DE102013213046A1 - Electric drive with inverter - Google Patents

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Abstract

Die Beschreibung umfasst ein Verfahren zur Ansteuerung eines mehrphasigen Wechselrichters zum Betrieb einer Elektromaschine, wobei der Wechselrichter Halbbrücken umfasst mit jeweils einem ersten Leistungsschalter 1 und jeweils einem zweiten Leistungsschalter 2, wobei der erste Leistungsschalter 1 mit einer Gleichspannung UBAT verbunden ist und der zweite Leistungsschalter 2 mit einem Bezugspotential GND der Gleichspannung UBAT verbunden ist, wobei der jeweilige Knotenpunkt des ersten mit dem zweiten Leistungsschalter 1, 2 mit dem jeweiligen Phasenstrang U, V, W der Elektromaschine verbunden ist, umfassend die Schritte: Feststellen, ob ein Störfall vorliegt 8, falls ein Störfall vorliegt: Messen, ob ein erster Strom aus der Elektromaschine fließt 9 und falls ein Störfall vorliegt und der erste Strom fließt: Überführen des Wechselrichters in einen Kurzschlussmodus 10.The description includes a method for controlling a polyphase inverter for operating an electric machine, wherein the inverter comprises half bridges each having a first power switch 1 and a second power switch 2, wherein the first power switch 1 is connected to a DC voltage U BAT and the second power switch . 2 is connected to a reference potential GND of the DC voltage U BAT , wherein the respective node of the first with the second power switch 1, 2 is connected to the respective phase strand U, V, W of the electric machine comprising the steps of: determining whether a fault exists 8, if there is a fault: measure whether a first current is flowing from the electric machine 9 and if there is a fault and the first current is flowing: converting the inverter into a short circuit mode 10.

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Figure DE102013213046A1_0001

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines mehrphasigen Wechselrichters/Frequenzumrichters zum Betrieb einer Elektromaschine, eine Steuerungseinheit für ein Fahrzeug und ein Fahrzeug.The present invention relates to a method for driving a polyphase inverter / frequency converter for operating an electric machine, a control unit for a vehicle and a vehicle.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Im Stand der Technik sind Wechselrichter/Frequenzumrichter zur Ansteuerung von Elektromaschinen bekannt, wobei die Elektromaschinen zum Antrieb von Fahrzeugen vorgesehen sein können.In the prior art inverter / frequency converter for controlling electric machines are known, wherein the electric machines may be provided for driving vehicles.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

In einem Störfall, beispielsweise ein Leistungsschalter des Wechselrichters/Frequenzumrichters weist einen Defekt auf, sollte sichergestellt werden, dass das betreffende System in einen Zustand überführt wird, bei dem weiterer Schaden vermieden wird. Insbesondere das Rückspeisen elektrischer Energie aus der Elektromaschine stellt ein Problem dar. Hierzu wird die Elektromaschine in einen Kurzschlussmodus überführt. Allerdings kann das ganze System im Kurzschlussmodus durch hohe Ströme einer erheblichen Belastung ausgesetzt werden. Es sollte daher der Kurzschlussmodus nur solange aufrecht gehalten werden, wie dies notwendig ist. In the event of a malfunction, for example a circuit breaker of the inverter / frequency converter has a defect, it should be ensured that the system in question is transferred to a state in which further damage is avoided. In particular, the recovery of electrical energy from the electric machine is a problem. For this purpose, the electric machine is converted into a short-circuit mode. However, in short-circuit mode, the whole system can be subjected to considerable stress by high currents. Therefore, the short-circuit mode should be maintained only as long as necessary.

Eine Aufgabe ist daher, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das auf einfache Weise eine optimale Zustandsänderung zwischen den Modi Kurzschlussfall und Freilauffall in einem Störfall ermöglicht.It is therefore an object to provide a method which enables in a simple manner an optimal change of state between the modes of short-circuiting and freewheeling in a fault.

