DE19835576A1 - Ansteuersystem für einen permanenterregten Elektromotor mit wenigstens einem Strang - Google Patents
Ansteuersystem für einen permanenterregten Elektromotor mit wenigstens einem StrangInfo
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Abstract
Ein Ansteuersystem für einen permanent erregten Elektromotor (26) mit wenigstens einem Strang (20, 22, 24) umfassend für jeden Strang des Motors (26) eine Halbbrückenanordnung (14, 16, 18), eine jede Halbbrückenanordnung (14, 16, 18) mit einer Motorversorgungsspannungsquelle (32) verbindenden Zwischenkreis (28), eine Ansteueranordnung (34) zur Ansteuerung jeder Halbbrückenanordnung (14, 16, 18), wobei entsprechend der Ansteuerung vermittels der Ansteueranordnung (34) durch jede Halbbrückenanordnung (14, 16, 18) an dem dieser Halbbrückenanordnung (14, 16, 18) zugeordnetem Strang (20, 22, 24) des Elektromotors (26) eine Spannung beziehungsweise ein Potential vorbestimmter Polarität für eine vorbestimmte Zeitdauer angelegt wird oder werden kann, eine Betriebszustands-Erfassungsanordnung (46) wenigstens zur Erfassung eines Betriebszustands des Ansteuersystems (10) oder/und des Elektromotors (26), wobei die Ansteueranordnung (34) dazu ausgebildet ist, dann, wenn durch die Betriebszustands-Erfassungsanordnung (46) in dem Ansteuersystem (10) oder/und dem Elektromotor (26) das Vorliegen wenigstens eines vorbestimmten Betriebszustandes erfaßt wird, einen Befehl zum Erzeugen eines Kurzschlusses zwischen jedem Anschluß (20, 22, 24) des Motors (26) zu erzeugen.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ansteuersystem für einen perma
nenterregten Elektromotor mit wenigstens einem Strang, wobei das An
steuersystem für jeden Strang des Motors eine Halbbrückenanordnung,
eine jede Halbbrückenanordnung mit einer Motorversorgungsspannungs
quelle verbindenden Zwischenkreis sowie eine Ansteueranordnung zur
Ansteuerung jeder Halbbrückenanordnung umfaßt.
Permanenterregte Elektromotoren werden beispielsweise als Fahrzeugan
triebsmotoren verwendet, die bei Hybridantriebssystemen elektrische
Energie aus einem durch eine Brennkraftmaschine angetriebenen Genera
tor empfangen oder bei vollelektrisch betriebenen Fahrzeugen elektrische
Energie aus einer sogenannten Traktionsbatterie empfangen. Bei perma
nent erregten Elektromotoren besteht aufgrund ihres Aufbaus grundsätz
lich das Problem, daß aufgrund der im Betrieb auftretenden Relativbewe
gung zwischen den Ankerwicklungen und den Permanentmagneten in
den Ankerwicklungen eine als Polradspannung bekannte Gegenspannung
induziert wird. Diese induzierte Spannung steigt mit zunehmender Dreh
zahl an, bis sie schließlich im Bereich der durch die Spannungsquelle für
den Elektromotor bereitgestellten Versorgungsspannung liegt. Eine weite
re Erhöhung der Motordrehzahl kann dann nur durch die sogenannte
Feldschwächung erhalten werden, bei welcher eine Strangverschiebung
des in die Wicklungen eingeleiteten Stroms erzeugt wird. Treten bei der
artigen Antriebssystemen mit permanent erregten Elektromotoren Fehler
auf, wie zum Beispiel der Ausfall der die Feldschwächung vornehmenden
Ansteuereinheit, so kann dies zu ernsthaften Problemen führen. Wie man
in Fig. 3 der Kennlinie A entnehmen kann, welche für einen permanen
terregten Elektromotor das Bremsmoment bei passiver Rückspeisung
durch den sich drehenden Elektromotor wiedergibt, führt der Ausfall der
Feldschwächung insbesondere bei hohen Drehzahlen zu einem erhebli
chen Bremsmoment, welches bei der Rückspeisung elektrischer Energie
vom Motor in die Spannungsquelle, beispielsweise die Traktionsbatterie,
erzeugt wird. Aufgrund der Spannungsüberhöhung, verursacht durch den
Innenwiderstand der Batterie, besteht weiterhin die Gefahr, daß es zu Be
schädigungen im Bereich der Traktionsbatterie kommt, welche im all
gemeinen zur Abgabe einer Betriebsspannung von ca. 200 bis 300 V aus
gelegt ist. Ferner ist das Auftreten derartig großer Bremsmomente im
Fahrbetrieb unerwünscht, da dadurch eine Gefährdung von in einem
Fahrzeug sitzenden Personen hervorgerufen werden kann.
Ist mit dem Zwischenkreis keine Spannungsquelle verbunden, oder ist bei
spielsweise die Verbindung der Spannungsquelle mit dem Zwischenkreis
unterbrochen worden, so kann die Polradspannung am Zwischenkreis an
liegen. Dies kann zu Beschädigungen im Bereich der im Zwischenkreis
oder der Leistungselektronik für den Elektromotor oder/und gegebenen
falls einem Generator vorhandenen Bauelemente, insbesondere Halblei
terbauelemente, führen.
Um diese Probleme zu vermeiden, wurden die verschiedenen Komponen
ten des Umrichters, beispielsweise die Kondensatoren und Leistungshalb
leiter, derart ausgelegt, daß auch die gleichgerichtete Polradspannung de
ren Nennspannung nicht übersteigt, so daß eine Beschädigung dieser
Komponenten nicht zu erwarten ist. Folge daraus ist, daß die Antriebssy
steme nicht so ausgelegt werden konnten, daß sie bei dem zur Verfügung
stehenden Volumen die größtmögliche Leistung erzeugen können; es
mußte immer eine gewisse Überdimensionierung der Komponenten vor
gesehen werden. Auch die verschiedenen Bauteile im Zwischenkreis oder
der Leistungselektronik mußten für die zu erwartenden maximalen Span
nungen ausgelegt werden, so daß im Bereich dieser Bauteile höhere Ko
sten entstanden sind.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ansteuerssystem
für einen permanent erregten Elektromotor mit wenigstens einem Strang
vorzusehen, welches dazu geeignet ist, bei verschiedensten im Betrieb auf
tretenden Zuständen, insbesondere Fehlerzuständen, geeignete Maßnah
men zum Vermeiden einer Beschädigung von Komponenten oder zum
Vermeiden ungewünschter Folgen zu ergreifen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Ansteuersystem für
einen permanent erregten Elektromotor mit wenigstens einem Strang,
umfassend für jeden Strang des Motors eine Halbbrückenanordnung, ei
nen jeder Halbbrückenanordnung mit einer Motorversorgungsspannungs
quelle verbindenden Zwischenkreis, eine Ansteueranordnung zur Ansteue
rung jeder Halbbrückenanordnung, wobei entsprechend der Ansteuerung
vermittels der Ansteueranordnung durch jede Halbbrückenanordnung an
dem dieser Halbbrückenanordnung zugeordnetem Strang des Elektromo
tors eine Spannung bzw. ein Potential vorbestimmter Polarität für eine
vorbestimmte Zeitdauer angelegt wird oder werden kann, und eine Be
triebszustands-Erfassungsanordnung wenigstens zur Erfassung eines Be
triebszustands des Ansteuersystems oder/und des Elektromotors.
