Verfahren zum Betreiben eines Stromrichters sowie danach arbeitender Stromrichter

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Stromrichters, insbesondere einer elektrischen Maschine, mit dem für den oder jeden Halbleiterschalter des Stromrichters ein Steuersignal zur Einstellung einer Abschaltgeschwindig- keit der Halbleiterschalter erzeugt wird. Sie betrifft weiter einen nach diesem Verfahren arbeitenden Stromrichter und eine elektrische Maschine mit einem solchen Stromrichter.

Elektrisch (elektromotorisch) angetriebene Kraftfahrzeuge, wie beispielsweise Elektro- oder Hybridfahrzeuge, weisen ty ^¬ pischerweise elektrische oder elektromotorische Maschinen zum Antrieb einer oder beider Kraftfahrzeugachsen auf. Derartige elektromotorische Antriebsmaschinen umfassen in der Regel einen gesteuerten Synchron- oder Asynchronmotor als Elektromo- tor, welcher zur Versorgung mit elektrischer Energie an einen fahrzeuginternen Energiespeicher (Hochvolt-Batterie) gekoppelt ist.

Der Elektromotor der elektrischen Maschine umfasst herkömmli- cherweise einen gegenüber einem Stator drehbar gelagerten Rotor, welcher mittels eines magnetischen Drehfeldes angetrie ^¬ ben wird. Zur Erzeugung des Drehfeldes werden die Spulen (Phasenwicklungen, Statorwicklungen) des Stators mit einem entsprechenden Drehstrom (Wechselspannung) als Motorstrom be- aufschlagt, welcher aus einer Gleichspannung beziehungsweise einem Gleichstrom (Eingangsstrom) des Energiespeichers mittels eines Stromrichters gewandelt wird. Derartige Stromrichter sind einerseits dafür geeignet und eingerichtet, als Wechselrichter (Inverter) in einem Normalbetrieb der Maschine den Eingangsstrom des Energiespeichers in den Motorstrom zu wandeln. Andererseits sind die Strom- richter in der Regel dazu geeignet und eingerichtet, in einem generatorischen oder rekuperativen Betrieb als Gleichrichter einen erzeugten Motorstrom des Elektromotors in einen Gleichstrom (Rückspeisestrom) zur Einspeisung in den Energiespeicher zu wandeln.

Zu diesem Zwecke weist der Stromrichter eine mit einem Zwi- schenkreiskondensator gekoppelte Brückenschaltung auf (Zwischenkreis, Kommutierungskreis) . Die Brückenschaltung umfasst eine Anzahl der (Motor- ) Phasen entsprechende Anzahl von Brü- ckenmodulen (Halbbrücken, Leistungsmodul, Kommutierungszelle) mit Halbleiterschaltern, die zwischen einer Hinleitung und einer Rückleitung des Stromrichters verschaltet sind.

Zur Ansteuerung der Halbleiterschalter der Brückenmodule sind in der Regel Treiberschaltungen vorgesehen, welche in Abhängigkeit von Signalen eines Controllers (Motorsteuerung) puls- weitenmodulierte Steuersignale (PWM-Signale) erzeugen. Die Steuersignale werden an einen Steueranschluss des jeweiligen Halbleiterschalters geführt, welcher somit getaktet zwischen einem leitenden (angeschalteten) Zustand und einem nichtleitenden (abgeschalteten, sperrenden) Zustand umgeschaltet wird. Im Betrieb werden die beispielsweise als IGBTs (insula- ted gate bipolar transistor) ausgeführten Halbleiterschalter über ihren jeweiligen Gateanschluss mit den Steuersignalen getaktet umgeschaltet, wodurch in der Folge der zu schaltende Kollektor- oder Laststrom in den Drehstrom für den Antrieb des Rotors gewandelt wird. Die elektrische Verlustleistung eines solchen Stromrichters ist im Wesentlichen durch Durchlass- und Schaltverluste der Brückenmodule beziehungsweise deren Halbleiterschalter be ^¬ stimmt. Hierbei weist das durch die Steuersignale charakteri- sierte (Gate- ) Ansteuerverfahren einen wesentlichen Einfluss auf die Höhe der auftretenden Verlustleistungen - und somit auf den Wirkungsgrad - des Stromrichters auf. In der Regel weisen die Halbleiterschalter eine vergleichsweise langsame Abschaltgeschwindigkeit, das bedeutet eine lange (Abschalt-) Dauer bei einem Abschaltvorgang von dem leitenden in den nichtleitenden Zustand, auf. Dies bewirkt im Betrieb einen ungewünscht hohen Anteil an elektrischen Verlusten während der (Um- ) Schaltvorgänge der Halbleiterschalter. Bei einem derartigen Abschaltvorgang wird der zu schaltende Kollektor- beziehungsweise Laststrom, welcher im leitenden Zustand durch den Halbleiterschalter fließt, verringert, bis er im Wesentlichen abgeschaltet ist. Die Abschaltgeschwindig ^¬ keit ist hierbei im Wesentlichen durch die Steilheit der dadurch erzeugten Stromflanke des Laststroms definiert, mit welcher die Dauer des Abschaltvorgangs bestimmt ist. Diese Abschaltgeschwindigkeit ist mittels des Steuersignals zur (Gate- ) Ansteuerung der Halbleiterschalter einstellbar beziehungsweise steuerbar und/oder regelbar.

In der DE 10 2014 219 470 AI ist ein Verfahren zur temperaturabhängigen Auswahl von Abschaltgeschwindigkeiten für Abschaltvorgänge in Halbleiterschaltern beschrieben. Dort sind die Halbleiterschalter an einem Gleichspannungszwischenkreis eines Umrichters angeordnet. Im Betrieb wird einerseits eine Gleichspannung des Gleichspannungszwischenkreises erfasst und mit einer Referenzgleichspannung verglichen. Andererseits wird eine Temperatur, insbesondere eine Sperrschichttempera ^¬ tur, der Halbleiterschalter erfasst und mit einer Referenztemperatur verglichen. In Abhängigkeit der Vergleiche wird eine Abschaltgeschwindigkeit für die Halbleiterschalter ein- gestellt. Dadurch sollen für spezifische Arbeits- oder Be ^¬ triebspunkte des Umrichters schnellere Abschaltgeschwindig ^¬ keiten der Halbleiterschalter möglich sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders ge- eignetes Verfahren zum Betreiben eines Stromrichters anzuge ^¬ ben. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ei ^¬ nen nach einem derartigen Verfahren betriebenen Stromrichter sowie eine einen solchen Stromrichter aufweisende elektrischen Maschine anzugeben.

Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe mit den Merkma ^¬ len des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Stromrichters mit den Merkmalen des Anspruchs 7 sowie hinsichtlich der elektrischen Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 10 erfindungs- gemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildun ^¬ gen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Betreiben eines Strom ^¬ richters geeignet und eingerichtet. Der Stromrichter ist ins- besondere Teil einer elektrischen Maschine und als solcher beispielsweise als Wechselrichter zwischen einer Gleichstromquelle und einem Elektromotor verschaltet. Der Stromrichter weist hierbei mindestens einen Halbleiterschalter auf, wel ^¬ cher zweckmäßigerweise an einen Zwischenkreis der Maschine gekoppelt ist. Zur Ansteuerung des jeweiligen Halbleiterschalters wird ein Steuersignal zur Einstellung einer Ab ^¬ schaltgeschwindigkeit erzeugt und an einen Steueranschluss (Steuereingang) des Halbleiterschalters geführt. Im Betrieb wird der Stromrichter in einem Arbeitsbereich betrieben. Dieser Arbeitsbereich ist charakterisiert durch die minimal und maximal zulässigen Betriebsparameter der Halblei- terschalter, bei welchen ein zuverlässiger und fehlerfreier Betrieb gewährleistet ist. Die Betriebsparameter umfassen im Wesentlichen einen minimalen und maximalen Spannungswert für die elektrische Zwischenkreisspannung (Gleichspannung) des Zwischenkreises und einen minimalen und maximalen Temperatur- wert für eine Betriebstemperatur des jeweiligen Halbleiterschalters sowie einen minimalen und maximalen Stromwert für den durch den mittels des jeweiligen Halbleiterschalters ge ^¬ schalteten Laststrom. Im Betrieb des Stromrichters werden die Betriebsparameter kontinuierlich überwacht. Hierbei wird einerseits die elekt ^¬ rische Zwischenkreisspannung des Zwischenkreises erfasst und mit einem Spannungsschwellwert verglichen. Andererseits wird die Betriebstemperatur des jeweiligen Halbleiterschalters er- fasst und mit einem Temperaturschwellwert verglichen. Des

Weiteren wird der mittels des jeweiligen Halbleiterschalters geschaltete Laststrom erfasst und mit einem Stromschwellwert verglichen . Verfahrensgemäß wird hierbei das Steuersignal zur Einstellung der Abschaltgeschwindigkeit in Abhängigkeit der drei Verglei ^¬ che erzeugt. Dies bedeutet, dass zusätzlich zur zwischen- kreisspannungs- und temperaturabhängigen Einstellung der Abschaltgeschwindigkeit zusätzlich der zu schaltende Laststrom berücksichtigt wird. Mit anderen Worten wird zusätzlich zu der Zwischenkreisspannung und der Betriebstemperatur die aktuell anliegende Last bei der Einstellung der Abschaltge ^¬ schwindigkeit berücksichtigt. Durch die Schwellwerte wird der Arbeitsbereich des Stromrichters in unterschiedliche Betriebspunkte und/oder Betriebsbe ^¬ reiche aufgeteilt, welche beispielsweise jeweils eine zuge- ordnete Abschaltgeschwindigkeit aufweisen. Zweckmäßigerweise sind die jeweiligen Schwellwerte der Betriebsparameter größer als die minimal zulässigen Betriebsparameterwerte und kleiner als die maximal zulässigen Betriebsparameterwerte. Dadurch ist eine besonders flexible Anpassung an unterschiedliche Be- triebssituationen des Stromrichters möglich, wodurch dessen Wirkungsgrad vorteilhaft erhöht wird. Insbesondere ist es dadurch beispielsweise möglich, bei einer gegebenen Abschaltgeschwindigkeit im Falle einer Veränderung des Betriebspunkts eine Ausnutzung der spezifizierten Maximalspannung zu errei- chen.

Die Halbleiterschalter sind vorzugsweise als IGBTs ausge ^¬ führt, wobei die erfasste Zwischenkreisspannung ein Maß für die im Betrieb anliegende Kollektor-Emitter-Spannung ist, und wobei die Betriebstemperatur insbesondere den Temperaturwert einer Sperrschichttemperatur des Halbleiterschalters beschreibt .

Durch das Verfahren ist somit eine besonders einfache und aufwandsarme Anpassung an einen jeweiligen, anwendungsspezifischen Hauptbetriebsbereich des Stromrichters oder der damit ausgestatteten elektrischen Maschine möglich. Insbesondere wird die Abschaltgeschwindigkeit nicht lediglich anhand von maximalen Grenzen (beispielsweise maximaler Laststrom und ma- ximale Zwischenkreisspannung) eingestellt, sondern in Abhängigkeit des gewünschten Hauptbetriebsbereichs. Dies bedeutet, dass die Einstellung der Abschaltgeschwindigkeit für einen spezifischen Betriebsbereich oder Betriebspunkt des Halbleiterschalters feingranularer beziehungsweise hoch aufgelöster gestaltbar ist, wodurch elektrische Verluste bei einem Ab ^¬ schaltvorgang zielgerichtet und anwendungsorientiert redu- zierbar sind.

Insbesondere in einer Anwendung, in welcher baugleiche Stromrichter in unterschiedlichen elektrischen Maschinen, beispielsweise in unterschiedlichen elektrisch betriebenen

Kraftfahrzeugen, eingesetzt werden, ist durch das Verfahren sichergestellt, dass die Stromrichter an den jeweiligen

Hauptbetriebsbereich, das bedeutet dem im Betrieb am häufigsten auftretenden Betriebsbereich der jeweiligen Maschine, optimal anpassbar sind. Der Hauptbetriebsbereich variiert für unterschiedliche Maschinen, wobei durch das Verfahren stets ein besonders hoher Wirkungsgrad gewährleistet wird. Des Wei ^¬ teren ist hierdurch eine kostenintensive Überdimensionierung der Halbleiterschalter und/oder weiterer Bauteile des Stromrichters vorteilhaft vermeidbar.

In einer geeigneten Weiterbildung wird das Steuersignal zur Einstellung der Abschaltgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Vergleiche aus drei hinterlegten Abschaltgeschwindigkeiten ausgewählt. Die erste Abschaltgeschwindigkeit ist hierbei langsamer als die zweite Abschaltgeschwindigkeit, wobei die zweite Abschaltgeschwindigkeit langsamer als die dritte Ab ^¬ schaltgeschwindigkeit ist.

