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Title:
ELECTRIC MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/015858
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electric machine. The machine has at least two sub-machines, each of which has the same number of phases and each of which is designed to generate a magnetic rotary field independently of one another in order to rotate the rotor. The machine preferably has a power output stage for each sub-machine, and each of the power output stages is designed to energize the sub-machines independently of one another. The machine also has at least one or only one control unit which is connected to the power output stages and is designed to generate a PWM signal in order to actuate the power output stages. According to the invention, the control unit is designed to generate the PWM signal for the sub-machines such that each of the PWM pulses for a sub-machine begins at a starting time of a PWM period and/or to generate the PWM pulses for another sub-machine such that each of the PWM pulses ends at an end time of the PWM period for the other sub-machine.

Inventors:
KURFISS JOCHEN (DE)
VOLLMER ULRICH (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/065012
Publication Date:
January 24, 2019
Filing Date:
June 07, 2018
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
H02P25/22; H02P23/00; H02P27/08
Domestic Patent References:
WO2010110483A22010-09-30
Foreign References:
DE102005043576A12007-03-15
DE102009028081A12010-04-08
DE102005043576A12007-03-15
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Claims:
Ansprüche

1 . Elektrische Maschine (1 ) mit einem Stator (2) und einem Rotor (1 1 ), wobei die Maschine wenigstens zwei jeweils dieselbe Phasenanzahl aufweisende

Teilmaschinen (3, 4) aufweist, wobei die Teilmaschinen jeweils einen Teil von

Statorspulen (5, 6, 7, 8, 9, 10) des Stators (2) umfassen und ausgebildet sind, unabhängig voneinander ein magnetisches Drehfeld zum Drehbewegen des Rotors zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine (1 ) für jede Teilmaschine (3, 4) eine Leistungsendstufe (13, 14) aufweist, und die Maschine (1 ) wenigstens eine Steuereinheit (17) aufweist, welche mit den Leistungsendstufen (13, 14) verbunden ist, und welche ausgebildet ist, ein PWM-Signal (53, 54) zum Ansteuern der Leistungsendstufen

(13, 14) zu erzeugen, und die Steuereinheit (17) ausgebildet ist, das PWM-Signal (53, 54) für die Teilmaschinen (3, 4) derart zu erzeugen, dass die PWM-Pulse (61 ) für eine Teilmaschine (3) jeweils zu einem Startzeitpunkt (63) einer PWM- Periode (64) beginnen.

2. Elektrische Maschine (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (17) ausgebildet ist, die PWM-Pulse (65) für eine weitere

Teilmaschine (4) derart zu erzeugen, dass die PWM-Pulse (65) jeweils zu einem Endzeitpunkt (67) der PWM-Periode (66) für die weitere Teilmaschine (4) enden.

3. Elektrische Maschine (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (17) ausgebildet ist, die PWM-Perioden (64, 66) von zueinander verschiedenen Teilmaschinen zueinander phasenversetzt zu erzeugen.

4. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine (1 ) wenigstens einen mit der Steuereinheit (17) verbundenen

Stromsensor (15, 16) aufweist, welcher ausgebildet ist, den Phasenstrom wenigstens einer Phase oder aller Phasen der Teilmaschine (3, 4) zu erfassen, wobei die Steuereinheit (17) ausgebildet ist, den Phasenstrom wenigstens einer Phase der Teilmaschine (3, 4) während einer gemeinsamen Pulspause (36) der PWM-Perioden der Teilmaschinen (3, 4) zu erfassen.

5. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (17) ausgebildet ist, das Tastverhältnis für alle Phasen einer Teilmaschine um ein vorbestimmtes Zeitintervall zu verlängern oder zu verkürzen. 6. Elektrische Maschine (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (17) ausgebildet ist, eine Pulsdauer (65, 65') eines High-Side- Pulses und eines Low-Side-Pulses zueinander abwechselnd zu verlängern oder zu verkürzen.

7. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (17) ausgebildet ist, ein Stromerfassungsintervall (40) zu erzeugen und den Strom während des Stromerfassungsintervalls (40) zu erfassen, und das Stromerfassungsintervall (40) während der Dauer einer gemeinsamen Pulspause der Teilmaschinen zu erzeugen.

