KR20210061386A - 인버터용 제어 장치, 비동기 기계용 인버터, 차량, 및 인버터 작동 방법 - Google Patents

인버터용 제어 장치, 비동기 기계용 인버터, 차량, 및 인버터 작동 방법 Download PDF

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KR20210061386A
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칼스턴 위드만
마르커스 레이만
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발레오 지멘스 이오토모티브 독일 게엠베하
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Abstract

DC 전압 입력(3), 및 두 개의 전원 스위칭 소자(13u, 13v, 13w, 15u, 15v, 15w)에 의해 각각 형성된 세 개의 하프-브리지(11u, 11v, 11w)가 있는 전원 장치(5)를 갖는 인버터(1)용 제어 장치(2)가 개시되며, 제어 장치(2)는 DC 전압 입력(3)에 인가된 DC 전압을 AC 전류 출력(4)에 제공되는 다상 AC 전류로 변환하기 위해 정상 작동 모드에서 전원 스위칭 소자(13u, 13v, 13w, 15u, 15v, 15w)를 구동하도록 구성되고, 제어 장치(2)는 DC 전압 입력(3)으로부터 DC 전압원(9)의 분리를 나타내는 신호(21)의 신호 상태를 평가하고, DC 제동을 유발하는 제 1 스위칭 패턴 및 프리휠링을 유발하는 제 2 스위칭 패턴을 교대로 채택하도록 평가 결과에 따라 전원 스위칭 소자(13u, 13v, 13w, 15u, 15v, 15w)를 제어하도록 구성된다.

Description

인버터용 제어 장치, 비동기 기계용 인버터, 차량, 및 인버터 작동 방법
본 발명은 DC 전압 입력, 및 두 개의 전원 스위칭 소자에 의해 각각 형성된 세 개의 하프-브리지(half-bridge)가 있는 전원 장치를 갖는 인버터용 제어 장치에 관한 것으로, 제어 장치는 DC 전압 입력에 인가된 DC 전압을 AC 전류 출력에 제공되는 다상(polyphase) AC 전류로 변환하기 위해 정상 작동 모드에서 전원 스위칭 소자를 구동하도록 구성된다.
또한, 본 발명은 비동기 기계용 인버터, 차량, 및 인버터 작동 방법에 관한 것이다.
전기 구동 차량의 구동 트레인(drive train)에서, DC 전압원, 예를 들어 고전압 배터리에 의해 제공되는 DC 전압을 전기 기계용 다상 AC 전압으로 변환하기 위해 인버터가 사용될 수 있다. 전기 기계 작동 중에, 인버터의 DC 전압 입력으로부터 DC 전압원의 분리가 발생할 수 있다. 부하 차단(load shedding)이라고도 하는 이러한 상황은 종종 오류가 발생할 때의 안전 조치이다. 부하 차단 중에 차량이 회생 모드(recuperation mode)에 있는 경우, 전기 기계의 인덕터에 저장된 에너지가 인버터의 DC 입력으로 피드백되어, DC 링크 커패시터(DC link capacitor) 및 이에 연결된 부품에 손상을 줄 수 있는 과전압을 유발할 수 있다.
영구적으로 여기된(permanently excited) 동기 기계의 경우, 인덕터에 저장된 에너지를 전기 기계 내에서 열로 변환하기 위해 인버터의 전원 스위칭 소자를 제어하여 능동 단락(active short circuit)을 개시하도록 하는 것으로 알려져 있다. 그러나 비동기 기계의 경우, 부하 차단시 능동 단락으로의 즉각적인 스위칭은 비동기 기계의 낮은 누설 인덕턴스(leakage inductance)로 인해 전원 스위칭 소자를 통해 매우 높은 전류를 유발하고, 결과적으로 손상될 수 있다.
따라서, 비동기 기계에서 회생 작동 중에 부하가 떨어질 때에도 과전압을 견딜 수 있도록 DC 링크 커패시터의 크기를 크게 늘리는 것이 일반적이다. 그러나, 이러한 DC 링크 커패시터는 비싸고 크다. 또한 회생 토크는, 부하 차단시 유해한 과전압이 발생하지 않는 값으로 제한될 수 있다. 그러나, 이는 회생 모드의 효율성과 작동 범위를 감소시킨다.
