CN106416054B - 用于变换电机的运行状态的方法和装置、变流器和机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于将电机的运行状态变换为空转模式的装置和方法，其中可以避免显著的电压过高现象。在空转模式中将电机的各个相接头彼此电分开，以便将所述电机转换到安全的运行状态中。按照本发明，仅仅对电机的相电流的一部分进行评估。在经过评估的相电流的基础上确定用于将所有相接头分开的合适的时刻、也就是用于下述相位的时刻，在该相位中不对相电流进行评估。

Description

用于变换电机的运行状态的方法和装置、变流器和机动车
技术领域
本发明涉及一种用于变换电机的运行状态的方法和一种用于将电机的运行状态变换到空转模式中的装置。
背景技术
电机、例如永久磁铁励磁激励的同步电机用在大量的技术领域内。例如这样的永久磁铁励磁激励的同步电机用在机动车中。出于安全原因，在此必须在故障情况中采取用于安全的运行状态的预防措施。一种用于安全的运行状态的可行方案例如是所谓的主动的短路。在此，借助于合适的开关元件使电机的接头短路。另一种安全的运行状态是所谓的空转。在此将电机的所有接头彼此分开，并且不用电压对电机进行主动的操控。
德国的专利申请DE 10 2011 081 173 A1公开了用于设定逆变器的运行状态的装置和方法，所述逆变器对电机进行操控。在此可以根据电机的转速借助于逆变器来转换到空转或者主动的短路中。
在主动的短路的过程中，在此可能通过将电机的各个相接头彼此连接起来的开关元件流动着较高的电流。现在如果要从所述主动的短路转换为空转，那么就在没有电流或者仅仅很小的电流流经相应的开关元件时优选将所述电机的各个相接头之间的开关元件断开。为此必须对流过相应的开关元件的电流进行监控。
因此，对用于简单并且成本低廉地将电机的运行状态变换到空转模式中的方法和装置存在需求。
发明内容
按照一个方面，本发明为此提供了一种用于将具有至少三个相接头的电机的运行状态变换到空转模式中的方法，该方法具有以下步骤：在所述电机的第一相接头与节点之间提供具有第一空转二极管的第一开关元件；在所述电机的第二相接头与所述节点之间提供具有第二空转二极管的第二开关元件；在所述电机的第三相接头与所述节点之间提供具有第三空转二极管的第三开关元件；对流经所述第一空转二极管的第一电流进行监控；对流经所述第二空转二极管的第二电流进行监控；接收用于将所述电机的运行状态变换到所述空转模式中的要求；并且如果已经接收了用于将所述电机的运行状态变换到所述空转模式中的要求，则根据对于所监控的流经所述第一空转二极管的第一电流和所监控的流经第二空转二极管的第二电流来断开所述第三开关元件。
按照另一个方面，本发明提供了一种用于将具有至少三个相接头的电机的运行状态变换到空转模式中的装置，该装置具有：第一开关元件，所述第一开关元件被设计用于将所述电机的第一相接头与节点电连接；第二开关元件，该第二开关元件被设计用于将所述电机的第二相接头与所述节点电连接；第三开关元件，该第三开关元件被设计用于将所述电机的第三相接头与所述节点电连接；第一电流探测器，该第一电流探测器被设计用于对流经所述第一空转二极管的第一电流进行监控；第二电流探测器，该第二电流探测器被设计用于对流经所述第二空转二极管的第二电流进行监控；以及操控装置，该操控装置被设计用于：接收用于将所述电机的运行状态变换到所述空转模式中的要求并且输出用于将所述第三开关元件断开的控制信号，其中根据通过第一电流探测器来监控的第一电流和通过第二电流探测器来监控的第二电流来输出用于将第三开关元件断开的控制信号。
本发明所基于的构思在于，在应该将电机的运行状态例如由主动的操控或者主动的短路变换到所述空转模式中时仅仅对该电机的相电流的一部分进行评估。电机的至少一个余下的相位的开关元件——在所述至少一个余下的相位中不对相电流进行监控——在此在所监控的相电流的逻辑连接的基础上受到操控。通过这种方式，可以将电机的运行模式转换到空转运行中，而在这种情况下不必对所有的相电流进行监控。
由此在电机的至少一个相位中可以省去电流检测。这与迄今既存的解决方案相比能够实现一种用于使电机的运行状态转变到空转模式中的得到简化的并且成本也更为低廉的解决方案。
因为通过这种方式对所述电机的所有相位来说可以断开相应的开关元件，在所述开关元件中刚好没有电流或者仅仅很小的电流流过所述相应的开关元件，所以在相应的开关过程中在转变到所述空转模式中时没有出现过电压或者仅仅出现很小的过电压。