8. Verfahren zum Ansteuern einer elektrischen Maschine (1 ) mit wenigstens zwei Teilmaschinen (3, 4), wobei die Teilmaschinen jeweils eine gleiche Anzahl von Statorspulen (5, 6, 7, 8, 9, 10) aufweist, wobei zum Ansteuern der Statorspulen (5, 6, 7, 8, 9, 10) pulsweitenmodulierte Pulsmuster (33, 34) umfassend eine Mehrzahl von PWM-pulsen (61 ) erzeugt werden, wobei die PWM-Pulse (61 , 65) für eine Teilmaschine (3, 4) jeweils zu einem Startzeitpunkt (63) einer PWM- Periode (64) beginnen und die PWM-Pulse (65) für eine weitere Teilmaschine (4) jeweils zu einem Endzeitpunkt (67) der PWM-Periode (66) für die weitere Teilmaschine enden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem ein durch wenigstens eine der Statorspulen (5, 6, 7, 8, 9, 10) fließender Strom während einer gemeinsamen Pulspause der Pulse für die Teilmaschinen Strom innerhalb eines Stromerfassungsintervalls (40) erfasst wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die PWM- Perioden (65, 66) der Teilmaschine (3) und der weiteren Teilmaschine (4) jeweils zueinander phasenversetzt sind.

Description:
Beschreibung

Titel

Elektrische Maschine

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere Elektromotor und/oder Generator. Die elektrische Maschine weist einen Stator und einen Rotor auf. Die Maschine weist wenigstens zwei jeweils dieselbe Phasenzahl aufweisende Teilmaschinen auf. Die Teilmaschinen weisen bevorzugt jeweils einen Teil von Statorspulen des Stators auf und sind jeweils ausgebildet, unabhängig voneinander ein magnetisches Drehfeld zum Drehbewegen des Rotors zu erzeugen. Die Maschine weist bevorzugt für jede Teilmaschine eine Leistungsendstufe auf, wobei die Leistungsendstufen jeweils ausgebildet sind, die Teilmaschinen unabhängig voneinander zu bestromen. Die Maschine weist auch wenigstens eine oder nur eine Steuereinheit auf, welche mit den

Leistungsendstufen verbunden und ausgebildet ist, ein PWM-Signal (PWM = Puls-Weiten-Modulation) zum Ansteuern der Leistungsendstufen zu erzeugen. Die Teilmaschinen weisen jeweils bevorzugt für jede Phase wenigstens eine, wenigstens zwei, wenigstens drei, oder nur eine Statorspule auf.

Aus der DE 10 2005 043 576 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb einer elektrischen Maschine bekannt, die zumindest zwei elektrisch getrennte Statorwicklungen aufweist, wobei die erste Statorwicklung über einen ersten Teilumrichter gespeist wird und die zweite Statorwicklung über einen zweiten Teilumrichter gespeist wird. Die Teilumrichter werden mittels versetzt getakteter Signale gesteuert.

Offenbarung der Erfindung

Erfindungsgemäß ist die Steuereinheit ausgebildet, das PWM-Signal für die Teilmaschinen derart zu erzeugen, dass die PWM-Pulse für eine Teilmaschine jeweils zu einem Startzeitpunkt einer PWM-Periode beginnen und/oder die PWM- Pulse für eine weitere Teilmaschine derart zu erzeugen, dass die PWM-Pulse jeweils zu einem Endzeitpunkt der PWM-Periode für die weitere Teilmaschine enden. Durch die so ausgebildete Steuereinheit können die PWM-Pulse für eine der Teilmaschinen jeweils insbesondere linksbündig, gemeinsam zu Beginn der

PWM-Periode beginnend erzeugt werden, wobei die PWM-Pulse für die weitere Teilmaschine jeweils insbesondere rechtsbündig, gemeinsam zum Ende der PWM-Periode endend erzeugt werden können.

Vorteilhaft ist so ein schaltpulsfreies Zeitintervall gebildet, bei dem kein

Einschalten oder Ausschalten eines von der Leistungsendstufe auf eine

Statorspule einer Teilmaschine geschalteten Phasenstroms erfolgt. Es wurde nämlich erkannt, dass das Ein- oder Ausschalten des Statorspulenstromes EMV- Störungen verursacht, die eine Stromerfassung des Statorspulenstromes beeinträchtigen können oder unmöglich machen.

In einer anderen Variante ist die Steuereinheit ausgebildet, das PWM-Signal für die Teilmaschinen derart zu erzeugen, dass die PWM-Pulse für eine

Teilmaschine jeweils zu einem Startzeitpunkt einer PWM-Periode beginnen oder enden, und die PWM-Pulse für eine weitere Teilmaschine mittenzentriert zu erzeugen. Dabei können vorteilhaft für einen Aussteuerungsbereich

schaltpulsfreie Zeitfenster zur Stromerfassung erzeugt werden.

