本发明涉及一种具有多相逆变器和控制装置的逆变器系统。此外,本发明涉及一种用于操作逆变器系统的方法。
背景技术:
1、本发明可以用于线控转向系统或侧倾稳定器的致动器中。在这样的应用中,逆变器系统通常被布置在距由逆变器系统致动的致动器一定距离处。这通常需要逆变器系统与致动器之间有一定长度的线缆连接。这样的线缆连接通常容易导致不期望的发射,因此通常无法满足电磁兼容性(emc)限制,尤其是在汽车领域。
2、在此背景下,目的是提高逆变器系统的电磁兼容性。
技术实现思路
1、该目的利用逆变器系统来实现,该逆变器系统具有:
2、多相、特别是三相的逆变器,该逆变器包括至少三个半桥电路,这些半桥电路并联连接至正电位连接和负电位连接,
3、其中,所有半桥电路均包括布置在正电位连接与半桥电路的输出之间的高侧开关以及布置在负电位连接与半桥电路的输出之间的低侧开关,
4、其特征在于,
5、半桥电路中的至少两个半桥电路包括用于电流测量的电阻分流器,该电阻分流器布置在负电位连接与半桥电路的输出之间,并且该逆变器系统具有:
6、用于操控半桥电路的控制装置,该控制装置被配置成在连续的开关周期中操控半桥电路用于生成电压空间矢量,使得通过不连续的脉宽调制生成电压空间矢量,其中包括电阻分流器的至少两个半桥电路的低侧开关中的至少一个低侧开关在开关周期内被切换为导通至少一次。
7、在根据本发明的逆变器系统中,与利用常规脉宽调制控制的逆变器系统相比,半桥电路不以半桥的开关可以被设置为所有可能的状态的方式被操控。相反,以这样的方式进行操控:半桥中的一个半桥不在每个开关周期中执行开关操作——低侧开关在整个开关周期内保持开关导通。这减少了开关操作的次数,从而减少了由于开关操作而产生的不必要的电磁发射。通过这些措施可以提高电磁兼容性。此外,以这样的方式进行操控:包括电阻分流器的那些半桥电路的低侧开关中的至少一个低侧开关被切换成在每个开关周期中导通至少一次。这可以确保电流至少在每个开关周期中的一个时间点流过电阻分流器中的一个电阻分流器,使得可以在该时间点进行电流测量,例如以控制逆变器或致动器。
8、优选地总是在其一部分是电阻分流器的半桥的低侧开关被切换为导通的时间点执行利用电阻分流器的电流测量。特别优选地,这样的电流测量在每个开关周期中至少执行一次,使得执行电流测量的频率基本上对应于由控制装置指定的开关频率(即,开关周期的周期长度的倒数)。通过这种方式,可以进行准连续电流测量,例如以控制逆变器或致动器。
9、根据本发明的优选实施方式,在不连续脉宽调制的情况下,低侧开关中的至少一个低侧开关被切换成在开关周期的整个持续时间内连续导通。这允许进一步减少开关操作的次数。
10、优选地,逆变器的所有半桥电路包括用于电流测量的电阻分流器,该电阻分流器布置在负电位连接与半桥电路的输出之间。通过这样的配置,能够同等地操控逆变器的所有半桥电路。
11、根据本发明的有利实施方式,用于操控半桥电路的控制装置被配置成使得开关周期具有在50μs至100μs范围内的周期长度。该范围内的周期长度对应于10khz至20khz范围内的开关频率,并且使得能够进一步减少开关操作以减少不期望的发射。此外,该范围内的开关频率减少了由人类可以感知的频率范围内的开关频率引起的声应力。周期长度优选在50μs至75μs的范围内、特别优选为50μs。
12、根据本发明的有利实施方式,高侧开关和低侧开关被设计为mosfet(金属氧化物半导体场效应晶体管)或igbt(绝缘栅双极晶体管)。
13、根据本发明的有利实施方式,高侧开关和低侧开关具有在3mω至30mω范围内的正向电阻。在根据本发明的逆变器中,布置在具有电阻分流器的半桥中的低侧开关可以被切换以比利用脉宽调制的常规操控更长的时间段传导电流。通过以这种方式选择正向电阻,可以减少正向损耗,并且可以减少低侧开关的不必要的发热。正向电阻优选地在3mω至20mω范围内,特别优选在3mω至10mω的范围内,例如3mω。