Mit anderen Worten, wird durch die erste Abschaltgeschwindig- keit eine vergleichsweise lange Dauer des Abschaltvorgangs, das bedeutet einen vergleichsweise langsamen Abschaltprozess mit einer vergleichsweise flachen Stromflankensteilheit des Laststroms, bewirkt. Die zweite Abschaltgeschwindigkeit be ^¬ wirkt entsprechend einen vergleichsweise schnellen Abschalt- prozess mit einer steileren Stromflankensteilheit und die dritte Abschaltgeschwindigkeit einen besonders schnellen Ab- schaltprozess mit einer besonders steilen Stromflankensteil ^¬ heit. Dadurch sind im Wesentlichen drei Betriebsbereiche des Stromrichters definiert, wodurch ein besonders einfacher und aufwandsarmer Betrieb mit gleichzeitig möglichst hoher Flexi ^¬ bilität ermöglicht ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Steuersignal auf die erste Abschaltgeschwindigkeit eingestellt, wenn die erfasste Betriebstemperatur kleiner als der Temperaturschwellwert ist, und/oder wenn die Zwischenkreisspannung grö- ßer als der Spannungsschwellwert ist. Durch die vergleichs ^¬ weise langsame erste Abschaltgeschwindigkeit werden für die in einem Grenzbereich des zugelassenen Arbeitsbereichs der Halbleiterschalter liegenden Betriebspunkte ein zuverlässiger und betriebssicherer Abschaltvorgang gewährleistet.

In einer geeigneten Ausbildung wird das Steuersignal auf die zweite Abschaltgeschwindigkeit eingestellt, wenn die Be ^¬ triebstemperatur größer als der Temperaturschwellwert ist, und wenn der Laststrom größer als der Stromschwellwert ist. Dadurch wird über einen vergleichsweise breiten Spannungsbe ^¬ reich eine vergleichsweise schnelle Abschaltgeschwindigkeit, mit entsprechend reduzierter elektrischer Verlustleistung, realisiert . In einer bevorzugten Ausgestaltung wird das Steuersignal auf die dritte Abschaltgeschwindigkeit eingestellt, wenn die Be ^¬ triebstemperatur größer als der Temperaturschwellwert ist, und wenn der Laststrom kleiner als der Stromschwellwert ist. Dadurch wird ein effektiver und effizienter Betrieb des

Stromrichters gewährleistet.

Ein zusätzlicher oder weiterer Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Stromschwellwert in Abhängig ^¬ keit der Zwischenkreisspannung eingestellt wird. Dadurch wird ein besonders effektiver und effizienter Betrieb des Stromrichters gewährleistet. Insbesondere ist der Verlauf des Stromschwellwertes hierbei an den gewünschten Hauptbetriebs- bereich angepasst, sodass sich der Hauptbetriebsbereich vorzugsweise im Wesentlichen vollständig in dem mit der dritten Abschaltgeschwindigkeit arbeitenden Betriebsbereich befindet.

Der erfindungsgemäße Stromrichter ist insbesondere Teil einer elektrischen Maschine. Der Stromrichter umfasst eine mit dem Zwischenkreis gekoppelte Brückenschaltung. Die Brückenschal ^¬ tung weist eine Anzahl von mittels Treiberschaltungen angesteuerten Halbleiterschaltern auf, wobei die Treiberschaltungen signaltechnisch an einen Controller (Steuereinheit) ge- führt sind. Der Controller ist hierbei allgemein - programm- und/oder schaltungstechnisch - zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens eingerichtet. Der Controller ist somit konkret dazu eingerichtet, während eines Betriebs des Stromrichters die (Ist-) Werte der Zwischenkreisspannung und der Betriebstemperatur sowie des Laststroms zu erfassen und/oder zu überwachen. Der Controller ist weiterhin dazu eingerichtet, die erfassten Werte mit den jeweiligen, hinterlegten Schwellwerten zu vergleichen, und in Abhängigkeit des Vergleichs die Treiberschaltungen zur Erzeugung des Steuer- signals einzustellen. In bevorzugter Ausgestaltung ist der Controller zumindest im Kern durch einen MikroController mit einem Prozessor und einem Datenspeicher gebildet, in dem die Funktionalität zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form einer Betriebssoftware (Firmware) programmtechnisch implementiert ist, so dass das Verfahren - gegebenenfalls in Interaktion mit einem (Fahrzeug-) utzer - bei Ausführung der Betriebssoftware in dem MikroController automatisch durchgeführt wird .

Der Controller kann im Rahmen der Erfindung alternativ aber auch durch ein nicht-programmierbares elektronisches Bauteil, z. B. einem ASIC (anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis) , gebildet sein, in dem die Funktionalität zur Durch- führung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit schaltungstechnischen Mitteln implementiert ist.

Der mit dem Verfahren betriebene Stromrichter weist somit abhängig vom jeweiligen Betriebspunkt stets eine möglichst op- timale Abschaltgeschwindigkeit der Halbleiterschalter auf.

In einer vorteilhaften Weiterbildung weisen die Treiberschaltungen eine der Anzahl der einstellbaren Abschaltgeschwindigkeiten entsprechende Anzahl von elektrischen Vorwiderständen (Abschaltwiderstand) auf. Dadurch ist in einfacher Art und Weise eine verlustoptimale Wahl der Abschaltgeschwindigkeit der Halbleiterschalter mittels einer Spannungs-Temperatur und Lastabhängigen Umschaltung zwischen den unterschiedlichen Vorwiderständen realisiert. Die (Gate- ) Vorwiderstände weisen geeigneterweise unterschiedliche (ohmsche) Widerstandswerte auf, sodass bei einem Umschalten die Amplitude des Steuersig ^¬ nals variiert wird. Durch die veränderte Amplitude wird in der Folge der Halbleiterschalter mit einer veränderten Abschaltgeschwindigkeit abgeschaltet .

In einer zweckmäßigen Ausbildung sind die Vorwiderstände der Treiberschaltungen parallel zueinander geschaltet. Der Controller steuert hierbei eine jeweilige Ansteuerschaltung der Treiberschaltungen zum Um- oder Zuschalten der Vorwiderstände an. Dadurch wird stets der optimale Gatevorwiderstand abhän ^¬ gig vom jeweiligen Betriebspunkt eingestellt. Dadurch ist eine hardwarebasierte Erzeugung der verschiedenen Abschaltge ^¬ schwindigkeiten realisiert.

In einer alternativen Ausbildungsform ist es zur Einstellung der Abschaltgeschwindigkeit beispielsweise ebenso denkbar, dass das Steuersignal mittels eines Active-Clampings oder mittels einer Stromsteuerung eingestellt wird.

