JP2014515593A - 多相機械を駆動制御する方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、多相機械を駆動制御する方法に関しており、この多相機械は、中間回路コンデンサを備えた中間回路と、相巻線と、相毎の1つのハイサイドスイッチと、1つのローサイドスイッチとを有している。個々の相に対応付けられる上記のスイッチには、制御ユニットによって制御信号が加えられる。この制御ユニットにより、連続する駆動制御サイクルにおいてスイッチ用のパルス状の制御信号を供給し、上記の中間回路電流が低減されるように、上記の制御信号のパルス幅およびパルス開始点を駆動制御サイクル内でそれぞれ変化させる。

Description

本発明は、多相機械を駆動制御する方法に関する。
従来の技術
電気回転磁界駆動器は公知である。ここではDE 10 2008 042 352 A1に示されているような相異なる変調形式が使用され、例えば正弦波変調またはブロック変調ないしはブロック整流が使用される。
さらにいわゆるスタート−ストップ−システムが公知である。これらは、例えば信号機における停車時に内燃機関を停止および再始動するために使用される。このようなスタート−ストップ−システムは、各車両の燃焼消費および排ガス放出を低減するために使用される。慣用のスタータをベースにしたスタート−ストップ−システムが存在し、ここではスタータは、電子制御装置によって駆動制御され、歯車によってはずみ車のスプロケットに咬合する。さらにベルトドライブを備えたスタータジェネレータも公知であり、このスタータジェネレータは、付加的な電子制御装置を有するクロポールジェネレータに基づいて動作する。
車両の制動時に高いエネルギを回生できるようにするためには、パワーの大きなシステムが必要である。電流を制限するため、クロック方式が使用され、これらのクロック方式では、容量の大きな中間回路コンデンサを有する中間回路が必要である。この中間回路の設計は、パワーエレクトロニクスの所要スペースに決定的な影響を与えることが多い。
発明の開示
これに対して請求項1に記載した特徴的構成を有する方法では、公知の駆動制御方法に比べ、発生する中間回路電流を約40%まで低減できるという利点を有する。この利点は、中間回路コンデンサを備えた中間回路と、相毎に1つのハイサイドスイッチと、1つのローサイドスイッチと、1つの相巻線とを有する多相機械を駆動制御する方法によって得られ、ここで個々の相に対応付けられたスイッチには制御ユニットによって制御信号が加えられ、この制御ユニットにより、連続する駆動制御サイクルにおいて上記のスイッチ用のパルス状の制御信号が供給される。ここで上記の中間回路電流が低減されるように、この制御信号のパルス幅およびパルス開始点を1つの駆動制御サイクル内でそれぞれ変化させる。
これは有利には、上記の制御ユニットにより、個々の相に対応付けられるスイッチをフラットトップ方式にしたがって駆動制御し、また連続するフラットトップ窓において上記のスイッチ用の制御信号を互いに相対的にずらすことによって行われる。このことそのものは、有利には、複数の正の相電流の重なり合いが低減され、および/または正および負の相電流が、互いに少なくとも部分的に補償するように行われる。制御信号をこのようにずらすことにより、駆動制御パターンが形成され、この駆動制御パターンに基づいて電流の分配が拡げられて、これにより、中間回路電流のRMS値が低減され、ひいては上記の中間回路コンデンサの熱負荷が低減されるようにする。
以下では本発明を図面に基づいて詳しく説明する。
B10ブリッジを有する5角形配線の5相機械を説明するための図である。 公知の中央揃え式駆動制御パターンと、その際に発生する電流とを説明するための線図である。 図2に示した線図の部分拡大図である。 5相の正弦波システムを説明するための線図である。 本発明による駆動制御パターンおよびこの際に発生する中間回路電流を説明するための線図である。 図4に示した5相正弦波システムにおけるフラットトップフェーズ内での電圧の大きさを詳しく考察するための線図である。 本発明の発展形態による駆動制御パターンおよびこの際に発生する中間回路電流を説明するための線図である。
本発明は、多相機械を駆動制御する方法に関しており、この多相機械は、中間回路コンデンサを備えた中間回路と、相毎に1つのハイサイドスイッチと、1つのローサイドスイッチと、1つの相巻線とを有しており、個々の相に対応付けられているスイッチには、制御ユニットによって制御信号が加えられる。この方法は、機械の所定の相数に限定されることはないが、以下では5相の機械に基づいて詳しく説明する。
図1には、B10ブリッジを有する5角形配線の5相機械を説明する図が示されている。5角形配線とは、回路の全部で5つの相巻線が電気的に互いに接続され、これによって回路図の形状が5角形の星形を成しているようにした配線タイプのことである。
