DE102008023779A1 - Generator mit hohem Wirkungsgrad - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
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Abstract
Ein Generatorsystem, das eine dreiphasige AC-Maschine und eine aktive Gleichrichterbrücke umfasst, welche MOSFET-Schalter mit einem niedrigen Widerstandswert im eingeschalteten Zustand verwendet, um den AC-Strom von der Maschine in einen DC-Strom zu konvertieren. Das System umfasst auch eine Schalteron mit dem dreiphasigen Stromfluss zu schalten. Das System ermittelt die Spannungen von Phase gegen Masse der Maschine als Eingänge an die Schaltersteuerungsschaltung. Die Steuerungsschaltung berechnet die Spannungen von Phase zu Phase aus den Spannungen von Phase gegen Masse. Die Steuerungsschaltung ermittelt dann, ob jede der Spannungen von Phase zu Phase über oder unter einer ersten und einer zweiten vorbestimmten Schwellenwertspannung liegt, wobei die Steuerungsschaltung den Schalter schließt, wenn die Spannung von Phase zu Phase über der ersten Schwellenwertspannung liegt, und die Steuerungsschaltung den Schalter öffnet, wenn die Spannung von Phase zu Phase unter der zweiten Schwellenwertspannung liegt.
Description
- QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
- Diese Anmeldung beansprucht die Priorität des Einreichungsdatums der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 60/938,573 mit dem Titel "High Efficiency Generator", die am 17. Mai 2007 eingereicht wurde.
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- 1. Gebiet der Erfindung
- Diese Erfindung betrifft allgemein ein Generatorsystem und insbesondere ein Generatorsystem für ein Fahrzeug, das ein aktive Gleichrichterbrücke umfasst, welche Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor-Schalter (MOSFET-Schalter) mit einem niedrigen Widerstandwert im eingeschalteten Zustand und ein Steuerungsschema zum Steuern der Schalter verwendet.
- 2. Erörterung des Standes der Technik
- Fahrzeuge verwenden Generatoren, die von einem mit dem Fahrzeugmotor gekoppelten Riemen angetrieben werden, um elektrische Leistung zu erzeugen. Elektrische Generatoren in Kraftfahrzeugen verwenden typischerweise eine AC-Synchronmaschine mit dreiphasigen Statorwicklungen, eine DC-Erregerwicklung an einem Klauenpolrotor, einen Spannungsregler und einen dreiphasigen Diodenbrückengleichrichter, um einen DC-Ausgang zu erzeugen. Der Erregerstrom der Synchronmaschine wird von dem Spannungsregler gesteuert, um die DC-Ausgangsspannung des Generators zu regeln. In der Klauenpolvorrichtung wurden Permanentmagnete verwendet, um die Leistungsausgabe und den Wirkungsgrad des Generators bei einem gegebenen Generator zu erhöhen.
- Generatoren mit einem hohen Wirkungsgrad verwenden üblicherweise zur Verringerung von Kupferverlusten gestaltete Leiterstatorwicklungen, dünnere Statorbleche zur Verringerung von Eisenverlusten, Lager mit geringer Reibung, einen geschichteten Rotoraufbau und eine Permanentmagneterregung, welche alle die Kosten und/oder die Masse des Generators wesentlich erhöhen.
