發電機式運行的電機和有源橋式整流器組成的設備的運行制造技術

本發明專利技術涉及發電機式運行的電機和有源橋式整流器組成的設備的運行。在用于激勵所述設備的方法中，電機的相端子分別通過可接通的和可關斷的流量控制閥被接到直流電壓端子上。當在直流電壓端子之間的輸出電壓超過上閾值時，接通所有的第一流量控制閥，并且只有當所述輸出電壓此后在低于時間點已經低于下閾值并且此外流經具有相應的第一流量控制閥的直流電壓端子的相電流位于關斷閾值之下時，才又關斷每個第一流量控制閥。從低于時間點起在預先給定的檢驗時段之后檢查，每個第一流量控制閥在低于時間點之后是否曾至少一次被關斷，并且如果沒有，那么探測所屬的相電流的局部電流最小值并且第一流量控制閥在基于電流最小值所確定的時間點同樣被關斷。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于運行由發電機式運行的電機和有源橋式整流器組成的設備的方法和用于其實施的裝置。
技術介紹
按傳統地，在載客汽車中，具有無源橋式整流器的爪極結構類型的發電機投入使用。這種發電機的功率通過勵磁場被調整，并且該勵磁場另一方面由勵磁電流調整。通過調節勵磁場，發電機的輸出電壓可以與電網負載、轉速和溫度無關地而被保持恒定。如果隨后簡單化地談到“發電機”，則在這種情況下也可涉及不僅可發電機式運行的而且可電動機式運行的電機（例如所謂的起動發電機（Startergenerator））。本專利技術不僅適合于爪極結構類型的發電機，而且適合于所有至少可發電機式運行的電機。在載客汽車中，相對應于通常所建造的三相、四相或者五相發電機而使用六脈沖、八脈沖或者十脈沖實施方案的橋式整流器。然而，本專利技術也適合于針對其它的相數的橋式整流器。在所連接的電網中的（例如通過接上或者切斷耗電器引起的）負載躍變導致在發電機上的負載躍變。因為發電機的輸出功率但是由于勵磁場的電感而不能任意快速地被改變，所以發電機電流首先近似保持恒定，這在甩負荷（英文：LoadDump）的情況下可以導致輸出電壓的明顯升高。降低勵磁場可能需要幾百毫秒。只要在車載電網中存在電池，該電池一般就可以接收過剩的發電機功率并且以此阻止過度的電壓上升。如果然而不存在電池，那么輸出電壓很快上升并且能夠損壞車載電網部件和/或發電機。在具有無源橋式整流器的發電機的情況下，這被阻止，其方式是將齊納二極管用作整流二極管。齊納二極管將輸出電壓夾在其擊穿電壓之上并且因而能夠將過剩的電流轉化為熱量。以這種方式始終確保可靠的運行。在有源橋式整流器中也可以使用可接通的和可關斷的、可控制的流量控制閥、尤其是MOSFET來代替整流二極管。優點是在被接通的狀態下的更低微的損耗功率和以此發電機整體地、尤其是在部分負載運行中的更好的效率。可以集中地或者分散地控制流量控制閥。集中控制被理解為：共同的控制裝置監控所有交流相，并且激勵（ansteuern）所有流量控制閥以及可選地也激勵發電機的勵磁場。分散控制被理解為：在所有情況下一個控制裝置監控一個交流相，并且根據相電壓只激勵被分配給相應的相的流量控制閥，也即只激勵分別一個半橋的流量控制閥。在此，可以利用或者不用在各個分散的控制裝置之間的通信來實現分散控制。在甩負荷的情況下阻止車載電網中的電壓峰值的可能性在有源橋式整流器的情況下在于：分別在所有半橋中接通上部的或者下部的整流器支路的流量控制閥。以這種方式短接電機，然而不短接所連接的電網。所闡明的措施隨后也被稱作相間短路。按照這里所使用的語言慣用法，因此通過接通整流器的所有向接地或者負的直流電壓端子（也參看根據在下面闡明的圖1的直流電壓端子B-）切換的流量控制閥（低壓側流量控制閥（Lowside-Stromventile））或者可替換地接通所有向正的直流電壓端子（也參看圖1中的直流電壓端子B+）切換的流量控制閥（高壓側流量控制閥（Highside-Stromventile））而使相間短路開始，并且相對應地通過關斷這些流量控制閥再次結束相間短路。