DE102020117273A1

DE102020117273A1 - Verfahren zur Kompensation von Nichtlinearitäten in einem Wechselrichter eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102020117273A1
Application number: DE102020117273.7A
Authority: DE
Inventors: Robert Nelles; Jan Nägelkrämer
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2020-07-01
Filing date: 2020-07-01
Publication date: 2022-01-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kompensation von Nichtlinearitäten in einem Wechselrichter (100) eines Kraftfahrzeugs, umfassend die folgenden Schritte:- Einspeisung einer Gleichspannung einer Gleichspannungsquelle in den Wechselrichter (100);- Umwandlung der Gleichspannung in eine Wechselspannung und mehrere Phasenströme im Wechselrichter (100);- Einspeisung der Wechselspannung und der Phasenströme in den Antrieb (104) des Kraftfahrzeugs;- Berechnung von Vorzeichen der in den Antrieb eingespeisten Phasenströme;- Berechnung von Kompensationsspannungen, wobei zur Berechnung der Kompensationsspannungen die Vorzeichen der eingespeisten Phasenströme und die Gleichspannung verwendet werden, wobei die Kompensationsspannungen dazu ausgebildet sind, die Nichtlinearitäten im Wechselrichter (100) zu kompensieren; und- Ansteuerung des Wechselrichters (100) mit den Kompensationsspannungen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kompensation von Nichtlinearitäten in einem Wechselrichter eines Kraftfahrzeugs.
In elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen werden Wechselrichter eingesetzt, die eine von einer Gleichspannungsquelle erzeugte Gleichspannung in eine Wechselspannung wandeln. Die Wechselspannung wird dann dem elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeugs zugeführt.
Häufig ist der elektrische Antrieb 3-phasig ausgeführt. Die drei benötigten Phasenströme werden mittels Pulsweitenmodulation erzeugt. Dabei treten hohe Spannungsanstiegsgeschwindigkeiten und hohe Taktfrequenzen auf. Die Taktfrequenz des Umrichters wird dabei häufig so gewählt, dass betriebspunktabhängig die Summe der Verluste aus Wechselrichter und Motor gering sind.
Halbleiter-Schalter des Wechselrichters werden im Betrieb so geschaltet, dass sich die gewünschte Amplitude und Frequenz der drei Phasenströme einstellt. Dabei kommt es im Wechselrichter zu einer Totzeit im Fall eines Nulldurchgangs des Ausgangsstroms zwischen dem Ausschalten des einen Schaltelements und dem Einschalten eines anderen Schaltelements einer Halbbrücke. Dies ist notwendig, um einen Kurzschluss der Versorgungsspannung zu vermeiden.
Die Totzeit führt zu einer unerwünschten Verzerrung der Phasenspannungen und Phasenströme des Antriebs, einer Verschlechterung des Wirkungsgrades der über den Wechselrichter angesteuerten Antriebe und zu Instabilitäten der Antriebsregelung bei kleinen Drehzahlen. Es kommt außerdem zu höheren thermischen Belastungen und zu einer höheren Welligkeit des Drehmoments des angesteuerten Antriebs. Neben der Totzeit gibt es noch weitere Nichtlinearitäten der Schaltelemente.
Die US 2019/0375449 A1 zeigt ein Verfahren zur Kompensation von Nichtlinearitäten in einem Wechselrichter. Insbesondere die Totzeit soll gemäß US 2019/0375449 A1 kompensiert werden.
Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Kompensation von Nichtlinearitäten in einem Wechselrichter eines Kraftfahrzeugs zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß Anspruch 1 wird eine Gleichspannung einer Gleichspannungsquelle in einen Wechselrichter eingespeist. Im Wechselrichter wird die Gleichspannung in eine Wechselspannung und mehrere Phasenströme umgewandelt. Die Wechselspannung und die Phasenströme werden in den Antrieb des Kraftfahrzeugs eingespeist. Vorzugsweise werden drei Phasenströme in den Antrieb eingespeist. Beispielsweise kann es sich um drei Phasenströme handeln, die zum Beispiel mittels Pulsweitenmodulation erzeugt werden.
