WO2013023803A1 - Actuation method for three-phase machine and three-phase machine device - Google Patents

Actuation method for three-phase machine and three-phase machine device Download PDF

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WO2013023803A1
WO2013023803A1 PCT/EP2012/061073 EP2012061073W WO2013023803A1 WO 2013023803 A1 WO2013023803 A1 WO 2013023803A1 EP 2012061073 W EP2012061073 W EP 2012061073W WO 2013023803 A1 WO2013023803 A1 WO 2013023803A1
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Wei Hu
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Robert Bosch Gmbh
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/06Arrangements for speed regulation of a single motor wherein the motor speed is measured and compared with a given physical value so as to adjust the motor speed
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14Electronic commutators

Definitions

  • Duty cycle is varied depending on the speed.
  • Fig. 4 shows in schematic form a transition between the space vector modulation and the block mode as a function of the rotational speed
  • the two ground voltage vectors U 1, U 2 are alternately set with a predefined switching frequency, so that at the same frequency and the same Duty cycle of the ground voltage pointer U1, U2 exactly the voltage vector UA results. If a voltage vector has to be set with a larger control angle oc, the switch-on duration of the basic voltage vector U2 is correspondingly extended and the on-time of the basic voltage vector U1 is shortened.

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Abstract

The invention relates to a method for actuating an electric three-phase machine (14), in particular a synchronous machine (14), the electric three-phase machine (14) being supplied with current in a multiphase manner by means of an inverter (10), the inverter (10) being actuated in a first rotational speed range (46) of the three-phase machine (14) in a first actuation mode and in a second rotational speed range (48) in a second actuation mode, the inverter (10) being actuated in the first actuation mode by means of space vector modulation and being actuated in the second actuation mode by means of block commutation, and the actuation modes being alternated according to the rotational speed (n) of the three-phase machine (14).

Description

Beschreibung Titel  Description title
Drehstrommaschinen-Ansteuerverfahren und -Vorrichtung  Three-phase machine driving method and device
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern einer elektrischen Drehstrommaschine, insbesondere einer Synchronmaschine, wobei die elektrische Drehstrommaschine mittels eines Wechselrichters mehrphasig bestromt wird, wobei der Wechselrichter in einem ersten Drehzahlbereich der Drehstrommaschine in einem ersten Ansteuermodus angesteuert wird und in einem zweiten Drehzahlbereich in einem zweiten Ansteuerungsmodus angesteuert wird. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Ansteuern einer elektrischen Drehstrommaschine, insbesondere einer Synchronmaschine, mit einem Wechselrichter, der eine Mehrzahl von Leistungshalbleiterschaltern aufweist, um die elektrische Maschine mehrphasig zu bestromen und mit einer Steuereinheit, die den Wechselrichter ansteuert. The present invention relates to a method for controlling a three-phase electrical machine, in particular a synchronous machine, wherein the electric three-phase machine is energized polyphase by means of an inverter, wherein the inverter is driven in a first speed range of the three-phase machine in a first drive mode and in a second speed range in a second Control mode is controlled. Furthermore, the present invention relates to an apparatus for driving a three-phase electrical machine, in particular a synchronous machine, with an inverter having a plurality of power semiconductor switches to energize the electric machine polyphase and with a control unit that drives the inverter.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit wenigstens einer elektrischen Drehstrommaschine zum Bereitstellen von Antriebsleistung und mit einer Vorrichtung zum Ansteuern der elektrischen Maschine der oben Finally, the present invention relates to a motor vehicle drive train having at least one electric rotary machine for providing drive power and having a device for driving the electric machine of the above
beschriebenen Art. described type.
Stand der Technik State of the art
Auf dem technischen Gebiet der elektrischen Maschinen sind unterschiedliche In the technical field of electrical machines are different
Ansteuerungsverfahren bekannt. Dabei wird aktuell bevorzugt das Verfahren der Raumzeigermodulation für Drehstrommaschinen verwendet. Bei diesem Driving method known. Currently, the method of space vector modulation is preferably used for three-phase machines. In this
Ansteuerverfahren wird ein kontinuierlich rotierender Raumzeiger durch Driving method is a continuously rotating space pointer through
aufeinanderfolgende Schaltung von sechs Grundspannungsraumzeigern gebildet. Um die kontinuierliche Rotation des Raumzeigers und somit eine sinusförmige successive circuit formed by six basic voltage space pointers. To the continuous rotation of the space pointer and thus a sinusoidal
Kommutierungsspannung zu erzielen, werden die Grundspannungsraumzeiger pulsweitenmoduliert geschaltet, so dass im Mittelwert eine sinusförmige To achieve commutation, the fundamental voltage space vector are switched pulse width modulated, so that in the mean value a sinusoidal
Ansteuerspannung generiert wird. Zur Erhöhung der Spannungsausnutzung der Raumzeigermodulation wird üblicherweise die Übermodulation eingesetzt, bei der der Betrag des erzeugten resultierenden Drive voltage is generated. To increase the voltage utilization of the space vector modulation usually the overmodulation is used, in which the amount of the resulting generated
Raumzeigers schwankt und an den Winkelpositionen der sechs Space vector varies and at the angular positions of the six
Grundspannungsraumzeiger dem Betrag dieser entspricht. Daraus resultiert ein entsprechend schwankendes Drehmoment der elektrischen Maschine. Ferner ist es bei dem Übermodulationsverfahren nachteilig, dass durch das nicht sinusförmige Basic voltage space pointer corresponds to the amount of this. This results in a correspondingly fluctuating torque of the electric machine. Furthermore, it is disadvantageous in the overmodulation method that by the non-sinusoidal
Ansteuerungssignal störende Oberwellen entstehen. Bei den bekannten Ansteuerungsverfahren werden die elektrischen Maschinen mittels Raumzeigermodulation und in besonderen Fällen mittels Übermodulation angesteuert. Dabei wird grundsätzlich vorausgesetzt, dass die Abtastfrequenz bzw. die Control signal disturbing harmonics arise. In the known driving methods, the electrical machines are controlled by means of space vector modulation and in special cases by means of overmodulation. In principle, it is assumed that the sampling frequency or the
Modulationsfrequenz sehr viel größer ist als die elektrische Frequenz des Modulation frequency is much larger than the electrical frequency of the
Ansteuersignais. Sofern die elektrische Frequenz durch eine Erhöhung der Drehzahl der Maschine erhöht wird und sich der Abtastfrequenz annähert, kann der Drive signal. If the electrical frequency is increased by increasing the speed of the machine and approaches the sampling frequency, the
Raumzeigermodulations- bzw. der Übermodulationsbetrieb wegen starker Verzerrung des Ansteuersignais nicht realisiert bzw. nicht effizient betrieben werden.  Raumzeigermodulations- or overmodulation operation because of strong distortion of the drive signal not realized or not operated efficiently.