In einer bevorzugten Anwendung wird der nach dem Verfahren betriebene Stromrichter in einer elektrischen Maschine, ins- besondere für ein elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug

(Elektrofahrzeug, Hybridfahrzeug), eingesetzt. Hierzu ist der Stromrichter beispielsweise als Wechselrichter zwischen einem fahrzeuginternen Energiespeicher und einem Elektromotor geschaltet. Durch das Verfahren wird ein effektiver und siche- rer Betrieb der Halbleiterschalter gewährleistet, wobei die elektrischen Verluste in den Halbleiterschaltern reduziert werden. Dadurch ist eine elektrische Maschine mit einem be ^¬ sonders hohen Wirkungsgrad bereitgestellt, welcher einen be ^¬ sonders betriebswirtschaftlichen Betrieb des Kraftfahrzeugs ermöglicht. Dies überträgt sich in der Folge vorteilhaft auf die wirtschaftlichen Anforderungen bei der Herstellung des Kraftfahrzeugs sowie auf einen kostengünstigen und effektiven Betrieb des Kraftfahrzeugs. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in vereinfachten und schematischen Darstellungen: eine elektrische Maschine mit einem Energiespeicher und mit einem Elektromotor sowie mit einem dazwischen geschalteten Stromrichter, FIG 2 ausschnittsweise ein Brückenmodul des Stromrichters mit einem Halbleiterschalter und eine damit gekoppelte Treiberschaltung,

FIG 3 ein Diagramm eines Verfahrens zur Auswahl einer Ab- Schaltgeschwindigkeit für ein von der Treiberschal ^¬ tung erzeugtes Steuersignal,

FIG 4 ein Diagramm des Arbeitsbereichs des Stromrichters mit drei Betriebsbereichen mit unterschiedlichen Ab- Schaltgeschwindigkeiten, und

FIG 5 ein Diagramm eines Arbeitsbereichs mit drei angepass- ten Betriebsbereichen für einen hoch effektiven Betrieb des Stromrichters.

Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

In der FIG 1 ist eine elektrische (Antriebs- ) Maschine 2 eines nicht näher dargestellten, elektromotorisch angetriebenen

Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Elektro- oder Hybridfahr ^¬ zeugs, gezeigt. Die Maschine 2 umfasst in diesem Ausführungs ^¬ beispiel einen fahrzeuginternen, elektrischen Energiespeicher 4 in Form einer Hochvolt-Batterie und einen die Kraftfahrzeugachsen antreibenden Elektromotor 6. Der beispielsweise als Synchron- oder Asynchronmotor ausgeführte Elektromotor 6 ist hierbei mittels eines als Wechselrichter ausgeführten Stromrichters 8 an den Energiespeicher 4 angeschlossen.

Der Stromrichter 8 weist eine Hinleitung 10a und eine Rück- leitung 10b auf. Die Hinleitung 10a und die Rückleitung 10b sind Teil eines Zwischenkreises 10, mit welchem der Strom- richter 8 an den Energiespeicher 4 angeschlossen ist. Zwischen den Leitungen 10a und 10b ist ein Zwischenkreiskonden- sator 12 sowie eine Brückenschaltung 14 mit drei Brückenmodu ^¬ len (Halbbrücken, Kommutierungszellen) 16 geschaltet. Im Betrieb wird ein dem Stromrichter 8 zugeführter Eingangsstrom des Energiespeichers 4 durch die Brückenschaltung 14 in eine dreiphasige Motorspannung beziehungsweise einen Dreh ^¬ strom mit den Phasen u, v, w gewandelt. Die Phasen u, v, w - nachfolgend auch zusammenfassend als Motorstrom bezeich- net - werden zum Betrieb des Elektromotors 6 an entsprechende Phasen- oder Wicklungsenden eines nicht näher dargestellten Stators geführt.

Zur Wandlung des aus der Hochvolt-Gleichspannung des Energie- Speichers 4 gestellten Eingangsstroms in den Motorstrom, werden die Brückenmodule 16 mittels eines an eine Motorsteuerung angeschlossenen Controllers 18 gesteuert und/oder geregelt. Zu diesem Zwecke sendet der Controller 18 jeweils ein PWM- Signal P (pulsweitenmoduliert ) an eine von sechs Treiber- Schaltungen 20. Jedes Brückenmodul 16 weist hierbei zwei als IGBTs (insulated gate bipolar transistor) ausgeführte Halb ^¬ leiterschalter 22 auf, deren jeweiliger Steueranschluss (Ga- teanschluss) an den Ausgang der jeweils zugeordneten Treiberschaltung 20 geführt ist. In einer möglichen alternativen Ausführung sind die Treiberschaltungen 20 beispielsweise Teil des jeweiligen Brückenmoduls 16. In der FIG 1 sind die Halb- leiterschalter 22 und Treiberschaltungen 20 lediglich beispielhaft mit Bezugszeichen versehen.

Anhand der FIG 2 wird nachfolgend die Treiberschaltung 20 ei ^¬ nes Halbleiterschalters 22 näher erläutert. In der FIG 2 ist lediglich ein Halbleiterschalter 22 des Brückenmoduls 16 beispielhaft dargestellt. Die dargestellte Treiberschaltung 20 ist dazu geeignet und eingerichtet den Halbleiterschalter 22 mit drei unterschiedlichen Abschaltgeschwindigkeiten Ai, A ₂ , A3 abzuschalten, das bedeutet, von einem leitenden in einen sperrenden Zustand umzuschalten.

Wie in der FIG 2 dargestellt, ist zwischen dem positiven (Gleichspannungs- ) Potential der Hinleitung 10a und dem nega ^¬ tiven (Gleichspannungs- ) Potential der Rückleitung 10b ein Spannungsmesser 24 zur Erfassung der zwischen den Leitungen 10a und 10b anliegenden Gleichspannung beziehungsweise Zwi- schenkreisspannung Udc angeordnet. Das Brückenmodul 16 weist hierbei einen Temperaturmesser 26 zur Erfassung einer Betriebstemperatur TB, insbesondere einer Sperrschichttempera- tur, des Halbleiters 22 auf. Das Brückenmodul 16 umfasst wei ^¬ terhin einen Strommesser 28, mit welchem ein durch den Halbleiterschalter 22 zu schaltender Kollektor- beziehungsweise Laststrom Ic erfasst wird. Die erfassten Messsignale des Spannungsmessers 24 und des

Temperaturmessers 26 sowie des Strommessers 28 sind signal ^¬ technisch an eine Eingangsseite des Controllers 18 geführt. Der Controller 18 ist ausgangsseitig signaltechnisch an die Treiberschaltung 20 angebunden. Im Betrieb versendet der Controller 18 in Abhängigkeit der empfangenen Signale ein erstes Schaltsignal Si und ein zweites Schaltsignal S2 sowie das ge ^¬ taktete PWM-Signal P an die Treiberschaltung 20. Die Treiber- Schaltung 20 erzeugt in Abhängigkeit der eingehenden Signale ein Steuersignal P insbesondere zum Abschalten des Halb ^¬ leiterschalters 22.

