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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Erfassen einer Läuferlage einer permanentmagneterregten elektrischen Maschine sowie Verfahren und Vorrichtungen zum Ansteuern einer solchen elektrischen Maschine.
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Stand der Technik
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Mehrphasige permanentmagneterregte elektrische Maschinen benötigen für ihren Betrieb Ansteuerspannungen mit wechselnden Pegeln für jede Phase, wobei die Ansteuerspannungen zum Erzeugen eines Antriebsmomentes abhängig von der momentanen Läuferlage angelegt werden. Um eine geeignete Kommutierung bei derartigen mehrphasigen elektrischen Maschinen zu erreichen, ist für die Erzeugung der Ansteuerspannungen eine Auflösung einer Läuferlage eines Läufers der elektrischen Maschine (bei rotatorischen elektrischen Maschinen) notwendig, die mindestens 360°/Anzahl der Läuferpole/Anzahl der Phasen beträgt. Bei einer dreiphasigen elektrischen Maschine ist somit eine Winkelauflösung des elektrischen Läuferlagewinkels von 120° elektrische Läuferlage (elektrische Läuferlage entspricht der mechanischen Läuferlage geteilt durch die Anzahl der Rotorpole) notwendig.
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Eine elektronisch kommutierte, permanentmagneterregte elektrische Maschine wird in der Regel über eine geeignete Treiberschaltung angesteuert, die auf Phasenleitungen die entsprechenden Ansteuerspannungen zum Ansteuern der einzelnen Phasen der elektrischen Maschine bereitstellt. Eine dreiphasige elektrische Maschine kann beispielsweise über drei Phasenleitungen angesteuert werden, die im Wechsel bestromt werden, abhängig davon, in welchem Läuferlagesegment sich der Läufer der elektrischen Maschine befindet. Die Treiberschaltung kann beispielsweise in Form einer H-Brückenschaltung oder einer Inverterschaltung (B6-Schaltung) aufgebaut sein. Zum Erzeugen der Ansteuerspannungen werden von einer Steuereinheit Ansteuersignale bereitgestellt, die an Leistungsschalter der Treiberschaltung angelegt werden, um diese ein- bzw. auszuschalten. Die Menge an gleichzeitig anliegenden Ansteuersignalen werden im folgenden Schaltmuster genannt.
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Um eine Änderung des Schaltmusters zu einem geeigneten Zeitpunkt durchführen zu können, muss die Auflösung eines Läuferlagegebers mindestens der oben angegebenen Auflösung entsprechen. Da ein Läuferlagegeber in der Regel mehrere Läuferlagedetektoren aufweist, die versetzt zu dem Läufer der elektrischen Maschine angeordnet sind, werden mehrere Läuferlagesignale bereitgestellt, die die aktuelle Läuferlage angeben. Ein Wechsel eines der von den Läuferlagedetektoren bereitgestellten Läuferlagesignale, die die Läuferlage angeben, führt dann vorzugsweise zu einer entsprechenden Änderung des Schaltmusters der Treiberschaltung.
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Die Schaltmuster der Treiberschaltung werden in der Regel mit Hilfe der Steuereinheit, die die Läuferlagesignale empfängt, bereitgestellt. Um beispielsweise bei einer dreiphasigen Maschine die entsprechende Läuferlage von einem mit Hilfe von Hall-Sensoren oder GMR-Sensoren realisierten Läuferlagegeber zu erhalten und daraus die absolute Läuferlage abzuleiten, sind drei Läuferlagesignale für eine Läuferlageauflösung von 60° mechanischer Lage, d. h. 30° elektrische Rotorlage (bei zwei Rotorpolpaaren) notwendig. Handelt es sich um eine elektrische Maschine mit mehr als drei Phasen, so kann die Anzahl von Läuferlagedetektoren 3 noch übersteigen.
