DE102022131348A1 - Inverteransteuervorrichtung und steuerungsverfahren dafür - Google Patents

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Abstract

Eine Inverteransteuervorrichtung, aufweisend: einen Inverter (20) mit mehreren Zweigen (L1, L2, L3), welche jeweils zu einer von mehreren Phasen gehören, und eine Steuereinheit (100), welche Raumzeigermodulationssignale (svm1_a, b, c) auf Grundlage eines Phasenspannungsbefehls (Vabc_s) erzeugt, wobei jedes der Raumzeigermodulationssignale (svm1_a, b, c) zu einer jeweiligen der mehreren Phasen gehört, ermittelt, ob eine Ausgangsspannung des Inverters (20), welche mit mindestens einem Raumzeigermodulationssignal der Raumzeigermodulationssignale korrespondiert, in einem nichtlinearen Bereich liegt, durch Ermitteln, ob jede Spannung der Raumzeigermodulationssignale in einem vorbestimmten Bereich liegt, einen Anschlussspannungsbefehl (Vg_a, b, c) durch Ermitteln, ob eine Versatzspannung (V_offset) auf jedes der Raumzeigermodulationssignale anzuwenden ist oder ob nicht, basierend auf den Ermittlungsergebnissen des nichtlinearen Bereichs erzeugt und einen Einschaltzustand von mindestens einem Schalter (S1 - S6), welcher in jedem der mehreren Zweige (L1, L2, L3) vorhanden ist, steuert durch Modulieren des Anschlussspannungsbefehls (Vg_a, b, c) basierend auf Pulsweitenmodulation.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung / Offenbarung betrifft eine Inverteransteuervorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung der Vorrichtung, welche dazu eingerichtet sind, die Linearität zwischen einem Spannungsbefehl für den Inverter und einer Ausgangsspannung des Inverters zu verbessern.
  • Hintergrund
  • Ein Inverter (auch Wechselrichter genannt) ist eine Komponente, welche die Gleichspannung einer Hochvoltbatterie in eine Wechselspannung für den Betrieb eines Elektromotors umwandelt. Ein Verfahren zum Betätigen eines Schalters innerhalb des Inverters umfasst ein Pulsweitenmodulationsverfahren (kurz PWM-Verfahren).
  • Das PWM-Verfahren umfasst ein Raumzeiger-Pulsweitenmodulation-Verfahren (kurz SVPWM-Verfahren) und ein diskontinuierliches Pulsweitenmodulationsverfahren (kurz DPWM-Verfahren). Das SVPWM-Verfahren gehört zu den kontinuierlichen Modulationsverfahren und ist im Gegensatz zum Sinus-Pulsweitenmodulationsverfahren (kurz SPWM-Verfahren), bei welchem 3-Phasen-Spannungsbefehle individuell moduliert werden, eine Technik des Modulierens der Spannungsbefehle in einen aktiven Spannungsvektor und einen Nullspannungsvektor mit einem einzelnen Spannungsbefehl, welcher in einem komplexen Raum als ein Referenzraumzeiger ausgedrückt wird. Das DPWM-Verfahren ist ein diskontinuierliches Modulationsverfahren und ist eine Technik nur zur Modulation von 2-Phasen-Spannungsbefehlen.
  • Andererseits kann die Pulsweite eines PWM-Signals durch eine Bedingung für die minimale Pulsweite (kurz MPW-Bedingung) begrenzt sein. Die MPW-Bedingung bezieht sich auf eine Bedingung für die minimale Pulsweite, um sicherzustellen, dass der im Inverter vorgesehene Schalter für eine vorbestimmte Zeit in einem Arbeitszyklus (z.B. Taktzyklus) in dem Einschaltzustand und dem Ausschaltzustand bleibt.
  • Wenn die Pulsweite des PWM-Signals die PWM-Bedingung nicht erfüllt, können der Spannungsbefehl für den Inverter und die Ausgangsspannung des Inverters in einem nichtlinearen Bereich liegen. In diesem Fall besteht das Problem darin, dass die vom Inverter ausgegebene Phasenspannung verzerrt ist und dass das beim Betrieb des Elektromotors erzeugte Rauschen zunimmt.
  • Die oben als Hintergrund der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Sachverhalte dienen lediglich dem besseren Verständnis des Hintergrunds der vorliegenden Offenbarung und sind nicht als Zugeständnis oder Anerkennung dafür zu verstehen, dass diese zum dem Fachmann bereits bekannten Stand der Technik gehören.
  • Kurze Erläuterung
  • Ein technisches Ziel (Aufgabe) der vorliegenden Erfindung / Offenbarung (nachfolgend auch nur noch: Offenbarung) ist die Verbesserung der Linearität zwischen einem Spannungsbefehl eines Inverters und einer Ausgangsspannung des Inverters.
  • Die durch die vorliegende Offenbarung zu erreichenden technischen Ziele sind nicht auf die oben beschriebenen technischen Ziele beschränkt, und andere, nicht beschriebene technische Ziele werden von Fachleuten in der Technik, zu welcher die vorliegende Offenbarung gehört, klar verstanden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann eine Inverteransteuervorrichtung (z.B. auch Inverterbetriebsvorrichtung oder Invertertreibervorrichtung) aufweisen: einen Inverter mit mehreren Zweigen, welche jeweils zu einer von mehreren Phasen gehören, und die Steuereinheit, welche Raumzeigermodulationssignale, die jeweils zu jeder der mehreren Phasen gehören, auf Grundlage eines Phasenspannungsbefehls erzeugt, ermittelt, ob eine Ausgangsspannung des Inverters, welche mit mindestens einem Raumzeigermodulationssignal unter den Raumzeigermodulationssignalen korrespondiert (z.B. zu diesem gehört), in einem nichtlinearen Bereich liegt, abhängig davon, ob jede Spannung der Raumzeigermodulationssignale in einem vorbestimmten Bereich liegt, einen Anschlussspannungsbefehl erzeugt beim / durch Entscheiden basierend auf den Ermittlungsergebnissen, ob eine Versatzspannung auf jedes der Raumzeigermodulationssignale anzuwenden ist oder nicht, und einen Einschaltzustand von mindestens einem Schalter, welcher in jedem der mehreren Zweige vorhanden ist, durch Modulieren des Anschlussspannungsbefehls mittels Pulsweitenmodulation steuert.
  • Zusätzlich kann gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein Verfahren zum Steuern der Inverteransteuervorrichtung aufweisen: Erzeugen von Raumzeigermodulationssignalen, wobei jeder der mehreren Zweige, welche zu jeder der mehreren Phasen gehören, jeweils auf Grundlage eines Phasenspannungsbefehls, Ermitteln, ob eine Ausgangsspannung des Inverters, welche mit mindestens einem Raumzeigermodulationssignal unter den Raumzeigermodulationssignalen korrespondiert (z.B. zu diesem gehört), in einem nichtlinearen Bereich liegt, durch Ermitteln, ob jede Spannung der Raumzeigermodulationssignale in einem vorbestimmten Bereich liegt, Erzeugen eines Anschlussspannungsbefehls durch Ermitteln, ob eine Versatzspannung auf jedes der Raumzeigermodulationssignale auf Grundlage der Ermittlung des nichtlinearen Bereichs anzuwenden ist oder nicht, und Steuern eines Einschaltzustands eines in dem Inverter vorhandenen Schalters durch Modulieren des Anschlussspannungsbefehls auf Grundlage von Pulsweitenmodulation.
  • Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die Verbesserung der Linearität zwischen dem Spannungsbefehl für den Inverter und der Ausgangsspannung des Inverters die Verzerrung der vom Inverter ausgegebenen Phasenspannung vermindern und das beim Betrieb des Motors erzeugte Rauschen reduzieren.
  • Die durch die vorliegende Offenbarung erzielbaren Wirkungen sind nicht auf die oben beschriebenen Wirkungen beschränkt, und die nicht beschriebenen Wirkungen können von Fachleuten in der Technik, zu welcher die vorliegende Offenbarung gehört, klar verstanden werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
    • 1 ist eine Ansicht, welche eine beispielhafte Konfiguration einer Inverteransteuervorrichtung in einem Elektromotorantriebssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 2 ist ein Graph zur Beschreibung einer Beziehung zwischen einem Tastverhältnis eines Pulsweitenmodulationssignals gemäß einem Anschlussspannungsbefehl und einer Ausgangsspannung eines Inverters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 3 ist ein Blockdiagramm, welches eine beispielhafte Konfiguration einer Motorsteuereinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 4 ist ein Wellenformdiagramm eines Raumzeigermodulationssignals, das durch Modulation eines Phasenspannungsbefehls durch symmetrische Raumzeigermodulation gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erhalten wird.
    • 5 ist ein Diagramm zur Beschreibung der Totzeit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 6 ist eine Tabelle zur Beschreibung einer Kompensationsspannung aufgrund der Totzeit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 7 ist ein Wellenformdiagramm eines Anschlussspannungsbefehls, auf welchen eine Versatzspannung für diskontinuierliche Modulation gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angewendet wird.
    • 8 ist ein Diagramm, welches ein beispielhaftes Raumvektor-Hexagon gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 9 ist ein Flussdiagramm zur Beschreibung eines Verfahrens zur Steuerung einer Inverteransteuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Detaillierte Beschreibung der Offenbarung
  • Die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. Gleiche oder ähnliche Komponenten werden jedoch ungeachtet der Zeichnungsnummern mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und sich wiederholende Beschreibungen werden weggelassen. Die Suffixe „Modul“ und „Einheit“ für die Komponenten, welche in der folgenden Beschreibung verwendet werden, werden nur zur Vereinfachung des Schreibens der Beschreibung angegeben oder austauschbar verwendet und haben für sich genommen keine unterschiedlichen Bedeutungen oder Rollen. Wenn festgestellt wird, dass eine bestimmte Beschreibung der verwandten und bereits bekannten Technologie den Kern der in der Beschreibung offenbarten Ausführungsformen verundeutlichen könnte, wird die bestimmte Beschreibung weggelassen. Ferner ist zu verstehen, dass die begleitenden Zeichnungen dem besseren Verständnis der in der vorliegenden Beschreibung offenbarten Ausführungsform dienen und dass die in der vorliegenden Beschreibung offenbarten technischen Ideen durch die begleitenden Zeichnungen nicht eingeschränkt werden und alle Modifikationen, Äquivalente oder Ersetzungen umfassen, welche im Sinn und technischen Umfang der vorliegenden Offenbarung enthalten sind.
  • Die Begriffe, einschließlich der Ordnungszahlen wie erste, zweite und dergleichen, können dazu verwendet werden, verschiedene Komponenten zu beschreiben, wobei jedoch die Komponenten nicht durch die Begriffe zu begrenzen sind. Die Begriffe dürfen nur zur Unterscheidung der einzelnen Komponenten verwendet werden.
  • Wenn ein Bauteil als „verbunden“ oder „gekuppelt“ mit einem anderen Bauteil bezeichnet wird, kann das Bauteil direkt mit dem anderen Bauteil verbunden oder gekuppelt sein, es können aber auch weitere Bauteile dazwischen liegen. Wird dagegen ein Bauteil als „direkt verbunden“ oder „direkt gekuppelt“ mit einem anderen Bauteil bezeichnet, so ist davon auszugehen, dass keine dazwischenliegenden Bauteile vorhanden sind.
  • Ausdrücke im Singular schließen Ausdrücke im Plural mit ein, sofern der Kontext nicht ausdrücklich etwas anderes angibt.
  • In der vorliegenden Beschreibung sollen Begriffe wie „aufweisen“, „umfassen“ oder „haben“ das Vorhandensein von umgesetzten Merkmalen, Zahlen, Schritten, Vorgängen, Komponenten, Bauteilen oder Kombinationen daraus, welche in der Beschreibung beschrieben sind, angeben und sind nicht so zu verstehen, dass sie das Vorhandensein oder zusätzliche Möglichkeiten von einem oder mehreren weiteren Merkmalen, Zahlen, Schritten, Vorgängen, Komponenten, Bauteilen oder Kombinationen daraus im Voraus ausschließen.
  • Ferner ist eine Einheit oder Steuereinheit, die in Bezeichnungen wie Motorsteuereinheit (MCU), Hybridsteuereinheit (HCU) und dergleichen enthalten ist, ein Begriff, welcher nur bei der Benennung einer Steuereinrichtung, die eine bestimmte Funktion eines Fahrzeugs steuert, verwendet wird und meint keine allgemeine Funktionseinheit. Zum Beispiel kann jede Steuereinrichtung eine Kommunikationsvorrichtung, welche mit anderen Steuereinrichtungen oder Sensoren kommuniziert, um die Funktionen, für die sie verantwortlich ist, zu steuern, einen Speicher, welcher ein Betriebssystem, logische Befehle und Eingabe-/Ausgabeinformationen speichert, und einen oder mehrere Prozessoren, welche Ermittlungs-, Berechnungs- und Entscheidungsfunktionen und dergleichen, die für die Steuerung der Funktionen, für die sie verantwortlich sind, erforderlich sind, ausführen, aufweisen.
  • 1 ist eine Ansicht, welche eine beispielhafte Konfiguration einer Inverteransteuervorrichtung in einem Elektromotorantriebssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. Wie in 1 dargestellt, kann ein Elektromotorantriebssystem einen Elektromotor 10, einen Inverter (auch Wechselrichter genannt) 20, eine Batterie 30 und eine Motorsteuereinheit 100 aufweisen.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann die Motorsteuereinheit 100 einen Prozessor (z.B. einen Computer, Mikroprozessor, CPU, ASIC, Schaltungen, Logikschaltungen usw.) und einen zugehörigen nichtflüchtigen Speicher aufweisen, in welchem Softwarebefehle gespeichert sind, die bei Ausführung durch den Prozessor die Funktionalitäten der Motorsteuereinheit 100 bereitstellen. Dabei können der Speicher und der Prozessor als getrennte Halbleiterschaltungen ausgeführt sein. Alternativ können der Speicher und der Prozessor als eine einzige integrierte Halbleiterschaltung ausgeführt sein. Der Prozessor kann aus einem oder mehreren Prozessoren ausgebildet sein.
  • Der Elektromotor 10 kann mehrere Wicklungen La, Lb, Lc aufweisen, welche jeweils einer jeden von mehreren Phasen zugeordnet sind. Die einen Enden der mehreren Wicklungen können miteinander kurzgeschlossen sein, um einen Neutralpunkt (auch Sternpunkt genannt) n zu bilden, und die anderen Enden der mehreren Wicklungen La, Lb, Lc können jeweils mit jedem der AC-Verbindungen (d.h. z.B. Wechselstromverbindungen) a, b, c des Inverters 20 verbunden sein.