Es werden die Vorzeichen der in den Antrieb eingespeisten Phasenströme berechnet. Wenn die eingespeisten Phasenströme berechnet wurden, kann das Vorzeichen beispielsweise mit der Vorzeichen- oder auch Signum-Funktion berechnet werden. Wenn der Phasenstrom größer als 0 ist, liefert die Vorzeichen-Funktion +1 als Ergebnis. Wenn der Phasenstrom kleiner als 0 ist, liefert die Vorzeichen-Funktion -1 als Ergebnis. Wenn der Phasenstrom gleich 0 ist, liefert die Vorzeichen-Funktion 0 als Ergebnis. Beim Ergebnis +1 gilt + als das berechnete Vorzeichen. Beim Ergebnis -1 gilt - als das berechnete Vorzeichen.
Anschließend werden Kompensationsspannungen berechnet, die dazu ausgebildet sind, die Nichtlinearitäten im Wechselrichter zu kompensieren. Zur Berechnung der Kompensationsspannungen werden die Vorzeichen der eingespeisten Phasenströme und die Gleichspannung verwendet. Der Wechselrichter wird dann mit den Kompensationsspannungen angesteuert. Beispielsweise können die Kompensationsspannungen auf Signale addiert werden, die für die Pulsweitenmodulation verwendet werden.
Die Erfindung ist besonders vorteilhaft, da der korrekte Vorzeichenwechsel der Phasenströme bestimmt wird. Auf diese Weise werden viele Nichtlinearitäten besonders effizient kompensiert. Besonders vorteilhaft ist dies, wenn ein harmonischer Anregungsstrom verwendet wird, um das Eingangssignal für die Pulsweitenmodulation zu erzeugen. Unter einem harmonischen Anregungsstrom wird dabei im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere ein Strom verstanden, dessen Frequenz ein ganzzahliges Vielfaches der Grundfrequenz des elektrischen Antriebs beträgt.
Nach einer Ausführungsform kann der Wechselrichter über eine Pulsweitenmodulation angesteuert werden. Es ist insbesondere möglich, dass die Phasenströme unter Verwendung der Pulsweitenmodulation erzeugt werden. Die Kompensationsspannungen können bei der Pulsweitenmodulation verwendet werden. Auf diese Weise können die Nulldurchgänge präziser an den elektrischen Antrieb angepasst werden, sodass die Nichtlinearitäten des Wechselrichters besonders gut kompensiert werden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung können die Vorzeichen der Phasenströme unter Verwendung von Spannungen des harmonischen Anregungsstroms berechnet werden. Es ist insbesondere möglich, dass der harmonische Anregungsstrom mit einem Grundschwingungsstrom mit der Grundfrequenz überlagert wird. Der Vorzeichenwechsel kann dann anhand des sich ergebenden Stromverlaufs erkannt und berücksichtigt werden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung können die Vorzeichen der Phasenströme unter Verwendung von Induktivitäten des elektrischen Antriebs berechnet werden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung können die Induktivitäten Induktivitäten einer Grundfrequenz des elektrischen Antriebs sein.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung können die Induktivitäten differentielle Induktivitäten sein.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung können die Induktivitäten Induktivitäten von harmonischen Schwingungen der Grundfrequenz des elektrischen Antriebs sein.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung können die Vorzeichen der Phasenströme unter Verwendung eines Statorwiderstands des elektrischen Antriebs berechnet werden. Unter dem Statorwiderstand wird dabei im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere ein elektrischer Widerstand des Stators des elektrischen Antriebs verstanden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung können die Vorzeichen der Phasenströme unter Verwendung eines Vorsteuerwinkels des elektrischen Antriebs und eines Rotorwinkels des elektrischen Antriebs berechnet werden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Berechnung der Kompensationsspannungen in mehreren Zeitschritten erfolgen. Eine Zeitverzögerung bei der Berechnung wird während eines der Zeitschritte berücksichtigt, indem der Rotorwinkel des elektrischen Antriebs korrigiert wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Dabei werden für gleiche oder ähnliche Bauteile und für Bauteile mit gleichen oder ähnlichen Funktionen dieselben Bezugszeichen verwendet. Dabei zeigen