由此可以以结构元件的较小的开销来成本低廉地变换到电机的空转模式中，而在此不用担心所述结构元件的故障或者损坏。
按照一种实施方式，如果已经接收了用于将所述电机的运行转态变换到所述空转模式中的要求，并且在用于对第一电流进行监控的步骤和用于对第二电流进行监控的步骤中没有探测到流经所述第一空转二极管和所述第二空转二极管的电流，则用于将第三开关元件断开的步骤将所述第三开关元件断开。通过这种方式可以获取合适的、用于断开所述第三开关元件的时刻，而在此不必对所述电机的第三相接头的电流路径中的电流进行监控。
按照一种实施方式，如果所述第三开关元件被断开并且用于对第一空转二极管中的第一电流进行监控的步骤探测到流经所述第一空转二极管的电流，则所述方法包括用于断开所述第一开关元件的步骤。此外，如果所述第三开关元件被断开并且用于对流经所述第二空转二极管的第二电流进行监控的步骤探测到流经所述第二空转二极管的电流，则所述方法包括用于断开所述第二开关元件的步骤。通过这种方式，也可以在断开所述第三开关元件之后在合适的时刻将余下的两个开关元件断开。
按照一种实施方式，如果已经接收了用于变换到所述空转模式中的要求，并且用于对流经所述第一空转二极管的第一电流进行监控的步骤探测到流经所述第一空转二极管的电流，则所述方法包括用于断开所述第一开关元件的步骤。此外，如果已经接收了用于将所述电机的运行状态变换到所述空转模式中的要求，并且用于对流经所述第二空转二极管的第二电流进行监控的步骤探测到流经所述第二空转二极管的电流，则所述方法包括用于断开所述第二开元件的步骤。如果已经接收了用于将所述电机的运行状态变换到所述空转模式中的要求，并且不仅所述第一开关元件而且所述第二开关元件都已经被断开了预先确定的持续时间，则用于将第三开关元件断开的步骤将所述第三开关元件断开。所述预先确定的持续时间在此可能取决于电机的当前的旋转速度。因此优选地，所述方法此外可以包括用于确定所述电机的当前的旋转速度的步骤，其中根据电机的所检测到的旋转速度来确定所述预先确定的持续时间。
按照另一种实施方式，如果已经接收了用于将所述电机的运行状态变换到所述空转模式中的要求，并且用于对流经所述第一空转二极管的第一电流进行监控的步骤探测到流经所述第一空转二极管的电流下降到预先确定的极限值之下，则所述方法包括用于断开所述第一电的开关元件的步骤。此外，如果已经接收了用于将所述电机的运行状态变换到所述空转模式中的要求，并且用于对流经所述第二空转二极管的第二电流进行监控的步骤探测到流经所述第二空转二极管的电流下降到所述预先确定的极限值之下，则所述方法包括用于断开所述第二开关元件的步骤。如果已经接收到用于将所述电机的运行转态变换到所述空转模式中的要求，并且不仅所述第一开关元件而且所述第二开关元件都被断开，则用于将第三开关元件断开的步骤将所述第三开关元件断开。优选地，所述预先确定的极限值在此很小、尤其接近于零。通过这种方式，如果流经所述第一空转二极管的电流或者流经所述第二空转二极管的电流由于所述相电流的周期性而下降并且由此具有围绕着过零点的数值，则不仅断开所述第一开关元件而且断开所述第二开关元件。用于将所述第三开关元件断开的时刻——没有对其电流进行监控——在此从在相位中对所述开关元件进行操控的逻辑“与”操作中产生，在所述相位中对所述相电流进行监控。
按照另一种实施方式，所述方法包括用于确定所述电机的旋转方向的步骤，其中所述第一开关元件和所述第二开关元件分别在所确定的旋转方向的基础上被分配给所述电机的相位之一。如果已经接收了用于将所述电机的运行状态变换到所述空转模式中的要求并且用于对流经所述第一空转二极管的第一电流进行监控的步骤探测到流经所述第一空转二极管的电流下降到预先确定的极限值之下，则用于将第三开关元件断开的步骤在此将所述第三开关元件断开。此外，如果已经接收了用于将所述电机的运行状态变换到所述空转模式中的要求并且用于对流经所述第二空转二极管的第二电流进行监控的步骤探测到流经所述第二空转二极管的电流下降到预先确定的极限值之下，则所述方法包括用于断开所述第一开关元件的步骤。此外，如果已经接收了用于将所述电机的运行状态变换到所述空转模式中的要求并且不仅所述第一开关元件而且所述第三开关元件都被断开，则所述方法包括用于断开所述第二开关元件的步骤。通过这种方式，也同样可以在合适的时刻将所述电机的运行状态变换到所述空转模式中，在所述合适的时刻不必对所有相电流进行监控。