- Wie voranstehend erwähnt verwenden bekannte Generatoranordnungen typischerweise eine dreiphasige Diodenbrücke, um den AC-Strom in einen DC-Strom zu konvertieren, wobei die Dioden in Abhängigkeit von der Ausbreitungsrichtung des Stroms durch die dreiphasigen Spulen leiten. Eine dreiphasige Maschine benötigt im Allgemeinen sechs Dioden. Die dreiphasige Diodenbrücke trägt allgemein 20%–50% zu den Gesamtverlusten des Generators bei. Insbesondere kann der Leistungsbetrag, der beim Leiten der Dioden verwendet wird, bei 100 Ampere einen Leistungsverlust von etwa 180 Watt und einen Gesamtspannungsverlust an den Dioden von etwa 1,8 Volt liefern.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung wird ein Generatorsystem offenbart, das eine dreiphasige AC-Maschine und eine aktive Gleichrichterbrücke umfasst, welche Schalter mit einem niedrigen Widerstandswert im eingeschalteten Zustand verwendet, wie zum Beispiel MOSFET-Schalter, um den AC-Strom von der Maschine in einen DC-Strom zu kon vertieren. Das System umfasst auch eine Schaltersteuerungsschaltung, um die MOSFET-Schalter synchron mit dem dreiphasigen Stromfluss zu schalten. Das System verwendet die Spannungen von Phase gegen Masse oder die Spannungen von Phase zu Phase der Maschine als Eingänge für die Schaltersteuerungsschaltung. Wenn die Spannungen von Phase gegen Masse gemessen werden, ermittelt die Steuerungsschaltung zuerst die Spannungen von Phase zu Phase aus den Spannungen von Phase gegen Masse. Die Spannungen von Phase zu Phase können unter Verwendung von Differenzverstärkerschaltungen auch direkt gemessen werden. Die Steuerungsschaltung ermittelt dann, ob jede der Spannungen von Phase zu Phase über oder unter einer ersten und einer zweiten vorbestimmten Schwellenwertspannung liegt, wobei die Steuerungsschaltung den Schalter schließt, wenn die Spannung von Phase zu Phase über der ersten Schwellenwertspannung liegt, und die Steuerungsschaltung den Schalter öffnet, wenn die Spannung von Phase zu Phase unter der zweiten Schwellenwertspannung liegt. Auch deaktiviert das System die Schalter, wenn die Drehzahl der Maschine unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt.
- Zusätzliche Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen offenbar.
- KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine schematische Zeichnung eines Generatorsystems, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine aktive Gleichrichterbrücke umfasst, welche MOSFET-Schalter verwendet; -
2(a) –2(b) sind Ablaufdiagramme, die einen Prozess für ein selektives Einschalten und Ausschalten der MOSFET-Schalter in dem Generatorsystem von1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen; und -
3(a) –3(b) sind Ablaufdiagramme, die einen Prozess für ein selektives Einschalten und Ausschalten der MOSFET-Schalter in dem Generatorsystem von1 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. - GENAUE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
- Die folgende Erörterung der Ausführungsformen der Erfindung, die auf ein Generatorsystem gerichtet ist, welches eine aktive Gleichrichterbrücke verwendet, die MOSFET-Schalter umfasst, ist rein beispielhafter Natur und ist keinesfalls dazu gedacht, die Erfindung oder ihre Anwendungen oder Verwendungen zu beschränken.
-
1 ist eine schematische Zeichnung eines Generatorsystems10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System10 umfasst eine dreiphasige Synchronmaschine12 mit einem gewickelten Rotor, wie zum Beispiel eine Klauenpolmaschine, die eine Feldspule58 in einem Rotor56 der Maschine12 und dreiphasige synchrone AC-Ankerspulen in einem Stator54 der Maschine12 aufweist. Bei dieser nicht beschränkenden Ausführungsform ist die Maschine12 eine Lundell-Maschine. In den Rotor56 der Maschine12 können zwischen die Klauenpole Permanentmagnete eingebaut sein, um einen zusätzlichen Fluss zu dem zu liefern, der von der Feldspule58 erzeugt wird, wobei der Gesamtfluss für die Erzeugung von Spannung in den Ankerspulen verantwortlich ist. - Das System