Als erste Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Ansteuerung eines mehrphasigen Wechselrichters zum Betrieb einer Elektromaschine zur Verfügung gestellt, wobei der Wechselrichter Halbbrücken umfasst mit jeweils einem ersten Leistungsschalter und jeweils einem zweiten Leistungsschalter, wobei der erste Leistungsschalter mit einer Gleichspannung verbunden ist und der zweite Leistungsschalter mit einem Bezugspotential der Gleichspannung verbunden ist, wobei der jeweilige Knotenpunkt des ersten mit dem zweiten Leistungsschalter mit dem jeweiligen Phasenstrang der Elektromaschine verbunden ist, umfassend die Schritte: Feststellen, ob ein Störfall vorliegt, falls ein Störfall vorliegt: Messen, ob ein erster Strom aus der Elektromaschine fließt und falls ein Störfall vorliegt und der erste Strom fließt: Überführen des Wechselrichters in einen Kurzschlussmodus.As a first embodiment of the invention, a method for driving a polyphase inverter for operating an electric machine is provided, wherein the inverter comprises half bridges each having a first power switch and a second power switch, wherein the first power switch is connected to a DC voltage and the second power switch is connected to a reference potential of the DC voltage, wherein the respective node of the first with the second power switch is connected to the respective phase strand of the electric machine, comprising the steps of: determining whether a fault exists, if a fault occurs: measuring whether a first current from the electric machine is flowing and if there is a fault and the first current is flowing: transferring the inverter into a short circuit mode.

Der Wechselrichter kann insbesondere als Frequenzumrichter ausgebildet sein. Durch wenigstens eine Phasenstrommessung kann auf einfache Weise festgestellt werden, ob eine Rückspeisung durch die Elektromaschine vorliegt, wobei sich eine Rückspeisung ergibt, falls die induktiv erzeugte Spannung größer als die Zwischenkreisspannung /Speicherspannung ist.The inverter can be designed in particular as a frequency converter. By at least one phase current measurement can be determined in a simple manner, whether there is a return feed through the electric machine, which results in a feedback, if the inductively generated voltage is greater than the intermediate circuit voltage / storage voltage.

Als zweite Ausführungsform der Erfindung wird eine Steuerungseinheit für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt, wobei die Steuerungseinheit derart ausgelegt ist, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 auszuführen.As a second embodiment of the invention, a control unit for a vehicle is provided, wherein the control unit is designed to carry out a method according to one of claims 1 to 11.

Als dritte Ausführungsform der Erfindung wird ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt, aufweisend eine Steuerungseinheit nach Anspruch 12.As a third embodiment of the invention, there is provided a vehicle comprising a control unit according to claim 12.

Beispielhafte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.Exemplary embodiments are described in the dependent claims.

Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, ferner umfassend die Schritte: Prüfen, ob die Geschwindigkeit des Fahrzeugs abnimmt oder prüfen, ob die Drehzahl der Motorwelle der Elektromaschine abnimmt und falls die Geschwindigkeit abnimmt oder falls die Drehzahl der Motorwelle der Elektromaschine abnimmt und falls die Endstufe im Kurzschlussmodus ist: falls die drei ersten Leistungsschalter geschlossen sind: Öffnen /Sperren eines der ersten Leistungsschalter oder falls die drei zweiten Leistungsschalter geschlossen sind: Öffnen/Sperren eines der zweiten Leistungsschalter.According to an exemplary embodiment of the invention, there is provided a method further comprising the steps of: checking whether the speed of the vehicle is decreasing or checking whether the rotational speed of the motor shaft of the electric machine is decreasing and if the speed is decreasing or if the rotational speed of the motor shaft of the electric machine and if the power stage is in short-circuit mode: if the first three power switches are closed: opening / closing one of the first power switches or if the three second power switches are closed: opening / closing one of the second power switches.