따라서, 본 발명은, 특히 비동기 기계의 경우, 부하 차단을 처리하는 방식을 제공하는 작업을 기반으로 하여 상기한 단점을 제거한다.
이 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 상기한 유형의 제어 장치가 DC 전압 입력으로부터 DC 전압원의 분리를 나타내는 신호의 신호 상태를 평가하고, DC 제동(DC braking)을 유발하는 제 1 스위칭 패턴 및 프리휠링(freewheeling)을 유발하는 제 2 스위칭 패턴을 교대로 채택하도록 평가 결과에 따라 전원 스위칭 소자를 제어하도록 구성한다.
본 발명은 부하 차단 후, 즉 DC 입력으로부터 전압원이 분리된 후, 프리휠링이 전환될 때 DC 입력에서 바람직하지 않은 급격한 전압 증가가 있는 반면, DC 제동 중에는 극단적인 경우 DC 입력에서 유해한 음 전압으로 이어질 수 있는 급격한 전압 강하가 있다는 고려를 기반으로 한다. 따라서, 본 발명은 전기 기계의 인덕터에 저장된 에너지가 열로 변환될 수 있고 프리휠링 및 DC 제동의 효과가 서로 상쇄될 수 있도록 이러한 두 가지 작동 모드 사이를 교대로 전환하는 것을 제안한다.
따라서, 본 발명은 DC 제동으로 전환함으로써 프리휠링에서 절연 강도(dielectric strength)를 초과하는 것이 방지되기 때문에, 회생 작동에서 일반적으로 발생하는 전압용으로 설계된 DC 링크 커패시터를 사용할 수 있게 한다. 마찬가지로, 정상 작동 모드의 수준보다 크게 회생 토크를 제한할 필요가 없고, 따라서 이러한 제한으로 인한 효율성 손실이 방지된다. 동시에, 능동 단락의 경우처럼 전원 스위칭 소자에 손상을 줄 수 있는 허용할 수 없을 정도로 높은 전류가 발생하지 않는다.
본 발명에 따른 제어 장치는 바람직하게, 신호 상태 외에도, 인버터가 회생 모드에 있는지 여부를 평가하도록 더 구성된다. 이러한 방식으로, 스위칭 패턴 사이를 교대로 하는 스위칭 전략은, DC 링크 커패시터에 과부하가 발생할 특별한 위험이 있는 경우로 제한될 수 있다.
기본적으로, 제 1 스위칭 패턴, 즉 DC 제동으로부터 제 2 스위칭 패턴, 즉 프리휠링으로의 전환은 전기 기계의 인덕터와 DC 링크 커패시터 사이의 공진 회로를 차단하기 위해 수행되는데, 공진 회로가 DC 링크 커패시터에서 음 전압을 유발할 수 있기 때문이다. 제 2 스위칭 패턴으로부터 제 1 스위칭 패턴으로, 전환은 일반적으로 DC 링크 커패시터의 허용 전압이 초과되지 않도록 이루어진다.
적은 노력으로 구현될 수 있는 본 발명에 따른 제어 장치의 일 실시형태에 따르면, 소정의 기간이 경과한 후 제 1 스위칭 패턴으로부터 제 2 스위칭 패턴으로 전환하고 및/또는 소정의 기간이 경과한 후 제 2 스위칭 패턴으로부터 제 1 스위칭 패턴으로 전환하도록 구성된다. 상기 기간은, 공진 회로가 중단되거나 DC 링크 커패시터의 허용 전압이 초과되지 않도록, 가능한 최대 회생 전압을 기준으로 경험적으로 결정될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 제어 장치는 DC 전압 입력에서의 전압을 나타내는 전압 값에 따라 교번 제어를 제어하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 제어 장치는 바람직하게 DC 전압 입력에서의 전압을 나타내는 전압 값에 대한 입력을 갖는다. 인버터는 일반적으로 DC 전압 입력에서 전압을 검출하도록 구성된 전압 검출 장치를 포함한다. 이러한 전압 검출 장치는 많은 경우에 이미 제공되기 때문에, 인버터의 부분에서 추가적인 하드웨어 비용이 발생하지 않는다.