1 einen schematischen Schaltplan eines Wechselrichters;
2 ein schematisches Diagramm mehrerer Verläufe elektrischer Spannungen;
3 eine schematische Darstellung einer Berechnung von Kompensationsspannungen nach einer Ausführungsform der Erfindung;
4 eine schematische Darstellung einer Berechnung von Kompensationsspannungen nach einer Ausführungsform der Erfindung;
5 einen schematischen Schaltplan einer Schaltung zur Ausführung eines Verfahrens nach einer Ausführungsform der Erfindung;
6 einen schematischen Schaltplan einer Schaltung zur Ausführung eines Verfahrens nach einer Ausführungsform der Erfindung; und
7 zwei schematische Diagramme zur Veranschaulichung einer auftretenden Zeitverzögerung.

Der Wechselrichter 100 aus 1 umfasst einen Regler 101 und einen Gate-Treiber 102. Der Wechselrichter 100 ist dazu ausgebildet, eine Gleichspannung V_DC einer Gleichspannungsquelle in drei Phasenströme i_u, i_v und i_w mit zugehörigen Phasenspannungen v_uN, v_vN und V_wN umzuwandeln. Dabei wird er vom Regler 101 und vom Gate-Treiber 102 gesteuert. Die drei Phasenströme i_u, i_v und i_w werden einem elektrischen Antrieb 104 zugeführt. Der Antrieb 104 ist dazu ausgebildet, die elektrische Energie in kinetische Energie zu wandeln. Die kinetische Energie wird dann genutzt, um eine oder mehrere Achsen 105 eines Kraftfahrzeugs anzutreiben.
In 2 sind mehrere Diagramme zu Spannungsverläufen dargestellt. Es ist lediglich die Phasenspannung v_uN dargestellt. Die nachfolgenden Ausführungen gelten jedoch analog für die anderen Phasenspannungen v_vN und v_wN. Der ideale Verlauf der Spannung v_uN ist als $v_{u N}^{i d e a l}$
dargestellt. Aufgrund von Nichtlinearitäten im Wechselrichter 100 wird dieser ideale Verlauf jedoch in der Praxis nicht erreicht.
Es muss eine Totzeit T_d vorgesehen sein, um Kurzschlüsse zu verhindern. Die Berücksichtigung der Totzeit ist in 2 als zweites Diagramm dargestellt. Die Phasenspannung wird hier als $v_{u N}^{T_{d}}$
bezeichnet. Die Zeit, in der die Phasenspannung nicht 0 ist, wird verringert.
Außerdem sind die Einschalt- und Ausschaltzeiten der Schaltelemente des Wechselrichters 100 zu berücksichtigen. Diese werden mit t_on/off bezeichnet. Die hieraus resultierende Phasenspannung ist in 2 mit $v_{u N}^{T_{d}, t_{o n / o f f}}$
bezeichnet. Der Zeitabschnitt, in der die Phasenspannung nicht 0 ist, ist verschoben, da die Verzögerungen sowohl beim Ein- als auch beim Ausschalten auftreten.
Des Weiteren beeinflussen die Durchlassspannung vs und die Diodenspannung v_D der Halbleiterelemente des Wechselrichters 100 den Verlauf der Spannung, sodass in der Praxis der in 2 als v_uN betitelte Verlauf der realen Phasenspannung resultiert. Gegenüber der idealen Phasenspannung treten bei der realen Phasenspannung eine Verschlechterung des Wirkungsgrads des elektrischen Antriebs 104 auf. Außerdem entstehen Instabilitäten bei der Antriebsregelung bei kleinen Drehzahlen und die thermischen Belastungen steigen.
Um den realen Verlauf der Phasenspannung v_Un dem idealen Verlauf anzunähern oder sogar anzugleichen, wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine Kompensationsspannung berechnet, die in 2 als $v_{u N}^{c o m p}$
dargestellt ist. Diese Kompensationsspannung wird zur realen Phasenspannung v_Un addiert, um eine resultierende Phasenspannung zu erhalten, die der idealen Phasenspannung nahekommt oder gleich zu ihr ist.
Zunächst ist die zu kompensierende Zeitverzögerung Tc durch die Nichtlinearitäten des Wechselrichters gemäß folgender Formel zu berechnen: $T_{C} = T_{d} + t_{o n} - t_{o f f} + \frac{V_{o n}}{V_{D C}} T_{S}$
