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Die Erfindung betrifft eine Technik für den Überlastschutz eines Stromstellers. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Stromsteller für eine mehrphasige elektrische Maschine.
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Ein Kraftfahrzeug umfasst einen Antriebsstrang mit einer elektrischen Maschine, die als Drehfeldmaschine mit mehreren Phasen aufgebaut ist. Jede der Phasen wird mittels einer Halbbrücke angesteuert, die einen Anschluss der Phase mit einem hohen oder niedrigen Potential einer Zwischenkreisspannung verbinden kann. Um eine vorbestimmte Spannung an einer Phase zu bewirken werden die Halbbrücken üblicherweise mit einem pulsweitenmodulierten Signal (PWM) in rascher Folge ein- und ausgeschaltet. Verläufe von Spannungen an den Phasen bewirken Verläufe von Strömen, die eine Drehzahl oder ein Drehmoment der elektrischen Maschine bestimmen. Die Bestimmung der jeweiligen PWM-Signale erfolgt üblicherweise auf der Basis vieler Größen, zu denen eine Drehmoment- oder Drehzahlanforderung, die Phasenströme, eine Drehzahl der elektrischen Maschine oder der Betrag der Zwischenkreisspannung zählen können.
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Die verwendeten Ansteuerungsverfahren stellen üblicherweise sicher, dass ein durch die elektrische Maschine fließender Strom auf die einzelnen Phasen verteilt wird, sodass die Halbbrücken nicht überlastet werden. Eine Maßnahme zur Begrenzung der Belastung einer Phase ist als Derating bekannt. Außerdem kann der insgesamt durch die Maschine fließende Strom beispielsweise mittels einer analogen Schaltung bestimmt werden und die Maschine kann abgeschaltet werden, falls der Strom einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. In einem Normalbetrieb, in dem die elektrische Maschine innerhalb vorbestimmter Betriebsgrenzen betrieben wird, kann ein effektiver Schutz der Halbbrücken erzielt werden. In einem Sonderbetriebsfall, beispielsweise in einer Initialisierungsphase der Steuervorrichtung, im Prüfstandsbetrieb, im Notlauf oder bei einer fehlerbedingten Abschaltung eines Teils der Steuervorrichtung kann der Schutz der Halbbrücken jedoch nicht zuverlässig sichergestellt werden. Um trotzdem eine Beschädigung einer oder mehrerer Halbbrücken durch Überlastung zu vermeiden ist es üblich, Leistungshalbleiter der Brückenschaltungen entsprechend groß zu dimensionieren, was zu Kostennachteilen führen kann.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Technik zum Überlastschutz für einen Stromsteller für eine elektrische Maschine anzugeben. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
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Ein Verfahren zum Begrenzen eines Stroms durch eine elektrische Maschine mit mehreren Phasen umfasst Schritte des Bestimmens eines Phasenstroms, der durch eine der Phasen fließt, des Bildens einer Differenz zwischen dem bestimmten Phasenstrom und einem Schwellenwert, des Aufintegrierens der Differenz zu einem Summenwert und des Abschaltens der elektrischen Maschine, falls der Summenwert einen vorbestimmten Grenzwert übersteigt.
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Vorteilhafterweise benötigt das Verfahren lediglich einen Phasenstrom als Eingangsgröße. Zwischengrößen, die insbesondere im Rahmen einer elektronischen Regelung der elektrischen Maschine anfallen können, werden hingegen nicht benutzt. Das Verfahren kann daher auch dann arbeiten, wenn eine übliche Steuerung der elektrischen Maschine nicht funktionsfähig ist, sich in einem Sonderbetriebszustand befindet oder ein Fehler vorliegt. Das Verfahren kann robust sein und für einen zusätzlichen Schutz der elektrischen Maschine sorgen, auch wenn andere Sicherungsmaßnahmen vorgesehen sind.