상기한 시간 제어에 추가로 또는 대안으로서, 제어 장치가 전압 임계치에 도달했음이 전압 값에 의해 검출될 때 제 1 스위칭 패턴으로부터 제 2 스위칭 패턴으로 전환하고 및/또는 전압 임계치에 도달했음이 전압 값에 의해 검출될 때 제 2 스위칭 패턴으로부터 제 1 스위칭 패턴으로 전환하도록 구성되는 것이 또한 유리할 수 있다. 이후 전압 임계치는 공진 회로가 정확한 시간에 중단되거나 DC 링크 커패시터의 허용 전압이 초과되지 않도록 적절하게 선택된다. 이로써, 인덕터에 저장된 에너지로 인한 전류의 특히 빠른 감쇠가 가능해진다.
또한, 제어 장치는 전원 스위칭 소자가 제 2 스위칭 패턴으로 작동될 때 전압 값이 소정의 전압 임계치를 초과하지 않는 경우 안전 작동 상태를 유발하는 스위칭 패턴을 채택하도록 전원 스위칭 소자를 영구적으로 구동하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 전기 기계의 인덕터에 저장된 에너지는, 안전 작동 상태가 영구적으로 취해질 수 있고 차량이 예를 들어 바람직하지 않은 제동 토크 없이 주행할 수 있는 정도로 열로 변환된다. 안전한 작동 상태를 유발하는 스위칭 패턴은 바람직하게는 제 2 스위칭 패턴이다.
제 1 스위칭 패턴은 일반적으로, 하프-브리지의 경우, DC 전압 입력의 제 1 전위에 연결된 전원 스위칭 소자는 차단 상태에 있고 다른 하나는 전도 상태에 있음을 나타내고, 하프-브리지의 경우, DC 전압 입력의 제 2 전위에 연결된 전원 스위칭 소자는 차단 상태에 있고 다른 하나는 전도 상태에 있음을 나타내며, 하프-브리지의 경우, 두 전원 스위칭 소자는 모두 차단 상태에 있음을 나타낸다. 제 1 스위칭 패턴의 특정 설계는 바람직하게 부하 차단 순간의 AC 출력의 위상각에 의존한다. 실제로, 제 1 스위칭 패턴을 잘못 결정하면, DC 전압에 제한이 없게 되거나 전원 스위칭 소자를 통해 바람직하지 않게 높은 전류가 흐를 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 제어 장치는 또한 AC 출력에서 흐르는 전류를 나타내는 적어도 하나의 전류 값에 따라 제 1 스위칭 패턴을 결정하도록 구성될 수 있다. 전류 값이 또한 측정될 수 있으며, 이 경우 현재 값에 대한 입력이 제어 장치에 제공될 수 있다. 그러나, 현재 값은 바람직하게 정상 작동 모드에서 제어 장치에 의해 제공되는 설정값을 기반으로 결정된다.
바람직하게, 제 1 스위칭 패턴은, 전원 스위칭 소자에 의해 형성된 하프-브리지의 중간 탭(center tap)으로부터의 전류가 양이고 시간 이후 전류의 변화가 음일 때, DC 입력의 고전위에 연결된 전원 스위칭 소자를 전도 상태로 전환하는 것을 나타내기 위해 제공된다. 시간 후 전류의 변화는 음수이다. 이에 의해, 스위칭 패턴은 DC 입력의 고전위에 연결된 나머지 전원 스위칭 소자가 차단 상태로 전환되는 것을 나타낼 수 있다.
또한, 제 1 스위칭 패턴은, 전원 스위칭 소자에 의해 형성된 하프-브리지의 중간 탭으로부터의 전류가 음이고 시간 이후 전류의 변화가 양일 때, DC 입력의 저전위에 연결된 전원 스위칭 소자를 전도 상태로 전환하는 것을 나타낼 수 있다. 이에 의해, 제 1 스위칭 패턴은 DC 입력의 저전위에 연결된 나머지 전원 스위칭 소자가 차단 상태로 전환되는 것을 나타낼 수 있다.
편의상, 제 2 스위칭 패턴은 모든 전원 스위칭 소자가 차단 상태로 전환되는 것을 나타낸다.
또한, 본 발명은 DC 전압 입력과, 두 개의 전원 스위칭 소자에 의해 각각 형성된 세 개의 하프-브리지가 있는 전원 장치, 및 본 발명에 따른 제어 장치를 포함하는 비동기 기계용 인버터에 관한 것이다.