Dabei ist T_d die Totzeit zwischen dem Ein- und Ausschalten der Schalter einer Halbbrücke. Diese kann über den Gatewiderstand R_g beeinflusst werden. t_on ist die Zeit, bis der Schalter durchgeschaltet und toff bis der Schalter offen ist. Von ist die entsprechende Spannung über dem Schalter während einer Periode mit der Zeit Ts. V_DC ist die Gleichspannung der Gleichspannungsquelle. Von lässt sich gemäß folgender Formel berechnen: $V_{o n} = {\begin{matrix} \frac{T_{o n}}{T_{s}} v_{s} + \frac{T_{o f f}}{T_{S}} v_{D} & i_{p h a s e} > 0 \\ \frac{T_{o f f}}{T_{s}} v_{s} + \frac{T_{o n}}{T_{S}} v_{D} & i_{p h a s e} < 0 \end{matrix}$
Die Kompensationsspannungen lassen sich dann gemäß folgenden Formeln berechnen: $\begin{array}{l} v_{u N}^{c o m p} = \frac{T_{C}}{T_{S}} V_{D C} \times s g n (i_{u}^{*}) \\ v_{v N}^{c o m p} = \frac{T_{C}}{T_{S}} V_{D C} \times s g n (i_{v}^{*}) \\ v_{w N}^{c o m p} = \frac{T_{C}}{T_{S}} V_{D C} \times s g n (i_{w}^{*}) \end{array}$
Für die Einschaltdauern d_com,u, d_com,v und d_com,w zur Kompensation der Nichtlinearitäten ergibt sich: $\begin{array}{l} d_{c o m, u} = \frac{T_{C}}{T_{S}} s g n (i_{u}^{*}) \\ d_{c o m, v} = \frac{T_{C}}{T_{S}} s g n (i_{v}^{*}) \\ d_{c o m, w} = \frac{T_{C}}{T_{S}} s g n (i_{w}^{*}) \end{array}$
Die Kompensationsspannungen können also berechnet werden, wenn die korrekten Vorzeichenwechsel der Phasenströme $i_{u}^{*}, i_{v}^{*} und i_{w}^{*}$
und bekannt sind. Die Phasenströme können aus dem Ergebnis der Addition der Referenzströme der Grundwelle zu den harmonischen Anregungsströmen $i_{d, A N R, k}^{*}$
und $i_{q, A N R, k}^{*}$
bestimmt werden. Die harmonischen Anregungsströme $i_{d, A N R, k}^{*}$
und $i_{q, A N R, k}^{*}$
werden im Berechnungselement 302, das in den 3 bis 6 dargestellt ist, berechnet und gemäß den Schaltplänen in den 5 und 6 zum Referenzstrom der Grundwelle addiert.
Die harmonischen Anregungsströme $i_{d, A N R, k}^{*}$
und $i_{q, A N R, k}^{*}$
können gemäß folgender Formel berechnet werden: $[\begin{matrix} i_{d, A N R, k}^{*} \\ i_{q, A N R, k}^{*} \end{matrix}] = [\begin{matrix} \frac{1}{R + s L_{d d}^{h a r m}}) & 0 \\ 0 & \frac{1}{R + s L_{q q}^{h a r m}} \end{matrix}] ([\begin{matrix} v_{d, A N R}^{*} \\ v_{q, A N R}^{*} \end{matrix}])$
Dabei sind $v_{d, A N R}^{*}$
und $v_{q, A N R}^{*}$
die harmonischen Anregungsspannungen. $L_{q q}^{h a r m}$
und $L_{d d}^{h a r m}$
sind die differentiellen Induktivitäten der Harmonischen. Beispielsweise sind $L_{q q}^{6 t h}$
und $L_{d d}^{6 t h}$
die differentiellen Induktivitäten der 6. Ordnung der Harmonischen. Rs ist der temperaturabhängige Statorwiderstand des elektrischen Antriebs 104. Die Variable k steht für den Zeitschritt mit der Periode Ts.
Falls der Statorwiderstand Rs nicht bekannt ist, kann er vernachlässigt werden und es ergibt sich: $[\begin{matrix} i_{d, A N R, k}^{*} \\ i_{q, A N R, k}^{*} \end{matrix}] = \frac{1}{s L_{d d}^{h a r m} L_{q q}^{h a r m}} [\begin{matrix} L_{q q}^{h a r m} & 0 \\ 0 & L_{d d}^{h a r m} \end{matrix}] [\begin{matrix} v_{d, A N R}^{*} \\ v_{q, A N R}^{*} \end{matrix}]$
Falls die differentiellen Induktivitäten der Harmonischen nicht bekannt sind, können auch die absoluten Induktivitäten der Harmonischen verwendet werden und es ergibt sich: $[\begin{matrix} i_{d, A N R, k}^{*} \\ i_{q, A N R, k}^{*} \end{matrix}] = \frac{1}{s L_{d}^{h a r m} L_{q}^{h a r m}} [\begin{matrix} L_{q}^{h a r m} & 0 \\ 0 & L_{d}^{h a r m} \end{matrix}] [\begin{matrix} v_{d, A N R}^{*} \\ v_{q, A N R}^{*} \end{matrix}]$
Falls nur die Induktivitäten der Grundwelle des elektrischen Antriebs 104 bekannt sind, können in guter Näherung die differentiellen Induktivitäten der Grundwelle verwendet werden. Dann ergibt sich folgendes: $[\begin{matrix} i_{d, A N R, k}^{*} \\ i_{q, A N R, k}^{*} \end{matrix}] = \frac{1}{s L_{d d} L_{q q}} [\begin{matrix} L_{q q} & 0 \\ 0 & L_{d d} \end{matrix}] [\begin{matrix} v_{d, A N R}^{*} \\ v_{q, A N R}^{*} \end{matrix}]$