Durch das Öffnen/Sperren eines Leistungsschalters kann eine Testprozedur durchlaufen werden, ob eine Rückspeisung von Strom aus der Elektromaschine vorliegt. Falls über den entsprechenden Phasenstrang aus der Elektromaschine ein Strom zurückgespeist wird, wird der Kurzschlussmodus wieder hergestellt. Durch das Öffnen/Sperren nur eines Leistungsschalters bleibt die Auswirkung einer potentiellen Rückspeisung vorteilhafterweise minimal/beschränkt.By opening / closing a circuit breaker, a test procedure can be run through whether there is a backfeed of electricity from the electric machine. If a current is fed back via the corresponding phase string from the electric machine, the short-circuit mode is restored. By opening / blocking only one circuit breaker, the effect of potential feedback advantageously remains minimal / limited.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, ferner umfassend die Schritte: nach einer Zeitdauer: Messen, ob ein zweiter Strom aus der Elektromaschine in dem Phasenstrang fließt, der von dem einen ersten oder von dem einen zweiten Leistungsschalter geschaltet wird und Berechnen eines Zeitpunkts, zu dem kein erster Strom fließen kann, nach Erreichen des Zeitpunkts: Überführen des Wechselrichters in den Freischaltmodus.In another embodiment of the invention, there is provided a method further comprising the steps of: after a period of time: measuring whether a second current from the electric machine is flowing in the phase string switched by the one or the other power switch and calculating a time at which no first current can flow, after reaching the time: Transferring the inverter in the unlock mode.

Durch das Berechnen zu welchem Zeitpunkt kein Strom mehr zurückgespeist wird, kann auf eine mehrmalige Testprozedur (Sperren eines Leistungsschalters und Messen des Rückspeisestroms) verzichtet werden.By calculating at which point in time no current is fed back, a test procedure can be repeated (blocking a Circuit breaker and measuring the regenerative current) are omitted.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, ferner umfassend die Schritte: nach einer Zeitdauer: Messen, ob ein zweiter Strom aus der Elektromaschine in dem Phasenstrang fließt, der von dem einen ersten oder von dem einen zweiten Leistungsschalter geschaltet wird und falls der zweite Strom fließt: Überführen desAccording to another embodiment of the present invention, there is provided a method further comprising the steps of: after a period of time: measuring whether a second current from the electric machine is flowing in the phase string switched by the one or the other of the second power switches and if the second stream is flowing: transferring the

Wechselrichters in den Kurzschlussmodus, und falls der zweite Strom nicht fließt: Überführen des Wechselrichters in den Freilaufmodus.Inverter in the short-circuit mode, and if the second current is not flowing: Transferring the inverter in the freewheeling mode.

Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, wobei die Zeitdauer im Bereich zwischen 1 Sekunde und 20 Sekunden liegt.According to an exemplary embodiment of the invention, a method is provided wherein the time duration is in the range between 1 second and 20 seconds.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, wobei der eine der ersten Leistungsschalter und/oder der eine der zweiten Leistungsschalter während eines Stromnulldurchgangs geöffnet/gesperrt wird.In a further embodiment of the invention, a method is provided wherein the one of the first power switch and / or the one of the second power switch is opened / closed during a current zero crossing.

Durch das Schalten im Strom-/Spannungsnulldurchgang kann ein leistungsfreies Schalten realisiert und Überspannungen vermieden werden. Außerdem würde bei nennenswerten Strömen gesperrt/geschaltet werden, so resultiert die in der Induktivität der Wicklung gespeicherte Energie in einer Überspannung/einem Stromfluss, wodurch eine Strommessung gestört werden würde.By switching in the current / voltage zero crossing, a power-free switching can be realized and overvoltages can be avoided. In addition, would be locked / switched at significant currents, the energy stored in the inductance of the winding results in an overvoltage / current flow, whereby a current measurement would be disturbed.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, wobei zum Prüfen, ob die Geschwindigkeit abnimmt, die Frequenz eines Phasenstroms des Drehstrom-Elektromotors verwendet wird.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method wherein, for checking whether the speed is decreasing, the frequency of a phase current of the three-phase electric motor is used.

Durch das Messen der Phasenstrom-Frequenz kann ohne zusätzliche Sensoren der Geschwindigkeitstrend des Fahrzeugs/der Drehzahltrend der E-Maschine ermittelt werden. Relevant ist hier nur der Trend (Zunahme/Abnahme). Absolute Werte haben keine Aussagekraft.By measuring the phase current frequency, the speed trend of the vehicle / the speed trend of the electric motor can be determined without additional sensors. Relevant here is only the trend (increase / decrease). Absolute values have no significance.

Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, wobei der erste Leistungsschalter und/oder der zweite Leistungsschalter zwei oder beliebig viele Mittel zum Schalten aufweist und/oder wobei das Mittel als Power-Mosfet, IGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor), bipolarer Transistor, Thyristor, Triac, ESBT (Emitter-switched-bipolar-Transistor) ausgebildet ist.According to an exemplary embodiment of the invention, a method is provided, wherein the first power switch and / or the second power switch has two or any number of switching means and / or wherein the means is a power MOSFET, IGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor), bipolar transistor, thyristor, triac, ESBT (emitter-switched bipolar transistor) is formed.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, wobei im Freilaufmodus sämtliche ersten und sämtliche zweiten Leistungsschalter geöffnet sind.In a further embodiment of the invention, a method is provided, wherein in free-running mode, all the first and all second power switches are opened.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, wobei im Kurzschlussmodus sämtliche ersten Leistungsschalter geöffnet sind und sämtliche zweiten Leistungsschalter geschlossen sind oder wobei sämtliche ersten Leistungsschalter geschlossen sind und sämtliche zweiten Leistungsschalter geöffnet sind.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method wherein in short-circuit mode all first power switches are open and all second power switches are closed, or wherein all first power switches are closed and all second power switches are open.

Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, wobei die Elektromaschine ein permanenterregter Synchronmotor ist. According to an exemplary embodiment of the invention, a method is provided, wherein the electric machine is a permanent-magnet synchronous motor.

Als eine Idee der Erfindung kann angesehen werden, in einem Störfall eine optimale Zustandsänderung zwischen Kurzschlussmodus und Freilaufmodus zu ermöglichen, um die Belastung für das System so gering wie möglich zu halten. Hierzu wird während eines Kurzschlussmodus ein bislang geschlossener Leistungsschalter geöffnet und gemessen, ob der betreffende Phasenstrang einen Strom führt. Falls ja, wird der Kurzschlussmodus wieder hergestellt. Falls nein, wird der Wechselrichter in den Freilaufmodus überführt. As an idea of the invention, it can be considered to allow an optimal change of state between short-circuit mode and free-wheeling mode in an accident, in order to keep the load on the system as low as possible. For this purpose, during a short circuit mode, a hitherto closed circuit breaker is opened and measured as to whether the relevant phase string carries a current. If so, the short circuit mode is restored. If not, the inverter is set to freewheel mode.

Die einzelnen Merkmale können selbstverständlich auch untereinander kombiniert werden, wodurch sich zum Teil auch vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.Of course, the individual features can also be combined with each other, which can also be partially beneficial effects that go beyond the sum of the individual effects.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele deutlich. Es zeigenFurther details and advantages of the invention will become apparent from the embodiments illustrated in the drawings. Show it

1 eine Endstufe/ein Wechselrichter/ein Frequenzumrichter zur Ansteuerung eines permanenterregten Synchronmotors, 1 an output stage / an inverter / a frequency converter for controlling a permanent-magnet synchronous motor,

2 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens, 2 a flow chart of a method according to the invention,

3 ein Diagramm eines Spannungs-/Stromverlaufs. 3 a diagram of a voltage / current curve.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER DETAILED DESCRIPTION EXAMPLE

AUSFÜHRUNGSFORMENEMBODIMENTS

1 zeigt einen Wechselrichter mit drei Halbbrücken, die jeweils zwei Leistungsschalter 1, 2 aufweisen. An den Knotenpunkten der Halbbrücken sind die Phasenstränge U, V, W der Elektromaschine 6 angeschlossen. 1 shows an inverter with three half-bridges, each with two circuit breakers 1 . 2 exhibit. At the nodes of the half bridges are the phase strands U, V, W of the electric machine 6 connected.