본 발명은 또한 차량을 구동하기 위한 비동기 기계 및 본 발명에 따른 인버터를 포함하는 차량에 관한 것이다.
마지막으로, 본 발명은 DC 전압 입력, 및 두 개의 전원 스위칭 소자에 의해 각각 형성된 세 개의 하프-브리지가 있는 전원 장치를 갖는 인버터를 작동하기 위한 방법에 관한 것으로, 방법은,
- DC 입력에 인가된 DC 전압을 AC 출력에 제공되는 다상 AC 전류로 변환하도록 전원 스위칭 소자를 정상 작동 모드로 구동하는 단계와;
- DC 입력으로부터의 DC 전압원의 분리를 나타내는 신호의 신호 상태를 평가하는 단계; 및
- DC 제동을 유발하는 제 1 스위칭 패턴과 프리휠링을 유발하는 제 2 스위칭 패턴을 교대로 채택하도록 평가 결과에 따라 전원 스위칭 소자를 구동하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 제어 장치에 관한 모든 설명은 본 발명에 따른 인버터, 본 발명에 따른 차량 및 본 발명에 따른 공정에 유사하게 적용될 수 있으며, 따라서 상기한 이점이 또한 이들에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 추가 이점 및 세부 사항은 아래에서 설명되는 실시형태 및 도면으로부터 명백해질 것이다. 이들은 개략적 표현이며 다음을 도시한다:
도 1은 본 발명에 따른 제어 장치의 실시형태와 함께 본 발명에 따른 인버터의 실시형태의 회로도이고;
도 2는 도 1에 도시된 인버터 작동 동안의 DC 입력에서의 전압, AC 출력에서의 상 전류(phase current), 및 시간에 따른 토크의 곡선이고; 및
도 3은 본 발명에 따른 차량의 개략도이다.
도 1은 제어 장치(2)의 실시형태와 함께 인버터(1)의 실시형태의 회로도이다. 또한, 인버터는 DC 전압 입력(3)과, AC 전압 출력(4)과, 전원 장치(5), 및 DC 전압 입력(3)과 병렬로 연결된 DC 링크 커패시터(6)를 포함한다. DC 링크 커패시터(6)에 걸쳐 또는 DC 전압 입력(3)에 인가된 DC 전압(U)을 검출하기 위해 전압 검출 장치(7)가 또한 제공된다.
DC 전압 입력(3)은 접촉기(contactor)에 의해 형성된 2-극 절연 장치(8)를 통해 고전압 배터리 형태의 DC 전압원(9)에 연결되며, 이는 절연 장치(8)가 폐쇄될 때 DC 전압 입력(3)에 DC 전압(U)을 제공한다. 이는 AC 출력(4)에 제공되는 다상, 여기서는 3-상 AC 전압으로 인버터(1)에 의해 변환된다. 비동기 기계(10) 형태의 전기 기계가 이 출력에 연결된다.
전원 장치(5)는 세 개의 하프-브리지(11u, 11v, 11w)를 포함하고, 각각은 DC 전압 입력(3)의 상한 전위(12)에 연결된 전원 스위칭 소자(13u, 13v, 13w) 및 및 DC 전압 입력(3)의 저전위(14)에 연결된 전원 스위칭 소자(15u, 15v, 15w)의 직렬 연결에 의해 형성된다. 각각의 전원 스위칭 소자(13u, 13v, 13w, 15u, 15v, 15w)는 절연 게이트 양극성 트랜지스터(insulated gate bipolar transistor, IGBT)(16) 및 이와 병렬로 연결된 다이오드(17)를 포함한다. 대안으로, 각각의 전원 스위칭 소자(13u, 13v, 13w, 15u, 15v, 15w)는 전력 모스펫(power MOSFET)에 의해 구현될 수 있다. 각각의 하프-브리지(11u, 11v, 11w)의 중간 탭(18)은 AC 전압 출력(4)에 연결되고, 여기서 상 전류(Iu, Iv, Iw)는 비동기 기계(10)에 제공될 수 있다.
