DE102005029816A1 - Drive system for permanent-excited electrical machine e.g. for drive motor in hybrid drive vehicle, includes protection circuit for storing drive signals in storage element with occurrence of fault - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Ansteuersystem für eine permanenterregte elektrische Maschine. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Ansteuereinheit für ein Schaltelement einer Halbbrückenanordnung zur Stromversorgung einer elektrischen Maschine.The The invention relates to a drive system for a permanently excited electrical Machine. The invention also relates to a drive unit for a Switching element of a half-bridge arrangement for powering an electrical machine.
Permanenterregte elektrische Maschinen werden beispielsweise als Fahrzeugantriebsmotoren eingesetzt, die bei Hybridantriebsystemen elektrische Energie aus einem durch eine Brennkraftmaschine angetriebenen Generator oder bei vollelektrisch betriebenen Fahrzeugen elektrische Energie aus einer sogenannten Traktionsbatterie empfangen. Bei permanenterregten elektrischen Maschinen besteht aufgrund ihres Aufbaus das grundsätzliche Problem, dass wegen der im Betrieb auftretenden Relativbewegung zwischen den Ankerwicklungen und den Permanentmagneten eine als Polradspannung bekannte Gegenspannung in die Ankerwicklungen induziert wird. Diese induzierte Spannung steigt mit zunehmender Drehzahl soweit an, bis sie im Bereich der Versorgungsspannung der elektrischen Maschine liegt. Treten bei derartigen Antriebssystemen mit permanenterregten elektrischen Maschinen Fehler auf, wie z.B. der Ausfall einer Ansteuerelektronik für die Vornahme einer Feldschwächung oder ein Wicklungsschluss, so führt dies insbesondere bei hohen Drehzahlen zu einem erheblichen Bremsmoment, welches bei einer Rückspeisung von elektrischer Energie von der elektrischen Maschine in die Energieversorgung, beispielsweise eine über einen Stromrichter und einen Zwischen kreis angeschlossene Batterie, erzeugt wird. Dadurch kann es zu Beschädigungen von Batterie und Stromrichter bzw. von Bauteilen des Stromrichters, insbesondere Halbleiterbauelementen kommen.permanent-magnet Electric machines are used, for example, as vehicle drive motors used in hybrid drive systems electrical energy a driven by an internal combustion engine generator or in fully electrically powered vehicles electrical energy receive a so-called traction battery. In permanent-energized electrical machines is due to their structure basically Problem that because of the relative movement occurring during operation between the armature windings and the permanent magnet as Polradspannung induced known counter-voltage in the armature windings becomes. This induced voltage increases with increasing speed so far, until they are in the range of the supply voltage of the electrical Machine is lying. Occur in such drive systems with permanent-magnet electrical machines failures, such as the failure of a control electronics for the performance a field weakening or a winding closure, so leads this in particular at high speeds to a considerable braking torque, which with a return feed of electrical energy from the electric machine to the power supply, for example, an over a power converter and an intermediate circuit connected battery, is produced. This can damage the battery and the power converter or of components of the power converter, in particular semiconductor components come.
Um
eine derartige Gefährdung
zu vermeiden, wird in der
Die
Vorliegend wird davon ausgegangen, dass bei einem Auftreten eines Fehlersignals bereits der defekte Transistor identifiziert ist.In the present case, it is assumed that if an error signal occurs, the defective one already exists Transistor is identified.
