DE10327690B4 - Vorrichtung zur Umformung der elektrischen Energie für ein Fahrzeugbordnetz - Google Patents

Vorrichtung zur Umformung der elektrischen Energie für ein Fahrzeugbordnetz Download PDF

Info

Publication number
DE10327690B4
DE10327690B4 DE10327690A DE10327690A DE10327690B4 DE 10327690 B4 DE10327690 B4 DE 10327690B4 DE 10327690 A DE10327690 A DE 10327690A DE 10327690 A DE10327690 A DE 10327690A DE 10327690 B4 DE10327690 B4 DE 10327690B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
machine
current
phase
low
actual value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE10327690A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10327690A1 (de
Inventor
Jochen Kühner
Martin Eisenhardt
Klaus Rechberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE10327690A priority Critical patent/DE10327690B4/de
Publication of DE10327690A1 publication Critical patent/DE10327690A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10327690B4 publication Critical patent/DE10327690B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • H02M7/53875—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current with analogue control of three-phase output
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/22—Current control, e.g. using a current control loop
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0009—Devices or circuits for detecting current in a converter

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Vorrichtung zur Stromistwerterfassung im Blockbetrieb eines Wechselrichters unter Verwendung von Low-Side-Shunts, mit – einer Neunphasenmaschine, bestehend aus drei dreiphasigen Teilmaschinen – einem Wechselrichter, welcher drei Teilstromrichter (2a, 2b, 2c) mit jeweis drei Halbbrücken (H1, H4, H7; H2, H5, H8; H3, H6, H9) aufweist, die jeweils einen High-Side-Schalter und einen Low-Side-Schalter enthalten, – einem Multiplexer (5), der in Abhängigkeit von den Schaltzuständen der Halbbrücken jeweils einen Teilstromrichter, bei dem zwei Low-Side-Schalter eingeschaltet sind, sowie einen zugehörigen Phasenverschiebungswinkel (δ) auswählt, – einem Addierer (9) zur Addition des gemessenen Polradlagewinkel (γ) und des ausgewählten Phasenverschiebungswinkels (δ), und – einem Parktransformator (10), welchem vom ausgewählten Teilstromrichter abgeleitete Stromistwerte sowie das Ausgangssignal des Addierers (9) zugeleitet werden und welcher aus den vom ausgewählten Teilstromrichter abgeleiteten Stromistwerten und dem Ausgangssignal des Addierers einen Istwert (Id) für den Längsstrom der Maschine und einen Istwert (Iq) für den Querstrom der Maschine berechnet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umformung der elektrischen Energie für ein Fahrzeugbordnetz.
  • Stand der Technik
  • Es sind bereits stromrichtergespeiste Drehstromantriebe bekannt. Diese sind überwiegend als Drehfeldmaschinen mit drei Phasen mit Pulswechselrichter ausgeführt.
  • Aus der Druckschrift WO 83/00851 A1 ist ein Multiphaseninduktionsmotor bekannt, der aus einer Batterie betrieben wird. Die Zahl der Phasen des Motors beträgt wenigstens 4. Die Versorgung der Phasenwicklungen mit Spannung bzw. Strom erfolgt jeweils über einen eigenen zugeordneten Inverter.
  • Für eine feldorientierte Regelung einer derartigen Drehfeldmaschine mit Pulswechselrichter ist eine Istwerterfassung der Phasenströme der Maschine erforderlich.
