining pulse-width modulation (PWM) default values for phases (U-W) to set a voltage vector at an induction machine (4) via power switches (S1-S6) of an inverter (1) to operate the induction machine. A phase current value per phase is simulated corresponding to a respective switching period to compensate a potential shift of the switches and return diodes (D1-D6). A PWM default error value of the phase is determined depending on the current values. The PWM default values are set to provide corrected PWM default values of the phases for adjusting the voltage vector. The power switches are designed as high- and low-side power switches such as MOSFETs or insulated-gate bipolar transistors (IGBT). Independent claims are also included for the following: (1) a device for operating an induction machine (2) a propulsion system.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Drehfeldmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. The present invention relates to a method for operating a rotating field machine according to the preamble of claim 1.

Bei einem Wechselrichter, insbesondere einem Spannungszwischenkreis-Wechselrichter, können durch ein PWM-Modulationsverfahren die gewünschten Spannungen für eine mittels des Wechselrichters zu betreibende Drehfeldmaschine, z. B. eine permanenterregte Synchronmaschine (PMSM), mittels generierter PWM-Vorgabewerte eingestellt werden. Die generierten PWM-Vorgabewerte aus der Regelung oder der Steuerung zur Erzeugung eines bestimmten Spannungsvektors ändern sich in Abhängigkeit der gewünschten Spannungsfrequenz und -amplitude. In an inverter, in particular a voltage source inverter, by a PWM modulation method, the desired voltages for a to be operated by means of the inverter induction machine, for. As a permanent-magnet synchronous machine (PMSM) can be set by means of generated PWM default values. The generated PWM default values from the controller or controller to produce a particular voltage vector will vary depending on the desired voltage frequency and amplitude.

Als Halbleiter bzw. Stromventile im Wechselrichter werden in der Regel MOSFETs, IGBTs, Thyristoren, GTOs usw. genutzt. As a semiconductor or current valves in the inverter MOSFETs, IGBTs, thyristors, GTOs, etc. are usually used.

In diesen Schalterhalbleitern im Wechselrichter sowie den zugehörigen Freilauf- bzw. Rücklaufdioden entstehen Spannungsabfälle, die aus dem durchfließenden Strom sowie aus der Vorwärtsspannung in diesen Stromventilen resultieren. Diese Spannungsabfälle verursachen Potentialverschiebungen im Wechselrichter, was zur Verfälschung des beabsichtigten Spannungsvektors in der Drehfeldmaschine und somit zu Spannungsverzerrungen führt. In these switch semiconductors in the inverter and the associated freewheeling or flyback diodes arise voltage drops, resulting from the current flowing through and from the forward voltage in these flow control valves. These voltage drops cause potential shifts in the inverter, which leads to the falsification of the intended voltage vector in the induction machine and thus to voltage distortions.

Um diese Potentialverschiebungen im Wechselrichter zu kompensieren, ist es für geregelte Antriebssystemen bekannt, die Phasenströme zu messen, um eine Rückkopplung aufbauen zu können, wobei eine genaue Ermittlung des Nulldurchgangs beachtlich ist. In order to compensate for these potential shifts in the inverter, it is known for controlled drive systems to measure the phase currents in order to be able to build up a feedback, whereby an accurate determination of the zero crossing is considerable.

Im Zusammenhang mit Antriebssystemen, welche wie jenes gemäß 3 von einer Steuerstruktur zur feldorientierten Steuerung der Drehfeldmaschine, insbesondere mit einstellbarer Dynamik, Gebrauch machen oder allgemein keine Messung der Maschinenströme vorsehen, kann eine Kompensation der Potentialverschiebung auf diese Weise jedoch nicht erfolgen. In the context of drive systems which are like that according to 3 From a control structure for field-oriented control of the induction machine, in particular with adjustable dynamics, make use of or generally provide no measurement of the machine currents, a compensation of the potential shift can not be done in this way.

Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Verfahren zum Betrieb einer Drehfeldmaschine vorzuschlagen, welches vorteilhaft einfach die Kompensation der Potentialverschiebungen im Wechselrichter insbesondere ohne Messung der Maschinenströme ermöglicht. Proceeding from this, the present invention has the object to provide an alternative method for operating a rotating field machine, which advantageously allows easy compensation of the potential shifts in the inverter, in particular without measuring the machine currents.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. This object is achieved by the features of claim 1. Advantageous embodiments and further developments are the subject of the dependent claims.

Vorgeschlagen wird erfindungsgemäß ein Verfahren zum Betrieb einer Drehfeldmaschine, insbesondere einer permanenterregten Synchronmaschine (PMSM) oder einer Asynchronmaschine, an einem Wechselrichter, insbesondere einem Spannungszwischenkreis-Wechselrichter. Ein solcher weist netzseitig einen Spannungszwischenkreis auf, welcher vorzugsweise mittels eines Zwischenkreis-Kondensators gebildet ist. Des Weiteren weist der Wechselrichter Leistungsschalter auf, z. B. MOSFETs oder IGBTs, welche in Halbbrücken einer Wechselrichter-Brückenschaltung als High-Side-Leistungsschalter oder Low-Side-Leistungsschalter angeordnet sind. Den Leistungsschaltern sind hierbei Freilauf- bzw. Rücklaufdioden zugeordnet, insbesondere je eine Freilauf- bzw. Rücklaufdiode. Vorzugsweise ist der Wechselrichter mittels einer B6-Brückenschaltung gebildet, welche von einer Treiberstufe insbesondere des Wechselrichters ansteuerbar ist. The invention proposes a method for operating a rotary field machine, in particular a permanent-magnet synchronous machine (PMSM) or an asynchronous machine, to an inverter, in particular a voltage source inverter. Such has a voltage intermediate circuit on the network side, which is preferably formed by means of a DC link capacitor. Furthermore, the inverter has power switch, z. As MOSFETs or IGBTs, which are arranged in half-bridges of an inverter bridge circuit as a high-side power switch or low-side power switch. The circuit breakers here freewheeling or flyback diodes are assigned, in particular depending on a freewheeling or flyback diode. Preferably, the inverter is formed by means of a B6 bridge circuit, which can be controlled by a driver stage, in particular of the inverter.

Zum Betrieb der Drehfeldmaschine – welche im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere einen Stator und einen Rotor aufweist – an dem Wechselrichter, ist vorgesehen, an der Drehfeldmaschine Spannungsvektoren mittels des Wechselrichters durch geeignete Schaltstellungen der Leistungsschalter desselben einzustellen, insbesondere je einen Spannungsvektor – vorzugsweise einen Raumzeigermodulations-Spannungsvektor – während je einer Schaltperiode bzw. PWM-Periode. Hierfür werden im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens PWM-Vorgabewerte für je eine Phase ermittelt, z. B. berechnet. Die PWM-Vorgabewerte drücken Tastverhältnisse für ausgewählte Schalter der Halbbrücken aus, i.e. je Phase, und werden für den Wechselrichter bzw. dessen Treiberstufe bereitgestellt. For operation of the induction machine - which in the context of the present invention, in particular a stator and a rotor - on the inverter, is provided on the induction machine voltage vector by means of the inverter by suitable switching positions of the circuit breaker of the same, in particular one voltage vector - preferably a space vector modulation Voltage vector - during each one switching period or PWM period. For this purpose, in the context of the method according to the invention PWM default values are determined for each phase, z. B. calculated. The PWM default values express duty cycles for selected switches of the half-bridges, i.e.. per phase, and are provided for the inverter or its driver stage.

Der Wechselrichter ist allgemein mittels PWM-Vorgabewerten für die jeweiligen PWM-Perioden betreibbar, welche die Kompensation der Potentialverschiebung bereits implementieren, z. B. im Rahmen von PWM-Vorgabewerten, welche von einer Regelung mit Strommessung erzeugt werden. The inverter is generally operable by means of PWM default values for the respective PWM periods which already implement the potential shift compensation, e.g. B. in the context of PWM default values, which are generated by a regulation with current measurement.

Des Weiteren ist der Wechselrichter und insoweit eine Drehfeldmaschine im Rahmen der vorliegenden Erfindung mittels PWM-Vorgabewerten für die jeweiligen PWM-Perioden betreibbar, welche – als weitgehend idealisierte PWM-Vorgabewerte, z. B. bereitgestellt im Rahmen einer feldorientierten Steuerung – noch einer Korrektur zur Kompensation der Potentialverschiebung bedürfen und einer solchen nachfolgend als korrigierte PWM-Vorgabewerte für den Wechselrichter bereitgestellt werden können. Dies wird nachfolgend näher erläutert. Furthermore, the inverter and in this respect an induction machine within the scope of the present invention by means of PWM default values for the respective PWM periods can be operated, which - as largely idealized PWM default values, z. B. provided in the context of a field-oriented control - still require a correction to compensate for the potential shift and such can be provided below as corrected PWM default values for the inverter. This will be explained in more detail below.