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Das Verfahren kann insbesondere an einer Synchronmaschine ausgeführt werden, wenn deren Drehzahl unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt. Dieser Schwellenwert ist üblicherweise nahe null gewählt, sodass von einer stillstehenden elektrischen Maschine ausgegangen werden kann. Soll die elektrische Maschine aus dem Stillstand angefahren werden oder läuft sie gegen einen mechanischen Widerstand und bleibt stehen, so kann ihre Drehzahl über längere Zeit null betragen, während ein hoher Strom durch sie fließt.
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Eine Ansteuervorrichtung für die elektrische Maschine ist üblicherweise für einen Wechselstrombetrieb vorgesehen, der bei Stillstand der elektrischen Maschine nicht vorliegt. Umfasst die Ansteuervorrichtung beispielsweise mehrere Halbbrücken mit jeweils mehreren Leistungsschaltern, so wird der Strom im üblichen Betrieb der elektrischen Maschine auf die einzelnen Leistungsschalter verteilt. Steht die elektrische Maschine jedoch still, so fließt der gesamte Strom durch eine Teilmenge der Leistungsschalter, sodass die aktiven Leistungsschalter überlastet sein können. Das Verfahren kann diesen und andere Sonderbetriebszustände der elektrischen Maschine bzw. der Ansteuervorrichtung absichern.
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Im Fall der Verwendung einer Asynchronmaschine kann sich ebenfalls im generatorischen Betrieb ein stehendes oder nur sehr langsam rotierendes Rotorfeld ergeben, sodass es ebenfalls zur Überlastung von Stromventilen kommen kann. Auch in dieser Konstellation kann die beschriebene Technik helfen, Überlastungsschäden zu vermeiden.
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Bevorzugterweise wird der Phasenstrom periodisch bestimmt und weiterverarbeitet. Die Ansteuerung der elektrischen Maschine wird üblicherweise durch eine Steuervorrichtung gesteuert. Dafür kann ein Strom durch die Phase bereits periodisch bestimmt werden. Die Weiterverarbeitung des bestimmten Phasenstroms kann mit der periodischen Bestimmung synchronisiert sein. Das Verfahren kann insbesondere auf einem programmierbaren Mikrocomputer nebenläufig zu einem Steuerverfahren ablaufen. Das Verfahren kann bereits dann arbeiten, wenn die periodische Bestimmung des Phasenstroms initialisiert wurde, eine weitere Funktionalität des Steuerverfahrens ist für das beschriebene Schutzverfahren nicht erforderlich.
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Der Summenwert ist bevorzugterweise auf minimal null begrenzt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass eine Beanspruchung der Phase mit einem hohen Phasenstrom ausgewertet wird und nicht ein Normalbetrieb, in dem der Phasenstrom dauerhaft unter dem Schwellenwert liegt.
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In einer weiter bevorzugten Ausführungsform werden für einen positiven und einen negativen Phasenstrom zugeordnete Differenzen und Summenwerte bestimmt und die elektrische Maschine wird abgeschaltet, falls einer der Summenwerte seinen zugeordneten Schwellenwert übersteigt. Eine übliche elektrische Maschine umfasst drei Phasen, die mit vertretbarem Aufwand auf die beschriebene Weise überwacht werden können, sodass die elektrische Maschine oder eine Steuer- oder Ansteuervorrichtung umfassend gegen eine zu hohe Strombelastung geschützt werden können. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Grenzwert in Abhängigkeit einer Temperatur einer Ansteuervorrichtung zur Steuerung des Stroms durch die Phase gewählt. Die Ansteuervorrichtung kann insbesondere eine Halbbrücke mit zwei Leistungsschaltern umfassen. Weist die Ansteuervorrichtung eine erhöhte Temperatur auf, so kann der Grenzwert entsprechend abgesenkt werden, um die verringerte Reserve an thermischer Belastbarkeit der Leistungsschalter zu berücksichtigen.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der Grenzwert in Abhängigkeit der Temperatur linear verringert, sodass er null beträgt, wenn die Temperatur eine zulässige Maximaltemperatur erreicht. Bei der Maximaltemperatur wird der Grenzwert durch die eingeschaltete elektrische Maschine stets überschritten, sodass das Abschalten garantiert ist. Zwischen diesem Betriebspunkt und einem anderen Betriebspunkt mit unbedenklicher Temperatur der Ansteuervorrichtung kann der Grenzwert linear verringert werden, um einen möglichst effektiven Temperaturschutz in einem möglichst kleinen Temperaturbereich zu realisieren, sodass Leistungsreserven der elektrischen Maschine oder der Ansteuervorrichtung möglichst ausgeschöpft werden.