  • Diese Istwerterfassung der Phasenströme kann direkt in den Phasenabgängen des Wechselrichters unter Verwendung von Hall-Wandlern oder Shunts erfolgen, wie es in der 1 veranschaulicht ist. Dort ist zwischen einer Drehfeldmaschine 1 und einem Pulswechselrichter 2 ein Schaltungsblock 4 vorgesehen, in welchem Hall-Wandler oder Shunts zur Istwerterfassung der Phasenströme iU, iV und iW, vorgesehen sind. Weiterhin ist parallel zum Pulswechselrichter 2 der Zwischenkreiskondensator 3 vorgesehen, über welchen der Pulswechselrichter 2 mit dem in der 1 nicht dargestellten Bordnetz verbunden ist. Hall-Wandler sind jedoch teuer und wegen ihrer begrenzten Schüttelfestigkeit für Anwendungen in Fahrzeugen nur bedingt tauglich. Eine Strommessung unter Verwendung von Shunts in den Phasenabgängen des Pulswechselrichters erfordert hochwertige Differenzverstärker, die eine hohe Gleichtaktunterdrückung aufweisen, da das absolute Potential der Shuntklemmen ständig zwischen Masse und dem positiven Spannungspotential des Zwischenkreises hin und her springt.
  • Wenn die Ausgangsspannung des Wechselrichters durch Pulsweitenmodulation moduliert wird, besteht eine kostengünstige Möglichkeit einer Stromistwerterfassung darin, Shunts in den Low-Side-Zweig des Pulswechselrichters zu integrieren. Dies ist in der 2 veranschaulicht. Dort ist eine Drehfeldmaschine 1 gezeigt, die an die Phasenabgänge eines Pulswechselrichters 2 angeschlossen ist. Parallel zum Pulswechselrichter 2 ist der Zwischenkreiskondensator 3 geschaltet, über welchen der Pulswechselrichter 2 mit dem in der 2 nicht dargestellten Bordnetz verbunden ist. Zwischen den Low-Side-Schaltern des Pulswechselrichters 2 und Masse ist ein Schaltungsblock 4 angeordnet, in welchem Shunts zur Stromistwerterfassung vorgesehen sind. Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass die Differenzverstärker nicht die oben genannte hohe Gleichtaktunterdrückung aufweisen müssen, da ein Anschluss der Shunts stets auf Massepotential oder nahe bei diesem zu liegen kommt. Bei dieser Lösung muss die Stromerfassung mit der Pulsfrequenz des Pulswechselrichters synchronisiert werden. Bei modernen Pulswechselrichtern kann der Aussteuergrad, d. h. die relative Einschaltdauer des High-Side- bzw. des Low-Side-Schalters einer Halbbrücke, zwischen 3% und 97% variiert werden. Geht man beispielsweise von einer Pulsfrequenz von 8 KHz aus, dann ist die Mindesteinschaltdauer eines Low-Side-Schalters 3% von 125 μs, d. h. 3,75 μs. In einem solchen Zeitabschnitt muss eine Stromistwerterfassung über Sample-and-Hold-Glieder erfolgen. Die nächste Erfassung eines Stromistwertes erfolgt dann 125 μs später. Dies entspricht einer Zeitdiskretisierung bei der Erfassung der Stromistwerte.
  • Die Möglichkeit einer Stromistwerterfassung im Low-Side-Zweig eines Pulswechselrichters ist jedoch in einem Dreiphasensystem dann nicht gegeben, wenn der Pulswechselrichter nicht im Sinne einer Pulsweitenmodulation gesteuert wird, sondern im Blockbetrieb. Denn für die Rekonstruktion eines dreiphasigen Stromzeigers ist eine Erfassung von mindestens zwei der drei Phasenströme erforderlich. Im Blockbetrieb sind jedoch der High-Side-Schalter und der Low-Side-Schalter jeweils während einer ganzen Grundschwingungs-Halbperiode ein- bzw. ausgeschaltet. Daher treten bei einem Dreiphasensystem 120°-Zeitabschnitte auf, in denen zwei High-Side-Schalter und nur ein Low-Side-Schalter eingeschaltet sind. In diesen Zeitabschnitten kann keine Rekonstruktion eines Stromzeigers erfolgen.