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Um möglichst exakt zum Zeitpunkt, wenn eine Position des Läufers ein Läuferlagesegment verlässt, einen entsprechenden Schaltvorgang in der Treiberschaltung durch eine Änderung des Schaltmusters hervorzurufen, werden die Läuferlagesignale der Steuereinheit zugeführt. Die Steuereinheit kann die Berechnung des neuen Schaltmusters mit Hilfe einer Zuordnungstabelle oder durch Anwenden einer Zuordnungsfunktion durchführen.
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Die Steuereinheit ist üblicherweise mit Hilfe eines Mikrocontrollers ausgebildet, der Interrupt-Eingänge aufweist, an die die Läuferlagesignale angelegt werden. Bei einer Änderung mindestens eines der Läuferlagesignale wird dann ein Interrupt ausgelöst, der das entsprechende Umschalten des Schaltmusters in der Treiberschaltung bewirkt. Bei dreiphasigen elektrischen Maschinen werden daher bereits drei Interrupt-Eingänge des Mikrocontrollers für die Läuferlageerkennung benötigt, um eine entsprechende Ansteuerung der elektrischen Maschine zu realisieren.
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Darüber hinaus weist die für die Ansteuerung derartiger elektrischer Maschinen verwendete Treiberschaltung für jede Phase mindestens zwei Leistungsschalter, z. B. MOSFETs oder dergleichen, auf, die über jeweilige Ansteuersignale angesteuert werden. D. h. bei Verwendung einer B6-Treiberschaltung (eine Inverterschaltung pro Phase) für das Bereitstellen von drei Ansteuerspannungen für eine dreiphasige elektrische Maschine sind sechs Ansteuersignale notwendig, die der Treiberschaltung von der Steuereinheit über entsprechende Ausgänge bereitgestellt werden müssen. Die Ansteuerung erfolgt in der Regel bislang so, dass jeweils zwei der Phasenstränge der elektrischen Maschine bestromt werden (durch Anlegen der Ansteuerspannung an die entsprechende zu bestromende Phase), während der dritte Phasenstrang stromlos bleibt. Der einzustellende Strom kann für jede Phase über eine Pulsweitenmodulation eingestellt werden.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Motorsystem zum Betreiben einer elektrischen Maschine vorzusehen, das einfacher realisiert werden kann und bei dem insbesondere die Anzahl der für den Betrieb der elektrischen Maschine verwendeten Anschlüsse reduziert ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch das Motorsystem zum Betreiben einer elektrischen Maschine gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Motorsystem vorgesehen. Das Motorsystem umfasst:
- – eine elektronisch kommutierte elektrische Maschine;
- – eine Treiberschaltung zum Betreiben der elektrischen Maschine;
- – eine Steuereinheit, um die Treiberschaltung je nach Läuferlagesegment, in dem sich eine Position eines Läufer der elektrischen Maschine befindet, mit gemäß einem dem Läuferlagesegment zugeordneten Schaltmuster von Ansteuersignalen anzusteuern;
- – einen Läuferlagegeber mit zwei Läuferlagedetektoren, um abhängig von einer relativen Änderung der Läuferlage des Läufers Läuferlagesignale bereitzustellen; wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, um anhand der Läuferlagesignale eine aktuelle absolute Läuferlage zu ermitteln und das Schaltmuster der aktuellen absoluten Läuferlage zuzuordnen.
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Eine Idee des obigen Motorsystems zum Betreiben einer elektrischen Maschine besteht darin, anstelle einer absoluten Läuferlageauflösung eine relative Läuferlageauflösung vorzusehen, die mit Hilfe von zwei Läuferlagedetektoren auskommt. Dadurch kann die Anzahl der von der Steuereinheit benötigten Eingänge zur Läuferlagedetektion verringert werden.
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Weiterhin kann die Steuereinheit mit einem Mikrocontroller ausgebildet sein, wobei die Läuferlagesignale an Interrupt-Eingänge des Mikrocontrollers angeschlossen sind, um nach jeder Änderung eines der Läuferlagesignale die Verarbeitung in der Steuereinheit zu unterbrechen und die Läuferlage zu aktualisieren.