按照另一种实施方式，所述方法包括：一个步骤，该步骤用于确定电机的旋转方向并且用于根据所确定的旋转方向来将所述第一和第二开关元件分配给相应的相接头；一个步骤，如果已经接收了用于将所述电机的运行状态变换到所述空转模式中的要求并且用于对流经所述第二空转二极管的第二电流进行监控的步骤探测到流经所述第二空转二极管的电流下降到预先确定的极限值之下，则该步骤用于断开所述第二开关元件和所述第三开关元件；以及一个步骤，如果已经接收了用于将所述电机的运行状态变换到所述空转模式中的要求并且用于对流经所述第一空转二极管的第一电流进行监控的步骤探测到有电流流经所述第一空转二极管，则该步骤用于断开所述第一开关元件。
按照一种实施方式，用于确定所述电机的旋转方向的步骤在使用所监控的流经第一空转二极管的第一电流和所监控的流经空转二极管的第二电流的情况下确定所述电机的旋转方向。通过这种方式可以特别有效地确定所述电机的旋转方向。
按照一种实施方式，所述方法包括用于确定所述电机的转速的步骤，其中在所述转速低于预先确定的阈值时同时将所述第一开关元件、所述第二开关元件和所述第三开关元件断开。只要所述电机仅仅具有较低的转速并且由此仅仅很慢地转动，那么在所述电机的相应的相位中也仅仅流动着较小的电流。在如此小的电流中断时，仅仅出现较小的过电压，所述较小的过电压对相应的开关元件和电动的驱动装置的其他组件来说没有危险。因此在转速低于预先确定的阈值时也可以立即同时将所有开关元件断开，以变换到所述电机的空转模式中。
按照一种实施方式，用于对流经所述第一空转二极管的第一电流进行监控的步骤确定，是否有电流流经所述第一空转二极管；并且用于对流经所述第二空转二极管的第二电流进行监控的步骤确定，是否有电流流经所述第二空转二极管。这种是否有电流流经相应的空转二极管的二元信息对于按照本发明的、将运行状态变换到所述空转模式中的方案来说是足够的。如果存在其他关于流经所述空转二极管的通过电流的信息，当然可以将这些信息一同考虑在内。
按照另一个方面，本发明涉及一种具有按本发明的、用于将所述电机的运行状态变换到空转中的装置的变流器（Stromrichter）、尤其是逆变器（反向换流器）。
按照另一个方面，本发明涉及一种用电来驱动的机动车，该机动车具有按本发明的、用于变换电机的运行状态的装置。
附图说明
本发明的其他的实施方式和优点从以下参照附图所作的说明中获得。在此示出：
图1是用于运行电机的变流器装置的示意图；
图2是按照一种实施例的、用于变换电机的运行状态的装置的示意图；并且
图3是如作为本发明的一种实施例的基础那样的方法的流程图的示意图。
在附图中，相同的或者起相同作用的功能或者功能特征和组件，只要未作其他解释都分别设有相同的附图标记。不言而喻，出于简明原因并不一定按照比例示出附图中的组件和元件。
本发明的其他可能的设计方案和改进方案以及隐含方案也包括本发明的前面或者下面所描述的特征的没有明确地提到的组合。
具体实施方式
图1示出了用于运行电机5的变流器装置的示意图。所述变流器装置包括能源20、例如用电来驱动的机动车的牵引用电池、直流电压中间电路30和变流器10。所述电机5例如可以是同步马达或者同步电机。
所述直流电压中间电路30在此可以与电能源20的输出端并联地布置。在所述直流电压中间电路20的输出接头上可以连接变流器10、例如脉冲逆变器线路。所述变流器10在当前的实例中被设计为全桥线路或者B6-桥。为此，所述变流器线路10包括具有开关元件11、12、13的上半桥支路和具有开关元件14、15、16的下半桥支路。所述开关元件11-16例如可以具有功率半导体开关。尤其所述开关元件11-16例如可以具有场效应晶体管、例如MOSFET或者设有绝缘栅的双极晶体管（IGBT）。
所述变流器10可以通过对于所述开关元件11-16的相应操控来产生用于对所述电机5进行操控的三相交流电压。为此，在所述电机的相接头5-1、5-2和5-3上通过所述变流器10分别产生相应的相电压。
在正常的调节运行中，可以通过这种方式在所述电机5处提供三相电压。除此以外，例如可以通过上面的三个开关元件11-13的闭合或者通过下面的三个开关元件14-16的闭合在所述电机5上设定主动短路的安全的运行状态。此外，也可以实现另一种形式为空转模式的的安全的运行状态，在该运行状态中在所述电机5的相接头5-1至5-3上没有施加电压，并且除此以外所述电机5的相接头5-1至5-3相对于彼此电绝缘。在这种情况下，所有六个开关元件11-16被断开。