In einer anderen bevorzugten Variante ist die Steuereinheit ausgebildet, das PWM-Signal für die Teilmaschinen derart zu erzeugen, dass die PWM-Pulse für wenigstens zwei oder alle Teilmaschinen jeweils zu einem Startzeitpunkt einer

PWM-Periode beginnen oder enden. Dadurch kann durch die so gebildete PWM- Ansteuerung der Leistungsendstufen vorteilhaft ein Zeitintervall zur

Stromerfassung über einen großen Aussteuerungsbereich der Maschine gebildet sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Steuereinheit einen

Pulsweitenmodulator auf, welcher ausgebildet ist, ein Tastverhältnis für wenigstens eine oder eine Mehrzahl von PWM-Perioden zu ändern, und so eine Aussteuerung der Maschine, insbesondere der Teilmaschinen, zu ändern. Der PWM-Modulator ist bevorzugt ausgebildet, die pulsweitenmodulierten Pulse für eine Teilmaschine gemeinsam beginnend, insbesondere linksbündig, oder gemeinsam endend, insbesondere rechtsbündig bezogen auf die PWM-Periode zu erzeugen. Die Steuereinheit weist bevorzugt eine Verarbeitungseinheit auf, welche durch einen einen Mikroprozessor, einen MikroController oder ein FPGA (FPGA = Field- Programable-Gate-Array) gebildet ist. Die Steuereinheit weist bevorzugt wenigstens einen Treiber für die Leistungsendstufen auf, welcher ausgangsseitig mit Steueranschlüssen den Leistungsendstufen verbunden und ausgebildet ist, in Abhängigkeit des PWM-Signals ein Steuersignal zum Einschalten oder

Abschalten der Halbleiterschalter der Leistungsendstufen zu erzeugen und an die Leitungsendstufen zu senden.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Maschine wenigstens einen mit der Steuereinheit verbundenen Stromsensor auf, wobei der Stromsensor ausgebildet ist, den Phasenstrom wenigstens einer Phase oder aller Phasen der Teilmaschine zu erfassen. Die Steuereinheit ist ausgebildet, den Phasenstrom wenigstens einer Phase der Teilmaschine während einer gemeinsamen

Pulspause der PWM-Perioden der Teilmaschinen zu erfassen. Vorteilhaft ist ein Zeitfenster, insbesondere ein Zeitintervall während einer PWM-Periode, während dem keine Schaltvorgänge eines Schaltens der Leistungsendstufe, bewirkt durch einen PWM-Puls, insbesondere einen Beginn oder ein Ende eines PWM-Pulses, erfolgt, bei der vorgenannten linksbündigen Ansteuerung der Teilmaschine, und einer rechtsbündigen Ansteuerung einer dazu verschiedenen, weiteren

Teilmaschine der Teilmaschinen, innerhalb eines größeren

Aussteuerungsbereiches gebildet, im Vergleich zu einer mittenzentrierten Ansteuerung einer Teilmaschine.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinheit ausgebildet, die PWM-Perioden für zueinander verschiedene Teilmaschinen zueinander phasenversetzt zu erzeugen. Der Phasenversatz, auch Phasenverschiebung genannt, zwischen der Ansteuerung der Teilmaschine und der Ansteuerung der weiteren Teilmaschine beträgt bevorzugt zwischen 30 und 70 Prozent einer PWM-Periodendauer, weiter bevorzugt zwischen 34 und 66 Prozent einer PWM- Periodendauer, und besonders bevorzugt 50 Prozent einer PWM-Periodendauer. Durch die so ausgebildete Steuereinheit ergibt sich für wenigstens einen Teil eines Aussteuerungsbereiches der Teilmaschinen eine Entlastung eines insbesondere gemeinsam von den Teilmaschinen genutzten elektrischen Zwischenkreises, wobei der Zwischenkreis einen Zwischenkreiskondensator umfasst. Durch die zeitlich versetzte Ansteuerung der Teilmaschinen kann vorteilhaft, eine Spannungsschwankung eines Bordnetzes, verursacht durch einen Ripplestrom im Zwischenkreis, reduziert werden. Weiter vorteilhaft ist durch den Phasenversatz, insbesondere in Verbindung mit der linksbündigen und rechtsbündigen Ansteuerung zueinander verschiedener Teilmaschinen ein Zeitfenster für eine Strommessung über einen weiten Aussteuerungsbereich schaltpulsfrei ausgebildet. Die Strommessung eines Phasenstromes kann so durch die Schaltpulse zum Schalten der Halbleiterschalter der

Leistungsendstufen elektromagnetisch nicht gestört werden. Vorteilhaft kann durch eine Strommessung in einem Zeitintervall, zuvor auch Zeitfenster genannt, in dem keine Schaltvorgänge an der Leistungsendstufe stattfinden, ein

Strommess-Widerstand besonders klein, und so besonders verlustarm, ausgebildet sein. Eine an dem Strommess-Widerstand abfallende