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Der Läuferlagegeber kann eine Auflösung aufweisen, um eine ganzahlige Anzahl von Änderungen der Läuferlage innerhalb eines Läuferlagesegments anzugeben.
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Insbesondere kann die Steuereinheit ausgebildet sein, um die Läuferlage nach dem Einschalten des Motorsystems zu kalibrieren.
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Gemäß einer Ausführungsform kann zum kalibrieren ein weiterer Läuferlagegeber vorgesehen sein, der ausgestaltet ist, um mindestens ein Läuferlagesegment zu diskriminieren.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Treiberschaltung mit einer Anzahl von Inverterschaltungen versehen ist, die jeweils einer Phase der elektrischen Maschine zugeordnet sind, wobei jede der Inverterschaltungen zwei seriell verschaltete Schalter aufweist, die mit Hilfe lediglich eines der Ansteuersignale angesteuert werden, so dass lediglich entweder ein erstes Versorgungspotenzial oder ein zweites Versorgungspotenzial für die Phase der elektrischen Maschine ausgebbar ist.
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Weiterhin kann die Steuereinheit ausgebildet sein, um die Ansteuersignale gemäß einem Tastverhältnis pulsweitenmoduliert bereitzustellen.
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Um die anfallende Verlustleistung auf die Transistoren aufzuteilen, kann die Steuereinheit ein Schaltmuster für die Treiberschaltung generieren, wobei nur entweder die mit dem ersten Versorgungspotenzial verbundenen Schalter der Inverterschaltungen oder die mit dem zweiten Versorgungspotenzial verbundenen Schalter der Inverterschaltungen pulsweitenmoduliert werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Bevorzugte Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Motorsystems mit einer Steuereinheit und einer anzusteuernden elektrischen Maschine;
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2 ein Funktionsschaltbild zur Darstellung der Ermittlung der Läuferlage mit Hilfe von zwei Läuferlagedetektoren;
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3 eine Darstellung Spannungszeiger bei einer Ansteuerung der Phasenstränge einer dreiphasigen elektrischen Maschine, bei der eine permanente Bestromung jeder der Phasen erfolgt; und
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4 ein Zeitdiagramm zur Darstellung verschiedener Schaltmuster mit Hilfe von pulsweitenmodulierten Ansteuersignalen zum Verteilen der Last durch Freilaufströme.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Motosystems 1 mit einer elektrischen Maschine 2, die z. B. in Form eines permanentmagneterregten Synchronmotors, als Asynchronmotor oder dergleichen ausgebildet sein kann. Die elektrische Maschine 2 ist elektronisch kommutiert und weist im vorliegenden Fall drei Phasen auf.
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Zum Betreiben einer derartigen elektrischen Maschine 2 sind Ansteuerspannungen entsprechend der Anzahl der Phasen der elektrischen Maschine 2 notwendig. Im vorliegenden Fall der dreiphasigen Synchronmaschine werden von einer Treiberschaltung 3 die Phasenspannungen UU, UV, UW als Ansteuerspannungen bereitgestellt. Die Treiberschaltung 3 weist entsprechend der Anzahl der Phasen drei Inverterschaltungen 31 auf, die jeweils einen High-Side-Transistor 32 und einen Low-Side-Transistor 33 aufweisen. Jeder High-Side-Transistor 32 ist in Reihe mit einem entsprechendem der Low-Side-Transistor 33 zwischen einem hohen Versorgungspotenzial VH und einem niedrigen Versorgungspotenzial VL angeschlossen. Das hohe Versorgungspotenzial VH und das niedrige Versorgungspotenzial VL definieren eine Versorgungsspannung Uvers.