2 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren bei dem in einem Störfall/Notfall 8 eine Fehlerroutine angewählt wird. Der Störfall kann beispielsweise ein Defekt des Wechselrichters (Ausfall eines Leistungsschalters) oder der Elektromaschine sein (z.B. ein durchgeschmorter Phasenstrang oder zwei kurzgeschlossene Phasenstränge). Wird ein derartiger Defekt festgestellt, wird überprüft, ob eine Rückspeisung von Strom aus der Elektromaschine in den Wechselrichter bzw. den Speicher erfolgt 9. Falls ja, besteht die Gefahr, dass eine (weitere/zusätzliche) Beschädigung des Wechselrichters bzw. des elektrischen Systems erfolgt und/oder ein unerwünschtes Bremsmoment bei geschlossenen Schaltern S (1) wirksam wird. In diesem Fall wird ein aktiver Kurzschluss beispielsweise durch Schließen sämtlicher Highside-Leistungsschalter und Öffnen sämtlicher Lowside-Leistungsschalter oder durch Öffnen sämtlicher Highside-Leistungsschalter und schließen sämtlicher Lowside-Leistungsschalter hergestellt 10. Der Kurzschlussmodus kann auch durch eine Betätigung weiterer Mittel, beispielsweise von Schützen, erfolgen. Durch einen Kurzschlussmodus kann sich eine erhebliche Belastung des Systems durch hohe Ströme ergeben. Es wird daher angestrebt, einen Kurzschlussmodus nur solange aufrecht zu halten wie dieser unbedingt notwendig ist. Außerdem besteht die Gefahr hoher Bremsmomente bei bestimmten E-Maschinen und niedrigen Drehzahlen. Wird die Drehzahl der Motorwelle, auf der der Rotor der Elektromaschine angeordnet ist, nicht langsamer, kann davon ausgegangen werden, dass weiterhin Rückspeisestrom fließt 11. Der Kurzschlussmodus kann keinesfalls aufgehoben werden. Wird jedoch die Drehzahl niedriger, könnte bereits ein Zustand eingetreten sein, bei dem nur noch geringe oder keine Ströme aus der Elektromaschine zurückgespeist werden. In diesem Fall kann beispielsweise ein einzelner Leistungsschalter der geschlossenen Leistungsschalter geöffnet werden 12. Fließt über den Phasenstrang, der von dem einzelnen mittlerweile geöffneten Leistungsschalter geschaltet wird, ein Strom, so wird der Kurzschlussmodus wieder hergestellt 13, 14. Kann andernfalls festgestellt werden, dass kein oder nur noch ein geringer Strom fließt, so kann der Wechselrichter in den Freilaufmodus überführt werden 15. 2 shows a method according to the invention in the event of an accident / emergency 8th an error routine is selected. The fault can be, for example, a defect of the inverter (failure of a circuit breaker) or the electric machine (eg a durchgeschmorter phase strand or two short-circuited phase strands). If such a defect is detected, it is checked whether a return of electricity from the electric machine in the inverter or the memory is done 9 , If so, there is the danger that a (further / additional) damage of the inverter or the electrical system takes place and / or an undesired braking torque with closed switches S (FIG. 1 ) becomes effective. In this case, an active short circuit is established by, for example, closing all highside circuit breakers and opening all lowside circuit breakers, or by opening all highside circuit breakers and closing all lowside circuit breakers 10 , The short circuit mode can also be done by an actuation of other means, such as shooters. A short circuit mode can result in a significant load on the system due to high currents. It is therefore desirable to maintain a short-circuit mode only as long as this is absolutely necessary. There is also the risk of high braking torques in certain electric machines and low speeds. If the speed of the motor shaft, on which the rotor of the electric machine is arranged, not slower, it can be assumed that continues to flow feed back current 11 , The short circuit mode can not be canceled. However, if the speed is lower, a state could already have occurred in which only small or no currents are fed back from the electric machine. In this case, for example, a single circuit breaker of the closed circuit breaker can be opened 12 , If a current flows through the phase string, which is switched by the now open circuit-breaker, the short-circuit mode is restored 13 . 14 , Otherwise, if it can be determined that no or only a small amount of current is flowing, the inverter can be put into freewheel mode 15 ,