Ferner ist aus der EP 1 441 436 A2 ein Ansteuerverfahren bekannt, bei dem eine elektrische Maschine wahlweise mittels Pulsweitenmodulation oder Blockkommutierung angesteuert wird. Furthermore, a drive method is known from EP 1 441 436 A2, in which an electric machine is selectively controlled by means of pulse width modulation or block commutation.
Insgesamt ist es bei den bekannten Ansteuerungsverfahren nachteilig, dass bei hohen Drehzahlen und entsprechend hohen elektrischen Frequenzen, die im Bereich der Abtastfrequenz liegen, ein energieeffizientes Ansteuern nicht bzw. nur eingeschränkt möglich ist. Overall, it is disadvantageous in the known driving method that at high speeds and correspondingly high electrical frequencies, which are in the range of the sampling frequency, an energy-efficient driving is not or only possible to a limited extent.
Offenbarung der Erfindung Erfindungsgemäß wird daher ein Verfahren zum Ansteuern einer elektrischen DISCLOSURE OF THE INVENTION According to the invention, therefore, a method for driving an electrical
Drehstrommaschine, insbesondere einer Synchronmaschine bereitgestellt, wobei die elektrische Drehstrommaschine mittels eines Wechselrichters mehrphasig bestromt wird, wobei der Wechselrichter in einem ersten Drehzahlbereich der Drehstrommaschine in einem ersten Ansteuerungsmodus angesteuert wird und in einem zweiten  Three-phase machine, in particular a synchronous machine provided, wherein the electric three-phase machine is energized by a multi-phase inverter, wherein the inverter is driven in a first speed range of the three-phase machine in a first drive mode and in a second
Drehzahlbereich in einem zweiten Ansteuerungsmodus angesteuert wird, wobei derSpeed range is driven in a second drive mode, wherein the
Wechselrichter in dem ersten Ansteuerungsmodus mittels Raumzeigermodulation und in dem zweiten Ansteuerungsmodus mittels Blockkommutierung angesteuert wird, und wobei die Ansteuerungsmodi in Abhängigkeit einer Drehzahl der Drehstrommaschine entsprechend gewechselt werden. Ferner wird daher erfindungsgemäß eine Vorrichtung zum Ansteuern einer Inverter in the first control mode by means of space vector modulation and in the second drive mode is controlled by block commutation, and wherein the drive modes are changed according to a rotational speed of the three-phase machine accordingly. Furthermore, therefore, according to the invention, a device for driving a
Drehstrommaschine insbesondere einer Synchronmaschine bereitgestellt, mit einem Wechselrichter, der eine Mehrzahl von Leistungshalbleiterschaltern aufweist, um die Drehstrommaschine mehrphasig zu bestromen und mit einer Steuereinheit, die den Wechselrichter ansteuert, wobei die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, das oben beschriebene Verfahren auszuführen.  A three-phase machine, in particular a synchronous machine, provided with an inverter having a plurality of power semiconductor switches to energize the three-phase machine polyphase and with a control unit that drives the inverter, wherein the control unit is adapted to carry out the method described above.
Schließlich wird erfindungsgemäß ein Kraftfahrzeugantriebsstrang bereitgestellt mit einer Drehstrommaschine zum Bereitstellen von Antriebsleistung und mit einer Vorrichtung zum Ansteuern der Drehstrommaschine der oben beschriebenen Art. Finally, according to the invention, a motor vehicle drive train is provided with a three-phase machine for providing drive power and with a device for driving the three-phase machine of the type described above.
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Durch die vorliegende Erfindung kann ein Verfahren bereitgestellt werden, durch das eine Drehstrommaschine in unterschiedlichen Drehzahlbereichen optimal angesteuert wird und somit in unterschiedlichen Drehzahlbereichen effizient betrieben werden kann. Ferner kann die Drehstrommaschine dadurch auch in einem Drehzahlbereich optimal betrieben werden, in dem sich die elektrische Frequenz der Modulationsfrequenz der By the present invention, a method can be provided by which a three-phase machine is optimally controlled in different speed ranges and thus can be operated efficiently in different speed ranges. Furthermore, the three-phase machine can thereby be optimally operated in a speed range in which the electrical frequency of the modulation frequency of
Raumzeigermodulation annähert. Durch das Umschalten bzw. das Wechseln der Ansteuerungsmodi kann die Drehstrommaschine im gesamten Betriebsbereich immer optimal angetrieben werden, insbesondere wenn die Drehstrommaschine bei einer hohen Drehzahl und einer damit verbundenen hohen elektrischen Frequenz betriegen wird. Space vector modulation approximates. By switching or changing the drive modes, the three-phase machine can always be optimally driven in the entire operating range, especially when the three-phase machine is operated at a high speed and a high electrical frequency associated therewith.
Der Wechselrichter wird in dem ersten Ansteuerungsmodus mittels The inverter is in the first control mode using
Raumzeigermodulation angesteuert, um der Drehstrommaschine insbesondere eine im Wesentlichen sinusförmige Strangspannung bereitzustellen und die Drehstrommaschine dadurch entsprechend zu bestromen. Der Wechselrichter wird in dem zweiten Controlled space vector modulation in order to provide the three-phase machine in particular a substantially sinusoidal strand voltage and thereby energize the three-phase machine accordingly. The inverter will be in the second
Ansteuerungsmodus mittels Blockkommutierung angesteuert, um der Drehstrommaschine eine im Wesentlichen rechteckförmige Strangspannung bereitzustellen und die Drive mode driven by block commutation to provide the three-phase machine, a substantially rectangular string voltage and the
Drehstrommaschine entsprechend zu bestromen. Von besonderem Vorzug ist es, wenn die Ansteuerungsmodi direkt gewechselt werden. Mit anderen Worten wird bei einem Übergang zwischen den Ansteuerungsmodi die Drehstrommaschine nicht in einem anderen Ansteuerungsmodus, insbesondere nicht mittels Übermodulation, angesteuert. Power three-phase machine accordingly. Of particular advantage is when the drive modes are changed directly. In other words, in a transition between the drive modes, the three-phase machine is not driven in another drive mode, in particular not by means of overmodulation.
Dadurch ist die Ansteuerung der Drehstrommaschine besonders einfach und mit geringem Aufwand realisierbar. As a result, the control of the three-phase machine is particularly simple and feasible with little effort.
Es ist von besonderem Vorzug, wenn die Drehzahlen des ersten Drehzahlbereichs kleiner sind als die Drehzahlen des zweiten Drehzahlbereichs. It is of particular advantage if the rotational speeds of the first rotational speed range are smaller than the rotational speeds of the second rotational speed range.
Dadurch kann die Drehstrommaschine bei hohen Drehzahlen, bei denen sich die elektrische Frequenz der Raumzeigermodulationsfrequenz annähert besonders effektiv und optimal angesteuert werden. As a result, the three-phase machine can be driven particularly effectively and optimally at high speeds at which the electrical frequency approaches the space vector modulation frequency.
