【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及一種用于機動車的外勵同步電機/他勵同步電機的轉子的快速去勵磁的方法，其中，機動車或同步電機包括用于控制同步電機的轉子電流的、具有至少一個晶體管的勵磁電路。此外，本專利技術涉及一種用于機動車的外勵同步電機，其包括轉子和勵磁電路模塊，該勵磁電路模塊實現(xiàn)用于控制同步電機的轉子電流的具有至少一個晶體管的勵磁電路。此外，本專利技術涉及一種機動車。
技術介紹
1、外勵同步電機是一種電機，其尤其是用作構造成電動車或混合動力車的機動車的驅動裝置。與永磁體安裝在轉子中或轉子處的永磁同步電機相反，外勵同步電機的轉子包括由可被轉子電流通電的導體線組成的繞組。通過也可以被稱為勵磁電流的轉子電流感生出轉子的磁場，該磁場與在同步電機的定子側存在的磁場相互作用，從而將電能轉化成動能或者反之將動能轉化為電能。為此所需的電壓從機動車的高壓電池方提供，其中，相應的直流電流通過回路環(huán)被作用到轉子中。為了控制同步電機的運行，設置功率模塊、尤其是用于轉子的勵磁電路模塊，其中，功率模塊具有半導體結構元件，如晶體管。從us2013/0?193903a1、de?10?2016?219?770?a1或de?10?2021?211?472?a1中已知相應的同步電機的示例。
2、在外勵同步電機運行時，可設想到期望或需要轉子的快速去勵磁、即盡可能迅速地降低轉子電流并且因此減弱轉子磁場的情形。這種情形的一個例子是事故，在其中必須盡可能快速地對轉子去勵磁，即，卸載能量并且切斷電驅動力矩。
技術實現(xiàn)思路
1、本專利技
2、根據本專利技術，在開頭所述類型的方法中，該目的通過以下方式實現(xiàn)，即，在機動車或同步電機正常運行時，使至少一個晶體管在開關模式中工作，在開關模式中，該至少一個晶體管實現(xiàn)電子開關，在機動車或同步電機緊急運行時，使至少一個晶體管在電阻模式中工作，在電阻模式中，該至少一個晶體管實現(xiàn)電阻，其中，為了轉子的快速去勵磁，借助于至少一個實現(xiàn)電阻的晶體管至少部分地減小轉子電流。
3、晶體管是勵磁電路的部件，該勵磁電路用于在機動車或同步電機正常運行時與轉子的控制和通電相關的開關過程。在正常運行或者開關模式的情況中，可以通過也可以被稱為柵極電壓的控制電壓將晶體管帶到兩種開關狀態(tài)/切換狀態(tài)中，即，導通的狀態(tài)或接通狀態(tài)和閉合的狀態(tài)或關斷狀態(tài)。在導通的狀態(tài)中，晶體管對于待控制的轉子電流是低歐姆的，并且具有接近0歐姆的值。在閉合的狀態(tài)中，晶體管對于待控制的轉子電流是高歐姆的。優(yōu)選地，所有在正常運行中設置的與至少一個晶體管相關的開關狀態(tài)都可借助于導通的和閉合的狀態(tài)實現(xiàn)。尤其是，正常運行理解為這樣的情形，即，在其中，同步電機用于牽引機動車或用在能量回收或者說再生的范圍中。一般而言，正常運行涉及機動車或同步電機的無事故的情形。
4、本專利技術尤其是基于以下想法，即，在緊急運行時，將晶體管用于盡可能快速的轉子去勵磁的用途，確切地說，使晶體管用途異化，其方式為，尤其是將晶體管帶到非典型的運行區(qū)中，在非典型的運行區(qū)中，晶體管是優(yōu)選歐姆的電阻。因此，在這種情形中，晶體管具有在實現(xiàn)閉合的開關的晶體管的值與實現(xiàn)打開的開關的晶體管的值之間的電阻值。在緊急運行時，轉子電流或勵磁電流流過形成電阻的晶體管，由此相應地消耗轉子電流。此時，通常通過分別實現(xiàn)電阻的其他引導電流的部件、例如通過轉子的繞組附加地降低轉子電流。
5、優(yōu)選地，電阻值可例如借助于控制電壓來控制，從而可以特定于情形地調整該控制電壓，尤其是以用于實現(xiàn)盡可能快速的去勵磁。特別是可以規(guī)定，使至少一個處于電阻模式中的晶體管以線性模式工作，在該線性模式中，晶體管實現(xiàn)可變的電阻。因此，根據控制電壓或柵極電壓，可使晶體管在實現(xiàn)關斷狀態(tài)的截止區(qū)中和實現(xiàn)接通狀態(tài)的導通區(qū)中工作。在截止區(qū)中，控制電壓低，其中，在晶體管處出現(xiàn)集電極-發(fā)射極電壓或源極-漏極電壓的情況下，所導致的轉子電流近似為0，在晶體管方面，該轉子電流是集電極-發(fā)射極電流或源極-漏極電流。在導通區(qū)中，控制電壓足夠高，從而轉子電流可以流過晶體管。在截止區(qū)和導通區(qū)之間存在可能窄的線性區(qū)，在該線性區(qū)中，電阻隨著控制電壓的增大而基本上線性減小，從而在該區(qū)中，轉子電流隨著控制電壓的增大而基本上線性增大。由此，在緊急運行時，可以有目的地將控制電壓帶到該線性區(qū)中。此外，可以有目的地將控制電壓在該線性區(qū)內調整為一值，使得所導致的電阻對于當前情形而言盡可能有利或適宜。