图2示出了像作为本发明的一种实施方式的基础那样的、用于变换电机5的运行状态的装置的示意图。所述电机5在此例如具有三个相接头5-1、5-2和5-3。所述第一相接头5-1通过第一开关元件1-1与节点K相连接。与所述第一开关元件1-1并联地布置了第一空转二极管2-1。所述第二相接头5-2通过第二开关元件1-2同样与所述节点K相连接。与所述第二开关元件1-2并联地布置了第二空转二极管2-2。所述第三相接头5-3通过第三开关元件1-3与所述节点K相连接。与所述第三开关元件1-3并联地布置了第三空转二极管2-3。所述三个开关元件1-1至1-3例如可以是图1的变流器10的、上面的三个开关元件11-13。同样，所述三个开关元件1-1至1-3可以是图1的变流器10的、下面的三个开关元件14-16。
第一电流探测器3-1布置在所述第一空转二极管2-1的电流路径中并且对流经所述第一空转二极管2-1的电流进行监控。同样在所述第二空转二极管2-2的电流路径中布置了第二电流探测器3-2。这个第二电流探测器3-2对流经所述第二空转二极管2-2的电流进行监控。此外，所述第一电流探测器3-1和所述第二电流探测器3-2可以与操控装置4相连接。除此以外，这个操控装置4可以具有输入端，该输入端被设计用于：接收用于将所述电机5的运行状态变换到空转模式中的要求A。
在所述操控装置4已经接收了用于将所述电机5变换到空转模式中的要求A之后，所述操控装置4就对所述第一空转二极管2-1和所述第二空转二极管2-2中的、由所述第一电流探测器3-1和所述第二电流探测器3-2监控的电流进行评估。在这种对于所探测到的、流经所述第一空转二极管2-1和所述第二空转二极管2-2的电流进行的评估的基础上，所述操控装置4随后相应地产生用于将所述第一开关元件1-1、所述第二开关元件1-2和所述第三开关元件1-3断开的控制信号。在此根据由第一电流探测器3-1所探测的流经第一空转二极管2-1的电流和通过第二电流探测器3-2来探测的流经第二空转二极管2-2的电流来输出用于将第三开关元件1-3断开的控制信号。在已经根据由操控装置4输出的控制信号断开所有三个开关元件1-1至1-3之后，所述电机5处于空转模式的安全的运行状态中。
图3示出了如作为本发明的一种实施方式的基础那样的、用于将电机5的运行状态变换到空转模式中的方法100的流程图的示意图。用于将电机5的运行状态变换到空转模式中的方法100在此首先在第一步骤110中在所述电机5的第一相接头5-1与节点K之间提供具有第一空转二极管2-1的第一开关元件1-1。在另一个步骤111中在所述电机5的第二相接头5-2与所述节点K之间提供具有第二空转二极管2-2的第二开关元件1-2。此外，在步骤112中在所述电机5的第三相接头5-3与所述节点K之间提供具有第三空转二极管2-3的第三开关元件1-3。
在步骤120中，随后可以对流经所述第一空转二极管2-1的第一电流进行监控。对于流经所述第一空转二极管2-1的第一电流的监控在此例如可以通过第一电流探测器3-1来进行。对于按照本发明的方法100来说，在此足以确定是否有电流流经所述第一空转二极管2-1。这种信息可以作为数字信息、例如以是/否-信号的形式来提供。但是，除此以外，也可以考虑用于对流经所述第一空转二极管2-1的电流进行监控的其他可行方案。例如也可以获取所述电流的数值或者与流经空转二极管2-1的电流相对应的参量并且将其作为模拟的或者数字化的信号来提供。
在另一步骤121中，此外对流经所述第二空转二极管2-2的第二电流进行监控。对流经所述第二空转二极管2-2的第二电流的监控在此以与对流经所述第一空转二极管2-1的第一电流的监控相同的方式来进行。
如果要将所述电机5转换到形式为空转模式的、安全的运行状态中，则可以在步骤140中接收用于将所述电机5的运行状态变换到所述空转模式中的要求。例如这种用于将所述电机5的运行转态变换到所述空转模式中的要求可以通过结合图2所描述的操控装置4来产生。在这种情况下，对流经第一空转二极管2-1的第一电流的监控的结果以及对流经第二空转二极管2-2的第二电流的监控的结果也可以在这个操控装置4处来提供。所述操控装置4在此执行在这种实施方式和/或接下来的实施方式中所描述的方法步骤。
随后为了在所述电机5上设定所要求的空转模式将所提供的开关元件1-1至1-3全部断开。为此优选地，当刚好没有电流流经相应的开关元件1-1至1-3时或者当流经相应的开关元件1-1至1-3的电流仅仅比较小时，将所述开关元件1-1至1-3断开。因为按照本发明在所述第三开关元件1-3的电流路径中在所述电机5的第三相接头5-3与所述节点K之间不对电流进行监控，所以在所监控的流经第一空转二极管1-2和第二空转二极管2-2的电流的逻辑连接的基础上确定流经所述第三开关元件1-3或者流经与所述第三开关元件1-3并联地布置的第三空转二极管2-3的通过电流。随后在步骤160中根据所监控的流经第一空转二极管2-1的第一电流和所监控的流经第二空转二极管2-2的第二电流来将所述第三开关元件1-3断开。