Es ist dabei von besonderem Vorzug, wenn die Ansteuerungsmodi in einem vordefinierten Drehzahlübergangsbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Drehzahlbereich gewechselt werden. Dadurch können die Ansteuerungmodi kontinuierlich gewechselt werden, ohne dass das abgegebene Drehmoment sich sprungförmig ändert. It is of particular advantage when the drive modes are changed in a predefined speed transition range between the first and the second speed range. As a result, the control modes can be changed continuously, without the output torque changes abruptly.
Es ist dabei bevorzugt, wenn die Drehstrommaschine in dem Drehzahlübergangsbereich mittels einer Kombination der beiden Ansteuerungsmodi angesteuert wird. It is preferred if the three-phase machine is controlled in the speed transition range by means of a combination of the two drive modes.
Dadurch kann ein Überschwingen bzw. eine Instabilität des Regelkreises verhindert werden. As a result, overshoot or instability of the control loop can be prevented.
Es ist von besonderem Vorzug, wenn in dem Drehzahlübergangsbereich der It is of particular advantage when in the speed transition region of the
Wechselrichter mittels eines Übergangsansteuersignals angesteuert wird, dessen Inverter is controlled by means of a Übergangsansteuersignals whose
Tastverhältnis in Abhängigkeit der Drehzahl variiert wird. Duty cycle is varied depending on the speed.
Dadurch kann mit technisch insbesondere regelungstechnisch einfachen Mitteln und effektiv ein kontinuierlicher Übergang von dem ersten Ansteuerungsmodus auf den zweiten Ansteuerungsmodus realisiert werden. Es ist dabei bevorzugt, wenn das Tastverhältnis des Übergangssteuersignals durch eine Kombination von Tastverhältnissen entsprechend der beiden Ansteuerungsmodi gebildet wird. Dadurch kann der Übergang zwischen den beiden Modi besonders einfach durchgeführt werden und es kann ein stetiger Übergang des Drehmoments erzielt werden. This can be realized with technically in particular control technology simple means and effectively a continuous transition from the first drive mode to the second drive mode. It is preferred if the duty cycle of the transition control signal is formed by a combination of duty cycles corresponding to the two drive modes. As a result, the transition between the two modes can be carried out particularly easily and a steady transition of the torque can be achieved.
Es ist dabei ferner bevorzugt, wenn die Tastverhältnisse der beiden Ansteuerungsmodi in Abhängigkeit der Drehzahl gewichtet werden. It is further preferred if the duty cycles of the two drive modes are weighted as a function of the rotational speed.
Dadurch kann der Übergang besonders genau und präzise durchgeführt werden. As a result, the transition can be carried out particularly accurately and precisely.
Es ist dabei weiterhin von Vorzug, wenn die Tastverhältnisse der beiden It is still preferred if the duty cycles of the two
Ansteuerungsmodi in Abhängigkeit von der Drehzahl linear gewichtet werden. Control modes are weighted linearly depending on the speed.
Dadurch kann eine technisch einfach realisierbare Regelung in dem This allows a technically easy to implement control in the
Übergangsdrehzahlbereich bereitgestellt werden. Transition speed range can be provided.
Es ist ferner bevorzugt, wenn die Tastverhältnisse der beiden Ansteuerungsmodi gegenläufig gewichtet werden. It is further preferred if the duty cycles of the two drive modes are weighted in opposite directions.
Dadurch kann ein kontinuierlicher und stetiger Übergang zwischen den This can be a continuous and steady transition between the
Ansteuerungsmodi realisiert werden. Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Drehstrommaschine in dem Control modes are realized. It is further preferred if the three-phase machine in the
Drehzahlübergangsbereich mittels einer gepulsten pulsweitenmodulierten  Speed transition range by means of a pulsed pulse width modulated
Blockkommutierungsspannung angesteuert wird, wobei eine Einschaltdauer bzw. das Tastverhältnis der Einzelpulse innerhalb einer elektrischen Periode variiert wird. Dadurch kann die Drehstrommaschine in dem Übergangsbereich effektiv betrieben werden, wobei das abgegebene Drehmoment einen stetigen Verlauf aufweist und entsprechend Drehmomentschwankungen vermieden werden. Block commutation voltage is driven, wherein a duty cycle or the duty cycle of the individual pulses is varied within an electrical period. Thereby, the three-phase machine can be operated effectively in the transition region, wherein the output torque has a steady course and accordingly torque fluctuations are avoided.
Es versteht sich, dass die Merkmale, Eigenschaften, Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens auch entsprechend auf die erfindungsgemäße Vorrichtung zutreffen bzw. anwendbar sind. Kurze Beschreibung der Zeichnungen It is understood that the features, properties, advantages of the method according to the invention also apply correspondingly to the device according to the invention or are applicable. Brief description of the drawings
Fig. 1 zeigt in schematischer Form einen Wechselrichter zum Ansteuern einer elektrischen Drehstrommaschine; Fig. 1 shows in schematic form an inverter for driving a rotary electric machine;
Fig. 2 zeigt ein komplexes Zeigerdiagramm zur Erläuterung des Fig. 2 shows a complex vector diagram for explaining the
Raumzeigermodulationsverfahrens zum Ansteuern eines Wechselrichters einer Space vector modulation method for driving an inverter of a
Drehstrommaschine; Three-phase machine;
Fig. 3 zeigt in schematischer Form den zeitlichen Verlauf von drei unterschiedlichen Ansteuerspannungen; Fig. 3 shows in schematic form the time course of three different drive voltages;
Fig. 4 zeigt in schematischer Form einen Übergang zwischen der Raumzeigermodulation und dem Blockbetrieb in Abhängigkeit der Drehzahl; Fig. 4 shows in schematic form a transition between the space vector modulation and the block mode as a function of the rotational speed;
Fig. 5 zeigt die Ansteuersignale der beiden Ansteuerungsmodi und eine Kombination der Ansteuersignale; Fig. 6a-d zeigen den zeitlichen Verlauf der Tastverhältnisse der drei Ansteuerungsmodi im Zeitbereich einer elektrischen Periode und die resultierende Phasenspannung im Fig. 5 shows the drive signals of the two drive modes and a combination of the drive signals; 6a-d show the time course of the duty cycles of the three drive modes in the time domain of an electrical period and the resulting phase voltage in
Zeitbereich einer elektrischen Periode der Drehstrommaschine. Time range of an electrical period of the three-phase machine.
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
In Fig. 1 ist ein Wechselrichter zum Ansteuern einer elektrischen Maschine schematisch dargestellt und allgemein mit 10 bezeichnet. In Fig. 1, an inverter for driving an electric machine is shown schematically and generally designated 10.