  • Liegt beispielsweise eine Drehfeldmaschine mit einer Polpaarzahl p = 8 vor und ist eine Drehzahl von 1000 U/min gegeben, dann gilt für die Grundschwingungsfrequenz fg = 1000/60 × 8 = 133 Hz,
  • Dies entspricht einer Periodendauer von 7,5 ms. Die Zeitabschnitte, in denen keine Rekonstruktion eines Stromzeigers erfolgen kann, betragen folglich 2,5 ms. Die Systemzeitkonstante der Maschine liegt im Bereich von 5–10 ms. Daher kann eine Stromregelung nicht vorgenommen werden.
  • Aus der DE 100 36 099 A1 ist ein Verfahren zur Regelung einer elektrischen Maschine mit Pulswechselrichter bekannt. Die elektrische Maschine umfasst eine Erregerwicklung und eine Ständerwicklung. Der Ständerwicklung ist an deren Ausgangsklemmen eine Umrichterbrücke nachgeordnet. Die elektrische Maschine ist in den Regelbereichen feldorientierte Regelung, Feldschwächbetrieb und Diodenbetrieb betreibbar. Der Übergang von einem Regelbereich zu einem benachbarten Regelbereich erfolgt durch eine Übersteuerung der Pulsweitenmodulation und eine Begrenzung der Ausgänge von Stromreglern der Ständerwicklungen der elektrischen Maschine sowohl im Generatorbetrieb als auch im Motorbetrieb. Die an den Ausgangsklemmen der elektrischen Maschine gemessenen Stromwerte werden vom R,S,T-System mittels einer Transformationsstufe in das d,q-System übertragen.
  • Weiterhin ist aus der DE 100 23 908 A1 ein Verfahren zur Ermittlung der Polradlage an elektrischen Maschinen, beispielsweise Drehstromgeneratoren mit Puls-Wechsel-Richtern, einer Läufererregung und einen mit Induktivitäten versehenen Ständer und einer Spannungsquelle zwischen zwei Strangklemmen, bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren kann mittels Schaltelementen in zwei Stränge verzweigt werden, in denen die jeweiligen Strangspannungsverläufe gemessen werden, deren Überlagerung eine eindeutige Bestimmung der Polradlage ermöglicht.
  • Vorteile der Erfindung
  • Demgegenüber weist eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen den Vorteil auf, dass eine Stromistwerterfassung unter Verwendung von Shunts im Low-Side-Zweig eines Pulswechselrichters auch im Blockbetrieb durchgeführt werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass statt einer Dreiphasenmaschine eine Neunphasenmaschine verwendet wird. Diese Neunphasenmaschine wird so geschaltet, dass sie drei Dreiphasenmaschinen bildet. Der Stator dieser Maschine weist insgesamt ein Vielfaches von neun Spulen auf, beispielsweise 18 Spulen oder 27 Spulen. Diese Spulen sind mit den Schaltern eines jeweils zugehörigen Teilstromrichters verbunden. Betrachtet man die Schaltzustände der drei Dreiphasenmaschinen, dann ist ersichtlich, dass es zu jedem Zeitpunkt mindestens eine Teilmaschine bzw. einen Teilstromrichter gibt, bei der zwei Low-Side-Schalter eingeschaltet sind. Dies erlaubt eine Rekonstruktion des Stromraumzeigers für die gesamte Maschine.
  • Weitere Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass eine Messung der Stromistwerte unter Verwendung von Low-Side-Shunts wesentlich kastengünstiger realisierbar ist als eine Stromistwerterfassung unter Verwendung von Shunts, die in den Phasenabgängen des Stromwechselrichters vorgesehen sind.