Die Treiberschaltung 20 weist eine Ansteuerschaltung 30 auf. Die Ansteuerschaltung 30 ist an einen Pluspfad 32a und einen Minuspfad 32b eines nicht näher dargestellten Gleichspannungskreises angeschlossen. Der Gleichspannungskreis ist gal ^¬ vanisch von dem Zwischenkreis 10 getrennt und wirkt als eine Spannungsversorgung für die Treiberschaltung 20. Zu diesem Zwecke ist die Ansteuerschaltung 20 mit einem ersten An- schluss 34 an den Pluspfad 32a und mit drei zweiten Anschlüs ^¬ sen 36 an den Minuspfad 32b angeschlossen.

Die Ansteuerschaltung 30 umfasst drei zueinander parallel ge- schaltete Vorwiderstände (Gate-Abschaltvorwiderstände) R _g i,

R _g 2 und R _g 3, welche einerseits jeweils an einen der Anschlüsse 36 sowie andererseits gemeinsam an einen Halbleiterschalter (Gate-Abschalthalbleiter) 38 geführt sind. Der Vorwiderstand R _g 2 ist mittels eines durch das Schaltsignal Si gesteuerten Halbleiterschalters 40 an den zugeordneten Anschluss 36 ge ^¬ führt. Der Vorwiderstand R _g 3 ist hierbei mittels eines durch das Schaltsignal S2 gesteuerten Halbleiterschalters 42 an den zugeordneten Anschluss 36 geführt. Der Halbleiterschalter 38 ist mit dem getakteten PWM-Signal P ansteuerbar und an den Steueranschluss des Halbleiterschal ^¬ ters 22 geführt. Die Ansteuerung des Halbleiterschalters 38 dient hierbei insbesondere dem Abschalten des Halbleiter ^¬ schalters 22 mit einer Abschaltgeschwindigkeit Ai, A ₂ , A3.

Der Anschluss 34 ist mittels eines Vorwiderstandes (Gate-Ein- schaltvorwiderstand) R _g0 n an einen Eingangsanschluss eines Halbleiterschalters (Gate-Einschalthalbleiter) 44 geführt. Mit dem Vorwiderstand R _g0 n ist eine Einschaltgeschwindigkeit während eines Einschaltens , das bedeutet dem Umschalten von einem sperrenden in einen leitenden Zustand, des Halbleiter- Schalters 22 vorgebbar.

Wie aus der FIG 2 vergleichsweise deutlich ersichtlich, ist der durch das getaktete PWM-Signal P ansteuerbare Halbleiter ^¬ schalter 38 für die Abschaltvorgänge des Halbleiterschalters 22 als ein pnp-Transistor ausgelegt. Entsprechend ist der mittels des getakteten PWM-Signals P ansteuerbare Halbleiter ^¬ schalter 44 für die Einschaltvorgänge des Halbleiterschalters 22 als ein npn-Transistor ausgeführt. Elektrisch ist somit sichergestellt, dass je nach Status ( Schaltzustand) des PWM- Signals P entweder lediglich der Halbleiterschalter 38 für den Abschaltvorgang oder lediglich der Halbleiterschalter 44 für den Einschaltvorgang des Halbleiterschalters 22 durchge ^¬ schaltet wird. Zur Erzeugung eines Steuersignals P zum Abschalten des

Halbleiterschalters 22 mit der ersten, vergleichsweise lang ^¬ samen, Abschaltgeschwindigkeit Ai, werden die Halbleiter ^¬ schalter 40 und 42 mittels der Schaltsignale Si und S2 sper ^¬ rend geschaltet. Dadurch ist der Halbleiterschalter 38 ledig- lieh mittels des Vorwiderstandes R _g i an den Minuspfad 32b ge ^¬ führt . Zum Abschalten des Halbleiterschalters 22 durch das Steuersignal Ρ ^Λ mit der zweiten, vergleichsweise schnellen, Ab ^¬ schaltgeschwindigkeit A ₂ , wird der Halbleiterschalter 40 durch das Schaltsignal Si leitend, und der Halbleiterschalter 42 mittels des Schaltsignals S2 sperrend geschaltet. Dadurch wirken die Vorwiderstände R _g i und R _g 2 als gemeinsamer Paral ^¬ lelwiderstand für den Halbleiterschalter 38.

Zur Erzeugung eines Steuersignals Ρ ^Λ mit der dritten, ver- gleichsweise sehr schnellen, Abschaltgeschwindigkeit A3, wird der Halbleiterschalter 40 durch das Schaltsignal Si sperrend, und der Halbleiterschalter 42 mittels des Schaltsignals S2 leitend geschaltet. Dadurch wirken die Vorwiderstände R _g i und R _G 3 als gemeinsamer Parallelwiderstand für den Halbleiter- Schalter 38.

Das Steuersignal Ρ ^Λ weist somit im Wesentlichen das gleiche Taktverhältnis (Tastgrad) des eingehenden PWM-Signals P auf, unterscheidet sich jedoch hinsichtlich dessen (Spannungs-) Amplitude. Die Vorwiderstände R _g i, R _g 2 und R _G 3 sind hierbei vorzugsweise derart dimensioniert, dass durch das Schalten der Halbleiterschalter 40 und 42 drei unterschiedliche Ab ^¬ schaltgeschwindigkeiten Ai, A2 und A3 für das Steuersignal Ρ ^Λ einstellbar sind. Insbesondere sind die Vorwiderstände R _g i, R _g 2 und R _G 3 hierbei derart dimensioniert, dass die erste Ab ^¬ schaltgeschwindigkeit Ai langsamer als die zweite Abschaltge ^¬ schwindigkeit A2 und die zweite Abschaltgeschwindigkeit A2 langsamer als die dritte Abschaltgeschwindigkeit A3 ist. Die Schaltsignale Si und S2 werden von dem Controller 18 in Abhängigkeit von Schwellwertvergleichen der erfassten Werte der Zwischenkreisspannung Udc und der Betriebstemperatur T _B sowie des Laststroms I _c mit entsprechend hinterlegten

Schwellwerten erzeugt.

Nachfolgend wird anhand des schematischen Diagramms der FIG 3 ein Ausführungsbeispiel für ein in dem Controller 18 imple ^¬ mentiertes Verfahren zur Auswahl und Einstellung einer Abschaltgeschwindigkeit Aneu ^~ und somit der Erzeugung der

Schaltsignale Si und S2 - erläutert. In einem ersten Verfahrensschritt 46 wird der erfasste Wert der Zwischenkreisspannung Udc in einem Schwellwertvergleich 48 mit einem hinterlegten Spannungsschwellwert Uthresh vergli ^¬ chen. Der Schwellwertvergleich 48 stellt in Abhängigkeit des Vergleichs ein Spannungsergebnis Ures bereit.