Messspannung, welche den erfassten Strom repräsentiert, kann so sehr klein ausgebildet sein, und - beispielsweise mittels eines Messverstärkers - zur Auswertung durch die Steuereinheit verstärkt, und so vergrößert werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinheit ausgebildet, das Tastverhältnis für alle Phasen einer Teilmaschine um ein vorbestimmtes

Zeitintervall zu verlängern oder zu verkürzen. Auf diese Weise kann auf eine Ansteuerung einer Teilmaschine ein Spannungs-Offset aufaddiert oder subtrahiert werden, welcher auf die Ansteuerung der Teilmaschine elektrisch keinen Einfluss hat. Der Spannungs-Offset bewirkt jedoch vorteilhaft, dass das Zeitfenster zur schaltpulsfreien Stromerfassung auch für große

Aussteuerungswerte entsprechend groß ausgebildet ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinheit ausgebildet, eine Pulsdauer eines High-Side-Pulses und eines Low-Side-Pulses zueinander abwechselnd zu verlängern oder zu verkürzen. Auf diese Weise kann die Leistungsendstufe beim Erzeugen des Spann ungs-Offsets thermisch entlastet werden. Die Leistungsendstufe umfasst bevorzugt für jede Phase wenigstens eine Halbleiterschalter-Halbbrücke. Die Halbleiterschalter-Halbbrücke umfasst einen Low-Side-Halbleiterschalter und einen High-Side-Halbleiterschalter, die miteinander in Serie verbunden sind. Vorteilhaft können die High-Side- und die

Low-Side-Halbleiterschalter der Leistungsendstufe, insbesondere von

Halbleiterschalter-Halbbrücken der Leistungsendstufe, so einander abwechselnd thermisch belastet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinheit ausgebildet, einen

Stromerfassungsintervall zu erzeugen und den Strom während des

Stromerfassungsintervalls zu erfassen. Die Steuereinheit ist weiter bevorzugt ausgebildet, das Stromerfassungsintervall während der Dauer einer

gemeinsamen Pulspause der Ansteuerung der Teilmaschinen zu erzeugen.

Die Erfindung betrifft auch ein Steuergerät für eine elektrische Maschine. Die Steuereinheit umfasst die bereits beschriebene Steuereinheit, welche

ausgangsseitig mit den Leistungsendstufen verbunden ist. Die Leistungsendstufe ist ausgebildet, mit einer Teilmaschine, gebildet aus einem Teil der Statorspulen des Stators, verbunden zu werden und weist dazu einen Ausgangsanschluss zum Verbinden mit dem Stator auf.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Ansteuern einer elektrischen Maschine. Die Maschine weist wenigstens zwei Teilmaschinen auf. Die

Teilmaschinen weisen jeweils eine gleiche Anzahl von Statorspulen eines Stators der Maschine auf. Bei dem Verfahren werden zum Ansteuern der Statorspulen pulsweitenmodulierte Pulsmuster umfassend eine Mehrzahl von PWM-pulsen erzeugt, wobei die PWM-Pulse für eine Teilmaschine jeweils zu einem

Startzeitpunkt einer PWM-Periode beginnen und die PWM-Pulse für eine weitere Teilmaschine jeweils zu einem Endzeitpunkt der PWM-Periode für die weitere

Teilmaschine enden.

Dadurch kann ein Zeitfenster zur schaltpulsfreien Stromerfassung bei der Maschine vorteilhaft groß ausgebildet sein. Bevorzugt wird bei dem Verfahren ein durch wenigstens eine der Statorspulen fließender Strom während einer gemeinsamen Pulspause der Pulse für die Teilmaschinen Strom innerhalb eines Stromerfassungsintervalls erfasst.

Vorteilhaft kann ein Strom messfenster, gebildet durch ein Zeitintervall, das frei von Schaltvorgängen der Leistungsendstufe ausgebildet ist, größer sein als bei einer mittenzentrierten PWM-Ansteuerung.

Bevorzugt sind bei dem Verfahren die PWM-Perioden der Teilmaschine und der weiteren Teilmaschine jeweils zueinander phasenversetzt. Ein Phasenversatz beträgt bevorzugt zwischen 37 und 66 Prozent einer Periodendauer, weiter bevorzugt die Hälfte der PWM-Periodendauer. Vorteilhaft kann so, bevorzugt in Verbindung mit der vorab beschriebenen linksbündigen oder rechtsbündigen PWM-Erzeugung eine Zwischenkreisentlastung gebildet sein.

Bevorzugt weisen die PWM-Perioden aller Teilmaschinen jeweils die gleiche Periodendauer auf. Dadurch kann eine Ansteuerung der Teilmaschinen zeitsynchron zueinander erfolgen..

Die Erfindung wird nun im Folgenden anhand von Figuren und weiteren

Ausführungsbeispielen beschrieben. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den in den Figuren und in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Merkmalen.

