[发明专利]用于驱控变流器电路的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于驱控变流器电路的方法、一种用于驱控变流器电路的装置、一种变流器电路和一种车辆。

背景技术

在机动车驱动系统中用于为电动机的电机绕组供应电能的变流器电路例如由Lukas Lamberts等人于2010年9月08至09在Aschaffenburg的EMA2010会议中公开的“用于机动车传动的高频变频器”已知。

在此涉及一种被设计用于将电源的直流电压转换成多个交流电压的电路。在串连的子模块中产生各个交流电压，直流电压的一部分在输入端一侧分别在这些子模块处下降。在子模块内部，分别通过作为逆流器工作的单相全桥将直流电压的相应部分转换成能够提供给电机绕组中任一个的交流电压。单相全桥包括两个单相半桥，它们被分别设计用于产生交流电压相位，从而使两个交流电压相位相加形成单相的交流电压。

在各个子模块的输入端处下降的分电压在通过全桥逆变之前通过升压变换器增高。升压变换器包括串联连接在电源和全桥的串联电路之间的电感件以及每个子模块中的输入端半桥。全桥和半桥在子模块内部连接在直流电压一侧。

一个中间回路电容器并联于全桥并且并联于在每个子模块中的输入端半桥，它能够中间存储电能，例如来自电机绕组的无功功率流的电能。

发明内容

本发明的目的在于，改进已知的变流器电路。

该目的通过独立权利要求所述的特征得以实现。优选的改进方案是从属权利要求的对象。

根据本发明，检测从连接到全桥中的任一个上的电负载到电源的负功率流，并且在负功率流期间，使来自全桥的电功率在电源的方向上暂时回流。

本发明所基于的考虑是，可以基于需要由全桥提供给所连接的负载的有效电功率调节来自电源的电流。基于所连接的负载的耗电器属性，需要提供的有效功率必须总是正的。因此通过调节有效功率来固定地预设了模块式变流器的每个子模块上的电压和电流的方向。各个全桥上的分电压的方向通过电源的输出电压预先规定，并且无法简单地反向进行。来自电源的电流方向是由应提供有效功率的必要性得出的，从而尽管通过先前提及的有效功率调节能够调节来自电源的电流的大小，但是不能调节它的方向。

此外，本发明所基于的认识是，子模块中的全桥通过将分电压转换成交流电压不仅向所连接的耗电器提供有效功率，而且还提供无功功率，无功功率的功率流方向周期性地逆转。正如已经阐述过的那样，基于有效功率调节使得来自电源的电流不会逆转，从而在输入端一侧向具有该全桥的子模块持续地输送有效功率。然而，在负的无功功率流周期的情况下，电功率从在输出端一侧连接的电负载流入全桥中，使得电功率从两侧流入具有该全桥的子模块。因为这样输送给子模块的电能无法从该子模块中流走，所以它可能必须中间存储在该子模块中。然而这可能要求为每个子模块提供具备相应能力的电能存储器。然而，这类能量存储器可能在构造空间、成本和重量方面不被允许地增加整个变流器电路的复杂程度，这特别是在车辆技术领域可能无法接受。

虽然可以尝试设置没有无功功率需求的电负载。但是这样一来特别是在驱动技术中一开始就要排除使用特别有利的驱动方案，例如异步电动机。

与此相对地，本发明建议的是，如果具有无功功率需求的电负载向它的相应的全桥中馈入电功率，那么至少使电功率从负载暂时回流到电源中。以这种方式实现功率持久地流过全桥，从而必须中间存储在具有全桥的各个子模块中的较少的电能。

因此，本发明提供一种用于驱控具有至少两个串联连接的子模块的变流器电路的方法，该变流器电路通过电感件从提供直流电压的电源中获取电功率。在此，每个子模块在输入端一侧具有单相半桥，并且在负载一侧具有单相全桥，并且半桥和全桥连接在直流电压一侧，并且与之并联有中间回路电容器。该方法包括以下步骤：基于需要由子模块的全桥提供给电负载的电功率调节来自电源的电流；检测从电负载到分别连接的逆变器中的负功率流；并且在检测负功率流期间，使来自全桥的电功率在电源的方向上暂时回流。

通过所给出的方法可以纯粹根据负载上需要的有效功率来调节变流器电路，而不需要具有全桥的各个子模块中具备有效的能量存储器。这能减少相应的变流器电路的成本、构造空间和重量。

在本发明的一种改进方案中，所给出的方法包括以下步骤：逆转来自电源的电流，用于使来自全桥的电功率回流。以这种方式能够在技术上特别简单地实施所述方法，这是因为各个全桥上的分电压由于其与电源的串联连接而不能顺利地逆转。

在本发明的一种特别的改进方案中，电流的振幅的值在电流逆转时是相等的。