Der Wechselrichter 10 ist mit einer Gleichspannungsquelle 12 verbunden und dient dazu, eine elektrische Drehstrommaschine 14 dreiphasig zu bestromen. Der Wechselrichter 10 weist drei Halbbrücken 16, 18, 20 auf, die parallel zu der Gleichspannungsquelle 12 geschaltet sind und jeweils zwei Schalter S aufweisen. Zwischen den Schaltern S ist jeweils ein Halbbrückenabgriff 22 gebildet, die jeweils mit einem Phasenleiter der elektrischen Maschine 14 verbunden sind. Durch wechselndes Öffnen und Schließen der Schalter S wird zwischen den The inverter 10 is connected to a DC voltage source 12 and serves to energize a three-phase electrical machine 14 three-phase. The inverter 10 has three half bridges 16, 18, 20, which are connected in parallel to the DC voltage source 12 and each having two switches S. Between the switches S a Halbbrückenabgriff 22 is formed, each of which is connected to a phase conductor of the electric machine 14. By alternately opening and closing the switch S is between the
Phasenleitern jeweils eine Ansteuerspannung UU, UV, UW angelegt, so dass sich entsprechend jeweils ein Phasenstrom IU, IV, IW einstellt, der die elektrische Maschine 14 antreibt. Phase conductors each applied a drive voltage UU, UV, UW, so that in each case a phase current IU, IV, IW sets, which drives the electric machine 14.
Der Wechselrichter 10 ist vorzugsweise mittels Halbleiterschaltern S ausgebildet, wobei üblicherweise parallel zu den Halberleiterschaltern S jeweils eine hier nicht dargestellte Freilaufdiode geschaltet ist. Die Schalter S des Wechselrichters 10 werden mittels einer schematisch dargestellten Steuereinheit 23 wechselnd geöffnet und geschlossen, um die Phasenspannungen UU, UV, UW mit einem bestimmten Verlauf bereitzustellen und die elektrische Maschine 14 mit den Phasenströmen IU, IV, IW zu bestromen. In Fig. 2 ist ein komplexes Zeigerdiagramm zur Erläuterung der Raumzeigermodulation zum Ansteuern der elektrischen Maschine 14 dargestellt und allgemein mit 30 bezeichnet. The inverter 10 is preferably formed by means of semiconductor switches S, wherein usually in parallel to the half-conductor switches S in each case a freewheeling diode not shown here is connected. The switches S of the inverter 10 are alternately opened and closed by means of a control unit 23, shown schematically, to provide the phase voltages UU, UV, UW with a specific course and to energize the electric machine 14 with the phase currents IU, IV, IW. 2, a complex phasor diagram for explaining the space vector modulation for driving the electric machine 14 is shown and generally designated 30.
In dem Zeigerdiagramm 30 sind zwei Spannungszeiger UA, UB mit einem In the vector diagram 30 are two voltage vector UA, UB with a
Ansteuerungswinkel od der elektrischen Maschine 14 dargestellt. In dem Zeigerdiagramm 30 sind ferner sechs Grundspannungszeiger U1 , U2, U3, U4, U5, U6 dargestellt, die sich ergeben, wenn bestimmte Schalter S des Wechselrichters 10 geschlossen werden und die elektrische Maschine 14 entsprechend angesteuert wird. So ergibt sich zum Beispiel der Grundspannungszeiger U1 wenn die Schalter SU1 , SVO und SWO geschlossen sind und die übrigen Schalter S des Wechselrichters offen sind. In Fig. 2 wird dies mit [100] dargestellt. Dies ist eine Kennzeichnung dafür, dass von den Schaltern SU1 , SV1 und SW1 nur der erste Schalter SU1 geschlossen wird. Für den effizienten Betrieb der elektrischen Maschine und zur Vermeidung eines Kurzschlusses ergibt sich daraus zwangsläufig die Schalterstellung für die Schalter SUO, SVO und SWO. SVO und SWO sind geschlossen. Entsprechend ergibt sich der Grundspannungszeiger U2 [1 10] wenn die Schalter SU1 , SV1 und SWO geschlossen sind und die übrigen Schalter S des Drive angle od of the electric machine 14 is shown. In the vector diagram 30 six ground voltage pointers U1, U2, U3, U4, U5, U6 are also shown, which result when certain switches S of the inverter 10 are closed and the electric machine 14 is driven accordingly. Thus, for example, the ground voltage pointer U1 results when the switches SU1, SVO and SWO are closed and the other switches S of the inverter are open. In Fig. 2 this is represented by [100]. This is an indication that only the first switch SU1 is closed by the switches SU1, SV1 and SW1. For the efficient operation of the electrical machine and to avoid a short circuit, this inevitably results in the switch position for the switches SUO, SVO and SWO. SVO and SWO are closed. Accordingly, the ground voltage vector U2 [1 10] results when the switches SU1, SV1 and SWO are closed and the remaining switches S of the
Wechselrichters offen sind. Um den Spannungszeiger UA einzustellen, der in diesem Beispiel den Ansteuerwinkel od zwischen den Grundspannungszeigern U1 und U2 aufweist, wird dieser durch abwechselndes Ansteuern des Wechselrichters 10  Inverter are open. In order to set the voltage vector UA, which in this example has the drive angle od between the ground voltage vectors U1 and U2, this is achieved by alternately driving the inverter 10
entsprechend dem Grundspannungszeiger U1 und dem Grundspannungszeiger U2 realisiert. Die beiden Grundspannungszeiger U 1 , U2 werden abwechselnd eingestellt mit einer vordefinierten Schaltfrequenz, so dass sich bei gleicher Häufigkeit und gleicher Einschaltdauer der Grundspannungszeiger U1 , U2 genau der Spannungszeiger UA ergibt. Sofern ein Spannungszeiger mit einem größeren Ansteuerwinkel oc eingestellt werden muss, wird entsprechend die Einschaltdauer des Grundspannungszeigers U2 verlängert und die Einschaltdauer des Grundspannungszeigers U1 verkürzt. realized in accordance with the base voltage vector U1 and the ground voltage vector U2. The two ground voltage vectors U 1, U 2 are alternately set with a predefined switching frequency, so that at the same frequency and the same Duty cycle of the ground voltage pointer U1, U2 exactly the voltage vector UA results. If a voltage vector has to be set with a larger control angle oc, the switch-on duration of the basic voltage vector U2 is correspondingly extended and the on-time of the basic voltage vector U1 is shortened.
Somit lässt sich durch getaktetes Ansteuern der Schalter S des Wechselrichters 10 der Spannungsraumzeiger UA mit einem beliebigen Ansteuerwinkel oc realisieren. Thus, by clocked driving the switch S of the inverter 10, the voltage space pointer UA can be realized with an arbitrary drive angle oc.