  • Der Inverter 20 kann mehrere Zweige L1, L2, L3 aufweisen, welche jeweilig einer jeden von den mehreren Phasen zugeordnet sind. Die mehreren Zweige L1, L2, L3 können jeweils zugeordnet Schalter S1, S2, Schalter S3, S4 und Schalter S5, S6 aufweise. Jeder der mehreren Zweige L1, L2, L3 kann mit DC-Verbindungen (d.h. z.B. Gleichstromverbindungen) d1, d2 verbunden sein, um eine Gleichspannung Vdc von der Batterie 30 zu empfangen, und kann die Vdc in eine Wechselspannung, welche einer jeden der mehreren Phasen entspricht, umwandeln und kann die Wechselspannung an die AC-Verbindungen a, b, c liefern, um den Elektromotor 10 anzutreiben.
  • Ein Kondensator c1 kann mit einem Erdungsanschluss g und einer ersten DC-Verbindung d1 verbunden sein, und ein Kondensator c2 kann mit dem Erdungsanschluss g und einer zweiten DC-Verbindung d2 verbunden sein. Die Spannung der ersten DC-Verbindung d1 kann VH (Vdc/2) aufweisen und die Spannung der zweiten DC-Verbindung d2 kann VL (-Vdc/2) aufweisen.
  • Die Motorsteuereinheit 100 kann einen Phasenspannungsbefehl (Englisch „phase voltage command“) für den Inverter 20 auf Grundlage des erforderlichen Drehmoments für den Motor 10 berechnen, und dann einen Anschlussspannungsbefehl (z.B. auch Klemmenspannungsbefehl - Englisch „terminal voltage command“) für den Inverter 20 aus dem Phasenspannungsbefehl auf Grundlage der symmetrischen Raumzeigermodulation (symmetrische SVM - Englisch „symmetric space vector modulation“) berechnen. Dabei entspricht die Phasenspannung einer Potentialdifferenz zwischen dem Neutralpunkt n und den AC-Verbindungen a, b, c, und entspricht die Anschlussspannung einer Potentialdifferenz zwischen dem Erdungsanschluss g und den AC-Verbindungen a, b, c.
  • Die Motorsteuereinheit 100 kann den Anschlussspannungsbefehl durch Pulsweitenmodulation (PWM) modulieren, um ein PWM-Signal zu erzeugen, und dann die Pulsweite des PWM-Signals auf Grundlage der minimalen Pulsweite (nachfolgend als MPW bezeichnet) begrenzen, um Schaltsignale s1 - s6 auszugeben. Die Steuereinheit 100 kann den Inverter 20 ansteuern, indem sie den Einschaltzustand der Schalter S1 - S6, welche in den mehreren Zweigen L1, L2, L3 vorhanden sind, basierend auf den Schaltsignalen s1 - s6 steuert.
  • Eine MPW-Bedingung bezieht sich auf eine Bedingung bezüglich der minimalen Pulsweite der Schaltsignale s1 - s6, damit die Schalter S1 - S6 für eine vorbestimmte Zeit in einem Arbeitszyklus (z.B. Taktzyklus, Englisch „duty cycle“) in dem Einschaltzustand (z.B. auch eingeschalteten Zustand, bspw. geschlossenen Zustand) und dem Ausschaltzustand (z.B. auch ausgeschalteten Zustand, bspw. geöffneten Zustand) bleiben, so dass die Motorsteuereinheit 100 einen Kurzschlusszustand zwischen dem Motor 10 und dem Inverter 20 erkennen kann.
  • Wenn die Pulsweite des PWM-Signals die MPW-Bedingung nicht erfüllt, begrenzt die Motorsteuereinheit 100 die Pulsweite des PWM-Signals, um die Schaltsignale s1 - s6 auszugeben, so dass der Anschlussspannungsbefehl für den Inverter und die Ausgangsspannung des Inverters 20 Nichtlinearität aufweisen können. Dies wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
  • 2 ist ein Graph zur Beschreibung einer Beziehung zwischen einem Tastverhältnis eines Pulsweitenmodulationssignals gemäß dem Anschlussspannungsbefehl und der Ausgangsspannung eines Inverters.
  • 2 zeigt, dass „C“ einem Fall entspricht, in welchem der Anschlussspannungsbefehl für den Inverter in dem vorbestimmten Bereich (zwischen VA und VB) vorliegt. Da „C“ einem Fall entspricht, in welchem die Pulsweite des PWM-Signals die MPW-Bedingung erfüllt, kann der Tastgrad (z.B. auch Tastverhältnis - Englisch „duty ratio“) des PWM-Signals gemäß dem Anschlussspannungsbefehl und die Ausgangsspannung des Inverters in einem linearen Bereich liegen.
  • In den Fällen „A“ und „B“, in denen der Anschlussspannungsbefehl für den Inverter niedriger als der vorbestimmte Bereich ist, können der Tastgrad des PWM-Signals und die Ausgangsspannung des Inverters in einem nichtlinearen Bereich liegen. „A“ und „B“ entsprechen einem Fall, in welchem die Pulsweite des PWM-Signals die MPW-Bedingung, damit die im Inverter vorgesehenen Schalter für eine vorbestimmte Zeit im Einschaltzustand bleiben, nicht erfüllt. Zum Beispiel entspricht „A“ einem Fall, in welchem die Pulsweite des PWM-Signals gemäß dem Anschlussspannungsbefehl gleich oder kleiner der halben MPW ist, und entspricht „B“ einem Fall, in welchem die Pulsweite des PWM-Signals die halbe MPW übersteigt, aber gleich oder kleiner der MPW ist. In „A“ kann die Motorsteuereinheit 100 die Pulsweite des PWM-Signals entfernen, um ein Schaltsignal auszugeben. Dabei kann die Ausgangsspannung des Inverters mit VL ausgegeben werden. In „B“ kann die Motorsteuereinheit 100 die Pulsweite des PWM-Signals auf die MPW einstellen, um ein Schaltsignal auszugeben. Dabei kann die Ausgangsspannung des Inverters mit VB ausgegeben werden.
  • In ähnlicher Weise können in den Fällen „D“ und „E“, in welchen der Anschlussspannungsbefehl für den Inverter höher als der vorbestimmte Bereich ist, der Tastgrad des PWM-Signals und die Ausgangsspannung des Inverters in einem nichtlinearen Bereich liegen. „D“ und „E“ entsprechen einem Fall, in welchem die Pulsweite des PWM-Signals die MPW-Bedingung, damit die im Inverter vorgesehenen Schalter für eine vorbestimmte Zeit im Ausschaltzustand bleiben, nicht erfüllt.
  • Wie oben beschrieben, können der Anschlussspannungsbefehl für den Inverter und die Ausgangsspannung des Inverters im nichtlinearen Bereich liegen, wenn die Pulsweite des PWM-Signals die MPW-Bedingung nicht erfüllt. In diesem Fall besteht das Problem darin, dass die vom Inverter ausgegebene Phasenspannung verzerrt ist und dass das beim Betrieb des Motors erzeugte Rauschen zunimmt.