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In einer weiter bevorzugten Ausführungsform wird ein Offset des Phasenstroms bei stillstehender elektrischer Maschine bestimmt und nachfolgende Bestimmungen des Phasenstroms werden um den Offset berichtigt. Dadurch kann ein Fehler durch eine statische Abweichung in der Messvorrichtung für den Phasenstrom kompensiert werden. Die Genauigkeit des Verfahrens kann dadurch gesteigert sein.
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Eine Steuervorrichtung zur Begrenzung eines Stroms durch eine elektrische Maschine mit mehreren Phasen umfasst einen Stromsensor zur Bestimmung eines Phasenstroms, der durch eine der Phasen fließt, und eine Verarbeitungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine Differenz zwischen dem bestimmten Phasenstrom und einem Schwellenwert zu bestimmen, die Differenz zu einem Summenwert aufzuintegrieren und die elektrische Maschine abzuschalten, falls der Summenwert einen vorbestimmten Grenzwert übersteigt. Die Steuervorrichtung kann insbesondere mit einer Vorrichtung zur Steuerung der elektrischen Maschine, insbesondere bezüglich ihrer Drehgeschwindigkeit oder eines bereitgestellten Drehmoments, integriert sein. Bevorzugterweise werden zwei Stromsensoren zur Bestimmung von zwei Phasenströmen verwendet. Ein dritter Phasenstrom kann als Linearkombination aus den anderen beiden Phasenströmen bestimmt werden.
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Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
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1 ein Blockschaltbild einer Steuervorrichtung für eine elektrische Maschine;
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2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Abschalten der elektrischen Maschine von 1 bei drohender Überlastung einer Ansteuervorrichtung; und
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3 Verläufe an der Steuervorrichtung von 1
darstellt.
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1 zeigt ein Blockschaltbild einer Steuervorrichtung 100 für eine elektrische Maschine 105. Die elektrische Maschine 105 kann insbesondere dazu eingerichtet sein, ein Kraftfahrzeug anzutreiben. Die Maschine 105 ist bevorzugterweise als Drehfeldmaschine mit mehreren Phasen aufgebaut, wobei in der dargestellten Ausführungsform exemplarisch drei Phasen 110 verwendet werden, die mit U, V und W bezeichnet sind und bevorzugterweise in Sternschaltung miteinander verbunden sind. Jeder Phase 110 ist ein Stromsensor 115 zugeordnet, um den durch die jeweilige Phase 110 fließenden Strom zu bestimmen.
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Die drei Phasen 110 werden mittels einer Ansteuervorrichtung 120 angesteuert, die für jede Phase 110 eine Halbbrücke 125 umfasst. Jede Halbbrücke 125 umfasst zwei Leistungsschalter 130, von denen einer die jeweilige Phase 110 mit einem hohen Potential (High-Side-Switch) und der andere mit einem niedrigen Potential (Low-Side-Switch) einer Zwischenkreisspannung 135 verbinden kann. Die Leistungsschalter 130 sind üblicherweise als Halbleiterschalter ausgeführt und können beispielsweise als FET oder IGBT realisiert sein. Jeder Leistungsschalter 130 ist individuell durch die Steuervorrichtung 100 ansteuerbar. Optional ist ein Temperatursensor 140 oder eine andere Vorrichtung zur Temperaturbestimmung vorgesehen, um eine Temperatur der Ansteuervorrichtung 120 zu bestimmen und im Fall einer Übertemperatur geeignete Maßnahmen zu treffen um einen thermischen Schaden ein den Halbbrücken 125 zu vermeiden.