  • Der zu treibende Programmieraufwand ist gering, da zur Durchführung der Parktransformation die Transformationsgleichungen des bekannten Dreiphasensystems verwendet werden können. Die erforderliche Rechenleistung ist ebenfalls gering, da bei der Eingangstransformation pro Rechenschritt nur einmal in einer abgespeicherten Sinus-Cosinus-Tabelle nach jeweils zugehörigen Werten gesucht werden muss.
  • Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren beispielhafter Erläuterung anhand der Figuren.
  • Zeichnung
  • Die 1 zeigt ein Schaltbild einer bekannten Anordnung zur Stromistwerterfassung für elektrische Maschinen mit Pulswechselrichter, bei der die Stromistwerterfassung in den Phasenabgängen des Pulswechselrichters erfolgt. Die 2 zeigt ein Schaltbild einer bekannten Anordnung zur Stromistwerterfassung für elektrische Maschinen mit Pulswechselrichter, bei der die Stromistwerterfassung im Low-Side-Zweig des Pulswechselrichters erfolgt. Die 3 zeigt ein Ersatzschaltbild für den Leistungskreis einer Neunphasenmaschine. Die 4 zeigt ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Parktransformation für die Rekonstruktion des Stromzeigers im dq-Koordinatensystem.
  • Beschreibung
  • Die 3 zeigt ein Ersatzschaltbild für den Leistungskreis einer Neunphasenmaschine, die auch im Blockbetrieb zur Realisierung einer Stromistwerterfassung im Low-Side-Zweig des Pulswechselrichters unter Verwendung von Shunts geeignet ist. Die in der 3 dargestellte Vorrichtung weist eine elektrische Maschine 1, einen Stromrichter 2, einen Zwischenkreiskondensator 3 und einen im Low-Side-Zweig des Stromrichters 2 enthaltenen Schaltungsblock 4 auf.
  • Der Stromrichter 2 enthält eine Brückenschaltung mit insgesamt neun High-Side-Schaltern und neun Low-Side-Schaltern. Der Stromrichter 2 weist drei Teilstromrichter 2a, 2b, 2c auf, wobei dem Teilstromrichter 2a die Halbbrücken H1, H4 und H7, dem Teilstromrichter 2b die Halbbrücken H2, H5 und H8 und dem Teilstromrichter 2c die Halbbrücken H3, H6 und H9 zugehörig sind. Jedem Teilstromrichter sind jeweils drei Phasenlagen zugeordnet, wobei alle Phasenlagen aller Teilstromrichter voneinander verschieden sind. Die Abstände der Phasenlagen ergeben sich aus 360°/Phasenzahl. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel haben die Phasenlagen Abstände von 40°. Je höher die Phasenzahl ist, desto kleiner ist die Spannungswelligkeit im Zwischenkreis.
  • Der Zwischenkreiskondensator 3 ist parallel zu den Teilstromrichtern angeordnet und folglich ein den Teilstromrichtern gemeinsamer Zwischenkreiskondensator. Die zwischen dem High-Side-Schalter und dem Low-Side-Schalter der Phasen der Teilstromrichter gezeigten Verbindungspunkte sind die Phasenabgänge des Stromrichters 2, die jeweils mit einem Anschluss einer Spule des Stators der elektrischen Maschine 1 verbunden sind. Die anderen Anschlüsse der Spulen U1, V1, W1 bzw. U2, V2, W2 sowie U3, V3, W3 sind jeweils zu einem Sternpunkt zusammengeführt.
  • Der Stator der elektrischen Maschine weist insgesamt ein Vielfaches von neun Spulen auf, von denen in der 3 neun Spulen U1, U2, U3, V1, V2, V3, W1, W2, W3 gezeigt sind. Dabei sind die Spulen U1, V1 und W1 mit den Schaltern des Teilstromrichters 2a, die Spulen U2, V2 und W2 mit den Schaltern des Teilstromrichters 2b und die Spulen U3, V3 und W3 mit den Schaltern des Teilstromrichters 2c verbunden. Die Spulen bilden insgesamt ein Neunphasensystem. Die in der 3 nicht gezeigten weiteren Spulen sind den Spulen U1, U2, U3, V1, V2, V3, W1, W2, W3 jeweils parallelgeschaltet.