  • Dementsprechend schlägt die vorliegende Ausführungsform eine Inverteransteuervorrichtung (z.B. auch Inverterbetriebsvorrichtung oder Invertertreibervorrichtung) vor, welche dazu eingerichtet ist, die Linearität zwischen dem Anschlussspannungsbefehl für den Inverter und der Ausgangsspannung des Inverters zu verbessern, indem eine Versatzspannung zur diskontinuierlichen Modulation auf den Anschlussspannungsbefehl im nichtlinearen Bereich angewendet wird. 3 veranschaulicht eine Konfiguration, welche diesem Zweck dient.
  • 3 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Konfiguration der Motorsteuereinheit 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. Wie in 3 dargestellt, kann die Motorsteuereinheit 100 einen Raumzeigermodulator 101, einen Übermodulationssteuereinrichtung 103, einen Versatzgenerator 105, einen Totzeitkompensator 107, einen Detektor für nichtlinearen Bereich (auch z.B. Nichtlinearer-Bereich-Detektor) 109, einen diskontinuierlichen Modulator 111, einen Pulsweitenmodulator 113 und eine MPW-Steuereinrichtung 115 aufweisen.
  • Die Motorsteuereinheit 100 kann sequentiell die Raumzeigermodulation für den Phasenspannungsbefehl Vabc_s, die Übermodulation (Engl. „overmodulation“) und die totzeitbedingte Kompensation für den Ausgangsspannungsfehler des Inverters durchführen, um Raumzeigermodulationssignale svm3_a, b, c zu erzeugen. Dann kann die Motorsteuereinheit 100 ermitteln, ob die Ausgangsspannung des Inverters, welche mit mindestens einem Raumzeigermodulationssignal korrespondiert (z.B. zu diesem gehört), im nichtlinearen Bereich liegt, abhängig davon, ob jede Spannung der Raumzeigermodulationssignale in dem vorbestimmten Bereich liegt, und kann einen Anschlussspannungsbefehl Vg_a, b, c erzeugen beim (z.B. durch) Entscheiden gemäß den Ermittlungsergebnissen, ob die Versatzspannung V_offset für die diskontinuierliche Modulation angewendet werden soll oder nicht. Schließlich kann die Motorsteuereinheit 100 die Anschlussspannungsbefehle Vg_a, b, c mittels PWM modulieren, um die PWM-Signale pwm1 - pwm6 zu erzeugen, und die Pulsweite der Pulsweitenmodulationssignale pwm1 - pwm6 gemäß der MPW-Bedingung begrenzen, um die Schaltsignale s1 - s6 auszugeben.
  • Dementsprechend kann die Motorsteuereinheit 100 die Schaltsignale s1 - s6, welche durch die Raumzeiger-Pulsweitenmodulation moduliert werden, ausgeben, wenn ermittelt wird, dass die Ausgangsspannung des Inverters im linearen Bereich liegt, und die Schaltsignale s1 - s6, welche durch die diskontinuierliche Pulsweitenmodulation moduliert werden, ausgeben, wenn ermittelt wird, dass die Ausgangsspannung des Inverters, welche mit mindestens einem Raumzeigermodulationssignal korrespondiert, im nichtlinearen Bereich liegt.
  • Im Folgenden werden die einzelnen Komponenten der Motorsteuereinheit 100 beschrieben.
  • Der Raumzeigermodulator 101 kann die ersten Raumzeigermodulationssignale svm1_a, b, c, welche zu jeder von mehreren Phasen gehören, durch symmetrische Raumzeigermodulation mit dem Phasenspannungsbefehl Vabc_s als Referenzraumzeiger erzeugen. Die Raumzeigermodulation ist ein Verfahren zur Modulation eines in einem komplexen Raum ausgedrückten Referenzraumzeigers in einen aktiven Spannungsvektor und einen Nullspannungsvektor, und die symmetrische Raumzeigermodulation ist ein Raumzeigermodulationsverfahren zur symmetrischen Anordnung des aktiven Spannungsvektors und des Nullspannungsvektors in einem Abtastzyklus.
  • 4 stellt eine Wellenform eines jeden der ersten Raumzeigermodulationssignale svm1_a, b, c dar. Zu einer vorbestimmten Zeit „x“ können die Spannungen der ersten Raumzeigermodulationssignale svm1_a, b, c als die maximale Spannung Vmax1_ref, die mittlere Spannung Vmid1_ref und die minimale Spannung Vmin_ref in Abhängigkeit vom Spannungspegel ausgedrückt werden. Da in 4 der Abschnitt, in dem Vmax1_ref gleich oder größer VA oder Vmin1_ref gleich oder kleiner VB ist, dem nichtlinearen Bereich entspricht, verzerrt die direkte Modulation der ersten Raumzeigermodulationssignale svm1_a, b, c durch PWM die vom Inverter ausgegebene Phasenspannung.
  • 3 zeigt, dass die Übermodulationssteuereinrichtung 103 auf Grundlage der ersten Raumzeigermodulationssignale svm1_a, b, c ermitteln kann, ob eine Übermodulationssteuerung erforderlich ist. Wenn festgestellt wird, dass die Übermodulationssteuerung erforderlich ist, kann die Übermodulationssteuereinrichtung 103 die Wellenform der ersten Raumzeigermodulationssignale svm1_a, b, c modifizieren, um zweite Raumzeigermodulationssignale svm2_a, b, c auszugeben. Im Gegensatz dazu kann die Übermodulationssteuereinrichtung 103 die ersten Raumzeigermodulationssignale svm1_a, b, c als die zweiten Raumzeigermodulationssignale svm2_a, b, c ausgeben, ohne die Wellenform der ersten Raumzeigermodulationssignale svm1_a, b, c zu modifizieren, wenn ermittelt wird, dass die Übermodulationssteuerung nicht erforderlich ist.
  • Der Versatzgenerator (z.B. auch Versatzspannungsgenerator) 105 kann die Versatzspannung V_offset für die diskontinuierliche Modulation auf Grundlage der zweiten Raumzeigermodulationssignale svm2_a, b, c erzeugen. Die diskontinuierliche Modulation ist ein Verfahren zum Anwenden der Versatzspannung V_offset auf eine Eingangswelle, so dass die Schaltzustände der im Inverter vorgesehenen Schalter in einem vorbestimmten (z.B. Zeit-)Abschnitt, welcher eine Zeit, zu der die Eingangswelle eine maximale Spannung oder eine minimale Spannung aufweist, aufweist, nicht übergehen bzw. wechseln.
  • Ein Nicht-Übergang des Schaltzustands in einem vorbestimmten (z.B. Zeit-)Abschnitt bedeutet, dass das Schalten in einem Einschaltzustand oder einem Ausschaltzustand in dem vorbestimmten Abschnitt verbleibt (z.B. der Schalter in einem vorbestimmten (z.B. Zeit-)Abschnitt in Einschaltzustand verbleibt oder im Ausschaltzustand verbleibt). Das heißt, dass der Versatzgenerator 105 die Höhe der Versatzspannung V_offset auf die Differenz zwischen der Spannung VH der ersten DC-Verbindung (d1 in 1) und der maximalen Spannung der zweiten Raumzeigermodulationssignale svm2_a, b, c oder auf die Differenz zwischen der Spannung VL der zweiten DC-Verbindung (d2 in 2) und der minimalen Spannung der zweiten Raumzeigermodulationssignale svm2_a, b, c setzen kann.