10 umfasst auch einen Spannungsregler14 , der die zwischen einer positiven Leitung16 und einer negativen Leitung18 des Systems10 durch Gleichrichten der erzeugten AC-Spannung erzeugte DC-Spannung Vdc regelt. Die DC-Spannung wird verwendet, um DC-Lasten20 in dem Fahrzeug zu betreiben, und um eine Fahrzeugbatterie22 aufzuladen, wobei der Widerstandswert Rbat der Innenwiderstandswert der Batterie22 ist. Der Spannungsregler14 liefert eine Pulsweitenmodulationssteuerung (PWM-Steuerung) für die Feldspule58 in der Maschine12 . Insbesondere liefert der Spannungsregler14 ein Signal an einen MOSFET-Schalter24 , der ermöglicht, dass ein gesteuerter Strom an die Feldspule58 gesandt wird. - Das System
10 umfasst eine Wechselrichter/Gleichrichter-Schaltung26 mit einer Vielzahl von Dioden28 ,30 ,32 ,34 ,36 und38 , die einen Stromfluss durchlassen und sperren, um den AC-Strom von den Ankerspulen in einen DC-Strom gleichzurichten, um die Lasten20 zu betreiben und die Fahrzeugbatterie22 aufzuladen. Die Wechselrichter/Gleichrichter-Schaltung26 umfasst auch eine Vielzahl von MOSFET-Schaltern40 ,42 ,44 ,46 ,48 und50 , die mit den Dioden28 ,30 ,32 ,34 ,36 bzw.38 parallel geschaltet sind und einen Strompfad mit einem niedrigen Widerstandswert um die Diode herum bereitstellen, wenn die Diode leitet, d. h. wenn ein Strom in einer Durchlassrichtung durch die Diode fließt. Eine Schaltersteuerungsschaltung52 steuert, ob die Schalter40 ,42 ,44 ,46 ,48 und50 geöffnet oder geschlossen werden, in Verbindung damit, ob die Diode28 ,30 ,32 ,34 ,36 oder38 leitet. Die Dioden28 ,30 ,32 ,34 ,36 und38 können in die jeweiligen MOSFET-Schalter40 ,42 ,44 ,46 ,48 und50 integrierte Body-Drain-Dioden sein. Zudem können die Dioden28 ,30 ,32 ,34 ,36 und38 Zenerdioden sein, die eine Spannungsarretierungsfähigkeit aufweisen, wenn sie einer Überspannung in Sperrrichtung unterworfen sind, die eine Sperrdurchbruchspannung überschreitet. - Die Spannungen VA, VB und VC von Phase gegen Masse zwischen den Statoranschlüssen, die in der Schaltung
26 durch Knoten A, B und C bezeichnet sind, und einer Batteriemasse oder der negativen Leitung18 werden in die Steuerungsschaltung52 eingegeben, um die Rotorposition der Maschine12 zu bestimmen. (Nicht gezeigte) Spannungsteilerschaltungen können verwendet werden, um die Phasenspannungen zwischen den Knoten A, B und C und der Masseleitung18 auf ein Niveau zu teilen, das für die Steuerungsschaltung52 geeignet ist. Diese Information ermöglicht der Steuerungsschaltung52 die Kenntnis, welche der Schalter40 ,42 ,44 ,46 ,48 und50 geschlossen werden müssen, um die Stromgleichrichtung bereitzustellen. Insbesondere, wenn die geeignete Diode28 ,30 ,32 ,34 ,36 und38 leitet, um für eine Gleichrichtung zu sorgen, wird der Schalter40 ,42 ,44 ,46 ,48 oder50 , welcher mit der Diode28 ,30 ,32 ,34 ,36 oder38 verbunden ist, geschlossen, um einen Schwachstrompfad bereitzustellen, der die Diode28 ,30 ,32 ,34 ,36 oder38 umgeht. Ausgangsleitungen aus der Steuerungsschaltung52 sind an den Gate-Anschluss der MOSFET-Schalter40 ,42 ,44 ,46 ,48 und50 angelegt, um das Signal bereitzustellen, das den Schalter schließt. - Die Einschalt- und Ausschalt-Punkte jedes MOSFET-Schalters
40 ,42 ,44 ,46 ,48 und50 werden durch ein Vergleichen der Spannungen von Phase zu Phase mit einem vorbestimmten oberen und unteren Schwellenwertniveau während positiver und negativer Halbzyklen der Ausgangswellenform aus der Maschine12 gesteuert. Die Steuerungsschaltung52 für die MOSFET-Schalter40 ,42 ,44 ,46 ,48 und50 detektiert auch die Generatordrehzahl (RPM) unter Verwendung der Frequenz einer oder mehrerer der Spannungen von Phase gegen Masse VA, VB und VC. Für Generatordrehzahlen unter einem vorbestimmten Schwellenwert wird das Schalten der MOSFET-Schalter40 ,42 ,44 ,46 ,48 und50 deaktiviert, um eine ungewünschte Entladung der Batterie22 durch die Generatorwicklungen zu verhindern. -