Falls nur die absoluten Induktivitäten der Grundwelle des elektrischen Antriebs 104 bekannt sind, können in guter Näherung auch diese verwendet werden. Dann ergibt sich folgendes: $[\begin{matrix} i_{d, A N R, k}^{*} \\ i_{q, A N R, k}^{*} \end{matrix}] = \frac{1}{s L_{d} L_{q}} [\begin{matrix} L_{q} & 0 \\ 0 & L_{d} \end{matrix}] [\begin{matrix} v_{d, A N R}^{*} \\ v_{q, A N R}^{*} \end{matrix}]$
Wenn die harmonischen Anregungsströme $i_{d, A N R, k}^{*}$
und $i_{q, A N R, k}^{*}$
bestimmt sind, können diese zu den Referenzströmen $i_{d}^{*}$
und $I_{q}^{*}$
addiert werden und daraus die eingespeisten Phasenströme $i_{u}^{*},$
$i_{v}^{*}$
und $i_{w}^{*}$
bestimmt werden. $\begin{matrix} I_{d, k} = I_{d, k}^{*} + i_{d, A N R, k}^{*} \\ I_{q, k} = I_{q, k}^{*} + i_{q, A N R, k}^{*} \end{matrix}$
Gemäß obigen Formeln können dann auch die Kompensationsspannungen $v_{u N}^{c o m p},$
$v_{v N}^{c o m p}$
und $v_{w N}^{c o m p}$
berechnet werden. Dies ist in 3 dargestellt. Die harmonischen Anregungsströme $i_{d, A N R, k}^{*}$
und $i_{q, A N R, k}^{*}$
werden im Berechnungselement 302 berechnet und zu den Referenzströmen $I_{d}^{*}$
und $I_{q}^{*}$
addiert. Im Berechnungselement 500 (5) werden aus I_d,k und I_q,k die Phasenströme $i_{u}^{*}$
$i_{v}^{*}$
und $i_{w}^{*}$
berechnet. Die Werte der berechneten Phasenströme $i_{u}^{*}, i_{v}^{*}$
und $i_{w}^{*}$
werden an das Berechnungselement 300 ausgegeben. Im Berechnungselement 300 werden aus den Phasenströmen $i_{u}^{*}, i_{v}^{*}$
und $i_{w}^{*}$
die Kompensationsspannungen berechnet und zum Strom addiert, bevor das Pulsweitenmodulationssignal generiert wird (siehe 5).
In 3 ist außerdem noch ein Berechnungselement 301 zur Kompensation der Zeitverzögerung dargestellt. Aus 7A ist ersichtlich, dass eine solche Kompensation vorteilhaft ist, da ansonsten die Spannungen nicht synchron zur Rotorlage bzw. zum Drehfeld der E-Maschine gestellt werden. In 7A sind die Zeitschritte mit t_k, t_k+1 und t_k+2 angegeben. Nach der Strommessung erfolgt im Schritt t_k die Kalkulation der Kompensationsspannungen. Erst im Schritt t_k+1 wird diese Kalkulation bei der Pulsweitenmodulation berücksichtigt.
In 7B ist mit Vektoren dargestellt, dass die zugeführten Kompensationsspannungen aufgrund der Zeitverzögerung nicht synchron zum Drehfeld des elektrischen Antriebs 104 sind.
Es tritt ein Winkelversatz von $Δ θ = ω_{e l} Δ T auf .$
Zur Kompensation der Zeitverzögerung während eines Zeitschrittes kann man den Rotorwinkel des elektrischen Antriebs 104 in guter Näherung mit 1,5ω_elT_s beaufschlagen, wobei ω_el die elektrische Winkelgeschwindigkeit ist. Es ergibt sich $θ_{e l, k + 1} = θ_{e l, k} + 1,5 ω_{e l} T_{S}$
Außerdem kann eine Amplitudenkorrektur gemäß folgender Formel durchgeführt werden. Unter der Annahme, dass die Winkelgeschwindigkeit über einen Zeitschritt konstant ist, kann die vom Raumvektor überstrichene Fläche wie folgt interpretiert werden: $\begin{array}{l} {\underline{v}}_{α β} = \frac{1}{T_{S}} \int_{t_{k + 1}}^{t_{k + 2}} {\underline{v}}_{d q} e^{j (ω_{e l} τ + θ_{e l})} d τ = K ω (ω_{e l}, T_{S}) {\underline{v}}_{d q} e^{j (ω_{e l} τ + θ_{e l})} \\ mit τ=1,5 Τ_{S} \end{array}$
Alternativ zu der Berechnung der Vorzeichen der Phasenströme unter Verwendung der harmonischen Induktivitäten gemäß der 3 und 5 können die Vorzeichen der Phasenströme auch mit Hilfe des Vorsteuerwinkels δ* und des Rotorwinkels θ_el bestimmen. Dies ist in den 4 und 6 dargestellt. Im Berechnungselement 400 wird dabei der Vorsteuerwinkel δ* berechnet. Im Berechnungselement 401 werden zunächst die Vorzeichenwechsel der Phasenströme $i_{u}^{*}, i_{v}^{*}$
und $i_{w}^{*}$
und anschließend die Kompensationsspannungen berechnet.
Die Berechnung der Vorzeichenwechsel der Phasenströme $i_{u}^{*}, i_{v}^{*}$
und $i_{w}^{*}$
auf Basis des Rotorwinkels und des Vorsteuerwinkel kann gemäß folgender Tabelle erfolgen:

