DE102020112704A1

DE102020112704A1 - Method for operating an electrical circuit arrangement, electrical circuit arrangement and motor vehicle

Info

Publication number: DE102020112704A1
Application number: DE102020112704.9A
Authority: DE
Inventors: Daniel Ruppert
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2020-05-11
Filing date: 2020-05-11
Publication date: 2021-11-11
Anticipated expiration: 2040-05-12
Also published as: DE102020112704B4

Abstract

Elektrische Schaltungsanordnung zur Bestromung eines eine Rotorwicklung (3) aufweisenden Rotors (4) einer elektrischen Maschine (5) umfassend ein Steuergerät (21), einen Eingang mit einem ersten Potentialanschluss (10) und einem zweiten Potentialanschluss (11) sowie einen Ausgang mit einem ersten Anschluss (7) und einem zweiten Anschluss (8) zur Verbindung der elektrischen Schaltungsanordnung mit einem Anfang (17) und einem Ende (18) der Rotorwicklung (3), wobei der erste Anschluss (7) über ein erstes Schaltelement (13) mit dem ersten Potentialanschluss (10) und über eine erste Diode (15) mit dem zweiten Potentialanschluss (11) verbunden ist und der zweite Anschluss (9) über eine zweite Diode (16) mit dem ersten Potentialanschluss (10) und über ein zweites Schaltelement (14) mit dem zweiten Potentialanschluss (11) verbunden ist, wobei der erste Potentialanschluss (10) über ein drittes Schaltelement (19) und der zweite Potentialanschluss (11) über ein viertes Schaltelement (20) jeweils mit einem Mittelabgriff (9) der Rotorwicklung (3) verbindbar sind, wobei das Steuergerät (21) mit den Schaltelementen (13, 14, 19, 20) verbunden ist und das Steuergerät (21) dazu ausgebildet ist, in einem Normalbetrieb das dritte und das vierte Schaltelement (19, 20) dauerhaft offen zu schalten und bei Auftreten eines Defekts des ersten Schaltelements (13) oder des zweiten Schaltelements (14) in Abhängigkeit einer einen über die elektrische Schaltungsanordnung (2) einzustellenden Betriebszustand der elektrischen Maschine (5) beschreibenden Zustandsinformation das dritte Schaltelement (19) und/oder das vierte Schaltelement (20) zumindest zeitweise geschlossen zu schalten.Electrical circuit arrangement for energizing a rotor (4) having a rotor winding (3) of an electrical machine (5) comprising a control device (21), an input with a first potential connection (10) and a second potential connection (11) and an output with a first Connection (7) and a second connection (8) for connecting the electrical circuit arrangement to a beginning (17) and an end (18) of the rotor winding (3), the first connection (7) via a first switching element (13) to the first potential connection (10) and via a first diode (15) to the second potential connection (11) and the second connection (9) via a second diode (16) to the first potential connection (10) and via a second switching element (14 ) is connected to the second potential connection (11), the first potential connection (10) each via a third switching element (19) and the second potential connection (11) via a fourth switching element (20) in each case can be connected to a center tap (9) of the rotor winding (3), the control device (21) being connected to the switching elements (13, 14, 19, 20) and the control device (21) being designed to operate the third and to switch the fourth switching element (19, 20) permanently open and, when a defect occurs in the first switching element (13) or the second switching element (14), depending on an operating state of the electrical machine (5) to be set via the electrical circuit arrangement (2) Status information to switch the third switching element (19) and / or the fourth switching element (20) closed at least temporarily.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltungsanordnung zur Bestromung eines eine Rotorwicklung aufweisenden Rotors einer elektrischen Maschine umfassend ein Steuergerät, einen Eingang mit einem ersten Potentialanschluss und einem zweiten Potentialanschluss sowie einen Ausgang mit einem ersten Anschluss und einem zweiten Anschluss zur Verbindung der elektrischen Schaltungsanordnung mit einem Anfang und einem Ende der Rotorwicklung, wobei der erste Anschluss über ein erstes Schaltelement mit dem ersten Potentialanschluss und über eine erste Diode mit dem zweiten Potentialanschluss verbunden ist und der zweite Anschluss über eine zweite Diode mit dem ersten Potentialanschluss und über ein zweites Schaltelement mit dem zweiten Potentialanschluss verbunden ist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine sowie ein Kraftfahrzeug.The invention relates to an electrical circuit arrangement for energizing a rotor of an electrical machine having a rotor winding, comprising a control device, an input with a first potential connection and a second potential connection, and an output with a first connection and a second connection for connecting the electrical circuit arrangement with a beginning and one end of the rotor winding, the first connection being connected to the first potential connection via a first switching element and to the second potential connection via a first diode and the second connection being connected to the first potential connection via a second diode and to the second potential connection via a second switching element is. The invention also relates to an electrical machine and a motor vehicle.

Kraftfahrzeuge mit einem elektrischen Traktionsmotor, wie rein elektrisch angetriebene Fahrzeuge (EV), hybrid-elektrische Fahrzeuge (HEV) und/oder plug-in-hybrid-elektrische Fahrzeuge (PHEV), umfassen in der Regel eine Leistungselektronik, um den elektrischen Traktionsmotor zu bestromen. Dazu wird durch die Leistungselektronik beispielsweise ein aus einer Traktionsbatterie des Kraftfahrzeugs entnommener Gleichstrom in einen insbesondere mehrphasigen Wechselstrom gewandelt, um die zum Antrieb des Kraftfahrzeugs verwendete Elektromaschine zu bestromen. Abhängig von dem Typ des zum Antrieb verwendeten Elektromotors kann durch die Leistungselektronik beispielsweise ein dreiphasiger Statorstrom erzeugt werden.Motor vehicles with an electric traction motor, such as purely electrically powered vehicles (EV), hybrid electric vehicles (HEV) and / or plug-in hybrid electric vehicles (PHEV), generally include power electronics to power the electric traction motor . For this purpose, the power electronics convert, for example, a direct current drawn from a traction battery of the motor vehicle into an in particular multiphase alternating current in order to power the electric machine used to drive the motor vehicle. Depending on the type of electric motor used for the drive, the power electronics can generate, for example, a three-phase stator current.

Eine spezielle Ausführungsform der Elektromaschine, welche als Traktionsmotor in Kraftfahrzeugen verwendet werden kann, ist die sogenannte fremderregte Synchronmaschine. Dieser Maschinentyp kommt im Gegensatz zu einer permanenterregten Synchronmaschine ohne Magnetmaterialien im Rotor aus. Bei der fremderregten Synchronmaschine wird das Rotorfeld durch eine bestromte Rotorwicklung im Rotor erzeugt. Die Bestromung des Rotors kann dabei beispielsweise über Schleifring-Kontrakte erfolgen, welche mit einem leistungselektronischen DCDC-Wandler verbunden sind.A special embodiment of the electric machine that can be used as a traction motor in motor vehicles is the so-called separately excited synchronous machine. In contrast to a permanent magnet synchronous machine, this type of machine manages without magnetic materials in the rotor. In the separately excited synchronous machine, the rotor field is generated by an energized rotor winding in the rotor. The rotor can be energized, for example, via slip ring contracts that are connected to a power electronic DCDC converter.

Die Bestromung des Rotors hat dabei direkte Auswirkungen auf die Funktion der elektrischen Maschine, so dass es wünschenswert ist, auch bei einem Defekt innerhalb der zum Bestromen des Rotors eingesetzten leistungselektronischen Schaltung einen kontrollierten Betrieb der Rotorbestromung und somit auch des Betriebes der elektrischen Maschine aufrechterhalten zu können. Zur Berücksichtigung und/oder Kompensation von auftretenden Fehlern in Schaltungen, welche zur Bestromung eines elektrischen Motors verwendet werden, sind aus dem Stand der Technik verschiedene Ansätze bekannt.The energization of the rotor has a direct effect on the function of the electrical machine, so that it is desirable to be able to maintain a controlled operation of the rotor energization and thus also the operation of the electrical machine in the event of a defect within the power electronic circuit used to energize the rotor . Various approaches are known from the prior art for taking into account and / or compensating for errors that occur in circuits which are used to energize an electric motor.

In DE 10 2015 100 133 A1 wird eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines Antriebsmotors einer Lenkunterstützung eines Fahrzeuges beschrieben, welche eine oder mehrere Halbbrücken umfasst. Dabei ist zu dem Highside-Schalter und dem Lowside-Schalter einer Halbbrücke jeweils ein weiterer Schalter in Reihe geschaltet, um einen Notbetrieb bei einem dauerhaften Kurzschluss des Highside-Schalters beziehungsweise des Lowside-Schalters zu ermöglichen.In DE 10 2015 100 133 A1 a device for controlling a drive motor of a steering assistance system of a vehicle is described which comprises one or more half bridges. A further switch is connected in series with the high-side switch and the low-side switch of a half-bridge in order to enable emergency operation in the event of a permanent short-circuit of the high-side switch or the low-side switch.

Aus DE 10 2008 042 984 A1 ist ein Verfahren zum fehlertoleranten Betrieb einer elektrischen Drehfeldmaschine bekannt. Dabei werden die für den Normalbetrieb der elektrischen Maschine verwendeten Schalter sowie die jeweils zugeordneten Wicklungen auf Defekte überwacht, wobei bei Vorliegen eines Defekts eine mit dem Sternpunkt der elektrischen Maschine verbundene Reserveschalteinrichtung betrieben wird.the end DE 10 2008 042 984 A1 a method for fault-tolerant operation of an electric induction machine is known. The switches used for normal operation of the electrical machine and the respectively assigned windings are monitored for defects, with a reserve switching device connected to the neutral point of the electrical machine being operated if a defect is present.