Erfindungsgemäß wird – um eine Potentialverschiebung an den Leistungsschaltern des Wechselrichters und der Rücklaufdioden derselben kompensieren zu können – korrespondierend mit einer jeweiligen Schaltperiode ein Phasenstromwert je Phase nachgebildet, wobei in Abhängigkeit des nachgebildeten Phasenstromwerts der Phase, ein PWM-Vorgabewertfehler der Phase ermittelt und mit dem PWM-Vorgabewert der Phase zur Bereitstellung eines korrigierten PWM-Vorgabewerts der Phase zur Einstellung des Spannungsvektors in Beziehung gesetzt wird. According to the invention - in order to compensate for a potential shift on the circuit breakers of the inverter and the flyback diodes - corresponding to a respective switching period, a phase current value per phase simulated, depending on the reproduced phase current value of the phase, a PWM default value error of the phase determined and the PWM Phase of the phase for providing a corrected PWM default value of the phase for adjusting the voltage vector is related.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der PWM-Vorgabewertfehler je Phase bevorzugt basierend auf einem mittels Sollstromvorgaben bzw. Stromsollwerten, insbesondere mittels Filterung von Sollstromvorgaben, nachgebildeten Phasenstromwert der Phase ermittelt. Durch Nutzung mittels Sollstromvorgaben bzw. Stromsollwerten nachgebildeter Phasenströme, d.h. von Phasenstromwerten, welche jenen tatsächlichen Phasenstromwerten an/in der Drehfeldmaschine nachgebildet sind bzw. entsprechen, d.h. nach Betrag und Vorzeichen, insbesondere im Hinblick auf ihren zeitlichen Verlauf, und welche im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere infolge einer Filterung der Sollstromvorgaben gewonnen werden können, kann vorteilhaft eine Strommessung der Phasenströme an der Drehfeldmaschine zur Kompensation der Potentialverschiebung entfallen. Insbesondere für eine feldorientierte Steuerung ist dies äußerst vorteilhaft. In the method according to the invention, the PWM standard value error per phase is preferably determined based on a phase current value of the phase simulated by means of desired current specifications or current setpoints, in particular by means of filtering of nominal current specifications. By utilization by means of nominal current presets or current setpoints of simulated phase currents, i. phase current values mimicking those actual phase current values on / in the induction machine, i. in terms of magnitude and sign, in particular with regard to their time course, and which can be obtained in the context of the present invention, in particular as a result of filtering the target current specifications, can advantageously account for a current measurement of the phase currents of the induction machine to compensate for the potential shift. This is extremely advantageous, in particular for field-oriented control.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass ein nachgebildeter Phasenstromwert je mittels Filterung der Sollstromvorgaben mit einem Tiefpassfilter bereitgestellt wird, insbesondere eines digitalen Filters. Hierbei werden die Sollstromvorgaben insbesondere als zeitdiskrete Größen bereitgestellt, zu deren Filterung das Tiefpassfilter im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt geeignet ist. Das Tiefpassfilter ist insbesondere ausgebildet, die Sollstromvorgaben mit einer zeitlichen Verzögerung zu beaufschlagen, wirkt insofern bevorzugt als zeitdiskretes PT1-Glied. Das Tiefpassfilter kann auf einfache Weise computerisiert gebildet sein. In the context of the present invention, it is provided that a simulated phase current value is always provided by means of filtering the nominal current specifications with a low-pass filter, in particular a digital filter. In this case, the setpoint current specifications are provided, in particular, as discrete-time variables, for the filtering of which the low-pass filter is preferably suitable in the context of the present invention. The low-pass filter is designed, in particular, to act on the setpoint current specifications with a time delay, insofar preferably acts as a time-discrete PT1 element. The low-pass filter can be formed in a simple manner computerized.

Mittels des Tiefpassfilters kann die Dynamik einer feldorientierten Steuerung oder Regelung, insbesondere einer feldorientierten Steuerung mit einstellbarer Dynamik durch je geeignete Wahl bzw. Einstellung der Zeitkonstante des Tiefpassfilters nachgebildet werden. By means of the low-pass filter, the dynamics of a field-oriented control or regulation, in particular a field-oriented control with adjustable dynamics by any suitable choice or adjustment of the time constant of the low-pass filter can be emulated.

Bevorzugt werden die Sollstromvorgaben zur Filterung in einem d,q-Zweigrößensystem bereitgestellt, insbesondere als zeitdiskrete Größen. Hierdurch ist eine unaufwändige Weiterverarbeitung ermöglicht. Nach Filterung können die nunmehr gefilterten Sollstromvorgaben in ein Dreigrößensystem zur Bereitstellung der nachgebildeten Phasenstromwerte je Phase transformiert werden. Vorgesehen ist hierbei, dass basierend auf den Sollstromvorgaben bzw. Stromsollwerten auch die PWM-Vorgabewerte je Phase ermittelt werden. The setpoint current specifications for filtering are preferably provided in a d, q two-size system, in particular as time-discrete variables. As a result, an unobtrusive further processing is possible. After filtering, the now-filtered target current specifications can be transformed into a three-digit system for providing the simulated phase current values per phase. It is envisaged here that the PWM default values per phase are determined on the basis of the setpoint current specifications or current setpoint values.

Vorgesehen ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass die Drehfeldmaschine während des Verfahrens gemäß einer feldorientierten Steuerung (FOS), insbesondere mit einstellbarer Dynamik, gesteuert betrieben wird. Die Zeitkonstante eines Filters kann hierbei korrespondierend der Dynamik, insbesondere je der eingestellten Dynamik, gewählt werden. Daneben ist der Einsatz des Verfahrens auch bei Reglerstrukturen denkbar, welche von einer Strommessung keinen Gebrauch machen. Provided within the scope of the present invention, it is preferred that the induction machine be operated in a controlled manner during the process according to a field-oriented control (FOS), in particular with adjustable dynamics. The time constant of a filter can be selected corresponding to the dynamics, in particular depending on the set dynamics. In addition, the use of the method is also conceivable in controller structures which do not make use of a current measurement.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass ein nachgebildeter Phasenstromwert zur Ermittlung des PWM-Vorgabewertfehlers der Phase je mit einem Schwellwert verglichen wird, insbesondere um zu bestimmen, ob der jeweilige nachgebildete Phasenstromwert positiv bzw. größer Null oder negativ bzw. nicht positiv ist, i.e. kleiner gleich Null. Der PWM-Vorgabewertfehler je Phase kann hiernach in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses ermittelt werden, insbesondere je nach Vorzeichen und Betrag. In the context of the method according to the invention, it is provided that a simulated phase current value for determining the PWM standard value error of the phase is in each case compared with a threshold value, in particular in order to determine whether the respective simulated phase current value is positive or greater than zero or negative or not positive, ie less than zero. The PWM default value error per phase can hereafter be determined as a function of the comparison result, in particular depending on the sign and magnitude.

Weiterhin ist es im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, zur Ermittlung des PWM-Vorgabewertfehlers je Phase Spannungsabfälle der Phase, i.e. einen Leistungsschalter-Spannungsabfall und einen Dioden-Spannungsabfall, auf dem nachgebildeten Phasenstromwert der Phase basierend zu ermitteln. Die ermittelten Spannungsabfälle der Phase sind hierbei insbesondere Spannungsabfälle an den stromführenden Bauelemente, i.e. je eines Leistungsschalters und je der Rücklaufdiode des komplementären Leistungsschalters der Phase. Furthermore, it is provided in the context of the method according to the invention, for the determination of the PWM default value error per phase, voltage drops of the phase, i. determining a circuit breaker voltage drop and a diode voltage drop based on the replicated phase current value of the phase. The determined voltage drops of the phase are in this case in particular voltage drops at the current-carrying components, ie. each of a circuit breaker and each of the return diode of the complementary circuit breaker of the phase.

Insbesondere in Abhängigkeit des PWM-Vergleichsergebnisses und der ermittelten Spannungsabfälle kann nunmehr der Vorgabewertfehler je Phase bestimmt werden, wozu im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere nachfolgende Gleichungen 1) und 2) genutzt werden können. In particular, as a function of the PWM comparison result and the determined voltage drops, the default value error per phase can now be determined, for which purpose in the context of the present invention, in particular following equations 1) and 2) can be used.

Der PWM-Vorgabewertfehler je Phase kann gemäß der Gleichung 1)

Figure 00050001
ermittelt werden, falls durch den Schwellwertvergleich bestimmt ist, dass der nachgebildete Phasenstromwert der Phase positiv ist, oder gemäß der Gleichung 2)
Figure 00060001
ermittelt werden, falls durch den Schwellwertvergleich bestimmt ist, dass der nachgebildete Phasenstromwert der Phase nicht positiv, alternativ z.B. negativ, ist. In den Gleichungen 1) und 2) bezeichnet ΔPWMpotF1,2,3 den ermittelten PWM-Vorgabewertfehler je Phase, PWMpotF1,2,3 den PWM-Vorgabewert je Phase, UT1,2,3 den Leistungsschalter-Spannungsabfall je Phase, UD1,2,3 den Dioden-Spannungsabfall je Phase und Udc die Zwischenkreisspannung, i.e. des Wechselrichters. The PWM default value error per phase can be calculated according to equation 1)
Figure 00050001
if it is determined by the threshold comparison that the replicated phase current value of the phase is positive, or according to equation 2)
Figure 00060001
are determined, if it is determined by the threshold comparison, that the replicated phase current value of the phase is not positive, alternatively, for example negative. In Equations 1) and 2), ΔPWM potF1,2,3 designates the determined PWM default value error per phase, PWM potF1,2,3 the PWM default value per phase, U T1,2,3 the circuit breaker voltage drop per phase, U D1,2,3 the diode voltage drop per phase and U dc the DC link voltage, ie the inverter.

Nach Ermittlung des jeweiligen PWM-Vorgabewertfehlers kann dieser zur Ermittlung des korrespondierenden korrigierten PWM-Vorgabewerts, mittels welchem die Kompensation der Potentialverschiebung implementiert wird, im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens mit dem korrespondierenden PWM-Vorgabewert für diese Phase in Beziehung gesetzt werden, insbesondere addiert werden. Nachfolgend kann der entsprechend korrigierte PWM-Vorgabewert zur Einstellung des verzerrungsfreien Spannungsvektors für den weiteren Betrieb der Drehfeldmaschine ausgegeben werden, insbesondere bei iterativer Anwendung des Verfahrens je ein korrigierter PWM-Vorgabewert je Phase für sämtliche zu stellende Spannungsvektoren. Once the respective PWM default value error has been determined, the latter can be related, in particular added, to the corresponding PWM default value for this phase in order to determine the corresponding corrected PWM default value, by means of which the compensation of the potential shift is implemented. Subsequently, the correspondingly corrected PWM default value can be output for setting the distortion-free voltage vector for the further operation of the induction machine, in particular for iterative application of the method one corrected PWM default value per phase for all voltage vectors to be set.

Um zu vermeiden, dass ein korrigierter PWM-Vorgabewert, welcher kleiner Null Prozent oder größer hundert Prozent ermittelt wurde, i.e. einen innerhalb einer PWM-Periode nicht wiedergebbaren Wert annimmt, an den Wechselrichter ausgegeben wird, kann dieser vor Ausgabe an den Wechselrichter auf Null Prozent bzw. hundert Prozent begrenzt werden. In order to avoid that a corrected PWM default value, which was less than zero percent or greater than one hundred percent, was determined, i.e. assumes a value that can not be displayed within a PWM period to which the inverter is output, this can be limited to zero percent or one hundred percent before output to the inverter.