2(a) –2(b) sind ein Ablaufdiagramm60 , das einen Betrieb zum Schalten der MOSFET-Schalter40 ,42 ,44 ,46 ,48 und50 zeigt, um die Stromgleichrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitzustellen. Der Algorithmus initialisiert bei Kästchen62 die Kalibrierparameter und deaktiviert (öffnet) die MOSFET-Schalter40 ,42 ,44 ,46 ,48 und50 . Die Kalibrierparameter können die Spannungsschwellenwerte und die minimale RPM, welche von der Steuerungsschaltung52 verwendet werden und die beide nachstehend erörtert werden, und andere Systemparameter umfassen, die für den Betrieb des Generatorsystems10 notwendig sind. - Der Algorithmus misst dann bei Kästchen
64 die Spannungen zwischen jeder Phase und Batteriemasse, um die Spannungen VA, VB und VC von Phase gegen Masse für die Eingänge an die Steuerungsschaltung52 zu erhalten. Es kann sein, dass die Spannungen VA, VB und VC von Phase gegen Masse auf ein Niveau gedämpft oder skaliert werden müssen, das für die digitalen Schaltkreise in der Steuerungsschaltung52 geeignet ist. Der Algorithmus berechnet dann bei Kästchen66 die Spannungen von Phase zu Phase VAB, VBA, VBC, VCB, VCA und VAC aus den Spannungen von Phase gegen Masse VA, VB und VC als VA – VB, VB – VA, VB – VC, VC – VB, VC – VA bzw. VA – VC. Es ist auch möglich, VBA, VCB und VAC direkt aus VAB, VBC und VCA als VBA = –VAB, VCB = –VBC und VAC = –VCA zu berechnen. Es ist auch möglich, die Spannungen von Phase zu Phase unter Verwendung von Differenzverstärkern oder anderen geeigneten Vorrichtungen direkt zu messen. - Der Algorithmus ermittelt bei Kästchen
66 auch die Drehzahl der Maschine12 unter Verwendung beispielsweise der Frequenz einer oder mehrerer der Spannungen von Phase gegen Masse VA, VB und VC oder der Frequenz einer oder mehrerer der Spannungen von Phase zu Phase VAB, VBC und VCA. Der Algorithmus ermittelt dann bei Entscheidungsraute68 , ob die RPM der Maschine12 größer als ein vorbestimmter Schwellenwert RPMTH ist und kehrt zu dem Kästchen62 zurück, um die Kalibrierparameter zu initialisieren, wenn dem nicht so ist. Der Algorithmus verhindert ein Einschalten der MOSFET-Schalter40 ,42 ,44 ,46 ,48 und50 , wenn die Drehzahl der Maschine12 unter einer vorbestimmten RPM liegt, um eine ungewünschte Entladung der Batterie22 durch die Maschinenwicklungen zu verhindern. - Wenn bei der Entscheidungsraute
68 die Drehzahl der Maschine12 größer als der Schwellenwert RPMTH ist, dann vergleicht der Algorithmus bei Kästchen70 die Spannungen von Phase zu Phase für jeden der MOSFET-Schalter40 ,42 ,44 ,46 ,48 und50 mit vorbestimmten Schwellenwertspannungen VTH1+ und VTH1–. Wenn eine spezielle Spannung von Phase zu Phase über der Schwellenwertspannung VTH1+ liegt, dann wird der Algorithmus denjenigen Schalter40 ,42 ,44 ,46 ,48 oder50 , der mit dieser Spannung von Phase zu Phase verbunden ist, schließen. Wenn eine spezielle Spannung von Phase zu Phase für einen MOSFET-Schalter40 ,42 ,44 ,46 ,48 oder50 unter der Schwellenwertspannung VTH1– liegt, dann wird die Steuerungsschaltung52 bewirken, dass der Schalter geöffnet wird. Sobald der spezielle MOSFET-Schalter40 ,42 ,44 ,46 ,48 oder50 geöffnet oder geschlossen ist, wird er in dieser Position bleiben, bis der Schwellenwert überquert wird, um seinen Zustand zu ändern. Die Schwel lenwertspannungen VTH1+ und VTH1– sind so gewählt, dass der spezielle MOSFET-Schalter40 ,42 ,44 ,46 ,48 oder50 geöffnet oder geschlossen wird, um dem Leiten der zugehörigen Diode zu folgen. Bei einer Ausführungsform liegt die Schwellenwertspannung VTH1+ in dem Bereich von Vdc ±1 V, oder in dem Bereich von Vdc bis Vdc +0,25 V, wobei Vdc die Spannung zwischen der positiven Leitung16 und der negativen Leitung18 ist. Bei einer Ausführungsform liegt die Schwellenwertspannung VTH1– in dem Bereich von ±1 V oder in dem Bereich von –10 mV bis +10 mV. - Jeder Vergleich der Spannungen von Phase zu Phase für jeden der MOSFET-Schalter