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Zum Ansteuern der Transistoren 32, 33 der Treiberschaltung 3 ist eine Steuereinheit 4 vorgesehen, die üblicherweise mit Hilfe eines Mikrocontrollers oder dergleichen ausgebildet ist. Die Steuereinheit 4 stellt Ansteuersignale SU, SV und SW für die Ansteuerung der Inverterschaltungen 31 der Treiberschaltung 3 zur Verfügung.
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Zum Bereitstellen der Ansteuersignale SU, SV, SW benötigt die Steuereinheit 4 eine Information über die momentane absolute Läuferlage eines Läufers der elektrischen Maschine 2. Mit anderen Worten ist es notwendig, zum Festlegen eines zum Bereitstellen eines vorgegebenen Antriebsmoments benötigten Spannungszeigers, der durch die Phasenspannungen UU, UV, UW gebildet wird, die Läuferlage zu kennen.
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Zum Bereitstellen der Information über die Läuferlage werden im gezeigten Ausführungsbeispiel nur zwei Läuferlagedetektoren 5 vorgesehen, die jeweils eine Auflösung aufweisen, die geringer ist als der Winkelbereich eines Läuferlagesegmentes für einen bestimmten Spannungszeiger. Solange sich der Läufer innerhalb des Läuferlagesegments befindet, werden vorzugsweise die Phasenspannungen UU, UV, UW nicht verändert (abgesehen von einer etwaigen Taktung aufgrund einer pulsweitenmodulierten Ansteuerung), um den gewünschten Spannungszeiger auszugeben. Vorzugsweise beträgt die Lageauflösung der Läuferlagedetektoren 5 einen ganzzahligen Teiler des Winkelbereiches eines Läuferlagesegmentes, während dem ein gewünschter Spannungszeiger ausgegeben werden soll.
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Zum Bestimmen der absoluten Läuferlage basierend auf den Läuferlagedetektoren 5 kann eine Funktion in der Steuereinheit 4 realisiert werden, wie sie in 2 dargestellt ist. In 2 ist ein Blockdiagramm zur schematischen Darstellung der Funktion dargestellt, mit der die Ansteuersignale SU, SV, SW für die Treiberschaltung 3 erzeugt werden können. Die Läuferlagedetektoren 5 sind so an der elektrischen Maschine 2 angeordnet, dass sie bei Drehung des Läufers abhängig von der Läuferlage ein Rechtecksignal generieren. Die Läuferlagedetektoren 5 sind bezüglich des Läufers der elektrischen Maschine 2 versetzt angeordnet, so dass die Rechtecksignale der Läuferlagedetektoren 5 ebenfalls zueinander phasenverschoben sind.
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Abhängig von der Phasenlage der beiden Signale kann die Drehrichtung des Läufers der elektrischen Maschine 2 erkannt werden. Eine solche Erkennung der Phasenlage wird in einem Phasendiskriminator 10 durchgeführt, dem die Läuferlagesignale LLS1, LLS2 bereitgestellt werden. Der Phasendiskriminator 10 liefert entweder ein Vorwärtssignal VS oder ein Rückwärtssignal RS abhängig von der Drehrichtung des Läufers der elektrischen Maschine 2. Das Vorwärtssignal VS bzw. das Rückwärtssignal RS entspricht dabei ebenfalls einem Rechtecksignal, das z. B. durch eine Exklusiv-Oder-Verknüpfung der Läuferlagesignale LLS1, LLS2 generiert wird. Das Vorwärtssignal VS wird einem Vorwärtszähler 11 zugeführt, der bei jeder Flanke des Vorwärtssignals den Zähler inkrementiert. Das Rückwärtsignal wird einem Rückwärtszähler 12 zugeführt, der entsprechend bei jeder Flanke des Rückwärtssignals den Zählerwert inkrementiert.
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Die Zählerwerte des Vorwärtszählers 11 und des Rückwärtszählers 12 werden jeweils einem Steuerblock 13 zugeführt, der aus den Zählerständen des Vorwärtszählers 11 und des Rückwärtszählers 12 die absolute Lage des Läufers ermitteln kann.
