[发明专利]驱动系统、用于运行驱动系统的方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种驱动系统、一种用于运行驱动系统的方法和一种应用。

背景技术

已知通过逆变器对电机进行馈电，该逆变器由蓄能器、例如变换器的中间电路电容器来供给能量。很显然地，在利用电池供电的、具有电动的驱动装置的机动车中，由逆变器对电机进行馈电，该逆变器由电池供给能量。

发明内容

因此本发明的目的是：提出一种用于蓄能器的价廉的充电电路。

根据本发明，该目的通过按照权利要求1的特征所述的驱动系统、按照权利要求9的特征所述的用于运行驱动系统的方法、以及按照权利要求15的特征所述的应用来实现。

本发明的在驱动系统方面的重要的特征是，驱动系统包括电机、逆变器和蓄能器，其中，电机可由逆变器馈电，逆变器可由蓄能器供给能量，电机的至少一个定子绕组中可输入有一可由一开关控制的电流，该电流由不同于蓄能器的电源来提供。

在此有利的是，可以实现一种非常紧凑的充电电路，其中，电源甚至可以具有比为了给蓄能器充电所必需的电压小得多的电压水平。由于可——例如按照降压转换器的形式——将定子绕组用作该充电电路的电感元件，因此甚至能实现电压水平的升高。换句话说，能以大范围的电压为充电电路供电。

此外有利的是，各定子绕组也至少部分地具有附加蓄能器的功能并且此外也有助于使充电电流平滑。

在一种有利的设计方案中，所述电源借助于一另外的蓄能器来实现或借助于具有连接在下游的整流器的、单相或多相的交流电压源来实现。在此有利的是，该另外的蓄能器可以具有和充电电压不同的电压水平。也就是说，能应用大范围的电压，例如具有波动的或可变的电压的供电电网。

在一种有利的设计方案中，蓄能器中的一个或这些蓄能器是电容器、超高容量电容器或电池。在此有利的是，可根据需要选择一确保所计划的应用能够运行的电容(元件)。

在一种有利的设计方案中，所述电源是电网馈电的、三相交流电馈电的或利用单相的交流电供给能量的整流器的输出端，特别是其中，整流器设计为单相的或多相的。在此有利的是，能应用单极的电压，该电压不必特别平滑。

在一种有利的设计方案中，电机的各定子绕组呈星形连接。在此有利的是，所有的定子绕组都能以简单的方式用作为充电电路的电感元件。特别在将和定子绕组连接的逆变器用作升压转换器时，能实现将充电电流分配到各定子绕组上。因此能降低欧姆损耗的热功率。

在一种有利的设计方案中，在定子绕组和开关之间设有一附加的电感元件。在此优点是，能应用较低的开关频率以产生相同大小的充电电流，由此随后也能降低由逆变器和/或该开关包括的半导体开关的开关损耗。此外还能实现在充电电压与所述能源的电压水平之间的较大的电压差。

在一种有利的设计方案中，该附加的电感元件设置在星形汇接点和该开关之间，特别用于引导可由开关控制的电流通过。在此优点是，可以实现将充电电流分配到各定子绕组上并因此能达到较低的损耗。

在一种有利的设计方案中，给整流器供给能量的电压源或给开关供给能量的、不同于蓄能器的电源的有效值或峰值小于蓄能器的充电电压，亦即小于为了给蓄能器充电而必需的电压、特别是逆变器的输入电压。在此优点是，能将大范围电压能源用作给开关供给能量的能源。

在用于运行驱动系统的方法方面的重要特征在于，驱动系统包括可由蓄能器供给能量的电机，其中，通过电机的至少一个定子绕组将来自不同于蓄能器的能源的电流以受控制的方式输入，以用于对蓄能器进行充电。

在此优点是，能应用一种充电方法来对该能源进行充电，该充电方法应用了本来就存在的电机的定子绕组。因此，不仅能将大范围电压例如具有波动的电压的电网用作充电电路的能源，而且是一种非常紧凑的设计方案，这是因为电机的定子绕组被用于运行充电电路。

在一种有利的设计方案中，定子绕组可利用三相交流电压系统馈电，该三相交流电压系统可由蓄能器产生。在此优点是，能应用传统的逆变器，该逆变器包括三个半桥，每个半桥各包括一具有两个半导体开关的串联电路；并因此能实现脉宽调制的驱控以获得所述半导体开关的马达运行模式或发电机运行模式。

在一种有利的设计方案中，脉宽调制地或区块换向地(blockkommutiert)驱控逆变器，特别是用于以马达模式或发电机模式运行电机。在此优点是，能应用简单的方法。

在一种有利的设计方案中，脉宽调制地控制所述开关。在此优点是，能实现简单的和耗费少的运行方式，特别是也能实现将充电电压调节到额定值，这由此实现，即能将脉宽调制比用作调节参量。