用于控制無刷電機(jī)的方法和控制電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于控制無刷電子換向電機(jī)的方法，市電交流電壓(UN)被整流成一中間電路直流電壓(UZK)，該直流電壓(UZK)由一包含中間電路電容器(CZK)的中間電路而被饋送到一逆變器，且該逆變器由一電機(jī)控制裝置控制，用于向所述電機(jī)饋送和使所述電機(jī)換向，對所述中間電路直流電壓(UZK)的電壓電平進(jìn)行監(jiān)測，且將其與一預(yù)定限值(UZK,max/UStandby)作比較，一旦達(dá)到或超過所述限值(UZK,max/UStandby)，所述中間電路直流電壓(UZK)就通過計(jì)時(shí)斷開和再連接而被限制到所述預(yù)定限值。本發(fā)明的方法和控制電路，具有較高的功能可靠性，且能夠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
【專利說明】用于控制無刷電機(jī)的方法和控制電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求1的前序部分，本發(fā)明首先涉及一種用于控制無刷電子換向電機(jī)的方法，其中市電交流電壓被整流成一中間電路直流電壓，該直流電壓由一包含中間電路電容器的中間電路而被饋送到一逆變器，且所述逆變器由電機(jī)控制裝置控制而向電機(jī)饋送和使電機(jī)換向。
[0002]根據(jù)權(quán)利要求5的前序部分，本發(fā)明也涉及一相應(yīng)的控制電路，該控制電路包括:電源整流器、在下游與一正線和一負(fù)線連接的中間電路、以及逆變器，該逆變器被饋送以來自中間電路的中間電路直流電壓，且可由電子電機(jī)控制裝置控制而使電機(jī)換向；在中間電路中布置有中間電路電容器。
【背景技術(shù)】
[0003]電子換向電機(jī)廣為人知，時(shí)常也被簡稱為EC電機(jī)；它們被用于多種用途，例如在通風(fēng)和空調(diào)技術(shù)中被用作風(fēng)扇或通風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)器。這種類型的EC電機(jī)是根據(jù)所描述的一般方法而運(yùn)行的，且為此而具有一上述適當(dāng)?shù)姆盒涂刂齐娐贰Ｔ谶@方面例如可參考文件EP2482442A1和EP2267883A1 ;然而，這些文件主要關(guān)注用于將中間電路配置為具有最小中間電路電抗(電容、電感)的“瘦中間電路”的具體措施。
[0004]在這種類型的EC電機(jī)的實(shí)際使用中，如果并非所有構(gòu)件都被配置為用于特別高的電壓和電流，則會出現(xiàn)問題，特別是由于市電側(cè)的過電壓和過電流；不過，將所有構(gòu)件均配置為用于特別高的電壓和電流會增加成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明基于以下目的:在盡可能低的成本下，確保EC電機(jī)及其控制電路具有高的功能可靠性，且能夠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，這一方面是通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求1所述的方法而實(shí)現(xiàn)的，另一方面是通過根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制電路而實(shí)現(xiàn)的。有利的配置詳見各從屬權(quán)利要求以及下文。