Das Verfahren kann mittels einer Vorrichtung durchgeführt werden, welche zur Durchführung des Verfahrens ausgebildet ist, insbesondere einen Wechselrichter beinhaltet, und zum Betrieb des Wechselrichters die korrigierten Vorgabewerte bereitstellt. Eine solche Vorrichtung kann weitgehend computerisiert gebildet sein, z. B. mittels wenigstens eines µControllers oder Prozessors, insbesondere als Steuergerät. In Abhängigkeit der korrigierten PWM-Vorgabewerte kann der Wechselrichter eine mit diesem leistungsseitig verbundene Drehfeldmaschine ansteuern, welche bevorzugt Bestandteil eines mittels der Vorrichtung bildbaren Antriebssystems ist. The method can be carried out by means of a device which is designed to carry out the method, in particular includes an inverter, and provides the corrected default values for operating the inverter. Such a device can be formed largely computerized, z. B. by means of at least one μControllers or processor, in particular as a control unit. Depending on the corrected PWM default values, the inverter can drive a rotating field machine connected to this power side, which is preferably part of a drive system that can be formed by means of the device.

Bevorzugt weist die Vorrichtung eine Steuerstruktur zur feldorientierten Steuerung auf, insbesondere zur feldorientierten Steuerung mit einstellbarer Dynamik, wobei die Vorrichtung im Zuge der feldorientierten Steuerung korrigierte PWM-Vorgabewerte bereitstellt. Denkbar ist auch, die Steuerstruktur in eine Reglerstruktur zur feldorientierten Regelung zu implementieren, welche auf die Steuerstruktur ggf. umschaltbar ist. The device preferably has a control structure for field-oriented control, in particular for field-oriented control with adjustable dynamics, wherein the device provides corrected PWM default values in the course of the field-oriented control. It is also conceivable to implement the control structure in a controller structure for field-oriented control, which is optionally switchable to the control structure.

Vorgesehen ist hierbei jeweils, dass die Vorrichtung ein wie vorstehend beschriebenes Filter bzw. dessen Funktionalität zur Filterung der Sollstromvorgaben bzw. für eine Nachbildung der Phasenströme aufweist. Die Zeitkonstante des Filters ist bevorzugt zur Modellierung der Dynamik der Steuerung eingestellt. It is envisaged in each case that the device has a filter as described above or its functionality for filtering the setpoint current specifications or for simulating the phase currents. The time constant of the filter is preferably set to model the dynamics of the controller.

Vorgeschlagen wird auch ein Antriebssystem mit einer Drehfeldmaschine und einem Wechselrichter, wobei das Antriebssystem zum Betrieb der Drehfeldmaschine gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren ausgebildet ist. It is also proposed a drive system with a rotating field machine and an inverter, wherein the drive system is designed for operation of the induction machine according to the method described above.

Das Verfahren, welches den Betrieb der Drehfeldmaschine ohne Phasenstromsensorik ermöglicht, ist insbesondere bei hohen Drehzahlen vorteilhaft anwendbar. Das Verfahren kann computerisiert durchgeführt werden, insbesondere kontinuierlich, z. B. mittels eines Mikrocontrollers, z. B. einer Steuerung oder einer Regelung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere z.B. derselben Steuerung oder Regelung, welche auch die PWM-Vorgabewerte berechnet. The method, which allows the operation of the induction machine without phase current sensor, is advantageously applicable especially at high speeds. The method can be carried out computerized, in particular continuously, z. B. by means of a microcontroller, for. B. a controller or a Control of a device according to the invention, in particular, for example, the same control or regulation, which also calculates the PWM default values.

Das vorgeschlagene Verfahren, die Vorrichtung oder das Antriebssystem werden bevorzugt in einem Kraftfahrzeug eingesetzt, insbesondere in einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs. Die hiermit betriebene Drehfeldmaschine dient dabei bevorzugt zur Betätigung einer Aktorik des Antriebsstranges, d. h. zum Ausführen einer Stellfunktion des Antriebsstranges, beispielsweise zur Durchführen von Gangschaltungen in einem mehrgängigen Fahrzeuggetriebe, zum An-/Abkoppeln von Antriebswellen, zur Durchführung eines Startvorgangs eines Verbrennungsmotors etc. Ebenso bevorzugt dient die Drehfeldmaschine als Traktionsantrieb (Antriebsmotor) in dem Fahrzeugantriebsstrang, d. h. zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs. In letzterem Fall handelt es sich bei dem Kraftfahrzeug insbesondere um ein Elektrofahrzeug oder ein Elektromotor-Verbrennungsmotor-Hybridfahrzeug. Die Drehfeldmaschine kann allerdings auch bevorzugt für eine anderweitige Aktorik des Kraftfahrzeugs dienen. Insbesondere kann die Drehfeldmaschine in einem Fahrzeuglenksystem zur elektromotorischen Lenkkraftunterstützung (elektrische Servolenkung) genutzt werden oder zur Verstellung einer Fahrwerkskomponente, wie beispielsweise eines elektrisch verstellbaren Fahrzeugfahrwerksstabilisators oder Fahrzeugfahrwerksquerlenkers. Das vorgeschlagene Verfahren, die Vorrichtung oder das Antriebssystem sind hierauf jedoch nicht beschränkt. So kann hiermit beispielsweise auch die Steuerung einer Drehfeldmaschine eines Aufzugsantriebs, eines Seilbahnantriebs, eines Werkzeugmaschineantriebs oder -stellsystems oder eines Windkraftanlagenstellsystems erfolgen. The proposed method, the device or the drive system are preferably used in a motor vehicle, in particular in a drive train of the motor vehicle. The hereby operated rotary field machine is preferably used for actuating an actuator of the drive train, d. H. for carrying out an actuating function of the drive train, for example for performing gearshifts in a multi-gear vehicle transmission, for coupling / uncoupling drive shafts, for carrying out a starting operation of an internal combustion engine etc. Also preferably, the induction machine serves as a traction drive (drive motor) in the vehicle drive train, d. H. for generating a drive torque for propulsion of the motor vehicle. In the latter case, the motor vehicle is in particular an electric vehicle or an electric motor hybrid vehicle hybrid. However, the induction machine can also be used preferably for another actuator of the motor vehicle. In particular, the induction machine can be used in a vehicle steering system for electromotive steering power assistance (electric power steering) or for adjusting a suspension component, such as an electrically adjustable Fahrzeugfahrwerksstabilisators or vehicle suspension arm. However, the proposed method, the device or the drive system are not limited thereto. Thus, for example, the control of an induction machine of an elevator drive, a cable car drive, a machine tool drive or adjustment system or a wind turbine control system can be done.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnungen, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein. Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, with reference to the figures of the drawings, which show details essential to the invention, and from the claims. The individual features can be realized individually for themselves or for several in any combination in a variant of the invention.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Preferred embodiments of the invention are explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 exemplarisch einen Spannungszwischenkreis-Wechselrichter mit einer durch diesen betreibbaren Drehfeldmaschine; 1 an example of a voltage source inverter with an operable by this rotary field machine;

2 exemplarisch ein Ersatzschaltbild für die Anordnung gemäß 1; 2 an example of an equivalent circuit diagram for the arrangement according to 1 ;

3 exemplarisch ein Antriebssystem mit einer Steuerstruktur gemäß dem Stand der Technik; 3 exemplarily a drive system with a control structure according to the prior art;

4 exemplarisch und schematisch ein Antriebssystem mit einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und 4 exemplary and schematically a drive system with an apparatus for carrying out the method according to a possible embodiment of the present invention; and

5 exemplarisch und schematisch ein Ablaufdiagramm zur Bereitstellung der korrigierten und begrenzten PWM-Vorgabewerte gemäß dem Verfahren zum Betrieb einer Drehfeldmaschine gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung. 5 exemplary and schematically a flowchart for providing the corrected and limited PWM default values according to the method for operating a rotating field machine according to a possible embodiment of the invention.

In den nachfolgenden Figurenbeschreibungen sind gleiche Elemente bzw. Funktionen mit gleichen Bezugszeichen versehen. Korrespondierende Elemente bzw. Funktionen im Stand der Technik sind mit gestrichenen Bezugszeichen versehen. In the following description of the figures, the same elements or functions are provided with the same reference numerals. Corresponding elements or functions in the prior art are provided with primed reference numerals.

1 zeigt exemplarisch und schematisch einen Pulswechselrichter 1 mit einem Spannungszwischenkreis 2, welcher mittels eines Zwischenkreiskondensators 3 gebildet ist. Der Wechselrichter 1 ist in B6-Brückenschaltung mit drei Halbbrücken gebildet, welche jeweils zwei Leistungsschalter S1, S2 bzw. S3, S4, bzw. S5, S6 in Form von MOSFETs aufweisen. Drei Leistungsschalter S1, S3, S5 des Wechselrichters 1 sind als High-Side-Leistungsschalter, drei Schalter S2, S4, S6 als Low-Side-Leistungsschalter angeordnet. Jedem Schalter S1 ... S6 ist eine Rücklauf- bzw. Freilaufdiode D1 ... D6 zugeordnet. Die Mittenabgriffe der Halbbrücken sind je mit einer Phase U bzw. V bzw. W einer Drehfeldmaschine 4 in Form einer permanenterregten Synchronmaschine (PMSM) elektrisch verbunden. Die Drehfeldmaschine 4, welche zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug vorgesehen ist, z. B. in einem hybridisierten oder elektrischen Antriebsstrang, alternativ z. B. für eine Servolenkung, weist einen Stator mit einer Ständerwicklung, insbesondere mit den drei Wicklungssträngen U, V, W auf, welche vorzugsweise symmetrisch gewickelt und um 120 Grad versetzt angeordnet sind, und weiterhin insbesondere einen mit Permanentmagneten bestückten Rotor. 1 shows an example and schematically a pulse inverter 1 with a voltage intermediate circuit 2 , which by means of an intermediate circuit capacitor 3 is formed. The inverter 1 is formed in B6 bridge circuit with three half-bridges, each having two power switches S1, S2 and S3, S4, and S5, S6 in the form of MOSFETs. Three circuit breakers S1, S3, S5 of the inverter 1 are arranged as a high-side circuit breaker, three switches S2, S4, S6 as a low-side circuit breaker. Each switch S1 ... S6 is associated with a flyback or freewheeling diode D1 ... D6. The center taps of the half bridges are each with a phase U or V or W of a rotary field machine 4 in the form of a permanent magnet synchronous machine (PMSM) electrically connected. The induction machine 4 , which is intended for use in a motor vehicle, for. B. in a hybridized or electric drive train, alternatively z. As for a power steering, has a stator with a stator winding, in particular with the three winding strands U, V, W, which are preferably symmetrically wound and arranged offset by 120 degrees, and further in particular a rotor equipped with permanent magnets.

