EP4000158A1 - Verfahren zum betreiben eines systems und system mit einem versorgungsmodul, einem wechselrichter, einem energiespeicher und einem netzteil - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines systems und system mit einem versorgungsmodul, einem wechselrichter, einem energiespeicher und einem netzteil

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Publication number
EP4000158A1
EP4000158A1 EP20735266.7A EP20735266A EP4000158A1 EP 4000158 A1 EP4000158 A1 EP 4000158A1 EP 20735266 A EP20735266 A EP 20735266A EP 4000158 A1 EP4000158 A1 EP 4000158A1
Authority
EP
European Patent Office
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voltage
converter
connection
rectifier
side connection
Prior art date
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Pending
Application number
EP20735266.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Roland Morent
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Original Assignee
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by SEW Eurodrive GmbH and Co KG filed Critical SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Publication of EP4000158A1 publication Critical patent/EP4000158A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/062—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for AC powered loads
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0096—Means for increasing hold-up time, i.e. the duration of time that a converter's output will remain within regulated limits following a loss of input power
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using DC to AC converters or inverters

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a system and a system with a supply module, an inverter, an energy store and a power supply unit.
  • a power supply unit provides voltage for components of a system.
  • the invention is therefore based on the object of making a system as safe as possible.
  • the object is achieved in the method according to the features specified in claim 1, 2, 3 or 4 and in the system according to the features specified in claim 9 or 10.
  • Supply module an inverter, an energy store and a power supply unit are that the supply module has a DC / DC converter, the first connection of which can be fed by a rectifier of the supply module, the AC voltage side connection of the rectifier from a
  • the power supply unit has a DC / DC converter that provides a low voltage, in particular 24 volts, the supply module and the inverter, the DC / DC converter of the power supply unit can be supplied from a rectifier of the power supply unit, which is supplied by the AC voltage supply network can be fed, or from the first connection of the DC / DC converter of the supply module, the DC / DC converter being operated in such a way that In a first operating state, in particular and when the AC voltage supply network is ready for operation, the DC / DC converter provides a first voltage at its first connection by the DC / DC converter working in a first direction, in particular forward, and in a second operating state, in particular when a power failure is detected, i.e.
  • the DC / DC converter provides a second voltage at its first connection by the DC / DC converter working opposite to the first direction, in particular backwards, the first voltage being greater than one Minimum voltage, in particular 400 volts, the second voltage being less than the one minimum voltage, the inverter being switched off when the voltage applied to its DC voltage-side connection is less than the minimum voltage.
  • the supply module has a bidirectional DC / DC converter. In the first direction, power flows from the supply network via the
  • the rectifier of the supply module and the DC / DC converter in the intermediate circuit in the second operating mode i.e. in the opposite direction, power flows from the energy storage device via the DC / DC converter and the second rectifier to the DC / DC converter of the power supply unit, which provides the low voltage .
  • This enables the monitoring and signal electronics to operate as safely and as long as possible.
  • Supply module is electrically connected in parallel to the DC voltage side connection of the inverter and to the energy store, the AC voltage side connection of the rectifier from one
  • AC voltage supply network is fed, wherein the DC-side connection of the rectifier of the supply module is connected to the first connection of a DC / DC converter of the supply module, the second connection of the DC / DC converter being the DC-side connection of the supply module, with a first DC-side connection of the power supply unit, a low voltage, in particular 24 volts, is fed to the supply module and the inverter, with an AC voltage-side connection of the power supply unit from
  • AC voltage supply network is fed, in particular wherein a
  • AC voltage supply network is fed and the DC voltage-side connection of the rectifier feeds the first connection of the DC / DC converter of the power supply, with a second DC-side connection of the power supply parallel to
  • DC voltage-side connection of the supply module is connected, in particular the voltage applied to the energy store is applied to the second DC voltage-side connection of the power supply unit and is fed to the first connection of the DC / DC converter via a third rectifier, a third DC voltage-side connection of the power supply from the
  • Rectifier is fed, in particular the third connection of the power supply is connected in parallel to the first connection of the DC / DC converter of the supply module, the DC / DC converter being operated in such a way that in a first operating state, in particular and when it is ready for operation
  • the DC / DC converter provides a first voltage at its first connection, in particular wherein the DC / DC converter works in a first direction, in particular forward, and in a second operating state, in particular when a power failure is detected, i.e. failure of the AC voltage supply network, the DC / DC converter provides a second voltage at its first connection, in particular wherein the DC / DC converter works opposite to the first direction, in particular backwards, the first voltage being greater than a minimum voltage, in particular 400 volts , the second voltage being less than the one minimum voltage, the inverter being switched off when the voltage applied to its terminal on the DC voltage side is less than the minimum voltage.
  • the supply module has a bidirectional DC / DC converter. In the first direction, power flows from the supply network via the
  • the rectifier of the supply module and the DC / DC converter in the intermediate circuit in the second operating mode i.e. in the opposite direction, power flows from the energy storage device via the DC / DC converter and the second rectifier to the DC / DC converter of the power supply unit, which provides the low voltage .
  • This enables the monitoring and signal electronics to operate as safely and as long as possible.
  • Important features of the invention in the method according to claim 3 for operating the system are that the system with a DC / DC converter from a
  • the DC / DC converter being operated in such a way that the DC / DC converter at its first connection is in a first operating state, in particular and when the AC voltage supply network is operational, provides a first voltage
  • Operating state in particular and when a power failure is detected, i.e. failure of the AC voltage supply network, provides a second voltage, the first voltage being greater than a minimum voltage, the second voltage being less than the minimum voltage, in particular being one from the first connection of the DC / DC -Converter supplied
  • Inverter is switched off when the connection is present at this first connection
  • Voltage is less than the minimum voltage.
  • Signal electronics areas of the modules can be kept ready for operation. This increases security, since the monitoring and security functions carried out by the respective signal electronics areas are ready for operation for as long as possible.
  • the DC voltage side connection of the supply module having a rectifier is electrically connected in parallel to the DC voltage side connection of the inverter and to the first connection of the DC / DC converter, to the second connection of which the energy store is connected, the AC voltage side connection of the rectifier being connected to a
  • AC voltage supply network is fed, with a low voltage, in particular 24 volts, being fed to the supply module, the DC / DC converter and the inverter from a first DC voltage side connection of the power supply unit, with an AC voltage side connection of the power supply unit from
  • AC voltage supply network is fed, with a second DC voltage side connection of the power supply parallel to
  • DC voltage-side connection of the supply module is switched, wherein in a first operating state, in particular and when ready for operation
  • the DC / DC converter provides a first voltage at its first connection, with the DC / DC converter providing a second voltage at its first connection in a second operating state, in particular and when a power failure is detected, i.e. failure of the AC voltage supply network the first voltage is greater than a minimum voltage, in particular 400 volts, the second voltage being less than the minimum voltage, the inverter being switched off when the voltage applied to its DC-side connection is less than the minimum voltage.
  • a power failure i.e. failure of the AC voltage supply network the first voltage is greater than a minimum voltage, in particular 400 volts, the second voltage being less than the minimum voltage, the inverter being switched off when the voltage applied to its DC-side connection is less than the minimum voltage.
  • Signal electronics areas of the modules can be kept ready for operation. This increases safety, since the monitoring and safety functions carried out by the respective signal electronics areas are ready for operation for as long as possible.
  • sensors for power failure detection are in the
  • the advantage here is that the information about the
  • Data bus connection to the bus subscribers connected for data exchange can be reported, in particular also to the DC / DC converter, which then adjusts the operating state as a function of the information. It is therefore important that the measurement technology for detecting the power failure is located in a different device than in the DC / DC converter. This measurement technology is otherwise required for the function and mode of operation of the supply module, since it has a DC / DC converter arranged on the DC-side connection of the rectifier of the supply module, so that the power flow from the rectifier into the intermediate circuit can be controlled.
  • one is used to discharge the energy store
  • a temporally constant electrical power P is supplied permanently, in particular during a period of time T, in particular until the resistor is practically completely discharged, in particular with the period of time T being greater than the time constant of the by a supplied to the resistor, caused constant electrical continuous power
  • the advantage here is that power is not only applied to the resistor for a short time in order to lower the intermediate circuit voltage, but that the greatest possible power P is applied permanently. This power is preferably so great that the
  • the voltage U present at a series circuit formed from the resistor and a controllable semiconductor switch, in particular a brake chopper, is detected
  • the series circuit being fed either directly from the voltage made available by the energy store or from the from via a DC / DC converter
  • the controllable semiconductor switch being supplied with a pulse-width-modulated control signal with a pulse-width modulation ratio that is dependent on the value of the detected voltage, in particular wherein the pulse-width modulation ratio is determined according to (1 / U) * (P * R) L 1 is.
  • Pulse width modulation ratio is changed, in particular is increased when the voltage drops.
  • controllable half-liter switch is permanently closed when the voltage U falls below a threshold value, in particular the threshold value (P * R) being L 14. This enables particularly fast deep discharge when the maximum power that can be fed to the resistor is in the permissible range.
  • Pulse width modulation is then avoided.
  • the system has a mains-fed rectifier comprehensive supply module, the DC-side connection of which is connected to the DC-side connection of an inverter and to the first connection of a DC / DC converter, the second connection of the DC / DC converter with the Voltage U providing connection of the energy storage device is connected, wherein an electric motor, in particular a three-phase motor, is connected to the connection on the AC voltage side of the inverter.