図示の機械は、全部で5つの相端子A1,A2,A3,A4,A5を有しており、また全部で5つの相巻線1,2,3,4,5を有している。ここでこれらの相巻線の各々は、上記の複数の相端子のうちの2つの相端子の間に接続されている。さらに、図示の機械は、相端子に接続されているパワー電子装置LEおよびバッテリBを有する。バッテリBは、正極B+および負極B−を有する。バッテリBとパワー電子装置LEとの間には、中間回路コンデンサC_ZKを含む中間回路ZKが設けられている。
パワー電子装置LEには、5つの分岐路Ph1,Ph2,Ph3,Ph4およびPh5が含まれており、これらの分岐路の各分岐路は、2つのスイッチからなる直列回路を有しており、これらのスイッチの各々には1つのダイオードが逆並列に接続されている。この装置は、慣用の電界効果トランジスタをスイッチとして使用する際に得られる。なぜならばこれらの電界効果トランジスタには、逆並列ダイオードが含まれているからである。しかしながら基本的には、例えばIGBTのような別のスイッチ素子を使用することも可能である。
スイッチHS1およびLS1を含むパワー電子装置LEの分岐路Ph1は、2つのスイッチHS1とLS1との間の接続点において、この機械の固定子の相端子A1に接続されている。分岐路Ph1のスイッチHS1はハイサイドスイッチである。スイッチHS1とは逆並列に1つのダイオードが接続されている。この分岐路Ph1のスイッチLS1は、ローサイドスイッチである。このスイッチLS1とは逆並列に1つのダイオードが接続されている。スイッチHS1およびLS1は、制御ユニットSから制御信号S1およびS2によって駆動制御される。
スイッチHS2およびLS2を含むパワー電子装置LEの分岐路Ph2は、2つのスイッチHS2とLS2との間の接続点において、この機械の固定子の相端子A2に接続されている。分岐路Ph2のスイッチHS2はハイサイドスイッチである。スイッチHS2とは逆並列に1つのダイオードが接続されている。この分岐路Ph2のスイッチLS2は、ローサイドスイッチである。このスイッチLS2とは逆並列に1つのダイオードが接続されている。スイッチHS2およびLS2は、制御ユニットSから制御信号S3およびS4によって駆動制御される。
スイッチHS3およびLS3を含むパワー電子装置LEの分岐路Ph3は、2つのスイッチHS3とLS3との間の接続点において、この機械の固定子の相端子A3に接続されている。分岐路Ph3のスイッチHS3はハイサイドスイッチである。スイッチHS3とは逆並列に1つのダイオードが接続されている。この分岐路Ph3のスイッチLS3は、ローサイドスイッチである。このスイッチLS3とは逆並列に1つのダイオードが接続されている。スイッチHS3およびLS3は、制御ユニットSから制御信号S5およびS6によって駆動制御される。
スイッチHS4およびLS4を含むパワー電子装置LEの分岐路Ph4は、2つのスイッチHS4とLS4との間の接続点において、この機械の固定子の相端子A4に接続されている。分岐路Ph4のスイッチHS4はハイサイドスイッチである。スイッチHS4とは逆並列に1つのダイオードが接続されている。この分岐路Ph4のスイッチLS4は、ローサイドスイッチである。このスイッチLS4とは逆並列に1つのダイオードが接続されている。スイッチHS4およびLS4は、制御ユニットSから制御信号S7およびS8によって駆動制御される。
スイッチHS5およびLS5を含むパワー電子装置LEの分岐路Ph5は、2つのスイッチHS5とLS5との間の接続点において、この機械の固定子の相端子A5に接続されている。分岐路Ph5のスイッチHS5はハイサイドスイッチである。スイッチHS5とは逆並列に1つのダイオードが接続されている。この分岐路Ph5のスイッチLS5は、ローサイドスイッチである。このスイッチLS5とは逆並列に1つのダイオードが接続されている。スイッチHS5およびLS5は、制御ユニットSから制御信号S9およびS10によって駆動制御される。
図1に示した機械の動作時には、任意の各時点につぎの関係式が成り立つ。すなわち、
I_ZK=I_Ba−I_Gen
である。
ただしジェネレータ電流I_Genは、上記のパワー電子装置のスイッチの位置に依存して、各時点にハイサイドスイッチがスイッチオンされている相に対し、相電流I_1〜I_5を重畳することによって得られる。
いわゆる中央揃え式駆動制御は公知である。この駆動制御では電流通流に対する時間領域は短い時間領域に集中している。このような中央揃え式駆動制御用の駆動制御パターンおよびこの際に発生する電流は、図2に示した線図に説明されている。
ここで図2aにはスイッチ用の駆動制御信号が、図2bには中間回路電流I_ZKが、図2cにはバッテリの正極に印加される電圧V_B+が、図2dにはバッテリ電流I_Batが、また図2eには相電流I_X〜I_Yが示されている。