제어 장치(2)는 DC 전압 입력(3)에 인가된 DC 전압(U)을 다상 AC 전류로 변환하기 위한 정상, 클록 작동 모드에서 전원 스위칭 소자(13u, 13v, 13w, 15u, 15v, 15w)를 변환하도록 구성된다. 정상 작동 모드에서, 전기 기계(10)가 발전기로 작동되고 전기 에너지를 고전압 배터리로 다시 공급하는 회생 작동이 또한 가능하다. 제어를 위해, 제어 장치(2)는 각각의 전원 스위칭 소자(13u, 13v, 13w, 15u, 15v, 15w)의 제어 입력(19)에 연결된다.
외부 제어 장치(20)에 의해 고장 상태가, 검출된 경우, 제어 장치에 의해 부하 차단이 개시되어, 분리 장치(8)가 접촉기를 개방하고 이에 따라 DC 전압 입력(3)으로부터 DC 전압원(9)을 분리하도록 하는 신호(21)를 제공한다. 따라서, DC 전압 입력(3)으로부터 DC 전압원(9)의 분리를 나타내는 신호(21)는 제어 장치(2)의 입력(22)에도 존재한다. 신호(21)는 제어 장치(2)가 부하 차단을 검출할 때 제어 장치(2) 내부에서 대안으로 또는 추가로 생성된다.
제어 장치(2)는 신호(21)가 존재하는지 그리고 이때 인버터(1)가 회생 모드에 있는지 여부를 평가한다. 이 경우, 제어 장치(2)는 정상 작동 모드를 종료하고, DC 제동을 유발하는 제 1 스위칭 패턴과 프리휠링을 유발하는 제 2 스위칭 패턴을 교대로 채택하도록 전원 스위칭 소자(13u, 13v, 13w, 15u, 15v, 15w)를 제어하는 부하 차단 작동 모드를 개시한다.
이를 위해, 제어 장치(2)는, 상 전류(Iu, Iv, Iw)를 나타내는 전류 값에 따라 DC 제동을 유발하는 제 1 스위칭 패턴을 결정한다. 이를 위해, 클럭 작동이 종료되는 시점(dIu/dt, dIv/dt, dIw/dt) 이후에 전원 스위칭 소자(13u, 13v, 13w, 15u, 15v, 15w)의 해당 스위칭 상태를 전류(Iu, Iv, Iw) 및 이의 파생값에 할당하는 룩업 테이블이 제어 장치(2) 내에 저장된다. 다음 표는 이러한 할당을 보여준다.
Figure pct00001
여기서 "1"은 각각의 스위칭 소자(13u, 13v, 13w, 15u, 15v, 15w)가 전도하도록 위해 제어되는 것을 의미하고, "0"은 차단하도록 제어되는 것을 의미한다. 프리휠링을 실현하는 제 2 스위칭 패턴은 모든 전원 스위칭 소자(13u, 13v, 13w, 15u, 15v, 15w)가 차단하도록 작동된다는 것을 나타낸다.
제 1 스위칭 패턴과 제 2 스위칭 패턴 간의 교번 전환은 본 실시형태에서 시간 제어 방식이다. 즉, 제어 장치(2)는 제 1 스위칭 패턴 또는 제 2 스위칭 패턴에 따라 소정 기간 동안 각각의 경우 전원 스위칭 소자(13u, 13v, 13w, 15u, 15v, 15w)를 제어한다.
이러한 교번 전환은 DC 전압(U)이 제 2 스위칭 패턴, 즉 프리휠링의 전환 동안 소정의 전압 임계치를 초과하지 않을 때 종료된다. 이를 위해, 제어 장치(2)는 입력(23)에서 전압 검출 장치(7)에 의해 제공되는 전압 값을 평가한다. 교차 스위칭이 완료된 후, 제어 장치(2)는 안전 작동 상태를 실현하는 제 2 스위칭 패턴에 따라 전원 스위칭 소자(13u, 13v, 13w, 15u)를 영구적으로 제어한다.
도 2는 인버터(1)의 예시적인 구성에서 시간(t)에 따른 DC 전압(U), 상 전류(Iu, Iv, Iw) 및 비동기 기계(10)의 생성된 토크(M)의 곡선을 도시하고 있다. 시간(t0)에서, 부하 차단이 발생하고, 제어 장치(2)는 인버터를 정상 작동 모드로부터 부하 차단 작동 모드로 전환한다.