Bei dem erfindungsgemäßen Ansteuersystem ist die Ansteueranordnung
dazu ausgebildet, dann, wenn durch die Betriebszustands-
Erfassungsanordnung in dem Ansteuersystem oder/und dem Elektromotor
das Vorliegen wenigstens eines vorbestimmten Betriebszustands erfaßt
wird, einen Befehl zum Erzeugen eines Kurzschlusses bei jedem Strang des
Motors zu erzeugen.
Das erfindungsgemäße Ansteuersystem ist dazu in der Lage, verschieden
ste Betriebszustände zu berücksichtigen und dabei durch gezieltes Erzeu
gen eines Kurzschlusses im Elektromotor das Auftreten potentieller Gefah
ren oder potentiell ungewünschter Folgezustände zu vermeiden. Dies
kann insbesondere anhand der Kennlinie B in Fig. 3 veranschaulicht wer
den, welche das Kurzschlußbremsmoment in Abhängigkeit von der Ma
schinendrehzahl zeigt. Man erkennt, daß vor allem im Bereich hoher
Drehzahlen das bei Kurzschluß erzeugte Bremsmoment vernachlässigbar
ist, in jedem Falle jedoch deutlich unter dem bei nicht kurzgeschlossenem
Elektromotor vorhandenen Bremsmoment liegt. D.h., tritt beispielsweise
ein spontaner Ausfall der Feldschwächung auf, so kann durch gezieltes
Kurzschließen des Elektromotors zum einen das Auftreten eines unge
wünschten Bremsmoments deutlich reduziert werden, und zum anderen
kann verhindert werden, daß eine möglicherweise vom Elektromotor in
den Zwischenkreis eingespeiste Spannung zur Beschädigung von Kompo
nenten oder der Spannungsquelle, beispielsweise der Traktionsbatterie,
führt.
Vorzugsweise umfaßt das erfindungsgemäße Ansteuersystem eine primäre
Ansteueranordnungsversorgungsspannungsquelle zur Bereitstellung einer
Betriebsspannung für die Ansteueranordnung, vorzugsweise im Bereich
von 12 V.
Der vorangehend angesprochene vorbestimmte Betriebszustand kann bei
spielsweise ein Fehlerzustand sein, welcher zumindest einen der folgenden
Fehler umfaßt:
- a) Abfall oder Ausfall der Motorversorgungsspannung,
- b) Fehler im Bereich eines Motorstellungssensors,
- c) Fehler im Bereich eines Stromsensors zur Erfassung des in der wenigstens einen Strang fließenden Stroms,
- d) Kurzschlußfehler, insbesondere im Bereich des Motors,
- e) Ansteigen einer Zwischenkreisspannung über einen vorbestimm ten Grenzwert.
Es sei hier jedoch darauf verwiesen, daß jeglicher andere Fehler, welcher
dazu führt, daß insbesondere im Feldschwächungsbereich die gezielte Be
stromung des Motors nicht aufrecht erhalten werden kann, als ein den
vorbestimmten Betriebszustand definierender Fehler betrachtet werden
kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Ansteuersystem kann vorgesehen sein, daß
jede Halbbrückenanordnung wenigstens ein erstes Schalterelement zum
wahlweisen Verbinden des zugeordneten Stranges des Elektromotors mit
einer Motorversorgungsspannung beziehungsweise einem Potential einer
ersten Polarität sowie wenigstens ein zweites Schalterelement zum wahl
weisen Verbinden des zugeordneten Stranges des Elektromotors mit einer
Motorversorgungsspannung beziehungsweise einem Potential mit einer
zweiten Polarität aufweist, und daß der Befehl zur Erzeugung des Kurz
schlusses bewirkt, daß das wenigstens eine erste Schalterelement jeder
Halbbrückenanordnung leitend geschaltet wird oder/und das wenigstens
ein zweites Schalterelement jeder Halbbrückenanordnung leitend geschal
tet wird.
Es besteht grundsätzlich das Problem, daß Fehler auch im Bereich der
Halbbrückenanordnungen auftreten können. Beispielsweise kann eines
der Schalterelemente defekt sein und aufgrund dieses Defekts die ge
wünschte Bestromung des Motors nicht aufrecht erhalten werden. Würde
infolgedessen ein Kurzschluß im Motor dadurch herbeigeführt werden,
daß all diejenigen Schalterelemente leitend geschaltet werden, welche
auch das defekte und beispielsweise nicht mehr leitende bzw. nicht mehr
sperrende Schalterelement enthalten, so könnte das Auftreten der unge
wünschten Polradspannungen im Zwischenkreis nicht oder nicht vollstän
dig vermieden werden. Um dies zu vermeiden wird vorgeschlagen, daß
der Befehl zur Erzeugung des Kurzschlusses bewirkt, daß alle ersten und
alle zweiten Schalterelemente leitend geschaltet werden, sofern die Mo
torspannungsquelle zuvor vom Zwischenkreis bereits getrennt wurde.
Sofern diese Trennung der Batterie vom Zwischenkreis nicht erfolgen
kann, werden alle ersten Schalterelemente oder alle zweiten Schalterele
mente leitend geschaltet. Wenn aufgrund eines defekten Schalterelemen
tes die gewünschte Kurzschlußwirkung nicht eintritt, kann auf die jeweils
"komplementären" Schalterelemente gewechselt werden.
Alternativ oder zusätzlich ist es jedoch auch möglich, daß im Zwischen
kreis schaltungsmäßig eine den Bereich der ersten Polarität und den Be
reich der zweiten Polarität desselben wahlweise verbindende Schalteran
ordnung liegt, und daß der Befehl zur Erzeugung des Kurzschlusses be
wirkt, daß die Schalteranordnung leitend geschaltet wird, sofern die Mo
torspannungsquelle bereits vom Zwischenkreis getrennt wurde.