  • an electric motor in particular a three-phase motor
  • a DC / DC converter is arranged between the DC voltage side connection of the rectifier and the DC voltage side connection of the supply module, which stops the power flow from the rectifier to the series circuit formed by the resistor R and the controllable half-liter switch during the discharge of the
  • Rectifier and the controllable half-liter switch are arranged integrated, when discharging heat is generated either by the controllable semiconductor switch or alternatively by the diodes of the rectifier.
  • the advantage here is that the power flow from the AC voltage supply network to the intermediate circuit can be interrupted. This is particularly important when unloading.
  • the inverter has a power module on which controllable semiconductor switches arranged in half bridges are arranged.
  • controllable semiconductor switches arranged in half bridges are arranged.
  • the power P is less than the maximum from the electric motor via the inverter to the DC voltage-side connection of the
  • Inverter with regenerative operation of the electric motor regenerative power.
  • the advantage here is that by means of the energy storage a permanently constant output can be removed, but the excess energy in the generator mode must be stored in the energy store.
  • the pulse width modulation frequency is N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)-2-aminoe
  • Time span T changed, in particular as pulse width modulation frequency different in particular discrete values can be used in chronological succession.
  • the advantage here is that the
  • Noise emission can be reduced or at least no monofrequency sound can be heard, but the sound energy can be divided into different frequencies. The sound impression is therefore more acceptable.
  • the current I flowing through the resistor R is detected, the current resistance value of the braking resistor being determined from the time-averaged voltage provided via the brake chopper and the time-averaged current, in particular according to U / 1, and below Consideration of a characteristic curve which shows the temperature dependence of the
  • Braking resistor represents the current temperature T of the respective braking resistor is determined.
  • the advantage here is that the temperature can be determined from the specific voltage and the specific current.
  • the braking resistor is monitored whether the specific temperature T of the braking resistor exceeds a threshold value, in particular wherein an emergency shutdown of the brake chopper is carried out when it is exceeded.
  • a threshold value in particular wherein an emergency shutdown of the brake chopper is carried out when it is exceeded.
  • the specific temperature is regulated to a setpoint temperature in that the power P is set accordingly as the control value of a controller, in particular a PI controller.
  • a controller in particular a PI controller.
  • the supply module having a DC / DC converter, the first connection of which can be fed by a rectifier of the supply module,
  • the AC voltage supply network can be fed, the power supply unit having a DC / DC controller that provides a low voltage, in particular 24 volts, to the supply module and the inverter, the DC / DC controller of the power supply unit can be supplied from a rectifier of the power supply unit, which is supplied by the AC voltage supply network can be fed, and from the first connection of the DC / DC converter of the supply module, wherein the DC / DC converter is set up such that in a first operating state, in particular and when it is ready for operation
  • the DC / DC converter provides a first voltage at its first connection, in particular by the DC / DC converter working in a first direction, in particular forward, and in a second operating state, in particular when a power failure is detected, i.e. failure of the AC voltage supply network, the DC / DC converter provides a second voltage at its first connection, in particular by the DC / DC converter working opposite to the first direction, in particular backwards, wherein the first voltage is greater than a minimum voltage, in particular 400 volts, the second voltage being less than the minimum voltage, in particular the inverter being set up in such a way that it is switched off when the voltage applied to its DC voltage-side connection is less than the Minimum voltage is.
  • the supply module has a bidirectional DC / DC converter. In the first direction, power flows from the supply network via the
  • the rectifier of the supply module and the DC / DC converter in the intermediate circuit in the second operating mode i.e. in the opposite direction, power flows from the energy storage device via the DC / DC converter and the second rectifier to the DC / DC converter of the power supply unit, which provides the low voltage .
  • This enables the monitoring and signal electronics to operate as safely and as long as possible.
  • Supply module is electrically connected in parallel to the DC voltage side connection of the inverter and to the energy store, the AC voltage side connection of the rectifier from one
  • the DC voltage side connection of the rectifier of the supply module is connected to the first connection of a DC / DC converter of the supply module, the second connection of the DC / DC converter being the DC voltage side connection of the
  • Supply module is, wherein a low voltage, in particular 24 volts, is provided to the supply module and the inverter by a first DC voltage side connection of the power supply unit, with an AC voltage side connection of the power supply unit from
  • AC voltage supply network is fed, in particular wherein a
  • AC voltage supply network is fed and the DC voltage-side connection of the rectifier feeds the first connection of the DC / DC converter of the power supply, with a second DC-side connection of the power supply parallel to
  • DC voltage-side connection of the supply module is connected, in particular the voltage applied to the energy store is applied to the second DC-side connection of the power supply and is fed to the first connection of the DC / DC converter via a third rectifier, a third DC-side connection of the power supply from the
  • the DC-side connection of the rectifier of the supply module is fed,
  • the first connection of the DC / DC converter of the power supply is fed from the first connection of the DC / DC converter via a second rectifier of the power supply, in particular the third connection of the power supply parallel to the first connection of the DC / DC converter of the Supply module is switched, the DC / DC converter of the supply module is operated in such a way that in a first operating state, in particular and when it is ready for operation
  • the DC / DC converter provides a first voltage at its first connection, in particular wherein the DC / DC converter works in a first direction, in particular forward, and in a second operating state, in particular when a power failure is detected, i.e. failure of the AC voltage supply network, the DC / DC converter provides a second voltage at its first connection, in particular wherein the DC / DC converter works opposite to the first direction, in particular backwards, the first voltage being greater than a minimum voltage, in particular 400 volts , the second voltage being less than the one minimum voltage, the inverter being switched off when the voltage applied to its terminal on the DC voltage side is less than the minimum voltage.
  • the supply module has a bidirectional DC / DC converter. In the first direction, power flows from the supply network via the
  • the rectifier of the supply module and the DC / DC converter in the intermediate circuit in the second operating mode i.e. in the opposite direction, power flows from the energy storage device via the DC / DC converter and the second rectifier to the DC / DC converter of the power supply unit, which provides the low voltage .
  • This enables the monitoring and signal electronics to operate as safely and as long as possible.
  • the DC voltage-side connection of the supply module having a rectifier is connected electrically in parallel with the
  • AC voltage supply network is fed, with a low voltage, in particular 24 volts, being fed to the supply module, the DC / DC converter and the inverter from a first DC voltage side connection of the power supply unit, with an AC voltage side connection of the power supply unit from
  • AC voltage supply network is fed, with a second DC voltage side connection of the power supply parallel to
  • DC voltage-side connection of the supply module is switched, in particular so that the power pack can be supplied from the AC voltage supply network and / or via the DC / DC converter from the energy store, the DC / DC converter being designed so that the DC / DC Converter in a first operating state, in particular and when the AC voltage supply network is operational, provides a first voltage at its first connection, and the DC / DC converter in a second operating state, in particular and when a power failure is detected, i.e.
  • a second voltage at its first connection Provides voltage, the first voltage being greater than a minimum voltage, in particular 400 volts, the second voltage being less than the minimum voltage, in particular, the inverter being designed in such a way that the inverter is switched off when the voltage applied to its terminal on the DC voltage side is less than the minimum voltage.
  • sensors for power failure detection are in the
  • the advantage here is that the information about the power failure can be recognized directly on the AC voltage supply network and is medium
  • Data bus connection to the bus subscribers connected for data exchange can be reported, in particular also to the DC / DC converter, which then sets the operating state as a function of the information. It is therefore important that the measurement technology for detecting the power failure is located in a different device than in the DC / DC converter. This measurement technology is otherwise required for the function and mode of operation of the supply module, since it has a DC / DC converter arranged on the DC-side connection of the rectifier of the supply module, so that the power flow from the rectifier into the intermediate circuit can be controlled.
  • the system has a supply module comprising a mains-fed rectifier, the DC-side connection of which is connected to the DC-side connection of an inverter of the system and to the first DC-side connection of a DC / DC converter of the system, the second DC-side connection being the DC / DC converter with the
  • Energy storage in particular accumulator arrangement and / or
  • Double-layer capacitor arrangement and / or ultracap arrangement is connected, wherein an electric motor, in particular three-phase motor, is connected to the AC voltage side connection of the inverter.
  • the energy storage can be discharged. This unloading is can be carried out quickly because a very low ohmic resistance value can be used. This is because by detecting the voltage applied to the series circuit, a constant power can be dissipated to the resistor by means of an appropriately suitable pulse width modulation, and rapid discharge can also be carried out at low voltages.
  • a DC / DC converter is arranged between the DC voltage side connection of the rectifier and the DC voltage side connection of the supply module.
  • a controllable semiconductor switch connected in series with the braking resistor is arranged in the housing of the DC / DC converter.
  • the advantage here is that the controllable semiconductor switch can be designed to be integrated with the other electronics of the DC / DC converter and can then also be heat-dissipated with this.
  • a controllable semiconductor switch connected in series with the braking resistor is integrated on a power module which has diodes and / or controllable semiconductor switches arranged in half bridges.
  • the advantage here is that the rectifier is integrated with the controllable semiconductor switch and is designed to be heatable together.
  • the power flow from the rectifier to the intermediate circuit is stopped, in particular separated, by the converter when the energy store is discharged by means of the resistor, in particular the braking resistor, the power losses of the diodes of the rectifier and the power loss of the controllable semiconductor switch occur only alternatively.
  • the power module is arranged in the housing of the inverter or of the supply module.
  • FIG. 1 A first system according to the invention is shown schematically in FIG. 1
  • FIG. 1 A second system according to the invention is shown schematically in FIG. 1
  • FIG. 1 A third system according to the invention is shown schematically in FIG. 1
  • a supply module 1 fed by an AC voltage supply network 8 provides a unipolar voltage at its DC voltage-side connection.
  • the supply module has a first rectifier 3 fed by the AC voltage supply network 8, on whose DC voltage-side connection a DC / DC converter 4 is arranged with its first connection.