시간(t0) 이전에, 비동기 기계(10)는 회생 모드에 있는데, 이는 음의 토크(M), 상 전류(Iu, Iv, Iw)의 본질적인 고조파 과정 및 DC 전압(U)의 약간만 진동하는 과정으로부터 알 수 있다. 시간(t0)에서, 상 전류(Iu)는 방금 최대치를 통과했다. 상 전류(Iv)는 제로 크로싱(zero crossing) 직전이며 증가한다. 이는 따라서 다음과 같다:
Figure pct00002
결과적으로, 제어 장치(2)는 앞서 나타낸 표에 따라 DC 제동을 위한 제 1 스위칭 패턴을 결정하고, 여기서 전원 스위칭 소자(13u, 15v)는 전도되고 다른 전원 스위칭 소자(13v, 13w, 15u, 15w)는 차단된다. 그 다음, 제어 장치(2)는 결정된 제 1 스위칭 패턴에 따라 전원 스위칭 소자(13u, 13v, 13w, 15u, 15v, 15w)를 소정 기간 동안 제어한다. 이후, 제어 장치(2)는 모든 전원 스위칭 소자(13u, 13v, 13w, 15u, 15v, 15w)를 소정 기간 동안 차단하도록, 즉 프리휠링을 구현하는 제 2 스위칭 패턴에 따라 제어한다.
DC 전압(U)이, 시간(t1)에서, 도 2에서 점선(24)으로 표시된 전압 임계치를 더 이상 초과하지 않을 때까지 전환은 두 개의 스위칭 패턴 사이에서 교대로 발생한다. 시간(t1)부터, 전원 스위칭 소자(13u, 13v, 13w, 15u, 15v, 15w)는 제 2 스위칭 패턴에 따라 영구적으로 구동된다. 도 2에서 더 알 수 있는 바와 같이, 상 전류(Iu, Iv, Iw)는 큰 전류 피크 없이 시간(t0)과 시간(t1) 사이에서 감쇠하고, 짧은 시간 동안 토크(M)에 약간의 변화만 있다.
추가 실시형태에 따르면, 제 1 및 제 2 스위칭 패턴 사이의 교번 전환은 시간 제어 방식이 아니라 전압 제어 방식이다. 이 경우, 제어 장치(2)는 전압 검출 장치(7)에 의해 제공된 전압 값이 각각의 스위칭 패턴에 대해 정의된 전압 임계치에 도달하는 각각의 경우에 스위칭 패턴 사이를 전환한다.
도 3은 상기한 실시형태들 중 하나에 따른 인버터(1)를 포함하는 차량(25)의 실시형태의 개략도이다. 도 1과 유사하게, 인버터(1)는 분리 장치(8)를 통해 DC 전압원(9)에 연결되고, 차량(25)을 구동하도록 구성된 비동기 기계(10)에 연결되며, 상위 레벨의 제어 장치(20)에 연결된다.

Claims (15)

  1. DC 전압 입력(3), 및 두 개의 전원 스위칭 소자(13u, 13v, 13w, 15u, 15v, 15w)에 의해 각각 형성된 세 개의 하프-브리지(11u, 11v, 11w)가 있는 전원 장치(5)를 갖는 인버터(1)용 제어 장치(2)로서, 제어 장치(2)는 DC 전압 입력(3)에 인가된 DC 전압을 AC 전류 출력(4)에 제공되는 다상 AC 전류로 변환하기 위해 정상 작동 모드에서 전원 스위칭 소자(13u, 13v, 13w, 15u, 15v, 15w)를 구동하도록 구성되고,
    제어 장치(2)는 DC 전압 입력(3)으로부터 DC 전압원(9)의 분리를 나타내는 신호(21)의 신호 상태를 평가하고, DC 제동을 유발하는 제 1 스위칭 패턴 및 프리휠링을 유발하는 제 2 스위칭 패턴을 교대로 채택하도록 평가 결과에 따라 전원 스위칭 소자(13u, 13v, 13w, 15u, 15v, 15w)를 제어하도록 구성되는, 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    신호 상태 외에도, 인버터(1)가 회생 모드에 있는지 여부를 평가하도록 더 구성되는 제어 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    소정의 기간이 경과한 후 제 1 스위칭 패턴으로부터 제 2 스위칭 패턴으로 전환하고 및/또는 소정의 기간이 경과한 후 제 2 스위칭 패턴으로부터 제 1 스위칭 패턴으로 전환하도록 더 구성되는 제어 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    DC 전압 입력(3)에서의 전압을 나타내는 전압 값에 따라 교번 구동을 제어하도록 더 구성되는 제어 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    전압 임계치에 도달한 것을 전압 값에 의해 검출될 