Das Steuergerät liefert für die Ansteuereinheiten bzw. Treiberstufen (sogenannte Gate-Drives) der jeweiligen Schaltelemente bzw. Transistoren für die drei Phasen der elektrischen Maschine als Stellgröße Phasenpotentiale (Potentialwechselbefehle) welche für die Treiberstufen entsprechend umgerechnet werden, wobei eventuell auftretende Fehlersignale berücksichtigt werden. Es könnte nun nachteiligerweise dazu kommen, dass ein Fehlersignal als Reaktion ein Ansteuersignal (Gatesignal) für die Treiberstufe auslöst, nach dessen Ausgabe das Fehlersignal wieder verschwindet bzw. ausbleibt, z.B. durch einen Kurzschluss als Schutzmaßnahme. Danach würde dann wieder das dem fehlerfreien Betrieb entsprechende Ansteuersignal ausgegeben, jedoch würde der Fehler erneut auftreten, da die Fehlersituation immer noch vorliegt, so dass eine Oszillation auftreten würde.The control unit delivers for the drive units or driver stages (so-called gate drives) the respective switching elements or transistors for the three Phases of the electrical machine as manipulated variable Phase potentials (potential change commands) which for the driver stages are converted accordingly, possibly considered occurring error signals become. It could Now disadvantageously come that an error signal as a reaction a drive signal (gate signal) triggers for the driver stage, after whose output the error signal disappears or fails, e.g. by a short circuit as a protective measure. After that, then again the drive signal corresponding to the error-free operation spent, however the error recurs because the error situation is still present so that an oscillation would occur.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ansteuersystem und eine Ansteuereinheit der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die die Nachteile des Standes der Technik vermeiden, insbesondere die Sicherheit von Komponenten und Personen verbessern und das Auftreten von Oszillationen bei Fehlersituationen wirksam verhindern.Of the The present invention is therefore based on the object, a drive system and to provide a drive unit of the type mentioned, the avoid the disadvantages of the prior art, in particular the Improve safety of components and people and the occurrence effectively prevent oscillations during error situations.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Ansteuersystem für eine permanenterregte elektrische Maschine gelöst, wobei jeder Phase der elektrischen Maschine eine Halbbrückenanordnung mit einem ersten und einem zweiten Schaltelement zur Stromversorgung über einen Zwischenkreis zugeordnet ist, wobei wenigstens eine Ansteuereinheit zur Ansteuerung der Schaltelemente vorgesehen ist, wobei ein Schaltwerk vorgesehen ist, welches eine Schutzschaltung für wenigstens eine der permanenterregten Maschine zugeordnete Halbbrückenanordnung aufweist und wobei die Schutzschaltung beim Auftreten eines Fehlersignals die Ansteuersignale für die Schaltelemente nach der bereits erfolgten Reaktion auf das Fehlersignal in einem Speicherelement speichert.These Task is achieved by a drive system for solved a permanent magnet electric machine, wherein each phase of the electric Machine a half-bridge arrangement with a first and a second switching element for power supply via a DC link is assigned, wherein at least one drive unit is provided for driving the switching elements, wherein a switching mechanism provided which is a protection circuit for at least one of the permanently excited Machine associated half-bridge arrangement and wherein the protection circuit upon the occurrence of an error signal the drive signals for the switching elements after the already occurred response to the error signal stored in a memory element.
Durch diese Maßnahmen wird in einfacher und vorteilhafter Weise eine Oszillation bei Auftreten eines Fehlersignals vermieden, da der Fehler festgehalten und die Fehlerbedingung bzw. das Ansteuersignal gespeichert wird. Ein ständiges Hin- und Herspringen zwischen Fehlerzustand und Normalbetrieb wird wirksam verhindert.By these measures is in a simple and advantageous manner an oscillation on occurrence an error signal avoided because the error recorded and the Error condition or the drive signal is stored. A constant jumping back and forth between fault condition and normal operation is effectively prevented.
Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass beim ersten Auftreten des Fehlersignals die Ansteuersignale mit einer Verzögerung, z.B. von 100 ns, gespeichert werden.According to the invention may further be provided that at the first occurrence of the error signal the Drive signals with a delay, e.g. of 100 ns.