Sofern der Spannungszeiger UB mit einem geringeren Betrag als der Spannungszeiger UA eingestellt werden soll, wird entsprechend ein Nullspannungszeiger U0, U7 eingestellt, bei dem die Schalter S auf einer der beiden Seiten des Wechselrichters 10 geöffnet sind. Entsprechend kann der Spannungszeiger UB durch eine Kombination der If the voltage vector UB is to be set with a smaller amount than the voltage vector UA, a zero voltage vector U0, U7 is accordingly set in which the switches S are opened on one of the two sides of the inverter 10. Accordingly, the voltage vector UB by a combination of
Grundspannungszeiger U1 und U2 und einem der Nullspannungszeiger U0, U7 realisiert werden. Base voltage pointer U1 and U2 and one of the zero voltage pointer U0, U7 be realized.
In Fig. 2 ist in dem Zeigerdiagramm 30 ein Einheitskreis 32 dargestellt, der der Länge des Spannungszeigers UA entspricht. Sofern der Spannungsraumzeiger UA gleichförmig rotierend eingestellt wird, wird eine sinusförmige Ansteuerspannung UU, UV, UW ausgegeben und die elektrische Maschine 14 entsprechend angesteuert. In Fig. 2, a unit circle 32 is shown in the vector diagram 30, which corresponds to the length of the voltage vector UA. If the voltage space vector UA is set to be uniformly rotating, a sinusoidal drive voltage UU, UV, UW is output and the electric machine 14 is driven accordingly.
In Fig. 2 ist ein Sechseck 34 dargestellt, das von den sechs Grundspannungszeigern U1 bis U6 aufgespannt ist. In einer besonderen Ausführungsform des In Fig. 2, a hexagon 34 is shown, which is spanned by the six ground voltage vectors U1 to U6. In a particular embodiment of the
Raumzeigermodulationsverfahrens wird der Wechselrichter 10 derart angesteuert, dass ein Betrag des Spannungsraumzeigers UA variiert und zwar entsprechend dem Sechseck 34. Dadurch entsteht eine Ansteuerspannung UU, UV, UW, deren Flanken sinusförmig ausgebildet sind und dessen mittlerer Abschnitt blockförmig ausgebildet ist wie es im weiteren näher erläutert wird. Diese Ausführungsform der Raumzeigermodulation wird auch als Übermodulation bezeichnet. Nachteilig bei der Übermodulation ist es, dass in der elektrischen Maschine 14 Oberwellen entstehen, die ein oszillierendes bzw. instabiles Verhalten hervorrufen können. Space vector modulation method, the inverter 10 is driven such that an amount of the voltage space vector UA varies and that according to the hexagon 34. This creates a drive voltage UU, UV, UW, whose flanks are formed sinusoidal and whose central portion is block-shaped as explained in more detail below becomes. This embodiment of space vector modulation is also referred to as overmodulation. A disadvantage of the overmodulation is that 14 harmonics occur in the electric machine, which can cause an oscillating or unstable behavior.
In Fig. 3 sind drei unterschiedliche Verläufe der Ansteuerspannung UU, UV, UW für drei unterschiedliche Ansteuerungsmodi über eine elektrische Periode dargestellt. In Fig. 3 ist eine sinusförmige Ansteuerspannung 36 über eine elektrische Periode dargestellt, die einer Ansteuerspannung mittels Raumzeigermodulation entspricht. Sofern der 3 shows three different courses of the drive voltage UU, UV, UW for three different drive modes over an electrical period. FIG. 3 shows a sinusoidal drive voltage 36 over an electrical period, which corresponds to a drive voltage by means of space vector modulation. If the
Wechselrichter 10 zunehmend in der Übermodulation betrieben wird, bewegen sich Flanken 38 der Sinuskurve 36 nach außen, wie es durch einen Pfeil 40 angedeutet ist. Dadurch entsteht ein Übermodulationsansteuerungssignal, wie es bei 42 gezeigt ist. Das Übermodulationsansteuerungssignal 42 weist sinusförmige Flanken 38 und einen blockförmigen Mittelabschnitt 44 auf. Inverter 10 is increasingly operated in overmodulation, move Flanks 38 of the sine curve 36 to the outside, as indicated by an arrow 40. This results in an overmodulation drive signal as shown at 42. The overmodulation drive signal 42 has sinusoidal edges 38 and a block-shaped center portion 44.
In Fig. 3 ist ferner ein Ansteuerungsspannungssignal 45 dargestellt, das einer In Fig. 3, a drive voltage signal 45 is further shown, the one
Ansteuerung mittels Blockkommutierung entspricht. Dabei wird in einer ersten Halbwelle der elektrischen Periode eine positive Spannung zwischen den Phasenleitern der elektrischen Maschine 14 angelegt und in einer zweiten Halbwelle der elektrischen Periode eine negative Gleichspannung an die Phasenleiter angelegt. Control by block commutation corresponds. In this case, in a first half cycle of the electrical period, a positive voltage is applied between the phase conductors of the electric machine 14 and applied in a second half cycle of the electrical period, a negative DC voltage to the phase conductors.
Die Ansteuerung mittel Blockkommutierung eignet sich besonders gut für hohe The control medium block commutation is particularly well suited for high
Drehzahlen, bei denen die elektrische Periode nahe einer Ansteuerungsfrequenz des Raumzeigermodulationsverfahrens ist, die Spannungsausnutzung im Speeds in which the electrical period is near a drive frequency of the space vector modulation method, the voltage utilization in the
Blockkommutierungsbetrieb optimal ist und die maximal erreichbare Leistung erzielt werden kann. Block Kommutierungsbetrieb is optimal and the maximum achievable performance can be achieved.
In Fig. 4 ist eine Kombination von zwei Ansteuerverfahren und ein entsprechender Übergangsbereich in Abhängigkeit einer Drehzahl n der Drehstrommaschine 40 dargestellt. In einem ersten Drehzahlbereich 46 unterhalb einer ersten Drehzahl n1 wird die elektrische Maschine 14 mittels der Raumzeigermodulation angesteuert. In einem zweiten Drehzahlbereich 48 oberhalb einer zweiten Drehzahl n2 wird die elektrische Maschine 14 mittels Blockkommutierung angesteuert. In einem FIG. 4 shows a combination of two drive methods and a corresponding transition range as a function of a rotational speed n of the three-phase machine 40. In a first speed range 46 below a first speed n1, the electric machine 14 is controlled by means of space vector modulation. In a second speed range 48 above a second speed n2, the electric machine 14 is driven by block commutation. In one
Drehzahlübergangsbereich 50 zwischen der ersten Drehzahl n1 und der zweiten Drehzahl n2 wird die elektrische Maschine 14 in einem Kombinationsbetrieb angesteuert, der durch eine Kombination der Raumzeigermodulation und der Blockkommutierung gebildet ist.  Speed transition region 50 between the first speed n1 and the second speed n2, the electric machine 14 is driven in a combination operation, which is formed by a combination of the space vector modulation and the block commutation.