例如在一种实施方式中，如果已经接收了用于将所述电机5的运行转态变换到所述空转模式中的要求，并且在用于对流经所述第一空转二极管2-1的第一电流进行监控的步骤120中没有探测到流经所述第一空转二极管2-1的电流并且同时在用于对流经所述第二空转二极管2-2的第二电流进行监控的步骤121中同样没有探测到流经所述第二空转二极管2-2的电流，则可以在步骤160中将所述第三开关元件1-3断开。在这种情况下可以根据所述电机5的各个相位中的电流的相移从中推断出：在这个时刻必定有电流流经所述第三空转二极管2-3并且由此在这个时刻没有电流或者仅仅很小的电流流经与第三空转二极管2-3并联地布置的第三开关元件1-3。由此在这个时刻可以断开所述第三开关元件1-3，而在这种情况下在所述第三开关元件1-3上不会预料有显著的电压过高现象。
随后，在所述第三开关元件1-3被断开并且在用于对流经所述第一空转二极管2-1的第一电流进行监控的步骤120中探测到流经所述第一空转二极管2-1的电流之后，可以在步骤161中将所述第一开关元件1-1断开。此外，如果所述第三开关元件1-3此前已经在步骤160中被断开并且在用于对流经所述第二空转二极管2-2的第二电流进行监控的步骤121中探测到流经所述第二空转二极管2-2的电流，则可以在步骤162中将所述第二开关元件1-2断开。如果在此相应地有电流流经所述第一或者第二空转二极管2-1或者2-2，则可以在这些时刻将相应的并联地布置的开关元件1-1或者1-2断开，而在所述被断开的开关元件1-1或者1-2上面没有出现显著的电压过高现象。
通过这种方式，在接收用于将所述电机5的运行转态变换到所述空转模式中的要求时，如果要预料到没有流经所述第三开关元件1-3的电流，则首先在所监控的流经第一空转二极管2-1和第二空转二极管2-2的电流的逻辑连接的基础上将所述第三开关元件1-3断开。随后如果要预料到没有流经相应的开关元件1-1和1-2的电流，则接下来将所述第一开关元件1-1和所述第二开关元件1-2断开。
在另一种实施方式中，如果已经接收了用于将所述电机5的运行转态变换到所述空转模式中的要求，并且在用于对流经所述第一空转二极管2-1的第一电流进行监控的步骤120中探测到流经所述第一空转二极管的电流，则例如可以首先将所述第一开关元件1-1断开。此外，如果已经接收了用于将所述电机5的运行转态变换到所述空转模式中的要求，并且在用于对流经所述第二空转二极管2-2的第二电流进行监控的步骤121中探测到流经所述第二空转二极管的电流，则可以将所述第二开关元件1-2断开。由此，如果要预料到没有电流或者仅仅很小的电流流经相应的开关元件1-1和1-2，则首先将所述第一开关元件1-1和所述第二开关元件1-2断开。
随后，如果已经接收用于将所述电机5的运行转态变换到所述空转模式中的要求，并且不仅所述第一开关元件1-1而且所述第二开关元件1-2都已经被断开了预先确定的持续时间，则可以在用于将所述第三开关元件1-3断开的步骤160中将所述第三开关元件断开。由此，在所述两个开关元件1-1和1-2已经被断开之后，将所述第三开关元件1-3断开预先确定的持续时间。在后来也将所述第三开关元件1-3断开之后，所述预先确定的持续时间在此从电机5在以前的运行状态期间的相位中的相电流的频率中得出。所述相电流的这种频率例如可以从以前对所述电机5的操控中知悉。作为替代方案，也可以从所述电机5的转速中确定所述相电流的频率。例如，为此可以将所述电机5与相应的、用于确定所述电机5的旋转频率的传感器耦联起来。除此以外，同样可以考虑其他用于确定所述电机5的旋转频率或者流经所述开关元件1-1至1-3的相电流的频率的可行方案。例如所述旋转频率也可以从所监控的流经所述第一空转二极管2-1和/或所述第二空转二极管2-2的相流中推导出来。
在一种作为替代方案的实施方式中，如果已经接收了用于将所述电机5的运行转态变换到所述空转模式中的要求，并且在用于对流经所述第一空转二极管2-1的第一电流进行监控的步骤120中探测到流经所述第一空转二极管2-1的电流刚好停止流动，则可以将所述第一开关元件1-1断开。这种结果例如可以通过以下方式来探测：连续地对流经第一空转二极管2-1的电流进行监控并且随后确定一种时刻，在该时刻此前流动的、流经所述第一空转二极管2-1的电流停止流动或者流经所述第一空转二极管2-1的电流在该时刻下降到预先给定的极限值之下、尤其是很小的大约为零的极限值之下。