In DE 10 2009 045 351 A1 wird ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsaggregats beschrieben, wobei das Antriebsaggregat eine dreiphasige elektrische Maschine aufweist, die in einem Normalbetrieb mit einem von einem Wechselrichter an mindestens zwei der Phasen bereitgestellten Strom betrieben wird. Dabei werden nach dem Defekt eines Schalters des Wechselrichters die verbleibenden, nicht defekten Schalter in einem Notbetriebsmodus weiterbetrieben.In DE 10 2009 045 351 A1 a method for operating a drive unit is described, the drive unit having a three-phase electrical machine which is operated in normal operation with a current provided by an inverter on at least two of the phases. In this case, after a switch of the inverter is defective, the remaining, non-defective switches continue to be operated in an emergency operating mode.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte elektrische Schaltungsanordnung zur Bestromung einer fremderregten Synchronmaschine anzugeben, insbesondere mit einer verbesserten Betriebssicherheit bei Auftreten eines Defekts in der Erregerschaltung.The invention is based on the object of specifying an improved electrical circuit arrangement for supplying current to a separately excited synchronous machine, in particular with improved operational reliability when a defect occurs in the exciter circuit.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer elektrischen Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der erste Potentialanschluss über ein drittes Schaltelement und der zweite Potentialanschluss über ein viertes Schaltelement jeweils mit einem Mittelabgriff der Rotorwicklung verbindbar sind, wobei das Steuergerät mit den Schaltelementen verbunden ist und das Steuergerät dazu ausgebildet ist, in einem Normalbetrieb das dritte und das vierte Schaltelement dauerhaft offen zu schalten und bei Auftreten eines Defekts des ersten Schaltelements oder des zweiten Schaltelements in Abhängigkeit einer einen über die elektrische Schaltungsanordnung einzustellenden Betriebszustand der elektrischen Maschine beschreibenden Zustandsinformation das dritte Schaltelement und/oder das vierte Schaltelement zumindest zeitweise geschlossen zu schalten.To solve this problem, in an electrical circuit arrangement of the type mentioned, the invention provides that the first potential connection can be connected via a third switching element and the second potential connection can each be connected to a center tap of the rotor winding via a third switching element, the control device being connected to the switching elements and the control device is designed to switch the third and fourth switching elements permanently open in normal operation and, when a defect occurs in the first switching element or the second switching element, the third switching element and / or to switch the fourth switching element closed at least temporarily.

Das erste Schaltelement und die erste Diode sowie das zweite Schaltelement und die zweite Diode bilden eine asymmetrische Vollbrücke, wobei an den jeweiligen Brückenpunkten der Anfang beziehungsweise das Ende von der Rotorwicklung, beziehungsweise ein erstes Ende und ein zweites Ende der Rotorwicklung, angeschlossen sind. Auch das dritte Schaltelement und das vierte Schaltelement bilden zusammen eine Halbbrücke, welche ebenfalls zwischen dem ersten Potentialanschluss und dem zweiten Potentialanschluss geschaltet ist und deren Brückenpunkt mit einem Mittelabgriff der Rotorwicklung verbindbar ist. Das Vorsehen dieses dritten und vierten Schaltelements sowie ein Verbinden des Brückenpunkts der durch das dritte Schaltelement und das vierte Schaltelement gebildeten Halbbrücke mit dem Mittelabgriff der Rotorwicklung ermöglicht es, dass bei Auftreten eines Defekts des ersten Schaltelements oder des zweiten Schaltelements weiterhin ein zumindest teilweiser Betrieb des Rotors und somit auch der elektrischen Maschine aufrechterhalten werden kann. In einem defektfreien Zustand der elektrischen Schaltungsanordnung, wenn das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement keinen Defekt aufweisen, werden das dritte Schaltelement und das vierte Schaltelement von dem Steuergerät derart angesteuert, dass sie dauerhaft geöffnet sind. Die Schaltelemente können zum Beispiel als Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekt-Transistor (MOSFET) oder als Bipolartransistor mit isolierendem Gate (IGBT) ausgebildet sein.The first switching element and the first diode as well as the second switching element and the second diode form an asymmetrical full bridge, with the beginning and the end of the rotor winding or a first end and a second end of the rotor winding being connected to the respective bridge points. The third switching element and the fourth switching element together also form a half-bridge, which is also connected between the first potential connection and the second potential connection and whose bridge point can be connected to a center tap of the rotor winding. The provision of this third and fourth switching element as well as a connection of the bridge point of the half-bridge formed by the third switching element and the fourth switching element to the center tap of the rotor winding enables at least partial operation of the rotor if a defect occurs in the first switching element or the second switching element and thus also the electrical machine can be maintained. In a defect-free state of the electrical circuit arrangement, when the first switching element and the second switching element are not defective, the third switching element and the fourth switching element are activated by the control device in such a way that they are permanently open. The switching elements can be designed, for example, as metal-oxide-semiconductor field effect transistors (MOSFET) or as bipolar transistors with an insulating gate (IGBT).

Der erste Potentialanschluss und der zweite Potentialanschluss sind beispielsweise mit einer Gleichstromquelle verbunden, wobei am ersten Potentialanschluss ein positives Gleichstrompotential (DC+) und am zweiten Potentialanschluss ein negatives Gleichstrompotential (DC-) anliegt. Die Dioden sowie die gegebenenfalls vorhandenen Freilaufdioden der Schaltelemente sind insbesondere jeweils bezogen auf die Potentialanschlüsse in Sperrrichtung verschaltet. Über die durch das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement sowie die erste Diode und die zweite Diode gebildete asymmetrische Vollbrücke kann die komplette Rotorwicklung durch das Steuergerät in verschiedenen Betriebszuständen betrieben werden. Dazu kann beispielsweise die einen von der elektrischen Maschine einzustellenden Betriebszustand beschreibende Zustandsinformation, beispielsweise von einer weiteren Steuereinrichtung, an das Steuergerät übermittelt werden, wobei das Steuergerät dazu ausgebildet ist, den durch die Zustandsinformation beschriebenen Betriebszustand durch Ansteuern bzw. Schalten des ersten Schaltelements und/oder des zweiten Schaltelements einzustellen.The first potential connection and the second potential connection are connected, for example, to a direct current source, a positive direct current potential (DC +) being applied to the first potential connection and a negative direct current potential (DC-) being applied to the second potential connection. The diodes and any free-wheeling diodes of the switching elements that may be present are in particular interconnected in the reverse direction in relation to the potential connections. Via the asymmetrical full bridge formed by the first switching element and the second switching element as well as the first diode and the second diode, the entire rotor winding can be operated by the control device in various operating states. For this purpose, for example, the status information describing an operating state to be set by the electrical machine can be transmitted to the control device, for example by a further control device, the control device being designed to generate the operating state described by the status information by controlling or switching the first switching element and / or of the second switching element.

Einen erster Betriebszustand kann dabei ein Erregungs-Modus (Excitation mode) bzw. eine Rotorerregung sein, bei dem für eine Beschleunigung der elektrischen Maschine sowohl das erste als auch das zweite Schaltelement durch das Steuergerät insbesondere mittels Pulsweitenmodulation angesteuert werden, wobei insbesondere das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement immer gleichzeitig leitfähig bzw. geschlossen geschaltet sind. Dadurch wird die Rotorwicklung des Rotors mit einem Gleichstrom bestromt, so dass sich im Rotor ein magnetisches Feld aufbaut, welches direkt zu einer Drehmomenterzeugung der elektrischen Maschine beiträgt.A first operating state can be an excitation mode or a rotor excitation, in which both the first and the second switching element are controlled by the control device, in particular by means of pulse width modulation, in order to accelerate the electrical machine, with in particular the first switching element and the second switching element are always switched conductive or closed at the same time. As a result, the rotor winding of the rotor is energized with a direct current, so that a magnetic field builds up in the rotor, which contributes directly to the generation of torque by the electrical machine.

Einen zweiten Betriebszustand kann der sogenannte Entregungs-Modus bzw. ein Freilauf (Freewheeling-mode) darstellen, bei dem entweder das erste Schaltelement offen und das zweite Schaltelement geschlossen oder das zweite Schaltelement offen und das erste Schaltelement geschlossen ist. Der Rotorstrom läuft somit über das erste Schaltelement und die zweite Diode beziehungsweise über das zweite Schaltelement und die erste Diode und kann sich so langsam abbauen. Ein Abbauen des Stroms über das erste Schaltelement wird dabei auch als Highside-Freilauf bezeichnet, entsprechend wird der Stromabbau über das zweite Schaltelement auch als Lowside-Freilauf bezeichnet.The so-called de-excitation mode or freewheeling mode can represent a second operating state, in which either the first switching element is open and the second switching element is closed or the second switching element is open and the first switching element is closed. The rotor current thus runs through the first switching element and the second diode or through the second switching element and the first diode and can thus slowly dissipate. A reduction in the current via the first switching element is also referred to as a high-side freewheel; accordingly, the current reduction via the second switching element is also referred to as a low-side freewheel.