6、在根據本專利技術的方法中可以規(guī)定，在緊急運行時，如此將勵磁電路帶到一開關狀態(tài)中，使得在包含至少一個實現(xiàn)電阻的晶體管的續(xù)流回路(freilauf)中的轉子電流減小。在該實施方式中，如此切換勵磁電路，使得得到轉子電流在其中循環(huán)的閉合的電流回路。在該電流回路中不包含機動車的高壓電池，從而轉子電流僅僅通過轉子的繞組的電感運行。由于在該電流回路中循環(huán)的電流流過實現(xiàn)電阻的晶體管，因此這種電流流動被相應地阻礙或減少。
7、在緊急運行時，可以將勵磁電路交替地帶到多種不同的開關狀態(tài)中，在這些開關狀態(tài)中，通過不同的、分別實現(xiàn)電阻的晶體管減小轉子電流。因此可以規(guī)定，勵磁電路具有多個晶體管，其中，這些晶體管中的一些在緊急運行時還用作開關，從而可利用轉子電流給其余的用作電阻的晶體管通電。例如可設想，在這些可能的開關狀態(tài)中的每種開關狀態(tài)中，晶體管中的一個用作被轉子電流通電的電阻，而其余一個或其余多個晶體管的開關位置使得，該實現(xiàn)電阻的晶體管被通電。這種做法之所以有利，是因為晶體管作為電阻工作會導致其發(fā)熱，其中，交替地使晶體管作為電阻工作會導致在不同晶體管上均勻的散熱。這簡化了可能需要的冷卻，并且延長了這些構件的使用壽命。
8、優(yōu)選地，作為勵磁電路，使用具有多個晶體管的非對稱全橋電路。優(yōu)選地，作為至少一個晶體管，使用絕緣柵雙極晶體管，即所謂的igbt，或者金屬氧化物半導體場效應晶體管，即所謂的mosfet。可設想不同的功率半導體技術，例如si-igbt和/或si-mosfet和/或碳化硅mosfet。
9、根據一種可能的具體的實施方式規(guī)定，作為勵磁電路，使用具有兩個晶體管的全橋電路，其中，在緊急運行時，將勵磁電路交替地帶到兩種不同的開關狀態(tài)中，其中，在這兩種開關狀態(tài)中的一種開關狀態(tài)中，借助于晶體管中的一個在高邊續(xù)流回路/高側續(xù)流回路中減小轉子電流，其中，在這兩種開關狀態(tài)中的另一種開關狀態(tài)中，借助于晶體管中的另一個在低邊續(xù)流回路/低側續(xù)流回路中減小轉子電流。
10、對于正常運行，可以規(guī)定，在正常運行時，如此將勵磁電路帶到一開關狀態(tài)中，使得建立轉子電流。這相應于同步電機的起動，或者相應于在其中借助于同步電機產生用于機動車的驅動力矩的情況。
11、在正常運行時，可以如此將勵磁電路帶到一開關狀態(tài)中，使得將電能從同步電機反饋給機動車的高壓電池和/或中間電路電容器。此時，將機動車或轉子的動能轉換或再生成電能，其再次儲存在高壓電池和/或中間電路電容器中。
12、此外可設想，在正常運行中，如此將勵磁電路本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于機動車(1)的外勵同步電機(2)的轉子(4)的快速去勵磁的方法，其特征在于，機動車(1)或同步電機(2)包括用于控制同步電機(2)的轉子電流的勵磁電路(10)，所述勵磁電路具有至少一個晶體管(11、12)，
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，使處于電阻模式中的所述至少一個晶體管(11、12)以線性模式工作，在該線性模式中，所述至少一個晶體管實現(xiàn)可變的電阻。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在緊急運行時，使勵磁電路(10)處于如下開關狀態(tài)中，即：使得在納入有實現(xiàn)電阻的所述至少一個晶體管(11、12)的續(xù)流回路中減小轉子電流。
4.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在緊急運行時，使勵磁電路(10)交替地處于多種不同的開關狀態(tài)中，在這些開關狀態(tài)中通過不同的、分別實現(xiàn)電阻的晶體管(11、12)減小轉子電流。