40 ,42 ,44 ,46 ,48 und50 ist als ein separater Kanal72 gezeigt. Bei Entscheidungsraute74 ermittelt der Algorithmus, ob die Spannung von Phase zu Phase für den speziellen MOSFET-Schalter40 ,42 ,44 ,46 ,48 oder50 größer als die vorbestimmte Schwellenwertspannung VTH1+ ist. Wenn bei der Entscheidungsraute74 die Spannung von Phase zu Phase größer als die Schwellenwertspannung VTH1+ ist, dann schließt der Algorithmus bei Kästchen76 den speziellen MOSFET-Schalter40 ,42 ,44 ,46 ,48 oder50 , andernfalls hält er den MOSFET-Schalter40 ,42 ,44 ,46 ,48 oder50 in seinem vorherigen Zustand. Bei Entscheidungsrate78 ermittelt der Algorithmus dann, ob die Spannung von Phase zu Phase kleiner als die Schwellenwertspannung VTH1– ist, und öffnet, wenn dem so ist, bei Kästchen80 den MOSFET-Schalter40 ,42 ,44 ,46 ,48 oder50 . Andernfalls bleibt der MOSFET-Schalter40 ,42 ,44 ,46 ,48 oder50 in seinem vorherigen Zustand. Alle Ausgangssignale werden dann bei Kästchen82 an die MOSFET-Schalter40 ,42 ,44 ,46 ,48 und50 gesandt und der Prozess kehrt zu dem Kästchen64 zurück. - Es ist vorgesehen, dass die Spannungsregelfunktion und die MOSFET-Steuerungsfunktion durch separate elektronische Steuerungsschaltungen unabhängig bereitgestellt werden können, oder dass beide Funktionen in einer einzigen elektronischen Steuerungsschaltung integriert sein können. Die elektronische Steuerungsschaltung kann unter Verwendung einer Kombination diskreter und/oder integrierter Schaltungen, eines Mikrocontrollers, eines digitalen Signalprozessors oder einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) implementiert sein.
- Durch das Verwenden der MOSFET-Schalter und des voranstehend erörterten Steuerungsverfahrens weist das Generatorsystem
10 eine Anzahl von Vorteilen gegenüber denjenigen Generatorsystemen auf, die reine Diodengleichrichterbrücken verwenden. Insbesondere weist das Generatorsystem10 eine wesentliche Verringerung bei den Generatorgleichrichterverlusten, eine wesentliche Verringerung bei der Betriebstemperatur des Kühlkörpers, ein Potential zur Verringerung der Lüfterverluste und -geräusche durch eine Verringerung des Lüfterluftstroms aufgrund einer verringerten Wärmelast, eine Verbesserung des Gesamtwirkungsgrads des Generatorsystems10 und eine Verbesserung beim Fahrzeugkraftstoffverbrauch auf. Zudem benötigt das beschriebene Steuerungsverfahren keine zusätzlichen Sensoren, wie zum Beispiel Phasenstromsensoren, DC-Bus-Stromsensoren oder Rotorpositionssensoren, welche wesentliche Kosten hinzufügen und/oder den Wirkungsgradgewinn aufgrund eines Energieverlusts in den Sensoren verringern. - Es ist möglich, nur die drei Spannungen von Phase zu Phase VAB, VBC und VCA zu verwenden, um die MOSFET-Schalter
40 ,42 ,44 ,46 ,48 oder50 zu steuern.3(a) –3(b) sind ein Ablaufdiagramm90 , das einen Betrieb zum Schalten der MOSFET-Schalter40 ,42 ,44 ,46 ,48 und50 zeigt, um die Stromgleichrichtung gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitzustellen, wobei Elemente, die den von Ablaufdiagramm60 gleichen, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Bei dieser Ausführungsform wurde das Kästchen66 durch das Kästchen92 ersetzt, bei dem nur die Spannungen von Phase zu Phase VBA, VCB und VAC berechnet werden. Da die Spannungen von Phase zu Phase VBA, VCB und VAC nicht bekannt sind, muss der Vergleich dieser Spannungen von Phase zu Phase mit den Schwellenwertspannungen VTH1+ und VTH1– auf die Spannungen von Phase zu Phase geändert werden, die bekannt sind. Insbesondere wurden Entscheidungsrauten94 ,96 ,98 ,100 ,102 und104 in dem Ablaufdiagramm90 geändert, um die Spannungen von Phase zu Phase VAB, VBC und VAC mit der korrekten Beziehung zu den Schwellenwerten VTH1+ und VTH1– wie gezeigt zu umfassen. - Die voranstehende Erörterung offenbart und beschreibt rein beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Der Fachmann wird aus dieser Erörterung und aus den beiliegenden Zeichnungen und Ansprüchen leicht erkennen, dass verschiedene Änderungen, Modifikationen und Variationen darin vorgenommen werden können, ohne von dem Geist und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den nachstehenden Ansprüchen definiert ist.