  • Im Schaltungsblock 4 können auch im Blockbetrieb unter Verwendung von Shunts zu jedem beliebigen Zeitpunkt zwei der drei Phasenströme bzw. Stromistwerte ermittelt werden, aus denen dann ein dreiphasiger Stromzeiger rekonstruierbar ist. Dieser wird anschließend mittels einer Parktransformation in einen Längsstromistwert Id und einen Querstromistwert Iq umgewandelt.
  • Die Ermittlung von zwei der drei Phasenströme zu jedem beliebigen Zeitpunkt wird nachfolgend anhand der Tabelle 1 und der 4 näher erläutert.
    Halbbrück e1 Halbbrück e2 Halbbrück e3 Halbbrück e4 Halbbrück e5 Halbbrück e6 Halbbrück e7 Halbbrück e8 Halbbrück e9 Messung in Low Side Shunts der Eingangs-Trafowinkel
    H L L L L H H H H Maschine 2b γ + 40°
    H L L L L L H H H Maschine 2b γ + 40°
    H H L L L L H H H Maschine 2c γ + 80°
    H H L L L L L H H Maschine 2c γ + 80°
    H H H L L L L H H Maschine 2a γ + 120°
    H H H L L L L L H Maschine 2a γ + 120°
    H H H H L L L L H Maschine 2b γ + 160°
    H H H H L L L L L Maschine 2b γ + 160°
    H H H H H L L L L Maschine 2c γ + 200°
    L H H H H L L L L Maschine 2c γ + 200°
    L H H H H H L L L Maschine 2a γ + 240°
    L L H H H H L L L Maschine 2a γ + 240°
    L L H H H H H L L Maschine 2b γ + 280°
    L L L H H H H L L Maschine 2b γ + 280°
    L L L H H H H H L Maschine 2c γ + 320°
    L L L L H H H H L Maschine 2c γ + 320°
    L L L L H H H H H Maschine 2a γ
    L L L L L H H H H Maschine 2a γ
  • In der Tabelle 1 sind in den linken neun Spalten die Schaltzustände der in der 3 gezeigten Halbbrücken 1–9 der Teilstromrichter bzw. Teilmaschinen 2a, 2b und 2c angegeben. Dabei ist mit dem Buchstaben „H” der eingeschaltete Zustand des High-Side-Schalters und mit dem Buchstaben „L” der eingeschaltete Zustand des Low-Side-Schalters der jeweiligen Halbbrücke bezeichnet. In der rechten Spalte der Tabelle ist der bei der Parktransformation zu berücksichtigende Transformationswinkel λ angegeben. Dieser Transformationswinkel ergibt sich durch eine Addition des gemessenen Polradwinkels bzw. Lagewinkels γ und eines Phasenverschiebungswinkels δ, der die Phasenlage der jeweiligen Halbbrücke berücksichtigt: λ = γ + δ
  • In der zweiten Spalte von rechts ist angegeben, in welcher der Maschinen bzw. in welchen der Teilstromrichter 2a, 2b, 2c die Messung der Stromistwerte mittels Shunts im Low-Side-Zweig erfolgt.
  • Aus der Tabelle 1 ist insbesondere ersichtlich, dass es zu jedem Zeitpunkt mindestens einen Teilstromrichter gibt, bei dem zwei Low-Side-Schalter eingeschaltet sind. Dies ist Vorraussetzung dafür, dass stets ein dreiphasiger Stromzeiger rekonstruierbar ist.
  • Die 4 zeigt ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Parktransformation für die Rekonstruktion des Stromzeigers im dq-Koordinatensystem. Das dargestellte Blockdiagramm weist einen Multiplexer 5, eine Tabelle 6 mit Phasenverschiebungswinkeln, eine Tabelle 7 mit Phasenstromkombinationen, einen Lagegeber 8, einen Addierer 9 und einen Parktransformator 10 auf.
  • Der Parktransformator 10 hat die Aufgabe, aus den ihm zugeführten Eingangsgrößen Istwerte der Phasenströme in ein rotorfestes dq-Koordinatensystem umzuwandeln, d. h. aus den Phasenströmen iU, iV und iW der elektrischen Maschine 1 einen Längsstrom Id und einen Querstrom Iq zu ermitteln. Dabei genügt es, wenn zwei der drei Phasenströme bekannt sind, da für die Phasenströme folgende Beziehung gilt: iU + iV + iW = 0.