θ_sg sgn(i_u) sgn(i_v) sgn(i_w)

-30°<θsg <30° 1 -1 -1

30°<θsg <90° 1 1 -1

90°^<θsg <150° -1 1 -1

150<θsg <210° -1 1 1

210°<θ_sg <270° -1 -1 1

270°<θ_sg <330° 1 -1 1
Dabei gilt: $θ_{s g} = θ_{e l} + δ *$
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2019/0375449 A1 [0006]

Claims

Verfahren zur Kompensation von Nichtlinearitäten in einem Wechselrichter (100) eines Kraftfahrzeugs, umfassend die folgenden Schritte: - Einspeisung einer Gleichspannung einer Gleichspannungsquelle in den Wechselrichter (100); - Umwandlung der Gleichspannung in eine Wechselspannung und mehrere Phasenströme im Wechselrichter (100); - Einspeisung der Wechselspannung und der Phasenströme in den Antrieb (104) des Kraftfahrzeugs; - Berechnung von Vorzeichen der in den Antrieb eingespeisten Phasenströme; - Berechnung von Kompensationsspannungen, wobei zur Berechnung der Kompensationsspannungen die Vorzeichen der eingespeisten Phasenströme und die Gleichspannung verwendet werden, wobei die Kompensationsspannungen dazu ausgebildet sind, die Nichtlinearitäten im Wechselrichter (100) zu kompensieren; - Ansteuerung des Wechselrichters (100) mit den Kompensationsspannungen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (100) über eine Pulsweitenmodulation angesteuert wird, wobei die Kompensationsspannungen bei der Pulsweitenmodulation verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorzeichen der Phasenströme unter Verwendung von Spannungen eines harmonischen Anregungsstroms berechnet werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorzeichen der Phasenströme unter Verwendung von Induktivitäten des elektrischen Antriebs berechnet werden.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktivitäten einer Grundfrequenz des elektrischen Antriebs sind.
Verfahren nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktivitäten differentielle Induktivitäten sind.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 6 in Abhängigkeit von Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktivitäten von harmonischen Schwingungen der Grundfrequenz des elektrischen Antriebs sind.
Verfahren nach einem der vorherigen vier Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorzeichen der Phasenströme unter Verwendung eines Statorwiderstands des elektrischen Antriebs berechnet werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorzeichen der Phasenströme unter Verwendung eines Vorsteuerwinkels des elektrischen Antriebs und eines Rotorwinkels des elektrischen Antriebs berechnet werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung der Kompensationsspannungen in mehreren Zeitschritten erfolgt, wobei eine Zeitverzögerung bei der Berechnung während eines der Zeitschritte berücksichtigt wird, indem der Rotorwinkel des elektrischen Antriebs korrigiert wird.