  • the second connection of the DC / DC converter 4 is connected to the connection of the inverter 2 on the DC voltage side.
  • the DC / DC converter 4 therefore sets the voltage made available at the connection of the rectifier 3 on the DC voltage side high to a first value, that is to say the desired value on the energy store.
  • the second connection of the DC / DC converter 4 is arranged electrically parallel to the connection on the DC voltage side of the inverter 2.
  • the energy store is also connected electrically in parallel to the connection of the inverter 2 on the DC voltage side.
  • An electric motor in particular a three-phase motor, is connected to the connection on the AC voltage side of the inverter 2 and can thus be operated with speed control.
  • a signal electronics area of the supply module 1 and a signal electronics area of the inverter 2 as well as a signal electronics area of a higher-level controller 10 are supplied with a low voltage, in particular 24 volts, from a power supply unit 9. This low voltage is made available by a second connection of a DC / DC converter of a power supply unit 9.
  • the first connection of the DC / DC converter 13 is fed from the DC voltage-side connection of a rectifier 7 of the power supply 9, the rectifier 7 from the
  • AC voltage supply network 8 is fed.
  • a second rectifier 11 of the power supply unit 9, which can be fed from the DC voltage-side connection of the rectifier 3 of the supply module 1, is also connected to the first connection of the DC / DC converter 13.
  • the second rectifier 11 does not have to be designed as a bridge rectifier, but can also be designed with a single diode.
  • a third rectifier 12 of the power supply 9 which is from
  • the low voltage made available by the DC / DC converter 13 can thus be produced from the voltages present at the three connections of the power supply unit 9.
  • the third rectifier 12 does not have to be designed as a bridge rectifier, but can also be designed with a single diode.
  • the DC / DC converter 13 can be operated over a wide range on the input side, that is to say at its first connection.
  • the extra-low voltage can be made available by it when a voltage is applied to its first connection which is between a lower and an upper threshold value.
  • the lower threshold is 150 volts and the upper threshold is 800 volts.
  • the inverter 2 is switched off below a minimum voltage, in particular 400 volts, for example. So if the AC voltage supply network 8 fails, the energy store 6 is still at a voltage that is higher than the minimum voltage.
  • the energy store 6 Since the energy store 6 has a large capacity, it is still possible to safely stop the electric motor with the amount of energy initially available.
  • the low voltage is provided by the DC / DC converter 13 fed directly from the energy store via the third rectifier 12.
  • the inverter 2 While the voltage at the energy store 6 is falling, the inverter 2 is switched off if the voltage falls below the minimum value.
  • the DC / DC converter 4 is operated in reverse and the voltage applied to the energy store 6 is raised to the lower threshold value, so that the DC / DC converter 13 of the power supply unit 9 has the voltage boosted by the DC / DC converter 4 available via the rectifier 11 in order to continue to make the low voltage available.
  • the extra-low voltage can thus also be provided when the voltage at the energy store reaches very small values, in particular also lower values than the amount of the extra-low voltage itself.
  • the signal electronics areas can therefore be kept ready for operation for a long time.
  • the nominal voltage that is to say the second voltage
  • the inverter 2 is brought into the safe state and switched off. Thereafter, only the lower threshold value is provided by the DC / DC converter 5, so that the DC / DC converter 13 supplied via the rectifier 12 the
  • the DC / DC converter 4 can only be operated in one direction, that is, it can be implemented as a DC / DC converter. This is because no feedback into the AC voltage supply network 8 is possible via the rectifier 3 of the supply module 1. The DC / DC converter 4 therefore only has to be operated to control the unidirectional power flow from the rectifier 3 to the energy store 6.
  • the DC / DC converter 4 is also removable. Thus, from the AC voltage supply network 8 only via the rectifier 3 on
  • the DC / DC converter 5 provides a first voltage depending on the energy management of the system.
  • the inverter 2 is switched off after the electric motor has reached the safe state and then only a voltage corresponding to the lower threshold value is provided by the DC / DC converter 5 as long as the energy store 6 still has enough energy.
  • the connection on the DC voltage side of the supply module 1 is a connection on the DC voltage side
  • Inverter 2 connected, with a three-phase voltage to an electric motor from the inverter 2 on the AC voltage side connection of the inverter 2,
  • AC motor in particular three-phase motor, is made available.
  • the inverter is controlled by control electronics.
  • the control electronics generate pulse-width-modulated control signals for the controllable semiconductor switches of the inverter, which are arranged in half-bridges connected in parallel to one another, this parallel connection of half-bridges being able to be fed from the unipolar voltage.
  • these semiconductor switches are integrated on a module on which a further controllable semiconductor switch is also integrated, which can be referred to as a brake chopper.
  • the brake chopper is connected in series with a resistor that can be referred to as a braking resistor, this series connection also being able to be fed from the unipolar voltage.
  • Supply module 1 is also connected to the connection of the DC / DC converter 5, so that this DC / DC converter 5 is connected in parallel to the inverter 2.
  • the energy store 6 is connected to the other connection of the DC / DC converter 5.
  • the DC / DC converter 5 thus enables a power flow from the energy store 6 to the intermediate circuit having the unipolar voltage or vice versa, even if the amount of the unipolar voltage is very different from the amount of the voltage applied to the energy store 6.
  • the energy store 6 is as an electrolytic capacitor arrangement
  • Double-layer capacitor arrangement and / or preferably designed as a storage battery arrangement are identical to Double-layer capacitor arrangement and / or preferably designed as a storage battery arrangement.
  • the supply module 1 can be implemented as a mains-fed rectifier 3. According to FIG. 2, however, a DC / DC converter 4 is arranged between the mains-fed rectifier and the DC voltage-side connection of the supply module 1, so that the
  • Power flow from the AC voltage supply network 8 can be controlled into the intermediate circuit.
  • the rectifier 3 preferably again has a module on which the diodes of the rectifier are integrated and on which a further controllable semiconductor switch is also integrated, which can be referred to as a brake chopper.
  • the brake chopper has another resistor, which is called the braking resistor
  • the DC / DC converter 5 also includes a further controllable semiconductor switch that is integrated, which can be referred to as a brake chopper.
  • This brake chopper is connected in series with a further resistor, which can be referred to as a braking resistor, this series connection also consisting of the DC voltage-side connection of the supply module 1 or the am
  • Energy store 6 applied voltage can be fed.
  • the security of the system is increased in that the energy store can be discharged in a controlled manner.
  • Discharging takes place in such a way that the brake chopper of the respective brake resistor is controlled depending on the unipolar voltage or on the voltage U applied to the series circuit formed by the brake resistor and the associated brake chopper in such a way that the respective brake resistor R has a constant power is fed.
  • This electrical power P supplied to the respective braking resistor permanently until the energy store is practically completely discharged is specified as high as possible. It is therefore preferably the same as the rated power of the braking resistor R.
  • the voltage U is recorded and the respective brake chopper is preferably controlled with a pulse width modulation ratio (1 / U) * (P * R) L 1.
  • the power supplied to the respective braking resistor remains constant even when the voltage U drops.
  • the nominal power that is to say also the power P, is less than the maximum when the electric motor is operating as a generator from the electric motor via the inverter 2
  • the ohmic resistance of the respective braking resistor R can therefore be selected to be very small and therefore a practically complete discharge can be achieved in a short time.
  • the pulse width modulation can even be replaced by permanently closing the controllable switch. In this way, a particularly fast total discharge is made possible. As soon as the voltage falls below a second, even smaller threshold value, the switch is then opened again in order to protect the battery cells against destruction.
  • Braking resistors convertible into heat. If the series circuit formed from the braking resistor and the brake chopper assigned to it is fed directly from the voltage applied to the energy store, deep discharging of the energy store is made possible in a simple manner because the DC / DC converter 5 cannot work without a minimum voltage and thus below the
  • Minimum voltage no discharge through the braking resistors can be carried out. This is because the series circuit formed from the respective brake chopper and the braking resistor is only supplied indirectly via the DC / DC converter 5 from the energy store.
  • the supply module 1 When the energy store 6 is discharged, the supply module 1 does not conduct any electrical power from the AC voltage supply network to the intermediate circuit.
  • the power supply unit 9 can be supplied on the one hand from the AC voltage supply network 8 and on the other hand can be supplied from the intermediate circuit, that is to say from a
  • the power supply 9 is within a period of time after the occurrence of the power failure
  • Low voltage in particular 24 volts, can be provided.
  • the time span is limited, however, by the energy which is present in the storage device 6 and, if necessary, by further power sinks arranged on the intermediate circuit.
  • At least sub-areas i.e. signal electronics areas
  • components of the system such as, for example, a sub-area of the signal electronics of the supply module 1, a sub-area of the signal electronics of the DC / DC converter 5, a sub-area of the signal electronics 3 of the inverter 2, the higher-level controller 10 and other consumers that can be fed by the low voltage.
  • Energy store 6 provided voltage to the first voltage required in the intermediate circuit, that is to say the nominal voltage of the intermediate circuit, up or possibly also down. This first voltage is greater than the minimum voltage, in particular 400 volts.
  • the inverter 2 is switched off below the minimum voltage.
  • sensors are attached to the supply module 1 on the network side, in particular means for detecting the phase voltages of the as
  • Three-phase voltage network executed alternating voltage supply network.
  • Signal electronics of the supply module 1 also function as an evaluation unit for the signals from these sensors arranged on the supply module 1 on the network side. As soon as a power failure is detected, corresponding information is reported to the other bus users via the data bus, in particular also to the DC / DC converter 5 designed as a bus user.