Mittels der Schalter S1 ... S6 können über eine nicht dargestellte Treiberstufe des Wechselrichters 1 die bei einem Raumzeigermodulationsverfahren üblichen Spannungsvektoren an der Drehfeldmaschine 4 eingestellt werden, i.e. über die acht möglichen Schaltzustände der Leistungsschalter S1 bis S6 des Wechselrichters 1. By means of the switches S1 ... S6 can via a driver stage, not shown, of the inverter 1 the usual in a space vector modulation voltage vectors on the induction machine 4 be set over the eight possible switching states of the circuit breaker S1 to S6 of the inverter 1 ,

Ein Durchschaltzustand einer Halbbrücke für eine Phase U, V, W kann allgemein über einen PWM-Vorgabewert korrespondierend mit einem Tastverhältnis je PWM-Periode gesteuert werden. 2 veranschaulicht hierbei ein Ersatzschaltbild, in welchem je zwei Schalter S1, S2 bzw. S3, S4 bzw. S5, S6 je einer Halbbrücke als ein Umschalter SU, SV, SW entsprechend der Funktionalität des Wechselrichters 1 dargestellt sind. In Abhängigkeit eines jeweiligen PWM-Vorgabewerts für eine der Phasen U, V, W kann jeder Umschalter SU, SV, SW zwischen High-Side- und Low-Side-Potential für eine bestimmte Dauer je PWM-Periode von –1 auf +1 umgeschaltet werden (oder umgekehrt), wobei das High-Side-Potential durch die Umschalterstellung +1, Low-Side-Potential durch die Stellung –1 veranschaulicht ist. A turn-on state of a half-bridge for a phase U, V, W can generally be controlled via a PWM default value corresponding to a duty cycle per PWM period. 2 In this case, an equivalent circuit diagram is illustrated in which two switches S1, S2 or S3, S4 or S5, S6 each have a half-bridge as a changeover switch S U , S V , S W corresponding to the functionality of the inverter 1 are shown. Depending on a respective PWM default value for one of the phases U, V, W, each switch S U , S V , S W between high-side and low-side potential for a certain duration per PWM period from -1 to +1 are switched (or vice versa), wherein the high-side potential is illustrated by the switch position +1, low-side potential by the position -1.

Bei einem PWM-Vorgabewert von 100% soll sich ein Umschalter SU bzw. SV bzw. SW für die gesamte Dauer einer PWM-Periode in der Position +1 befinden, d. h. die Drehfeldmaschine 4 über die zugehörige Phase U bzw. V bwz. W mit dem High-Side-Potential verbunden sein. Für einen PWM-Vorgabewert von 0% soll sich der Umschalter SU, SV, SW für die gesamte PWM-Periodendauer in der Stellung –1 befinden, d.h. die Drehfeldmaschine 4 über die zugehörige Phase mit dem Low-Side-Potential verbunden sein. Ein PWM-Vorgabewert zwischen Null und 100% kennzeichnet insofern ein entsprechendes Tastverhältnis korrespondierend mit dem Verhältnis der Dauer des Zustands +1 zur Periodendauer. With a default PWM value of 100%, a switch S U or S V or S W should be in position +1 for the entire duration of a PWM period, ie the induction machine 4 about the associated phase U or V bwz. W be connected to the high-side potential. For a PWM default value of 0%, the switch S U , S V , S W should be in the -1 position for the entire PWM period, ie the induction machine 4 be connected via the associated phase with the low-side potential. A PWM default value between zero and 100% indicates insofar a corresponding duty cycle corresponding to the ratio of the duration of the state +1 to the period.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit einer Vorrichtung 5 sowie einem Antriebssystem 6 insbesondere je nach 4 durchgeführt werden. Ersichtlich sind hierbei gegenüber dem Stand der Technik, s. z. B. 3, vorteilhaft lediglich geringfügige Modifizierungen erforderlich. The inventive method can with a device 5 as well as a drive system 6 especially depending on 4 be performed. Visible here are compared to the prior art, sz B. 3 , advantageously only minor modifications required.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der 4 und 5 näher erläutert. Preferred embodiments of the invention are described below with reference to 4 and 5 explained in more detail.

4 zeigt eine Steuerstruktur 7, welche mittels einer Vorrichtung 5 des Antriebssystems 6 implementiert ist. Die Vorrichtung 5 bzw. das Antriebssystem 6 weisen zur Ausbildung der Steuerstruktur 7 geeignete Funktionseinheiten auf, welche insbesondere mittels wenigstens eines µControllers gebildet sind, insbesondere integriert oder alternativ z. B. voneinander getrennt, wobei diese nachfolgend noch näher erläutert werden. Daneben weisen Vorrichtung 5 bzw. Antriebssystem 6 einen wie vorstehend beschriebenen Wechselrichter 1 auf, das Antriebssystem 6 weiterhin eine wie vorstehend beschriebene Drehfeldmaschine 4. 4 shows a control structure 7 , which by means of a device 5 of the drive system 6 is implemented. The device 5 or the drive system 6 point to the formation of the tax structure 7 suitable functional units, which are formed in particular by means of at least one μControllers, in particular integrated or alternatively z. B. separated from each other, which will be explained in more detail below. In addition, have device 5 or drive system 6 an inverter as described above 1 on, the drive system 6 furthermore a rotary field machine as described above 4 ,

Die Steuerstruktur 7 der Vorrichtung 5 bzw. des Antriebssystems 6 umfasst eine Funktionseinheit 8, an deren Eingang 9 Stromsollwerte bzw. Sollstromvorgaben IsdRef, IsqRef, welche im d,q-Zweigrößensystem als zeitdiskrete Größen bereitgestellt sind, geführt sind. Die Funktionseinheit 8 weist einen weiteren Eingang 10 auf, an welchem als zusätzliche Eingangsgröße die tatsächliche elektrische Winkelgeschwindigkeit ωel des Rotors der Drehfeldmaschine 4 zur Verfügung gestellt wird. Die elektrische Winkelgeschwindigkeit ωel wird basierend auf dem ermittelten mechanischen Winkel θmech z. B. durch Betrachtung der zeitlichen Änderung des The tax structure 7 the device 5 or the drive system 6 includes a functional unit 8th at the entrance nine Current setpoint values or setpoint current specifications I sdRef , I sqRef , which are provided in the d, q two-variable system as time-discrete variables. The functional unit 8th has another entrance 10 on, as an additional input variable, the actual electrical angular velocity ω el of the rotor of the induction machine 4 is made available. The electrical angular velocity ω el is based on the determined mechanical angle θ mech z. B. by considering the temporal change of

mechanischen Winkels θmech entsprechend

Figure 00110001
i.e. basierend auf der Winkelinformation eines Positionsgebers 11, z. B. eines Inkrementalgebers oder eines Resolvers, als auch in Abhängigkeit der Polpaarzahl Zp auf bekannte Weise ermittelt, wozu eine entsprechend ausgebildete Funktionseinheit 12 vorgesehen ist. Der Eingang 10 ist z. B. mit einem Ausgang der zweiten Funktionseinheit 12 verbunden, z. B. mittels einer elektrischen Verbindungsleitung 13. mechanical angle θ mech accordingly
Figure 00110001
ie based on the angle information of a position sensor 11 , z. B. an incremental encoder or a resolver, as well as in dependence on the number of pole pairs Zp determined in a known manner, including a suitably trained functional unit 12 is provided. The entrance 10 is z. B. with an output of the second functional unit 12 connected, z. B. by means of an electrical connection line 13 ,

Die Funktionseinheit 8 ist dazu vorgesehen, insbesondere unter Berücksichtigung der tatsächlichen, ermittelten elektrischen Winkelgeschwindigkeit ωel des Rotors sowie den Sollstromvorgaben IsdRef, IsqRef Sollspannungskomponenten, i.e. eine (Stator-)Längsspannungskomponente bzw. d-Spannungskomponente und eine (Stator-)Querspannungskomponente bzw. q-Spannungskomponente jeweils im d,q-Zweigrößensystem mittels jeweiliger FOS-Algorithmen zu ermitteln und bereit zu stellen. Das d,q-Zweigrößensystem bezeichnet dabei ein Koordinatensystem, welches auf bekannte Weise mit dem Rotor umläuft. The functional unit 8th is intended, in particular taking into account the actual, determined electrical angular velocity ω el of the rotor and the desired current specifications I sdRef , I sqRef setpoint voltage components , ie a (stator) longitudinal voltage component or d-voltage component and a (stator) transverse voltage component or q- Determine the voltage component in the d, q-two-size system by means of respective FOS algorithms and provide them. The d, q two-size system denotes a coordinate system which rotates in a known manner with the rotor.

Als FOS-Algorithmen, welche z. B. in einem Festspeicher der Funktionseinheit 8 hinterlegt sind oder z. B. bedarfsabhängig in einen volatilen Speicher geladen werden, auf welchen die Funktionseinheit 8 zugreift, können die Gleichungen A) und B) genutzt werden, welche im jeweiligen aktuellen bzw. durchzuführenden Abtastschritt gelöst werden, i.e. Gleichung A) für die (Stator-)Solllängsspannungskomponente:

Figure 00120001
und Gleichung B) für die (Stator-)Sollquerspannungskomponente
Figure 00120002
As FOS algorithms, which z. B. in a permanent memory of the functional unit 8th are deposited or z. B. are loaded as needed in a volatile memory on which the functional unit 8th equations A) and B) can be used, which are solved in the respective current or to be performed sampling step, ie equation A) for the (stator) Solllängsspannungskomponente:
Figure 00120001
and equation B) for the (stator) desired lateral stress component
Figure 00120002

In den Gleichungen A) und B) bezeichnet die Indizierung _k die Größen des aktuellen und _k-1 die Größen des vorhergehenden Abtastschritts der Dauer T und s den Statorbezug, d. h. eine Größe betreffend den Stator der Drehfeldmaschine 4. Usd_k bzw. Usd_k-1 bezeichnen die Solllängsspannungskomponente, Usq_k bzw. Usq_k-1 die Sollquerspannungskomponente, d. h. jeweils Vorgaben für z. B. weitere Funktionseinheiten des Antriebssystems 6 bzw. zur Ansteuerung der Drehfeldmaschine 4. In the equations A) and B), the indexing _k denotes the magnitudes of the current and _k-1 the magnitudes of the preceding scanning step of the duration T and s the stator reference, ie a quantity relating to the stator of the induction machine 4 , U sd_k or U sd_k-1 denote the desired longitudinal stress component, U sq_k and U sq_k-1 , respectively, the desired transverse stress component, ie, respective specifications for z. B. further functional units of the drive system 6 or for controlling the induction machine 4 ,

TEd bezeichnet eine Zeitkonstante resultierend aus Lsd/R und Lsd die Längskomponente der Induktivität der Ständer- bzw. Statorwicklung, TEq eine Zeitkonstante resultierend aus Lsq/R und Lsq die Querkomponente der Induktivität der Statorwicklung, IsdRef_k bzw. IsdRef_k-1 die Solllängsstromvorgabe, IsqRef_k bzw. IsqRef_k-1 die Sollquerstromvorgabe, R den ohmschen Wicklungswiderstand der Statorwicklung, ωel die elektrische Winkelgeschwindigkeit und Ψωel die als konstant angenommene Polrad- bzw. Rotorspannung für einen insbesondere sehr kleinen bzw. kurzen Abtastschritt der Dauer T, wobei Ψ den Polradfluss darstellt. Die Polradspannung wird z. B. mittels hinterlegter Kennlinien ermittelt. T Ed denotes a time constant resulting from L sd / R and L sd the longitudinal component of the inductance of the stator winding, T Eq a time constant resulting from L sq / R and L sq the transverse component of the inductance of the stator winding, I sdRef_k or I sdRef_k-1 is the nominal longitudinal current specification, I sq.ref_k or I sq.ref_k-1 is the set cross current specification, R is the ohmic winding resistance of the stator winding, ω el is the electrical angular velocity, and Ψω el is the pole rotor or rotor voltage assumed to be constant for a particularly very short or short sampling step duration T, where Ψ represents the pole wheel flux. The pole wheel is z. B. determined by means of stored characteristics.