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Der Steuerblock 13 ordnet der absoluten Läuferlage und einer gewünschten vorgegebenen Drehrichtung ein Schaltmuster zu, gemäß dem die Leistungsschalter der Treiberschaltung 3 angesteuert werden sollen. Weiterhin können die Ansteuersignale des Schaltmusters entsprechend der vorgegebenen Solldrehzahl bzw. dem vorgegebenen Sollmoment mit einer Pulsweitenmodulation versehen werden, bei der durch Vorgabe eines einzustellenden Tastverhältnisses eine Taktung der entsprechenden Ansteuersignale vorgenommen wird. Durch die Taktung der Ansteuersignale gemäß dem Tastverhältnis kann die effektiv durch die Treiberschaltung 3 jeweils erzeugte Ansteuerspannung (Phasenspannung) eingestellt werden, so dass der Effektivwert des einstellbaren Spannungszeigers variabel einstellbar ist.
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Der Steuerblock 13 kann ausgebildet sein, dass aus den Zählerständen des Vorwärtszählers 11 und des Rückwärtszählers 12 die momentane Läuferlage ermittelt wird. Der so ermittelten Läuferlage wird das Schaltmuster so zugeordnet, dass nach jeweils einer Anzahl N gezählter Flanken des Vorwärtssignals VS bzw. des Rückwärtssignals RS ein Interrupt ausgelöst werden kann. Der Interrupt gibt einen Wechsel der Läuferlage in ein nächstes Läuferlagesegment an und bewirkt dadurch eine Änderung des Schaltmusters.
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Bei einem Systemstart müssen jedoch der Vorwärtszähler 11 bzw. der Rückwärtszähler 12 einmal zu den Läuferlagesegmenten synchronisiert werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass weitere Läuferlagedetektoren 6 (die nicht mit Interrupt-Eingängen des Mikrocontrollers verbunden sind) eines weiteren Läuferlagegebers vorgesehen werden, die eine absolute Lage des Läufers durch weitere Läuferlagesignale mit einer Auflösung angeben können, die für die Diskriminierung der Läuferlagesegmente ausreicht. In diesem Fall kann die Kalibrierung auf die absolute Läuferlage so erfolgen, dass die elektrische Maschine durch einen umlaufenden Spannungszeiger z. B. unsynchronisiert betrieben wird. Dadurch fängt sich der Läufer an einer bestimmten Position und wird von dem umlaufenden Spannungszeiger mitgeschleppt. Bei jeder Flanke des Läuferlagesignals der Läuferlagedetektoren 5 wird interruptgesteuert bewertet, ob sich das Signalmuster der drei weiteren Läuferlagedetektoren 6 geändert hat. Wenn dies der Fall ist, können die entsprechenden Vorwärtszähler 11 und Rückwärtszähler 12 auf ein Schaltmuster initialisiert werden, das dem durch die drei weiteren Läuferlagesignale zugeordneten momentanen Läuferlagesegment zugeordnet ist. Im weiteren Verlauf wird der entsprechende Zähler 11, 12 dann modulo 360° weitergezählt und die Kalibrierung ist beendet.
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Anschließend kann die Steuereinheit 4 dann jeweils nur noch bei jeder N-ten Flanke des Vorwärtssignals VS bzw. des Rückwärtssignals RS einen Wechsel zu einem nächsten Läuferlagesegment feststellen und das entsprechende Schaltmuster umschalten. Der Steuerblock 13 kann weiterhin vorsehen, dass die Lage der Läuferlagesegmente bezüglich des Läufers in Schritten der besseren Auflösung der Läuferlagedetektoren 5 verstellt werden kann, um das Antriebsmoment der elektrischen Maschine 2 zu optimieren.