  • the DC / DC converter 5 continues to provide the
  • the intermediate circuit nominal voltage is available to the intermediate circuit until the inverter 2 is in a safe state, in particular that supplied by the inverter 2
  • the DC / DC converter 5 After receiving the information about reaching the safe state, the DC / DC converter 5 only provides a second voltage to the intermediate circuit, which is lower than the minimum voltage, but in particular is higher than the lowest voltage that the power supply unit 9 needs for its operation needed.
  • the second voltage is more than 150 volts or only slightly more than 24 volts, so that 24 volts or just 24 volts can be made available by the power pack.
  • the power consumed by the system is preferably determined by signal electronics of the DC / DC converter 5 from the current flowing from the DC / DC converter 5 into the intermediate circuit and the voltage detected at the intermediate circuit, and from this, taking into account the charging energy currently available in the memory 6 the respective remaining runtime is determined, the remaining runtime being the time in which the power supply unit is still able to provide the second voltage to the intermediate circuit.
  • the current flowing through the respective braking resistor is detected and from that via the braking chopper
  • time-averaged voltage as well as the recorded and time-averaged current determines the current resistance value of the braking resistor and below
  • the surrounding heat transfer resistance can be taken into account.
  • Pulse width modulation frequency used, but the pulse width modulation frequency is changed over time or continuously. In this way, less disruptive noise emission can be brought about.

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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Systems mit einem Versorgungsmodul, einem Wechselrichter, einem Energiespeicher und einem Netzteil, wobei das Versorgungsmodul einen DC/DC-Wandler (4) aufweist, dessen erster Anschluss von einem Gleichrichter des Versorgungsmoduls speisbar ist, wobei der wechselspannungsseitige Anschluss des Gleichrichters (3) von einem Wechselspannungsversorgungnetz gespeist ist, wobei das Netzteil einen DC/DC-Steller aufweist, der eine Kleinspannung, insbesondere 24 Volt, dem Versorgungsmodul und dem Wechselrichter bereitstellt, wobei der DC/DC-Steller des Netzteils aus einem Gleichrichter des Netzteils versorgbar ist, der von dem Wechselspannungsversorgungnetz speisbar ist, oder vom ersten Anschluss des DC/DC-Wandlers (4) des Versorgungsmoduls, wobei der DC/DC-Wandler abhängig vom Betriebszustand in zwei Richtungen betrieben wird.

Description

Verfahren zum Betreiben eines Systems und System mit einem Versorgungsmodul, einem Wechselrichter, einem Energiespeicher und einem Netzteil
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Systems und ein System mit einem Versorgungsmodul, einem Wechselrichter, einem Energiespeicher und einem Netzteil.
Es ist allgemein bekannt, dass ein Netzteil eine Spannung für Komponenten eines Systems bereitstellt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System möglichst sicher zu machen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Verfahren nach den in Anspruch 1 , 2, 3 oder 4 und bei dem System nach den in Anspruch 9 oder 10 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zum Betreiben eines Systems mit einem
Versorgungsmodul, einem Wechselrichter, einem Energiespeicher und einem Netzteil sind, dass das Versorgungsmodul einen DC/DC-Wandler aufweist, dessen erster Anschluss von einem Gleichrichter des Versorgungsmoduls speisbar ist, wobei der wechselspannungsseitige Anschluss des Gleichrichters von einem
Wechselspannungsversorgungnetz gespeist ist, wobei das Netzteil einen DC/DC-Steller aufweist, der eine Kleinspannung, insbesondere 24 Volt, dem Versorgungsmodul und dem Wechselrichter bereitstellt, wobei der DC/DC-Steller des Netzteils aus einem Gleichrichter des Netzteils versorgbar ist, der von dem Wechselspannungsversorgungnetz speisbar ist, oder vom ersten Anschluss des DC/DC-Wandlers des Versorgungsmoduls, wobei der DC/DC-Wandler derart betrieben wird, dass in einem ersten Betriebszustand, insbesondere und bei betriebsbereitem Wechselspannungsversorgungsnetz, der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss eine erste Spannung bereitstellt, indem der DC/DC-Wandler dabei in einer ersten Richtung, insbesondere vorwärts, arbeitet, und in einem zweiten Betriebszustand, insbesondere bei erkanntem Netzausfall, also Ausfall des Wechselspannungsversorgungsnetzes, der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss eine zweite Spannung bereitstellt, indem der DC/DC-Wandler dabei entgegengesetzt zur ersten Richtung, insbesondere rückwärts, arbeitet, wobei die erste Spannung größer als eine Mindestspannung, insbesondere 400 Volt, ist, wobei die zweite Spannung kleiner als die eine Mindestspannung ist, wobei der Wechselrichter abgeschaltet wird, wenn die an seinem gleichspannungsseitigen Anschluss anliegende Spannung kleiner als die Mindestspannung ist.
Von Vorteil ist dabei, dass die Kleinspannung beim Netzausfall möglichst lange noch bereitstellbar ist. Hierzu weist das Versorgungsmodul einen bidirektional betreibbaren DC/DC Wandler auf. In der ersten Richtung fließt Leistung vom Versorgungsnetz über den
Gleichrichter des Versorgungsmoduls und den DC/DC-Wandler in den Zwischenkreis in der zweiten Betriebsart, also umgekehrten Richtung, fließt Leistung vom Energiespeicher über den DC/DC-Wandler und den zweiten Gleichrichter zum DC/DC-Steller des Netzteils, der die Kleinspannung bereitstellt. Somit ist eine möglichst lange und sichere Betriebsweise der Überwachungs- und Signalelektronik ausführbar.
Wichtige Merkmale bei der Erfindung nach Anspruch 2 sind, dass das Verfahren zum
Betreiben eines Systems mit einem Versorgungsmodul, einem Wechselrichter, einem
Energiespeicher und einem Netzteil vorgesehen ist, wobei der gleichspannungsseitige Anschluss des einen Gleichrichter aufweisenden
Versorgungsmoduls elektrisch parallel geschaltet ist zum gleichspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters und zum Energiespeicher, wobei der wechselspannungsseitige Anschluss des Gleichrichters von einem
Wechselspannungsversorgungnetz gespeist ist, wobei der gleichspannungsseitige Anschluss des Gleichrichters des Versorgungsmoduls mit dem ersten Anschluss eines DC/DC-Wandlers des Versorgungsmoduls verbunden ist, wobei der zweite Anschluss des DC/DC-Wandlers der gleichspannungsseitige Anschluss des Versorgungsmoduls ist, wobei von einem ersten gleichspannungsseitigen Anschluss des Netzteils eine Kleinspannung, insbesondere 24 Volt, dem Versorgungsmodul und dem Wechselrichter zugeführt wird, wobei ein wechselspannungsseitiger Anschluss des Netzteils vom
Wechselspannungsversorgungsnetz gespeist ist, insbesondere wobei ein
wechselspannungsseitiger Anschluss des ersten Gleichrichters des Netzteils vom
Wechselspannungsversorgungsnetz gespeist ist und der gleichspannungsseitige Anschluss des Gleichrichters den ersten Anschluss des DC/DC-Stellers des Netzteils speist, wobei ein zweiter gleichspannungsseitiger Anschluss des Netzteils parallel zum
gleichspannungsseitigen Anschluss des Versorgungsmoduls geschaltet ist, insbesondere also die am Energiespeicher anliegende Spannung am zweiten gleichspannungsseitigen Anschluss des Netzteils anliegt und über einen dritten Gleichrichter dem ersten Anschluss des DC/DC- Stellers zugeführt wird, wobei ein dritter gleichspannungsseitiger Anschluss des Netzteils aus dem
geichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters des Versorgungsmoduls gespeist ist, insbesondere also aus dem ersten Anschluss des DC/DC-Wandlers über einen zweiten
Gleichrichter, gespeist ist, insbesondere also der dritte Anschluss des Netzteils parallel zum ersten Anschluss des DC/DC-Wandlers des Versorgungsmoduls geschaltet ist, wobei der DC/DC-Wandler derart betrieben wird, dass in einem ersten Betriebszustand, insbesondere und bei betriebsbereitem
Wechselspannungsversorgungsnetz, der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss eine erste Spannung bereitstellt, insbesondere wobei der DC/DC-Wandler dabei in einer ersten Richtung, insbesondere vorwärts, arbeitet, und in einem zweiten Betriebszustand, insbesondere bei erkanntem Netzausfall, also Ausfall des Wechselspannungsversorgungsnetzes, der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss eine zweite Spannung bereitstellt, insbesondere wobei der DC/DC- Wandler dabei entgegengesetzt zur ersten Richtung, insbesondere rückwärts, arbeitet, wobei die erste Spannung größer als eine Mindestspannung, insbesondere 400 Volt, ist, wobei die zweite Spannung kleiner als die eine Mindestspannung ist, wobei der Wechselrichter abgeschaltet wird, wenn die an seinem gleichspannungsseitigen Anschluss anliegende Spannung kleiner als die Mindestspannung ist.