Die erfindungsgemäße Ansteueranordnung kann einen Normal-Ansteuer
abschnitt umfassen, durch welchen bei Nichtvorliegen des vorbestimmten
Betriebszustands jede Halbbrückenanordnung zum Betreiben des Elektro
motors ansteuerbar ist, und wobei wenigstens bei Vorliegen von zumin
dest einem der Fehler a) bis e) der Normal-Steuerabschnitt den Befehl zum
Erzeugen des Kurzschlusses erzeugt. Mit dieser Maßnahme wird dafür ge
sorgt, daß bei nicht vergrößertem baulichen Aufwand ein hohes Maß an
Sicherheit gegen das Auftreten ungewünschter Betriebszustände vorgese
hen werden kann.
Der vorbestimmte Betriebszustand kann ferner ein Fehlerzustand sein, der
wenigstens einen der folgenden Fehler umfaßt:
- f) Ausfall oder Abfall der Ansteueranordnungsversorgungsspannung oder/und
- g) Ausfall oder Fehler im Bereich eines Normal-Steuerabschnitts, durch welchen bei Nichtvorliegen des vorbestimmten Betriebszutands jede Halbbrückenanordnung zum Betreiben des Elektromotors ansteuerbar ist.
Um auch auf derartige Fehler in geeigneter Weise reagieren zu können,
wird vorgeschlagen, daß die Ansteueranordnung ferner einen Anomal-
Ansteuerabschnitt umfaßt, welcher wenigstens bei Vorliegen von zumin
dest einem der Fehler a) bis g) den Befehl zum Erzeugen des Kurzschlusses
erzeugt.
Um bei derartiger Ausgestaltung hinsichtlich der Spannungsversorgung
für den Anomal-Ansteuerabschnitt unabhängig zu sein, umfaßt vorzugs
weise das erfindungsgemäße Ansteuersystem einen dem Anomal-
Ansteuerabschnitt zugeordneten Gleichspannung/Gleichspannung-
Umsetzer zur Erzeugung einer Betriebsspannung für den Anomal-
Ansteuerabschnitt aus der im Zwischenkreis vorherrschenden Spannung.
D. h., auch ein Ausfall der 12 V-Gleichspannungsversorgung für den Nor
mal-Ansteuerabschnitt führt nicht zu einem vollständigen Regelungsaus
fall. Vielmehr kann der Anomal-Ansteuerabschnitt seine Betriebsspannung
dem Zwischenkreis entnehmen, wobei es dabei unbeachtlich ist, ob die im
Zwischenkreis vorherrschende Spannung von einer Traktionsbatterie oder
einem Generator geliefert wird oder durch den Motor als Polradspannung
erzeugt wird.
Um eine entsprechende Redundanz auch für andere Komponenten der
Ansteueranordnung vorsehen zu können, umfaßt das erfindungsgemäße
Ansteuersystem vorzugsweise ferner eine sekundäre Ansteueranordnungs
versorgungsspannungsquelle zum Bereitstellen der Ansteueranordnungs
versorgungsspannung, vorzugsweise im Bereich von 12 V, zumindest bei
Ausfall oder Abfall der durch die primäre Ansteueranordnungsversor
gungsspannungsquelle bereitgestellten Betriebsspannung.
Auch diese Spannungsquelle kann derart ausgebildet sein, daß sie einen
Gleichspannung/Gleichspannung-Umsetzer umfaßt zur Erzeugung der An
steueranordnung-Versorgungsspannung aus der im Zwischenkreis vor
herrschenden Spannung. D. h., selbst bei Ausfall der 12 V-Versorgungs
spannung für die Ansteueranordnung kann entweder die vom Generator
oder der Traktionsbatterie erzeugte Spannung im Zwischenkreis oder die
durch den Elektromotor im Zwischenkreis erzeugte Spannung genutzt
werden, um die Regelung des Elektromotors in gewünschter Weise auf
rechtzuerhalten oder diesen gegebenenfalls zum Stillstand zu steuern.
Da Gefahren für verschiedene Komponenten eines derartigen Antriebs
systems oder Ansteuersystems vor allem bei relativ hohen Drehzahlen be
stehen, wird vorgeschlagen, daß die Ansteueranordnung dazu ausgebildet
ist, den Befehl zur Erzeugung eines Kurzschlusses zu erzeugen, wenn der
vorbestimmte Betriebszustand erfaßt ist und wenn ferner der Elektromotor
in einem Zustand hoher Drehzahl ist.
Der Kennlinie B in Fig. 3 kann man entnehmen, daß bei kurzgeschlosse
nem Elektromotor ein deutlicher Anstieg des Bremsmoments bei Abfall
der Drehzahl des Motors zu beobachten ist, wobei ein Maximum nahe bei
der Drehzahl 0 liegt. Diese Bremsmomentcharakteristik kann gemäß ei
nem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung dazu ausgenutzt wer
den, dann, wenn der Motor im Stillstand ist und in diesem Zustand verwei
len soll, ein Antreiben desselben von der Radseite her zu vermeiden. Es
wird daher ferner vorgeschlagen, daß der vorbestimmte Betriebszustand
ein Zustand geringer Drehzahl des Elektromotors ist, oder ein Ruhezu
stand des Elektromotors ist. D. h., wird im Stillstand des Motors der Kurz
schluß erzeugt, so kann aktiv der Motor als Bremseinrichtung genutzt
werden, da bereits bei geringfügigem Anstieg der Drehzahl ein äußerst
steiler Bremsmomentanstieg erzeugt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein An
steuersystem für einen permanent erregten Elektromotor mit wenigstens
einer Strang, umfassend für jeden Strang des Motors eine Halbbrücken
anordnung, einen jede Halbbrückenanordnung mit einer Motorversor
gungsspannungsquelle verbindenden Zwischenkreis, eine Ansteueranord
nung zur Ansteuerung jeder Halbbrückenanordnung, wobei entsprechend
der Ansteuerung vermittels der Ansteueranordnung durch jede Halb
brückenanordnung an dem dieser Halbbrückenanordnung zugeordnetem
Strang des Elektromotors eine Spannung beziehungsweise ein Potential
vorbestimmter Polarität für eine vorbestimmte Zeitdauer angelegt wird
oder werden kann, eine primäre Ansteueranordnungsver
sorgungsspannungsquelle zum Bereitstellen einer Betriebsspannung für
die Ansteueranordnung, vorzugsweise im Bereich von 12 V, eine sekundä
re Ansteueranordnungsversorgungsspannungsquelle zum Bereitstellen
einer Betriebsspannung für die Ansteueranordnung, vorzugsweise im Be
reich von 12 V, zumindest bei Ausfall oder Abfall der durch die primäre
Ansteueranordnungsversorgungsspannungsquelle bereitgestellten Be
triebsspannung, wobei die sekundäre Ansteueranordnungs
versorgungsspannungsquelle einen Gleichspannung/Gleichspannung-
Umsetzer umfaßt zur Erzeugung der Ansteueranordnungsversorgungs
spannung aus der im Zwischenkreis vorherrschenden Spannung.