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Um eine vorbestimmte Spannung an einer Phase 110 zu erzeugen, werden üblicherweise die beiden Leistungsschalter 130 der zugeordneten Halbbrücke 125 in rascher Folge abwechselnd ein- und ausgeschaltet. Damit durch die elektrische Maschine 105 ein Strom fließt, muss wenigstens eine der anderen beiden Phasen 110 mit einer anderen Spannung verbunden werden, die auf entsprechende Weise eingestellt wird. Die Leistungsschalter 130 werden üblicherweise mittels pulsweitenmodulierten Signalen (PWM) durch die Steuervorrichtung 100 angesteuert.
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Die Steuervorrichtung 100 kann dazu eingerichtet sein, eine Drehrichtung, eine Drehzahl oder ein durch die elektrische Maschine 105 bereitgestelltes Drehmoment in Abhängigkeit einer Anforderung zu steuern. Dazu umfasst sie eine Schnittstelle 145 zur Abtastung einer entsprechenden Anforderung, die beispielsweise durch einen Fahrer des oben erwähnten Kraftfahrzeugs beeinflusst werden kann. Zur Steuerung der elektrischen Maschine 105 sind unterschiedliche Verfahren bekannt, die im Stand der Technik bekannt sind. Einige dieser Verfahren schützen die elektrische Maschine 105 oder ein Element der Ansteuervorrichtung 120 vor einer zu hohen Belastung, indem Ströme durch die Phasen 110 begrenzt oder im Gefahrenfall abgeschaltet werden. Bekannte Verfahren zum Betrieb der elektrischen Maschine 105 setzen jedoch üblicherweise voraus, dass die elektrische Maschine 105 läuft, das heißt, dass sich ein Rotor gegenüber einem Stator dreht. Nur in diesem Fall entsprechen die Spannungen an den Phasen 110 phasenverschobenen Wechselspannungen und nicht Gleichspannungen.
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Unter Umständen wird die elektrische Maschine 105 so betrieben, dass ein Strom durch sie fließt, während sie über längere Zeit stillsteht. Beispielsweise kann ein Kraftfahrzeug, das mittels der elektrischen Maschine 105 angetrieben wird, durch Motorkraft an einer Steigung oder einem Gefälle im Stillstand gehalten werden. In diesem Fall können an den einzelnen Phasen 110 Gleichspannungen bewirkt werden, wobei einige der Leistungsschalter 130 von Strom durchflossen werden und andere nicht. Die durchflossenen Leistungsschalter 130 können daher thermisch wesentlich stärker belastet werden als die nicht stromdurchflossenen. Das Steuerverfahren für Drehmoment oder Drehzahl der elektrischen Maschine 105 kann diesen Fall jedoch unter Umständen nicht selbst erkennen. Es können auch andere Betriebszustände vorliegen, in denen das Steuerverfahren den Überlastschutz nicht vollständig oder nicht zuverlässig sicherstellen kann, beispielsweise wenn ein Sensor ausgefallen ist, in einer Initialisierungsphase, in einem Prüfstandsbetrieb oder beim Notlauf, wenn das Kraftfahrzeug trotz Defekt oder Fehler zumindest langsam aus eigener Kraft gefahren werden soll.
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Es wird vorgeschlagen, eine thermische Überlastung der elektrischen Maschine 105 oder der Ansteuervorrichtung 120, dabei insbesondere eines der Leistungsschalter 130, mittels eines weiteren Verfahrens zu vermeiden.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zu diesem Zweck. Das Verfahren 200 ist insbesondere zum Ablaufen auf der Steuervorrichtung 100 eingerichtet. Die Steuervorrichtung 100 kann hierzu einen programmierbaren Mikrocomputer umfassen und das Verfahren 200 kann als Computerprogrammprodukt ausgebildet sein.
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Umfasst die elektrische Maschine 205 eine Synchronmaschine, so kann in einem Schritt 205 überprüft werden, ob sich die elektrische Maschine 105 im Stillstand befindet, also ob ein Läufer gegenüber einem Ständer der elektrischen Maschine 205 ruht. In einer Ausführungsform fährt das Verfahren 200 nur dann fort, wenn die elektrische Maschine 105 stillsteht.