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine elektrische Maschine mit einem Inverter, wobei der Inverter eine Steuereinheit aufweist, welche ausgebildet ist, PWM-Pulse für eine Teilmaschine derart zu erzeugen, dass Halbleiterschalter- Halbbrücken des Inverters zu einem gemeinsamen Startzeitpunkt gemeinsam angeschaltet oder zu einem gemeinsamen Endzeitpunkt abgeschaltet werden können;

Figur 2 zeigt ein Diagramm mit PWM-Mustern, die von der in Figur 1 gezeigten Steuereinheit erzeugt worden sind.

Figur 1 zeigt - schematisch - ein Ausführungsbeispiel für eine elektrische Maschine 1. Die elektrische Maschine 1 weist einen Stator 2 auf. Der Stator 2 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel zwei Teilmaschinen, welche jeweils dreiphasig ausgebildet sind, und dazu jeweils drei Statorspulen aufweisen. Eine Teilmaschine 3 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel die Statorspulen 8, 9 und 10. Eine weitere Teilmaschine 4 der Teilmaschinen weist die Statorspulen 5, 6 und 7 auf. Die Maschine 1 umfasst auch einen Rotor 1 1 , welcher beispielsweise permanentmagnetisch, oder fremderregt ausgebildet ist. Die Maschine 1 weist auch eine Endstufe 12 auf, welche in diesem Ausführungsbeispiel aus zwei Teilendstufen 13 und 14 gebildet ist. Jede der Teilendstufen 13 und 14 weist jeweils eine B6-Brücke auf, wobei die B6-Brücke drei Halbleiterschalter- Halbbrücken umfasst. Die Halbleiterschalter-Halbbrücke umfasst einen Low- Side-Halbleiterschalter und einen High-Side-Halbleiterschalter. Eine

Halbleiterschalter-Halbbrücke ist dazu ausgebildet einen Phasenstrom für eine Phase der Teilmaschine zu erzeugen. Die Teilendstufe 13 ist ausgangsseitig über eine elektrische Verbindung 23 mit der Teilmaschine 3 verbunden. Die Teilendstufe 14 ist ausgangsseitig über eine elektrische Verbindung 24 mit der Teilmaschine 4 verbunden. Die Teilendstufe 13 ist ausgebildet, die Statorspulen 8, 9 und 10 der Teilmaschine 3 zum Erzeugen eines magnetischen Drehfeldes zum Drehbewegen des Rotors 1 1 zu bestromen. Die Teilendstufe 14 ist ausgebildet, die Statorspulen 5, 6 und 7 der Teilmaschine 4 zum Erzeugen eines magnetischen Drehfeldes zum Drehbewegen des Rotors 1 1 zu bestromen. Die Teilendstufen 13 und 14 können gemeinsam mit den jeweiligen Teilmaschinen 3 beziehungsweise 4 den Rotor 1 1 unabhängig voneinander zum Drehbewegen anregen. Auf diese Weise weist die Maschine 1 zwei voneinander unabhängige Teilmaschinen auf, welche im Normalbetrieb den Rotor 1 1 gemeinsam bewegen können, oder im Falle eines Defekts einer Teilmaschine kann die noch verbleibende Teilmaschine den Rotor 1 1 weiterbewegen.

Die Maschine 1 weist auch eine Steuereinheit 17 auf. Die Steuereinheit 17 ist ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 27 mit der Endstufe 12, und dort mit der Teilendstufe 13, verbunden und ist ausgebildet, die Teilmaschine 13 über die Verbindungsleitung 27 anzusteuern, und dazu ein Steuersignal, insbesondere ein Pulsmuster, zu erzeugen und dieses an die Teilendstufe 13 zu senden. Die Steuereinheit 17 ist ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 28 mit der Teilendstufe 14 verbunden und ist ausgebildet, die Teilendstufe 14, insbesondere Steueranschlüsse der Teilendstufe 14, zum Bestromen der Teilmaschine 4 anzusteuern. Die Maschine 1 weist auch einen Stromsensor 16 zum Erfassen eines Stromes der Teilendstufe 13, und einen Stromsensor 15 zum Erfassen eines Stromes der Teilendstufe 14 auf. Die Stromsensoren 15 und 16 sind beispielsweise durch einen Shunt-Widerstand gebildet. Die Teilendstufen 13 und 14 können - anders als in Figur 1 dargestellt - auch mittels eines gemeinsamen Stromsensors verbunden sein. Dazu können die Teilendstufen 13 und 14 jeweils für jede Phase, und so für jede Halbleiterschalter-Halbbrücke einen

Stromerfassungswiderstand aufweisen.