3 zeigt ein Diagramm zur Berechnung/Abschätzung der unkritischen Drehzahl, also der Drehzahl bei der keine Rückspeisung mehr erfolgt. Wurde die kritische Drehzahl ermittelt, können weitere Testschritte, bei denen ein Leistungsschalter geöffnet wird, um den betreffenden Phasenstrang auf einen rückgespeisten Strom zu prüfen, entfallen. Vorteilhafterweise kann hierdurch der Steuerungsaufwand klein gehalten werden. Aus der einfach zu messenden Zeitdauer eines Strom-Nulldurchgangs bis zum Beginn des wiedereinsetzenden Stromflusses kann bei bekannter Kurvenform des Spannungsverlaufs und bekannter Periodendauer die aktuelle Maximalspannung der Elektromaschine berechnet werden. Die Kurvenform des Spannungsverlaufs (ebenso ggf. eine Phasenverschiebung) ist typisch für eine gegebene Maschine, beispielsweise ist die Kurvenform sinusförmig. Die Periodendauer kann aus einer laufenden Frequenzmessung in den anderen Phasen errechnet werden. Da bei dieser Vorgehensweise aktuelle Messungen vorgenommen werden, ist der Einfluss der Magnete und der Gleichspannung, die durch den Speicher (Bezugszeichen 4 der 1) dem Wechselrichter zur Verfügung gestellt wird, mit berücksichtigt. Die Spannung der Maschine ist proportional zur Maschinenfrequenz, somit kann die Maschinenfrequenz einfach errechnet werden, bei der gerade kein Stromfluss mehr stattfindet. Wird bei weiter abnehmender Drehzahl diese Frequenz erreicht und wird ein Transistor in den sperrenden Zustand überführt, so kommt es zu keinem Stromfluss. Werden alle Transistoren gesperrt, wird der Kurzschluss aufgehoben. Das zyklische Sperren eines Transistors entfällt bei dieser Vorgehensweise, bis auf ein einmaliges Sperren zu Beginn der Prozedur. Die 3 stellt eine Periode von 0° bis 360° ωt dar. Hierbei ergibt sich ein Bereich, der bei t1 beginnt und bei t2 endet, wobei sich während dieses Bereichs ein Rückspeise-Stromfluss einer Maschinenphase ergibt. 3 shows a diagram for calculating / estimating the non-critical speed, ie the speed at which no feedback takes place. If the critical speed has been determined, further test steps in which a circuit breaker is opened in order to check the relevant phase line for a fed-back current, omitted. Advantageously, as a result, the control effort can be kept small. From the easily measured duration of a current zero crossing to the beginning of the re-establishing current flow can be calculated at a known waveform of the voltage waveform and known period, the current maximum voltage of the electric machine. The waveform of the voltage waveform (as well as possibly a phase shift) is typical of a given machine, for example, the waveform is sinusoidal. The period can be calculated from a running frequency measurement in the other phases. Since current measurements are made in this procedure, the influence of the magnets and the DC voltage passing through the memory (reference numeral 4 of the 1 ) is provided with the inverter. The voltage of the machine is proportional to the machine frequency, so the machine frequency can be easily calculated, in which no more current flow takes place. If this frequency is reached while the speed continues to decrease and if a transistor is switched to the blocking state, no current flow occurs. If all transistors are disabled, the short circuit is canceled. The cyclic locking of a transistor is omitted in this procedure, except for a one-time lock at the beginning of the procedure. The 3 represents a period of 0 ° to 360 ° ωt. This results in a range that starts at t 1 and ends at t 2 , resulting in this region, a regenerative current flow of a machine phase.

Es sei angemerkt, dass der Begriff „umfassen“ weitere Elemente oder Verfahrensschritte nicht ausschließt, ebenso wie der Begriff „ein“ und „eine“ mehrere Elemente und Schritte nicht ausschließt.It should be noted that the term "comprising" does not exclude other elements or method steps, just as the term "a" and "an" does not exclude multiple elements and steps.