殊に図2aからわかるのは、中央揃え式駆動制御において駆動制御パルスのパルス中央部が時間的に一致することであり、このことは図2aにおいて垂直方向の破線によって示されている通りである。さらに図2aからわかるのは、駆動制御パルスのエッジが時間的に互いにずれており、かつ、制限された時間領域内にあることである。「フライホイールLS」というテキストによって示されているのは、この時間区間においてすべてのローサイドスイッチがスイッチオン制御されていることである。「フライホイールHS」というテキストによって示されているのは、この時間区間においてすべてのハイサイドスイッチがスイッチオン制御されていることである。「駆動」というテキストによって表されているのは、この狭い時間窓内においてスイッチ位置により、上記の電気機械が外部電圧に接続されることである。これにより、固定子巻線において電流変化が発生する。駆動制御パルスが16Vの電圧レベルにある場合、対応する各ハイサイドスイッチがスイッチオン制御される。駆動制御パルスが0Vの電圧レベルにある場合、対応する各ローサイドスイッチがスイッチオン制御される。
図2bからわかるのは、中間回路電流I_ZKが、上記の駆動制御パルスのエッジの時間領域において大きく変化することである。このことについてはさらに図3に基づいて詳しく説明する。
図2cからわかるのは、バッテリ電圧V_B+が、上記の駆動制御パルスのエッジの時間領域において大きく変化することである。
図2dにはバッテリ電流I_Batが、または図2eには相電流I_X〜I_Yが示されており、これら相電流は、対応する各ハイサイドスイッチの位置に依存して、中間回路電流に対して寄与するかまたはこれに寄与しない。
図3には、図2に示した線図の部分拡大図が示されている。ここでも図3aにはスイッチに対する駆動制御信号が、図3bには中間回路電流I_Zkが、図3cにはバッテリの正極に印加される電圧V_B+が、図3dにはバッテリ電流I_Batが、また図3eには相電流I_X〜I_Yが示されている。
図3bからわかるのは、中間回路電流I_ZKが、バッテリ電流I_Batと、1つまたは複数の都度アクティブな相電流とを重畳することによって形成され、また相端子X,UおよびWに対応するハイサイドスイッチをスイッチオン制御した場合に大きな中間回路電流が流れることである。ここでこの大きな中間回路電流は、この実施例では、約−420Aであり、これに対してバッテリ電流は80Aであり、上記の実効相電流は約200Aである。
上記のすべてによれば、図2および3から明らかになるのは、上記の中間回路において公知の中央揃え式駆動制御を使用した際には、個々のスイッチングイベントに時間的に相関する電流跳躍が設定されることである。図2に示したフリーホイール時間中、すなわち、すべてのハイサイドないしはローサイドスイッチが閉じられている場合、I_Gen=0になる。この結果、中間回路電流に対してI_ZK=I_Batが成り立つ。このフェーズでは、中間回路コンデンサが再充電される。この駆動制御フェーズでは上記の複数の電流が合計される。
中間回路コンデンサの損失出力の観察には、RMS電流が決定的な影響を及ぼす。ここでつぎの関係式
Figure 2014515593
が成り立つ。
固有損失を無視した場合、上記のコンデンサ電流の算術平均は0になる。上記の電流が大きく加算される場合、すなわち電流経過が「ピーク」形になる場合、上記のRMS値は大きく増大する。RMS値がこのように大きく増大することにより、上記の中間回路コンデンサの熱負荷は大きくなる。中央揃え式駆動制御を使用した際に発生するこのような大きな熱負荷は、本発明による方法によって回避される。
本発明による方法では、上記の電流分配は、新たな駆動制御パターンによって拡がり、ひいては中間回路電流のRMS値および中間回路コンデンサの熱負荷が低減される。
図4aには、本発明において使用されているような5相の正弦波システムを説明するための線図が示されており、この線図では図2および3に示した線図に比べて相の順序が変更されている。ここでは横軸に沿って角度が単位πで、また縦軸に沿って上記のスイッチの駆動制御用の目標電圧設定値がプロットされている。対応する相電流はU,V,W,XおよびYで示されている。上側の境界値はG_oで、また下側の境界値はG_uで示されている。これらの境界値は、図4aにおいて破線で示されている。上記の上側の境界値G_oは、最大の正の目標電圧値よりもわずかに低く、他方の境界値G_uは、最小の負の目標電圧値よりもわずかに高い。
上記の境界値は、つぎのようにして求められる。すなわち、
G_o=U_目標_振幅*cos(360°/(4*PZ))
G_u=−G_o
であり、ここでPZは、上記の機械の相数である。
本発明では、制御装置により、連続する駆動制御サイクルにおいて上記のスイッチ用にパルス形状の制御信号を供給し、ここでそのパルス幅およびパルス開始点は、上記の中間回路電流が低減されるように駆動制御サイクル内でそれぞれ変化させる。