Claims (27)
- Generatorsystem, das umfasst: eine AC-Maschine, die eine Vielzahl von Ankerspulen umfasst; eine mit den Ankerspulen elektrisch gekoppelte Gleichrichterschaltung, wobei die Gleichrichterschaltung eine Vielzahl von Schaltern umfasst; und eine Steuerungsschaltung, die Steuerungssignale zum Ein- und Ausschalten der Schalter zur Konvertierung eines AC-Signals in ein DC-Signal an die Gleichrichterschaltung liefert, wobei die Steuerungsschaltung ermittelt, ob die Spannungen von Phase zu Phase der Maschine über einer ersten vorbestimmten Schwellenwertspannung oder unter einer zweiten vorbestimmten Schwellenwertspannung liegen, wobei die Steuerungsschaltung einen Schalter, der mit einer speziellen Phase der Maschine verbunden ist, einschaltet, wenn die Spannung von Phase zu Phase für diese Phase größer als die erste vorbestimmte Schwellenwertspannung ist, und den Schalter ausschaltet, wenn die Spannung von Phase zu Phase für diese Phase kleiner als die zweite vorbestimmte Schwellenwertspannung ist.
- System nach Anspruch 1, wobei die Steuerungsschaltung die Spannung von Phase gegen Masse der Ankerspulen ermittelt und die Spannungen von Phase zu Phase aus den Spannungen von Phase gegen Masse berechnet.
- System nach Anspruch 1, wobei die Steuerungsschaltung die Spannungen von Phase zu Phase der Ankerspulen direkt misst.
- System nach Anspruch 1, wobei die Steuerungsschaltung ermittelt, ob die Drehzahl der Maschine unter einem vorbestimmten Drehzahlschwellenwert liegt, und verhindert, dass die Schalter eingeschaltet werden, wenn die Drehzahl der Maschine unter dem Drehzahlschwellenwert liegt.
- System nach Anspruch 1, wobei die Schalter MOSFET-Schalter sind.
- System nach Anspruch 1, wobei die Maschine drei Ankerspulen umfasst.
- System nach Anspruch 6, wobei die Steuerungsschaltung sechs Spannungen von Phase zu Phase auf der Grundlage von drei Spannungen von Phase gegen Masse der drei Phasen berechnet, die mit den Ankerspulen verbunden sind.
- System nach Anspruch 6, wobei die Steuerungsschaltung drei Spannungen von Phase zu Phase auf der Grundlage von drei Spannungen von Phase zu Phase der drei Phasen berechnet, die mit den Ankerspulen verbunden sind.
- System nach Anspruch 6, wobei die drei Ankerspulen im Wesentlichen elektrisch symmetrisch sind.
- System nach Anspruch 1, wobei die erste vorbestimmte Schwellenwertspannung ein positiver Wert ist und sich die zweite vorbestimmte Schwellenwertspannung von der ersten vorbestimmten Schwellenwertspannung unterscheidet.
- System nach Anspruch 1, wobei die Gleichrichterschaltung eine zu jedem Schalter elektrisch parallel geschaltete Diode umfasst.
- System nach Anspruch 11, wobei die Dioden Zenerdioden mit einer Spannungsarretierungsfähigkeit sind.
- System nach Anspruch 11, wobei die Schalter MOSFET-Schalter sind und wobei die Dioden in dem jeweiligen MOSFET-Schalter integrierte Body-Drain-Dioden sind.