  • Folglich lässt sich der jeweils fehlende Phasenstrom aus den beiden bekannten Phasenströmen durch einen einfachen Additions- bzw. Subtraktionsvorgang ermitteln.
  • Zur Umwandlung der Phasenströme iU, iV und iW in einen Längsstrom Id und einen Querstrom Iq ist weiterhin die Kenntnis eines Transformationswinkels λ notwendig. Die Parktransformation erfolgt gemäß der folgenden Beziehung:
    Figure 00070001
  • Der Transformationswinkel λ ergibt sich bei der in der 3 gezeigten elektrischen Maschine 1 durch eine Addition des von einem Lagengeber 8 ermittelten Polradwinkels γ mit einem Phasenverschiebungswinkel δ. Der Phasenverschiebungswinkel δ wird aus einer Tabelle 6 abgeleitet, in welcher alle für die vorliegende Maschine 1 in Frage kommenden Phasenverschiebungswinkel abgespeichert sind. Dies sind die Winkel 0°, 40°, 80°, 120°, 160°, 200°, 240°, 280° und 320°, wobei jeder dieser Phasenverschiebungswinkel einer der in der 3 gezeigten Spulen zugeordnet ist.
  • Die Auswahl des jeweils korrekten Phasenverschiebungswinkel δ erfolgt unter Verwendung eines Schalters S1, der vom Multiplexer 5 gesteuert wird. Der Multiplexer 5 erzeugt die Steuersignale für den Schalter S1 in Abhängigkeit von den Schaltzuständen des Stromrichters 2.
  • Der Multiplexer 5 steuert mittels derselben Steuersignale auch einen Schalter S2, über welchen die jeweils richtigen, im Low-Side-Zweig des Stromrichters 2 unter Verwendung von Shunts gemessenen Stromistwerte an den Parktransformator 10 weitergegeben werden. Die genannten Stromistwerte werden einer Tabelle 7 entnommen, die die genannten Stromistwerte aus dem in der 3 gezeigten Schaltungsblock 4 bezieht.
  • Folglich wird bei der vorliegenden Erfindung mittels des Multiplexers 5 im Sinne eines Schaltzustandsdiagrammes ausgewählt, welche beiden Phasenströme welches Teilstromrichters über Low-Side-Shunts erfasst werden. Der jeweils verbleibende Phasenstrom wird über die Beziehung, dass die Stromsumme aller Phasenströme gleich 0 sein muss, ermittelt. Die für die Parktransformation notwendige Information über den Transformationswinkel λ wird durch eine Addition des vom Lagegeber 8 ermittelten Polradwinkels γ und eines aus der Tabelle 6 abgeleiteten Phasenverschiebungswinkels δ ermittelt. Die Berücksichtigung dieses Phasenverschiebungswinkels δ ist deshalb notwendig, weil die jeweils ermittelten Phasenströme einem bestimmten Teilrichter und damit einer bestimmten Teilmaschine mit k·40° Phasenverschiebung zugeordnet sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Elektrische Maschine
    2
    Wechselrichter
    2a, 2b, 2c
    Teilstromrichter
    3
    Zwischenkreiskondensator
    4
    Schaltungsblock zur Stromistwerterfassung
    5
    Multiplexer
    6
    Tabelle mit Phasenverschiebungswinkeln δ
    7
    Tabelle mit Phasenstromkombinationen
    8
    Lagegeber
    9
    Addierer
    10
    Park-Transformator
    H1, ... H8
    Halbbrücken
    iU, iV, iW
    Stromistwerte
    S1, S2
    Schalter
    U1, U2, U3
    Phasenwicklungen, Spulen
    V1, V2, V3
    Phasenwicklungen, Spulen
    W1, W2, W3
    Phasenwicklungen, Spulen
    γ
    Lagewinkel des Polrades
    δ
    Phasenverschiebungswinkel Transformationswinkel
    λ
    Transformationswinkel