Bei einem derartigen System ist insbesondere für die Ansteueranordnung
eine redundante Spannungsversorgung vorgesehen, so daß bei Ausfall der
durch eine herkömmliche Batterie vorgesehenen Versorgungsspannung
Sorge dafür getragen werden kann, daß die Regelung des Motors auf
recht erhalten wird, d. h., daß der Motor in unbeeinträchtigter Weise wei
ter betrieben werden kann. Da die redundante Spannungsversorgung auf
die im Zwischenkreis vorherrschende Spannung zurückgreift, besteht nicht
die Gefahr, daß ein vollständiger Spannungsausfall für die Ansteueran
ordnung auftritt, da im Zwischenkreis bei fahrendem Fahrzeug eine Span
nung entweder durch die Spannungsquelle für den Elektromotor, d. h. den
Generator oder die Traktionsbatterie erzeugt wird, oder durch den Motor
selbst durch die in den Wicklungen des Motors vorhandene Induktion er
zeugt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein An
steuersystem für einen permanent erregten Elektromotor mit wenigstens
einen Strang, umfassend für jeden Strang des Motors eine Halbbrücken
anordnung, einen jede Halbbrückenanordnung mit einer Motorversor
gungsspannungsquelle verbindenden Zwischenkreis, eine Ansteueranord
nung zur Ansteuerung jeder Halbbrückenanordnung, wobei entsprechend
der Ansteuerung vermittels der Ansteueranordnung durch jede Halb
brückenanordnung an dem dieser Halbbrückenanordnung zugeordnetem
Strang des Elektromotors eine Spannung beziehungsweise ein Potential
vorbestimmter Polarität für eine vorbestimmte Zeitdauer angelegt wird
oder werden kann, wobei die Ansteueranordnung dazu ausgebildet ist,
bei Abfall oder Ausfall der Motorversorgungsspannung eine Feldschwä
chung, versorgt durch die vom Motor induzierte Spannung, aufrechtzuer
halten, gewünschtenfalls in Verbindung mit wenigstens einem der vorher
gehenden Merkmale.
Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird dafür Sorge ge
tragen, daß dann, wenn ein Abfall oder Ausfall im Bereich der Ver
sorgungsspannung für den Motor auftritt, die durch elektromagnetische
Induktion und Gleichrichtung durch die Freilaufdioden der Schaltelemente
erzeugte Spannung, welche dann am Zwischenkreis anliegt, in positiver
Weise dazu genutzt wird, die Feldschwächung aufrechtzuerhalten und
somit das Auftreten der vorangehend angesprochenen Überspannungen
mit den sich daraus ergebenden Problemen oder Nachteilen zu vermeiden.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Ansteuern ei
nes permanent erregten Elektromotors mit wenigstens einem Strang, wo
bei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
- 1. Überwachen des Betriebszustands des Elektromotors oder/und ei nes Ansteuersystems für den Elektromotor,
- 2. Beurteilen, ob der Betriebszustand ein vorbestimmter Betriebs zustand ist,
- 3. dann, wenn der Betriebszustand als ein vorbestimmter Betriebs zustand beurteilt wird, aktives Erzeugen eines Kurzschlusses zwi schen allen Anschlüssen des Elektromotors.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeich
nungen anhand bevorzugter Ausgestaltungsformen beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Schaltungsskizze eines erfindungsgemäßen
Ansteuersystems in Verbindung mit einem dreiphasigen perma
nent erregten Elektromotor;
Fig. 2 eine alternative Ausgestaltung des in Fig. 1 gezeigten An
steuersystems;
Fig. 3 die Abhängigkeit des bei einem permanent erregten Elek
tromotor erzeugten Bremsmoments von der Motordrehzahl bei
kurzgeschlossenem und bei rückspeisendem Elektromotor.
Die Fig. 1 zeigt eine erste Ausgestaltungsart eines allgemein mit 10 be
zeichneten erfindungsgemäßen Ansteuersystems. Das Ansteuersystem 10
kann grundsätzlich in folgende Baugruppen untergliedert werden: eine
Umrichtereinheit 12 mit drei Halbbrücken 14, 16, 18, wobei jede der
Halbbrücken 14, 16, 18 einer der drei Motorphasen 20, 22, 24 des Elek
tromotors 26 zugeordnet ist; einen Zwischenkreis 28 mit einem Zwischen
kreiskondensator 30, wobei der Zwischenkreis 28 die Umrichtereinheit 12
mit einer Spannungsquelle 32 verbindet. In der Darstellung ist die Span
nungsquelle 32 eine Traktionsbatterie, ggf. mit Leistungselektronik, wel
che eine Gleichspannung liefert. Es sei jedoch darauf verwiesen, daß bei
spielsweise auch in Hybridantrieben als Spannungsquelle für den Elektro
motor 26 ein durch einen Verbrennungsmotor angetriebener Generator
mit nachgeschalteter Leistungselektronik dienen kann.
Die Motorsteuerung 34 steuert über jeweilige Signalleitungen die Umrich
tereinheit 12, d. h. die jeweiligen Halbbrücken 14, 16, 18 derselben an. In
der dargestellten Ausgestaltungsform umfaßt jede Halbbrücke 14, 16, 18
ein erstes Schalterelement 36, gebildet aus einem IGBT (Insulated Gate Bi
polar Transistor) mit parallel geschalteter Freilaufdiode, sowie ein zweites
Schalterelement 38 welches ebenfalls durch einen IGBT mit parallel ge
schalteter Freilaufdiode gebildet ist. Die einzelnen IGBTs der verschiedenen
Halbbrücken 14, 16,18 werden dann durch die Motorsteuerung 34 ange
steuert, um die einzelnen Stränge 20, 22, 24 des Elektromotors 26 wahl
weise und für vorbestimmte Zeitdauern mit den verschiedenen Potentialen
des Zwischenkreises 28 zu verbinden. Es sei darauf verwiesen, daß für die
vorliegende Erfindung der spezielle Aufbau der Umrichtereinheit 12, d. h.
der einzelnen Halbbrücken 14, 16, 18, nicht so wie in Fig. 1 dargestellt
sein muß. Es können andere Schalterelemente, wie zum Beispiel Thyristo
ren, Relais, MOSFETs oder dergleichen verwendet werden, von Bedeutung
ist, daß sie für die in dem Ansteuersystem 10 auftretenden Spannungen
ausgelegt sind.