In einem zweiten Verfahrensschritt 50 wird die erfasste Be ^¬ triebstemperatur T _B in einem Schwellwertvergleich 52 mit einem hinterlegten Temperaturschwellwert Tthresh verglichen. Der Schwellwertvergleich 52 stellt in Abhängigkeit des Vergleichs ein Temperaturergebnis T _re s bereit.

In einem dritten Verfahrensschritt 54 wird entsprechend ein Schwellwertvergleich 56 zwischen dem erfassten Laststrom I _c und einem hinterlegten Stromschwellwert Ithresh durchgeführt. Der Schwellwertvergleich 56 erzeugt in Abhängigkeit des Vergleichs ein Stromergebnis Ires.

Die Vergleichsergebnisse Ures, T _re s, Ires werden anschließend in einem Verfahrensschritt 58 zur Einstellung der Abschaltge- schwindigkeit Aneu verwendet. Hierzu werden die Vergleichser ^¬ gebnisse Ures, Tres, Ires in einem Schritt 60 miteinander kombi ^¬ niert. Die Kombination der Vergleichsergebnisse Ures, T _re s, Ires im Schritt 60 entspricht im Wesentlichen der Bestimmung eines aktuellen Ist-Betriebspunkts des Stromrichters 8. Der Ar ^¬ beitsbereich des Stromrichters 8 ist zweckmäßigerweise in un ^¬ terschiedliche Betriebsbereiche unterteilt (FIG 4, FIG 5), wobei jedem Betriebsbereich eine jeweilige Abschaltgeschwin- digkeit Ai, A ₂ , A3 zugeordnet ist. Die Betriebsbereiche sind als Kombinationsergebnisse der Vergleichsergebnisse Ures, T _re s, Ires in dem Controller 18 hinterlegt. Mit anderen Worten ist es möglich, den bestimmten Ist-Betriebspunkt einem dieser Betriebsbereiche - und somit einer Soll-Abschaltgeschwindigkeit Asoii - zuzuordnen.

Die Soll-Abschaltgeschwindigkeit A _S0 n wird mit einer aktuel ^¬ len Ist-Abschaltgeschwindigkeit A± _s t verglichen, wobei bei ei ^¬ ner Abweichung der Soll-Abschaltgeschwindigkeit A _S0 n von der Ist-Abschaltgeschwindigkeit A± _s t die Abschaltgeschwindigkeit

Aneu auf den Wert der Soll-Abschaltgeschwindigkeit A _S0 n einge ^¬ stellt wird. Hierzu überprüft der Controller 18 beispiels ^¬ weise die Ist- und Soll-Schaltzustände der Schaltsignale Si und S2.

Zur Einstellung auf die neue Abschaltgeschwindigkeit Aneu steuert und/oder regelt der Controller 18 die Schaltsignale Si und S2. Wird der Stromrichter 8 beispielsweise mit der ersten Abschaltgeschwindigkeit Ai betrieben und festgestellt, dass der neu-erfasste Betriebspunkt in einem Betriebsbereich mit der Abschaltgeschwindigkeit A2 liegt, so wird der Halb ^¬ leiterschalter 40 durch das Schaltsignal Si von sperrend zu leitend und der Halbleiterschalter 42 mittels des Schaltsig ^¬ nals S2 weiterhin sperrend geschaltet. Dadurch wird in der Folge ein Steuersignal Ρ ^Λ erzeugt, mit welchem der Halb ^¬ leiterschalter 22 mit der Abschaltgeschwindigkeit A2 abge ^¬ schaltet wird. In den Figuren 4 und 5 ist jeweils beispielhaft ein Arbeits ^¬ bereich des Stromrichters 8 dargestellt. Der Arbeitsbereich deckt hierbei im Wesentlichen alle im Betrieb relevanten Be ^¬ triebspunkte des Stromrichters 8 ab. Der dargestellte Ar- beitsbereich umfasst hierbei einen beispielhaft dargestellten Hauptbetriebsbereich 62 der elektrischen Maschine 2 sowie einen Bereich 64 in welchem kein fehlerfreier Betrieb des

Stromrichters 8 möglich ist. Die Abszissenachse (x-Achse) ist hierbei eine Spannungsachse für die im Zwischenkreis 10 anliegende Zwischenkreisspannung Udc · Die zulässige Zwischenkreisspannung Udc ist hierbei auf einen Spannungsbereich zwischen einer Minimalspannung Umin und einer Maximalspannung Umax eingeschränkt. Entlang der Ordina- tenachse (y-Achse) ist der Laststrom I _c aufgetragen, welcher im Betrieb auf einen Strombereich zwischen einem Minimalstrom Imin und einem Maximalstrom I _ma x eingeschränkt ist. Oberhalb des Maximalstroms Imax erstreckt sich der Bereich 64. Ein Be ^¬ triebspunkt des Stromrichters 8 wird hierbei durch ein Span- nungs-Strom-Wertepaar (Udc, Ic) charakterisiert.

Im Betrieb des Stromrichters 8 wird die erfasste Zwischen ^¬ kreisspannung Udc mit dem Spannungsschwellwert Uthresh und die Betriebsspannung TB mit dem Temperaturschwellwert Tthresh sowie der Laststrom I _c mit dem Stromschwellwert Ithresh verglichen.

Der Spannungsschwellwert Uthresh und der Stromschwellwert Ithresh sind in den Figuren 4 und 5 als strichlinierte Linien in den dargestellten Arbeitsbereich eingezeichnet. In der FIG 4 wird der dargestellte Arbeitsbereich durch den Spannungsschwellwert Uthresh und den Stromschwellwert Ithresh im Wesentlichen in drei Betriebsbereiche 66, 68 und 70 unter ^¬ teilt, welchen jeweils durch eine Abschaltgeschwindigkeit Ai, A2 und A3 zugeordnet ist. Mit anderen Worten werden im Be ^¬ trieb für alle Betriebspunkte eines jeweiligen Betriebsbe ^¬ reichs 66, 68, 70 Steuersignale Ρ ^Λ mit der jeweils zugeordne ^¬ ten Abschaltgeschwindigkeit Ai, A ₂ , A3 erzeugt. Der Strom- schwellwert Ithresh ist in diesem Ausführungsbeispiel span ^¬ nungsunabhängig, das bedeutet, der Stromschwellwert Ithresh weist für unterschiedliche Zwischenkreisspannungen Udc im We ^¬ sentlichen stets den gleichen Wert auf. Für die Betriebspunkte des Betriebsbereichs 66 wird das Steu ^¬ ersignal Ρ ^Λ auf die ersten Abschaltgeschwindigkeit Ai einge ^¬ stellt. Der Betriebsbereich 66 erstreckt sich im Wesentlichen über den vollständigen Strombereich zwischen dem Minimalstrom Imin und dem Maximalstrom I _max .