[0007]因此，根據(jù)本發(fā)明，在中間電路中，通過使用電子開關(guān)而由計(jì)時(shí)控制來限制電壓，且還優(yōu)選限制電流，該電子開關(guān)布置在中間電路中，更具體地特別是布置在其負(fù)線中。由此，可使用具有電氣強(qiáng)度和載流能力的經(jīng)濟(jì)型構(gòu)件，所述電氣強(qiáng)度和載流能力用于正常運(yùn)行，因而相對較低，不會使構(gòu)件有損壞、或甚至由于過電壓和/或過電流而損壞的危險(xiǎn)。在根據(jù)本發(fā)明所述的電壓限制下，通過預(yù)設(shè)一適當(dāng)?shù)男∮?等于構(gòu)件電氣強(qiáng)度的電壓限值，實(shí)現(xiàn)有效的過電壓保護(hù)。此外，可降低功耗的待機(jī)操作也是有利的，且很易于實(shí)現(xiàn)，這是因?yàn)橹虚g電路的降低的電壓被預(yù)設(shè)為電壓限值；計(jì)算該降低電壓的電平，從而仍確保電機(jī)控制裝置的基本功能；這一方面使得電機(jī)控制裝置可啟動(dòng)待機(jī)操作，而之后可再次轉(zhuǎn)換到電機(jī)換向的正常操作中。因此，在優(yōu)選配置中，根據(jù)本發(fā)明所述的中間電路開關(guān)具有三重功能。在下文中將更精確地描述各細(xì)節(jié)。[0008]在下文中將根據(jù)圖示的優(yōu)選實(shí)施方式而對本發(fā)明作更詳細(xì)的說明，
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是根據(jù)本發(fā)明所述的控制電路的優(yōu)選配置的框圖；
[0010]圖2是用于說明續(xù)流程序的曲線圖；
[0011]圖3是用于說明電流限制的曲線圖；
[0012]圖4是用于說明中間電路直流電壓的過電壓限制的曲線圖；以及
[0013]圖5是用于說明中間電路直流電壓的待機(jī)值的電壓限制的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]對于下文描述需明確強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明不局限于實(shí)施方式，且也不局限于所述特征組合的全部或多個(gè)特征。事實(shí)上，實(shí)施方式的每個(gè)單一的部分特征自身都可具有創(chuàng)造性意義，且也可與任何其他特征結(jié)合，即使當(dāng)與相關(guān)描述的所有其他部分特征分開時(shí)。
[0015]根據(jù)圖1，根據(jù)本發(fā)明所述的控制電路I用于控制電機(jī)M，該電機(jī)M以極簡化的形式示意性繪出，且優(yōu)選是一種三股永磁勵(lì)磁同步電機(jī)，簡寫為“PMSM”，即事實(shí)上為三相電機(jī)，不過，該三相電機(jī)是通過受控逆變器2而采用直流電壓運(yùn)行的。因此，這種類型的電機(jī)M往往也被稱為無刷電子換向直流電機(jī)或簡稱為EC電機(jī)。
[0016]以眾所周知的方式而采用六個(gè)受控半導(dǎo)體電路元件(未單獨(dú)示出)將逆變器2構(gòu)建成全橋端階段，這六個(gè)受控半導(dǎo)體電路元件受電機(jī)控制裝置4的控制(電機(jī)控制)，且電機(jī)控制裝置4的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置由適當(dāng)裝置測定為Φ ’用于換向和速度調(diào)整。這通常是通過脈沖寬度調(diào)制(PWM)而進(jìn)行的，以便調(diào)制有效正弦電機(jī)的相電壓和相電流。
[0017]這種類型的電機(jī)控制廣為人知，且無需任何更進(jìn)一步的描述。
[0018]為驅(qū)動(dòng)電機(jī)M，首先，將一特定三相市電交流電壓Un (電源)通過不受控的大功率整流器6而整流成中間電路直流電壓UZK。為全面起見，在市電交流電壓Un的輸入電路中，等效電阻R和等效電感L顯示于三相中。電源整流器6通過中間電路8而連接到逆變器2。中間電路8具有正線8a和負(fù)線8b。在中間電路8內(nèi)連接有一中間電路電容器Czk，其平行于正線8a與負(fù)線Sb之間的電源整流器6，且該中間電路電容器Czk用于平滑被整流的最初脈沖中間電路直流電壓Uzk。