Ein dritter Betriebszustand kann der sogenannte Schnell-Entregungs-Modus oder Rückspeisemodus (Energy recycling mode) sein, welcher ein besonders schnelles Abbauen des Rotorstroms durch Rückspeisung in einen mit dem ersten Potentialanschluss und dem zweiten Potentialanschluss verbundenen Energiespeicher, beispielsweise einen Zwischenkreiskondensator und/oder eine Batterie, ermöglicht. Der Rotorstrom wird dabei kontrolliert aus dem Rotor in den Energiespeicher gespeist und dadurch schnell abgebaut.A third operating state can be the so-called fast de-energization mode or energy recycling mode, which allows the rotor current to be reduced particularly quickly by feeding it back into an energy store connected to the first potential connection and the second potential connection, for example an intermediate circuit capacitor and / or a battery , made possible. The rotor current is fed from the rotor into the energy storage device in a controlled manner and is quickly reduced as a result.

Kommt es nun innerhalb der Erregerschaltung zu einem Bauteildefekt des ersten Schaltelements oder des zweiten Schaltelements, so kann der durch die Rotorwicklung fließende Strom nicht mehr kontrolliert geregelt werden, so dass sich ein undefinierter Zustand der elektrischen Maschine einstellt. Ein Defekt des ersten Schaltelements oder des zweiten Schaltelements kann beispielsweise ein Kurzschluss oder eine dauerhafte Unterbrechung, das heißt ein dauerhaft leitfähiger Zustand, des Transistors sein. Ursachen für einen Kurzschluss können beispielsweise eine zu hohe Temperatur und/oder ein zu hohes elektrisches Feld sein, beispielsweise infolge von Überspannungen, welche einen Spannungsdurchschlag im Schaltelement verursachen können, der zu einem Kurzschluss führt. Eine Unterbrechung des Schaltelements kann ebenfalls durch eine zu hohe Temperatur oder durch zu große Stromdichten entstehen, welche als Folge beispielsweise die Zerstörung oder das Ablösen eines Bonddrahts in dem Schaltelement bewirken, so dass durch das Schaltelement dauerhaft kein Strom mehr fließen kann.If a component defect of the first switching element or the second switching element occurs within the exciter circuit, the current flowing through the rotor winding can no longer be regulated in a controlled manner, so that an undefined state of the electrical machine is established. A defect in the first switching element or the second switching element can be, for example, a short circuit or a permanent interruption, that is to say a permanently conductive state, of the transistor. Causes of a short circuit can, for example, be too high a temperature and / or too high an electric field, for example as a result of overvoltages, which can cause a voltage breakdown in the switching element, which leads to a short circuit. An interruption of the switching element can also result from an excessively high temperature or excessively high current densities, which as a result, for example, result in the destruction or detachment of a bonding wire in the Cause switching element, so that no more current can flow permanently through the switching element.

Beide Arten von Defekten, das heißt sowohl ein Kurzschluss als auch eine Unterbrechung, im ersten Schaltelement oder im zweiten Schaltelement bewirken, dass nicht mehr jeder der drei vorgehend beschriebenen Betriebszustände eingestellt werden kann. Beispielsweise führt ein Kurzschluss im ersten Schaltelement dazu, dass beim Schalten des zweiten Schaltelements immer eine Bestromung des Rotors erfolgt, was eine Beschleunigung der elektrischen Maschine zur Folge hat. Weiterhin ist eine schnelle, kontrollierte Entregung durch eine Rückspeisung in einen Energiespeicher nicht mehr möglich, da nicht das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement gleichzeitig geöffnet werden können. Durch den Kurzschluss des ersten Schaltelements wird beim Öffnen des zweiten Schaltelements immer ein Freilauf erreicht. Entsprechend gilt dies auch für einen Kurzschluss im zweiten Schaltelement.Both types of defects, that is to say both a short circuit and an interruption, in the first switching element or in the second switching element mean that it is no longer possible to set each of the three operating states described above. For example, a short circuit in the first switching element means that when the second switching element is switched, current is always supplied to the rotor, which results in an acceleration of the electrical machine. Furthermore, rapid, controlled de-excitation by feeding back into an energy store is no longer possible, since the first switching element and the second switching element cannot be opened at the same time. As a result of the short circuit of the first switching element, freewheeling is always achieved when the second switching element is opened. This also applies accordingly to a short circuit in the second switching element.

Auch bei einer Unterbrechung des ersten Schaltelements, bei der es dauerhaft offen ist, führt dazu, dass nicht alle Betriebszustände eingestellt werden können. Dadurch, dass das erste Schaltelement nicht mehr geschlossen werden kann, ist eine Bestromung des Rotors nicht mehr möglich, so dass kein magnetisches Feld im Rotor und somit kein Drehmoment der elektrischen Maschine mehr aufgebaut werden kann. Auch bewirkt der Defekt des ersten Schaltelements, dass bei Öffnen des zweiten Schaltelements kein Highside-Freilauf mehr möglich ist, da durch das offene erste Schaltelement in diesem Zustand, das heißt bei ebenfalls geöffnetem zweiten Schaltelement, eine Schnell-Entregung durchgeführt wird und gegebenenfalls unkontrolliert in einen Energiespeicher zurückgespeist wird. Diese Schnell-Entregung führt im Betrieb der elektrischen Maschine zu einem Wegfall oder einer Verzögerung eines von der elektrischen Maschine zu erzeugenden Drehmoments. Weiterhin können durch die unkontrollierte Rückspeisung Beschädigungen an einem Energiespeicher, insbesondere einen Zwischenkreiskondensator, auftreten.Even if the first switching element is interrupted, during which it is permanently open, not all operating states can be set. Because the first switching element can no longer be closed, current can no longer be supplied to the rotor, so that no magnetic field can be built up in the rotor and thus no more torque from the electrical machine can be built up. The defect in the first switching element also means that when the second switching element is opened, high-side freewheeling is no longer possible, since the open first switching element in this state, i.e. when the second switching element is also open, causes rapid de-excitation and possibly uncontrolled in an energy store is fed back. During operation of the electrical machine, this rapid de-excitation leads to a loss or a delay in a torque to be generated by the electrical machine. Furthermore, damage to an energy store, in particular an intermediate circuit capacitor, can occur as a result of the uncontrolled feedback.

Durch das Vorsehen des dritten Schaltelements und des vierten Schaltelements wird es vorteilhaft ermöglicht, dass bei Auftreten eines Defekts des ersten Schaltelements oder des zweiten Schaltelements in Abhängigkeit des über die elektrische Schaltanordnung einzustellenden Betriebszustands der elektrischen Maschine der Betrieb der elektrischen Maschine aufrechterhalten werden kann. Dadurch wird vorteilhaft ermöglicht, dass bei einem Defekt des ersten Schaltelements oder des zweiten Schaltelements stets ein sicherer Zustand möglich ist, indem die elektrische Maschine definiert in einem der Betriebszustände betrieben werden kann.The provision of the third switching element and the fourth switching element advantageously enables operation of the electrical machine to be maintained in the event of a defect in the first switching element or the second switching element depending on the operating state of the electrical machine to be set via the electrical switching arrangement. This advantageously enables a safe state to always be possible in the event of a defect in the first switching element or the second switching element, in that the electrical machine can be operated in a defined manner in one of the operating states.

Insbesondere bei Verwendung der elektrischen Schaltungsanordnung zur Bestromung eines Rotors einer Elektromaschine, welche als Traktionselektromotor in einem Kraftfahrzeug verwendet wird, können dadurch für den Fahrbetrieb notwendige Sicherheitsziele durch die elektrische Schaltungsanordnung umgesetzt werden. Ein unkontrollierter Zustand der Rotorbestromung kann vorteilhaft vermieden werden. Insbesondere können unerwünschte Effekte, wie ein ungewolltes Beschleunigen des Traktionselektromotors, ein ungewollter Wegfall der Bestromung oder ein unkontrolliertes Rückspeisen von Energie verhindert werden. Dadurch kann ein sicherer Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs erreicht werden. Vorteilhaft wird auch erreicht, dass nach dem Defekt des ersten Schaltelements oder des zweiten Schaltelements ein Weiterbetrieb der elektrischen Maschine möglich ist, so dass beispielsweise ein die elektrische Maschine umfassendes Kraftfahrzeug noch weiterfahren kann.In particular, when using the electrical circuit arrangement for energizing a rotor of an electric machine, which is used as a traction electric motor in a motor vehicle, safety goals necessary for driving can be implemented by the electrical circuit arrangement. An uncontrolled state of the rotor energization can advantageously be avoided. In particular, undesired effects, such as an unintentional acceleration of the traction electric motor, an unintentional loss of current supply or an uncontrolled feeding back of energy can be prevented. A safe driving operation of the motor vehicle can thereby be achieved. It is also advantageously achieved that after the defect of the first switching element or the second switching element, continued operation of the electrical machine is possible, so that, for example, a motor vehicle including the electrical machine can continue to drive.

Durch die Verbindung des dritten Schaltelements und des vierten Schaltelements mit dem Mittelabgriff der Rotorwicklung kann bei Auftreten des Defekts in dem ersten Schaltelement und/oder dem zweiten Schaltelement das dritte Schaltelement und/oder das vierte Schaltelement von dem Steuergerät betrieben werden, das heißt zumindest zeitweise geschlossen werden, so dass ein Weiterbetrieb des Rotors der elektrischen Maschine bei einem Defekt des ersten Schaltelements über den Anteil der Rotorwicklung zwischen dem Mittelabgriff und dem Ende der Rotorwicklung beziehungsweise bei einem Defekt des zweiten Schaltelements über den Anteil zwischen dem Anfang der Rotorwicklung und dem Mittelabgriff erfolgen kann.By connecting the third switching element and the fourth switching element to the center tap of the rotor winding, if the defect occurs in the first switching element and / or the second switching element, the third switching element and / or the fourth switching element can be operated by the control device, i.e. at least temporarily closed so that the rotor of the electrical machine can continue to operate in the event of a defect in the first switching element via the portion of the rotor winding between the center tap and the end of the rotor winding or in the event of a defect in the second switching element via the portion between the beginning of the rotor winding and the center tap .