Der Wicklungswiderstand R ist z. B. hinterlegt oder wird im Einzelfall entsprechend der jeweiligen Drehfeldmaschine 4 vorgegeben, z. B. ebenfalls in einem Speicher für die Funktionseinheit 8 hinterlegt. Die Polradspannung Ψωel wird als konstant angenommen, da im Normalfall die mechanische Zeitkonstante der Drehfeldmaschine 4 größer ist als die elektrische Zeitkonstante. Die Drehzahl kann während der schnellen Änderung des Stromes als konstant angesehen werden. The winding resistance R is z. B. deposited or in individual cases according to the respective induction machine 4 predetermined, z. B. also in a memory for the functional unit 8th deposited. The Polradspannung Ψω el is assumed to be constant, since normally the mechanical time constant of the induction machine 4 is greater than the electrical time constant. The speed can be considered constant during the rapid change of the current.

Die d,q-Stromsollwerte bzw. Sollstromkomponenten IsdRef_k-1 und IsqRef_k-1 des jeweils vorangegangenen Abtastschritts, welche zum Lösen der Gleichung A) und B) in einem gegenwärtigen Abtastschritt _k erforderlich sind, werden z. B. ebenfalls in einem Speicher für die Funktionseinheit 8 hinterlegt. Die Hinterlegung und ein Zugriff auf die gespeicherten Werte werden insbesondere von der Funktionseinheit 8 veranlasst. Der Speicher ist z. B. ein volatiler bzw. ein RAM-Speicher. The d, q current setpoints I sdRef_k-1 and I sqRef_k-1 of the respective preceding sampling step required to solve the equations A) and B) in a current sampling step _k are e.g. B. also in a memory for the functional unit 8th deposited. The deposit and access to the stored values are in particular by the functional unit 8th causes. The memory is z. B. a volatile or a RAM memory.

Unter Verwendung der FOS-Algorithmen gemäß der Gleichungen A) und B) kann die Dynamik der feldorientierten Steuerung (FOS), welche mittels der Steuerstruktur 7 realisierbar ist bzw. ermöglicht wird, wahlfrei über die Zeitkonstanten T1 und T2 eingestellt werden, i.e. durch Übertragungsglieder. Die Zeitkonstanten TEd und TEq der (Steuer-)Strecke werden hierbei kompensiert. Using the FOS algorithms according to Equations A) and B), the field-oriented control (FOS) dynamics determined by the control structure 7 can be realized or made possible to be set optionally on the time constants T 1 and T 2 , ie by transmission elements. The time constants T Ed and T Eq of the (control) path are compensated here.

Die ermittelten Sollspannungskomponenten Usd_k, Usq_k werden an dem Ausgang 14 der Funktionseinheit 8 bereitgestellt, vgl. 4. The determined desired voltage components U sd_k , U sq_k are at the output 14 the functional unit 8th provided, cf. 4 ,

Der Funktionseinheit 8 in Signalflussrichtung zum Wechselrichter 1 nachgeordnet weist die Steuerstruktur 7 weiterhin eine Funktionseinheit 15 auf, welche dazu vorgesehen ist, die von der Funktionseinheit 8 bereitgestellten d,q-Sollspannungskomponenten Usd_k, Usq_k insbesondere mittels einer inversen Park- und Clarke-Transformation, in Sollspannungswerte Us1, Us2, Us3 eines Mehrphasen-Drehstromsystems, insbesondere eines Dreiphasen-Drehstromsystems, umzuwandeln, z. B. ebenfalls innerhalb des jeweiligen aktuellen Abtastschritts. The functional unit 8th in signal flow direction to the inverter 1 subordinate has the tax structure 7 furthermore a functional unit 15 which is intended to that of the functional unit 8th provided d, q-set voltage components U sd_k , U sq_k in particular by means of an inverse Park and Clarke transformation, in target voltage values U s1 , U s2 , U s3 a multi-phase three-phase system, in particular a three-phase three-phase system to convert, z. B. also within the current sampling step.

Die Funktionseinheit 15 weist einen Eingang 16 auf, welcher mit dem Ausgang 14 der Funktionseinheit 8 in Verbindung steht, z. B. über elektrische Verbindungs-leitungen. Die der Funktionseinheit 8 nachgeordnete Funktionseinheit 15 ist insbesondere als Signalwandler bzw. als Transformationseinheit ausgebildet. The functional unit 15 has an entrance 16 on, which with the exit 14 the functional unit 8th is in communication, for. B. via electrical connection lines. The functional unit 8th downstream functional unit 15 is designed in particular as a signal converter or as a transformation unit.

Zur Ermittlung der Sollspannungswerte Us1, Us2, Us3 im Mehrgrößen-Drehstromsystem wird der Funktionseinheit 15 ebenfalls eine Winkelinformation zur Verfügung gestellt, i.e. der tatsächliche elektrische Winkel θel des Rotors resultierend aus dem mechanischen Winkel in Abhängigkeit der Polpaarzahl Zp mitgeteilt. Diese Größe wird von einer weiteren Funktionseinheit 17, alternativ z. B. von der Funktionseinheit 12, z. B. basierend auf der Winkelinformation des Positionssensors 11 auf an sich bekannte Weise ermittelt und z. B. über einen weiteren Eingang 18 der Funktionseinheit 15 zur Verfügung gestellt, welcher mit einem Ausgang der Funktionseinheit 17 in Verbindung steht. In order to determine the setpoint voltage values U s1 , U s2 , U s3 in the multi-variable three-phase system, the functional unit is used 15 Also provided an angle information available, ie the actual electrical angle θ el of the rotor resulting from the mechanical angle as a function of the number of pole pairs Z p communicated. This size comes from another functional unit 17 , alternatively z. B. from the functional unit 12 , z. B. based on the angle information of the position sensor 11 ascertained in a known manner and z. B. via another input 18 the functional unit 15 provided with an output of the functional unit 17 communicates.

Basierend auf den von der Funktionseinheit 15 an einem Ausgang 19 ausgegebenen Sollspannungen Us1, Us2, Us3 werden anschließend PWM-Vorgabewerte PWM1, PWM2, PWM3 erzeugt, welche mit Werten korrespondieren, mit welchen die Drehfeldmaschine 4 in einem idealisierten Betriebsfall betreibbar wäre, i.e. idealisierten Werten, die die Potential-verschiebung an den Leistungsschaltern S1 ... S6 im Gegensatz zu den z. B. im Zuge einer Regelung generierten PWM-Vorgabewerten PWM1, PWM2, PWM3 jedoch nicht berücksichtigen. Based on that of the functional unit 15 at an exit 19 output nominal voltages U s1 , U s2 , U s3 are then PWM default values PWM1, PWM2, PWM3 generated, which correspond to values with which the induction machine 4 would be operable in an idealized operating case, ie idealized values that the potential shift at the circuit breakers S1 ... S6 in contrast to the z. B. generated in the course of a control PWM default values PWM1, PWM2, PWM3, however, do not take into account.

Die Umwandlung der Sollspannungswerte Us1, Us2, Us3 zu PWM-Vorgabewerten PWM1, PWM2, PWM3 erfolgt durch eine Funktionseinheit in Form des PWM-Generators 20 der Steuerstruktur 7, welcher als Vektormodulator bzw. Raumzeiger-Pulsweitenmodulator gebildet ist und welchem zudem die Gleichspannung Udc des Zwischenkreises des Wechselrichters 1 als weitere Eingangsgröße zugeführt wird, i.e. an einen Eingang 21. Die Sollspannungswerte Us1, Us2, Us3 liegen an einem Eingang 22 der Funktionseinheit 20 an, die PWM-Vorgabewerte PWM1, PWM2, PWM3 stehen an einem Ausgang 23 zur Verfügung. The conversion of the nominal voltage values U s1 , U s2 , U s3 to PWM default values PWM1, PWM2, PWM3 is performed by a functional unit in the form of the PWM generator 20 the tax structure 7 , which is formed as a vector modulator or space vector pulse width modulator and which also has the DC voltage U dc of the intermediate circuit of the inverter 1 is supplied as a further input variable, ie to an input 21 , The nominal voltage values U s1 , U s2 , U s3 are present at an input 22 the functional unit 20 On, the PWM default values PWM1, PWM2, PWM3 are at an output 23 to disposal.