如果例如場效應晶體管被用作流量控制閥，那么這些流量控制閥通過在其柵極端子上提供相對應的控制電壓（激勵）而被接通，由此流量控制閥的漏極源極段（Drain-Source-Strecke）變為導通的或低阻的。相對應地，通過結束提供控制電壓并且所述漏極源極段變為不導通的或高阻的來關斷這些流量控制閥。除了相間短路以外，還存在正常的整流（器）運行。如果隨后談到一個相的流量控制閥執行、開始、結束等等的“相間短路”或者談到一個相中的“相間短路”，那么其應被理解為：在相對應的相中的為此所設置的流量控制閥持續導通地被切換。在所有相對應地被接線的流量控制閥或相的相互作用下才最終從中得到相間短路整體。這意味著，在本申請的語言慣用法中處于“相間短路中”的流量控制閥持續地被激勵，如這在全部開始相間短路并且因而相對應的逆變器的支路的所有流量控制閥處于相對應的狀態下時也是這種情況那樣。相對應的情況適用于整流運行。然而，在相對應的方法的情況下可發生如隨后也還闡明的問題。本專利技術將在這里提出補救。
技術實現思路
建議了具有獨立專利權利要求的特征的一種用于運行由發電機式運行的電機和有源橋式整流器組成的設備的方法和用于其實施的裝置。構建方案是從屬專利權利要求以及隨后的描述的主題。例如，如果在橋式整流器的直流電壓端子之間或在帶電壓的直流電壓端子和接地之間的電壓超過上閾值，那么可以使在上面所闡明的意義上的相間短路開始。在現有技術中，如果該電壓此后低于下閾值，則相間短路緊接著在所有相中又可以同時被結束。以此，所有相都同時結束在相間短路中所使用的激勵并且開始針對正常的整流器運行所使用的激勵。如果相間短路在低于所提及的同時用于所有交流相（隨后簡稱“相”）的下閾值的情況下被解除，那么只要相電壓超過在所連接的電網中的電壓，所述相間短路就在具有瞬時為正的電流的相中換向到上部的、也就是說與正的直流電壓端子相連的整流器支路的流量控制閥中。在此，由于隨后所闡明的非對稱效應（Asymmetrieeffekt）可能必須切換高電流，這引起所參與的流量控制閥的相對應的載荷（Belastung）。在相間短路期間的高的相電流也部分地由于缺少的（“被甩掉”）的負載造成。流量控制閥的載荷可導致損壞。流量控制閥的損壞也可由在同時結束相間短路的情況下形成的過壓引起。相對應的電壓峰值可以例如在金屬氧化物場效應晶體管中招致公知的雪崩效應（Avalanche--Effekt），由此場效應晶體管限制了電壓，然而必須接收為此排出的能量并且因此可能被熱損壞。因而，相間短路的結束也可以相單獨地（phasenindividuell）進行，其在本申請的范圍內被理解為：針對每個相都限定一個或者多個標準，何時在相應的相中結束針對相間短路所使用的流量控制閥的持續的激勵并且應該被轉變到正常的整流器運行。在橋式整流器的直流電壓端子之間或在帶電壓的直流電壓端子與接地之間的電壓已經低于所提及的下閾值之后，采取這個標準或者這些標準。在滿足這個或者這些標準之后，針對相應的相才結束在相間短路中所使用的激勵，并且開始針對正常的整流器運行所使用的激勵。由此，只有當這個或者這些被限定的標準針對所有相都被滿足并且在所有相中又進行針對正常的整流器運行所使用的激勵時，才結束相間短路整體。由于相間短路的開始而在所有情況下都在交流相的相電流中形成附加的正的或者負的直流分量。如果相間短路又被結束，則造成進一步的電壓升高，因為根據電機的相數在每個時間點在一個或者多個相中有具有正符號（從生產者角度（Erzeugersicht））的電流流動。由此，相電流或多或少地變得強烈地不對稱，因此不再圍繞著共同的平均值或零往復擺動（pendeln）。但是按傳統地，如上面所闡明的這個或者一個用于相單獨地結束相間短路的標準在于：相電流具有為最高0安培的值，因此相電流的過零點被探測。因此被避免的是：當相應的流量控制閥在其引導高電流時那么切換，這（如所闡明的那樣）會導致問題。在這種情況下，只要還在每相中都出現過零點并且因而所提到的標準被滿足，相電流的不對稱如此長地（solange）就不是問題。如果相單獨地結束針對在其中本文檔來自技高網...