Die verwendeten Bezugszeichen dienen lediglich zur Erhöhung der Verständlichkeit und sollen keinesfalls als einschränkend betrachtet werden, wobei der Schutzbereich der Erfindung durch die Ansprüche wiedergegeben wird.The reference numerals used are for convenience of reference only and are not to be considered as limiting, the scope of the invention being indicated by the claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Leistungsschalter Highside Circuit breaker Highside
22
Leistungsschalter Lowside Circuit breaker Lowside
33
Dioden/Bodydioden/Freilaufdioden Diodes / body diodes / free-wheeling diodes
44
Speicher Storage
55
Kondensator capacitor
66
Elektromaschine electric machine
77
Normalbetrieb normal operation
88th
Abfrage: Störfall/Fehlerzustand? Query: Incident / error condition?
99
Abfrage: Rückspeisung von Strom aus der Elektromaschine? Query: Regenerating electricity from the electric machine?
1010
Überführen des Wechselrichters in den Kurzschlussmodus Transferring the inverter to the short circuit mode
1111
Abfrage: wird Drehzahl niedriger bzw. wird das betreffende Fahrzeug langsamer? Query: is speed lower or does the vehicle slow down?
12 12
Sperren/Öffnen eines der Transistoren, die bislang kurzgeschlossen warenLock / open one of the transistors that has been shorted so far
1313
Abfrage: Rückspeisung von Strom aus der Elektromaschine? Query: Regenerating electricity from the electric machine?
1414
Schließen des einen Transistors Close the one transistor
1515
Überführen des Wechselrichters in den Freilaufmodus Transferring the inverter to freewheeling mode
ii
Strom electricity
uu
Spannung tension
D1D1
Diode/Bodydiode/Freilaufdiode Diode / body diode / freewheeling diode
D2D2
Diode/Bodydiode/Freilaufdiode Diode / body diode / freewheeling diode
D3D3
Diode/Bodydiode/Freilaufdiode Diode / body diode / freewheeling diode
D4D4
Diode/Bodydiode/Freilaufdiode Diode / body diode / freewheeling diode
D5D5
Diode/Bodydiode/Freilaufdiode Diode / body diode / freewheeling diode
D6D6
Diode/Bodydiode/Freilaufdiode Diode / body diode / freewheeling diode
GNDGND
Bezugsspannung zur Gleichspannung Reference voltage to the DC voltage
UBAT U BAT
Gleichspannung DC
UU
Phasenstrangspannung Phase phase voltage
VV
Phasenstrangspannung Phase phase voltage
WW
Phasenstrangspannung Phase phase voltage

Claims (13)