[0019]在這方面，中間電路8可被配置為“瘦中間電路”或“胖中間電路”?！笆葜虚g電路”只具有很小的中間電路阻抗，且中間電路電容器Czk對其具有很低的電容。因此，在“瘦中間電路”中，電容例如最多只有10%，但在“胖中間電路”中，實(shí)際上甚至優(yōu)選只需1%至7%的電容來平滑被整流的脈沖中間電路直流電壓UZK。該電容的大小原則上至少取決于電器功率。取決于配置，胖中間電路的電容例如可以是330 μ F ;在這一實(shí)施例中，具有瘦中間電路的配置會產(chǎn)生只有5-20 μ F數(shù)量級的中間電路電容。對于胖中間電路，電容器Czk通常是由電解電容器而形成的，而對于瘦中間電路，則使用一更簡單、更經(jīng)濟(jì)和更耐用的箔電容器就足夠了。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，在開觸點(diǎn)(集電極-發(fā)射極路徑C-E)之間具有間隙的電子開關(guān)Tzk被布置在中間電路8的一條線中，更具體而特別地是布置在負(fù)線Sb中。開關(guān)Tzk優(yōu)選由晶體管而形成，該晶體管經(jīng)由其控制連接(基極B)而由比較器接線10來控制，且比較器接線10可承受中間電路直流電壓Uzk的電平和/或在中間電路8中流動(dòng)的中間電路電流Izk的電平。在運(yùn)行過程中，開關(guān)Tzk必須承載全部中間電路電流Ιζκ，即換向電子設(shè)備(逆變器2和電機(jī)控制裝置4)的工作電流以及電機(jī)工作電流。
[0021]續(xù)流二極管Dzk也沿反向而連接在位于正線8a與負(fù)線Sb之間的中間電路8內(nèi)，且與中間電路電容器Czk平行。電感(扼流圈)Lzk位于正線8a中，該正線8a位于中間電路電容器Czk和二極管Dzk的連接點(diǎn)之間，且該電感(扼流圈)Lzk與具有二極管^和齊納二極管ZDl的另一續(xù)流臂平行連接。
[0022]為測量中間電路電流Izk，提供電流傳感器12，該傳感器12也優(yōu)選位于負(fù)線Sb中，且例如可被配置成測量分路。為測量各個(gè)當(dāng)時(shí)中間電路電壓Uzk，在正線8a與負(fù)線Sb之間的中間電路8中連接有適當(dāng)?shù)碾妷罕?4。
[0023]根據(jù)本發(fā)明所述的比較器接線10具有第一比較器0P1、第二比較器0P2以及第三比較器0P3。這些比較器優(yōu)選由運(yùn)算放大器形成，如圖所示。第一比較器OPl形成電流比較器，第二比較器0P2形成第一電壓比較器，且第三比較器0P3形成第二電壓比較器。
[0024]為限制電流，電流比較器OPl優(yōu)選將由電流傳感器12測得的中間電路電流Izk的各個(gè)當(dāng)時(shí)真實(shí)值iZK，akt與一預(yù)定最大限值Ιζκ，_作比較。
[0025]根據(jù)本發(fā)明，為防止過電壓，第一電壓比較器0P2將由電壓表14測得的中間電路直流電壓Uzk的各個(gè)當(dāng)時(shí)真實(shí)值IZK，akt與一預(yù)定最大限值Uzk’隱作比較。
[0026]最后，在本發(fā)明的用于待機(jī)操作以減少功耗的一優(yōu)選配置中，第二電壓比較器0P3將由電壓表14測得的中間 電路直流電壓Uzk的各個(gè)當(dāng)時(shí)真實(shí)值Uzk’ akt與一預(yù)定降低電壓值
^Standby
作比較。