Von Vorteil ist dabei, dass die Kleinspannung bei Netzausfall möglichst lange noch
bereitstellbar ist. Hierzu weist das Versorgungsmodul einen bidirektional betreibbaren DC/DC Wandler auf. In der ersten Richtung fließt Leistung vom Versorgungsnetz über den
Gleichrichter des Versorgungsmoduls und den DC/DC-Wandler in den Zwischenkreis in der zweiten Betriebsart, also umgekehrten Richtung, fließt Leistung vom Energiespeicher über den DC/DC-Wandler und den zweiten Gleichrichter zum DC/DC-Steller des Netzteils, der die Kleinspannung bereitstellt. Somit ist eine möglichst lange und sichere Betriebsweise der Überwachungs- und Signalelektronik ausführbar. Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Verfahren nach Anspruch 3 zum Betreiben des Systems sind, dass das System mit einem über einen DC/DC-Wandler aus einem
Energiespeicher gestützten Gleichspannungszwischenkreis und einem aus einem
Wechselspannungsversorgungsnetz und aus dem Zwischenkreis versorgbaren Netzteil, das eine Kleinspannung, insbesondere 24 Volt, zur Verfügung stellt, vorgesehen ist, wobei der DC/DC-Steller derart betrieben wird, dass der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss in einem ersten Betriebszustand, insbesondere und bei betriebsbereitem Wechselspannungsversorgungsnetz, eine erste Spannung bereitstellt,
- wobei der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss in einem zweiten
Betriebszustand, insbesondere und bei erkanntem Netzausfall, also Ausfall des Wechselspannungsversorgungsnetzes, eine zweite Spannung bereitstellt, wobei die erste Spannung größer als eine Mindestspannung ist, wobei die zweite Spannung kleiner als die die Mindestspannung ist, insbesondere wobei ein aus dem ersten Anschluss des DC/DC-Wandler versorgter
Wechselrichter abgeschaltet wird, wenn die an diesem ersten Anschluss anliegende
Spannung kleiner als die Mindestspannung ist.
Von Vorteil ist dabei, dass das Netzteil nach dem Netzausfall noch möglichst lange Zeit die Kleinspannung zur Verfügung stellt und somit die vom Netzteil versorgten
Signalelektronikbereiche der Module betriebsbereit haltbar sind. Somit ist die Sicherheit erhöht, da die durch die jeweiligen Signalelektronikbereiche ausgeführten Überwachungs- und Sicherheitsfunktionen möglichst lange betriebsbereit sind.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Verfahren nach Anspruch 4 sind, dass das System mit einem Versorgungsmodul, einem Wechselrichter, einem DC/DC-Wandler, einem
Energiespeicher und einem Netzteil ausgeführt ist, wobei der gleichspannungsseitige Anschluss des einen Gleichrichter aufweisenden Versorgungsmoduls elektrisch parallel geschaltet ist zum gleichspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters und zum ersten Anschluss des DC/DC-Wandlers, an dessen zweiten Anschluss der Energiespeicher angeschlossen ist, wobei der wechselspannungsseitige Anschluss des Gleichrichters von einem
Wechselspannungsversorgungnetz gespeist ist, wobei von einem ersten gleichspannungsseitigen Anschluss des Netzteils eine Kleinspannung, insbesondere 24 Volt, dem Versorgungsmodul, dem DC/DC-Wandler und dem Wechselrichter zugeführt wird, wobei ein wechselspannungsseitiger Anschluss des Netzteils vom
Wechselspannungsversorgungsnetz gespeist ist, wobei ein zweiter gleichspannungsseitiger Anschluss des Netzteils parallel zum
gleichspannungsseitigen Anschluss des Versorgungsmoduls geschaltet ist, wobei in einem ersten Betriebszustand, insbesondere und bei betriebsbereitem
Wechselspannungsversorgungsnetz, der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss eine erste Spannung bereitstellt, wobei in einem zweiten Betriebszustand, insbesondere und bei erkanntem Netzausfall, also Ausfall des Wechselspannungsversorgungsnetzes, der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss eine zweite Spannung bereitstellt, wobei die erste Spannung größer als eine Mindestspannung, insbesondere 400 Volt, ist, wobei die zweite Spannung kleiner als die eine Mindestspannung ist, wobei der Wechselrichter abgeschaltet wird, wenn die an seinem gleichspannungsseitigen Anschluss anliegende Spannung kleiner als die Mindestspannung ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Netzteil nach dem Netzausfall noch möglichst lange Zeit die Kleinspannung zur Verfügung stellt und somit die vom Netzteil versorgten
Signalelektronikbereiche der Module betriebsbereit haltbar sind. Somit ist die Sicherheit erhöht, da die durch die jeweiligen Signalelektronikbereiche ausgeführten Überwachung- und Sicherheitsfunktionen möglichst lange betriebsbereit sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind Sensoren zur Netzausfallerkennung im
Versorgungsmodul angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass die Information über den
Netzausfall direkt am Wechselspannungsversorgungsnetz erkennbar ist und mittel
Datenbusverbindung an die zum Datenaustausch verbundenen Busteilnehmer weitermeldbar ist, insbesondere auch an den DC/DC-Wandler, der dann abhängig von der Information den Betriebszustand einstellt. Hierbei ist also wichtig, dass die Messtechnik zur Erkennung des Netzausfalls in einem anderen Gerät angeordnet ist als in dem DC/DC-Wandler. Diese Messtechnik wird ansonsten für die Funktion und Betriebsweise des Versorgungsmoduls benötigt, da dieses einen am gleichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters des Versorgungsmoduls angeordneten DC/DC-Steller aufweist, so dass der Leistungsfluss vom Gleichrichter in den Zwischenkreis steuerbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird zur Entladung des Energiespeichers einem
Widerstand R, insbesondere Bremswiderstand, eine zeitlich konstante elektrische Leistung P dauerhaft, insbesondere während einer Zeitspanne T, zugeführt wird, insbesondere bis zum praktisch vollständigen Entladen des Widerstands, insbesondere wobei die Zeitspanne T größer ist als die Zeitkonstante des durch eine an den Widerstand zugeführte, zeitlich konstante, elektrische Dauerleistung bewirkten
Temperaturanstiegs des Widerstands R.
Von Vorteil ist dabei, dass der Widerstand nicht nur kurzzeitig mit Leistung beaufschlagt wird, um die Zwischenkreisspannung abzusenken, sondern dauerhaft mit einer möglichst großen Leistung P beaufschlagt wird. Diese Leistung ist vorzugsweise derart groß, dass der
Widerstand gerade noch nicht zerstört wird. Somit ist die maximal zulässige Leistung dauerhaft an die Umgebung als Wärme abführbar. Mittels dieser erfindungsgemäßen Methode ist ein möglichst kleiner Widerstandswert verwendbar, also eine schnelle Entladung des Energiespeichers ausführbar. Solche Entladungen sind im Transportfall sowie im Servicefall wichtig.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die an einer aus dem Widerstand und einem steuerbaren Halbleiterschalter, insbesondere Brems-Chopper, gebildeten Reihenschaltung anliegende Spannung U erfasst,
wobei die Reihenschaltung entweder direkt von der vom Energiespeicher zur Verfügung gestellten Spannung gespeist wird oder über einen DC/DC-Wandler aus der vom
Energiespeicher zur Verfügung gestellten Spannung gespeist wird, wobei dem steuerbaren Halbleiterschalter ein pulsweitenmoduliertes Ansteuersignal mit einem Pulsweitenmodulationsverhältnis zugeführt wird, das vom dem Wert der erfassten Spannung abhängig ist, insbesondere wobei das Pulsweitenmodulationsverhältnis gemäß (1 / U) * (P * R) L 1 bestimmt ist. Von Vorteil ist dabei, dass abhängig von der Spannung das
Pulsweitenmodulationsverhältnis verändert wird, insbesondere bei absinkender Spannung vergrößert wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der steuerbare Halbeliterschalter dauerhaft geschlossen, wenn die Spannung U einen Schwellwert unterschreitet, insbesondere wobei der Schwellwert (P * R) L 14 ist. Somit ist ein besonders schnelles Tiefentladen ermöglicht, wenn die maximal dem Widerstand zuführbare Leistung im zulässigen Bereich ist. Eine
Pulsweitenmodulation wird dann also vermieden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das System einen netzgespeisten Gleichrichter umfassendes Versorgungsmodul auf, dessen gleichspannungsseitiger Anschluss mit dem gleichspannungsseitigen Anschluss eines Wechselrichters verbunden ist und mit dem ersten Anschluss eines DC/DC-Wandlers, wobei der zweite Anschluss des DC/DC-Wandlers mit dem die Spannung U bereitstellenden Anschluss des Energiespeichers verbunden ist, wobei am wechselspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters ein Elektromotor, insbesondere Drehstrommotor, angeschlossen ist. Von Vorteil ist dabei, dass das System einen Energiespeicher aufweist, welcher generatorisch erzeugte Energie des Elektromotors abpuffert und somit bei motorischer Leistungsentnahme aus dem Zwischenkreis den
Leistungsbezug aus dem Wechselspannungsversorgungsnetz klein hält.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen dem gleichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters und dem gleichspannungsseitigen Anschluss des Versorgungsmoduls ein DC/DC-Steller angeordnet ist, welcher den Leistungsfluss vom .Gleichrichter zur aus Widerstand R und steuerbarem Halbeliterschalter gebildeten Reihenschaltung stoppt während des Entladens des
Energiespeichers, insbesondere so dass auf demjenigen Leistungsmodul, auf welchem die Dioden des
Gleichrichters und den steuerbaren Halbeliterschalter integriert angeordnet sind, beim Entladen Wärme erzeugt wird durch entweder den steuerbaren Halbleiterschalter oder alternativ durch die Dioden des Gleichrichters. Von Vorteil ist dabei, dass der Leistungsfluss vom Wechselspannungsversorgungnetz zum Zwischenkreis hin unterbrechbar ist. Dies ist insbesondere beim Entladen wichtig.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Wechselrichter ein Leistungsmodul auf, an welchem in Halbbrücken angeordnete steuerbare Halbleiterschalter angeordnet sind. Von Vorteil ist dabei, dass die steuerbaren Halbeliterschalter als Leistungsschalter ausführbar sind und trotzdem baulich integriert, also auf einem gemeinsamen Träger, anordenbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Leistung P kleiner ist als die maximal vom Elektromotor über den Wechselrichter zum gleichspannungsseitigen Anschluss des
Wechselrichters im generatorischen Betrieb des Elektromotors rückspeisbare Leistung. Von Vorteil ist dabei, dass mittels des Enegiespeicher zwar eine dauerhaft konstante Leistung abführbar ist, aber die bei generatorischer Betriebsart überschüssige Energie im Energiespeicher gespeichert werden muss.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Pulsweitenmodulationsfrequenz des
Ansteuersignals während des Zuführens der Leistung P, insbesondere während der
Zeitspanne T, verändert, insbesondere als Pulsweitenmodulationsfrequenz zeitlich nacheinander unterschiedliche insbesondere diskrete Werte verwendet werden. Von Vorteil ist dabei, dass die
Geräuschemission verringerbar ist oder zumindest kein monofrequenter Ton hörbar ist, sondern die Schallenergie auf verschiedene Frequenzen aufteilbar ist. Der Klangeindruck wird somit akzeptabler.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der durch den Widerstand R fließende Strom I erfasst, wobei aus der zeitlich gemittelten, über den Brems-Chopper bereitgestellten Spannung und dem zeitlich gemittelten, Strom der aktuelle Widerstandswert des Bremswiderstands bestimmt wird, insbesondere gemäß U / 1, und unter Berücksichtigung einer Kennlinie, welche die Temperaturabhängigkeit des
Bremswiderstands darstellt, die aktuelle Temperatur T des jeweiligen Bremswiderstands bestimmt wird. Von Vorteil ist dabei, dass die Temperatur aus der bestimmten Spannung und dem bestimmten Strom bestimmbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird überwacht, ob die bestimmte Temperatur T des Bremswiderstands einen Schwellwert übersteigt, insbesondere wobei nach Überschreiten eine Notabschaltung des Brems-Choppers ausgeführt wird. Von Vorteil ist dabei, dass eine Zerstörung des Bremswiderstands vermeidbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die bestimmte Temperatur auf eine Solltemperatur hingeregelt, indem die Leistung P als Stellwert eines Reglers, insbesondere PI-Reglers, entsprechend gestellt wird. Von Vorteil ist dabei, dass auch bei veränderter Umgebungstemperatur maximale Leistung vom Energiespeicher an die Umgebung abführbar ist.