  • Insbesondere kann der Versatzgenerator 105 die maximale Spannung und/oder die minimale Spannung für die zweiten Raumzeigermodulationssignale svm2_a, b, c berechnen, welche als Parameter für das Setzen der Versatzspannung V_offset auf Grundlage der zweiten Raumzeigermodulationssignale svm2_a, b, c dienen. Dann, wenn ein Detektionssignal det im nichtlinearen Bereich aktiviert wird, kann der Versatzgenerator 105 die Versatzspannung V_offset auf die Differenz zwischen der Spannung VH der ersten DC-Verbindung (d1 in 1) und der maximalen Spannung der zweiten Raumzeigermodulationssignale sbm2_a, b, c und/oder die Differenz zwischen der Spannung VL der zweiten DC-Verbindung (d2 in 1) und der minimalen Spannung der zweiten Raumzeigermodulationssignale svm2_a, b, c setzen.
  • Andererseits, wenn der Schaltzustand in einem vorbestimmten (z.B. Zeit-)Abschnitt während der diskontinuierlichen Modulation beibehalten wird, gilt die weiter unten beschriebene Totzeit nicht in dem vorbestimmten (z.B. Zeit-)Abschnitt. Dementsprechend erzeugt der Versatzgenerator 105 vorzugsweise die Versatzspannung V_offset basierend auf den zweiten Raumzeigermodulationssignalen svm2_a, b, c, auf welche die Ausgangsspannungskompensation aufgrund der Totzeit nicht angewendet wird.
  • Der Totzeitkompensator 107 kann die totzeitbedingte Kompensationsspannung auf die zweiten Raumzeigermodulationssignale svm2_a, b, c anwenden, um dritte Raumzeigermodulationssignale svm3_a, b, c auszugeben.
  • Die Totzeit (z.B. Schaltverzögerungszeit - Englisch „dead time“) bezieht sich auf eine Mindestzeit, welche die Schalter im Ausschaltzustand verbleiben, um das gleichzeitige Einschalten der Schalter, die komplementär betätigt werden, anhand einer Schaltverzögerung zu verhindern.
  • 5 stellt die logischen Pegel von zwei Schaltsignalen s1, s2 zum jeweiligen Betätigen der beiden Schalter (S1, S2 in 1), welche im ersten Zweig (L1 in 1) enthalten sind, dar. Wenn eine Totzeit verstrichen ist, nachdem der Schalter S2 durch das Schaltsignal s2 vom Einschaltzustand in den Ausschaltzustand geschaltet wurde, dann wird der Schalter S1 durch das Schaltsignal s1 eingeschaltet. Außerdem wird der Schalter S2 durch das Schaltsignal s2 eingeschaltet, wenn die Totzeit verstrichen ist, nachdem der Schalter S1 durch das Schaltsignal s1 vom Einschaltzustand in den Ausschaltzustand geschaltet wurde.
  • Die komplementär betätigten Schalter sind während der Totzeit alle ausgeschaltet, was zu einem Fehler zwischen dem Spannungsbefehl für den Inverter und der Ausgangsspannung des Inverters führt, so dass der Totzeitkompensator 107 erforderlich ist, um eine Spannung zur Kompensation des während der Totzeit auftretenden Fehlers auf die zweiten Raumzeigermodulationssignale svm2_a, b, c im Voraus anzuwenden.
  • 6 zeigt eine totzeitbedingte Kompensationsspannung Vdt_comp. Der Totzeitkompensator 107 kann die maximale Spannung Vmax3_ref, die mittlere Spannung Vmid3_ref und die minimale Spannung Vmin3_ref für die dritten Raumzeigermodulationssignale svm3_a, b, c berechnen durch Anwenden der totzeitbedingte Kompensationsspannung Vdt_comp auf jede von der maximalen Spannung Vmax2_ref, der mittleren Spannung Vmid2_ref und der minimalen Spannung Vmin2_ref für die zweiten Raumzeigermodulationssignale svm2_a, b, c.
  • 3 zeigt, dass der Detektor für den nichtlinearen Bereich 109 ermitteln kann, ob die Ausgangsspannung des Inverters, welche mit dem mindestens einem dritten Raumzeigermodulationssignal korrespondiert (z.B. zu diesem gehört), im nichtlinearen Bereich liegt, abhängig davon, ob die Maximalspannung und die Minimalspannung der dritten Raumzeigermodulationssignale svm3_a, b, c in dem vorbestimmten Bereich liegen, und das Detektionssignal det gemäß den Ermittlungsergebnissen aktivieren oder deaktivieren kann. Insbesondere kann, wenn die maximale Spannung und die minimale Spannung der dritten Raumzeigermodulationssignale svm3_a, b, c in dem vorbestimmten Bereich liegen, der Detektor für den nichtlinearen Bereich 109 ermitteln, dass die Ausgangsspannung des Inverters, welche mit den dritten Raumzeigermodulationssignalen svm3_a, b, c korrespondiert, in dem linearen Bereich liegt, und das Detektionssignal det deaktivieren. Wenn hingegen die maximale Spannung und die minimale Spannung der dritten Raumzeigermodulationssignale svm3_a, b, c nicht in dem vorbestimmten Bereich liegen, kann der Detektor für den nichtlinearen Bereich 109 ermitteln, dass die Ausgangsspannung des Inverters, welche mit den dritten Raumzeigermodulationssignalen svm3_a, b, c korrespondiert, in dem nichtlinearen Bereich liegt, und das Detektionssignal det aktivieren.
  • Der diskontinuierliche Modulator 111 kann die Anschlussspannungsbefehle Vg_a, b, c ausgeben bei (z.B. durch) Entscheiden auf Grundlage des Detektionssignals det, ob die Versatzspannung V_offset für die diskontinuierliche Modulation auf das dritte Raumzeigermodulationssignal svm3_a, b, c angewendet werden soll oder ob nicht.
  • Insbesondere kann, wenn das Detektionssignal det deaktiviert ist (d.h. im linearen Bereich), der diskontinuierliche Modulator 111 die dritten Raumzeigermodulationssignale svm3_a, b, c als die Anschlussspannungsbefehle Vg_a, b, c ausgeben, ohne die Versatzspannung V_offset anzuwenden. Im Gegensatz dazu kann der diskontinuierliche Modulator 111 die Versatzspannung V_offset auf jedes der dritten Raumzeigermodulationssignale svm3_a, b, c anwenden, um die Anschlussspannungsbefehle Vg_a, b, c auszugeben, wenn das Detektionssignal det aktiviert ist (d.h. im nichtlinearen Bereich).
  • Die diskontinuierliche Modulation umfasst die diskontinuierliche Modulation mit 60° (z.B. auch diskontinuierliche 60°-Modulation) und die diskontinuierliche Modulation mit 120° (z.B. auch diskontinuierliche 120°-Modulation).