Man erkennt ferner, daß das Ansteuersystem 10 einen Gleichspannung/-
Gleichspannung-Umsetzer 40 aufweist, welcher die am Zwischenkreis 28
anliegende Spannung abgreift und diese in eine gewünschte Gleich
spannung, beispielsweise 12 V, umsetzt. Diese Gleichspannung wird paral
lel zu der durch die Spannungsquelle 48 erzeugten Spannung zur Motor
steuerung 34 geleitet. Es ist somit eine redundante Spannungsversorgung
für die Motorsteuerung 34 vorgesehen, so daß beispielsweise bei Ausfall
der Spannungsquelle 48 die für die Motorsteuerung erforderliche Be
triebsspannung dem Zwischenkreis entnommen werden kann, so daß die
Ansteuerung bzw. Regelung des Elektromotors aufrecht erhalten werden
kann. Dies ist auch dann der Fall, wenn zusätzlich zur Spannungsquelle 48
auch die Spannungsquelle 32 ausfällt, da in diesem Falle durch die im
Elektromotor 26 induzierte Spannung und die Gleichrichtung über die
Freilaufdioden am Zwischenkreis eine Spannung erzeugt wird, die dann
weiterhin in die Betriebsspannung für die Motorsteuerung umgesetzt
werden kann, um auch bei vollständigem Ausfall der Spannungsversor
gung die Regelung des Motors 26 aufrecht erhalten zu können, insbeson
dere dann, wenn der Motor 26 im Feldschwächebereich betrieben wird.
Tritt im Bereich des Ansteuersystems 10 beispielsweise im Bereich des
Elektromotors 26 selbst oder im Bereich der Spannungsquelle ein Fehler
auf, so kann erfindungsgemäß jedoch durch die Motorsteuerung 34 ein
Kurzschluß dadurch erzeugt werden, daß entweder alle Schalterelemente
36 oder alle Schalterelemente 38 oder alle Schalterelemente 36 und 38
leitend geschaltet werden. Es ist dann innerhalb des Elektromotors 26 ein
Kurzschluß erzeugt. Die Folge daraus ist, daß beispielsweise bei Ausfall der
die Gefahr vermeiden wird, daß die im Motor erzeugte Polradspannung
am Zwischenkreis anliegt und die dort enthaltenen Komponenten oder die
Komponenten der Halbbrücken 14, 16, 18 oder die Spannungsquelle 32
beschädigt. Bei modernen permanent erregten Elektromotoren kann diese
Polradspannungen deutlich über der durch die Spannungsquelle 32 be
reitgestellte Versorgungsspannung liegen. D. h., bei Übersteigen dieser für
die Spannungsquelle 32 zulässigen Spannung besteht die Gefahr, daß bei
Rückspeisung elektrischer Energie durch die gleichgerichtete Polradspan
nung diese Spannungsquelle 32 beschädigt werden kann. Entsprechendes
gilt für die Schalter 36 bzw. 38. Auch hier kann durch Kurzschließen ver
mieden werden, daß die an diesen Schalterelementen ansonsten an
stehende Spannung zu einer Beschädigung dieser Schalterkomponenten
führt.
Da somit gemäß der vorliegenden Erfindung Sorge dafür getragen werden
kann, daß ein ungewünschter Spannungsanstieg im Zwischenkreis 28
bzw. der Umrichtereinheit 12 vermieden wird, ist es nicht erforderlich, die
verschiedenen Schaltelemente oder Baugruppen so auszubilden, daß die
ansonsten auch bei fehlerhaftem Betrieb zu erwartenden maximalen
Spannungen nicht zu einer Beschädigung derselben führen können. D.h.,
es besteht die Möglichkeit, insbesondere im Bereich der Halbleiterbauteile
deutliche Kosteneinsparungen zu erzielen. Andererseits ist es möglich, die
verschiedenen Komponenten, insbesondere den Elektromotor, derart aus
zugestalten, daß er bei vorgegebenem Volumen die größtmögliche Lei
stung erzielen kann, ohne dabei auf Seiten der Schaltung darauf achten
zu müssen, daß ein übermäßig großer Sicherheitsabstand der jeweiligen
Nennspannungen verschiedener Komponenten zu den maximal zu erwar
tenden d. h. auch im Fehlerzustand zu erwartenden, Spannungen vorhan
den ist.
Der angesprochene Fehlerzustand kann in verschiedenen Bereichen des
Antriebssystems auftreten. So kann beispielsweise der Lagegeber für den
Rotor des Motors defekt sein, so daß eine korrekte Bestromung desselben
nicht mehr möglich ist, der Stromsensor, oder die Stromsensoren, welche
die in den einzelnen Motorsträngen 20, 22, 24 fließenden Ströme erfas
sen, können defekt sein, es kann im Motor selbst ein Kurzschlußfehler
vorliegen, oder es kann, wie vorangehend angesprochen, ein Ausfall oder
Abfall der durch die Spannungsquelle 32 bereitgestellten Spannung vor
liegen. Es sei darauf verwiesen, daß auch verschiedenste andere Fehler zur
aktiven Erzeugung eines Kurzschlusses führen können.
In Fig. 1 ist in Strichlinien eingezeichnet ein weiteres Schalterelement 42
erkennbar, welches zu den Schaltern 36 bzw. 38 der Halbbrückeneinheit
12 parallel geschaltet ist. Auch dieses Schalterelement 42 kann beispiels
weise wieder einen IGBT und einen Reihenwiderstand umfassen, kann je
doch auch jedes andere Leistungsschalterelement umfassen bzw. durch
dieses gebildet sein. Das Schalterelement 42 steht auch unter der An
steuerung der Motorsteuerung 34. Der angesprochene Kurzschluß kann
alternativ zu der vorangehend angesprochenen Art und Weise auch durch
das Leitendschalten dieses Schalterelements 42 hervorgerufen werden,
wobei dann der Kurzschluß über die einzelnen Freilaufdioden erzeugt ist.