これは、例えばフラップトップ方式で行われる。この方法では、以下で説明するように所定のスイッチを連続してスイッチオンする。
図4aには、角度区間ないしはフラットトップ窓α1,…,α10がマーキングされており、これらの角度区間ないしはフラットトップ窓では、1つの電流フェーズに対応付けられる目標電圧値が上側の境界値G_oよりも大きいかまたは下側の境界値G_uよりも小さいという意味において、電圧設定値が存在する。1つの電流フェーズに対応付けられる目標電圧値が、上側の境界値G_oよりも大きい場合、対応する角度区間において、対応するハイサイドスイッチがスイッチオン制御される。これに対して1つの電流フェースに対応付けられる目標電圧値が下側の境界値G_uよりも小さい場合、対応する角度区間において、対応するローサイドスイッチがスイッチオン制御される。これについては、以下図4bに基づいて説明する。
図4bは、正弦波三角形比較(Sinus-Dreickes-Vergleich)による正弦波整流電気機械用の駆動制御パターンの形成を説明している。フラットトップ窓切換の各時点に切り換えられるオフセット係数を三角関数に加えることにより、関与する10個のスイッチが自動的に循環式にスイッチオン制御される。これらの正弦波状の信号は、目標電圧設定値に相応する。
図4aおよび4bからわかるのは、
− 角度区間α1では、相Xのハイサイドスイッチがスイッチオン制御される、
− 角度区間α2では、相Vのローサイドスイッチがスイッチオン制御される、
− 角度区間α3では、相Wのハイサイドスイッチがスイッチオン制御される、
− 角度区間α4では、相Uのローサイドスイッチがスイッチオン制御される、
− 角度区間α5では、相Yのハイサイドスイッチがスイッチオン制御される、
− 角度区間α6では、相Xのローサイドスイッチがスイッチオン制御される、
− 角度区間α7では、相Vのハイサイドスイッチがスイッチオン制御される、
− 角度区間α8では、相Wのローサイドスイッチがスイッチオン制御される、
− 角度区間α9では、相Uのハイサイドスイッチがスイッチオン制御される、
− 角度区間α10では、相Yのローサイドスイッチがスイッチオン制御されることである。
電流および電圧の位相をずらした場合に有効になり得るのは、角度区間α1〜α10を右または左にずらすことであり、この場合には18°の最大のシフトが可能であり、一般的には360°/(4×相数)の最大のシフトが可能である。
各角度区間では、都度スイッチオン制御されるスイッチに対応する相電流を無視すれば、上記の中間回路電流を低減するために別のすべての相電流を使用することができる。これは、上記の制御ユニットが、適当な駆動制御パターンにより、上記の別の相電流を互いに相対的にずらして、結果的に得られる中間回路電流が低減されるようにすることによって行われる。これは、上記の別の相電流をずらして、正の相電流の重なりが小さくなるようにすることによって行うことができ、および/または、上記の別の相電流をずらして、正および負の相電流が互いに少なくとも部分的に補償されるようにすることによって行うことができる。
図5には本発明による駆動制御パターンおよびこの際に発生する中間回路電流を説明する線図が示されている。図5aには駆動制御パターンが、図5bにはこの際に発生する中間回路電流が示されている。図5aからわかるのは、対応する各スイッチに対する、上記の相に対応付けられる駆動制御パルスが、互いに時間的に分離していることである。すなわち、互いに重なり合っていないことである。図5bからわかるのは、図5aの各スイッチ過程により、相応する補償電流が中間回路に流れることである。中間回路電流の絶対値は、図2bに示した中間回路電流に比べて約30%低減されており、ひいては格段に低減されている。このように低減されるのは、相電流を系統的に重なり合わせることより、中間回路電流がもはや過度には増大しないためである。
別の最適化ステップではさらに、図5bに示した中間回路電流の正の方向に経過する電流ピークを消去することができる。このことを図6に基づいて説明する。この図では、図4に示した5相の正弦波系において、フラットトップフェーズ内における電圧の大きさを詳細に考察するための線図が示されている。図6に示した線図でも正弦波状駆動制御に対し、横軸に沿って角度がπで、また縦軸に沿って目標値設定値U_Sollがプロットされている。相電流はここでもU,V,W,XおよびYで示されている。上側の境界値はG_oで、下側の境界値はG_uで示されている。これらの境界値は、図6において破線で示されている。図6に示した角度領域は、0と0.2πとの間にあり、図4aに示した角度領域α1にほぼ相当する。この領域α1では、相Xのハイサイドスイッチがスイッチオンされているため、使用したフラットトップ方式に起因して、いずれのクロックタイミングからも除外されている。別の相電流、すなわち相U,V,WおよびYに対応する相電流は、この角度区間において中間回路電流を低減するために使用されている。中間回路電流をこのように低減するために試みられるのは、中間回路電流がつねにその零位線の近くで動く状態を導入することである。このような関連において殊に障害となるのは、上記のバッテリ電流を加算する電流成分である。