  • Bei der diskontinuierlichen Modulation mit 60° kann die Versatzspannung V_offset eine erste Versatzspannung und eine zweite Versatzspannung aufweisen. Die erste Versatzspannung kann auf die Differenz zwischen der Spannung VH der ersten DC-Verbindung (d1 in 1) und der maximalen Spannung der zweiten Raumzeigermodulationssignale svm2_a, b, c gesetzt werden, und die zweite Versatzspannung kann auf die Differenz zwischen der Spannung VL der zweiten DC-Verbindung (d2 in 1) und der minimalen Spannung der zweiten Raumzeigermodulationssignale svm2_a, b, c gesetzt werden. Wenn das Detektionssignal det bei der diskontinuierlichen Modulation mit 60° aktiviert wird, kann der diskontinuierliche Modulator 111 abwechselnd die erste Versatzspannung und die zweite Versatzspannung auf jedes der dritten Raumzeigermodulationssignale svm3_a, b, c in 60°-Phasenintervallen anwenden, um die Anschlussspannungsbefehle V1_a, b, c auszugeben.
  • Bei der diskontinuierlichen Modulation mit 120° kann die Versatzspannung V_offset gemäß einer Ausführungsform auf die Differenz zwischen der Spannung VH der ersten DC-Verbindung (d1 in 1) und der maximalen Spannung der zweiten Raumzeigermodulationssignale svm2_a, b, c oder auf die Differenz zwischen der Spannung VL der zweiten DC-Verbindung (d2 in 1) und der minimalen Spannung der zweiten Raumzeigermodulationssignale svm2_a, b, c gesetzt werden. Wenn das Detektionssignal det bei der diskontinuierlichen Modulation mit 120° aktiviert wird, kann der diskontinuierliche Modulator 111 die Versatzspannung V_offset auf jedes der dritten Raumzeigermodulationssignale svm3_a, b, c in 120°-Phasenintervallen anwenden, um die Anschlussspannungsbefehle Vg_a, b, c auszugeben.
  • 7 zeigt die Wellenform jedes der Anschlussspannungsbefehle Vg_a, b, c, auf welche die Versatzspannung V _offset angewendet wird. Der diskontinuierliche Modulator 111 kann die erste Versatzspannung V_offset<1> zu der maximalen Spannung Vmax3_ref, der mittleren Spannung Vmid3_ref und der minimalen Spannung Vmin3_ref für die dritten Raumzeigermodulationssignale svm3-a, b, c zu einem vorbestimmten Zeitpunkt ‚y‘ hinzuaddieren. Hier kann die erste Versatzspannung V_offset<1> auf die Differenz zwischen der Spannung VH der ersten DC-Verbindung (d1 in 1) und der maximalen Spannung der zweiten Raumzeigermodulationssignale svm2_a, b, c gesetzt sein.
  • Zudem kann der diskontinuierliche Modulator 111 die zweite Versatzspannung V_offset<2> von der maximalen Spannung Vmax3_ref, der mittleren Spannung Vmid3_ref und der minimalen Spannung Vmin3_ref für die dritten Raumzeigermodulationssignale svm3_a, b, c zu einem vorbestimmten Zeitpunkt ‚z‘ subtrahieren. Hier kann die zweite Versatzspannung V_offset<2> auf die Differenz zwischen der Spannung VL des zweiten Verbindungsglieds (d2 in 1) und der minimalen Spannung der zweiten Raumzeigermodulationssignale svm2_a, b, c gesetzt sein.
  • Wenn die Versatzspannung V_offset wie in 7 angewendet wird, liegt mindestens eine von der maximalen Spannung und der minimalen Spannung der Anschlussspannungsbefehle Vg_a, b, c im linearen Bereich, so dass die Linearität zwischen den Anschlussspannungsbefehlen Vg_a, b, c und der Ausgangsspannung des Inverters verbessert werden kann.
  • 7 zeigt ein Beispiel für das abwechselnde Anwenden der ersten Versatzspannung V_offset<1> und der zweiten Versatzspannung V_offset<2> auf die Spannung der dritten Raumzeigermodulationssignale svm3_a, b, c in vorgegebenen Phasenintervallen. Die Wellenform jedes der Anschlussspannungsbefehle Vg_a, b, ein 7 ist jedoch beispielhaft, und die Phasenintervalle, in welchen die Versatzspannung V_offset angewendet wird, und die Höhe der Versatzspannung V_offset können je nach Ausführungsform unterschiedlich gesetzt werden.
  • 3 zeigt, dass der Pulsweitenmodulator 113 jeden der Anschlussspannungsbefehle Vg_a, b, c durch PWM modulieren kann, um PWM-Signale pwm1 - pwm6 auszugeben.
  • Die MPW-Steuereinrichtung 115 kann die Schaltsignale s1 - s6 ausgeben bei (z.B. durch) Entscheiden, ob die Pulsweite der PWM-Signale pwm1 - pwm6 gemäß der MPW-Bedingung begrenzt werden soll oder ob nicht.
  • 8 ist eine Ansicht, welche ein beispielhaftes Raumvektor-Hexagon gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. 8 zeigt, dass der lineare Bereich des Raumvektorhexagons mit dem Abschnitt „C“ in 2 korrespondiert und dass der nichtlineare Bereich des Raumvektorhexagons mit den Abschnitten „A“, „B“, „D“ und „E“ in 2 korrespondiert. Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die Anwendung der Versatzspannung V _offset für die diskontinuierliche Modulation im nichtlinearen Bereich die Linearität zwischen dem Anschlussspannungsbefehl für den Inverter und der Ausgangsspannung des Inverters in einem Linearitätsverbesserungsbereich verbessern.
  • 9 ist ein Flussdiagramm zur Beschreibung eines Verfahrens zur Steuerung einer Inverteransteuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Der Raumzeigermodulator 101 kann die ersten Raumzeigermodulationssignale svm1_a, b, c, welche zu jeder der mehreren Phasen gehören, durch symmetrische Raumzeigermodulation mit dem Phasenspannungsbefehl Vabc_s als ein Referenzraumvektor erzeugen (S101).
  • Die Übermodulationssteuereinrichtung 103 kann die zweiten Raumzeigermodulationssignale svm2_a, b, c ausgeben bei (z.B. durch) Entscheiden, ob die ersten Raumzeigermodulationssignale svm1_a, b, c übermoduliert werden sollen oder ob nicht (S103), und der Versatzgenerator 105 kann die maximale Spannung und/oder die minimale Spannung für die zweiten Raumzeigermodulationssignale svm2_a, b, c berechnen, welche als Parameter für das Setzen der Versatzspannung V_offset basierend auf der zweiten Raumzeigermodulationssignale svm2_a, b, c dienen (S105).
  • Der Totzeitkompensator 107 kann eine totzeitbedingte Kompensationsspannung auf die zweiten Raumzeigermodulationssignale svm2_a, b, c anwenden, um die dritten Raumzeigermodulationssignale svm3_a, b, c auszugeben (S107), und der Detektor für den nichtlinearen Bereich 109 kann ermitteln, ob die Ausgangsspannung des Inverters im nichtlinearen Bereich liegt, abhängig davon, ob die maximale Spannung und die minimale Spannung der dritten Raumzeigermodulationssignale svm3_a, b, c in einem voreingestellten Bereich liegen (S109).
  • Wenn ermittelt wird, dass die Ausgangsspannung des Inverters im nichtlinearen Bereich liegt (Ja in S109), kann der Versatzgenerator 105 die Versatzspannung V_offset für die diskontinuierliche Modulation auf Grundlage der in S105 berechneten Parameter berechnen. Dann kann der diskontinuierliche Modulator 111 die berechnete Versatzspannung V _offset auf jedes der dritten Raumzeigermodulationssignale smv3_a, b, c anwenden, um die Anschlussspannungsbefehle Vg_a, b, c auszugeben (S111).