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In einem nachfolgenden Schritt 210 wird ein Phasenstrom einer der Phasen 110 der elektrischen Maschine 105 bestimmt. Der Phasenstrom kann insbesondere mittels eines der Stromsensoren 115 abgetastet werden. Eine andere Bestimmung, insbesondere ohne den Einsatz eines Stromsensors 115, kann ebenfalls möglich sein, ist jedoch insbesondere dann nicht empfohlen, wenn das Verfahren 200 im Stillstand der elektrischen Maschine 105 durchgeführt werden soll.
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Das Verfahren 200 ist nicht auf die Betrachtung einer einzelnen Phase 110 beschränkt, vielmehr ist bevorzugt, dass alle Phasen 110 der elektrischen Maschine 105 auf die gleiche Weise behandelt werden. Zur vereinfachten Darstellung wird in 2 jedoch nur auf eine der Phasen 110 eingegangen.
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In einem Schritt 215 kann ein Betrag des bestimmen Phasenstroms bestimmt werden, wobei die folgenden Schritte nur einmal bezüglich des Betrags erfolgen. Es ist jedoch bevorzugt, dass unterschieden wird, ob der bestimmte Phasenstrom positiv oder negativ ist. Die folgenden Verfahrensschritte für die Bewertung des positiven und des negativen Phasenstroms sind in 2 nebeneinander dargestellt und entsprechen einander, verwenden aber zugeordnete Zwischenwerte. Die folgende Erklärung bezieht sich exemplarisch auf einen positiven Phasenstrom, der negative Phasenstrom wird analog bearbeitet.
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In einem Schritt 220 wird die Differenz zwischen dem bestimmten Phasenstrom und einem Schwellenwert bestimmt. Der Schwellenwert ist bevorzugterweise fest vorgegeben und kennzeichnet eine Stromstärke, ab der mit einer thermischen Überlastung eines Leistungsschalters 130 zu rechnen ist, wenn die Belastung länger anhält. Bevorzugterweise wird dieser Schwellenwert empirisch oder rechnerisch bestimmt und für alle Phasen 110 sowie für die Bearbeitung der positiven und der negativen Phasenströme gleich angewendet.
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In einem Schritt 225 wird die zuvor bestimmte Differenz zu einem Summenwert 310 aufintegriert. Dabei ist der Summenwert 310 nach unten auf einen vorbestimmten Wert, insbesondere null, begrenzt. Ist der Betrag einer Differenz mit negativem Vorzeichen größer als der Summenwert 310, so wird der Summenwert 310 auf den vorbestimmten Wert gesetzt. Zu Beginn des Verfahrens 200 wird der Summenwert bevorzugterweise mit dem vorbestimmten Wert initialisiert und dann bei jedem Durchlauf des Schritts 225 um die bestimmte Differenz erhöht oder erniedrigt.
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Es ist bevorzugt, dass der Schritt 225 in festen zeitlichen Abständen bezüglich eines jeweils bestimmten Phasenstroms durchgeführt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Bestimmen des Phasenstroms im Schritt 210 zeitgesteuert durch die Steuervorrichtung 100 durchgeführt und das Verfahren 200 mit der Bestimmung synchronisiert. Insbesondere kann ein Zähler, der mit einem konstanten Taktsignal getrieben wird, periodische Bestimmungen des Phasenstroms auslösen. Jede Bestimmung – oder jede n-te Bestimmung, mit n = 1, 2, ... – kann einen Durchlauf des Verfahrens 200 bewirken. Dadurch kann das Verfahren auf einem sehr niedrigen verarbeitungstechnischen Niveau der Steuervorrichtung 100 betrieben werden, sodass sie sehr robust sein und außerdem bereits nach kurzer Zeit nach dem Einschalten der Steuervorrichtung zur Verfügung stehen kann. Komplexe Funktionen wie die eines Betriebssystems können für das Verfahren 200 unnötig sein.
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In einem Schritt 230 wird bestimmt, ob der Summenwert über einem vorbestimmten Grenzwert liegt. Der Grenzwert kann fest vorbestimmt sein oder dynamisch bestimmt werden. Bevorzugterweise wird der gleiche Grenzwert für die Betrachtung des positiven und des negativen Summenwerts jeder Phase 110 verwendet. Individuelle Grenzwerte sind jedoch ebenfalls möglich.