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass das Steuergerät dazu ausgebildet ist, im Betriebszustand einer Rotorerregung oder eines Freilaufs der elektrischen Maschine bei einem Defekt des ersten Schaltelements das dritte Schaltelement zumindest zeitweise geschlossen zu schalten und/oder bei einem Defekt des zweiten Schaltelements das vierte Schaltelement zumindest zeitweise geschlossen zu schalten. Das im Normalbetrieb der Schaltung stets offene dritte beziehungsweise vierte Schaltelement kann bei Auftreten eines Defekts im ersten beziehungsweise im zweiten Schaltelement jeweils zumindest zeitweise geschlossen werden, das heißt beispielsweise dauerhaft geschlossen oder im Rahmen einer Pulsweitenmodulation moduliert zwischen einem offen und einem geschlossen Zustand betrieben werden.According to the invention it can be provided that the control device is designed to close the third switching element at least temporarily in the operating state of rotor excitation or freewheeling of the electrical machine in the event of a defect in the first switching element switch and / or switch the fourth switch element closed at least temporarily in the event of a defect in the second switching element. The third or fourth switching element, which is always open during normal operation of the circuit, can be closed at least temporarily when a defect occurs in the first or second switching element, i.e. for example permanently closed or operated modulated between an open and a closed state as part of a pulse width modulation.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Steuergerät dazu ausgebildet ist, im Betriebszustand einer Rückspeisung bei einem Defekt des ersten Schaltelements das dritte Schaltelement geschlossen zu schalten und/oder bei einem Defekt des zweiten Schaltelements das vierte Schaltelement geschlossen zu schalten. Dies ermöglicht es, dass ein Stromfluss vom zweiten Potentialanschluss durch das vierte Schaltelement sowie durch den Anteil der Rotorwicklung zwischen dem Mittelabgriff und dem Ende der Rotorwicklung zum ersten Potentialanschluss fließt, so dass eine Rückspeisung in einen mit dem ersten Potentialanschluss und dem zweiten Potentialanschluss verbundenen Energiespeicher möglich ist. Dieser Stromfluss kann durch Ansteuerung des vierten Schaltelements gesteuert werden, so dass eine kontrollierte Rückspeisung des Motorstroms möglich ist.In a preferred embodiment of the invention, it can be provided that the control device is designed to switch the third switching element closed in the event of a defect in the first switching element and / or to switch the fourth switching element closed in the event of a defect in the second switching element in the regenerative operating state. This enables a current to flow from the second potential connection through the fourth switching element and through the portion of the rotor winding between the center tap and the end of the rotor winding to the first potential connection, so that it can be fed back into an energy store connected to the first potential connection and the second potential connection is. This current flow can be controlled by activating the fourth switching element, so that the motor current can be fed back in a controlled manner.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass das dritte Schaltelement und das vierte Schaltelement jeweils eine Freilaufdiode umfassen, wobei im Betriebszustand einer Rückspeisung bei einem Defekt des ersten Schaltelements und/oder des zweiten Schaltelements das dritte Schaltelement und/oder das vierte Schaltelement weiterhin offen bleiben. In diesem Fall fließt der Strom nicht durch das geschlossene dritte Schaltelement beziehungsweise vierte Schaltelement, sondern durch die Freilaufdiode des dritten Schaltelements beziehungsweise des vierten Schaltelements, wodurch eine Rückspeisung möglich ist.According to the invention it can be provided that the third switching element and the fourth switching element each comprise a freewheeling diode, the third switching element and / or the fourth switching element remaining open in the operating state of a feedback in the event of a defect in the first switching element and / or the second switching element. In this case, the current does not flow through the closed third switching element or fourth switching element, but rather through the freewheeling diode of the third switching element or fourth switching element, which enables feedback.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Steuergerät wenigstens ein Strommessmittel zur Messung eines Stroms im Rotor und/oder eines Eingangsstroms der elektrischen Schaltungsanordnung umfasst, wobei das Steuergerät dazu ausgebildet ist, den Defekt eines Schaltelements durch einen Vergleich zwischen dem Strom im Rotor und/oder dem Eingangsstrom der elektrischen Schaltung und einem aus der Zustandsinformation ermittelten Sollstrom zu ermitteln. Durch das Steuergerät kann somit ermittelt werden, dass ein tatsächlicher Strom im Rotor bzw. ein tatsächlicher Eingangsstrom der elektrischen Schaltungsanordnung von einem aufgrund des Betriebszustands zu erwartenden Sollstrom abweicht. Über die Höhe einer Abweichung einer Stromstärke und/oder über eine Abweichung in der Stromrichtung kann dadurch ein Defekt des ersten Schaltelements oder ein Defekt des zweiten Schaltelements ermittelt werden.In a preferred embodiment of the invention it can be provided that the control device comprises at least one current measuring means for measuring a current in the rotor and / or an input current of the electrical circuit arrangement, the control device being designed to detect the defect of a switching element by comparing the current in To determine the rotor and / or the input current of the electrical circuit and a setpoint current determined from the status information. The control device can thus determine that an actual current in the rotor or an actual input current of the electrical circuit arrangement deviates from a setpoint current to be expected on the basis of the operating state. A defect in the first switching element or a defect in the second switching element can thereby be determined via the amount of a deviation in a current intensity and / or via a deviation in the direction of the current.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass das Steuergerät eine Regelungseinrichtung zur Regelung eines Rotorstroms umfasst, wobei das Steuergerät dazu ausgebildet ist, bei Auftreten eines Defekts des ersten Schaltelements oder des zweiten Schaltelements die Regelung an den Anteil der Rotorwicklung zwischen Mittelabgriff und Ende und/oder zwischen Anfang und Mittelabgriff anzupassen. Bei einem Defekt des ersten Schaltelements kann eine Anpassung an den Anteil der Rotorwicklung zwischen dem Mittelabgriff und dem Ende erfolgen, bei einem Defekt des zweiten Schaltelements entsprechend an den Anteil zwischen dem Anfang der Rotorwicklung und dem Mittelabgriff. Insbesondere bei einem mittig zwischen dem Anfang und dem Ende der Rotorwicklung angeordneten Mittelabgriff, welcher die Rotorwicklung in zwei gleichgroße Anteile teilt, ist es möglich, dass eine zum Betrieb des Rotors eingesetzte Rotorstromregelung auf einen halben Rotorstrom angepasst wird.According to the invention it can be provided that the control device comprises a regulating device for regulating a rotor current, the control device being designed to regulate the proportion of the rotor winding between the center tap and the end and / or between the beginning when a defect occurs in the first switching element or the second switching element and appropriation of funds. In the event of a defect in the first switching element, an adjustment can be made to the proportion of the rotor winding between the center tap and the end, and in the case of a defect in the second switching element, correspondingly to the proportion between the beginning of the rotor winding and the center tap. In particular in the case of a center tap arranged centrally between the beginning and the end of the rotor winding, which divides the rotor winding into two equal parts, it is possible for a rotor current control used to operate the rotor to be adapted to half the rotor current.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass das Steuergerät dazu ausgebildet ist, das dritte Schaltelement und/oder das vierte Schaltelement nach dem Auftreten eines Defekts mittels Pulsweitenmodulation zu betreiben. Im Normalbetrieb können insbesondere auch das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement mittels Pulsweitenmodulation betrieben werden.According to the invention it can be provided that the control device is designed to operate the third switching element and / or the fourth switching element by means of pulse width modulation after a defect has occurred. In normal operation, in particular the first switching element and the second switching element can also be operated by means of pulse width modulation.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass zwischen dem ersten und dem zweiten Potentialanschluss ein Energiespeicher, insbesondere ein Zwischenkreiskondensator, angeordnet ist. Dieser dient beispielsweise zur Filterung von durch das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement erzeugten Störungen und/oder zur Aufnahme eines in dem Betriebszustand der Rückspeisung aus dem Rotor abgegebenen Stroms.According to the invention it can be provided that an energy store, in particular an intermediate circuit capacitor, is arranged between the first and the second potential connection. This serves, for example, to filter interference generated by the first switching element and the second switching element and / or to receive a current that is output from the rotor in the regenerative operating state.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die elektrische Schaltungsanordnung einen insbesondere dreiphasigen Wechselrichter umfasst, wobei eine Gleichstromseite des Wechselrichters mit dem ersten Potentialanschluss und dem zweiten Potentialanschluss verbunden ist. Der Wechselrichter kann insbesondere dazu ausgebildet sein, aus einem an dem ersten Potentialanschluss und dem zweiten Potentialanschluss eingespeisten Gleichstrom einen Wechselstrom zur Bestromung eines Stators einer elektrischen Maschine zu erzeugen. Das Steuergerät kann dabei dazu ausgebildet sein, den Wechselrichter in Abhängigkeit der Zustandsinformation anzusteuern.In a preferred embodiment of the invention, it can be provided that the electrical circuit arrangement comprises an in particular three-phase inverter, one DC side of the inverter being connected to the first potential connection and the second potential connection. The inverter can in particular be designed to generate an alternating current for energizing a stator of an electrical machine from a direct current fed in at the first potential connection and the second potential connection. The control device can be designed to control the inverter as a function of the status information.