In Fig. 4 sind zwei Wichtungsfaktoren 52, 54 für die Raumzeigermodulation und für die Blockkommutierung für die drei Drehzahlbereiche 46, 48, 50 dargestellt. Die FIG. 4 shows two weighting factors 52, 54 for space vector modulation and for block commutation for the three speed ranges 46, 48, 50. The
Ansteuersignale, die der Raumzeigermodulation bzw. der Blockkommutierung Control signals, the space vector modulation or block commutation
entsprechen, werden in den Drehzahlbereichen 46, 48, 50 entsprechend der in Fig. 4 dargestellten Wichtungsfaktoren 52, 54 faktorisiert bzw. gewichtet, um einen Wechsel der Ansteuerungsverfahren und einen entsprechenden Übergang in dem are weighted in the speed ranges 46, 48, 50 corresponding to the weighting factors 52, 54 shown in FIG. 4, to indicate a change of the driving methods and a corresponding transition in the
Drehzahlübergangsbereich 50 zu realisieren. Entsprechend ist der Wichtungsfaktor 52 der Raumzeigermodulation im ersten Drehzahlbereich 46 100% und der Wichtungsfaktor 54 der Blockkommutierung 0%. Umgekehrt ist der Wichtungsraktor 54 der Blockkommutierung im zweiten Drehzahlbereich 48 100% und der Wichtungsfaktor 52 der Raumzeigermodulation 0%. In dem Drehzahlübergangsbereich 50 wird mit steigender Drehzahl n der elektrischen Maschine 14 der Wichtungsfaktor 52 linear von 100% auf 0% gesenkt und gleichzeitig der Wichtungsfaktor 54 der Blockkommutierung von 0% auf 100% linear gesteigert. Dadurch kann ein linearer kontinuierlicher Übergang von der Raumzeigermodulation in dem Blockkommutierungsbetrieb realisiert werden. Der Speed transition region 50 to realize. Accordingly, the weighting factor 52 of the space vector modulation in the first speed range 46 is 100% and the weighting factor 54 of the block commutation is 0%. Conversely, the weighting tractor 54 is the Block commutation in the second speed range 48 100% and the weighting factor 52 of the space vector modulation 0%. In the speed transition region 50, as the rotational speed n of the electric machine 14 increases, the weighting factor 52 is linearly reduced from 100% to 0% and, at the same time, the weighting factor 54 of the block commutation is linearly increased from 0% to 100%. Thereby, a linear continuous transition from the space vector modulation in the block commutation operation can be realized. Of the
Zusammenhang zwischen den Wichtungsfaktoren 52, 54 ist entsprechend gr = 1 - gb, wobei gr der Wichtungsfaktor 52 der Raumzeigermodulation und gb der Wichtungsfaktor 54 der Blockkommutierung ist. Correspondence between the weighting factors 52, 54 is correspondingly gr = 1-gb, where gr is the weighting factor 52 of the space vector modulation and gb is the weighting factor 54 of the block commutation.
Die Wichtungsfaktoren 52, 54 werden vorzugsweise als Faktor einer Einschaltzeit t1 der Raumzeigermodulation und einer Einschaltzeit t2 der Blockkommutierung verwendet, um eine resultierende Kombinationseinschaltzeit t3 zu berechnen. Entsprechend kann ein Tastverhältnis t1/T, t2/T, t3/T bestimmt werden, wobei T die Periode des The weighting factors 52, 54 are preferably used as a factor of a space vector modulation on time t1 and a block commutation on time t2 to calculate a resulting combination on time t3. Accordingly, a duty ratio t1 / T, t2 / T, t3 / T can be determined, where T is the period of the
pulsweitenmodulierten Signals bildet. pulse width modulated signal forms.
Die Berechnung der resultierenden Kombinationseinschaltzeit t3 erfolgt nach der Formel t3 = t1 - (1 -g)+(T-t2) - g, mit g = gb = (n-n1 )/(n2-n1 ), wobei n die Drehzahl der elektrischen Maschine 14, g ein einheitlicher Wichtungsfaktor, der dem Wichtungsfaktor 54 gb für die Blockkommutierung entspricht, und T eine The calculation of the resulting combination switch-on time t3 takes place according to the formula t3 = t1 - (1-g) + (T-t2) -g, where g = gb = (n-n1) / (n2-n1), where n is the speed of the electric machine 14, g is a uniform weighting factor corresponding to the weighting factor 54 gb for block commutation, and T is a
Periodendauer der Pulsweitenmodulationsperiode ist. Period of the pulse width modulation period is.
In Fig. 5 sind drei Steuersignale 56, 58, 60 und die entsprechende Einschaltzeit t1 , t2, t3 für die Raumzeigermodulation, den Blockbetrieb und die Kombination der beiden In Fig. 5 are three control signals 56, 58, 60 and the corresponding on time t1, t2, t3 for space vector modulation, block operation and the combination of the two
Ansteuerverfahren innerhalb einer Pulsweitenmodulationsperiode T schematisch dargestellt. Das Ansteuersignal der Raumzeigermodulation 56 weist einen Puls in der Mitte einer Pulsweitenmodulationsperiode T der Breite t1 auf. Das Ansteuersignal 56 weist dementsprechend eine Einschaltzeit innerhalb dieser Pulsweitenmodulationsperiode T der Dauer t1 und ein Tastverhältnis t1/T auf. Entsprechend des grundsätzlichen Verfahrens der Raumzeigermodulation variiert die Einschaltdauer t1 von einer zur nächsten der Pulsweitenmodulationsperioden T. Control method within a pulse width modulation period T shown schematically. The drive signal of the space vector modulation 56 has a pulse in the middle of a pulse width modulation period T of the width t1. The drive signal 56 accordingly has a switch-on time within this pulse width modulation period T of the duration t1 and a duty ratio t1 / T. In accordance with the basic method of space vector modulation, the duty cycle t1 varies from one to the next of the pulse width modulation periods T.
In Fig. 5 ist ferner das Ansteuersignal für die Blockkommutierung 58 innerhalb dieser Pulsweitenmodulationsperiode T dargestellt. Dabei ändert sich das entsprechende Ansteuerungssignal 58 einmal vom Wert 0 auf den Wert 1 und zwar nach einer Zeitdauer t2 innerhalb dieser Pulsweitenmodulationsperiode T. Das Ansteuersignal für die FIG. 5 also shows the drive signal for the block commutation 58 within this pulse width modulation period T. In this case, the corresponding control signal 58 changes once from the value 0 to the value 1 and indeed after a period t2 within this pulse width modulation period T. The control signal for the
Blockkommutierung 58 bleibt für mehrere folgende Pulsweitenmodulationsperioden T konstant und wird auf null abgesenkt, wenn der entsprechende Blockansteuerungspuls innerhalb dieser elektrischen Periode beendet wird. Das Tastverhältnis ist t2/T. Block commutation 58 remains constant for several subsequent pulse width modulation periods T and is lowered to zero when the corresponding block drive pulse is completed within that electrical period. The duty cycle is t2 / T.