Wichtige Merkmale des Systems nach Anspruch 9 sind, dass das System ein
Versorgungsmodul, einen Wechselrichter, einen Energiespeicher und ein Netzteil aufweist, wobei das Versorgungsmodul einen DC/DC-Wandler aufweist, dessen erster Anschluss von einem Gleichrichter des Versorgungsmoduls speisbar ist,
wobei der wechselspannungsseitige Anschluss des Gleichrichters von einem
Wechselspannungsversorgungnetz speisbar ist, wobei das Netzteil einen DC/DC-Steller aufweist, der eine Kleinspannung, insbesondere 24 Volt, dem Versorgungsmodul und dem Wechselrichter bereitstellt, wobei der DC/DC-Steller des Netzteils aus einem Gleichrichter des Netzteils versorgbar ist, der von dem Wechselspannungsversorgungnetz speisbar ist, und vom ersten Anschluss des DC/DC-Wandlers des Versorgungsmoduls, wobei der DC/DC-Wandler derart eingerichtet ist, dass in einem ersten Betriebszustand, insbesondere und bei betriebsbereitem
Wechselspannungsversorgungsnetz, der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss eine erste Spannung bereitstellt, insbesondere indem der DC/DC-Wandler dabei in einer ersten Richtung, insbesondere vorwärts, arbeitet, und in einem zweiten Betriebszustand, insbesondere bei erkanntem Netzausfall, also Ausfall des Wechselspannungsversorgungsnetzes, der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss eine zweite Spannung bereitstellt, insbesondere indem der DC/DC- Wandler dabei entgegengesetzt zur ersten Richtung, insbesondere rückwärts, arbeitet, wobei die erste Spannung größer als eine Mindestspannung, insbesondere 400 Volt, ist, wobei die zweite Spannung kleiner als die eine Mindestspannung ist, insbesondere wobei der Wechselrichter derart eingerichtet ist, dass er abgeschaltet ist, wenn die an seinem gleichspannungsseitigen Anschluss anliegende Spannung kleiner als die Mindestspannung ist.
Von Vorteil ist dabei, dass die Kleinspannung beim Netzausfall möglichst lange noch bereitstellbar ist. Hierzu weist das Versorgungsmodul einen bidirektional betreibbaren DC/DC Wandler auf. In der ersten Richtung fließt Leistung vom Versorgungsnetz über den
Gleichrichter des Versorgungsmoduls und den DC/DC-Wandler in den Zwischenkreis in der zweiten Betriebsart, also umgekehrten Richtung, fließt Leistung vom Energiespeicher über den DC/DC-Wandler und den zweiten Gleichrichter zum DC/DC-Steller des Netzteils, der die Kleinspannung bereitstellt. Somit ist eine möglichst lange und sichere Betriebsweise der Überwachungs- und Signalelektronik ausführbar.
Wichtige Merkmale des Systems nach Anspruch 10 sind, dass das System ein
Versorgungsmodul, einen Wechselrichter, einen Energiespeicher und ein Netzteil aufweist, wobei der gleichspannungsseitige Anschluss des einen Gleichrichter aufweisenden
Versorgungsmoduls elektrisch parallel geschaltet ist zum gleichspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters und zum Energiespeicher, wobei der wechselspannungsseitige Anschluss des Gleichrichters von einem
Wechselspannungsversorgungnetz gespeist ist, wobei der gleichspannungsseitige Anschluss des Gleichrichters des Versorgungsmoduls mit dem ersten Anschluss eines DC/DC-Wandlers des Versorgungsmoduls verbunden ist, wobei der zweite Anschluss des DC/DC-Wandlers der gleichspannungsseitige Anschluss des
Versorgungsmoduls ist, wobei von einem ersten gleichspannungsseitigen Anschluss des Netzteils eine Kleinspannung, insbesondere 24 Volt, dem Versorgungsmodul und dem Wechselrichter bereitgestellt wird, wobei ein wechselspannungsseitiger Anschluss des Netzteils vom
Wechselspannungsversorgungsnetz gespeist ist, insbesondere wobei ein
wechselspannungsseitiger Anschluss des ersten Gleichrichters des Netzteils vom
Wechselspannungsversorgungsnetz gespeist ist und der gleichspannungsseitige Anschluss des Gleichrichters den ersten Anschluss des DC/DC-Stellers des Netzteils speist, wobei ein zweiter gleichspannungsseitiger Anschluss des Netzteils parallel zum
gleichspannungsseitigen Anschluss des Versorgungsmoduls geschaltet ist, insbesondere also die am Energiespeicher anliegende Spannung am zweiten gleichspannungsseitigen Anschluss des Netzteils anliegt und über einen dritten Gleichrichter dem ersten Anschluss des DC/DC- Stellers zugeführt wird, wobei ein dritter gleichspannungsseitiger Anschluss des Netzteils aus dem
geichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters des Versorgungsmoduls gespeist ist, insbesondere also der erste Anschluss des DC/DC-Stellers des Netzteils aus dem ersten Anschluss des DC/DC-Wandlers über einen zweiten Gleichrichter des Netzteils gespeist ist, insbesondere also der dritte Anschluss des Netzteils parallel zum ersten Anschluss des DC/DC-Wandlers des Versorgungsmoduls geschaltet ist, wobei der DC/DC-Wandler des Versorgungsmoduls derart betrieben wird, dass in einem ersten Betriebszustand, insbesondere und bei betriebsbereitem
Wechselspannungsversorgungsnetz, der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss eine erste Spannung bereitstellt, insbesondere wobei der DC/DC-Wandler dabei in einer ersten Richtung, insbesondere vorwärts, arbeitet, und in einem zweiten Betriebszustand, insbesondere bei erkanntem Netzausfall, also Ausfall des Wechselspannungsversorgungsnetzes, der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss eine zweite Spannung bereitstellt, insbesondere wobei der DC/DC- Wandler dabei entgegengesetzt zur ersten Richtung, insbesondere rückwärts, arbeitet, wobei die erste Spannung größer als eine Mindestspannung, insbesondere 400 Volt, ist, wobei die zweite Spannung kleiner als die eine Mindestspannung ist, wobei der Wechselrichter abgeschaltet wird, wenn die an seinem gleichspannungsseitigen Anschluss anliegende Spannung kleiner als die Mindestspannung ist.