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Es ist weiterhin auch möglich, auf die weiteren Läuferlagegeber 6 zu verzichten und die Kalibrierung durch Anlegen eines willkürlichen Kalibrierungsansteuermusters vorzunehmen. Dabei wird das Kalibrierungsansteuermuster so gewählt, dass sich der Spannungszeiger langsam um eine Umdrehung bewegt, so dass der Läufer Gelegenheit hat, sich in Richtung des augenblicklichen Magnetfeldzeigers auszurichten. Nach einer vorgegebenen Zeitdauer, nach der zu erwarten ist, dass sich der Läufer auf den Spannungszeiger ausgerichtet hat, wird der entsprechende Zähler auf einen Initialwert gesetzt, der dem Lagewinkel des Spannungszeigers zugeordnet ist. Befindet sich die elektrische Maschine 2 an einem Anschlag, so muss bei diesem Verfahren überprüft werden, ob sich der Läufer bei dem Anlegen des willkürlichen Kalibrierungsansteuermusters mitbewegt hat, da ansonsten nicht sichergestellt werden kann, dass sich der Läufer bei der Initialisierung der Zähler in dem gewünschten Läuferlagesegment befindet. Alternativ oder zusätzlich kann anhand des Phasenstroms festgestellt werden, ob sich der Läufer entsprechend des Kalibrierungsansteuermusters ausgerichtet hat.
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Sind die weiteren Läuferlagedetektoren 6 vorgesehen, so kann zu festgelegten Zeitpunkten bzw. regelmäßig überprüft werden, ob die Zähler 11, 12 noch den korrekten Läuferlagewinkel bzw. das korrekte Läuferlagesegment angeben oder ob deren Zählerwerte beispielsweise aufgrund von Störsignalen oder dergleichen nicht die tatsächliche Läuferlage angeben. Dazu kann vorgesehen sein, zu bestimmten Zeitpunkten oder regelmäßig die Läuferlage, die über den Vorwärtszäh ler 11 bzw. den Rückwärtszähler 12 ermittelt wird, mit dem Läuferlagesegment, das sich aus den Läuferlagesignalen der weiteren Läuferlagedetektoren 6 ergibt, zu vergleichen. Wenn dabei eine vorgegebene Abweichung überschritten wird, kann das Motorsystem 1 erneut kalibriert werden. Dazu wird das Muster der Läuferlagesignale der weiteren Läuferlagedetektoren 6 zusammen mit dem Muster der Läuferlagedetektoren 5 bewertet, indem das für die gerade ermittelte Läuferlage erfasste Muster mit den für diese Lage zulässigen Mustern aus einer Tabelle verglichen wird.
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Im Unterschied zu den herkömmlichen Motorsystemen werden bei dem Motorsystem der 1 nur drei Ansteuersignale SU, SV, SW zur Generierung der Phasenspannungen bereitgestellt. Dadurch ist es nicht möglich, eine Spannung von 0 V an die Phasenleitungen anzulegen. Es ist lediglich möglich, eine positive Spannung oder eine negative Spannung an die Phasenleitungen anzulegen.
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In
3 sind alternative Phasenspannungsmuster dargestellt, bei denen zu jedem Zeitpunkt jeder Phasenstrang der dreiphasigen elektrischen Maschine bestromt wird. D. h. es liegt zu jedem Zeitpunkt eine Phasenspannung an den Phasensträngen der elektrischen Maschine an. Der durch eine solche,
3 entsprechende Ansteuerfolge generierte Spannungszeiger ist im Vergleich zu dem herkömmlichen Spannungszeiger, bei dem jeweils nur zwei der Phasenstränge bestromt werden, um 30° verschoben. Um die in
3 gezeigte Bestromung zu erreichen, müssen die High-Side-Transistoren
32 und die Low-Side-Transistoren
33 für jede Inverterschaltung der Phasen jeweils in B6-Schaltung Schaltzustände aufweisen, wie sie in nachfolgender Tabelle in Abhängigkeit zu dem momentanen Läuferlagesegment angegeben sind:
| | Läuferlagesegment |
| | S
1 | S
2 | S
3 | S
4 | S
5 | S
6 |
| UH (Phase U, Schaltzustand High-Side-Transistor) | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| UL (Phase U, Schaltzustand Low-Side-Transistor) | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| VH (Phase V, Schaltzustand High-Side-Transistor) | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| VL (Phase V, Schaltzustand Low-Side-Transistor) | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| WH (Phase W, Schaltzustand High-Side-Transistor) | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| WL (Phase W, Schaltzustand Low-Side-Transistor) | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
wobei ”1” einen eingeschalteten Transistor und ”0” einen ausgeschalteten Transistor angeben.