  • Wenn ermittelt wird, dass die Ausgangsspannung des Inverters im linearen Bereich liegt (Nein in S109), kann der diskontinuierliche Modulator 111 die dritten Raumzeigermodulationssignale svm3_a, b, c als die Anschlussspannungsbefehle Vg_a, b, c ausgeben, ohne die Versatzspannung V_offset darauf anzuwenden (S111).
  • Dann kann der Pulsweitenmodulator 113 jeden der Anschlussspannungsbefehle Vg_a, b, c durch PWM modulieren, um die Pulsweitenmodulationssignale pwm1 - pwm6 auszugeben (S113), und die MPW-Steuereinrichtung 115 kann die Schaltsignale s1 - s6 ausgeben, um den Einschaltzustand der in dem Inverter 20 vorhandenen Schalter S1 - S6 zu steuern, wobei entschieden wird, ob die Pulsweite der Pulsweitenmodulationssignale pwm1 - pwm6 gemäß der MPW-Bedingung begrenzt werden soll oder ob nicht (S115).
  • Die vorliegende, oben beschriebene Offenbarung kann als computerlesbarer Code in einem Medium implementiert werden, in welchem ein Programm aufgezeichnet ist. Das computerlesbare Medium umfasst alle Arten von Aufzeichnungsvorrichtungen, in denen von einem Computersystem lesbare Daten gespeichert sind. Ein Beispiel für ein computerlesbares Medium ist ein Festplattenlaufwerk (HDD), eine Halbleiterlaufwerk (Solid-State-Disk, kurz SSD), ein Siliziumplattenlaufwerk (SDD), ROM, RAM, CD-ROM, Magnetband, eine Diskette, eine optische Speichereinrichtung und dergleichen. Dementsprechend ist die obige detaillierte Beschreibung in keiner Weise einschränkend zu verstehen, sondern als beispielhaft zu betrachten. Der Umfang der vorliegenden Offenbarung ist durch eine angemessene Auslegung der beigefügten Ansprüche zu bestimmen, und alle Modifikationen innerhalb des Äquivalenzbereichs der vorliegenden Offenbarung sind im Umfang der vorliegenden Offenbarung enthalten.

Claims (19)

  1. Inverteransteuervorrichtung, aufweisend: einen Inverter (20) mit mehreren Zweigen (L1, L2, L3), welche jeweils zu einer von mehreren Phasen gehören, und eine Steuereinheit (100), welche Raumzeigermodulationssignale (svm1_a, b, c) auf Grundlage eines Phasenspannungsbefehls (Vabc_s) erzeugt, wobei jedes der Raumzeigermodulationssignale (svm1_a, b, c) zu einer jeweiligen der mehreren Phasen gehört, ermittelt, ob eine Ausgangsspannung des Inverters (20), welche mit mindestens einem Raumzeigermodulationssignal der Raumzeigermodulationssignale korrespondiert, in einem nichtlinearen Bereich liegt, durch Ermitteln, ob jede Spannung der Raumzeigermodulationssignale in einem vorbestimmten Bereich liegt, einen Anschlussspannungsbefehl (Vg_a, b, c) durch Ermitteln, ob eine Versatzspannung (V_offset) auf jedes der Raumzeigermodulationssignale anzuwenden ist oder ob nicht, basierend auf den Ermittlungsergebnissen des nichtlinearen Bereichs erzeugt und einen Einschaltzustand von mindestens einem Schalter (S1 - S6), welcher in jedem der mehreren Zweige (L1, L2, L3) vorhanden ist, steuert durch Modulieren des Anschlussspannungsbefehls (Vg_a, b, c) basierend auf Pulsweitenmodulation.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (100) ein Schaltsignal (s1 - s6) zum Steuern des Einschaltzustands des mindestens einen Schalters (S1 - S6) durch Modulieren des Anschlussspannungsbefehls (Vg_a, b, c) ausgibt, wobei die Steuereinheit (100) als Reaktion darauf, dass das Ermitteln des nichtlinearen Bereichs ergibt, dass die Ausgangsspannung in einem linearen Bereich liegt, das auf Grundlage von Raumzeiger-Pulsweitenmodulation modulierte Schaltsignal (s1 - s6) ausgibt und als Reaktion darauf, dass das Ermitteln des nichtlinearen Bereichs ergibt, dass sich die Ausgangsspannung in dem nichtlinearen Bereich liegt, das auf Grundlage von diskontinuierlicher Pulsweitenmodulation modulierte Schaltsignal (s1 - s6) ausgibt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinheit (100) einen Raumzeigermodulator (101) aufweist, welcher die Raumzeigermodulationssignale (svm1_a, b, c) basierend auf einer symmetrischen Raumzeigermodulation mit dem Phasenspannungsbefehl (Vabc_s) als ein Referenzraumvektor erzeugt.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuereinheit (100) ermittelt, ob die Ausgangsspannung des Inverters (20) im nichtlinearen Bereich liegt, indem sie ermittelt, ob die maximale Spannung und die minimale Spannung der Raumzeigermodulationssignale in dem vorbestimmten Bereich liegen.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuereinheit (100) ermittelt, dass die Ausgangsspannung des Inverters (20) in dem nichtlinearen Bereich liegt, wenn ein Spannungsniveau des mindestens einen Raumzeigermodulationssignals nicht in dem vorbestimmten Bereich liegt, und die Versatzspannung (V_offset) für die diskontinuierliche Modulation auf jedes der Raumzeigermodulationssignale (svm2_a, b, c) anwendet.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Versatzspannung (V_offset) für die diskontinuierliche Modulation eine erste Versatzspannung (V_offset<1>) und eine zweite Versatzspannung (V_offset<2>) aufweist, und als Reaktion darauf, dass das Ermitteln des nichtlinearen Bereichs ergibt, dass die Ausgangsspannung des Inverters (20) in dem nichtlinearen Bereich liegt, die Steuereinheit (100) abwechselnd die erste Versatzspannung (V_offset<1>) und die zweite Versatzspannung (V_offset<2>) auf jedes der Raumzeigermodulationssignale mit einem 60°-Phasenintervall anwendet, wobei die Steuereinheit (100) die erste Versatzspannung (V_offset<1>) auf eine Differenz zwischen einer Spannung (VH) einer ersten DC-Verbindung (d1) des Inverters (20) und einer maximalen Spannung der Raumzeigermodulationssignale (svm2_a, b, c) setzt und die zweite Versatzspannung (V_offset<2>) auf eine Differenz zwischen einer Spannung (VL) einer zweiten DC-Verbindung (d2) des Inverters (20) und einer minimalen Spannung der Raumzeigermodulationssignale (svm2_a, b, c) setzt.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Steuereinheit (100) als Reaktion darauf, dass das Ermitteln des nichtlinearen Bereichs ergibt, dass die Ausgangsspannung des Inverters (20) in dem nichtlinearen Bereich liegt, die Versatzspannung (V_offset) auf jedes der Raumzeigermodulationssignale (svm2_a, b, c) mit einem 120°-Phasenintervall anwendet, wobei die Steuereinheit (100) die Versatzspannung (V _offset) auf eine Differenz zwischen einer Spannung einer DC-Verbindung (d1, d2) des Inverters (20) und der maximalen Spannung oder der minimalen Spannung der Raumzeigermodulationssignale (svm2_a, b, c) setzt.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Steuereinheit (100) einen Totzeitkompensator (107) aufweist, welcher eine Kompensationsspannung (Vdt_comp) aufgrund von Totzeit auf die Raumzeigermodulationssignale (svm2_a, b, c) anwendet.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Steuereinheit (100) ferner einen Versatzgenerator (105) aufweist, welcher die Versatzspannung (V_offset) auf Grundlage der Raumzeigermodulationssignale (svm2_a, b, c), auf welche die die totzeitbedingte Kompensationsspannung (Vdt_comp) nicht angewendet ist, erzeugt.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Steuereinheit (100) einen Pulsweitenmodulator (113), der den Anschlussspannungsbefehl (Vg_a, b, c) basierend auf der Pulsweitenmodulation moduliert, um ein Pulsweitenmodulationssignal (pwm1 - pwm6) auszugeben, und eine MPW-Steuereinrichtung (115) aufweist, welche ein Schaltsignal (s1 - s6) zur Steuerung des Einschaltzustands des mindestens einen Schalters (S1 - S6) ausgibt, indem sie ermittelt, ob die Pulsweite des Pulsweitenmodulationssignals (pwm1 - pwm6) gemäß einer Bedingung für eine minimale Pulsweite, kurz MPW-Bedingung, zu begrenzen ist oder ob nicht.