- Generatorsystem für ein Fahrzeug, wobei das System umfasst: eine dreiphasige AC-Maschine, die drei Ankerspulen umfasst; eine mit den Ankerspulen elektrisch gekoppelte Gleichrichterschaltung, wobei die Gleichrichterschaltung sechs MOSFET-Schalter umfasst; und eine Steuerungsschaltung, die Steuerungssignale zum Ein- und Ausschalten der MOSFET-Schalter zur Konvertierung eines AC- Signals von der Maschine in ein DC-Signal an die Gleichrichterschaltung liefert, wobei die Steuerungsschaltung die Spannung von Phase gegen Masse der Ankerspulen ermittelt und sechs Spannungen von Phase zu Phase aus den Spannungen von Phase gegen Masse berechnet, wobei die Steuerungsschaltung ferner ermittelt, ob die Spannungen von Phase zu Phase der Maschine über einer ersten vorbestimmten Schwellenwertspannung und unter einer zweiten vorbestimmten Schwellenwertspannung liegen, wobei die Steuerungsschaltung einen mit einer speziellen Phase der Maschine verbundenen Schalter einschaltet, wenn die Spannung von Phase zu Phase für diese Phase größer als die erste vorbestimmte Schwellenwertspannung ist, und den Schalter ausschaltet, wenn die Spannung von Phase zu Phase für diese Phase kleiner als die zweite vorbestimmte Schwellenwertspannung ist.
- System nach Anspruch 14, wobei die Steuerungsschaltung ermittelt, ob die Drehzahl der Maschine unter einem vorbestimmten Drehzahlschwellenwert liegt, und verhindert, dass die Schalter eingeschaltet werden, wenn die Drehzahl der Maschine unter dem Drehzahlschwellenwert liegt.
- System nach Anspruch 14, wobei die Gleichrichterschaltung eine Diode umfasst, die zu jedem Schalter elektrisch parallel geschaltet ist.
- System nach Anspruch 16, wobei die Dioden Zenerdioden mit einer Spannungsarretierungsfähigkeit sind.
- System nach Anspruch 16, wobei die Dioden in dem jeweiligen MOSFET-Schalter integrierte Body-Drain-Dioden sind.
- System nach Anspruch 14, wobei die erste vorbestimmte Schwellenwertspannung ein positiver Wert ist und sich die zweite vorbestimmte Schwellenwertspannung von der ersten vorbestimmten Schwellenwertspannung unterscheidet.
- Verfahren zum Gleichrichten eines AC-Signals von einer AC-Maschine, wobei das Verfahren umfasst: Ermitteln der Spannung zwischen jeder Phase der Maschine und einer vorbestimmten Masse; Berechnen von Spannungen von Phase zu Phase aus den Spannungen von Phase gegen Masse; Vergleichen der Spannungen von Phase zu Phase mit einer ersten vorbestimmten Schwellenwertspannung und einer zweiten vorbestimmten Schwellenwertspannung; Einschalten eines Schalters, der mit einer speziellen Phase der Maschine verbunden ist, wenn die Spannung von Phase zu Phase für diese Phase größer als die erste vorbestimmte Schwellenwertspannung ist; und Ausschalten des Schalters, wenn die Spannung von Phase zu Phase für diese Phase kleiner als die zweite vorbestimmte Schwellenwertspannung ist.
- Verfahren nach Anspruch 20, das ferner ein Ermitteln der Drehzahl der Maschine, und ein Verhindern, dass die Schalter geschlossen werden, wenn die Drehzahl der Maschine kleiner als eine vorbestimmte Drehzahl ist, umfasst.
- Verfahren nach Anspruch 20, wobei die AC-Maschine eine dreiphasige AC-Maschine ist, die drei Ankerspulen umfasst.
- Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Ermitteln der Spannung zwischen jeder Phase der Maschine und einer vorbestimmten Masse ein Ermitteln von drei Spannungen von Phase gegen Masse umfasst, und das Berechnen der Spannungen von Phase zu Phase aus den ermittelten Spannungen von Phase gegen Masse ein Berechnen von sechs Spannungen von Phase zu Phase umfasst.
- Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Schalter MOSFET-Schalter sind.
- Verfahren nach Anspruch 20, das ferner ein Bereitstellen einer mit jedem Schalter elektrisch parallel geschalteten Diode umfasst.
- Verfahren nach Anspruch 25, wobei die Dioden Zenerdioden mit einer Spannungsarretierungsfähigkeit sind.
- Verfahren nach Anspruch 25, wobei die Schalter MOSFET-Schalter sind und wobei die Dioden in den jeweiligen MOSFET-Schalter integrierte Body-Drain-Dioden sind.
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