5.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，使用具有多個、尤其是兩個晶體管(11、12)的非對稱全橋電路作為勵磁電路(10)，和/或使用絕緣柵雙極晶體管或金屬氧化物半導體場效應晶體
6.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其中，使用具有兩個晶體管(11、12)的全橋電路作為勵磁電路(10)，
7.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在正常運行時，使勵磁電路(10)處于如下開關狀態(tài)中：使得建立轉子電流，或者將電能從同步電機(2)反饋給機動車(1)的高壓電池(3)和/或中間電路電容器(13)，或者使轉子電流減小，尤其是在續(xù)流回路中減小。
8.一種用于機動車(1)的外勵同步電機，外勵同步電機包括轉子(4)、勵磁電路模塊(6)和控制裝置(8)，該勵磁電路模塊實現(xiàn)具有至少一個晶體管(11、12)的、用于控制同步電機(2)的轉子電流的勵磁電路(10)，控制裝置被設定成，對所述至少一個晶體管(11、12)的控制聯(lián)接端施以控制電壓，使得
9.根據權利要求8所述的外勵同步電機，其特征在于，高壓電池(3)通過勵磁電路模塊(6)與轉子(4)電連接，和/或高壓電池(3)通過實現(xiàn)主變流器(9)的主變流器模塊(7)與同步電機(2)的定子(5)電連接。
10.根據權利要求8或9所述的外勵同步電機，其特征在于，勵磁電路模塊(6)和/或主變流器模塊(7)與至少一個中間電路電容器(13)耦聯(lián)。
11.根據權利要求8至10中任一項所述的外勵同步電機，其特征在于，設有至少一個冷卻模塊(22)，冷卻模塊尤其是被納入或能納入冷卻循環(huán)(23)中，冷卻模塊與勵磁電路模塊(6)熱耦合，從而在緊急運行時，用于減小轉子電流的所述至少一個晶體管(11、12)能通過所述至少一個冷卻模塊(22)冷卻。
12.一種機動車，其特征在于，機動車包括根據權利要求8至11中任一項所述的外勵同步電機(2)，機動車還包括用于為外勵同步電機(2)供電的高壓電池(3)。
...【技術特征摘要】
1.一種用于機動車(1)的外勵同步電機(2)的轉子(4)的快速去勵磁的方法，其特征在于，機動車(1)或同步電機(2)包括用于控制同步電機(2)的轉子電流的勵磁電路(10)，所述勵磁電路具有至少一個晶體管(11、12)，
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，使處于電阻模式中的所述至少一個晶體管(11、12)以線性模式工作，在該線性模式中，所述至少一個晶體管實現(xiàn)可變的電阻。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在緊急運行時，使勵磁電路(10)處于如下開關狀態(tài)中，即：使得在納入有實現(xiàn)電阻的所述至少一個晶體管(11、12)的續(xù)流回路中減小轉子電流。
4.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在緊急運行時，使勵磁電路(10)交替地處于多種不同的開關狀態(tài)中，在這些開關狀態(tài)中通過不同的、分別實現(xiàn)電阻的晶體管(11、12)減小轉子電流。
5.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，使用具有多個、尤其是兩個晶體管(11、12)的非對稱全橋電路作為勵磁電路(10)，和/或使用絕緣柵雙極晶體管或金屬氧化物半導體場效應晶體管作為所述至少一個晶體管(11、12)。
6.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其中，使用具有兩個晶體管(11、12)的全橋電路作為勵磁電路(10)，
7.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在正常運行時，使勵磁電路(10)處于如下開關狀態(tài)中：使得建立轉...
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