Von Vorteil ist dabei, dass die Kleinspannung beim Netzausfall möglichst lange noch bereitstellbar ist. Hierzu weist das Versorgungsmodul einen bidirektional betreibbaren DC/DC Wandler auf. In der ersten Richtung fließt Leistung vom Versorgungsnetz über den
Gleichrichter des Versorgungsmoduls und den DC/DC-Wandler in den Zwischenkreis in der zweiten Betriebsart, also umgekehrten Richtung, fließt Leistung vom Energiespeicher über den DC/DC-Wandler und den zweiten Gleichrichter zum DC/DC-Steller des Netzteils, der die Kleinspannung bereitstellt. Somit ist eine möglichst lange und sichere Betriebsweise der Überwachungs- und Signalelektronik ausführbar. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der gleichspannungsseitige Anschluss des einen Gleichrichter aufweisenden Versorgungsmoduls elektrisch parallel geschaltet zum
gleichspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters und zum ersten Anschluss des DC/DC-Wandlers, an dessen zweiten Anschluss der Energiespeicher angeschlossen ist, wobei der wechselspannungsseitige Anschluss des Gleichrichters von einem
Wechselspannungsversorgungnetz gespeist ist, wobei von einem ersten gleichspannungsseitigen Anschluss des Netzteils eine Kleinspannung, insbesondere 24 Volt, dem Versorgungsmodul, dem DC/DC-Wandler und dem Wechselrichter zugeführt wird, wobei ein wechselspannungsseitiger Anschluss des Netzteils vom
Wechselspannungsversorgungsnetz gespeist ist, wobei ein zweiter gleichspannungsseitiger Anschluss des Netzteils parallel zum
gleichspannungsseitigen Anschluss des Versorgungsmoduls geschaltet ist, insbesondere so, dass das Netzteil aus dem Wechselspannungsversorgungsnetz und/oder über den DC/DC- Wandler aus dem Energiespeicher versorgbar ist, wobei der DC/DC-Wandler derart geeignet ausgeführt ist, dass der DC/DC-Wandler in einem ersten Betriebszustand, insbesondere und bei betriebsbereitem Wechselspannungsversorgungsnetz, an seinem ersten Anschluss eine erste Spannung bereitstellt, und der DC/DC-Wandler in einem zweiten Betriebszustand, insbesondere und bei erkanntem Netzausfall, also Ausfall des Wechselspannungsversorgungsnetzes, an seinem ersten Anschluss eine zweite Spannung bereitstellt, wobei die erste Spannung größer als eine Mindestspannung, insbesondere 400 Volt, ist, wobei die zweite Spannung kleiner als die eine Mindestspannung ist, insbesondere wobei der Wechselrichter derart geeignet ausgeführt ist, dass der Wechselrichter abgeschaltet wird, wenn die an seinem gleichspannungsseitigen Anschluss anliegende Spannung kleiner als die Mindestspannung ist.
Von Vorteil ist dabei, dass das Netzteil nach dem Netzausfall noch möglichst lange Zeit die Kleinspannung zur Verfügung stellt und somit die vom Netzteil versorgten
Signalelektronikbereiche der Module betriebsbereit haltbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind Sensoren zur Netzausfallerkennung im
Versorgungsmodul angeordnet sind. Von Vorteil ist dabei, dass die Information über den Netzausfall direkt am Wechselspannungsversorgungsnetz erkennbar ist und mittel
Datenbusverbindung an die zum Datenaustausch verbundenen Busteilnehmer weitermeldbar ist, insbesondere auch an den DC/DC-Wandler, der dann abhängig von der Information den Betriebszustand einstellt. Hierbei ist also wichtig, dass die Messtechnik zur Erkennung des Netzausfalls in einem anderen Gerät angeordnet ist als in dem DC/DC-Wandler. Diese Messtechnik wird ansonsten für die Funktion und Betriebsweise des Versorgungsmoduls benötigt, da dieses einen am gleichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters des Versorgungsmoduls angeordneten DC/DC-Steller aufweist, so dass der Leistungsfluss vom Gleichrichter in den Zwischenkreis steuerbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das System ein einen netzgespeisten Gleichrichter umfassendes Versorgungsmodul auf, dessen gleichspannungsseitiger Anschluss mit dem gleichspannungsseitigen Anschluss eines Wechselrichters des Systems verbunden ist und mit dem ersten gleichspannungsseitigen Anschluss eines DC/DC-Wandlers des Systems, wobei der zweite gleichspannungsseitige Anschluss des DC/DC-Wandlers mit dem
Energiespeicher, insbesondere Akkumulatoranordnung und/oder
Doppelschichtkondensatoranordnung und/oder Ultracap-Anordnung, verbunden ist, wobei am wechselspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters ein Elektromotor, insbesondere Drehstrommotor, angeschlossen ist. Von Vorteil ist dabei, dass für
Transportzwecke oder Wartungszwecke der Energiespeicher entladbar ist. Dieses Entladen ist schnell ausführbar, weil ein sehr niedriger Ohm’scher Widerstandswert verwendbar ist. Denn mittels Erfassung der an der Reihenschaltung anliegenden Spannung ist durch eine entsprechend geeignete Pulsweitenmodulation eine konstante Leistung an den Widerstand abführbar und auch bei tiefen Spannungen eine schnelle Entladung ausführbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen dem gleichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters und dem gleichspannungsseitigen Anschluss des Versorgungsmoduls ein DC/DC-Steller angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass der Leistungsfluss vom Gleichrichter zum Zwischenkreis hin beeinflussbar ist, insbesondere abschaltbar. Außerdem ist das am gleichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters vorhandene Spannungsniveau unterschiedlich vom Zwischenkreisniveau, also vom Niveau der Spannung am
gleichspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters oder des Versorgungsmoduls.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein mit dem Bremswiderstand in Reihe geschalteter steuerbarer Halbleiterschalter im Gehäuse des DC/DC-Wandlers angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass der steuerbare Halbleiterschalter integriert mit der sonstigen Elektronik des DC/DC-Wandlers ausführbar ist und mit diesem dann auch entwärmbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein mit dem Bremswiderstand in Reihe geschalteter steuerbarer Halbleiterschalter auf einem Leistungsmodul integriert, welches in Halbbrücken angeordnete Dioden und/oder steuerbare Halbleiterschalter aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass der Gleichrichter mit dem steuerbaren Halbleiterschalter integriert und zusammen entwärmbar ausgeführt ist. Da jedoch beim Entladen des Energiespeichers mittels des Widerstands, insbesondere Bremswiderstands, der Leistungsfluss vom Gleichrichter zum Zwischenkreis hin mittels des Wandler gestoppt, insbesondere aufgetrennt ist, treten die Verlustleistungen der Dioden des Gleichrichters und die Verlustleistung des steuerbaren Halbleiterschalters nur alternativ auf.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Leistungsmodul im Gehäuse des Wechselrichters oder des Versorgungsmoduls angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass der steuerbare
Halbleiterschalter integriert im Leistungsmodul anordenbar ist und somit die Entwärmung des steuerbaren Leistungsmoduls mit der Entwärmung des Leistungsmoduls ausführbar ist, insbesondere mittels eines Kühlkörpers, welcher die Verlustwärme der in Halbbrücken angeordneten steuerbaren Halbleiterschalter des Wechselrichters und den dem Widerstand zugeordneten, steuerbaren Halbleiterschalter an die Umgebung abführt. Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen
Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
In der Figur 1 ist ein erstes erfindungsgemäßes System schematisch dargestellt.
In der Figur 2 ist ein zweites erfindungsgemäßes System schematisch dargestellt.
In der Figur 3 ist ein drittes erfindungsgemäßes System schematisch dargestellt.
Wie in der Figur 1 gezeigt, stellt ein von einem Wechselspannungsversorgungsnetz 8 gespeistes Versorgungsmodul 1 an seinem gleichspannungsseitigen Anschluss eine unipolare Spannung zur Verfügung.
Hierzu weist das Versorgungsmodul einen vom Wechselspannungsversorgungsnetz 8 gespeisten ersten Gleichrichter 3 auf, an dessen gleichspannungsseitigem Anschluss ein DC/DC-Wandler 4 mit seinem ersten Anschluss angeordnet ist. Der zweite Anschluss des DC/DC-Wandlers 4 ist am gleichspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters 2 angeschlossen.
Der DC/DC-Wandler 4 setzt also im Normalbetrieb die am geichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters 3 bereit gestellte Spannung hoch auf einen ersten Wert, also den am Energiespeicher gewünschten Sollwert.
Elektrisch parallel zu dem gleichspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters 2 ist der zweite Anschluss des DC/DC-Wandlers 4 angeordnet.
Außerdem ist auch der Energiespeicher elektrisch parallel am geichspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters 2 angeschlossen.
Ein Elektromotor, insbesondere Drehstrommotor, ist am wechselspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters 2 angeschlossen und somit drehzahlgeregelt betreibbar.
Ein Signalelektronikbereich des Versorgungsmoduls 1 und ein Signalelektronikbereich des Wechselrichters 2 sowie ein Signalelektronikbereich einer übergeordneten Steuerung 10 sind aus einem Netzteil 9 mit einer Kleinspannung, insbesondere 24 Volt, versorgt. Diese Kleinspannung wird von einem zweiten Anschluss eines DC/DC-Stellers eines Netzteils 9 zur Verfügung gestellt.
Der erste Anschluss des DC/DC-Stellers 13 wird aus dem geichspannungsseitigen Anschluss eines Gleichrichters 7 des Netzteils 9 gespeist, wobei der Gleichrichter 7 aus dem
Wechselspannungsversorgungsnetz 8 gespeist ist.
Aber auch ein zweiter Gleichrichter 11 des Netzteils 9, welcher vom gleichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters 3 des Versorgungsmoduls 1 speisbar ist, ist mit dem ersten Anschluss des DC/DC-Stellers 13 verbunden.
Der zweite Gleichrichter 11 muss nicht als Brückengleichrichter ausgeführt werden, sondern ist auch mit einer einzigen Diode ausführbar.
Ebenso ist auch ein dritter Gleichrichter 12 des Netzteils 9, welcher vom
gleichspannungsseitigen Anschluss des Versorgungsmoduls 1 beziehungsweise vom gleichspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters 2 speisbar ist, mit dem ersten Anschluss des DC/DC-Stellers 13 verbunden.
Somit ist die vom DC/DC-Steller 13 zur Verfügung gestellte Kleinspannung aus den an den drei Anschlüssen des Netzteils 9 anliegenden Spannungen herstellbar.