例えば図6からわかるのは、相UおよびVに対応する相電流によって1つずつの正の電流寄与が生じることであり、ここでこの電流寄与は、中間回路電流の不所望の増加に加わった場合に発生し得る。
相UおよびVに対応する相電流の不所望の重なり合いは、駆動制御期間内に対応する駆動制御パルスを適当にずらすことによって回避される。このシフトは、駆動制御期間内の正弦波整流の作用を制限することなく任意に行うことができる。この結果、2つのスイッチが目下のフラットトップ窓においてスイッチオンされない相の駆動制御を互いにずらして、複数の正の相電流の重なりが回避されるかまたは複数の負の相電流の重なりも回避され、および/または、正および負の相電流が少なくとも部分的に互いに補償されるようにする場合に、上記の実効中間回路電流をさらに低減することができる。
したがって図6からわかるのは、角度位置Phi=0において、電流の大きさがつぎの瞬時値になることである。すなわち、
I_V=0A
I_X=9.51A
I_U=5.88A
I_W=−5.88A
I_Y=−9.51A
である。
相WおよびUを同時に駆動制御することにより、対応する相電流I_WおよびI_Uは互いに消滅する。さらにこの角度位置において相電流I_XおよびI_Yも消滅するため、ジェネレータ電流I_Gen(図1を参照されたい)は全体として0Aになり、中間回路電流の望ましくない増加にはならないのである。
さらに図6からわかるのは、角度位置Phi=0.1において電流の大きさのつぎの瞬時値になることである。すなわち、
I_U=3.09A
I_X=10A
I_V=3.09A
I_W=−8.09A
I_Y=−8.09A
である。
図7には、上で説明した本発明の発展形態による駆動制御パターンを説明する線図が示されており、この発展形態によれば、正および負の複数の相電流が重なり合って、上記の中間回路電流が低減される。またこの図にはこの際に発生する中間回路電流を説明する線図が示されている。図7aには駆動制御パターンが、また図7bにはその際に発生する中間回路電流が示されている。図5bと比較してわかるのは、中間回路電流の正のピークがもはや存在しないことである。図2bと比較してわかるのは、中間回路電流の最大振幅が低減され、中間回路電流の分配が拡がっていることである。
図5および7では、図示される各角度位置が異なって選択されているため、直接互いに比較することはできない。しかしながら図5bに示したような中間回路電流の正のピークを回避するという望ましい効果は、図7において正しく示されている。
本発明によれば、上で述べたことのすべてにより、5相の機械において40%までのオーダで実効中間回路電流を低減する、多相機械を駆動制御する方法が得られる。

Claims (8)

  1. 中間回路コンデンサを備えた中間回路と、相巻線と、相毎の1つのハイサイドスイッチおよび1つのローサイドスイッチとを有する多相機械を駆動制御する方法であって、
    個々の相に対応付けられた前記スイッチには、制御ユニットによって制御信号が加えられる方法において、
    前記制御ユニット(S)により、連続する駆動制御サイクルにおいて前記スイッチ(HS1〜HS5,LS1〜LS5)用のパルス状の制御信号(S1〜S10)を供給し、
    前記中間回路電流が低減されるように、前記制御信号のパルス幅およびパルス開始点を1つの駆動制御サイクル内でそれぞれ変化させる、
    ことを特徴とする方法。
  2. 請求項1に記載の方法において、
    前記制御ユニットにより、前記個々の相に対応する前記スイッチ(HS1〜HS5,LS1〜LS5)をフラットトップ方式にしたがって駆動制御し、連続するフラットトップ窓において前記スイッチに対する制御信号を互いに相対的にずらす、
    ことを特徴とする方法。
  3. 請求項1または2に記載の方法において、
    前記制御ユニット(S)により、前記中間回路における複数の正の相電流または複数の負の相電流の重なり合いが回避されるように前記スイッチ(HS1〜HS5,LS1〜LS5)に対する前記制御信号を互いにずらす、
    ことを特徴とする方法。
  4. 請求項1から3までのいずれか1項に記載の方法において、
    前記制御ユニット(S)により、前記中間回路における正の相電流および負の相電流が互いに少なくとも部分的に補償されるように前記スイッチ(HS1〜HS5,LS1〜LS5)に対する前記制御信号をずらす、
    ことを特徴とする方法。
  5. 請求項2から4までのいずれか1項に記載の方法において、
    前記フラットトップ窓の個数は、前記機械の相数の2倍に等しく、