때 제 1 스위칭 패턴으로부터 제 2 스위칭 패턴으로 전환하고 및/또는 전압 임계치에 도달한 것을 전압 값에 의해 검출될 때 제 2 스위칭 패턴으로부터 제 1 스위칭 패턴으로 전환하도록 더 구성되는 제어 장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    전원 스위칭 소자(13u, 13v, 13w, 15u, 15v, 15w)를 제 2 스위칭 패턴으로 구동할 때 전압 값이 소정의 전압 임계치를 초과하지 않는 안전 작동 상태를 유발하는 스위칭 패턴을 채택하도록 전원 스위칭 소자를 영구적으로 구동하도록 더 구성되는 제어 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    안전 작동 상태를 유발하는 스위칭 패턴은 제 2 스위칭 패턴인, 제어 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    AC 전류 출력(4)에 흐르는 전류를 나타내는 적어도 하나의 전류 값에 따라 제 1 스위칭 패턴을 결정하도록 더 구성되는 제어 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    제 1 스위칭 패턴은, 전원 스위칭 소자(13u, 13v, 13w)에 의해 형성된 하프-브리지(11u, 11v, 11w)의 중간 탭으로부터의 전류가 양이고 시간 이후 전류의 변화가 음일 때, DC 입력의 고전위(12)에 연결된 전원 스위칭 소자(13u, 13v, 13w)를 전도 상태로 전환하는 것을 나타내는, 제어 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    스위칭 패턴은 DC 전압 입력(3)의 고전위(12)에 연결된 나머지 전원 스위칭 소자(13u, 13v, 13w)가 차단 상태로 전환되는 것을 나타내는, 제어 장치.
  11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 스위칭 패턴은, 전원 스위칭 소자(15u, 15v, 15w)에 의해 형성된 하프-브리지(11u, 11v, 11w)의 중간 탭으로부터의 전류가 음이고 시간 이후 전류의 변화가 양일 때, DC 전압 입력(3)의 저전위(14)에 연결된 전원 스위칭 소자(15u, 15v, 15w)를 전도 상태로 전환하는 것을 나타내는, 제어 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    제 1 스위칭 패턴은 DC 전압 입력(3)의 저전위(14)에 연결된 나머지 전원 스위칭 소자(15u, 15v, 15w)가 차단 상태로 전환되는 것을 나타내는, 제어 장치.
  13. DC 전압 입력(3)과, 두 개의 전원 스위칭 소자(13u, 13v, 13w, 15u, 15v, 15w)에 의해 각각 형성된 세 개의 하프-브리지(11u, 11v, 11w)가 있는 전원 장치(5), 및 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 제어 장치(2)를 포함하는 비동기 기계(10)용 인버터(1).
  14. 차량(25)을 구동하기 위한 비동기 기계(10) 및 제 13 항에 따른 인버터(1)를 포함하는 차량(25).
  15. DC 전압 입력(3), 및 두 개의 전원 스위칭 소자(13u, 13v, 13w, 15u, 15v, 15w)에 의해 각각 형성된 세 개의 하프-브리지(11u, 11v, 11w)가 있는 전원 장치(5)를 갖는 인버터(1)를 작동하기 위한 방법으로서, 방법은,
    - DC 전압 입력(3)에 인가된 DC 전압을 AC 출력(4)에 제공되는 다상 AC 전류로 변환하도록 전원 스위칭 소자(13u, 13v, 13w, 15u, 15v, 15w)를 정상 작동 모드로 구동하는 단계와;
    - DC 전압 입력(3)으로부터의 DC 전압원(9)의 분리를 나타내는 신호(22)의 신호 상태를 평가하는 단계; 및
    - DC 제동을 유발하는 제 1 스위칭 패턴과 프리휠링을 유발하는 제 2 스위칭 패턴을 교대로 채택하도록 평가 결과에 따라 전원 스위칭 소자(13u, 13v, 13w, 15u, 15v, 15w)를 구동하는 단계를 포함하는 방법.
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