Diese Art der Kurzschlußerzeugung ist jedoch nur dann bevorzugt, ebenso
wie das gleichzeitige Leitendschalten aller Schalterelemente 36 und 38,
wenn sichergestellt ist, daß ein vollständiger oder nahezu vollständiger
Spannungsabfall oder Ausfall der Spannungsquelle 32 vorliegt. Ansonsten
wird auf diese Art und Weise gleichzeitig ein Kurzschluß der Spannungs
quelle 32 mit entsprechendem Stromfluß erzeugt. Hier wäre es ferner
möglich, im Zwischenkreis 28 zwischen dem Schalterelement 42 und der
Spannungsquelle 32 ein Schalterelement vorzusehen, welches dann, wenn
das Schalterelement 42 leitend geschaltet wird, nicht leitend geschaltet
wird, so daß der Kurzschluß lediglich in der Darstellung der Fig. 1 an der
rechten Seite des Schalterelements 42, d. h. im Bereich des Motors 26 er
zeugt wird.
In Fig. 2 ist eine alternative Ausgestaltungsform gezeigt, bei welcher zu
sätzlich zur Motorsteuerung 34 eine weitere redundante Motorsteuerung
44 vorgesehen ist, welche über jeweilige Steuerleitungen ebenfalls die
einzelnen Schalterelemente 36 bzw. 38 der Halbbrücken 14, 16, 18 bzw.,
sofern vorgesehen, das Schalterelement 42 ansteuern kann. Die redundan
te Ansteuerung 44 erhält ihre Betriebsspannung durch den Gleichspan
nung/Gleichspannung-Umsetzer 40, welcher wiederum die Spannung am
Zwischenkreis 28 abgreift. Diese redundante Ansteuerung ist somit von
der Versorgungsspannung, welche durch die Spannungsquelle 48 geliefert
wird, unabhängig, so daß auch bei Ausfall der Spannungsquelle 48 die
redundante Ansteuerung 44 betrieben werden kann.
Die in Fig. 2 dargestellte Weiterbildung ist besonders daher vorteilhaft,
da mit dieser auch Fehler im Bereich der Motoransteuerung 34 selbst be
rücksichtigt werden können und zur Erzeugung des Kurzschlusses führen
können. Zwar ist diese Ausgestaltungsform schaltungstechnisch oder
softwaremäßig aufwendiger, sieht jedoch einen erweiterten Bereich der
Einsetzbarkeit der Sicherheitsmaßnahmen vor.
Es sei darauf verwiesen, daß bei beiden in den Fig. 1 und 2 gezeigten
Ausgestaltungsformen, wie bereits angesprochen, verschiedene Ein
richtungen vorgesehen sind, die den Fehlerzustand bzw. verschiedene Be
triebszustände des Ansteuersystems oder des gesamten Antriebssystems
erfassen oder überwachen und entsprechende Signale zur Motorsteue
rung 34 oder/und zur redundanten Ansteuerung 44 liefern. Diese Einrich
tungen sind in den Figuren allgemein mit 46 bezeichnet und können die
bereits angesprochenen Sensoren umfassen oder können beispielsweise
ferner Sensoren umfassen, welche die Ausgangssignale der Motorsteue
rung überwachen oder die Motorsteuerung intern überwachen. Ferner
können durch die Einrichtung oder Einrichtungen 46 die Spannungsquel
len 48, 32, der Gleichspannung/Gleichspannung-Umsetzer 40 oder die
verschiedenen Schalterelemente überwacht werden. Entsprechend dem
Ausgangssignal oder den Ausgangssignalen der Einrichtung oder Einrich
tungen 46 kann in der Motorsteuerung 34 bzw. der redundanten An
steuerung 44 dann entschieden werden, ob und auf welche Weise der
Kurzschluß erzeugt werden soll, d. h. beispielsweise ob alle Schalterele
mente 48, 38 kurzgeschlossen werden sollen, ob nur die den verschiede
nen Polaritäten des Zwischenkreises zugeordneten Schalterelemente 48
oder 38 leitend geschaltet werden sollen, oder ob, sofern vorhanden, das
Schalterelement 42 leitend geschaltet werden soll.
Die Einrichtungen 46 können ferner dazu ausgebildet sein, die im Zwi
schenkreis 28 anliegende Spannung zu überwachen. Wenn diese Span
nung einen vorbestimmten Wert überschreitet, der beispielsweise im Be
reich von 400 bis 600 V liegen kann, dann kann durch die Motorsteue
rung 34 oder die redundante Ansteuerung 44, so wie vorangehend be
schrieben, der Befehl zum Erzeugen des Kurzschlusses erzeugt werden.
Wird ein zweiter, niedrigerer Schwellenwert wieder unterschritten, kann
der Kurzschluß aufgehoben werden.
Die Kennlinie B in Fig. 3 kann bei dem erfindungsgemäßen Ansteuersy
stem ferner dazu genutzt werden, eine Stillstandfixierung des Rotors
durch Leitendschalten verschiedener Schalterelemente 48 und/oder 38
bzw. 42 herbeizuführen. Wenn nämlich im Stillstand beispielsweise alle
Schalterelemente 48 leitend geschaltet und somit ein Kurzschluß im Motor
26 erzeugt wird, so führt bereits ein leichtes Drehen des Rotors zu einem
extrem starken Anstieg des Bremsmoments, so daß beispielsweise dem
ungewünschten Weg rollen eines Fahrzeugs entgegengewirkt werden
kann. Dies ist ein weiterer unabhängiger Einsatzaspekt der erfindungsge
mäßen Ansteueranordnung, der zeigt, daß ein Betriebszustand, welcher
letztendlich zur Erzeugung eines Kurzschlusses führt, nicht nur ein Fehler
zustand sein kann, sondern auch ein Zustand sein kann, der während des
normalen Betriebs häufig und ohne dem Vorliegen von Fehlern auftritt.