[0027]此外，在位于正線8a與負(fù)線Sb之間的中間電路8內(nèi)連接有第一電源16，該第一電源16提供來自中間電路直流電壓Uzk的第一控制電壓Usn，從而為中間電路開關(guān)Tzk和第一比較器OPl提供電力。此外，在位于正線8a與負(fù)線8b之間的中間電路8內(nèi)連接有第二電源18，該第二電源18可有利地通過開關(guān)模式電源而實(shí)現(xiàn)，且其從中間電路直流電壓Uzk而向電機(jī)控制裝置4和兩個(gè)電壓比較器0P2與0P3提供第二控制電壓Ust2。
[0028]由于當(dāng)中間電路開關(guān)Tzk打開時(shí)在控制電壓Usn與Ust2之間具有不同的地電位，在圖示的實(shí)施方式中兩個(gè)比較器0P2和0P3的輸出端通過電流隔離而連接到開關(guān)Tzk的控制連接B，例如如圖所示而通過光耦合器20，而第一比較器OPl直接控制開關(guān)Τζκ。
[0029]由于迄今對根據(jù)本發(fā)明所述的控制電路I的配置所作的描述，中間電路開關(guān)Tzk有利地具有多種功能。根據(jù)本發(fā)明，它主要用于限制中間電路8的電壓，其更具體地受制于用于過電壓保護(hù)的上限值UZK，max (第一功能)，且優(yōu)選受制于用于控制電路I的待機(jī)操作的降低限值Ustandby(第二功能)。此外，中間電路開關(guān)Tzk也有利地用于限制中間電路8內(nèi)的電流(第三功能)。在下文中將分別對這些功能作更詳細(xì)的描述。
[0030]A)電流限制
[0031]在傳統(tǒng)的控制電路中，在沒有諸如串聯(lián)電阻的其他限流措施的情況下，由于電容器Czk尚未充電，一非常高的峰值電流Izk有可能在連接電源Un的瞬間通過中間電路電容器Czk而流入到中間電路8中，因而實(shí)際上構(gòu)成一短路。這樣很危險(xiǎn)，特別是在電容器內(nèi)的電極與金屬箔之間的接觸區(qū)域中，高的峰值電流會使各處升至很高的溫度，從而由于觸點(diǎn)燒毀而可能發(fā)生熱損壞。此外，電容器的所謂的電流承載能力受到電極厚度的限制，由此轉(zhuǎn)而發(fā)生受電流強(qiáng)度影響的熱損耗。一般地，電容器對溫度很敏感，這相應(yīng)地對其使用壽命有負(fù)面影響。此外，必要的諸如電容器的電源整流器6也具有有限的電流承載能力。整流器6在承受過大的電流負(fù)荷時(shí)會損壞或甚至毀壞，且由于產(chǎn)生的熱損耗而至少會加速老化過程。所有這些因素有可能導(dǎo)致整個(gè)換向電子設(shè)備出現(xiàn)故障。
[0032]通過根據(jù)本發(fā)明所述的控制電路I的優(yōu)選電流限制，可有利地避免這些問題。
[0033]此外，也在換向電子設(shè)備的運(yùn)行期間出現(xiàn)的高電流可引起另一問題。這種類型的高電流可隨時(shí)由高市電側(cè)的電壓瞬變和過電壓而引起。這種類型的高電流也可有利地受到根據(jù)本發(fā)明所述的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的限制，這是因?yàn)橥負(fù)浣Y(jié)構(gòu)在正常操作期間也仍然有效。在這方面，理想地選擇上述限值IZK，max，從而使在正常操作期間產(chǎn)生的電機(jī)電流不主動(dòng)地影響電流限制，而只是一不允許的高于預(yù)定限值的過電流。
[0034]電流限制按照下文所述的方式而起作用。
[0035]如果中間電路電流Izk的實(shí)際電流值IZK，akt達(dá)到或超過預(yù)定限值Ιζκ，_，例如當(dāng)中間電路電容器Czk正在被充電時(shí)，電流比較器OPl的輸出端切換，以便斷開或禁用中間電路開關(guān)Τζκ。在開關(guān)Tzk的禁用相，先前儲存在中間電路電感Lzk中的能量經(jīng)由續(xù)流二極管Dzk(續(xù)流路徑I)或隊(duì)和？^ (續(xù)流路徑2)而釋放到中間電路8內(nèi)。當(dāng)Lzk的能量已釋放完畢時(shí)，電流的流動(dòng)也結(jié)束了。