Die Steuereinheit 17 ist in diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, die

Teilmaschinen 3 und 4 zueinander phasenversetzt anzusteuern. Ein

Phasenversatz beträgt beispielsweise zwischen 33 und 67 Prozent einer PWM-

Periodendauer. So kann ein von den Teilendstufen 13 und 14 gemeinsam genutzter Zwischenkreiskondensator 29 entlastet werden. Der Stromsensor 16 ist ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 25 mit der Steuereinheit 17 verbunden. Der Stromsensor 15 ist ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 26 mit der Steuereinheit 17 verbunden. Die Stromsensoren 16 und 15 sind jeweils ausgebildet, einen in der jeweiligen Teilendstufe 13 beziehungsweise 14 fließenden Strom zu erfassen und ein den Strom repräsentierendes Stromsignal zu erzeugen und ausgangsseitig an die Steuereinheit 17 zu senden. Die Steuereinheit 17 weist einen Pulsmustergenerator 18 auf. Der

Pulsmustergenerator 18 ist ausgebildet, pulsweitenmodulierte Steuersignale zum Ansteuern der Leistungsendstufe 12, insbesondere Steueranschlüsse der Leistungsendstufe 12, zu erzeugen und diese ausgangsseitig auszugeben. Dazu weist der Pulsmustergenerator 18 einen Pulsweitenmodulator 19 auf. Der Pulsweitenmodulator 19 weist einen Eingang 22 auf und ist ausgebildet, in

Abhängigkeit eines am Eingang 22 empfangenen Steuersignals, insbesondere Amplitudensignals, ein Tastverhältnis zwischen einer PWM-Pulsdauer und einer Pulspausendauer zu erzeugen und die Steuerpulse zum Ein- und Ausschalten der Halbleiterschalter der Leistungsendstufe 12 entsprechend dem Tastverhältnis zu erzeugen.

Der Pulsweitenmodulator 19 ist eingangsseitig mit einem

Ansteuermustergenerator 20 verbunden. Der Ansteuermustergenerator ist in diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, für jede Phase, und so für jede der Phase entsprechenden Statorspule der Teilmaschinen ein Ansteuersignal zu erzeugen. Das Ansteuersignal repräsentiert beispielsweise eine Sinuswellenform oder zusätzlich dazu eine zu der Sinuswellenform - als Grundschwingung - entsprechende dritte Oberwelle.

Die Steuereinheit 17 ist ausgebildet, das von den Stromsensoren 15 und 16 erzeugte Stromsignal wenigstens zu einem Stromerfassungszeitpunkt, oder innerhalb eines Stromerfassungsintervalls, zu erfassen, welches im zeitlichen Bereich oder zum Zeitpunkt einer Hälfte der Steuerpulsdauer eines Steuerpulses liegt. Die Steuereinheit 17 kann so den in der Leistungsendstufe, insbesondere in den Teilendstufen 13 und 14, fließenden Strom - insbesondere zum Zeitpunkt einer Pulsmitte der von dem PWM-Modulator erzeugten Steuerpulse - erfassen. Der PWM-Modulator 19 ist beispielsweise ausgebildet, die Steuerpulse gemeinsam beginnend oder gemeinsam endend innerhalb einer Pulsperiode zu erzeugen. Die Stromerfassung erfolgt beispielsweise während einer Pulspause einer PWM-Periode. Die Steuereinheit 17, insbesondere der

Ansteuermustergenerator 20, ist ausgebildet, die Teilmaschinen 3 und 4 zueinander phasenversetzt anzusteuern. Dazu ist der PWM-Modulator 19 beispielsweise ausgebildet, die Steuerpulse für zueinander verschiedene

Teilmaschinen zueinander phasenversetzt zu erzeugen. Ein Phasenversatz zwischen den Pulsmustern für die Teilmaschinen 3 und 4 beträgt beispielsweise die Hälfte einer Pulsperiodendauer.

Die Steuereinheit 17 ist ausgebildet, die PWM-Pulse für die Teilmaschine 3 gemeinsam zu beginnen und die PWM-Pulse für die weitere Teilmaschine 4 gemeinsam zu beenden. Ein Beginn eines PWM-Pulses entspricht einem

Einschalten der Halbbrücke einer Leistungsendstufe und so einem Verbinden einer Statorspule mit dem Zwischenkreispotential für die mit der

Leistungsendstufe verbundene Statorspule, und ein Ende eines PWM-Pulses entspricht einem Ausschalten der Halbbrücke und so einem Verbinden einer Statorspule mit dem Zwischenkreismassepotential .