Für eine erfindungsgemäße elektrische Maschine ist vorgesehen, dass sie eine erfindungsgemäße elektrische Schaltungsanordnung und einen Rotor umfasst, wobei der Rotor eine Rotorwicklung mit einem Mittelabgriff aufweist, wobei ein Anfang der Rotorwicklung mit dem ersten Anschluss, ein Ende der Rotorwicklung mit dem zweiten Anschluss und der Mittelabgriff mit dem dritten Schaltelement und dem vierten Schaltelement der elektrischen Schaltungsanordnung verbunden ist. Die elektrische Maschine ist dabei insbesondere als eine fremderregte Synchronmaschine ausgeführt.For an electrical machine according to the invention it is provided that it comprises an electrical circuit arrangement according to the invention and a rotor, the rotor having a rotor winding with a center tap, a start of the rotor winding with the first connection, one end of the rotor winding with the second connection and the center tap is connected to the third switching element and the fourth switching element of the electrical circuit arrangement. The electrical machine is designed in particular as a separately excited synchronous machine.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Mittelabgriff mittig zwischen dem Anfang und dem Ende der Rotorwicklung angeordnet ist. Der Mittelabgriff teil dabei die Rotorwicklung in zwei Hälften, wobei der Anteil zwischen dem Anfang der Rotorwicklung und dem Mittelabgriff dem Anteil zwischen Mittelabgriff und dem Ende der Rotorwicklung zumindest im Wesentlichen in Bezug auf seinen elektrischen Widerstand und/oder seine Induktivität entspricht.In a preferred embodiment of the invention it can be provided that the center tap is centered between the beginning and the end of the Rotor winding is arranged. The center tap divides the rotor winding in two halves, the portion between the beginning of the rotor winding and the center tap corresponding to the portion between the center tap and the end of the rotor winding at least essentially in terms of its electrical resistance and / or its inductance.

Sämtliche vorangehend in Bezug zu der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltungsanordnung beschriebenen Vorteile und Ausgestaltungen gelten entsprechend auch für die erfindungsgemäße elektrische Maschine.All of the advantages and configurations described above in relation to the electrical circuit arrangement according to the invention also apply accordingly to the electrical machine according to the invention.

Für ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug ist vorgesehen, dass es eine erfindungsgemäße elektrische Schaltungsanordnung und/oder eine erfindungsgemäße elektrische Maschine umfasst. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine ein elektrischer Traktionsmotor des Kraftfahrzeugs ist. Durch die erfindungsgemäße elektrische Schaltungsanordnung kann aufgrund des dritten Schaltelements beziehungsweise des vierten Schaltelements bei einem Defekt des ersten Schaltelements beziehungsweise des zweiten Schaltelements vorteilhaft ein sicherer Betrieb eines Traktionsmotors des Kraftfahrzeugs ermöglicht werden.Provision is made for a motor vehicle according to the invention that it comprises an electrical circuit arrangement according to the invention and / or an electrical machine according to the invention. In particular, it can be provided that the electric machine is an electric traction motor of the motor vehicle. The electrical circuit arrangement according to the invention advantageously enables safe operation of a traction motor of the motor vehicle due to the third switching element or the fourth switching element in the event of a defect in the first switching element or the second switching element.

Sämtliche vorangehend in Bezug zu der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltungsanordnung und der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine beschriebenen Vorteile und Ausgestaltungen gelten entsprechend auch für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.All of the advantages and configurations described above in relation to the electrical circuit arrangement according to the invention and the electrical machine according to the invention also apply accordingly to the motor vehicle according to the invention.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Diese sind schematische Darstellungen und zeigen:

1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung,
3 das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltung mit Strompfaden zur Erläuterung ihres Betriebs, und
4 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine.

Further advantages and details of the invention emerge from the exemplary embodiments described below and with reference to the drawings. These are schematic representations and show:

1 a side view of a motor vehicle according to the invention,
2 an embodiment of an electrical circuit according to the invention,
3 the embodiment of the circuit according to the invention with current paths to explain its operation, and
4th an embodiment of an electrical machine according to the invention.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1 dargestellt. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst eine erfindungsgemäße elektrische Schaltungsanordnung 2, welche zur Bestromung einer Rotorwicklung 3 eines Rotors 4 einer elektrischen Maschine 5 ausgebildet ist. Die elektrische Schaltungsanordnung 2 ist mit einer Traktionsbatterie 6 des Kraftfahrzeugs 1 verbunden und dient dazu, aus einem von der Traktionsbatterie 6 bereitgestellten Gleichstrom einen Rotorstrom zur Bestromung der Rotorwicklung 3 der elektrischen Maschine 5 zu erzeugen. Die elektrische Schaltungsanordnung 2 arbeitet dabei als ein Gleichspannungswandler und stellt eine Erregerschaltung dar. Die elektrische Schaltungsanordnung 2 ist mit einem Anfang 7, einem Ende 8 sowie einem Mittelabgriff 9 der Rotorwicklung 3 verbunden. Im Normalbetrieb wird durch die elektrische Schaltungsanordnung 2 die gesamte Rotorwicklung zwischen dem Anfang 7 und dem Ende 8 der Rotorwicklung betrieben.In 1 is an embodiment of a motor vehicle according to the invention 1 shown. The car 1 comprises an electrical circuit arrangement according to the invention 2 which are used to energize a rotor winding 3 of a rotor 4th an electric machine 5 is trained. The electrical circuit arrangement 2 is with a traction battery 6th of the motor vehicle 1 connected and used to pull off one of the traction battery 6th provided direct current a rotor current for energizing the rotor winding 3 of the electric machine 5 to create. The electrical circuit arrangement 2 works as a DC voltage converter and represents an excitation circuit. The electrical circuit arrangement 2 is with a beginning 7th , an end 8th as well as a tapping of funds 9 the rotor winding 3 tied together. In normal operation, the electrical circuit arrangement 2 the entire rotor winding between the beginning 7th and the end 8th the rotor winding operated.

In 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung 2 dargestellt. Die Schaltungsanordnung 2 umfasst als Eingang einen ersten Potentialanschluss 10 sowie einen zweiten Potentialanschluss 11, zwischen denen ein Zwischenkreiskondensator 12 geschaltet ist. Der erste Potentialanschluss 10 und der zweite Potentialanschluss 11 sind beispielsweise mit der Traktionsbatterie 6 des Kraftfahrzeugs 1 verbunden, wobei am ersten Potentialanschluss 10 ein positives Gleichstrompotential (DC+) und an dem zweiten Potentialanschluss 11 ein negatives Gleichstrompotential (DC-) anliegt. Bei dem zwischen dem ersten Potentialanschluss 10 und dem zweiten Potentialanschluss 11 angelegten Gleichstrom kann es sich um einen von der Traktionsbatterie 6 bereitgestellten Hochspannungsgleichstrom mit einer Spannung von beispielsweise 800 V handeln. Zur Wandlung dieser Spannung sowie zum Erzeugen verschieden großer Rotorströme umfasst die Schaltungsanordnung 2 eine asymmetrische Halbbrücke, welche durch ein erstes Schaltelement 13, ein zweites Schaltelement 14, eine erste Diode 15 und eine zweite Diode 16 gebildet wird.In 2 is an embodiment of a circuit arrangement according to the invention 2 shown. The circuit arrangement 2 comprises a first potential connection as an input 10 and a second potential connection 11 , between which an intermediate circuit capacitor 12th is switched. The first potential connection 10 and the second potential connection 11 are for example with the traction battery 6th of the motor vehicle 1 connected, with the first potential connection 10 a positive direct current potential (DC +) and at the second potential connection 11 a negative direct current potential (DC-) is applied. The one between the first potential connection 10 and the second potential connection 11 applied direct current may be from the traction battery 6th act provided high-voltage direct current with a voltage of, for example, 800 V. The circuit arrangement includes the conversion of this voltage and the generation of rotor currents of different sizes 2 an asymmetrical half-bridge, which by a first switching element 13th , a second switching element 14th , a first diode 15th and a second diode 16 is formed.

Die Freilaufdioden des ersten Schaltelements 13 und des zweiten Schaltelements 14 sowie die Dioden 15, 16 sind bezüglich der an dem ersten Potentialanschluss 10 und dem zweiten Potentialanschluss 11 anliegenden Gleichspannung jeweils in Sperrrichtung geschaltet. Ein erster Anschluss 17 zwischen der Reihenschaltung aus dem ersten Schaltelement 13 und der ersten Diode 15 ist mit dem Anfang 7 der Rotorwicklung 3 verbunden. Entsprechend ist ein zweiter Anschluss 18 zwischen der Reihenschaltung aus der zweiten Diode 16 und dem zweiten Schaltelement 14 mit dem Ende 8 der Rotorwicklung 3 verbunden.The freewheeling diodes of the first switching element 13th and the second switching element 14th as well as the diodes 15th , 16 are with respect to the at the first potential connection 10 and the second potential connection 11 applied DC voltage switched in reverse direction. A first connection 17th between the series connection of the first switching element 13th and the first diode 15th is with the beginning 7th the rotor winding 3 tied together. A second connection is accordingly 18th between the series connection of the second diode 16 and the second switching element 14th with the end 8th the rotor winding 3 tied together.