Der Betriebsbereich 66 ist hierbei zwischen einer Minimaltemperatur und dem Temperaturschwellwert Tthresh beziehungsweise zwischen dem Spannungsschwellwert Uthresh und der Maximalspan ^¬ nung Umax festgelegt. Mit anderen Worten wird ein Steuersignal Ρ ^Λ mit der ersten Abschaltgeschwindigkeit Ai erzeugt, wenn in dem Schritt 60 festgestellt wird, dass das Temperaturergebnis Tres einer Betriebstemperatur TB kleiner dem Temperatur ^¬ schwellwert Tthresh ist oder, dass das Spannungsergebnis U _re s einer Zwischenkreisspannung Udc entspricht, welche größer (o- der gleich) dem Spannungsschwellwert Uthresh ist.

Der Betriebsbereich 66 weist zwei (Eck- ) Betriebspunkte 72 und 74, für welche der Laststrom I _c gleich dem Maximalstrom I _ma x ist. In dem Betriebspunkt 72 ist die Zwischenkreisspannung Udc gleich dem Spannungsschwellwert Uthresh und die Betriebs ^¬ oder Sperrschichttemperatur T _B gleich dem Temperaturschwellwert Tthresh. In dem dem Betriebspunkt 72 gegenüberliegenden Betriebspunkt 74 des Betriebsbereichs 66 ist die Zwischen- kreisspannung Udc gleich der Maximalspannung Umax und die Be ^¬ triebs- oder Sperrschichttemperatur _B gleich der Minimaltemperatur .

Für einen Betriebspunkt 76, in welchem die Zwischenkreisspan- nung Udc gleich dem Spannungsschwellwert Uthresh und der Last ^¬ strom I _c gleich dem Stromschwellwert Ithresh ist, ist die Be ^¬ triebstemperatur TB gleich dem Temperaturschwellwert Tthresh. In diesem Ausführungsbeispiel erstreckt sich eine Bereichs ^¬ grenze oder Kennlinie Li von der Minimalspannung Umin und dem Stromschwellwert Ithresh bis zu dem Betriebspunkt 76. Die Kenn ^¬ linie Li trennt hierbei den Betriebsbereich 70 von dem Betriebsbereich 68.

Für einen Betriebspunkt des Betriebsbereichs 68 wird ein Steuersignal Ρ ^Λ mit der zweite Abschaltgeschwindigkeit A2 er ^¬ zeugt. Der Betriebsbereich 68 ist in dem Schritt 60 durch eine Kombination des TemperaturergebniSSeS Ires und des

StromergebniSSeS Ires definiert, in welcher einerseits die Be ^¬ triebstemperatur TB größer als der Temperaturschwellwert Tthresh ist, und andererseits der Laststrom I _c größer als der Stromschwellwert Ithresh sowie weiterhin die Zwischenkreisspan- nung Udc kleiner als der Spannungsschwellwert Uthresh ist.

Der Betriebsbereich 70, für welchen das Steuersignal Ρ ^Λ auf die dritte Abschaltgeschwindigkeit A3 eingestellt wird, ist in dem Schritt 60 ebenfalls als eine Kombination des Tempera ^¬ turergebnisses Tres und des Stromergebnisses Ires hinterlegt. Für den Betriebsbereich 70 ist die Betriebstemperatur T _B größer als der Temperaturschwellwert Tthresh und der Laststrom I _c kleiner als der Stromschwellwert Ithresh sowie die Zwischen- kreisspannung Udc kleiner als der Spannungsschwellwert Uthresh. In dem Ausführungsbeispiel der FIG 4 erstreckt sich der

Hauptbetriebsbereich 62 über die Betriebsbereiche 66 und 70, das bedeutet, dass in dem Hauptbetriebsbereich 62 eine Um- Schaltung von der ersten Abschaltgeschwindigkeit Ai auf die dritte Abschaltgeschwindigkeit A3 erfolgt. Dadurch werden die Effizienz und der Wirkungsgrad in dem Hauptbetriebsbereich 62 wesentlich verbessert, da somit (zumindest bereichsweise) eine Erhöhung der (Ab- ) Schaltgeschwindigkeit möglich ist.

Das Ausführungsbeispiel der FIG 5 zeigt einen Arbeitsbereich in welchem die Bereichsgrenzen der Betriebsbereiche 66, 68, 70 zum Zwecke einer besonders hohen Effizienz des Stromrichters 8 eingestellt sind. In diesem Ausführungsbeispiel er- streckt sich die durch den Stromschwellwert Ithresh definierte Kennlinie Li zwischen den Betriebsbereichen 68 und 70 im Wesentlichen über den vollständigen Spannungsbereich zwischen der Minimalspannung Umin und der Maximalspannung Umax- Die Be ^¬ triebsbereiche 68 und 70 werden lediglich für Betriebstempe- raturen TB größer oder gleich dem Temperaturschwellwert Tthresh eingesetzt. Der Wert des Stromschwellwerts Ithresh ist hierbei abhängig vom jeweiligen Wert der Zwischenkreisspannung Udc · Der Verlauf der Kennlinie Li ist hierbei einerseits durch den Betriebspunkt 76 und andererseits durch die verwendeten Halb- leiterschalter 22 bestimmt. In dem Ausführungsbeispiel weist der Stromschwellwert Ithresh einen (monoton) abfallenden Ver ^¬ lauf auf, das bedeutet, dass der Stromschwellwert Ithresh für die Minimalspannung Umin einen höheren Stromwert des Last ^¬ stroms I _c aufweist als für die Maximalspannung Umax-

In dem Ausführungsbeispiel der FIG 5 ist der Hauptbetriebsbe ^¬ reich 62 somit vollständig innerhalb des Betriebsbereichs 70 eingebettet. Mit anderen Worten werden für alle Betriebs ^¬ punkte des Hauptbetriebsbereichs 62 Steuersignale Ρ ^Λ mit der dritten Abschaltgeschwindigkeit A3 erzeugt. Dadurch ist ein besonders effektiver Betrieb des Stromrichters 8 sicherge- stellt.