Verfahren zur Ansteuerung eines mehrphasigen Wechselrichters zum Betrieb einer Elektromaschine, wobei der Wechselrichter Halbbrücken umfasst mit jeweils einem ersten Leistungsschalter (1) und jeweils einem zweiten Leistungsschalter (2), wobei der erste Leistungsschalter (1) mit einer Gleichspannung (UBAT) verbunden ist und der zweite Leistungsschalter (2) mit einem Bezugspotential (GND) der Gleichspannung (UBAT) verbunden ist, wobei der jeweilige Knotenpunkt des ersten mit dem zweiten Leistungsschalter (1, 2) mit dem jeweiligen Phasenstrang U, V, W der Elektromaschine verbunden ist, umfassend die Schritte: Feststellen, ob ein Störfall vorliegt (8), falls ein Störfall vorliegt: Messen, ob ein erster Strom aus der Elektromaschine fließt (9) und falls ein Störfall vorliegt und der erste Strom fließt: Überführen des Wechselrichters in einen Kurzschlussmodus (10).Method for controlling a polyphase inverter for operating an electric machine, wherein the inverter comprises half-bridges each having a first circuit breaker ( 1 ) and in each case a second circuit breaker ( 2 ), the first circuit breaker ( 1 ) is connected to a DC voltage (U BAT ) and the second power switch ( 2 ) is connected to a reference potential (GND) of the DC voltage (U BAT ), wherein the respective node of the first with the second power switch ( 1 . 2 ) is connected to the respective phase strand U, V, W of the electric machine, comprising the steps of: determining whether a fault exists ( 8th ) if there is an accident: measuring whether a first current is flowing from the electric machine ( 9 ) and if there is a fault and the first current is flowing: converting the inverter into a short-circuit mode ( 10 ). Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend die Schritte: Prüfen, ob die Geschwindigkeit des Fahrzeugs abnimmt oder prüfen, ob die Drehzahl der Motorwelle der Elektromaschine abnimmt (11) und falls die Geschwindigkeit abnimmt oder falls die Drehzahl der Motorwelle der Elektromaschine abnimmt und falls die Endstufe im Kurzschlussmodus ist: falls die drei ersten Leistungsschalter geschlossen sind: Öffnen/Sperren eines der ersten Leistungsschalter oder falls die drei zweiten Leistungsschalter geschlossen sind: Öffnen/Sperren eines der zweiten Leistungsschalter (12).The method of claim 1, further comprising the steps of: checking whether the speed of the vehicle is decreasing or checking whether the rotational speed of the motor shaft of the electric machine is decreasing ( 11 ) and if the speed is decreasing or if the speed of the motor shaft of the electric machine is decreasing and if the final stage is in short circuit mode: if the three first circuit breakers are closed: opening / closing one of the first circuit breaker or if the three second circuit breakers are closed: open / close one of the second circuit breakers ( 12 ). Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend die Schritte: nach einer Zeitdauer: Messen, ob ein zweiter Strom aus der Elektromaschine in dem Phasenstrang fließt, der von dem einen ersten oder von dem einen zweiten Leistungsschalter geschaltet wird (13) und Berechnen eines Zeitpunkts, zu dem kein erster Strom fließen kann, nach Erreichen des Zeitpunkts: Überführen des Wechselrichters in den Freischaltmodus. The method of claim 2, further comprising the steps of: after a period of time: measuring whether a second current from the electric machine is flowing in the phase string switched by the one or the other of the second power switches ( 13 ) and calculating a time at which no first current can flow, after reaching the time point: transferring the inverter in the enable mode. Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend die Schritte: nach einer Zeitdauer: Messen, ob ein zweiter Strom aus der Elektromaschine in dem Phasenstrang fließt, der von dem einen ersten oder von dem einen zweiten Leistungsschalter geschaltet wird (13) und falls der zweite Strom fließt: Überführen des Wechselrichters in den Kurzschlussmodus (14), falls der zweite Strom nicht fließt: Überführen des Wechselrichters in den Freilaufmodus (15).The method of claim 2, further comprising the steps of: after a period of time: measuring whether a second current from the electric machine is flowing in the phase string switched by the one or the other of the second power switches ( 13 ) and if the second current flows: converting the inverter into the short-circuit mode ( 14 ), if the second current is not flowing: transferring the inverter into free-running mode ( 15 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die Zeitdauer im Bereich zwischen 1 Sekunde und 20 Sekunden liegt. Method according to one of claims 3 or 4, wherein the time period is in the range between 1 second and 20 seconds. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der eine der ersten Leistungsschalter und/oder der eine der zweiten Leistungsschalter während eines Stromnulldurchgangs geöffnet/gesperrt wird. Method according to one of claims 3 to 5, wherein the one of the first power switch and / or the one of the second power switch is opened / closed during a current zero crossing. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei zum Prüfen, ob die Geschwindigkeit abnimmt, die Frequenz eines Phasenstroms des Drehstrom-Elektromotors verwendet wird.  Method according to one of claims 2 to 6, wherein the frequency of a phase current of the three-phase electric motor is used to check whether the speed decreases. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Leistungsschalter und/oder der zweite Leistungsschalter zwei oder beliebig viele Mittel zum Schalten aufweist und/oder wobei das Mittel als Power-Mosfet, IGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor), bipolarer Transistor, Thyristor, Triac, ESBT (Emitter-switched-bipolar-Transistor) ausgebildet ist. Method according to one of the preceding claims, wherein the first power switch and / or the second power switch has two or any number of means for switching and / or wherein the means as power MOSFET, IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), bipolar transistor, thyristor, triac , ESBT (emitter-switched bipolar transistor) is formed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Freilaufmodus sämtliche ersten und sämtliche zweiten Leistungsschalter (1, 2) geöffnet sind.Method according to one of the preceding claims, wherein in freewheel mode all first and all second circuit breakers ( 1 . 2 ) are open. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Kurzschlussmodus sämtliche ersten Leistungsschalter (1) geöffnet sind und sämtliche zweiten Leistungsschalter (2) geschlossen sind oder wobei sämtliche ersten Leistungsschalter (1) geschlossen sind und sämtliche zweiten Leistungsschalter (2) geöffnet sind.Method according to one of the preceding claims, wherein in the short-circuit mode all the first circuit breakers ( 1 ) and all second circuit breakers ( 2 ) are closed or wherein all the first circuit breaker ( 1 ) are closed and all second circuit breakers ( 2 ) are open. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Elektromaschine ein permanenterregter Synchronmotor ist.  Method according to one of the preceding claims, wherein the electric machine is a permanent-magnet synchronous motor. Steuerungseinheit für ein Fahrzeug, wobei die Steuerungseinheit derart ausgelegt ist, um ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen. Control unit for a vehicle, wherein the control unit is designed such that it carries out a method according to one of the preceding claims. Fahrzeug, aufweisend eine Steuerungseinheit nach Anspruch 12. Vehicle comprising a control unit according to claim 12.
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