Claims (4)

  1. Vorrichtung zur Stromistwerterfassung im Blockbetrieb eines Wechselrichters unter Verwendung von Low-Side-Shunts, mit – einer Neunphasenmaschine, bestehend aus drei dreiphasigen Teilmaschinen – einem Wechselrichter, welcher drei Teilstromrichter (2a, 2b, 2c) mit jeweis drei Halbbrücken (H1, H4, H7; H2, H5, H8; H3, H6, H9) aufweist, die jeweils einen High-Side-Schalter und einen Low-Side-Schalter enthalten, – einem Multiplexer (5), der in Abhängigkeit von den Schaltzuständen der Halbbrücken jeweils einen Teilstromrichter, bei dem zwei Low-Side-Schalter eingeschaltet sind, sowie einen zugehörigen Phasenverschiebungswinkel (δ) auswählt, – einem Addierer (9) zur Addition des gemessenen Polradlagewinkel (γ) und des ausgewählten Phasenverschiebungswinkels (δ), und – einem Parktransformator (10), welchem vom ausgewählten Teilstromrichter abgeleitete Stromistwerte sowie das Ausgangssignal des Addierers (9) zugeleitet werden und welcher aus den vom ausgewählten Teilstromrichter abgeleiteten Stromistwerten und dem Ausgangssignal des Addierers einen Istwert (Id) für den Längsstrom der Maschine und einen Istwert (Iq) für den Querstrom der Maschine berechnet.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Multiplexer (5) Steuersignale für einen ersten Schalter (S1) zur Auswahl eines Phasenverschiebungswinkels (δ) und einen zweiten Schalter (S2) zur Anwahl der den eingeschalteten Low-Side-Schaltern des ausgewählten Teilstromrichters zugehörigen Stromistwerte zur Verfügung stellt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass alle den Spulen der Maschine zugeordneten Phasenverschiebungswinkel (δ) in einer ersten Tabelle (6) abgespeichert sind.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle bei der Stromistwerterfassung verwendbaren Stromistwertkombinationen in einer zweiten Tabelle (7) abgespeichert sind.
DE10327690A 2003-06-20 2003-06-20 Vorrichtung zur Umformung der elektrischen Energie für ein Fahrzeugbordnetz Expired - Fee Related DE10327690B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10327690A DE10327690B4 (de) 2003-06-20 2003-06-20 Vorrichtung zur Umformung der elektrischen Energie für ein Fahrzeugbordnetz