Dadurch wird sichergestellt, dass die Schaltung bereits auf das Fehlersignal reagiert hat und das Ansteuersignal als Reaktion auf das Fehlersignal in dem Speicherelement gespeichert wird. Die Verzögerungszeit sollte derart gewählt werden, dass sichergestellt ist, dass der Fehler sowohl dynamisch als auch in der Logik bereits umgesetzt ist.Thereby Ensures that the circuit is already on the error signal has responded and the drive signal in response to the error signal is stored in the memory element. The delay time should be chosen like this be sure that the error is both dynamic as well as in logic already implemented.
Vorteilhaft ist es, wenn das Speicherelement in der Ansteuereinheit bzw. in der Treiberstufe des jeweiligen Schaltelements, angeordnet ist.Advantageous it is when the memory element in the drive unit or in the driver stage of the respective switching element is arranged.
In vorteilhafter Weise ist das Speicherelement als Flip-Flop, insbesondere als D-Latch, ausgebildet.In Advantageously, the memory element as a flip-flop, in particular as a D-latch.
In Anspruch 5 ist eine Ansteuereinheit für ein Schaltelement einer Halbbrückenanordnung zur Stromversorgung einer permanenterregten elektrischen Maschine über einen Zwischenkreis mit einem Speicherelement angegeben, welche derart konfigurierbar ist, dass entweder bei einem Auftreten eines Fehlersignals das Ansteuersignal für das Schaltelement nach der bereits erfolgten Reaktion auf das Fehlersignal in dem Speicherelement gespeichert wird oder eine Abschaltung des Schaltelements erfolgt.In Claim 5 is a drive unit for a switching element of a half-bridge arrangement for powering a permanently excited electrical machine via a Indicated DC link with a memory element which such is configurable that either when an error signal occurs the drive signal for the switching element after the already occurred response to the error signal is stored in the memory element or a shutdown of Switching element takes place.
In vorteilhafter Weise kann eine derartige konfigurierbare Ansteuereinheit bzw. Treiberstufe für ein Schaltelement sowohl bei einer permanenterregten elektrischen Maschine als auch bei einer asynchronen Maschine verwendet werden, in dem beispielsweise über einen Jumper konfiguriert wird, ob das Ansteuersignal für das Schaltelement bei permanenterregten Maschinen nach der bereits erfolgten Reaktion auf das Fehlersignal in dem Speicherelement gespeichert wird oder bei asynchronen Maschinen eine einfache Abschaltung des Schaltelements erfolgt.In Advantageously, such a configurable drive unit or driver stage for a switching element both in a permanently excited electrical Machine as well as being used in an asynchronous machine in the example about a jumper is configured, whether the drive signal for the switching element in permanent-magnet machines after the reaction that has already taken place is stored on the error signal in the memory element or in asynchronous machines a simple shutdown of the switching element he follows.
Nachfolgend ist anhand der Zeichnung prinzipmäßig ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.In the following, an embodiment of the invention is described in principle with reference to the drawing ben.
Dabei zeigen:there demonstrate:
Jede
Halbbrückenanordnung
Alternativ
können
auch Leistungsteile mit mehr als zwei Schaltelementen je Halbbrückenanordnung
Die
Ansteuereinheiten G1, G2, G3 weisen nicht dargestellte Mittel zur
Erfassung wenigstens eines Betriebszustands des Ansteuersystems
auf. Weiterhin sind nicht dargestellte Mittel zur Erfassung wenigstens
eines Betriebszustands der permanenterregten elektrischen Maschine
Entsprechend
ergibt sich aus
Die
booleschen Gleichungen, nach denen die Steuersignale gebildet werden,
lauten:
Gatesignal für
G4 = (
Gatesignal
für G1
= (Ph1 ∧
Gate signal for G4 = (
Gate signal for G1 = (Ph1 ∧
Nachstehend
ist eine Wahrheitstabelle für
die Schaltwerke aus den
Des
weiteren kann das D-Latch
In
Claims (5)
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---|---|---|---|