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Wird in einem der Schritte 230 festgestellt, dass der zugeordnete Grenzwert durch den Summenwert überschritten ist, so wird die elektrische Maschine 105 in einem Schritt 235 angehalten. Dazu kann ein vorbestimmtes PWM-Muster an die einzelnen Leistungsschalter 130 ausgegeben werden. Dieses Muster kann bewirken, dass alle Leistungsschalter 130 sperren oder dass alle Phasen 110 beispielsweise mit dem niedrigen Potential der Zwischenkreisspannung 135 verbunden werden.
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Andernfalls, falls in keinem der Schritte 230 ein Überschreiten des Grenzwerts 330 bestimmt wurde, kann die elektrische Maschine 105 in einem Schritt 240 freigegeben werden. Die weitere Steuerung der elektrischen Maschine 105 kann dann durch ein übliches Betriebsverfahren fortgeführt werden, das bevorzugterweise auf der Steuervorrichtung 100 parallel zum dargestellten Verfahren 200 abläuft.
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In beiden Fällen kann das Verfahren 200 anschließend erneut durchlaufen, wobei nach dem Schritt 235, in dem die elektrische Maschine 105 abgeschaltet wurde, das Überprüfen im Schritt 205, ob die elektrische Maschine 105 stillsteht, übersprungen werden kann. Effektiv wird, während die Maschine 105 abgeschaltet ist, der Summenwert 310, dessen Überschreiten des Grenzwerts 330 zur Abschaltung führte, sukzessive verringert, bis er den Grenzwert 330 wieder unterschreitet und die Maschine 105 wieder eingeschaltet werden kann. Um ein häufiges Ein- und Ausschalten der Maschine 105 zu vermeiden, kann der Grenzwert 330 hysteresebehaftet sein, sodass der Summenwert 320 erst unter einen niedrigeren Wert absinken muss, um die Maschine 105 wieder einzuschalten. Alternativ kann auch eine vorbestimmte Zeit gewartet werden, bevor die Maschine 105 wieder eingeschaltet wird.
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Der in den Schritten 230 verwendete Grenzwert kann eine Funktion der Temperatur der Ansteuervorrichtung 120 sein. Die Temperatur kann insbesondere mittels des Temperatursensors 140 oder einer andere Vorrichtung zur Temperaturbestimmung bezüglich der Ansteuervorrichtung 120 oder eines individuellen Leistungsschalters 130 bestimmt werden. In einer Ausführungsform ist der Grenzwert fest vorgegeben, solange die Temperatur unter einem vorbestimmten ersten Wert liegt. Zwischen dem ersten Wert und einem vorbestimmten zweiten Wert für die Temperatur der Ansteuervorrichtung 120 kann der Grenzwert linear bis auf null abgesenkt werden. Der zweite Grenzwert kann als maximal zulässige Spitzentemperatur bestimmt sein.
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3 zeigt exemplarische Verläufe an der Steuervorrichtung 100 von 1. In horizontaler Richtung ist eine Zeit angetragen. In vertikaler Richtung sind in drei zueinander korrespondierenden Darstellungen von oben nach unten ein Phasenstrom 305 einer Phase 110 der elektrischen Maschine 105, ein positiver Summenwert 310 und ein negativer Summenwert 315 angetragen. Der positive Summenwert 310 entspricht den aufintegrierten Differenzen im linken Verarbeitungszweig 220–230 des Verfahrens 200 und der negative Summenwert 315 den aufintegrierten Differenzen im rechten Verarbeitungszweig 220–230. In der oberen Darstellung sind ferner ein positiver Schwellenwert 320 und ein negativer Schwellenwert 325 eingezeichnet. In der mittleren Darstellung ist ein positiver Grenzwert 330 eingezeichnet und in der unteren Darstellung ein negativer Grenzwert 335.