Mit dem Ausgang 23 der Funktionseinheit 20 verbunden ist der Eingang 24 einer Funktionseinheit 25 der Steuerstruktur 7, welche zur Kompensation der wechselrichterseitigen Potentialverschiebung vorgesehen ist und basierend auf den PWM-Vorgabewerten PWM1, PWM2, PWM3 korrigierte PWM-Vorgabewerte PWM1n, PWM2n, PWM3n für je eine Phase U, V, W erzeugt, mittels welchen die Potentialverschiebung kompensiert wird. Die korrigierten und ggf. begrenzten Vorgabewerte PWM1n, PWM2n, PWM3n, welche jeweils Tastverhältnisse ausdrücken, werden an einem Ausgang 26 zur Ansteuerung des Wechselrichters 1 bereitgestellt bzw. ausgegeben, welcher darauf basierend die Drehfeldmaschine 4 geeignet betreibt, i.e. den vorgesehenen Spannungsvektor über seine Leistungsschalter S1 bis S6 einstellt. With the exit 23 the functional unit 20 connected is the entrance 24 a functional unit 25 the tax structure 7 , which is provided for compensation of the inverter-side potential shift and based on the PWM default values PWM1, PWM2, PWM3 generates corrected PWM default values PWM1n, PWM2n, PWM3n for each phase U, V, W, by means of which the potential shift is compensated. The corrected and possibly limited default values PWM1n, PWM2n, PWM3n, which respectively express duty cycles, are output 26 for controlling the inverter 1 provided, based on which the induction machine 4 operates suitably, ie adjusts the intended voltage vector via its power switches S1 to S6.

Um die korrigierten PWM-Vorgabewerte PWM1n, PWM2n, PWM3n geeignet bereitstellen zu können, weist die Steuerstruktur 7 ein Filter 27 auf, insbesondere ein digitales Filter, welches dazu ausgebildet ist, die zeitdiskreten Sollstromvorgaben IsdRef, IsqRef im Zuge einer Filterung mit einer Verzögerung zu beaufschlagen bzw. diese zu filtern. Hierzu wirkt das Filter als Tiefpass, insbesondere als PT1-Glied. Dem Filter 27 werden die Sollstromvorgaben IsdRef, IsqRef, welche am Eingang 9 der Funktionseinheit 8 abgegriffen werden, an einem Eingang 28 bereitgestellt. In order to be able to provide the corrected PWM default values PWM1n, PWM2n, PWM3n appropriately, the control structure has 7 a filter 27 on, in particular a digital filter, which is designed to apply the time-discrete target current specifications I sdRef , I sqRef in the course of filtering with a delay or to filter them. For this purpose, the filter acts as a low-pass filter, in particular as a PT1 element. The filter 27 are the set current specifications I sdRef , I sqRef , which at the input nine the functional unit 8th be tapped, at an entrance 28 provided.

Das Filter 27 weist eine Zeitkonstante auf, welche geeignet ist, eine jeweilige Dynamik der Steuerung bzw. der Vorrichtung 5 bzw. des Antriebssystems 6 nachzubilden, wobei die Zeitkonstante insbesondere entsprechend der nachzubildenden Dynamik eingestellt ist. Dies ermöglicht, Phasenstromwerte Is1Ref, Is2Ref, Is3Ref je Phase U, V, W basierend auf den Sollstromvorgaben IsdRef, IsqRef erzeugen zu können, welche hinsichtlich ihres Betrages und ihres Vorzeichens den tatsächlichen Maschinenströmen bzw. -werten je Phase U, V, W entsprechen. The filter 27 has a time constant which is suitable, a respective dynamics of the controller or the device 5 or the drive system 6 reproduce, the time constant is set in particular according to the nachzubildenden dynamics. This makes it possible to generate phase current values I s1Ref , I s2Ref , I s3Ref per phase U, V, W based on the setpoint current specifications I sdRef , I sqRef , which with regard to their magnitude and their sign reflect the actual machine currents or values per phase U, V, W correspond.

Die gefilterten Sollstromvorgaben IsdRefF, IsqRefF werden an einem Ausgang 29 als Größen im d,q-Zweigrößensystem bereitgestellt. Zur Bereitstellung den Phasenströmen nachgebildeter Phasenstromwerte Is1Ref, Is2Ref, Is3Ref, i.e. eines Phasenstromwerts Is1Ref, Is2Ref, Is3Ref je Phase U, V, W, werden diese nachfolgend in das Dreigrößensystem rücktransformiert. Hierzu weist die Steuerstruktur 7 eine Funktionseinheit 30 gleichsam der Funktionseinheit 15 zur Transformation auf, an deren Eingang 31 die gefilterten Sollstromvorgaben IsdRefF, IsqRefF anliegen und welche eine zur Transformation benötigte Winkelinformation, i.e. den elektrischen Winkel θel, über einen weiteren, mit einem Ausgang 32 der Transformationseinheit 15 verbundenen Eingang 33 erhält. The filtered nominal current specifications I sdRefF , I sqRefF are at one output 29 provided as sizes in the d, q two-size system. To provide the phase currents of simulated phase current values I s1Ref , I s2Ref , I s3Ref , ie a phase current value I s1Ref , I s2Ref , I s3Ref per phase U, V, W, these are subsequently transformed back into the three-series system. For this purpose, the tax structure 7 a functional unit 30 as it were the functional unit 15 for transformation on, at the entrance 31 the filtered nominal current specifications I sdRefF , I sqRefF are applied and which angle information required for the transformation, ie the electrical angle θ el , via another, with an output 32 the transformation unit 15 connected input 33 receives.

An einem Ausgang 34 der Funktionseinheit 30 wird nach Transformation nunmehr der nachgebildete Phasenstromwert Is1Ref, Is2Ref, Is3Ref je Phase U, V, W bereitgestellt, welche an einem weiteren Eingang 35 der Funktionseinheit 25 zur Ermittlung der korrigierten PWM-Vorgabewerte PWM1n, PWM2n, PWM3n anliegen. At an exit 34 the functional unit 30 After transformation, the simulated phase current value I s1Ref , I s2Ref , I s3Ref per phase U, V, W is now provided, which at a further input 35 the functional unit 25 for determining the corrected PWM default values PWM1n, PWM2n, PWM3n.

Korrespondierend mit einer jeweiligen Schaltperiode des Wechselrichters 1 ermittelt die Funktionseinheit 25 zur Kompensation der Potentialverschiebung basierend auf den mittels der Sollstromvorgaben IsdRef, IsqRef nachgebildeten Phasenstromwerten Is1Ref, Is2Ref, Is3Ref einen Vorgabewertfehler ΔPWMpotF1,2,3 je Phase U, V, W nach Vorzeichen und Betrag, um diesen mit dem jeweiligen Vorgabewert PWM1, PWM2, PWM3 der Phase U, V, W zur Bereitstellung bzw. Ermittlung eines je korrigierten Vorgabewerts PWM1n, PWM2n, PWM3n W in Beziehung zu setzen, was nachfolgend insbesondere anhand von 5 näher erläutert ist. Corresponding to a respective switching period of the inverter 1 determines the functional unit 25 for compensation of the potential shift based on the phase current values I s1Ref , I s2Ref , I s3Ref mimicked by means of the setpoint current specifications I sRef , I sqRef , a default value error ΔPWM potF1,2,3 per phase U, V, W by sign and magnitude to relate this to the respective default value PWM1, PWM2, PWM3 of the phase U, V, W for providing or respectively determining a respective corrected default value PWM1n, PWM2n, PWM3n W, which is hereafter in particular by means of 5 is explained in more detail.

Zur Ermittlung des jeweiligen Vorgabewertfehlers ΔPWMpotF1 bzw. ΔPWMpotF2 bzw. ΔPWMpotF3 wird durch die Funktionseinheit 25 für jede Phase U, V, W zunächst ein Schwellwertvergleich durchgeführt, Bezugszeichen 36, im Rahmen dessen bestimmt wird, ob ein nachgebildeter Phasenstromwert Is1Ref, Is2Ref, Is3Ref je positiv, Bezugszeichen 37, oder negativ bzw. kleiner gleich Null, Bezugszeichen 38, ist. To determine the respective default value error ΔPWM potF1 or ΔPWM potF2 or ΔPWM potF3 is determined by the functional unit 25 for each phase U, V, W, first a threshold value comparison performed, reference numerals 36 in which it is determined whether a simulated phase current value I s1Ref , I s2Ref , I s3Ref is always positive, reference numeral 37 , or negative or less than zero, reference numerals 38 , is.

Weiterhin werden durch die Funktionseinheit 25 anhand des nachgebildeten Phasenstromwerts Is1Ref, Is2Ref, Is3Ref der Phase je Phase U, V, W ein Leistungsschalter-Spannungsabfall sowie ein Dioden-Spannungsabfall ermittelt, Bezugszeichen 39. Hierzu kann durch die Funktionseinheit 25 die Gleichung 3): UT1,2,3 = UT0 + Is1,2,3refRT1,2,3 für den Spannungsabfall im Halbleiter S1 ... S6 je Phase U, V, W und die Gleichung 4): UD1,2,3 = UD0 + Is1,2,3refRD1,2,3 für den Spannungsabfall in der Diode D1 ... D6 gelöst werden. In den Gleichungen 3) und 4) bezeichnet UT0 hierbei weiterhin die Vorwärtsspannung im Leistungsschalter S1 ... S6 in der jeweiligen Phase U, V, W, Is1,2,3ref den jeweiligen nachgebildeten Phasenstromwert Is1Ref bzw. Is2Ref bzw. Is3Ref der Phase U, V, W, RT1,2,3 den Durchlasswiderstand im Leistungsschalter S1 ... S6 und RD1,2,3 den Durchlasswiderstand der Diode D1 ... D6 der Phase U, V, W (der Diode des komplementären Leistungsschalters). Furthermore, by the functional unit 25 Based on the simulated phase current value I s1Ref , I s2Ref , I s3Ref the phase per phase U, V, W a circuit breaker voltage drop and a diode voltage drop determined, reference numerals 39 , For this purpose, by the functional unit 25 the equation 3): U T1,2,3 = U T0 + I s1,2,3ref R T1,2,3 for the voltage drop in the semiconductor S1 ... S6 per phase U, V, W and the equation 4): U D1,2,3 = U D0 + I s1,2,3ref R D1,2,3 for the voltage drop in the diode D1 ... D6 be solved. In equations 3) and 4), U T0 here furthermore designates the forward voltage in the power switch S1... S6 in the respective phase U, V, W, I s1, 2, 3ref the respective simulated phase current value I s1Ref or I s2Ref or I s3Ref the phase U, V, W, R T1,2,3 the on- resistance in the circuit breaker S1 ... S6 and R D1,2,3 the on- resistance of the diode D1 ... D6 the phase U, V, W (the Diode of the complementary circuit breaker).

In Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses, Bezugszeichen 37, 38, sowie der ermittelten Spannungsabfälle, Bezugszeichen 39, ermittelt die Funktionseinheit 25 nunmehr den PWM-Vorgabewertfehler ΔPWMpotF1,2,3 je Phase U, V, W. Für den Fall, dass das Vergleichsergebnis ergibt, dass ein nachgebildeter Phasenstromwert Is1,2,3ref der Phase U, V, W positiv ist, Bezugszeichen 37, wird für den PWM-Vorgabewertfehler ΔPWMpotF1,2,3 der Phase U, V, W die Gleichung 5) je Phase U, V, W gelöst:

Figure 00170001
Depending on the comparison result, reference number 37 . 38 , as well as the determined voltage drops, reference numerals 39 , determines the functional unit 25 now the PWM default value error ΔPWM potF1,2,3 per phase U, V, W. In the event that the comparison result shows that a simulated phase current value I s1,2,3ref the phase U, V, W is positive, reference numeral 37 , for the PWM default value error ΔPWM potF1,2,3 of the phase U, V, W, equation 5) is solved per phase U, V, W:
Figure 00170001

Ergibt der Schwellwertvergleich, Bezugszeichen 36, dass ein nachgebildeter Phasenstromwert Is1,2,3ref der Phase U, V, W negativ bzw. nicht positiv ist, Bezugszeichen 38, wird für den PWM-Vorgabewertfehler ΔPWMpotF1,2,3 der Phase U, V, W die Gleichung 6) je Phase U, V, W gelöst:

Figure 00170002
Returns the threshold comparison, reference number 36 in that a simulated phase current value I s1,2,3ref of the phase U, V, W is negative or not positive, reference numerals 38 , for the PWM default value error ΔPWM potF1,2,3 of the phase U, V, W, equation 6) is solved per phase U, V, W:
Figure 00170002

In den Gleichungen 5) und 6) bezeichnet ΔPWMpotF1,2,3 hierbei den ermittelten PWM-Vorgabewertfehler je Phase (U, V, W), PWM1,2,3 den PWM-Vorgabewert PWM1, PWM2, PWM3 je Phase U, V, W, UT1,2,3 den Leistungsschalter-Spannungsabfall je Phase U, V, W, UD1,2,3 den Dioden-Spannungsabfall je Phase U, V, W und Udc die Zwischenkreisspannung am Wechselrichter 1. Diese wird der Funktionseinheit 25 an einem weiteren Eingang 40 zur Verfügung gestellt. In equations 5) and 6), ΔPWM potF1,2,3 denotes the determined PWM standard value error per phase (U, V, W), PWM 1,2,3 the PWM default value PWM1, PWM2, PWM3 per phase U, V, W, U T1,2,3 the circuit breaker voltage drop per phase U, V, W, U D1,2,3 the diode voltage drop per phase U, V, W and U dc the DC link voltage at the inverter 1 , This becomes the functional unit 25 at another entrance 40 made available.

Durch nachfolgendes Addieren, Bezugszeichen 41, eines jeweils derart hinsichtlich seines Betrags und seines Vorzeichens ermittelten PWM-Vorgabewertfehlers ΔPWMpotF1,2,3 je Phase mit dem je korrespondierenden PWM-Vorgabewert PWM1 bzw. PWM2 bzw. PWM3 wird nunmehr für jede Phase U, V, W ein neuer bzw. korrigierter PWM-Vorgabewert PWM1n bzw. PWM2n bzw. PWM3n bestimmt, welcher zur Ausgabe an den Wechselrichter 1 zur Einstellung eines die Potentialverschiebung berücksichtigenden Spannungsvektors ausgegeben bzw. bereitgestellt werden kann bzw. wird, i.e. am Ausgang 26. Die korrigierten PWM-Vorgabewerte PWM1n bzw. PWM2n bzw. PWM3n ergeben sich hiernach zu PWM1n = PWM1 + ΔPWMpotF1, PWM2n = PWM2 + ΔPWMpotF2, und PWM3n = PWM3 + ΔPWMpotF3. By subsequently adding, reference number 41 , a respectively determined with respect to its magnitude and sign PWM default value error ΔPWM potF1,2,3 per phase with the corresponding PWM default value PWM1 or PWM2 or PWM3 is now for each phase U, V, W a new or corrected PWM default value PWM1n or PWM2n or PWM3n determines which to output to the inverter 1 can be output or provided for setting a voltage vector taking into account the potential shift, ie at the output 26 , The corrected PWM default values PWM1n or PWM2n or PWM3n are given below PWM1n = PWM1 + ΔPWM potF1 , PWM2n = PWM2 + ΔPWM potF2 , and PWM3n = PWM3 + ΔPWM potF3 .

Ein korrigierter PWM-Vorgabewert PWM1n, PWM2n, PWM3n, welcher kleiner Null Prozent oder größer hundert Prozent ist, wird hierbei vor Ausgabe an den Wechselrichter 1 auf Null Prozent bzw. hundert Prozent durch die Funktionseinheit 25 begrenzt, Bezugszeichen 42. A corrected PWM default value PWM1n, PWM2n, PWM3n, which is less than zero percent or greater than one hundred percent, is thereby output to the inverter 1 to zero percent or one hundred percent through the functional unit 25 limited, reference numerals 42 ,

Angemerkt sei, dass die Drehfeldmaschine 4 während des geschilderten Verfahrens gemäß einer feldorientierten Steuerung, insbesondere mit einstellbarer Dynamik, gesteuert betrieben wird. It should be noted that the induction machine 4 is operated controlled during the described method according to a field-oriented control, in particular with adjustable dynamics.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird eine Kompensation der Potentialverschiebung unter Verzicht auf Stromsensorik ermöglicht, einhergehend mit einem reduzierten Kostenaufwand für Sensoren, A/D-Wandler, Platinenfläche, z.B. für den Einsatz in Servolenkungen. Durch die Kompensation der Potentialverschiebung wird zum einen eine bessere Akustik gewährleistet – insoweit als Oberschwingungen im Strom gedämpft werden –, zum anderen kann die Spannung besser ausgenutzt werden. Das Verfahren ist bei Traktionsantrieben mit ungenauer Strommessung im großen Strombereich und insbesondere großem Drehzahlbereich verwendbar. Selbstverständlich sind weitere Anwendungsmöglichkeiten denkbar.In the context of the present invention, a compensation of the potential shift without the use of current sensors is made possible, together with a reduced cost for sensors, A / D converters, board surface, e.g. for use in power steering systems. By compensating for the potential shift, on the one hand, better acoustics are guaranteed - insofar as harmonics are damped in the current - and, on the other hand, the voltage can be better utilized. The method can be used in traction drives with inaccurate current measurement in the large current range and in particular large speed range. Of course, further applications are conceivable.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 1‘1, 1 '
Wechselrichter inverter
22
Zwischenkreis DC
33
Zwischenkreiskondensator Link capacitor
4, 4‘4, 4 '
Drehfeldmaschine Induction machine
5, 5‘5, 5 '
Vorrichtung contraption
6, 6‘6, 6 '
Antriebssystem drive system
7, 7‘7, 7 '
Steuerstruktur tax structure
8, 8‘8, 8 '
Funktionseinheit functional unit
9, 9‘9, 9 '
Eingang 8 entrance 8th
10, 10‘10, 10 '
weiterer Eingang 8 another entrance 8th
11, 11‘11, 11 '
Positionssensor position sensor
12, 12‘12, 12 '
Funktionseinheit functional unit
13, 13‘13, 13 '
Verbindungsleitung connecting line
14, 14‘14, 14 '
Ausgang 8 output 8th
15, 15‘15, 15 '
Funktionseinheit functional unit
16, 16‘16, 16 '
Eingang 15 entrance 15
17, 17‘17, 17 '
Funktionseinheit functional unit
18, 18‘18, 18 '
Eingang 15 entrance 15
19, 19‘19, 19 '
Ausgang 15 output 15
20, 20‘20, 20 '
Funktionseinheit functional unit
21, 21‘21, 21 '
Eingang 20 entrance 20
22, 22‘22, 22 '
weiterer Eingang 20 another entrance 20
23, 23‘23, 23 '
Ausgang 20 output 20
2424
Eingang 25 entrance 25
2525
Funktionseinheit functional unit
2626
Ausgang 25 output 25
2727
Filter filter
2828
Eingang 27 entrance 27
2929
Ausgang 27 output 27
3030
Funktionseinheit functional unit
3131
Eingang 30 entrance 30
3232
weiterer Ausgang 15 another exit 15
3333
weiterer Eingang 30 another entrance 30
3434
Ausgang 30 output 30
3535
weiterer Eingang 25 another entrance 25
3636
Schwellwertvergleich thresholding
3737
Vergleichsergebnis comparison result
3838
Vergleichsergebnis comparison result
3939
Ermittlung Spannungsabfälle Determination of voltage drops
4040
weiterer Eingang 25 another entrance 25
4141
Ermittlung korrigierter PWM-Vorgabewerte Determination of corrected PWM default values
4242
Begrenzung limit
S1 ... S6S1 ... S6
Leistungsschalter  breakers
D1 ... D6D1 ... D6
Freilaufdiode  Freewheeling diode
U, V, WAND MANY MORE
Phasen phases

Claims (16)