Das Kombinationsansteuerungssignal 60 weist einen einzelnen Puls innerhalb der Pulsweitenmodulationsperiode T auf, der in der Mitte der Periode angeordnet ist und eine Pulsdauer t3 aufweist. Das Tastverhältnis ist entsprechend t3/T. Die Einschaltzeit t2 im Blockbetrieb ist demnach innerhalb einer elektrischen Periode konstant, wohingegen die Einschaltzeit t1 der Raumzeigermodulation von einer zur nächsten Periode T variiert. Folglich variiert auch die Pulsdauer t3 des The combination drive signal 60 has a single pulse within the pulse width modulation period T, which is located in the middle of the period and has a pulse duration t3. The duty cycle is according to t3 / T. The on-time t2 in the block mode is therefore constant within one electrical period, whereas the on-time t1 of the space vector modulation varies from one to the next period T. Consequently, the pulse duration t3 of the
Kombinationsansteuerungssignals 60 innerhalb einer elektrischen Periode. In den Fig. 6a bis c ist die normierte Einschaltzeitdauer bzw. das Tastverhältnis über etwa eine elektrische Periode der elektrischen Maschine 14 für die Raumzeigermodulation, die Blockkommutierung und den Kombinationsbetrieb auf 1 normiert dargestellt. Combination drive signal 60 within one electrical period. In FIGS. 6a-c, the normalized on-time and the duty cycle, respectively, are normalized to 1 over approximately one electrical period of the electric machine 14 for space vector modulation, block commutation, and combination operation.
Entsprechend ist in einem markierten Anfangsbereich 62 eines Ansteuerungsblocks 64 innerhalb der dargestellten elektrischen Periode in Fig. 6a das Tastverhältnis t1/T, in Fig. 6b das Tastverhältnis t2/T und in Fig. 6c das Tastverhältnis t3/T dargestellt. Die Correspondingly, in a marked start region 62 of a drive block 64 within the illustrated electrical period in FIG. 6a the duty cycle t1 / T is shown, in FIG. 6b the duty cycle t2 / T and in FIG. 6c the duty cycle t3 / T. The
Einschaltzeitdauer t1 nimmt bei der Raumzeigermodulation innerhalb einer elektrischen Periode zu, wie es in Fig. 6a dargestellt ist, bis das Tastverhältnis nahezu 1 ist.  On time t1 increases in space vector modulation within an electrical period, as shown in Fig. 6a, until the duty cycle is nearly 1.
Entsprechend nimmt zum Ende 66 des Ansteuerungsblocks 64 das Tastverhältnis stufenweise ab. ln Fig. 6b weist der Ansteuerungsblock 64 lediglich eine Stufe zum Anfang 62 und eine Stufe zum Ende 66 auf, da das Ansteuersignal 58 lediglich innerhalb einer speziellen Pulsweitenmodulationsperiode T auf 1 gewechselt wird und innerhalb einer weiteren Pulsweitenmodulationsperiode T von 1 auf 0 abgesenkt wird. Accordingly, at the end 66 of the drive block 64, the duty cycle gradually decreases. In Fig. 6b, the drive block 64 has only one stage to the beginning 62 and one stage to the end 66, since the drive signal 58 is changed to 1 only within a specific pulse width modulation period T and is lowered from 1 to 0 within a further pulse width modulation period T.
Der Verlauf der Einschaltzeitdauer für den Kombinationsbetrieb in Fig. 6c basiert entsprechend auf einer Kombination der beiden Einschaltzeitdiagramme aus Fig. 6a und 6b. In Fig. 6d ist der Verlauf einer Ansteuerspannung über etwa eine elektrische Periode dargestellt, die einer der Ansteuerspannungen UU, UV, UW aus Fig. 1 entspricht. Dabei wechselt die Ansteuerspannung UU, UV, UW entsprechend zwischen einem negativen Wert -UDC/2 und einem positiven Wert +UDC/2. Entsprechend der resultierenden Einschaltzeit t3 ist die Ansteuerspannung zu Beginn des Ansteuerblocks 64 mit einer geringen Einschaltzeit bzw. einem geringen Tastverhältnis gepulst, wobei die The course of the switch-on period for the combination mode in FIG. 6c is based accordingly on a combination of the two switch-on time diagrams from FIGS. 6a and 6b. FIG. 6d shows the course of a drive voltage over approximately one electrical period, which corresponds to one of the drive voltages UU, UV, UW from FIG. The drive voltage UU, UV, UW accordingly changes between a negative value -UDC / 2 and a positive value + UDC / 2. According to the resulting switch-on time t3, the drive voltage at the beginning of the drive block 64 is pulsed with a small on-time or a low duty cycle, the
Einschaltzeit t3 im Verlauf des Kommutierungsblocks 64 zunimmt und in einem mittleren Abschnitt 68 gleich 1 ist, so dass die Ansteuerspannung UU, UV, UW konstant auf dem positiven Wert +UDC/2 eingestellt ist. Entsprechend nimmt die Einschaltzeit t3 am Anfang 62 des Ansteuerungsblocks 64 kontinuierlich zu und zum Ende 66 des  On time t3 increases in the course of Kommutierungsblocks 64 and is equal to 1 in a central portion 68, so that the drive voltage UU, UV, UW is set to a constant value + UDC / 2 constant. Accordingly, the on-time t3 at the beginning 62 of the drive block 64 continuously increases and ends at the end 66 of FIG
Ansteuerungsblocks 64 kontinuierlich ab. Control block 64 continuously from.
Im Ergebnis kann so in dem Drehzahlübergangsbereich 50 die elektrische Maschine 14 in einer Kombination der Raumzeigermodulation und der Blockkommutierung angesteuert werden. As a result, in the speed transition region 50, the electric machine 14 can be controlled in a combination of the space vector modulation and the block commutation.