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10327690A DE10327690B4 (de) 2003-06-20 2003-06-20 Vorrichtung zur Umformung der elektrischen Energie für ein Fahrzeugbordnetz

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10327690A1 DE10327690A1 (de) 2005-01-05
DE10327690B4 true DE10327690B4 (de) 2012-01-26

Family

ID=33495168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10327690A Expired - Fee Related DE10327690B4 (de) 2003-06-20 2003-06-20 Vorrichtung zur Umformung der elektrischen Energie für ein Fahrzeugbordnetz

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10327690B4 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014213077A1 (de) 2014-07-04 2016-01-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Phasenströme einer elektrischen Maschine mit einem Stromrichter

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105150975A (zh) * 2015-08-27 2015-12-16 无锡伊佩克科技有限公司 一种电控汽车保险杠
AT522013B1 (de) * 2019-01-10 2020-11-15 Avl List Gmbh Elektrische Antriebseinheit, Fahrzeug und Verfahren zum Verändern der

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10023908A1 (de) * 2000-05-16 2001-12-06 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Ermittlung der Polradlage einer elektrischen Maschine
DE10036099A1 (de) * 2000-07-25 2002-02-14 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Regelung einer elektrischen Maschine mit Pulswechselrichter

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10023908A1 (de) * 2000-05-16 2001-12-06 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Ermittlung der Polradlage einer elektrischen Maschine
DE10036099A1 (de) * 2000-07-25 2002-02-14 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Regelung einer elektrischen Maschine mit Pulswechselrichter

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014213077A1 (de) 2014-07-04 2016-01-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Phasenströme einer elektrischen Maschine mit einem Stromrichter
US10309996B2 (en) 2014-07-04 2019-06-04 Robert Bosch Gmbh Method for determining the phase currents of an electric machine having a converter

Also Published As

Publication number Publication date
DE10327690A1 (de) 2005-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011076722B4 (de) Verfahren zur Stromermittlung in einer mehrphasigen Maschine
WO2014044526A2 (de) Verfahren zur ermittlung der phasenströme einer elektrischen maschine mit einem stromrichter
EP2730021B1 (de) Verfahren zur ansteuerung einer mehrphasigen maschine
DE102018201340B3 (de) Verfahren zum Betreiben einer Drehfeldmaschine eines Kraftfahrzeugs, Übertragungsvorrichtung, Antriebseinheit sowie Kraftfahrzeug
DE10327690B4 (de) Vorrichtung zur Umformung der elektrischen Energie für ein Fahrzeugbordnetz
DE102021100922A1 (de) Verfahren zur Ermittlung eines einen Gleichstrom in einem Inverter beschreibenden Gleitstromwerts, Inverteranordnung und Kraftfahrzeug
DE3035305C2 (de) Wechselrichterschaltung für einen Dreiphasen-Synchronmotor
EP0045951A2 (de) Verfahren zum Betrieb eines Umrichters mit Gleichstromzwischenkreis zur Speisung einer Drehfeldmaschine
DE102011076709B4 (de) Verfahren zur Strommessung in einer mehrphasigen Maschine
DE102014213077A1 (de) Verfahren zur Bestimmung der Phasenströme einer elektrischen Maschine mit einem Stromrichter
DE102017211196A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer elektronisch kommutierten Synchronmaschine und Ansteuerschaltung
DE102020106758A1 (de) Elektromaschine
DE102017216386B4 (de) Traktionsnetz eines Kraftfahrzeuges
EP3453108B1 (de) Verfahren zur ermittlung der phasenströme einer elektrischen maschine mit einem stromrichter
EP3743992A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer mehrphasigen elektrischen maschine
DE102016106564B4 (de) Verfahren und steuerschaltung zur strommessung bei einer mehrphasigen elektrischen maschine
DE19828046A1 (de) Bürstenloser Gleichstrommotor
DE102016211508A1 (de) Verfahren zum Ansteuern einer elektrischen Maschine, Steuergerät und Steuersystem zum Ansteuern einer elektrischen Maschine
DE200661C (de)
DE102022206508A1 (de) Spannungswandleranordnung, elektrisches Antriebssystem und Verfahren zum Betreiben einer Spannungswandleranordnung
DE102019208889A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer elektrischen Maschine mit einer mehrphasigen Statorwicklung, elektrische Schaltungsanordnung und Kraftfahrzeug
EP0491690B1 (de) Pulssteuerverfahren für einen mehrstufigen wechselrichter
DE459982C (de) Fahr- und Bremsschaltanordnung fuer Antriebsmotoren elektrischer Bahnen mit Gleichstrombetrieb
DE102019130306A1 (de) Elektromaschine
WO2021110355A1 (de) Verfahren zum betreiben einer elektrischen maschine

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final

Effective date: 20120427

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee