[发明专利]用于电机的逆变器、具有这种逆变器的电机及具有这种电机的转向系统

说明书

本发明涉及用于电机（100）的逆变器（10），其中逆变器（10）具有带开关（22）的半桥电路（20）和用于操控半桥电路（20）的开关（22）的控制单元（30），且其中控制单元（30）被设立为识别电机（100）和/或逆变器（10）的故障情况。本发明的一个方面在于：控制单元（30）被设立为在故障情况下将半桥电路（20）切换到多重短路，且其中逆变器（30）还具有隔离开关（40），用于将逆变器（10）、尤其半桥电路（20）与供电电压（50）隔离，且其中控制单元（30）被设立为在切换半桥电路（20）的多重短路之前将隔离开关（40）断开。本发明还涉及具有按照本发明的逆变器（10）的电机（100）以及具有按照本发明的电机（100）的转向系统。

技术领域

本发明涉及一种用于电机的逆变器，其中该逆变器具有带开关的半桥电路和用于操控该半桥电路的开关的控制单元，而且其中该控制单元被设立为识别该电机和/或该逆变器的故障情况。

本发明还涉及一种具有这种逆变器的电机以及一种具有这种电机的转向系统。

背景技术

这种逆变器例如在公开文献DE 102015108691 A1中公开。在该公开文献中，在故障情况下将半桥电路切换到单重主动短路。在这种情况下，尤其是要么可以将半桥电路的低侧开关短接要么可以将半桥电路的高侧开关短接。然而，由于这种方式的短路，在各个开关中都形成很高或者也是持续性的电流，因此这些开关与针对正常运行的设计方案相比必须被设计得参数过大，以便能够同样应对这种电流。

发明内容

本发明涉及一种用于电机的逆变器，其中该逆变器具有带开关的半桥电路和用于操控该半桥电路的开关的控制单元，而且其中该控制单元被设立为识别该电机和/或该逆变器的故障情况。

本发明的一个方面在于：该控制单元被设立为在故障情况下将该半桥电路切换到多重短路，而且其中该逆变器还具有隔离开关，用于将该逆变器、尤其是该半桥电路与供电电压隔离，而且其中该控制单元被设立为在切换该半桥电路的多重短路之前将该隔离开关断开。

在这种情况下有利的是：在故障情况下，通过多重短路可以避免过电压和不可控电流。通过多重短路，还可以降低半桥电路的接通电阻。经此，又降低了在短路时在半桥电路中被转化的损耗功率。此外，通过将电流分配到多个开关上，增加了可吸收由该损耗功率产生的热量的冷却面积。尤其是，通过该分配，也可以降低流经各个开关的相应的电流强度，由此可以提高这些开关的寿命，要不然尤其可以减少这些开关的参数过大。由于这些开关只还须针对正常运行来设计参数，所以还可以节省制造和材料成本以及提高系统的鲁棒性。

然而，只有当之前已将隔离开关断开以便使供电电压解耦合时，这种多重短接才有可能。如果隔离开关未被断开，则源、例如电池被短接。这可能导致逆变器毁坏。

该电机尤其可以设计成电动机，例如永磁同步电机、电励磁同步电机，或者也可以设计成异步电机。

该电动机例如具有定子和转子。该电动机还具有逆变器，以便相对应地操控该机器来在定子线圈中产生旋转磁场。

在这种情况下，逆变器应被理解成电子电路，该电子电路可以被用于将直流电转换成交流电，其中直流电由供电电压来提供。

尤其是，借助于该逆变器来实现借助于半桥电路对定子线圈的相对应的操控，以便产生旋转磁场。在这种情况下，半桥电路的开关可由控制单元根据需要来断开或者闭合。该旋转磁场进而与转子的磁性构件相互作用地驱动转子并且最终驱动转子轴。

为此，半桥电路具有多个半桥，其中半桥由低侧开关和高侧开关来构造并且在这些开关之间的中间抽头分别通向定子线圈。半桥与所属的定子线圈形成电动机的相对应的相。如果半桥电路例如具有三个半桥，则这总共对应于六个开关，于是这六个开关形成所谓的B6桥，以便进而形成三相电机。