需要使用續(xù)流路徑I和2，這是因?yàn)橛捎谥虚g電路8被迅速斷開，使得仍然存在于電感Lzk中的能量試圖在第一時(shí)刻繼續(xù)流動(dòng)，結(jié)果可出現(xiàn)電壓峰值和過沖，其有可能高于中間電路開關(guān)Tzk的最大可允許集電極-發(fā)射極電壓(例如1200V)。這些會使開關(guān)Tzk損壞。由于在中間電路的放電期間，在經(jīng)由續(xù)流路徑2而對于其構(gòu)件的續(xù)流情況下，電壓可能會太高，因而需要使用另一續(xù)流路徑I。因此，取決于中間電路電壓Uzk的電平，能量經(jīng)由續(xù)流路徑I和/或續(xù)流路徑2而被釋放掉:
[0036]-對于續(xù)流路徑1，當(dāng)忽視二極管流動(dòng)電壓Dzk時(shí)，對于在開關(guān)TZK處的集電極-發(fā)射極電壓產(chǎn)生下列等式:UCE=UN
[0037]-在續(xù)流路徑2中，DL和ZDL相互串聯(lián)，且與電感LZK平行。在這方面，ZDL例如可被配置成二極管或變阻器。在經(jīng)由這種布置而進(jìn)行續(xù)流的情況下，對于在開關(guān)Tzk處的集電極-發(fā)射極電壓產(chǎn)生下列等式:ueE=uN - UZK+UZDL
[0038]在連接時(shí)刻，當(dāng)Uzk=OV時(shí)，續(xù)流路徑I由此最初經(jīng)由二極管Dzk而在高至一具體的中間電路電壓下起作用，且該具體的中間電路電壓受制于ZW的擊穿電壓；然后能量經(jīng)由布置^和ZDl而釋放在續(xù)流路徑2中。該效果示于圖2中。
[0039]在能量已從中間電路電感Lzk中釋放之后，電流比較器OPl然后重新連接開關(guān)Τζκ，由此使中間電路電流Izk以取決于電感Lzk的上升速率而升高，由此使充電過程重新開始。重復(fù)這些切換周期，直到中間電路電容器Czk已被充電到市電電壓Un的峰值電壓，或已達(dá)到由兩個(gè)電壓比較器0Ρ2和0Ρ3監(jiān)測的兩個(gè)電壓極限之一，詳見下文。根據(jù)本發(fā)明所述的中間電路開關(guān)Tzk由此而工作在接合而非線性的操作條件下，但始終處于固定周期的運(yùn)行中。中間電路8的這一計(jì)時(shí)充電程序示于圖3中。這里可看出，由于各個(gè)電流脈沖Izk，中間電路直流電壓Uzk分步驟而升高至市電電壓Un的峰值。在這方面，每個(gè)電流脈沖中的電流被限制到最大可允許限值IZK，max，從而可有利地有效避免由此而產(chǎn)生的過電流和負(fù)面結(jié)果。
[0040]B)電壓限制
[0041]根據(jù)本發(fā)明，中間電路8中的電壓Uzk受到比較器接線10的限制；有利地預(yù)設(shè)兩個(gè)不同的限值，更具體而言，一方面用于過電壓保護(hù)，而另一方面優(yōu)選暫時(shí)用于控制電路I的待機(jī)操作。
[0042]BI)討電壓保護(hù)
[0043]根據(jù)本發(fā)明所述的中間電路開關(guān)Tzk作為其主要功能而對包含在控制電路I中的構(gòu)件提供可能的保護(hù)，即對包含在中間電路8、逆變器2、以及電機(jī)控制裝置4中的構(gòu)件提供可能的保護(hù)，以防止例如由不穩(wěn)定的市電電源而可導(dǎo)致的過電壓。為此，中間電路開關(guān)Tzk限制中間電路直流電壓Uzko
[0044]當(dāng)開關(guān)Tzk打開時(shí)，施加的電源電壓Un被分為其集電極-發(fā)射極電壓Uce以及中間電路電壓Uzk。電子設(shè)備的電氣強(qiáng)度由此增至最大可能中間電路電壓與開關(guān)的最大集電極-發(fā)射極電壓的總和:
[0045]UN’ peak_Uzk+Uce