类似地，如果已经接收了用于将所述电机5的运行转态变换到所述空转模式中的要求，并且用于对流经所述第二空转二极管2-2的第二电流进行监控的步骤121探测到流经所述第二空转二极管2-2的电流刚好停止流动，则将所述第二开关元件1-2断开。该时刻可以类似于前面所描述的实施方式地通过以下方式来确定：例如连续地对所述相电流进行监控并且探测到一种时刻，在该时刻流经所述第二空转二极管的相电流下降到预先给定的、优选很小的极限值之下。
随后，如果已经接收了用于将所述电机5的运行转态变换到所述空转模式中的要求，并且不仅所述第一开关元件1-1而且所述第二开关元件都被断开，则可以在用于将所述第三开关元件1-3断开的步骤160中将所述第三开关元件1-3断开。在此尤其当前面所描述的两个开关元件、也就是不仅所述第一开关元件1-1而且所述第二开关元件1-2都被断开时给定该时刻。
除此以外，如果还知道所述电机5的旋转方向，那么除此以外可以考虑其他的实施方式。为此，例如可以确定所述电机5的旋转方向。作为替代方案也可以确定各个相位的顺序，其中所述各个相位达到其最大值。
为此例如可以在步骤130中确定所述电机5的旋转方向。随后在所述旋转方向的基础上确定，应该将所述开关元件中的哪个开关元件视为第一开关元件1-1，并且应该将哪个开关元件视为第二开关元件1-2。所述第三开关元件1-3在任何情况下都是这样一种开关元件，在该开关元件上不对流经并联地布置的空转二极管3-2的电流进行监控。
如果已经接收了用于将所述电机5的运行转态变换到所述空转模式中的要求，并且用于对流经所述第一空转二极管2-1的电流进行监控的步骤120探测到流经所述第一空转二极管2-1的电流刚好停止流动、也就是例如像前面所描述的那样下降到预先确定的极限值之下，则在用于将所述第三开关元件1-3断开的步骤160中可以将所述第三开关元件1-3断开。
如果已经接收了用于将所述电机5的运行转态变换到所述空转模式中的要求，并且用于对流经所述第二空转二极管2-2的电流进行监控的步骤121探测到流经所述第二空转二极管2-2的电流下降到预先确定的极限值之下、也就是刚好停止流动，则在这种情况下可以将所述第一开关元件1-1断开。
此外，如果已经接收了用于将所述电机5的运行转态变换到所述空转模式中的要求，并且不仅所述第一开关元件1-1而且所述第三开关元件1-3都被断开，则可以将所述第二开关元件1-2断开。
此外，如果已经接收了用于将所述电机5的运行转态变换到所述空转模式中的要求，并且流经所述第二空转二极管2-2的电流刚好停止流动、也就是下降到预先确定的极限值之下，则在例如根据前面所描述的对所述旋转方向的确定而已知的所述电机5的电相位的分配情况下可以断开所述第二开关元件1-2并且同时也可以断开所述第三开关元件1-3。
随后，如果已经接收了用于将所述电机5的运行转态变换到所述空转模式中的要求并且用于对流经所述第一空转二极管2-1的电流进行监控的步骤120探测到有电流流经所述第一空转二极管2-1，则可以将所述第一开关元件1-1断开。
在此在所有要求确定所述旋转方向或者所述相电流的顺序的实施例中，可以在使用所述第一空转二极管2-1和第二空转二极管2-2中的监控电流的情况下确定该旋转方向或者所述相电流的顺序。以时间顺序来探测流经所述第一空转二极管2-1或者第二空转二极管2-2的通过电流，在所述时间顺序的基础上可以通过简单的方式来确定所述相电流的分配或者所述电机5的旋转方向。
通过前面所描述的方式，可以在流经所述开关元件1-1至1-3的相电流的振幅较大时相应地通过获取仅仅两种流经所述第一空转二极管2-1或者所述第二空转二极管2-2的电流来为所有三个开关元件1-1至1-3获取最佳的时刻，在该最佳的时刻可以将相应的开关元件1-1至1-3断开，而在此在所述相应的开关元件1-1至1-3上面不会出现显著的电压过高现象。而对于在预先确定的旋转频率之下的较低的转速来说则在所述电机5的各个相位中并且由此通过所述开关元件1-1至1-3仅仅流动着较小的电流。对于所述电机5的、在这种预先确定的旋转频率之下的转速来说，因此可以在任意的时刻将所述开关元件1-1至1-3断开，而在此不会出现显著的电压过高现象。
按照一种可以与前面所描述的实施方式中的每种实施方式相组合的实施方式，因此可以首先确定所述电机5的转速并且可以在不取决于前面所描述的、对流经所述空转二极管2-1或者2-2的电流进行评估的情况下在任意时刻将所述开关元件1-1至1-3断开。例如可以同时并且紧接在接收用于变换到所述空转模式中的要求之后将所有开关元件1-1至1-3断开。
总之，本发明涉及用于将电机的运行转态变换到空转模式中的装置和方法，其中可以避免显著的电压过高现象。在所述空转模式中，将电机的各个相接头彼此电分开，以便将所述电机转换到安全的运行状态中。按照本发明，仅仅对所述电机的相电流的一部分进行评估。在经过评估的相电流的基础上确定用于将所有相接头分开的合适的时刻、也就是用于下述相位的时刻，在该相位中不对相电流进行评估。

Claims (13)

1.用于将具有至少三个相接头的电机（5）的运行状态变换到空转模式中的方法（100），具有以下步骤：
—在所述电机（5）的第一相接头（5-1）与节点（K）之间提供具有第一空转二极管（2-1）的第一开关元件（1-1），其中该第一开关元件（1-1）与所述第一空转二极管（2-1）并联地布置；
—在所述电机（5）的第二相接头（5-2）与所述节点（K）之间提供具有第二空转二极管（2-2）的第二开关元件（1-2），其中该第二开关元件（1-2）与所述第二空转二极管（2-2）并联地布置；
—在所述电机（5）的第三相接头（5-3）与所述节点（K）之间提供具有第三空转二极管（2-3）的第三开关元件（1-3），其中该第三开关元件（1-3）与所述第三空转二极管（2-3）并联地布置；
—对流经所述第一空转二极管（2-1）的第一电流进行监控；
—对流经所述第二空转二极管（2-2）的第二电流进行监控；
—接收用于将所述电机（5）的运行状态变换到所述空转模式中的要求；并且
—如果已经接收了用于将所述电机（5）的运行状态变换到所述空转模式中的要求，则根据所监控的流经第一空转二极管（2-1）的第一电流和所监控的流经第二空转二极管（2-2）的第二电流来断开所述第三开关元件（1-3）。
2.按权利要求1所述的方法（100），其中如果已经接收了用于将所述运行转态变换到所述空转模式中的要求，并且在用于对流经所述第一空转二极管（2-1）的第一电流进行监控和用于对流经所述第二空转二极管（2-2）的第二电流进行监控的步骤中没有探测到流经所述第一空转二极管（2-1）和流经所述第二空转二极管（2-2）的电流，则用于将所述第三开关元件（1-3）断开的步骤断开所述第三开关元件（1-3）。
3.按权利要求2所述的方法（100），此外包括以下步骤：
—如果所述第三开关元件（1-3）被断开并且用于对流经所述第一空转二极管（2-1）的第一电流进行监控的步骤探测到（2-1）流经所述第一空转二极管的电流，则断开所述第一开关元件（1-1）；并且
—如果所述第三开关元件（1-3）被断开并且用于对流经所述第二空转二极管（2-2）的第二电流进行监控的步骤探测到流经所述第二空转二极管（2-2）的电流，则断开所述第二开关元件（1-2）。
4.按权利要求1所述的方法（100），此外包括以下步骤：
—如果已经接收了用于将所述电机（5）的运行状态变换到所述空转模式中的要求，并且用于对流经所述第一空转二极管（2-1）的第一电流进行监控的步骤探测到流经所述第一空转二极管（2-1）的电流，则断开所述第一开关元件（1-1）；
—如果已经接收了用于将所述电机（5）的运行状态变换到所述空转模式中的要求，并且用于对流经所述第二空转二极管（2-2）的第二电流进行监控的步骤探测到流经所述第二空转二极管（2-2）的电流，则断开所述第二开关元件（1-2）；
其中如果已经接收了用于将所述电机（5）的运行状态变换到所述空转模式中的要求，并且不仅所述第一开关元件（1-1）而且所述第二开关元件（1-2）都被断开了预先确定的持续时间，则用于将第三开关元件（1-3）断开的步骤断开所述第三开关元件（1-3）。
5.按权利要求1所述的方法（100），此外包括以下步骤：
—如果已经接收了用于将所述电机（5）的运行状态变换到所述空转模式中的要求，并且用于对流经所述第一空转二极管（2-1）的第一电流进行监控的步骤探测到流经所述第一空转二极管（2-1）的电流下降到预先确定的极限值之下，则断开所述第一开关元件（1-1）；并且
—如果已经接收了用于将所述电机（5）的运行状态变换到所述空转模式中的要求，并且用于对流经所述第二空转二极管（2-2）的第二电流进行监控的步骤探测到流经所述第二空转二极管（2-2）的电流下降到所述预先确定的极限值之下，则断开所述第二开关元件（1-2）；
其中如果已经接收了用于将所述电机（5）的运行转态变换到所述空转模式中的要求，并且不仅所述第一开关元件（1-1）而且所述第二开关元件（1-2）都被断开，则用于将第三开关元件（1-3）断开的步骤断开所述第三开关元件（1-3）。
6.按权利要求1所述的方法（100），具有用于确定所述电机（5）的旋转方向并且用于根据所确定的旋转方向来将所述第一开关元件（1-1）和所述第二开关元件（1-2）分配给所述电机（5）的相应的相接头的步骤；其中
如果已经接收了用于将所述电机（5）的运行状态变换到所述空转模式中的要求，并且用于对流经所述第一空转二极管（2-1）的第一电流进行监控的步骤探测到流经所述第一空转二极管（2-1）的电流下降到预先确定的极限值之下，则用于将第三开关元件（1-3）断开的步骤断开所述第三开关元件（1-3）；
此外包括以下步骤：
—如果已经接收了用于将所述电机（5）的运行状态变换到所述空转模式中的要求，并且用于对流经所述第二空转二极管（2-2）的第二电流进行监控的步骤探测到流经所述第二空转二极管（2-2）的电流下降到预先确定的极限值之下，则断开所述第一开关元件（1-1）；
—如果已经接收了用于将所述电机（5）的运行状态变换到所述空转模式中的要求，并且不仅所述第一开关元件（1-1）而且所述第三开关元件（1-3）都被断开，则断开所述第二开关元件（1-2）。
7.按权利要求1所述的方法（100），具有以下步骤：
—确定所述电机（5）的旋转方向，并且根据所确定的旋转方向来将所述第一开关元件（1-1）和第二开关元件（1-2）分配给所述电机（5）的相应的相接头；
—如果已经接收了用于将所述电机（5）的运行状态变换到所述空转模式中的要求，并且用于对流经所述第二空转二极管（2-2）的第二电流进行监控的步骤探测到流经所述第二空转二极管（2-2）的电流下降到预先确定的极限值之下，则断开所述第二开关元件（1-2）和所述第三开关元件（1-3）；
—如果已经接收了用于将所述电机（5）的运行状态变换到所述空转模式中的要求，并且用于对流经所述第一空转二极管（1-1）的第一电流进行监控的步骤探测到有电流流经所述第一空转二极管（1-1），则断开所述第一开关元件（1-1）。
8.按权利要求6或7所述的方法（100），其中用于确定所述电机（5）的旋转方向的步骤在使用所监控的流经所述第一空转二极管（1-1）的第一电流和所监控的流经所述第二空转二极管（1-2）的第二电流的情况下确定所述旋转方向。
9.按权利要求1至7中任一项所述的方法（100），具有用于确定所述电机（5）的转速的步骤；
其中在所述电机（5）的转速低于预先确定的阈值时，同时断开所述第一开关元件（1-1）、所述第二开关元件（1-2）和所述第三开关元件（1-3）。
10.按权利要求1至7中任一项所述的方法，其中用于对流经所述第一空转二极管（2-1）的第一电流进行监控的步骤确定，是否有电流流经所述第一空转二极管（2-1），并且其中用于对流经所述第二空转二极管（2-2）的第二电流进行监控的步骤确定，是否有电流流经所述第二空转二极管（2-2）。
11.用于将具有至少三个相接头的电机（5）的运行状态变换到空转模式中的装置，具有：
—第一开关元件（1-1），该第一开关元件被设计用于将所述电机（5）的第一相接头（5-1）与节点（K）电连接，其中所述第一开关元件（1-1）包括第一空转二极管（2-1），并且其中该第一开关元件（1-1）与所述第一空转二极管（2-1）并联地布置；
—第二开关元件（1-2），该第二开关元件被设计用于将所述电机（5）的第二相接头（5-2）与所述节点（K）电连接，其中所述第二开关元件（1-2）包括第二空转二极管（2-2），并且其中该第二开关元件（1-2）与所述第二空转二极管（2-2）并联地布置；
—第三开关元件（1-3），该第三开关元件被设计用于将所述电机（5）的第三相接头（5-3）与所述节点（K）电连接，其中所述第三开关元件（1-3）包括第三空转二极管（2-3），并且其中该第三开关元件（1-3）与所述第三空转二极管（2-3）并联地布置；
—第一电流探测器（3-1），该第一电流探测器被设计用于对流经所述第一空转二极管（2-1）的电流进行探测；
—第二电流探测器（3-2），该第二电流探测器被设计用于对流经所述第二空转二极管（2-2）的电流进行探测；以及
—操控装置（4），该操控装置被设计用于：接收用于将所述电机（5）的运行状态变换到所述空转模式中的要求（A）并且输出用于将所述第三开关元件（1-3）断开的控制信号，其中根据通过第一电流探测器（3-1）探测的电流和通过第二电流探测器（3-2）探测的电流来输出用于将第三开关元件（1-3）断开的控制信号。
12.变流器，具有按权利要求11所述的用于变换电机（5）的运行状态的装置。
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