Die Steuereinheit 17 ist in diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, in

Abhängigkeit eines Aussteuergrades der PWM-Ansteuerung die Steuerpulsdauer der Steuerpulse für die Teilmaschine wenigstens für die Dauer der

Stromerfassung oder dauerhaft wenigstens für einen Periodentakt oder mehrere Periodentakte zu verändern, insbesondere zu verlängern oder zu verkürzen, und so einen Spannungsoffset mittels des PWM- Musters für die Teilmaschine zu erzeugen. Dadurch kann ein Zeitintervall zur Strommessung in einem

Aussteuerungsbereich zusätzlich vergrößert werden.

Die Steuereinheit 17, in diesem Ausführungsbeispiel der Pulsmustergenerator

18, weist dazu eine Addiereinheit 21 auf, welche ausgebildet ist, in Abhängigkeit eines Zusammentreffens einer Schaltflanke innerhalb des

Stromerfassungsintervalls, die Steuerpulsdauer der Steuerpulse für die

Teilmaschine zu vergrößern und dazu einen verlängerten Steuerpuls derart zu erzeugen, dass die Schaltflanke außerhalb des Stromerfassungsintervalls liegt.

Der Pulsmustergenerator 18 ist eingangsseitig mit einem Zeitgeber 41 verbunden und ausgebildet, einen von dem Zeitgeber 41 erzeugten, einen Zeittakt repräsentierenden Zeittaktsignals zu empfangen, und das PWM-Signal in Abhängigkeit des Zeittaktsignals zu erzeugen. Der Zeitgeber 41 ist

beispielsweise durch einen Schwingquarz gebildet.

Figur 2 zeigt ein Diagramm, in welchem die von dem in Figur 1 dargestellten PWM-Modulator 19 für die Teilmaschine 3 und die Teilmaschine 4 erzeugten PWM-Ansteuersignale dargestellt sind. Das Diagramm 50 weist eine Zeitachse 51 und eine Amplitudenachse 52 auf. Auf der Amplitudenachse 52 ist eine

Amplitude der PWM-Pulse, erzeugt von dem Pulsweitenmodulator 19, aufgetragen. Das Diagramm 50 zeigt ein PWM-Ansteuermuster 53 für die Teilmaschine 3, welche aus den Statorspulen 8, 9 und 10 des Stators 2 gebildet ist, und ein PWM-Ansteuermuster 54 für die Teilmaschine 4, welche aus den Statorspulen 5, 6 und 7 des Stators 2 gebildet ist. Das Ansteuermuster 53 umfasst ein eine PWM-Pulsfolge repräsentierendes PWM-Signal 55 zum

Ansteuern der Leistungsendstufe 13, und so zum Bestromen der Statorspule 8, ein eine PWM-Pulsfolge repräsentierendes PWM-Signal 56 zum Bestromen der Statorspule 9 und ein eine PWM-Pulsfolge repräsentierendes PWM-Signal 57 zum Bestromen der Statorspule 10. Das PWM-Ansteuermuster 54 umfasst ein eine PWM-Pulsfolge repräsentierendes PWM-Signal 58 zum Ansteuern der Leistungsendstufe 14, und so zum Bestromen der Statorspule 5, ein eine PWM- Pulsfolge repräsentierendes PWM-Signal 59 zum Bestromen der Statorspule 6 und ein eine PWM-Pulsfolge repräsentierendes PWM-Signal 60 zum Bestromen der Statorspule 7. Die PWM-Signale umfassen jeweils zeitlich aufeinanderfolgende PWM-Pulse, von denen ein PWM-Puls 61 der PWM-Pulsfolge 56 beispielhaft bezeichnet ist. Der PWM-Puls 61 weist eine Pulsdauer 62 auf und beginnt zu einem

Startzeitpunkt 63 einer PWM-Periode, die eine PWM-Periodendauer 64 aufweist.

An den PWM-Puls 61 schließt eine Pulspause 69 an, die zum Ende der PWM- Periodendauer endet. Zum Startzeitpunkt wird die dem PWM-Puls 61

entsprechende, in Figur 1 dargestellte Statorspule 9 bestromt, und zum Ende des PWM-Pulses 61 wird der Strom abgeschaltet.

Der Pulsweitenmodulator 19 in Figur 1 ist ausgebildet, die PWM-Pulsfolgen 58, 59 und 60 für die Teilmaschine 4 synchron zueinander mit einer

Pulsperiodendauer 66 zu erzeugen. Ein PWM-Puls 65 der PWM-Pulsfolge 59 für die Statorspule 9 der Teilmaschine 4 ist beispielhaft bezeichnet. Die PWM-Pulse des PWM-Ansteuermusters 54, insbesondere der PWM-Pulsfolgen 58, 59 und

60, enden jeweils gemeinsam zu einem Endzeitpunkt 67 der PWM-Periode 66.