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---|---|
DE (1) | DE102005029816A1 (en) |
WO (1) | WO2007000285A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2283571A2 (en) * | 2008-06-06 | 2011-02-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for safe-torque-off function of an electric drive |
WO2013178946A1 (en) * | 2012-06-01 | 2013-12-05 | Valeo Systèmes de Contrôle Moteur | Auxiliary control device of the electronic switches of a voltage converter |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8174067B2 (en) | 2008-12-08 | 2012-05-08 | Fairchild Semiconductor Corporation | Trench-based power semiconductor devices with increased breakdown voltage characteristics |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4115856A1 (en) * | 1991-05-15 | 1992-11-19 | Abb Patent Gmbh | METHOD AND DEVICE FOR SWITCHING OFF OVERCURRENT IN A INVERTER |
DE19702134A1 (en) * | 1996-01-26 | 1997-10-30 | Int Rectifier Corp | Protection circuit for high-performance switch components |
DE19825576A1 (en) * | 1998-06-09 | 1999-12-16 | Marker Deutschland Gmbh | Snowboard with support structure supporting tread surface and lengthwise edges |
DE19617054C2 (en) * | 1996-04-29 | 2002-05-08 | Semikron Elektronik Gmbh | Overcurrent and short circuit protection |
DE10205963A1 (en) * | 2002-02-14 | 2003-09-04 | Daimler Chrysler Ag | Driving permanently stimulated electric machine involves switching first or second switch element to conduct on detecting fault condition from measurement parameter of other element |
DE10331100A1 (en) * | 2003-07-09 | 2005-02-24 | Siemens Ag | Method for ascertaining faulty commutating between converter thyristors, involves comparing status signal of current output converter thyristor with command signal |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3522429A1 (en) * | 1985-06-22 | 1987-01-02 | Bosch Gmbh Robert | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR THE DRIVER CIRCUIT OF HIGH VOLTAGE POWER TRANSISTORS |
DE19835576A1 (en) * | 1998-05-12 | 1999-11-18 | Mannesmann Sachs Ag | Control system for permanently excited electric motor e.g. for vehicles |
-
2005
- 2005-06-27 DE DE102005029816A patent/DE102005029816A1/en not_active Withdrawn
-
2006
- 2006-06-23 WO PCT/EP2006/006062 patent/WO2007000285A1/en active Application Filing
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4115856A1 (en) * | 1991-05-15 | 1992-11-19 | Abb Patent Gmbh | METHOD AND DEVICE FOR SWITCHING OFF OVERCURRENT IN A INVERTER |
DE19702134A1 (en) * | 1996-01-26 | 1997-10-30 | Int Rectifier Corp | Protection circuit for high-performance switch components |
DE19617054C2 (en) * | 1996-04-29 | 2002-05-08 | Semikron Elektronik Gmbh | Overcurrent and short circuit protection |
DE19825576A1 (en) * | 1998-06-09 | 1999-12-16 | Marker Deutschland Gmbh | Snowboard with support structure supporting tread surface and lengthwise edges |
DE10205963A1 (en) * | 2002-02-14 | 2003-09-04 | Daimler Chrysler Ag | Driving permanently stimulated electric machine involves switching first or second switch element to conduct on detecting fault condition from measurement parameter of other element |
DE10331100A1 (en) * | 2003-07-09 | 2005-02-24 | Siemens Ag | Method for ascertaining faulty commutating between converter thyristors, involves comparing status signal of current output converter thyristor with command signal |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2283571A2 (en) * | 2008-06-06 | 2011-02-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for safe-torque-off function of an electric drive |
WO2013178946A1 (en) * | 2012-06-01 | 2013-12-05 | Valeo Systèmes de Contrôle Moteur | Auxiliary control device of the electronic switches of a voltage converter |
FR2991520A1 (en) * | 2012-06-01 | 2013-12-06 | Valeo Sys Controle Moteur Sas | DEVICE FOR AUXILIARY CONTROL OF ELECTRONIC SWITCHES OF A VOLTAGE CONVERTER |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2007000285A1 (en) | 2007-01-04 |
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