[0046]為了將構(gòu)件成本保持在合理的范圍內(nèi)，可使用半導(dǎo)體構(gòu)件，其例如在400V的三相市電中的電氣強(qiáng)度達(dá)到1200V。因此，最大可允許中間電路直流電壓Uzk應(yīng)低于例如1200V的限值，以避免損壞構(gòu)件。該最大可允許電壓在第一電壓比較器0P2中被預(yù)設(shè)為最大值UZK’max。由電壓表14確定的當(dāng)時(shí)中間電路直流電壓Uzk作為實(shí)際值UZK，akt而被提供給比較器0P2。比較器0P2然后不斷地將當(dāng)時(shí)中間電路電壓Uzk’akt與預(yù)設(shè)最大限值Uzk’隱作比較。如果當(dāng)時(shí)值達(dá)到或超過限值，比較器0P2就斷開開關(guān)Τζκ。因此，通過位于中間電路8中的測量分壓器以及第二電源IS(Ust2)而使中間電路電容器Czk在預(yù)定閾值下放電，直到比較器0Ρ2再次切換和重新連接開關(guān)Τζκ。中間電路8然后再次充電到斷開閾值，而同時(shí)仍然存在過電壓。重復(fù)該順序，直到過電壓下降到低于斷開閾值。這些程序示于圖4中。隨著持續(xù)的市電過壓，中間電路直流電壓Uzk由此通過計(jì)時(shí)而保持在恒定的電平，從而確保永久的過電壓保護(hù)。
[0047]此外，由圖4可看出，由電壓在再連接時(shí)刻的急劇上升而引起的充電電流Izk也受限于最大可允許電流Ιζκ，_。參見上文描述中的A小節(jié)。在這方面，中間電路電容器Czk由此也在被分階段地充電。
[0048]還提及在過電壓期間不應(yīng)發(fā)生電機(jī)M的換向，以便使中間電路電容器Czk不被過度放電，結(jié)果使整個(gè)換向電子設(shè)備的電氣強(qiáng)度降低。因此，在過電壓情況下，電機(jī)控制裝置4暫停換向，直到電壓再次下降。
[0049]Β2)待機(jī)操作
[0050]與先前描述的過電壓斷開的操作模式類似，也可通過只預(yù)設(shè)較低的電壓限值而有利地進(jìn)行待機(jī)操作。因此，待機(jī)操作的原理也是基于中間電路電壓Uzk的計(jì)時(shí)，但是基于一低于額定整流市電輸入電壓Un的較低電壓值。結(jié)果可有利地降低換向電子設(shè)備的耗電量。在這方面，方便地選擇處于待機(jī)操作中的中間電路直流電壓Uzk的電壓值，從而通過第二電源18而仍然適當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生用于電機(jī)控制裝置4的低電壓。
[0051]待機(jī)操作示于圖5中。在該曲線圖中繪有一降低的中間電路電壓Ustandby，其中Un表示被整流的市電輸入電壓，且Uzk表示被計(jì)時(shí)的中間電路電壓。
[0052]一旦未發(fā)生電機(jī)M的換向，就由電機(jī)控制裝置4a來啟動(dòng)待機(jī)操作。在這種情況下，在第二電壓比較器0P3中預(yù)設(shè)有一適當(dāng)?shù)慕档拖拗礥standby。比較器0P3也具有由電壓表14經(jīng)由第二輸入端而確定的中間電路電壓的實(shí)際值UZK，akt。當(dāng)實(shí)際值達(dá)到或超過預(yù)定的限值時(shí)，比較器0P3斷開開關(guān)Tzk ;然后，類似于上述的電壓限制，在中間電路電容器Czk的短時(shí)放電階段之后，重新與具有低滯后的開關(guān)連接。因此，根據(jù)圖5，中間電路電壓在此也是通過開關(guān)Tzk的計(jì)時(shí)而受到限制的。
[0053]最后，還提及中間電路開關(guān)Tzk可有利地配置成IGBT或MosFET。
[0054]由上文可清楚地看出，中間電路開關(guān)Tzk有利地具有多種功能。因此，它可將輸入電流限制在中間電路電容器Czk內(nèi)，方式如下:一旦超過最大預(yù)設(shè)限值，開關(guān)就斷開，且在電流已降低之后重新連接。由此在具有一電流極限的情況下，對電容器Czk進(jìn)行分階段地充電。開關(guān)Tzk的根據(jù)本發(fā)明所述的另一功能是電壓限制，一方面在高市電側(cè)電壓瞬變以及過電壓的情況下用于斷開而保護(hù)所有半導(dǎo)體構(gòu)件，另一方面用于待機(jī)操作，該待機(jī)操作由于降低的中間電路電壓Uzk而有利地降低中間電路8中的功耗。