Ein weiterer, bereits angesprochener Aspekt der Erfindung liegt darin, daß
beispielsweise bei Ausfall der Spannungsquelle 32 durch die redundante
Spannungsversorgung vermittels des Gleichspannung/Gleichspannung-
Umsetzers die Motorsteuerung 34 die Feldschwächung für den Elektromo
tor 26 aufrecht erhalten kann, um das Auftreten ungewünschter Span
nungsspitzen im Zwischenkreis bzw. in der Umrichtereinheit zu vermeiden,
ohne daß ein Kurzschluß erzeugt wird. Dabei wird dann die Betriebs
spannung für die Motorsteuerung 34 dem Zwischenkreis 28 entnommen,
welche dort wiederum durch den Elektromotor 26 selbst erzeugt wird. Es
sei darauf verwiesen, daß auch bei Vorhandensein der redundanten An
steuerung 44 die Motorsteuerung 34 bei Ausfall der Spannungsquelle 48
durch den Gleichspanung/Gleichspannung-Umsetzer 40 versorgt werden
kann, so daß bei funktionsfähiger Motorsteuerung 34 in Fig. 2 die An
steuerung der einzelnen Schalterelemente 36, 38 weiterhin durch diese
Motorsteuerung 34 und nicht durch die redundante Ansteuerung 44 vor
genommen wird.
Es wird ferner darauf hingewiesen, daß die Fehlererfassung auch inner
halb der Motorsteuerung 34 bzw. 44 selbst vorgenommen werden kann,
d. h. diese kann beispielsweise softwaremäßig zur Selbstüberwachung
ausgebildet sein, und dann, wenn Fehler erkannt werden, den entspre
chenden Ansteuerbefehl zur Erzeugung der Kurzschlüsse in den einzelnen
Motorsträngen erzeugen. Ferner sei darauf verwiesen, daß das erfin
dungsgemäße Ansteuersystem bzw. die Vorgehensweise zur Ansteuerung
verschiedener Schalterelemente unabhängig von der Anzahl der Motor
phasen eingesetzt werden können. D.h. das Ansteuersystem ist nicht nur
bei dem in den Figuren dargestellten dreiphasigen Motor einsetzbar, son
dern auch bei Motoren mit mehr oder weniger Strängen.
Claims (20)
1. Ansteuersystem für einen permanent erregten Elektromotor mit wenig
stens einer Strang, umfassend:
- - für jede Strang (20, 22, 24) des Motors (26) eine Halbbrückenanord nung (14, 16, 18),
- - einen jede Halbbrückenanordnung (14, 16, 18) mit einer Motorver sorgungsspannungsquelle (32) verbindenden Zwischenkreis (28),
- - eine Ansteueranordnung (34; 34, 44) zur Ansteuerung jeder Halbbrückenanordnung (14, 16, 18), wobei entsprechend der An steuerung vermittels der Ansteueranordnung (34; 34, 44) durch jede Halbbrückenanordnung (14, 16, 18) an dem dieser Halbbrücken anordnung (14, 16, 18) zugeordnetem Strang (20, 22, 24) des Elektro motors (26) eine Spannung beziehungsweise ein Potential vorbestimmter Polarität für eine vorbestimmte Zeitdauer angelegt wird oder werden kann,
- - eine Betriebszustands-Erfassungsanordnung (46) wenigstens zur Erfas
sung eines Betriebszustands des Ansteuersystems (10) oder/und des Elek
tromotors (26),
wobei die Ansteueranordnung (34; 34, 44) dazu ausgebildet ist, dann, wenn durch die Betriebszustands-Erfassungsanordnung (46) in dem An steuersystem (10) oder/und dem Elektromotor (26) das Vorliegen wenig stens eines vorbestimmten Betriebszustands erfaßt wird, einen Befehl zum Erzeugen eines Kurzschlusses zwischen allen Anschlüssen (20, 22, 24) des Motors zu erzeugen.
2. Ansteuersystem nach Anspruch 1, ferner umfassend eine primäre
Ansteueranordnungsversorgungsspannungsquelle (48) zur Bereitstel
lung einer Betriebsspannung für die Ansteueranordnung (10), vorzugs
weise im Bereich von 12 V.
3. Ansteuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der vorbestimmte Betriebszustand ein Fehlerzustand ist, welcher
zumindest einen der folgenden Fehler umfaßt:
- a) Abfall oder Ausfall der Motorversorgungsspannung (32),
- b) Fehler im Bereich eines Motorstellungssensors,
- c) Fehler im Bereich eines Stromsensors zur Erfassung des in wenigstens einem Strang (20, 22, 24) fließenden Stroms,
- d) Kurzschlußfehler, insbesondere im Bereich des Motors (26),
- e) Ansteigen einer Zwischenkreisspannung über einen vorbestimmten Grenzwert.
4. Ansteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß jede Halbbrückenanordnung (14, 16, 18) wenigstens ein
erstes Schalterelement (36) zum wahlweisen Verbinden des zugeord
neten Stranges (20, 22, 24) des Elektromotors (26) mit einer Motorver
sorgungsspannung beziehungsweise einem Potential einer ersten
Polarität sowie wenigstens ein zweites Schalterelement (38) zum wahl
weisen Verbinden des zugeordneten Stranges (20, 22, 24) des Elek
tromotors (26) mit einer Motorversorgungsspannung beziehungsweise
einem Potential mit einer zweiten Polarität aufweist, und daß der Befehl
zur Erzeugung des Kurzschlusses bewirkt,
- - daß wenigstens ein erstes Schalterelement (36) jeder Halbbrückenan ordnung (14, 16, 18) leitend geschaltet wird oder
- - daß wenigstens ein zweites Schalterelement (38) jeder Halbbrücken anordnung (14, 16, 18) leitend geschaltet wird.
5. Ansteuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Befehl zur Erzeugung des Kurzschlusses bewirkt, daß alle ersten und alle
zweiten Schalterelemente (36, 38) leitend geschaltet werden.
6. Ansteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet
durch eine schaltungsmäßig im Zwischenkreis (28) angeordnete und den
Bereich der ersten Polarität und den Bereich der zweiten Polarität dessel
ben verbindende Schalteranordnung (42), und dadurch, daß der Befehl
zur Erzeugung des Kurzschlusses bewirkt, daß die Schalteranordnung
(42) leitend geschaltet wird.
7. Ansteuersystem nach Anspruch 3 oder nach einem der Ansprüche 4 bis
6, sofern auf Anspruch 3 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ansteueranordnung (34; 34, 44) einen Normal-Ansteuerabschnitt
(34) umfaßt, durch welchen bei Nichtvorliegen des vorbestimmten Be
triebszustands jede Halbbrückenanordnung (14, 16, 18) zum Betreiben
des Elektromotors (26) ansteuerbar ist, und daß wenigstens bei Vorlie
gen von zumindest einem der Fehler a) bis e) der Normal-Steuer
abschnitt (34; 34, 44) den Befehl zum Erzeugen des Kurzschlusses er
zeugt.
8. Ansteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß der vorbestimmte Betriebszustand ein Fehlerzustand ist,
der wenigstens folgenden Fehler umfaßt:
- f) Ausfall oder Abfall der Ansteueranordnungsversorgungsspannung (48) (U1) oder/und
- g) Ausfall oder Fehler im Bereich eines Normal-Steuerabschnitts (34), durch welchen bei Nichtvorliegen des vorbestimmten Betriebszustands jede Halbbrückenanordnung (14, 16, 18) zum Betreiben des Elek tromotors (26) ansteuerbar ist.
9. Ansteuersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ansteueranordnung (34, 44) ferner einen Anomal-Ansteuerabschnitt
(44) umfaßt, welcher wenigstens bei Vorliegen von zumindest einem der
Fehler a) bis g) den Befehl zum Erzeugen des Kurzschlusses erzeugt.
10. Ansteuersystem nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen dem
Anomal-Ansteuerabschnitt (44) zugeordneten Gleichspannung/Gleich
spannung-Umsetzer (40) zur Erzeugung einer Betriebsspannung für den
Anomal-Ansteuerabschnitt (44) aus der im Zwischenkreis (28) vorherr
schenden Spannung.
11. Ansteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet
durch eine sekundäre Ansteueranordnungsversorgungsspannungsquelle
(28, 40) zum Bereitstellen der Ansteueranordnungsversorgungsspan
nung, vorzugsweise im Bereich von 12 V, zumindest bei Ausfall oder Ab
fall der durch die primäre Ansteueranordnungsversorgungsspannungs
quelle (48) bereitgestellten Betriebsspannung (U1).
12. Ansteuersystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
sekundäre Ansteueranordnungsversorgungsspannungsquelle (28, 40) ei
nen Gleichspannung/Gleichspannung-Umsetzer (40) umfaßt zur Erzeu
gung der Ansteueranordnungsversorgungsspannung aus der im Zwi
schenkreis (28) vorherrschenden Spannung.
13. Ansteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ansteueranordnung (34; 34, 44) dazu ausgebildet ist,
den Befehl zur Erzeugung eines Kurzschlusses zu erzeugen, wenn der
vorbestimmte Betriebszustand erfaßt ist und wenn ferner der Elektromo
tor (26) in einem Zustand hoher Drehzahl ist, der nur durch Anwendung
der Feldschwächung erzielbar ist.
14. Ansteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß der vorbestimmte Betriebszustand ein Zustand geringer
Drehzahl des Elektromotors (26) ist, oder ein Ruhezustand des Elektro
motors (26) ist.
15. Ansteuersystem für einen permanent erregten Elektromotor mit we
nigstens einer Strang, umfassend:
für jeden Strang (20, 22, 24) des Motors (26) eine Halbbrückenanord nung (14, 16, 18),
für jeden Strang (20, 22, 24) des Motors (26) eine Halbbrückenanord nung (14, 16, 18),
- - einen jede Halbbrückenanordnung (14, 16, 18) mit einer Motorver sorgungsspannungsquelle (32) verbindenden Zwischenkreis (28),
- - eine Ansteueranordnung (34; 34, 44) zur Ansteuerung jeder Halb brückenanordnung (14, 16, 18), wobei entsprechend der Ansteue rung vermittels der Ansteueranordnung (34; 34, 44) durch jede Halb brückenanordnung (14, 16, 18) an dem dieser Halbbrückenanordnung (14, 16, 18) zugeordnetem Strang (20, 22, 24) des Elektromotors (26) eine Spannung beziehungsweise ein Potential vorbestimmter Polarität für eine vorbestimmte Zeitdauer angelegt wird oder werden kann,
- - eine primäre Ansteueranordnungsversorgungsspannungsquelle (48) zum Bereitstellen einer Betriebsspannung für die Ansteueranordnung (34; 34, 44), vorzugsweise im Bereich von 12 V,
- - eine sekundäre Ansteueranordnungsversorgungsspannungsquelle (28, 40) zum Bereitstellen einer Betriebsspannung für die Ansteueranord nung (34; 34, 44), vorzugsweise im Bereich von 12 V, zumindest bei Ausfall oder Abfall der durch die primäre Ansteueranordnungsver sorgungsspannungsquelle (48) bereitgestellten Betriebsspannung, wobei die sekundäre Ansteueranordnungsversorgungsspannungsquelle (28, 40) einen Gleichspannung/Gleichspannung-Umsetzer (40) umfaßt zur Erzeugung der Ansteueranordnungsversorgungsspannung aus der im Zwischenkreis (28) vorherrschenden Spannung, gewünschtenfalls in Verbindung mit wenigstens einem der vorhergehenden Merkmale.
16. Ansteuersystem für einen permanent erregten Elektromotor mit we
nigstens einer Strang, umfassend:
- - für jeden Strang (20, 22, 24) des Motors (26) eine Halbbrückenanord nung (14, 16, 18),
- - einen jede Halbbrückenanordnung (14, 16, 18) mit einer Motorver sorgungsspannungsquelle (32) verbindenden Zwischenkreis (28),
- - eine Ansteueranordnung (34; 34, 44) zur Ansteuerung jeder Halb brückenanordnung (14, 16, 18), wobei entsprechend der Ansteuerung ver mittels der Ansteueranordnung (34; 34, 44) durch jede Halbbrückenan ordnung (14, 16, 18) an dem dieser Halbbrückenanordnung (14, 16, 18) zugeordnetem Strang (20, 22, 24) des Elektromotors (26) eine Spannung beziehungsweise ein Potential vorbestimmter Polarität für ei ne vorbestimmte Zeitdauer angelegt wird oder werden kann, wobei die Ansteueranordnung (34; 34, 44) dazu ausgebildet ist, bei Ab fall oder Ausfall der Motorversorgungsspannung (32) eine Feldschwä chung, versorgt durch die vom Motor (26) induzierte Spannung, auf rechtzuerhalten, gewünschtenfalls in Verbindung mit wenigstens einem der vorhergehenden Merkmale.
17. Verfahren zum Ansteuern eines permanent erregten Elektromotors mit
wenigstens einem Strang, wobei das Verfahren die folgenden Schritte
umfaßt:
1. Überwachen des Betriebszustands des Elektromotors (26) oder/und
eines Ansteuersystems (10) für den Elektromotor (26),
2. Beurteilen, ob der Betriebszustand ein vorbestimmter Betriebszustand
ist,
3. dann, wenn der Betriebszustand als ein vorbestimmter Betriebs
zustand beurteilt wird, aktives Erzeugen eines Kurzschlusses zwischen
allen Anschlüssen (20, 22, 24) des Elektromotors (26).
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ID=7867345
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