Die elektrische Schaltungsanordnung 2 umfasst weiterhin ein drittes Schaltelement 19 sowie ein viertes Schaltelement 20. Das dritte Schaltelement 19 ist dabei mit dem ersten Potentialanschluss 10 und dem Mittelabgriff 9 der Rotorwicklung 3 verbunden. Der Mittelabgriff 9 teilt die Rotorwicklung in zwei gleichgroße Anteile zwischen dem Anfang 7 und dem Mittelabgriff 9 beziehungsweise dem Mittelabgriff 9 und dem Ende 8 der Rotorwicklung. Für jeden Anteil der Rotorwicklung ist ein Widerstand R1 beziehungsweise R2 sowie eine Induktivität L1 beziehungsweise L2 dargestellt, wobei aufgrund der hälftigen Teilung zumindest im Wesentlichen R1 = R2 und L1 = L2 gilt.The electrical circuit arrangement 2 furthermore comprises a third switching element 19th and a fourth switching element 20th . The third switching element 19th is with the first potential connection 10 and the tapping of funds 9 the rotor winding 3 tied together. The tapping of funds 9 divides the rotor winding into two equal parts between the beginning 7th and the tapping of funds 9 or the appropriation of funds 9 and the end 8th the rotor winding. For each portion of the rotor winding is a resistor R1 respectively R2 as well as an inductance L1 respectively L2 shown, where due to the half division at least essentially R1 = R2 and L1 = L2 applies.

Die Schaltungsanordnung 2 umfasst weiterhin ein Steuergerät 21, welche jeweils mit den Eingängen der beispielsweise als MOSFET oder IGBT ausgebildeten Schaltelemente 13, 14, 19, 20 verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem Steuergerät 21 und den jeweiligen Eingängen der Schaltelemente 12, 13, 19, 20 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.The circuit arrangement 2 further comprises a control device 21 , each of which is connected to the inputs of the switching elements embodied, for example, as MOSFET or IGBT 13th , 14th , 19th , 20th connected is. The connection between the control unit 21 and the respective inputs of the switching elements 12th , 13th , 19th , 20th is not shown for reasons of clarity.

Das Steuergerät 21 ist dazu eingerichtet, die Schaltelemente 13, 14 in einem Normalbetrieb der Schaltung zum Erzeugen eines Rotorstroms durch die Rotorwicklung 3 anzusteuern. Im Normalbetrieb der Schaltung werden das dritte Schaltelement 19 und das vierte Schaltelement 20 nicht benötigt, das dritte Schaltelement 19 und das vierte Schaltelement 20 sind daher im Normalbetrieb der Schaltungsanordnung 2 stets offen. Das Steuergerät 21 ist dazu ausgebildet, die Schaltelemente 13, 14, 19, 20 in Abhängigkeit einer einen einzustellenden Betriebszustand der elektrischen Maschine beschreibenden Zustandsinformation zu betreiben, d.h. die Schaltelemente 13, 14, 19, 20 jeweils insbesondere gemäß einer Pulsweitenmodulation zu öffnen und zu schließen. Die Zustandsinformation kann dazu zum Beispiel von einer weiteren Steuerungseinrichtung, zum Beispiel einen Motorsteuergerät, an das Steuergerät 21 übermittelt werden.The control unit 21 is set up to do this, the switching elements 13th , 14th in normal operation of the circuit for generating a rotor current through the rotor winding 3 head for. During normal operation of the circuit, the third switching element 19th and the fourth switching element 20th not required, the third switching element 19th and the fourth switching element 20th are therefore in normal operation of the circuit arrangement 2 always open. The control unit 21 is designed to use the switching elements 13th , 14th , 19th , 20th to operate as a function of state information describing an operating state of the electrical machine to be set, ie the switching elements 13th , 14th , 19th , 20th to open and close in each case in particular according to a pulse width modulation. For this purpose, the status information can be sent, for example, from a further control device, for example an engine control device, to the control device 21 be transmitted.

Der Normalbetrieb der Schaltungsanordnung 2 umfasst als ersten Betriebszustand einen Erregungs-Modus (Excitation mode) bzw. eine Rotorerregung, in dem der Rotor 4 der elektrischen Maschine 5 bestromt wird. Dadurch bildet sich im Rotor 4 der elektrischen Maschine 5 ein magnetisches Feld aus, so dass es zu einem Drehmomentaufbau und beispielsweise zu einer Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 1 kommt. In dem Zustand der Rotorerregung sind das erste Schaltelement 13 und das zweite Schaltelement 14 geschlossen. Die Schaltelemente 13, 14 müssen dabei jeweils nicht dauerhaft geschlossen sein, sondern können je nach einem einzustellenden Strom von dem Steuergerät 21 mittels Pulsweitenmodulation angesteuert werden.The normal operation of the circuit arrangement 2 comprises, as the first operating state, an excitation mode or a rotor excitation in which the rotor 4th of the electric machine 5 is energized. This forms in the rotor 4th of the electric machine 5 a magnetic field, so that there is a build-up of torque and, for example, an acceleration of the motor vehicle 1 comes. The first switching element is in the state of rotor excitation 13th and the second switching element 14th closed. The switching elements 13th , 14th do not have to be permanently closed in each case, but can instead come from the control unit depending on a current to be set 21 can be controlled by means of pulse width modulation.

Ein zweiter Betriebszustand stellt einen sogenannten Entregungs-Modus beziehungsweise Freilauf (Freewheeling-mode) dar. Dabei ist in einem sogenannten Highside-Freilauf das erste Schaltelement 13 geschlossen und das zweite Schaltelement 14 offen, so dass ein aufgrund der Induktivität L1 + L2 der Rotorwicklung 3 vorhandener Rotorstrom über die Diode 16 sowie das erste Schaltelement 13 im Kreis fließt und sich somit abbaut. Entsprechend kann dieser Zustand auch durch eine Lowside-Freilauf erreicht werden, indem entsprechend das zweite Schaltelement 14 geschlossen und das erste Schaltelement 13 offen ist, wobei der Rotorstrom durch die zweite Diode 15 sowie das zweite Schaltelement 14 fließt und sich abbaut.A second operating state is a so-called de-excitation mode or freewheeling mode. The first switching element is in what is known as a high-side freewheel 13th closed and the second switching element 14th open, so a due to the inductance L1 + L2 of the rotor winding 3 available rotor current through the diode 16 as well as the first switching element 13th flows in a circle and thus degrades. Correspondingly, this state can also be achieved by low-side freewheeling by correspondingly using the second switching element 14th closed and the first switching element 13th is open, with the rotor current through the second diode 15th as well as the second switching element 14th flows and degrades.

Als dritten Betriebszustand des Normalbetriebsmodus ist ein Schnell-Entregungs-Modus beziehungsweise eine Rückspeisung (Energy recycling mode) vorgesehen. Dadurch kann der Rotorstrom schneller als im Freilaufmodus abgebaut werden, indem der Rotorstrom in einen zwischen dem ersten Potentialanschluss 10 und dem zweiten Potentialanschluss 11 vorgesehenen Energiespeicher rückgeführt wird. Dies kann beispielsweise der zwischen dem ersten Potentialanschluss 10 und dem zweiten Potentialanschluss 11 geschaltete Zwischenkreiskondensator 12 und/oder die mit dem ersten Potentialanschluss 10 und dem zweiten Potentialanschluss 11 verbundene Traktionsbatterie 6 sein.The third operating state of the normal operating mode is a quick de-excitation mode or a feedback (energy recycling mode). As a result, the rotor current can be reduced more quickly than in the free-wheeling mode, in that the rotor current is fed into one between the first potential connection 10 and the second potential connection 11 provided energy storage is fed back. This can be the one between the first potential connection, for example 10 and the second potential connection 11 switched intermediate circuit capacitor 12th and / or those with the first potential connection 10 and the second potential connection 11 connected traction battery 6th be.

Das Steuergerät 21 umfasst ein Strommessmittel 22, durch welches der Eingangsstrom in die Schaltungsanordnung 2 gemessen werden kann. Zusätzlich oder alternativ dazu ist es auch möglich, dass über das Strommessmittel 22 der durch die Rotorwicklung 3 fließende Rotorstrom gemessen wird. Dazu kann das Strommessmittel 22 oder ein weiterer Sensor des Strommessmittels 22 am Ausgang der Schaltungsanordnung 2, beispielsweise am ersten Anschluss 17 oder am zweiten Anschluss 18, angeordnet sein. Ein Defekt des ersten Schaltelements 13 oder des zweiten Schaltelements 14 kann von dem Steuergerät 21 dadurch ermittelt werden, dass der aktuelle, über das Strommessmittel 22 gemessene Strom, mit einem Sollstrom verglichen wird, welcher sich aus dem von dem Steuergerät 21 einzustellenden aktuellen Betriebszustand der Schaltungsanordnung 2 ergibt. Wenn der am Strommessmittel 22 gemessene Strom, insbesondere hinsichtlich zeitlichem Verlauf, Betrag und/oder Richtung, nicht mit dem gemäß dem Betriebszustand zu erwartenden Sollstrom übereinstimmt, so kann auf einen Defekt des ersten Schaltelements 13 beziehungsweise des zweiten Schaltelements 14 geschlossen werden.The control unit 21 comprises a current measuring means 22nd , through which the input current into the circuit arrangement 2 can be measured. In addition or as an alternative to this, it is also possible that via the current measuring means 22nd the one through the rotor winding 3 flowing rotor current is measured. The current measuring device can do this 22nd or another sensor of the current measuring device 22nd at the output of the circuit arrangement 2 , for example on the first connection 17th or at the second connection 18th , be arranged. A defect in the first switching element 13th or the second switching element 14th can from the control unit 21 can be determined by the fact that the current, via the current measuring means 22nd measured current, is compared with a target current, which is derived from the control unit 21 current operating state of the circuit arrangement to be set 2 results. If the one on the ammeter 22nd measured current, in particular with regard to the course over time, magnitude and / or direction, does not match the target current to be expected according to the operating state, a defect in the first switching element can be indicated 13th or the second switching element 14th getting closed.