[0055]本發(fā)明具有下列重要優(yōu)點(diǎn):
[0056]-避免由于市電側(cè)過電流而導(dǎo)致的半導(dǎo)體構(gòu)件的損壞和加速老化
[0057]-避免由于過度充電電流而導(dǎo)致的中間電路電容器的熱超載和加速老化
[0058]-避免由于過電壓而導(dǎo)致的功率半導(dǎo)體的損壞
[0059]-在差或高阻抗的市電情況下，保護(hù)整個(gè)電機(jī)控制電路I以及電機(jī)M
[0060]_限制啟動(dòng)電流
[0061]-避免過度的工作電流
[0062]-增加整個(gè)電路的輸入電氣強(qiáng)度
[0063]-降低中間電路中的待機(jī)損耗
[0064]本發(fā)明并不局限于已舉例和描述的實(shí)施方式，而是也包括在本發(fā)明的意義范圍內(nèi)具有相同效果的所有配置。需明確強(qiáng)調(diào)的是，這些實(shí)施方式并不局限于組合起來的所有特征，而是每個(gè)單獨(dú)的部分特征就本身而言都可具有創(chuàng)造性意義，即使與所有其他部分特征分開。此外，本發(fā)明迄今也不局限于在各個(gè)獨(dú)立權(quán)利要求中所限定的特征的組合，而是也可由在其全部公開的所有單獨(dú)特征的特定特征的任何其他組合來限定。在原則上，這意味著實(shí)際上各個(gè)獨(dú)立權(quán)利要求的任何單一特征均可被在本申請的其他地方公開的至少一個(gè)單一特征所省略或代替。在這方面，權(quán)利要求僅被理解為對于發(fā)明而作出的首次配方嘗試。
【權(quán)利要求】
1.一種用于控制無刷電子換向電機(jī)(M)的方法，市電交流電壓(Un)被整流成一中間電路直流電壓(Uzk)，該直流電壓(Uzk)由一包含中間電路電容器(Czk)的中間電路⑶而被饋送到一逆變器(2)，且該逆變器⑵由一電機(jī)控制裝置⑷控制，用于向所述電機(jī)(M)饋送和使所述電機(jī)(M)換向，其特征在于:對所述中間電路直流電壓(Uzk)的電壓電平進(jìn)行監(jiān)測，且將其與一預(yù)定限值(UZK，./Ustandby)作比較，一旦達(dá)到或超過所述限值(UZK，max/Ustandby)，所述中間電路直流電壓(Uzk)就通過計(jì)時(shí)斷開和再連接而被限制到所述預(yù)定限值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:為通過預(yù)設(shè)最大可允許電壓(UZK，max)而將一過電壓限制為限值，所述中間電路直流電壓(Uzk)被限制到一值，該值小于/等于受制于所述中間電路直流電壓(Uzk)的構(gòu)件的構(gòu)件特定性電氣強(qiáng)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:對于功耗降低的待機(jī)操作，通過預(yù)設(shè)一降低的限值(Ustandby),所述中間電路直流電壓(Uzk)被限制到一值，該值仍然確保對電機(jī)控制裝置⑷的最小供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一所述的方法，其特征在于:為限制在所述中間電路(8)內(nèi)的電流，監(jiān)測在所述中間電路(8)中流動(dòng)的中間電路電流(Izk)，且將其與一預(yù)定限值(IzK,mJ作比較，一旦達(dá)到或超過所述限值(UZK，max)，就通過計(jì)時(shí)斷開和再連接而將所述中間電路電流(Izk)限制到所述限值(IZK，max)。