    連続するフラットトップ窓がそれぞれハイサイドとローサイドとの間で交替し、
    フラットトップ窓が、それぞれ対応する電圧設定値の正または負の最大値の領域内にそれぞれあるようにする、
    ことを特徴とする方法。
  6. 請求項2から4までのいずれか1項に記載の方法において、
    前記フラットトップ窓の個数は、前記機械の相数に等しく、
    前記フラットトップ窓は、ハイサイドまたはローサイドだけに関連し、
    1つのフラットトップ窓は、それぞれ対応する電圧設定値の正または負の最大値の領域内にそれぞれあるようにする、
    ことを特徴とする方法。
  7. 請求項5または6に記載の方法において、
    前記制御ユニットより、前記個々の電流フェーズに対応するハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチ(HS1〜HS5,LS1〜LS5)を連続してスイッチオンし、
    対応する電圧目標値が、上側の境界値(G_o)よりも大きい場合には1つの電流フェーズに対応する1つのハイサイドスイッチをスイッチオン制御し、
    対応する電圧目標値が、下側の境界値(G_u)よりも小さい場合には1つの電流フェーズに対応する1つのローサイドスイッチをスイッチオン制御する、
    ことを特徴とする方法。
  8. 請求項2から7までのいずれか1項に記載の方法において、
    目下スイッチオンされていない相に対応する相の制御信号を時間的にずらすことにより、前記中間回路電流を低減する、
    ことを特徴とする方法。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011076722B4 (de) * 2011-05-30 2019-11-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Stromermittlung in einer mehrphasigen Maschine
US9312802B2 (en) 2011-07-08 2016-04-12 Robert Bosch Gmbh Method for controlling a multiphase machine
WO2013007512A2 (de) 2011-07-08 2013-01-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur ansteuerung einer mehrphasigen maschine
DE102013208968A1 (de) * 2013-05-15 2014-11-20 Robert Bosch Gmbh Kraftfahrzeugbordnetz mit aktivem Brückengleichrichter und Überspannungsschutz bei Lastabwurf, Gleichrichteranordnung, zugehöriges Betriebsverfahren und Mittel zu dessen Implementierung
DE102015202437A1 (de) * 2015-02-11 2016-08-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines an eine elektrische Maschine angeschlossenen aktiven Umrichters und Mittel zu dessen Implementierung
DE102015223387A1 (de) * 2015-11-26 2017-06-01 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Erkennen eines Zustands eines Bordnetzes

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005051838A (ja) * 2003-07-29 2005-02-24 Toyota Industries Corp インバータ装置及びリップル電流の低減方法
WO2010034793A1 (de) * 2008-09-25 2010-04-01 Robert Bosch Gmbh Ansteuerung eines synchrongleichrichters

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59162794A (ja) * 1983-03-03 1984-09-13 Fanuc Ltd 同期モ−タの制御方式
IE851629L (en) * 1985-06-28 1986-12-28 Kollmorgen Ireland Ltd Electrical drive systems