Die PWM-Periode 64 des PWM-Ansteuermusters 53 für die Teilmaschine 3 und die PWM-Periode 66 der PWM-Ansteuermuster 54 für die Teilmaschine 4 sind zueinander phasenversetzt. Der PWM-Modulator 19 in Figur 1 ist ausgebildet, die PWM-Pulse für die zueinander verschiedenen Teilmaschinen 3 und 4 unabhängig voneinander und zueinander phasenverschoben mit einem

Phasenversatz zu erzeugen. Der Phasenversatz 68 zwischen den

Ansteuermustern 53 und 54 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 50 Prozent der PWM-Periodendauer. Die PWM-Periodendauern der PWM-Perioden 64 und

65 sind in diesem Ausführungsbeispiel gleich lang ausgebildet.

Bei dem in Figur 2 im Diagramm 50 gezeigten Aussteuerungsgrad der

Teilmaschinen 3 und 4, repräsentiert durch die PWM-Ansteuermuster 53 und 54, verbleibt ein von Schaltpulsen frei ausgebildetes Zeitintervall 70, in welchem eine

Stromerfassung durch den in Figur 1 dargestellten Stromsensor 16 oder den Stromsensor 15 störungsfrei von Schaltpulsen, verursacht durch ein Ein- oder Ausschalten eines Halbleiterschalters der Leistungsendstufen 13 oder 14, erfolgen kann. Das Zeitintervall 70 ist durch die linksbündig zum Startzeitpunkt 63 der PWM-Periode 64 gemeinsam beginnenden PWM-Pulse des PWM- Ansteuermusters 53, und durch die - insbesondere rechtsbündig - gemeinsam zum Ausschaltzeitpunkt 67, zuvor auch Endzeitpunkt genannt, gemeinsam zum Ende der PWM-Periode 66 endenden PWM-Pulse des PWM-Ansteuermusters 54, besonders groß ausgebildet.

Das Diagramm 50 zeigt auch ein Stromerfassungsintervall 71 , in welchem durch die in Figur 1 dargestellte Steuereinheit 17 mittels der Stromsensoren 15 und 16 - in diesem Ausführungsbeispiel gleichzeitig - die Phasenströme der

Teilmaschinen 3 und 4 erfasst werden können. Das Stromerfassungsintervall 71 ist beispielsweise durch ein Abtasten, insbesondere Analog-Digital-Wandeln eines zeitlichen Stromverlaufes, und ein Ermitteln eines im

Stromerfassungsintervall 71 an der entsprechenden Leistungsendstufe mittleren Stromwertes bestimmt. Durch den Phasenversatz 68 kann der in Figur 1 dargestellte

Zwischenkreiskondensator 23 vorteilhaft entlastet werden. Weiter vorteilhaft kann durch den Phasenversatz 68 in Verbindung mit den gemeinsam zum

Startzeitpunkt 63 der Pulsperiode 64 beginnenden PWM-Pulsen des PWM- Ansteuermusters 53, und den zum Endzeitpunkt 67 der PWM-Periode 65 endenden PWM-Pulse des PWM-Ansteuermusters 54 für die weitere

Teilmaschine das Zeitintervall 70, das ein Zeitfenster zur störungsfreien, insbesondere schaltpulsfreien, Stromerfassung repräsentiert, besonders groß ausgebildet sein.

Figur 3 zeigt ein Diagramm 80. Das Diagramm 80 weist eine Abszisse 81 auf, die einen Aussteuerungsgrad der in Figur 1 dargestellten Maschine 1 repräsentiert. Eine Ordinate 82 des Diagramms 80 repräsentiert einen mittleren Ripplestrom im Zwischenkreis, der eine Stromschwankung im Zwischenkreis repräsentiert. Eine Kurve 83 repräsentiert einen Ripplestrom in Abhängigkeit des

Aussteuerungsgrades einer Maschine mit zwei Teilmaschinen, die jeweils mittenzentriert und ohne Phasenversatz angesteuert werden. Eine Kurve 84 repräsentiert einen Ripplestrom in Abhängigkeit des Aussteuerungsgrades einer Maschine mit zwei Teilmaschinen, wobei - wie in Figur 2 dargestellt - eine Teilmaschine linksbündig und die andere Teilmaschine rechtsbündig angesteuert wird, und wobei die PWM-Signale der Teilmaschinen einen Phasenversatz von 50 Prozent der PWM-Periodendauer zueinander aufweisen. Sichtbar ist, dass der Ripplestrom im Zwischenkreis durch voneinander getrennte Schaltvorgänge der Teilmaschinen, bewirkt durch die Ansteuerung gemäß Kurve 84, halbiert werden kann im Vergleich zu der mittenzentrierten Ansteuerung ohne

Phasenversatz gemäß Kurve 83.