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Wegen dieser Eigenschaft ist es möglich, nur mit einem Ansteuersignal SU, SV, SW für eine Inverterschaltung der B6-Schaltung auszukommen. Dieses Ansteuersignal muss lediglich invertiert werden, so dass immer entweder der High-Side-Transistor 32 oder der Low-Side-Transistor 33 leitend ist, während der jeweils andere gesperrt (nicht-leitend) ist. Dazu werden, wie in 1 gezeigt ist, die Ansteuersignale SU, SV, SW vor dem Anlegen an den Low-Side-Transistor 33 durch einen jeweiligen Inverter 35 invertiert. Dadurch ist im Gegensatz zu der Ansteuerung gemäß dem Stand der Technik nur eine Anzahl von Ansteuerleitungen für Ansteuersignale SU, SV, SW erforderlich, die der Anzahl der Phasen entspricht. Im Stand der Technik beträgt die Anzahl der benötigten Ansteuersignale bei zu der B6-Topologie vergleichbaren Treiberschaltungen das Doppelte der Phasenanzahl.
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Bei der Bestromung der Phasenstränge, bei der jeder der Phasenstränge zu jeder Zeit mit einer Spannung belegt ist, durchläuft die Treiberschaltung 3 während den Tastverhältnispausen eine kurze aktive Freilaufphase. Daraus ergeben sich verschiedene Möglichkeiten einen bestimmten Spannungszeiger mit Hilfe einer Pulsweitenmodulation zu generieren. Durch Wahl der Ansteuersignale, die gemäß einer Pulsweitenmodulation zu einer reduzierten effektiven Spannung an dem zugeordneten Phasenstrang führen, kann der aktive Freilauf wahlweise von dem High-Side-Transistor 32 oder von dem Low-Side-Transistor 33 einer der Inverterschaltungen 31 oder abwechselnd von den High-Side-Transistoren 32 oder von den Low-Side-Transistoren 33 (oder den zugeordneten Freilaufdioden) übernommen werden.
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Dies ist beispielsweise in den Signaldiagrammen der 4 dargestellt. 4a zeigt eine wechselweise Belastung der High-Side-Transistoren 32 und der Low-Side-Transistoren 33 durch den Freilaufstrom, während 4b eine Belastung nur der High-Side-Transistoren 32 und 4c eine Belastung nur der Low-Side-Transistoren 33 darstellt. Damit ist es möglich die thermische Belastung zwischen den High-Side-Transistoren 32 und den Low-Side-Transistoren 33 auszugleichen. Dies ist insbesondere möglich, indem die High-Side-Transistoren 32 und die Low-Side-Transistoren 33 mit entsprechenden Thermofühlern versehen werden, so dass eine entsprechende Ansteuerstrategie durch die Steuereinheit 4 ausgewählt werden kann.
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Alternativ ist es auch möglich, wenn die Steuereinheit 4 sechs Ausgangsleitungen für das Bereitstellen von Ansteuersignalen aufweist, eine Ansteuerung der Treiberschaltung 3 durch Kombination des herkömmlichen Schaltmusters mit dem Schaltmuster der 3 anzusteuern.