US5821722A (en) * 1995-06-06 1998-10-13 General Electric Company Multiphase electrical motor, control and method using overlapping conduction periods in the windings
US6529393B1 (en) * 1999-12-01 2003-03-04 Texas Instruments Incorporated Phase current sensor using inverter leg shunt resistor
DE10346060A1 (de) * 2003-10-04 2005-05-12 Sensor Technik Wiedemann Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Drehfeldmaschine und Wechselrichter dafür
JP4856069B2 (ja) * 2004-07-20 2012-01-18 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 三相ソーラー変換器回路および方法
US7253574B2 (en) * 2005-07-01 2007-08-07 Ut-Battelle, Llc Effective switching frequency multiplier inverter
US7218071B1 (en) * 2006-03-14 2007-05-15 Gm Global Technology Operations, Inc. Method and apparatus for increasing AC motor torque output at low frequency
US7952308B2 (en) * 2008-04-04 2011-05-31 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for torque ripple reduction
DE102008018885A1 (de) * 2008-04-14 2009-10-22 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Leiterplatte, Verfahren zur Bestimmung eines Stromraumzeigers, Umrichter, Leiterplatte und Baureihe von Umrichtern
JP2010068653A (ja) * 2008-09-11 2010-03-25 Sanyo Electric Co Ltd インバータ制御装置及びモータ駆動システム
US8115433B2 (en) * 2008-09-23 2012-02-14 GM Global Technology Operations LLC Electrical system for pulse-width modulated control of a power inverter using phase-shifted carrier signals and related operating methods
DE102010017810A1 (de) * 2009-07-09 2011-02-10 Denso Corporation, Kariya-City Leistungswandler für drehende elektrische Maschinen
JP4941686B2 (ja) * 2010-03-10 2012-05-30 株式会社デンソー 電力変換装置
US8233294B2 (en) * 2010-08-23 2012-07-31 Ford Global Technologies, Llc Method and system for controlling a power converter system connected to a DC-bus capacitor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005051838A (ja) * 2003-07-29 2005-02-24 Toyota Industries Corp インバータ装置及びリップル電流の低減方法
WO2010034793A1 (de) * 2008-09-25 2010-04-01 Robert Bosch Gmbh Ansteuerung eines synchrongleichrichters

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