Ein Defekt des ersten Schaltelements 13 kann beispielsweise vorliegen, wenn das erste Schaltelement 13 kurzgeschlossen ist oder wenn es dauerhaft unterbrochen, das heißt also nicht mehr leitfähig schaltbar, ist. In diesem Fall kann das dritte Schaltelement 19 an Stelle des ersten Schaltelements 13 betrieben werden. Die sich für die vorgenannten Betriebszustände ergebenden Strompfade sind in 3 schematisch dargestellt.A defect in the first switching element 13th can be present, for example, when the first switching element 13th is short-circuited or if it is permanently interrupted, that is, it can no longer be switched to be conductive. In this case, the third switching element 19th instead of the first switching element 13th operate. The current paths resulting for the aforementioned operating states are shown in 3 shown schematically.

Ein Betriebszustand der Rotorerregung, in dem die Rotorwicklung 3 mit einem Rotorstrom versorgt wird, kann dadurch erfolgen, dass das erste Schaltelement 19 zumindest zeitweise geschlossen wird. Dabei kann beispielsweise das dritte Schaltelement 19 entsprechend einer Rotorstromvorgabe von dem Steuergerät 21 beispielsweise mittels Pulsweitenmodulation angesteuert werden. Der dadurch erzeugte Rotorstrom fließt durch das dritte Schaltelement 19 und durch den Anteil der Rotorwicklung zwischen dem Mittelabgriff 9 und dem Ende 8 der Rotorwicklung gemäß dem Strompfad 23.An operating state of rotor excitation in which the rotor winding 3 is supplied with a rotor current, can be done in that the first Switching element 19th is closed at least temporarily. For example, the third switching element 19th according to a rotor current specification from the control unit 21 be controlled for example by means of pulse width modulation. The rotor current thus generated flows through the third switching element 19th and by the proportion of the rotor winding between the center tap 9 and the end 8th the rotor winding according to the current path 23 .

Im Falle eines Kurzschlusses des ersten Schaltelements 13 kann dabei ein kleiner Teilstrom auch durch das erste Schaltelement 13 sowie durch den ersten Teil der Rotorwicklung vom Anfang 7 zum Mittelabgriff 9 und von dort zu dem zweiten Teil der Rotorwicklung zum Ende 8 fließen, dieser Anteil des Stroms ist jedoch aufgrund des höheren Widerstandes und der höheren Induktivität der Gesamtrotorwicklung wesentlich kleiner als der durch den zweiten Teil zwischen dem Mittelabgriff 9 und dem Ende 8 der Rotorwicklung und somit durch den Betrieb des dritten Schaltelements 19 steuerbaren Anteil des Rotorstroms.In the event of a short circuit in the first switching element 13th a small partial flow can also pass through the first switching element 13th as well as through the first part of the rotor winding from the beginning 7th to tap the center 9 and from there to the second part of the rotor winding to the end 8th flow, but this proportion of the current is significantly smaller than that through the second part between the center tap due to the higher resistance and the higher inductance of the overall rotor winding 9 and the end 8th the rotor winding and thus through the operation of the third switching element 19th controllable portion of the rotor current.

In einem Freilauf-Betriebszustand kann bei einem Defekt des ersten Schaltelements 13 entsprechend das weitere Schaltelement 19 zumindest zeitweise geschlossen werden, so dass sich entsprechend dem eingezeichneten Strompfad 24 ein Abbau des Rotorstroms durch einen Kreisstrom durch den zweiten Teil der Rotorwicklung sowie durch die zweite Diode 16 und das erste Schaltelement 19 ergibt, wodurch der Rotorstrom abgebaut werden kann. Bei einem kurzgeschlossenen ersten Schaltelement 13 ist auch hier ein vergleichsweise kleinerer Kreisstrom durch die gesamte Rotorwicklung 3 und das erste Schaltelement 13 möglich.In a freewheeling operating state, if the first switching element is defective 13th accordingly the further switching element 19th are closed at least temporarily, so that the current path 24 a reduction of the rotor current by a circulating current through the second part of the rotor winding and through the second diode 16 and the first switching element 19th results, whereby the rotor current can be reduced. In the case of a short-circuited first switching element 13th is also here a comparatively smaller circular current through the entire rotor winding 3 and the first switching element 13th possible.

Im Betriebsmodus einer Rückspeisung kann bei einem Defekt des ersten Schaltelements 13 eine Rückspeisung des Rotorstroms über das vierte Schaltelement 20 erfolgen. Dabei kann das vierte Schaltelement 20 leitfähig geschaltet sein, es ist jedoch auch möglich, dass das vierte Schaltelement 20 nicht angesteuert wird und dass der sich ergebende Rückspeisestrom gemäß dem Strompfad 25 über eine Freilaufdiode des vierten Schaltelements 20 fließt.In the regenerative operating mode, if the first switching element is defective 13th a feedback of the rotor current via the fourth switching element 20th take place. The fourth switching element can 20th be switched conductive, but it is also possible that the fourth switching element 20th is not controlled and that the resulting feedback current is in accordance with the current path 25th via a freewheeling diode of the fourth switching element 20th flows.

Die vorangehend beschriebenen Betriebszustände bei einem Defekt des ersten Schaltelements 13 treffen analog auf einen Defekt des zweiten Schaltelements 14 zu, wobei jeweils statt dem dritten Schaltelement 19 entsprechend das vierte Schaltelement 20 angesteuert wird, wobei jeweils statt durch den zweiten Anteil der Rotorwicklung ein Strom durch den ersten Anteil der Rotorwicklung zwischen dem Anfang 7 der Rotorwicklung und dem Mittelabgriff 9 fließt. Wenn durch das Steuergerät 21 ein Defekt festgestellt wird, kann eine von einer Regelungseinrichtung des Steuergeräts 21 implementierte Rotorstromregelung entsprechend an den verbleibenden Anteil der Rotorwicklung 3 angepasst werden. Insbesondere ist der Mittelabgriff 9 mittig in der Rotorwicklung vorgesehen, so dass der erste Anteil und der zweite Anteil der Rotorwicklung jeweils im Wesentlichen gleiche Widerstände und Induktivitäten aufweisen, so dass die Regelung auf den halben Wert des Rotorstroms erfolgen kann.The operating states described above in the event of a defect in the first switching element 13th similarly encounter a defect in the second switching element 14th to, in each case instead of the third switching element 19th accordingly the fourth switching element 20th is controlled, in each case instead of through the second part of the rotor winding a current through the first part of the rotor winding between the beginning 7th the rotor winding and the center tap 9 flows. If by the control unit 21 a defect is detected, a control device of the control unit 21 implemented rotor current control according to the remaining portion of the rotor winding 3 be adjusted. In particular, the tapping of funds 9 provided centrally in the rotor winding, so that the first part and the second part of the rotor winding each have essentially the same resistances and inductances, so that the regulation to half the value of the rotor current can take place.

In 4 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine 5 dargestellt. Die elektrische Maschine 5 umfasst dabei eine elektrische Schaltungsanordnung 2, welche im Wesentlichen dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel entspricht, jedoch zusätzlich einen Wechselrichter 26 umfasst. Dieser Wechselrichter 26 umfasst einen Zwischenkreiskondensator 27 sowie sechs beispielsweise als IGBT oder MOSFET ausgeführte Schaltelemente 28, wobei der Wechselrichter 26 als ein dreiphasiger Pulswechselrichter ausgebildet ist. Die Gleichstromseite des Wechselrichters 26 ist mit dem ersten Potentialanschluss 10 und dem zweiten Potentialanschluss 11 verbunden. Die Wechselstromseite des Wechselrichter 26 ist mit einem Stator 29 der elektrischen Maschine 5 verbunden. Die Rotorwicklung 3 des Rotors 4 der elektrischen Maschine 5 ist mit der elektrischen Schaltungsanordnung 2 wie vorangehend beschrieben verbunden. Ein Betrieb des Wechselrichters 26 kann insbesondere auch durch das Steuergerät 21 in Abhängigkeit der Zustandsinformation erfolgen, wobei die Verbindungen zwischen dem Steuergerät 21 und den Schaltelementen 28 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind.In 4th is an embodiment of an electrical machine according to the invention 5 shown. The electric machine 5 comprises an electrical circuit arrangement 2 , which essentially corresponds to the embodiment described above, but also includes an inverter 26th includes. This inverter 26th includes an intermediate circuit capacitor 27 as well as six switching elements designed, for example, as IGBT or MOSFET 28 , the inverter 26th is designed as a three-phase pulse inverter. The DC side of the inverter 26th is with the first potential connection 10 and the second potential connection 11 tied together. The AC side of the inverter 26th is with a stator 29 of the electric machine 5 tied together. The rotor winding 3 of the rotor 4th of the electric machine 5 is with the electrical circuitry 2 connected as described above. One operation of the inverter 26th can in particular also by the control unit 21 take place as a function of the status information, with the connections between the control unit 21 and the switching elements 28 are not shown for the sake of clarity.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102015100133 A1 [0005]DE 102015100133 A1 [0005]
DE 102008042984 A1 [0006]DE 102008042984 A1 [0006]
DE 102009045351 A1 [0007]DE 102009045351 A1 [0007]

Claims

Elektrische Schaltungsanordnung zur Bestromung eines eine Rotorwicklung (3) aufweisenden Rotors (4) einer elektrischen Maschine (5) umfassend ein Steuergerät (21), einen Eingang mit einem ersten Potentialanschluss (10) und einem zweiten Potentialanschluss (11) sowie einen Ausgang mit einem ersten Anschluss (7) und einem zweiten Anschluss (8) zur Verbindung der elektrischen Schaltungsanordnung mit einem Anfang (17) und einem Ende (18) der Rotorwicklung (3), wobei der erste Anschluss (7) über ein erstes Schaltelement (13) mit dem ersten Potentialanschluss (10) und über eine erste Diode (15) mit dem zweiten Potentialanschluss (11) verbunden ist und der zweite Anschluss (9) über eine zweite Diode (16) mit dem ersten Potentialanschluss (10) und über ein zweites Schaltelement (14) mit dem zweiten Potentialanschluss (11) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Potentialanschluss (10) über ein drittes Schaltelement (19) und der zweite Potentialanschluss (11) über ein viertes Schaltelement (20) jeweils mit einem Mittelabgriff (9) der Rotorwicklung (3) verbindbar sind, wobei das Steuergerät (21) mit den Schaltelementen (13, 14, 19, 20) verbunden ist und das Steuergerät (21) dazu ausgebildet ist, in einem Normalbetrieb das dritte und das vierte Schaltelement (19, 20) dauerhaft offen zu schalten und bei Auftreten eines Defekts des ersten Schaltelements (13) oder des zweiten Schaltelements (14) in Abhängigkeit einer einen über die elektrische Schaltungsanordnung (2) einzustellenden Betriebszustand der elektrischen Maschine (5) beschreibenden Zustandsinformation das dritte Schaltelement (19) und/oder das vierte Schaltelement (20) zumindest zeitweise geschlossen zu schalten.Electrical circuit arrangement for energizing a rotor (4) having a rotor winding (3) of an electrical machine (5) comprising a control device (21), an input with a first potential connection (10) and a second potential connection (11) and an output with a first Connection (7) and a second connection (8) for connecting the electrical circuit arrangement to a beginning (17) and an end (18) of the rotor winding (3), the first connection (7) via a first switching element (13) to the first potential connection (10) and via a first diode (15) to the second potential connection (11) and the second connection (9) via a second diode (16) to the first potential connection (10) and via a second switching element (14 ) is connected to the second potential connection (11), characterized in that the first potential connection (10) via a third switching element (19) and the second potential connection (11) via a fourth switch old element (20) can each be connected to a center tap (9) of the rotor winding (3), the control device (21) being connected to the switching elements (13, 14, 19, 20) and the control device (21) being designed to to switch the third and fourth switching element (19, 20) permanently open during normal operation and, if a defect occurs in the first switching element (13) or the second switching element (14), depending on an operating state of the electrical to be set via the electrical circuit arrangement (2) Machine (5) descriptive state information to switch the third switching element (19) and / or the fourth switching element (20) at least temporarily closed.

Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (21) dazu ausgebildet ist, im Betriebszustand einer Rotorerregung oder eines Freilaufs der elektrischen Maschine (5) bei einem Defekt des ersten Schaltelements (13) das dritte Schaltelement (19) zumindest zeitweise geschlossen zu schalten und/oder bei einem Defekt des zweiten Schaltelements (14) das vierte Schaltelement (20) zumindest zeitweise geschlossen zu schalten.Electrical circuit arrangement according to Claim 1 , characterized in that the control device (21) is designed to switch the third switching element (19) at least temporarily closed and / or in the operating state of rotor excitation or freewheeling of the electrical machine (5) in the event of a defect in the first switching element (13) to switch the fourth switching element (20) closed at least temporarily in the event of a defect in the second switching element (14).

Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (21) dazu ausgebildet ist, im Betriebszustand einer Rückspeisung bei einem Defekt des ersten Schaltelements (13) das dritte Schaltelement (19) geschlossen zu schalten und/oder bei einem Defekt des zweiten Schaltelements (14) das vierte Schaltelement (20) geschlossen zu schalten.Electrical circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (21) is designed to switch the third switching element (19) closed in the operating state of a feedback in the event of a defect in the first switching element (13) and / or in the event of a defect in the second switching element (14) to switch the fourth switching element (20) closed.

Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Schaltelement (19) und das vierte Schaltelement (20) jeweils eine Freilaufdiode umfassen, wobei im Betriebszustand einer Rückspeisung bei einem Defekt des ersten Schaltelements (13) und/oder des zweiten Schaltelements (14) das dritte Schaltelement (19) und/oder das vierte Schaltelement (20) weiterhin offen bleiben.Electrical circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the third switching element (19) and the fourth switching element (20) each comprise a freewheeling diode, wherein in the operating state a feedback in the event of a defect in the first switching element (13) and / or the second switching element (14) the third switching element (19) and / or the fourth switching element (20) remain open.

Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (21) wenigstens ein Strommessmittel (22) zur Messung eines Stroms im Rotor (4) und/oder eines Eingangsstroms der elektrischen Schaltungsanordnung (2) umfasst, wobei das Steuergerät dazu ausgebildet ist, den Defekt eines Schaltelements (13, 14) durch einen Vergleich zwischen dem Strom im Rotor und/oder dem Eingangsstrom und einem aus der Zustandsinformation ermittelten Sollstrom zu ermitteln.Electrical circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (21) comprises at least one current measuring means (22) for measuring a current in the rotor (4) and / or an input current of the electrical circuit arrangement (2), the control device being designed to do so is to determine the defect of a switching element (13, 14) by comparing the current in the rotor and / or the input current and a target current determined from the status information.

Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (21) eine Regelungseinrichtung zur Regelung eines Rotorstroms umfasst, wobei das Steuergerät (21) dazu ausgebildet ist, bei Auftreten eines Defekts des ersten Schaltelements (13) oder des zweiten Schaltelements (14) die Regelung an den Anteil der Rotorwicklung (3) zwischen Mittelabgriff (9) und Ende (18) und/oder zwischen Anfang (17) und Mittelabgriff (9) anzupassen.Electrical circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (21) comprises a regulating device for regulating a rotor current, the control device (21) being designed to, if a defect occurs in the first switching element (13) or the second switching element ( 14) to adapt the control to the proportion of the rotor winding (3) between the center tap (9) and the end (18) and / or between the beginning (17) and the center tap (9).

Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (21) dazu ausgebildet ist, das dritte Schaltelement (19) und/oder das vierte Schaltelement (20) nach dem Auftreten eines Defekts mittels Pulsweitenmodulation zu betreiben.Electrical circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (21) is designed to operate the third switching element (19) and / or the fourth switching element (20) by means of pulse width modulation after a defect has occurred.

Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten und dem zweiten Potentialanschluss (10, 11) ein Energiespeicher, insbesondere ein Zwischenkreiskondensator (12), angeordnet ist.Electrical circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that an energy store, in particular an intermediate circuit capacitor (12), is arranged between the first and the second potential connection (10, 11).

Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Schaltungsanordnung (2) einen insbesondere dreiphasigen Wechselrichter (26) umfasst, wobei eine Gleichstromseite des Wechselrichters (26) mit dem ersten Potentialanschluss (10) und dem zweiten Potentialanschluss (11) verbunden ist.Electrical circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical circuit arrangement (2) comprises an in particular three-phase inverter (26), one DC side of the inverter (26) being connected to the first potential connection (10) and the second potential connection (11) is.

Elektrische Maschine, umfassend eine elektrische Schaltungsanordnung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche und einen Rotor (4), wobei der Rotor (4) eine Rotorwicklung (3) mit einem Mittelabgriff (9) aufweist, wobei ein Anfang (17) der Rotorwicklung (4) mit dem ersten Anschluss (7), ein Ende (18) der Rotorwicklung (4) mit dem zweiten Anschluss (8) und der Mittelabgriff (9) mit dem dritten Schaltelement (19) und dem vierten Schaltelement (20) der elektrischen Schaltungsanordnung (2) verbunden ist.Electrical machine, comprising an electrical circuit arrangement (2) according to one of the preceding claims and a rotor (4), wherein the rotor (4) has a rotor winding (3) with a center tap (9), wherein a beginning (17) of the rotor winding ( 4) with the first connection (7) The end (18) of the rotor winding (4) is connected to the second connection (8) and the center tap (9) is connected to the third switching element (19) and the fourth switching element (20) of the electrical circuit arrangement (2).

Elektrische Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelabgriff (9) mittig zwischen dem Anfang (17) und dem Ende (18) der Rotorwicklung (3) angeordnet ist.Electric machine after Claim 10 , characterized in that the center tap (9) is arranged centrally between the beginning (17) and the end (18) of the rotor winding (3).

Kraftfahrzeug umfassend eine elektrische Schaltungsanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder eine elektrische Maschine (5) nach Anspruch 10 oder 11.Motor vehicle comprising an electrical circuit arrangement (2) according to one of the Claims 1 until 9 and / or an electrical machine (5) according to Claim 10 or 11 .