【技術保護點】
用于激勵由發電機式運行的電機（1）和有源橋式整流器（2）組成的設備的方法（100），其中，電機（2）的相端子（U?Y）分別通過可接通的和可關斷的第一流量控制閥（UL?YL）被接到第一直流電壓端子（B?）上并且通過第二流量控制閥（UH?YH）被接到第二直流電壓端子（B+）上，其中所述方法包括：當在第一直流電壓端子（B?）和第二直流電壓端子（B+）之間的輸出電壓超過上閾值時，接通所有的第一流量控制閥（UL?YL），并且只有當所述輸出電壓此后在低于時間點已經低于下閾值并且此外流經具有相應的第一流量控制閥（UL?YL）的直流電壓端子（U?Y）的相電流位于關斷閾值之下時，才又并且單個地關斷每個第一流量控制閥（UL?YL），其特征在于，從低于時間點起在預先給定的檢驗時段期間和/或在預先給定的檢驗時段之后檢查，每個第一流量控制閥（UL?YL）在低于時間點之后是否曾至少一次被關斷，并且如果不是至少一次被關斷，那么分別在第一流量控制閥（UL?YL）在低于時間點之后還不曾至少一次被關斷的一個或者多個相端子（U?Y）中，所屬的相電流的局部的電流最小值在預先給定的時間窗之內被探測并且第一流量控制閥（UL?YL）在基于所述電流最小值所確定的時間點同樣被關斷。...

【技術特征摘要】
2015.02.18 DE 102015202890.91.用于激勵由發電機式運行的電機（1）和有源橋式整流器（2）組成的設備的方法（100），其中，電機（2）的相端子（U-Y）分別通過可接通的和可關斷的第一流量控制閥（UL-YL）被接到第一直流電壓端子（B-）上并且通過第二流量控制閥（UH-YH）被接到第二直流電壓端子（B+）上，其中所述方法包括：當在第一直流電壓端子（B-）和第二直流電壓端子（B+）之間的輸出電壓超過上閾值時，接通所有的第一流量控制閥（UL-YL），并且只有當所述輸出電壓此后在低于時間點已經低于下閾值并且此外流經具有相應的第一流量控制閥（UL-YL）的直流電壓端子（U-Y）的相電流位于關斷閾值之下時，才又并且單個地關斷每個第一流量控制閥（UL-YL），其特征在于，從低于時間點起在預先給定的檢驗時段期間和/或在預先給定的檢驗時段之后檢查，每個第一流量控制閥（UL-YL）在低于時間點之后是否曾至少一次被關斷，并且如果不是至少一次被關斷，那么分別在第一流量控制閥（UL-YL）在低于時間點之后還不曾至少一次被關斷的一個或者多個相端子（U-Y）中，所屬的相電流的局部的電流最小值在預先給定的時間窗之內被探測并且第一流量控制閥（UL-YL）在基于所述電流最小值所確定的時間點同樣被關斷。2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述檢驗時段和/或時間窗根據電機（1）的轉速而被預先給定。3.根據權利要求1或2所述的方法，其中...

【專利技術屬性】
技術研發人員：H許勒，A雅各布，M施密特，J勒斯納，F馬吉尼，
申請(專利權)人：羅伯特·博世有限公司，
類型：發明
國別省市：德國;DE