Verfahren zum Betrieb einer Drehfeldmaschine (4), insbesondere einer permanenterregten Synchronmaschine (PMSM) oder einer Asynchronmaschine, an einem Wechselrichter (1), wobei zum Betrieb der Drehfeldmaschine (4) PWM-Vorgabewerte je Phase (U, V, W) derselben ermittelt werden für die Einstellung eines Spannungsvektors an der Drehfeldmaschine (4) via Leistungsschalter (S1, ... S6) des Wechselrichters (1), dadurch gekennzeichnet, dass korrespondierend mit einer jeweiligen Schaltperiode zur Kompensation der Potentialverschiebung an den Leistungsschaltern (S1, ... S6) des Wechselrichters (1) und deren Rücklaufdioden (D1 ... D6) ein Phasenstromwert (Is1Ref, Is2Ref, Is3Ref) je Phase (U, V, W) nachgebildet wird, wobei in Abhängigkeit des nachgebildeten Phasenstromwerts (Is1Ref, Is2Ref, Is3Ref) ein PWM-Vorgabewertfehler (ΔPWMpotF1,2,3) der Phase (U, V, W) ermittelt und mit dem PWM-Vorgabewert (PWM1, PWM2, PWM3) der Phase (U, V, W) zur Bereitstellung eines korrigierten PWM-Vorgabewerts (PWM1n, PWM2n, PWM3n) der Phase (U, V, W) zur Einstellung des Spannungsvektors in Beziehung gesetzt wird. Method for operating a rotating field machine ( 4 ), in particular a permanent-magnet synchronous machine (PMSM) or an asynchronous machine, to an inverter ( 1 ), wherein the operation of the induction machine ( 4 ) PWM default values per phase (U, V, W) of the same are determined for the setting of a voltage vector at the induction machine ( 4 ) via the circuit breaker (S1, ... S6) of the inverter ( 1 ), characterized in that corresponding to a respective switching period for compensating the potential shift at the power switches (S1, ... S6) of the inverter ( 1 ) and their flyback diodes (D1 ... D6) a phase current value (I s1Ref , I s2Ref , I s3Ref ) is simulated for each phase (U, V, W), wherein depending on the simulated phase current value (I s1Ref , I s2Ref , I s3Ref ) determines a PWM default value error (ΔPWM potF1,2,3 ) of the phase (U, V, W) and with the PWM default value (PWM1, PWM2, PWM3) of the phase (U, V, W) to provide a corrected PWM Bias value (PWM1n, PWM2n, PWM3n) is related to the phase (U, V, W) for adjusting the voltage vector. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein nachgebildeter Phasenstromwert (Is1Ref, Is2Ref, Is3Ref) zur Ermittlung des PWM-Vorgabewertfehlers (ΔPWMpotF1,2,3) der Phase (U, V, W) je mit einem Schwellwert verglichen wird, wobei der PWM-Vorgabewertfehler (ΔPWMpotF1,2,3) in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses ermittelt wird, insbesondere je nach Vorzeichen und Betrag. Method according to Claim 1, characterized in that a simulated phase current value (I s1Ref , I s2Ref , I s3Ref ) for determining the PWM standard value error (ΔPWM potF1,2,3 ) of the phase (U, V, W) is each compared with a threshold value is determined, wherein the PWM default value error (ΔPWM potF1,2,3 ) is determined as a function of the comparison result, in particular depending on the sign and magnitude. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des PWM-Vorgabewertfehlers (ΔPWMpotF1,2,3) je Phase (U, V, W) Spannungsabfälle der Phase (U, V, W) auf dem nachgebildeten Phasenstromwert (Is1Ref, Is2Ref, Is3Ref) der Phase (U, V, W) basierend ermittelt werden. Method according to one of the preceding claims, characterized in that for determining the PWM standard value error (ΔPWM potF1,2,3 ) per phase (U, V, W) voltage drops of the phase (U, V, W) on the replicated phase current value (I s1Ref , I s2Ref , I s3Ref ) of the phase (U, V, W). Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der PWM-Vorgabewertfehler (ΔPWMpotF1,2,3) je Phase (U, V, W) in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses und/oder der ermittelten Spannungsabfälle ermittelt wird. A method according to claim 2 and 3, characterized in that the PWM default value error (ΔPWM potF1,2,3 ) per phase (U, V, W) is determined as a function of the comparison result and / or the determined voltage drops . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der PWM-Vorgabewertfehler je Phase (U, V, W) gemäß der Gleichung 1)
Figure 00220001
ermittelt wird, falls durch den Schwellwertvergleich bestimmt ist, dass der nachgebildete Phasenstromwert (Is1Ref, Is2Ref, Is3Ref) der Phase (U, V, W) positiv ist, oder gemäß der Gleichung 2)
Figure 00220002
ermittelt wird, falls durch den Schwellwertvergleich bestimmt ist, dass der nachgebildete Phasenstromwert (Is1Ref, Is2Ref, Is3Ref) der Phase (U, V, W) negativ ist, wobei ΔPWMpotF1,2,3 den ermittelten PWM-Vorgabewertfehler je Phase (U, V, W) bezeichnet, PWM1,2,3 den PWM-Vorgabewert (PWM1, PWM2, PWM3) je Phase (U, V, W), UT1,2,3 einen Leistungsschalter-Spannungsabfall je Phase (U, V, W), UD1,2,3 einen Dioden-Spannungsabfall je Phase (U, V, W) und Udc die Zwischenkreisspannung.
Method according to one of the preceding claims, characterized in that the PWM default value error per phase (U, V, W) according to equation 1)
Figure 00220001
if it is determined by the threshold value comparison that the simulated phase current value (I s1Ref , I s2Ref , I s3Ref ) of the phase (U, V, W) is positive, or according to equation 2)
Figure 00220002
is determined, if it is determined by the Schwellwertvergleich that the simulated phase current value (I s1Ref , I s2Ref , I s3Ref ) of the phase (U, V, W) is negative, where .DELTA.PWM potF1,2,3 the determined PWM default value error per phase (U, V, W), PWM 1,2,3 denotes the PWM default value (PWM1, PWM2, PWM3) per phase (U, V, W), U T1,2,3 denotes a circuit breaker voltage drop per phase (U , V, W), U D1,2,3 a diode voltage drop per phase (U, V, W) and U dc the DC link voltage.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten PWM-Vorgabewertfehler (ΔPWMpotF1,2,3) je Phase (U, V, W) zur Bereitstellung korrigierter PWM-Vorgabewerte (PWM1n, PWM2n, PWM3n) für den Wechselrichter je mit dem PWM-Vorgabewert (PWM1, PWM2, PWM3) der Phase (U, V, W) addiert werden. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the determined PWM default value error (ΔPWM potF1,2,3 ) per phase (U, V, W) for providing corrected PWM default values (PWM1n, PWM2n, PWM3n) for the inverter each with the PWM default value (PWM1, PWM2, PWM3) of the phase (U, V, W) are added. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein korrigierter PWM-Vorgabewert (PWM1n, PWM2n, PWM3n), welcher kleiner Null Prozent oder größer hundert Prozent ist, vor Ausgabe an den Wechselrichter (1) auf Null Prozent bzw. hundert Prozent begrenzt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that a corrected PWM default value (PWM1n, PWM2n, PWM3n), which is less than zero percent or greater than one hundred percent, before being output to the inverter ( 1 ) is limited to zero percent or one hundred percent. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der PWM-Vorgabewertfehler (ΔPWMpotF1,2,3) je Phase (U, V, W) basierend auf einem mittels Sollstromvorgaben (IsdRef, IsqRef), insbesondere mittels Filterung von Sollstromvorgaben (IsdRef, IsqRef), nachgebildeten Phasenstromwert (Is1Ref, Is2Ref, Is3Ref) der Phase (U, V, W) ermittelt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the PWM default value error (ΔPWM potF1,2,3 ) per phase (U, V, W) based on a means of target current specifications (I sdRef , I sqRef ), in particular by means of filtering of target current specifications (I sdRef , I sqRef ), simulated phase current value (I s1Ref , I s2Ref , I s3Ref ) of the phase (U, V, W) is determined. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein nachgebildeter Phasenstromwert (Is1Ref, Is2Ref, Is3Ref) je mittels Filterung der Sollstromvorgaben (IsdRef, IsqRef) mit einem Tiefpassfilter (27) bereitgestellt wird, insbesondere eines digitalen Filters, wobei die Sollstromvorgaben (IsdRef, IsqRef) insbesondere als zeitdiskrete Größen bereitgestellt sind. Method according to one of the preceding claims, characterized in that a simulated phase current value (I s1Ref , I s2Ref , I s3Ref ) by means of filtering the target current specifications (I sdRef , I sqRef ) with a low-pass filter ( 27 ), in particular a digital filter, wherein the setpoint current specifications (I sdRef , I sqRef ) are provided in particular as time-discrete variables. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels der Filterung nachgebildeten Phasenstromwerte (Is1Ref, Is2Ref, Is3Ref) den tatsächlichen Phasenstromwerten der Phasen (U, V, W) der Drehfeldmaschine (4) entsprechen. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the phase current values simulated by the filtering (I s1Ref , I s2Ref , I s3Ref ) correspond to the actual phase current values of the phases (U, V, W) of the induction machine ( 4 ) correspond. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehfeldmaschine (4) während des Verfahrens gemäß einer feldorientierten Steuerung, insbesondere mit einstellbarer Dynamik, gesteuert betrieben wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the induction machine ( 4 ) is operated in a controlled manner during the method according to a field-oriented control, in particular with adjustable dynamics. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der korrigierte und/oder korrigierte und begrenzte Vorgabewert (PWM1n, PWM2n, PWM3n) je Phase (U, V, W) für bzw. an den Wechselrichter (1) zur Einstellung eines Spannungsvektors ausgegeben wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the corrected and / or corrected and limited default value (PWM1n, PWM2n, PWM3n) per phase (U, V, W) for or to the inverter ( 1 ) is output for setting a voltage vector. Vorrichtung (5) zum Betrieb einer Drehfeldmaschine (4), insbesondere mit einem Wechselrichter (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (5) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist, wobei zum Betrieb des Wechselrichters (1) korrigierte Vorgabewerte (PWM1n, PWM2n, PWM3n) durch die Vorrichtung (5) bereitgestellt werden. Contraption ( 5 ) for the operation of a rotary field machine ( 4 ), in particular with an inverter ( 1 ), characterized in that the device ( 5 ) for carrying out the method according to one of the preceding claims, wherein for the operation of the inverter ( 1 ) corrected default values (PWM1n, PWM2n, PWM3n) by the device ( 5 ) to be provided. Vorrichtung (5) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Steuerstruktur (7) zur feldorientierten Steuerung aufweist, insbesondere zur feldorientierten Steuerung mit einstellbarer Dynamik, wobei die Vorrichtung (5) im Zuge der feldorientierten Steuerung korrigierte Vorgabewerte (PWM1n, PWM2n, PWM3n) bereitstellt. Contraption ( 5 ) according to claim 13, characterized in that the device has a control structure ( 7 ) for field-oriented control, in particular for field-oriented control with adjustable dynamics, wherein the device ( 5 ) provides corrected default values (PWM1n, PWM2n, PWM3n) in the course of the field-oriented control. Vorrichtung (5) nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Filter (27), insbesondere ein digitales Filter, weiterhin insbesondere ein Tiefpassfilter, zur Filterung der Sollstromvorgaben (IsdRef, ISqRef) aufweist. Contraption ( 5 ) according to one of claims 13 or 14, characterized in that the device is a filter ( 27 ), in particular a digital filter, further comprising in particular a low-pass filter for filtering the setpoint current specifications (I sdRef , I SqRef ). Antriebssystem (6) mit einer Drehfeldmaschine (4) und einem Wechselrichter (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem (6) zum Betrieb der Drehfeldmaschine (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist. Drive system ( 6 ) with a rotating field machine ( 4 ) and an inverter ( 1 ), characterized in that the drive system ( 6 ) for the operation of the induction machine ( 4 ) is designed according to one of claims 1 to 12.
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