Der Betriebsbereich 66 ^Λ ist hierbei in dem Schritt 60 durch eine Kombination hinterlegt, in welcher das Temperaturergeb ^¬ nis Tres einer Betriebstemperatur B kleiner dem Temperatur- schwellwert Tthresh und in welcher das Spannungsergebnis Ures einer Zwischenkreisspannung Udc entspricht, welche größer dem Spannungsschwellwert Uthresh ist. Hierbei ist eine zusätzliche Bereichsgrenze oder Kennlinie L2 vorgesehen, welche im We ^¬ sentlichen parallel zu dem Stromschwellwert Ithresh verläuft und somit die Betriebsbereiche 68 und 66 ^Λ voneinander trennt.

Der Betriebsbereich 66 ^Λ umfasst in diesem Ausführungsbeispiel vergleichsweise wenige Betriebspunkte, welche lediglich in einigen wenigen Betriebssituationen auftreten. Die Betriebs- bereiche 68 und 70 umfassen - im Vergleich zu dem voranste ^¬ hend beschriebenen Ausführungsbeispiel - jeweils eine größere Anzahl von Betriebspunkten, sodass die Halbleiterschalter 22 über weite Abschnitte des Arbeitsbereichs mit einer schnellen oder sehr schnellen Abschaltgeschwindigkeit A2 beziehungs- weise A3 abgeschaltet werden.

In einer geeigneten Dimensionierung ist der Minimalstrom I _m i _n beispielsweise 0 A (Ampere) , der Stromschwellwert Ithresh be ^¬ trägt etwa 400 A, und der Maximalstrom I _ma x ist auf etwa 650 A dimensioniert. Geeignete Spannungswerte der Zwischenkreis ^¬ spannung Udc sind hierbei beispielsweise 250 V für die Mini ^¬ malspannung Umin, 400 V für den Spannungsschwellwert Uthresh, und 450 V für die maximal zulässige Zwischenkreisspannung Umax- Die Betriebstemperatur B weist vorzugsweise eine Mini ^¬ maltemperatur Tmin von etwa -40 °C und einen Temperatur ^¬ schwellwert Tthresh von etwa 25 °C auf. Die Kennlinie Li des Stromschwellwertes Ithresh wird hierbei dadurch erzeugt, dass zunächst der (Abschalt- ) Vorwiderstand R _G 3 der Ansteuerschaltung 30 zugeschaltet wird. Dadurch wird der Betriebspunkt 76 als Ausgangspunkt definiert. Die weite ^¬ ren Punkte der Kennlinie Li sind in der Folge durch die maxi- mal zulässige (Kollektor-Emitter- ) Sperrspannung der Halbleiterschalter 22 definiert, welche mittels der Zwischenkreisspannung Udc und der - durch die Induktivität des Zwi ^¬ schenkreises 10 bedingten - Abschaltspannung der Halbleiterschalter 22 bestimmbar sind.

Die Kennlinie L2 wird in gleicher Art und Weise wie die Kenn ^¬ linie Li erzeugt, wobei in der Ansteuerschaltung 30 jedoch der Vorwiderstand R _g 2 anstelle des Vorwiderstandes R _G 3 ge ^¬ schaltet wird. Dadurch wird der Betriebspunkt 72 als Aus- gangspunkt der Kennlinie L2 bestimmt. Durch die Kennlinie L2 wird die erste Abschaltgeschwindigkeit Ai abhängig vom Last ^¬ strom I _c und der Zwischenkreisspannung Udc eingestellt, wenn die Betriebstemperatur T _B (Z. B. 60 °C) größer als der Temperaturschwellwert Tthresh (25 °C) ist. Dieser Fall tritt bei- spielsweise in einem Betriebspunkt (Udc = 430 V, I _c = 500 A) auf, in welchem der Laststrom I _c größer als der Stromschwell ^¬ wert (400 A) und die Zwischenkreisspannung größer als der Spannungsschwellwert (400 V) ist. Solange die Betriebstemperatur TB (Z.B. -40 °C) kleiner als der Temperaturschwellwert (25 °C) ist, wird der Stromrichter 8 - unabhängig vom Betriebspunkt (Udc, Ic) - mit der langsamen Abschaltgeschwindigkeit Ai betrieben. Hierbei ist der Wider ^¬ standswert des Vorwiderstandes R _g i für ein betriebssicheres Schalten bei niedrigen Betriebstemperaturen _B der Halbleiterschalter 22 geeignet dimensioniert.

Wenn die Betriebstemperatur T _B größer als der Temperaturschwellwert Tthresh ist und sich der Betriebspunkt (Udc, Ic) des Stromrichters 8 zwischen den Kennlinien Li und L2 befindet, wird das Steuersignal Ρ ^Λ mit der zweiten Abschaltgeschwindig- keit A2 erzeugt.

Mit anderen Worten wird im Verfahrensschritt 58 zunächst das Temperaturergebnis T _re s ausgewertet. Wenn das Temperaturergeb ^¬ nis Tres einem Betriebstemperatur TB entspricht welche kleiner als der Temperaturschwellwert Tthresh ist, wird unabhängig von dem Spannungsergebnis Ures und dem Stromergebnis Ires das Steu ^¬ ersignal Ρ ^Λ mit der ersten Abschaltgeschwindigkeit Ai er ^¬ zeugt . Wenn das Temperaturergebnis T _re s einem Betriebstemperatur TB entspricht welche größer oder gleich dem Temperaturschwell ^¬ wert Tthresh ist, wird in Abhängigkeit des jeweiligen Betriebs ^¬ punkts eine entsprechende Abschaltgeschwindigkeit ausgewählt. Befindet sich der durch das Spannungsergebnis Ures und das Stromergebnis Ires definierte Betriebspunkt oberhalb der Kenn ^¬ linie L2 wird das Steuersignal Ρ ^Λ mit der ersten Abschaltge ^¬ schwindigkeit Ai erzeugt (Betriebsbereich 66 ^Λ ). Befindet sich der Betriebspunkt zwischen den beiden Kennlinien Li und L2, das bedeutet im Betriebsbereich 68, so wird die zweite Ab- Schaltgeschwindigkeit A2 eingestellt. Entsprechend wird die dritte Abschaltgeschwindigkeit A3 für Betriebspunkte unter ^¬ halb der Kennlinie Li (Betriebsbereich 70) eingestellt. Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Aus ^¬ führungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Va ^¬ rianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Ins- besondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschriebene Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise ist die Anzahl der unterschiedlichen Abschalt ^¬ geschwindigkeiten - und somit der Vorwiderstände - im Wesent ^¬ lichen beliebig. Wesentlich ist, dass verfahrensgemäß stets eine möglichst optimale Abschaltgeschwindigkeit in Abhängig ^¬ keit des jeweiligen Betriebspunkts eingestellt wird.