  11. Verfahren zum Steuern der Inverteransteuervorrichtung, das Verfahren aufweisend: Erzeugen (S101) von Raumzeigermodulationssignalen (svm1_a, b, c) jeweils auf Grundlage eines Phasenspannungsbefehls, wobei jedes der Raumzeigermodulationssignale (svm1_a, b, c) zu einer jeweiligen der mehreren Phasen gehört, Ermitteln (S109), ob eine Ausgangsspannung des Inverters (20), welche mit mindestens einem Raumzeigermodulationssignal der Raumzeigermodulationssignale korrespondiert, in einem nichtlinearen Bereich liegt, durch Ermitteln, ob jede Spannung der Raumzeigermodulationssignale in einem vorbestimmten Bereich liegt, Erzeugen (S111) eines Anschlussspannungsbefehls (Vg_a, b, c) durch Ermitteln, ob eine Versatzspannung (V _offset) auf jedes der Raumzeigermodulationssignale anzuwenden ist oder nicht, auf Grundlage der Ermittlung des nichtlinearen Bereichs, und Steuern (S113, S114) eines Einschaltzustands eines in dem Inverter (20) vorhandenen Schalters (S1 - S6) durch Modulieren des Anschlussspannungsbefehls (Vg_a, b, c) auf Grundlage von Pulsweitenmodulation.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Modulieren des Anschlussspannungsbefehls (Vg_a, b, c) auf Grundlage der Pulsweitenmodulation aufweist: Ausgeben eines Schaltsignals (s1 - s6) zum Steuern des Einschaltzustands des Schalters (S1 - S6), wobei als Reaktion darauf, dass das Ermitteln des nichtlinearen Bereichs (S109) ergibt, dass die Ausgangsspannung in einem linearen Bereich liegt, das Schaltsignal (s1 - s6) auf Grundlage von Raumzeiger-Pulsweitenmodulation moduliert wird und wobei als Reaktion darauf, dass das Ermitteln des nichtlinearen Bereichs (S109) ergibt, dass sich die Ausgangsspannung in einem nichtlinearen Bereich liegt, das Schaltsignal (s1 - s6) auf Grundlage von diskontinuierlicher Pulsweitenmodulation moduliert wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Raumzeigermodulationssignale (svm1_a, b, c) auf Grundlage einer symmetrischen Raumzeigermodulation mit dem Phasenspannungsbefehl (Vabc_s) als ein Referenzraumvektor erzeugt werden.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Ermitteln (S109), ob die Ausgangsspannung des Inverters (20) in einem nichtlinearen Bereich liegt, aufweist: Ermitteln, ob die maximale Spannung und die minimale Spannung der Raumzeigermodulationssignale in dem vorbestimmten Bereich liegen.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei als Reaktion darauf, dass das Ermitteln des nichtlinearen Bereichs (S109) ergibt, dass die Ausgangsspannung des Inverters (20) in dem nichtlinearen Bereich liegt, der Anschlussspannungsbefehl (Vg_a, b ,c) durch Anwenden der Versatzspannung (V_offset) für diskontinuierliche Modulation auf jedes der Raumzeigermodulationssignale (svm2_a, b, c) erzeugt wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Versatzspannung (V_offset) für die diskontinuierliche Modulation eine erste Versatzspannung (V_offset<1>) und eine zweite Versatzspannung (V_offset<2>) aufweist, und als Reaktion darauf, dass das Ermitteln des nichtlinearen Bereichs (S109) ergibt, dass die Ausgangsspannung des Inverters (20) in dem nichtlinearen Bereich liegt, der Anschlussspannungsbefehl (Vg_a, b ,c) erzeugt wird durch abwechselndes Anwenden der ersten Versatzspannung (V_offset<1>) und der zweiten Versatzspannung (V_offset<2>) auf jedes der Raumzeigermodulationssignale (svm2_a, b, c) mit einem 60°-Phasenintervall, wobei die erste Versatzspannung (V_offset<1>) auf eine Differenz zwischen einer Spannung (VH) einer ersten DC-Verbindung (d1) des Inverters (20) und einer maximalen Spannung der Raumzeigermodulationssignale (svm2_a, b, c) gesetzt wird, und die zweite Versatzspannung (V_offset<2>) auf eine Differenz zwischen einer Spannung (VL) einer zweiten DC-Verbindung (d2) des Inverters (20) und einer minimalen Spannung der Raumzeigermodulationssignale (svm2_a, b, c) gesetzt wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 15, wobei als Reaktion darauf, dass das Ermitteln des nichtlinearen Bereichs (S109) ergibt, dass die Ausgangsspannung des Inverters (20) in dem nichtlinearen Bereich liegt, der Anschlussspannungsbefehl (Vg_a, b ,c) erzeugt wird durch Anwenden die Versatzspannung (V _offset) auf jedes der Raumzeigermodulationssignale (svm2_a, b, c) mit einem 120°-Phasenintervall, wobei die Versatzspannung (V_offset) auf eine Differenz zwischen einer Spannung einer DC-Verbindung (d1, d2) des Inverters (20) und einer maximalen Spannung oder einer minimalen Spannung der Raumzeigermodulationssignale (svm2_a, b, c) gesetzt wird.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, ferner aufweisend: Anwenden einer Kompensationsspannung (Vdt_comp) aufgrund von Totzeit auf die Raumzeigermodulationssignale (svm2_a, b, c).
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, wobei das Steuern aufweist: Modulieren des Anschlussspannungsbefehls (Vg_a, b, c) basierend auf Pulsweitenmodulation, um ein Pulsweitenmodulationssignal (pwm1 - pwm6) auszugeben, und Ausgeben eines Schaltsignals (s1 - s6) zur Steuerung des Einschaltzustands des Schalters (S1 - S6) durch Ermitteln, ob die Pulsweite des Pulsweitenmodulationssignals (pwm1 - pwm6) gemäß einer Bedingung für eine minimale Pulsweite, kurz MPW-Bedingung, zu begrenzen ist oder ob nicht.
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