Claims

Ansprüche 1 . Verfahren zum Ansteuern einer elektrischen Drehstrommaschine (14), insbesondere einer Synchronmaschine (14), wobei die elektrische Drehstrommaschine (14) mittels eines Wechselrichters (10) mehrphasig bestromt wird, wobei der Wechselrichter (10) in einem ersten Drehzahlbereich (46) der Drehstrommaschine (14) in einem ersten Claims 1. Method for controlling an electric three-phase machine (14), in particular a synchronous machine (14), wherein the electric three-phase machine (14) is energized in multiple phases by means of an inverter (10), wherein the inverter (10) in a first speed range (46) of the three-phase machine ( 14) in a first
Ansteuerungsmodus angesteuert wird und in einem zweiten Drehzahlbereich (48) in einem zweiten Ansteuerungsmodus angesteuert wird, wobei der Wechselrichter (10) in dem ersten Ansteuerungsmodus mittels Raumzeigermodulation angesteuert wird und in dem zweiten Ansteuerungsmodus mittels Blockkommutierung angesteuert wird, und wobei die Ansteuerungsmodi in Abhängigkeit einer Drehzahl (n) der Drehstrommaschine (14) entsprechend gewechselt werden. Drive mode is controlled and in a second speed range (48) is driven in a second drive mode, wherein the inverter (10) is driven in the first drive mode by space vector modulation and is driven in the second drive mode by means of block commutation, and wherein the drive modes in response to a speed (n) the three-phase machine (14) are changed accordingly.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Ansteuerungsmodi direkt gewechselt werden. 2. The method of claim 1, wherein the drive modes are changed directly.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Drehzahlen (n) des ersten 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the rotational speeds (n) of the first
Drehzahlbereichs (46) kleiner sind als die Drehzahlen (n) des zweiten Drehzahlbereichs (48). Speed range (46) are smaller than the rotational speeds (n) of the second speed range (48).
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in einem vordefinierten 4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein in a predefined
Drehzahlübergangsbereich (50) zwischen dem ersten Drehzahlbereich (46) und dem zweiten Drehzahlbereich (48) die Ansteuerungsmodi gewechselt werden. Speed transition range (50) between the first speed range (46) and the second speed range (48), the drive modes are changed.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Drehstrommaschine (14) in dem Drehzahlübergangsbereich (50) mittels einer Kombination der beiden 5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the three-phase machine (14) in the speed change region (50) by means of a combination of the two
Ansteuerungsmodi angesteuert wird. Control modes is controlled.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei in dem Drehzahlübergangsbereich (50) der Wechselrichter (10) mittels eines Übergangsansteuersignals (60) angesteuert wird, dessen Tastverhältnis in Abhängigkeit der Drehzahl (n) variiert wird. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein in the speed transition region (50) of the inverter (10) is driven by means of a Übergangsansteuersignals (60) whose duty cycle is varied in dependence of the rotational speed (n).
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Tastverhältnis des Übergangsansteuersignals (60) durch eine Kombination von Tastverhältnissen entsprechend der beiden 7. The method of claim 6, wherein the duty cycle of the transition drive signal (60) by a combination of duty cycles corresponding to the two
Ansteuermodi gebildet wird. Ansteuermodi is formed.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Tastverhältnisse der beiden Ansteuerungsmodi in Abhängigkeit der Drehzahl (n) gewichtet werden. 8. The method of claim 7, wherein the duty cycles of the two drive modes depending on the speed (n) are weighted.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Tastverhältnisse der beiden 9. The method of claim 7 or 8, wherein the duty cycles of the two
Ansteuerungsmodi in Abhängigkeit der Drehzahl (n) linear gewichtet werden. Control modes depending on the speed (n) are weighted linearly.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Tastverhältnisse der beiden Ansteuerungsmodi gegenläufig gewichtet werden. 10. The method according to any one of claims 7 to 9, wherein the duty cycles of the two drive modes are weighted in opposite directions.
1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Drehstrommaschine (14) in dem Drehzahlübergangsbereich (50) mittels einer gepulsten pulsweitenmodulierten Blockkommutationsspannung angetrieben wird, wobei die Einschaltdauer der Einzelpulse innerhalb einer elektrischen Periode variiert wird. 1 1. Method according to one of claims 1 to 10, wherein the three-phase machine (14) is driven in the speed transition region (50) by means of a pulsed pulse width modulated block commutation voltage, wherein the duty cycle of the individual pulses is varied within an electrical period.
12. Vorrichtung zum Ansteuern einer elektrischen Drehstrommaschine (14), insbesondere einer Synchronmaschine (14), mit einem Wechselrichter (10), der eine Mehrzahl von Leistungshalbleiterschaltern (S) aufweist, um die Drehstrommaschine (14) mehrphasig zu bestromen, und mit einer Steuereinheit (23), die den Wechselrichter (10) ansteuert, wobei die Steuereinheit (23) dazu ausgebildet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 auszuführen. 12. An apparatus for driving a three-phase electrical machine (14), in particular a synchronous machine (14), comprising an inverter (10) having a plurality of power semiconductor switches (S) to energize the three-phase machine (14) polyphase, and with a control unit (23), which controls the inverter (10), wherein the control unit (23) is adapted to carry out the method according to one of claims 1 to 1 1.
13. Kraftfahrezugantriebsstrang mit wenigstens einer Drehstrommaschine (14) zum Bereitstellen von Antriebsleistung und mit einer Vorrichtung zum Ansteuern der 13. Kraftfahrezugantriebsstrang with at least one three-phase machine (14) for providing drive power and with a device for driving the
Drehstrommaschine (14) nach Anspruch 12. Three-phase machine (14) according to claim 12.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016211858A1 (en) 2016-06-30 2018-01-04 Robert Bosch Gmbh Method and device for controlling an inverter
FR3062003B1 (en) * 2017-01-16 2020-01-03 Valeo Equipements Electriques Moteur CONTROL SYSTEM FOR A ROTATING ELECTRIC MACHINE
FR3062004B1 (en) * 2017-01-16 2020-01-10 Valeo Equipements Electriques Moteur CONTROL SYSTEM FOR A ROTATING ELECTRIC MACHINE
DE102020215893A1 (en) 2020-12-15 2022-06-15 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Method and device for controlling an inverter

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19944809A1 (en) * 1999-09-18 2001-03-29 Dietmar Holtgrewe Starting three-phase electronically commutated electric motors e.g. for machine tools, involves initiating regulated rotor movement with sinusoidal phase commutation by evaluating position sensors using offset
EP1441436A2 (en) 2003-01-20 2004-07-28 Robert Bosch Gmbh Control system with a simple hardware unit to control an electric machine in PWM mode or square wave mode
US20070270724A1 (en) * 2006-05-11 2007-11-22 Laerdal Medical As Servo motor for cpr
DE102007040560A1 (en) * 2007-08-28 2009-03-12 Continental Automotive Gmbh Method for controlling an inverter and associated device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19944809A1 (en) * 1999-09-18 2001-03-29 Dietmar Holtgrewe Starting three-phase electronically commutated electric motors e.g. for machine tools, involves initiating regulated rotor movement with sinusoidal phase commutation by evaluating position sensors using offset
EP1441436A2 (en) 2003-01-20 2004-07-28 Robert Bosch Gmbh Control system with a simple hardware unit to control an electric machine in PWM mode or square wave mode
US20070270724A1 (en) * 2006-05-11 2007-11-22 Laerdal Medical As Servo motor for cpr
DE102007040560A1 (en) * 2007-08-28 2009-03-12 Continental Automotive Gmbh Method for controlling an inverter and associated device

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