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Bezug nehmend auf alle drei Verläufe soll der vorgeschlagene Überlastschutz am dargestellten Beispiel erläutert werden. Von einem Zeitpunkt t0 an steigt der Phasenstrom 305, bis er zu einem Zeitpunkt t1 den positiven Schwellenwert 320 übersteigt. Während der Phasenstrom 305 über dem positiven Schwellenwert 320 liegt, steigt der Summenwert 310 an, indem periodisch die Differenz zwischen dem positiven Schwellenwert 320 und dem Phasenstrom 305 auf den Summenwert 310 aufaddiert wird. Eine Periodendauer für die Bestimmung des Phasenstroms ist in 3 nicht dargestellt, liegt aber deutlich unter zeitlichen Abständen benachbarter Zeitpunkte ti.
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Zum Zeitpunkt t2 fällt der Phasenstrom 305 wieder unter den positiven Schwellenwert 320 ab und der Summenwert 310 wird periodisch um ein Maß verringert, das der Differenz zwischen dem Phasenstrom 305 und dem positiven Schwellenwert 320 entspricht. Zum Zeitpunkt t3 steigt der Phasenstrom 305 im dargestellten Beispiel erneut über den positiven Schwellenwert 320, woraufhin der positive Summenwert 310 ebenfalls wieder ansteigt. zum Zeitpunkt t4 fällt der Phasenstrom 305 unter den positiven Schwellenwert 320, später unter den Nullpunkt und zum Zeitpunkt t5 weiter unter den negativen Schwellenwert 325 ab. Die Bestimmung des positiven Summenwerts 310 ändert sich dabei nicht, der Summenwert 310 wird weiter in Abhängigkeit der Differenz zwischen dem positiven Schwellenwert 320 und dem Phasenstrom 305 verringert, bis der Summenwert 310 null erreicht. Allerdings wird der positive Summenwert 310 nicht unter den Wert null verkleinert.
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Zum Zeitpunkt t5, wenn der Phasenstrom 305 erstmalig unter den negativen Schwellenwert 325 abfällt, steigt der negative Summenwert 315 erstmals über den Wert null an. Zum Zeitpunkt t6, wenn der Phasenstrom 305 wieder größer als der negative Schwellenwerts 325 wird, hat der negative Summenwert 315 sein Maximum erreicht. Das Ansteigen und Abfallen des negativen Summenwerts 315 erfolgt den Regeln für den positiven Summenwert 310 entsprechend.
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Zu einem Zeitpunkt t7 übersteigt der Phasenstrom 305 wieder den positiven Schwellenwert 320 und bleibt so lange über dem positiven Schwellenwert 320, bis der positive Summenwert 310 zum Zeitpunkt t8 über den positiven Grenzwert 330 ansteigt.
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Es erfolgt gemäß dem Verfahren 200 von 2 ein Abschalten der elektrischen Maschine 105, um ein Abkühlen der Ansteuervorrichtung 120 oder der elektrischen Maschine 105 zu erlauben. Durch das Abschalten sinkt der Phasenstrom 305 rasch auf null ab. Die elektrische Maschine 105 bleibt bevorzugt über eine vorbestimmte Zeitspanne abgeschaltet, um Leistungsschalter 130 der Ansteuervorrichtung abkühlen zu lassen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Steuervorrichtung
- 105
- elektrische Maschine
- 110
- Phase
- 115
- Stromsensor
- 120
- Ansteuervorrichtung
- 125
- Halbbrücke
- 130
- Leistungsschalter
- 135
- Zwischenkreisspannung
- 140
- Temperatursensor / Vorrichtung zur Temperaturbestimmung
- 145
- Schnittstelle
- 200
- Verfahren
- 205
- elektrische Maschine im Stillstand?
- 210
- Bestimmen Phasenstrom
- 215
- Phasenstrom > 0?
- 220
- Differenz zu Schwellenwert bestimmen
- 225
- Differenz zu Summenwert aufintegrieren
- 230
- Summenwert > Grenzwert?
- 235
- Maschine anhalten
- 240
- Maschine freigeben
- 305
- Phasenstrom
- 310
- positiver Summenwert
- 315
- negativer Summenwert
- 320
- positiver Schwellenwert
- 325
- negativer Schwellenwert
- 330
- positiver Grenzwert
- 335
- negativer Grenzwert
