[发明专利]用于操控电机的方法和用于车辆的驱动系统

说明书

本发明涉及一种用于操控电机(4)、尤其永久励磁的同步电机的方法，该电机具有：由第一逆变器(1)操控的、尤其三相的第一绕组系统；以及由第二逆变器(2)操控的、尤其三相的第二绕组系统，其中该第一逆变器(1)以块换相进行操作，并且该第二逆变器(2)以脉冲宽度调制、尤其空间矢量调制进行操作。

技术领域

本发明涉及一种用于操控电机、尤其是永久励磁的同步电机的方法。本发明还涉及一种用于车辆的驱动系统、尤其是牵引驱动系统。

背景技术

在用于电动车辆或混合动力车辆的牵引驱动系统中，通常将永久励磁的同步电机用作电机。为了操控这种电机，通常设置有逆变器，该逆变器为电机提供多相操作电压。逆变器典型地以空间矢量调制(英语：space vector modulation，SVM)进行操作。在逆变器的这种操作方法中，为电机提供经脉冲宽度调制的操作电压。功率半导体中存在一定程度的开关损耗和导通损耗。逆变器电源除了承载基本振荡电压外还承载其他高频电压。这导致定子中的极大损耗(铁损和电热损耗)和转子中的极大损耗(铁损和磁体损耗)。由此可能限制电机的持续功率。在电动车辆或混合动力车辆中，额外的损耗导致行驶里程减少。

发明内容

在此背景下提出的目的在于，增加由电机驱动的车辆的行驶里程。

为了实现该目的，提出一种用于操控电机的方法，该电机具有：由第一逆变器操控的、尤其三相的第一绕组系统；以及由第二逆变器操控的、尤其三相的第二绕组系统，其中该第一逆变器以块换相进行操作，并且该第二逆变器以脉冲宽度调制、尤其空间矢量调制进行操作。

在根据本发明的方法中，第一逆变器以块换相进行操作，由此可以降低开关损耗。例如由第一逆变器产生的、磁通量中的不期望的谐波振荡可以以基于阶数或频率的方式由以脉冲宽度调制、尤其空间矢量调制进行操作的第二逆变器补偿。因此总体上可以实现提高包括电机的驱动器的效率，从而可以增加由电机驱动的车辆的行驶里程。

优选地，电机被设计为永久励磁的同步电机。

根据本发明的一个有利的设计方案提出，所述第一绕组系统和所述第二绕组系统是并联连接的，并且所述第一逆变器和所述第二逆变器同相地操作。在此，同相的操作应理解为第一绕组系统的绕组和第二绕组系统的绕组分别被同相地操控的操作，其中尤其在这些绕组中承载的电流具有同一电流方向。

根据本发明的一个替代性的有利的设计方案提出，所述第一绕组系统和所述第二绕组系统是反并联连接的，并且所述第一逆变器和所述第二逆变器反相地操作。在此，反相的操作应理解为第一绕组系统的绕组和第二绕组系统的绕组分别被反相地操控的操作，其中尤其在这些绕组中承载的电流具有相反的电流方向。

一个有利的设计方案提出，设定所述第二逆变器的时钟频率，其方式为使所述第一逆变器和所述第二逆变器的开关损耗的总和减小，其中优选地根据限定的标准、尤其加权函数来调节不期望的副作用、尤其噪声。替代性地或额外地，设定第二逆变器的时钟频率，其方式为以最佳的方式来调节谐波振荡损耗。

本发明的另一个主题是一种用于车辆的驱动系统、尤其是牵引驱动系统，该驱动系统具有：

-电机、尤其永久励磁的同步电机，该电机包括尤其三相的第一绕组系统和尤其三相的第二绕组系统，

-第一逆变器，该第一逆变器与该第一绕组系统连接；以及第二逆变器，该第二逆变器与该第二绕组系统连接，以及

-控制装置，该控制装置被配置成用于以块换相来操作该第一逆变器并且以脉冲宽度调制、尤其空间矢量调制来操作该第二逆变器。

在该驱动系统中可以实现与已经结合用于操控电机的方法所描述的优点相同的优点。