14、本发明还涉及一种用于线控转向系统或用于具有电机和上述逆变器系统的侧倾稳定器的致动器。
15、本发明还涉及一种用于操作具有多相、特别是三相的逆变器的逆变器系统的方法,该逆变器包括至少三个半桥电路,这些半桥电路并联连接至正电位连接和负电位连接,其中,所有半桥电路均包括布置在正电位连接与半桥电路的输出之间的高侧开关以及布置在负电位连接与半桥电路的输出之间的低侧开关,其中,半桥电路中的至少两个半桥电路包括用于电流测量的电阻分流器,该电阻分流器布置在负电位连接与半桥电路的输出之间,其中,在连续的开关周期中操控半桥电路以产生电压空间矢量,使得通过不连续脉宽调制生成电压空间矢量,其中包括电阻分流器的至少两个半桥电路的低侧开关中的至少一个低侧开关被切换为在开关周期内导通至少一次。
16、利用致动器和用于操作逆变器系统的方法可以实现与已经结合逆变器系统描述的相同的优点。
17、根据本发明的有利实施方式,通过电阻分流器来测量电流,并且根据所测量的电流基于所测量的电流来生成电压空间矢量。以这种方式,可以控制逆变器系统或由逆变器系统致动的电机。
18、替选地或附加地,结合逆变器系统描述的有利配置和特征也可以单独或组合地用在致动器和用于操作逆变器系统的方法中。
1.一种逆变器系统(3),所述逆变器系统具有:
2.根据权利要求1所述的逆变器系统(3),其特征在于,所述逆变器(7)的所有半桥电路包括用于电流测量的电阻分流器(r),所述电阻分流器布置在所述负电位连接(n)与所述半桥电路的输出之间。
3.根据前述权利要求中任一项所述的逆变器系统(3),其特征在于,用于操控所述半桥电路的所述控制装置(8)被配置成使得所述开关周期具有在50μs至100μs的范围内的周期长度(t)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的逆变器系统,其特征在于,所述高侧开关(hs1、hs2、hs3)和所述低侧开关(ls1、ls2、ls3)被设计为mosfet或igbt。
5.根据前述权利要求中任一项所述的逆变器系统(3),其特征在于,所述高侧开关(hs1、hs2、hs3)和所述低侧开关(ls1、ls2、ls3)具有3mω至30mω范围内的正向电阻。
6.一种用于线控转向系统或用于侧倾稳定器的致动器(1),所述致动器具有电机(4)和根据前述权利要求中任一项所述的逆变器系统(3)。
7.一种用于操作具有多相、特别是三相的逆变器(7)的逆变器系统(3)的方法,所述逆变器包括至少三个半桥电路,所述至少三个半桥电路并联连接至正电位连接(p)和负电位连接(n),其中,所有半桥电路均包括布置在所述正电位连接(p)与所述半桥电路的输出之间的高侧开关(hs1、hs2、hs3)以及布置在所述负电位连接(n)与所述半桥电路的输出之间的低侧开关(ls1、ls2、ls3),其中,所述半桥电路中的至少两个半桥电路包括用于电流测量的电阻分流器(r),所述电阻分流器布置在所述负电位连接(n)与所述半桥电路的输出之间,其中,在连续的开关周期中操控所述半桥电路以生成电压空间矢量(rz),使得通过不连续的脉冲宽度调制生成所述电压空间矢量(rz),其中包括电阻分流器(r)的所述至少两个半桥电路的所述低侧开关(ls1、ls2、ls3)中的至少一个低侧开关被切换成在所述开关周期(t)内导通至少一次。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,通过所述电阻分流器(r)来测量电流,并且根据所测量的电流基于所测量的电流来生成所述电压空间矢量(rz)。