5.一種用于無刷電子換向電機(jī)(M)的控制電路(I)，特別是用于根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一所述的方法，包括電源整流器(6)、在下游與一正線(8a)和一負(fù)線(Sb)連接的中間電路(8)、以及逆變器(2);該逆變器(2)被饋送以來自所述中間電路(8)的中間電路直流電壓(Uzk)，且可由電 子控制裝置(4)控制而使所述電機(jī)(M)換向；在所述中間電路⑶中布置有中間電路電容器(Czk);其特征在于:在開觸點(diǎn)(C-E)之間具有間隙的電子開關(guān)(Tzk)被布置在所述中間電路(8)的所述線(8a，Sb)的之一中，所述開關(guān)(Tzk)可通過受制于所述中間電路直流電壓(Uzk)的比較器接線(10)而受到控制，并在每種情況下被測得所述當(dāng)時(shí)實(shí)際值(UZK,akt)，且所述開關(guān)(Tzk)可通過一預(yù)定限值(UZK,max/UZK,standby)而受到限制，從而一旦達(dá)到或超過所述限值，所述中間電路直流電壓(Uzk)就通過所述開關(guān)(Tzk)的計(jì)時(shí)連接而被限制到所述預(yù)定限值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制電路，其特征在于:所述電子開關(guān)(Tzk)可通過也受制于中間電路電流(Izk)的所述比較器接線(10)而受到控制的，所述中間電路電流(Izk)在所述中間電路⑶中流動(dòng)，并在每種情況下被測得所述當(dāng)時(shí)實(shí)際值(IZK，akt)，且所述電子開關(guān)(Tzk)可通過一預(yù)定的最大可允許電流限值(ζι?_)而受到控制，從而一旦達(dá)到或超過所述限值，所述中間電路直流電流(Izk)就通過所述開關(guān)(Tzk)的計(jì)時(shí)連接而被限制到所述預(yù)定限值，且所述中間電路電容器(Czk)通過電流脈沖而被分階段地充電。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或權(quán)利要求6所述的控制電路，其特征在于:所述比較器接線(10)具有用于限制過電壓的第一電壓比較器(OP2)、以及中間電路直流電壓(UZK，max)，所述中間電路直流電壓(UZK，max)是預(yù)設(shè)為限值的最大可允許考慮的構(gòu)件電氣強(qiáng)度。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7中的任一所述的控制電路，其特征在于:所述比較器接線(10)具有第二電壓比較器(OP3)，其中所述第二電壓比較器(OP3)被預(yù)設(shè)為仍然足以用于對所述電機(jī)控制裝置⑷進(jìn)行最小供電的降低的中間電路電壓(Ustandby),以作為待機(jī)操作的所述限值。
9.根據(jù)權(quán)利要求5-8中的任一所述的控制電路，其特征在于:所述比較器接線(10)具有在輸出側(cè)連接到所述電子開關(guān)(Tzk)的控制連接⑶的電流比較器(OPl)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中的任一所述的控制電路，其特征在于:所述電壓比較器(0P2, 0P3)在輸出側(cè)通過電流隔離尤其是光耦合器(20)而連接到所述電子開關(guān)(Tzk)的控制連接⑶。
11.根據(jù)權(quán)利要求5-10中的任一所述的控制電路，其特征在于:所述電子開關(guān)(Tzk)被布置在所述中間電路(8)的所述負(fù)線(Sb)中。
【文檔編號】H02P29/02GK103997279SQ201410114310
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月25日
【發(fā)明者】丹尼爾·康尼格, 托馬斯·布朗 申請人:穆爾芬根依必派特股份有限公司