Der dritte Gleichrichter 12 muss nicht als Brückengleichrichter ausgeführt werden, sondern ist auch mit einer einzigen Diode ausführbar.
Der DC/DC-Steller 13 ist eingangsseitig, also an seinem ersten Anschluss weitspannig betreibbar. Somit wird also die Kleinspannung von ihm zur Verfügung stellbar, wenn an seinem ersten Anschluss eine Spannung anliegt, die zwischen einem unteren und einem oberen Schwellwert liegt.
Beispielsweise beträgt der untere Schwellwert 150 Volt und der obere Schwellwert 800 Volt.
Der Wechselrichter 2 wird unterhalb einer Mindestspannung, insbesondere beispielhaft 400 Volt, abgeschaltet. Wenn also das Wechselspannungsversorgungsnetz 8 ausfällt, liegt am Energiespeicher 6 noch eine Spannung an, die höher ist als die Mindestspannung.
Da der Energiespeicher 6 eine große Kapazität aufweist, ist mit der anfänglich vorhandenen Energiemenge noch ein sicheres Anhalten des Elektromotors ausführbar.
Solange noch die am Energiespeicher 6 anliegende Spannung oberhalb der Mindestspannung ist, wird bei Netzausfall die Kleinspannung vom über den dritten Gleichrichter 12 direkt aus dem Energiespeicher gespeisten DC/DC-Steller 13 bereitgestellt.
Während des Absinkens der Spannung am Energiespeicher 6 wird bei Unterschreiten des Mindestspannungswertes der Wechselrichter 2 abgeschaltet.
Sobald die am Energiespeicher 6 anliegende Spannung zu tief absinkt, beispielsweise unter den unteren Schwellwert, wird der DC/DC-Wandler 4 rückwärts betrieben und dabei die am Energiespeicher 6 anliegende Spannung hochgesetzt auf den unteren Schwellwert, so dass der DC/DC-Steller 13 des Netzteils 9 über den Gleichrichter 11 die vom DC/DC-Wandler 4 hochgesetzte Spannung zur Verfügung hat, um weiterhin die Kleinspannung zur Verfügung zu stellen.
Somit ist die Kleinspannung auch bereitstellbar, wenn die Spannung am Energiespeicher sehr kleine Werte erreicht, insbesondere auch kleinere Werte als der Betrag der Kleinspannung selbst.
Die Signalelektronikbereiche sind also lange Zeit betriebsbereit haltbar.
Wie in dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 gezeigt, ist im Unterschied zu dem
Ausführungsbeispiel nach Figur 1 der Energiespeicher über einen DC/DC-Wandler 5 mit dem gleichspannungsseitigen Anschluss des Versorgungsmoduls 1 und dem
gleichspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters 2 verbunden.
Somit wird in der Ausführung nach Figur 2 mittels des DC/DC-Wandlers 5 im Normalbetrieb die Sollspannung, also zweite Spannung dem Wechselrichter 2 bereitgestellt. Bei durch am Versorgungsmodul 1 angeordneten Sensoren mit Auswerteeinheit erkanntem Netzausfall wird jedoch der Wechselrichter 2 in den sicheren Zustand gebracht und abgeschaltet. Danach wird vom DC/DC-Wandler 5 nur noch der untere Schwellwert bereitgestellt, so dass der über den Gleichrichter 12 versorgte DC/DC-Steller 13 die
Kleinspannung möglichst lange bereitstellt, bis der Energiespeicher 6 keine verfügbare Energiemenge mehr bereitstellt.
Der DC/DC Wandler 4 ist dabei nur in einer Richtung betreibbar, also als DC/DC-Steller ausführbar. Denn über den Gleichrichter 3 des Versorgungsmoduls 1 ist keine Rückspeisung ins Wechselspannungsversorgungsnetz 8 möglich. Der DC/DC-Wandler 4 muss also nur zum Steuern des unidirektionalen Leistungsflusses vom Gleichrichter 3 zum Energiespeicher 6 hin betrieben werden.
Wie in Figur 3 gezeigt, ist der DC/DC-Wandler 4 auch entfernbar. Somit wird aus dem Wechselspannungsversorgungsnetz 8 nur dann über den Gleichrichter 3 am
gleichspannungsseitigen Anschluss des Versorgungsmoduls 1 eine elektrische Leistung herausgeleitet, wenn die dortige Spannung kleiner ist als die am Gleichrichter 3 durch Gleichrichtung bereitstellbare Spannung. Im generatorischen Betrieb des Elektromotors wird also der Energiespeicher über den rückwärtig betriebenen DC/DC-Wandler 5 aufgeladen, wie auch bei den Ausführungen nach Figur 1 und Figur 2.
Im motorischen Betrieb stellt der DC/DC-Wandler 5 abhängig vom Energiemanagement des Systems eine erste Spannung zur Verfügung.
Wenn jedoch ein Netzausfall detektiert wird, wird nach Erreichen des sicheren Zustands des Elektromotors der Wechselrichter 2 abgeschaltet und dann nur noch eine dem unteren Schwellwert entsprechende Spannung vom DC /DC-Wandler 5 bereitgestellt, solange der Energiespeicher 6 noch genügend Energie aufweist.
Somit ist dann bei Netzausfall der DC/DC-Steller 13 des Netzteils 9 möglichst lange noch versorgbar über den Gleichrichter 12. Bei den Ausführungsbeispielen nach Figur 1 bis Figur 3 ist an dem gleichspannungsseitigen Anschluss des Versorgungsmoduls 1 der gleichspannungsseitige Anschluss eines
Wechselrichters 2 angeschlossen, wobei am wechselspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters 2 vom Wechselrichter 2 eine Drehspannung einem Elektromotor,
insbesondere Wechselstrommotor, insbesondere Drehstrommotor, zur Verfügung gestellt wird.
Der Wechselrichter wird von einer Steuerelektronik angesteuert. Insbesondere erzeugt die Steuerelektronik pulsweitemodulierte Ansteuersignale für die steuerbaren Halbleiterschalter des Wechselrichters, welche in parallel zueinander geschalteten Halbbrücken angeordnet sind, wobei diese Parallelschaltung von Halbbrücken aus der unipolaren Spannung speisbar ist.
Baulich sind diese Halbleiterschalter, insbesondere also sechs steuerbare Halbleiterschalter auf einem Modul integriert, auf welchem auch ein weiterer steuerbarer Halbleiterschalter integriert ist, der als Brems-Chopper bezeichenbar ist.
Der Brems-Chopper ist mit einem Widerstand, der als Bremswiderstand bezeichenbar ist, in Reihe geschaltet, wobei diese Reihenschaltung ebenfalls aus der unipolaren Spannung speisbar ist.
Wie in Figur 2 dargestellt, ist an dem gleichspannungsseitigen Anschluss des
Versorgungsmoduls 1 auch der Anschluss des DC/DC-Wandlers 5 angeschlossen, so dass dieser DC/DC-Wandler 5 parallel zum Wechselrichter 2 geschaltet ist.
Am anderen Anschluss des DC/DC-Wandlers 5 ist der Energiespeicher 6 angeschlossen.
Somit ermöglicht der DC/DC-Wandler 5 einen Leistungsfluss vom Energiespeicher 6 zum die unipolare Spannung aufweisenden Zwischenkreis oder umgekehrt, auch wenn der Betrag der unipolaren Spannung sehr unterschiedlich ist zum Betrag der am Energiespeicher 6 anliegenden Spannung ist. Der Energiespeicher 6 ist als Elektrolytkondensatoranordnung, als
Doppelschichtkondensatoranordnung und/oder vorzugsweise als Akkumulatoranordnung ausführbar.
Das Versorgungsmodul 1 ist als netzgespeister Gleichrichter 3 ausführbar. Dabei ist gemäß Figur 2 aber zwischen dem netzgespeisten Gleichrichter und dem gleichspannungsseitigen Anschluss des Versorgungsmoduls 1 ein DC/DC-Steller 4 angeordnet, so dass der
Leistungsfluss vom Wechselspannungsversorgungsnetz 8 in den Zwischenkreis hinein steuerbar ist.
Der Gleichrichter 3 weist vorzugsweise wiederum ein Modul auf, auf dem die Dioden des Gleichrichters integriert angeordnet sind und auf dem zusätzlich ein weiterer steuerbarer Halbleiterschalter integriert ist, der als Brems-Chopper bezeichenbar ist.
Der Brems-Chopper ist mit einem weiteren Widerstand, der als Bremswiderstand
bezeichenbar ist, in Reihe geschaltet, wobei diese Reihenschaltung ebenfalls aus dem gleichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters 3 speisbar ist.
Der DC/DC-Wandler 5 umfasst ebenfalls einen weiteren steuerbaren Halbleiterschalter integriert ist, der als Brems-Chopper bezeichenbar ist.
Dieser Brems-Chopper ist mit einem weiteren Widerstand, der als Bremswiderstand bezeichenbar ist, in Reihe geschaltet, wobei diese Reihenschaltung ebenfalls aus dem gleichspannungsseitigen Anschluss des Versorgungsmoduls 1 oder aus der am
Energiespeicher 6 anliegenden Spannung speisbar ist.
Somit sind mehrere Brems-Chopper im System vorsehbar.
Erfindungsgemäß wird die Sicherheit des Systems erhöht, indem eine Entladung des Energiespeichers kontrolliert ausführbar wird.
Dies ist nicht nur bei Transport des Energiespeichers 6 wichtig, sondern auch bei Wartungen am System, wenn der Energiespeicher entladen werden soll. Außerdem ist ein Entladen auch bei speziellen Sorten von Energiespeichern wichtig, wenn ein Memory-Effekt verhindert werden soll. Beispielsweise werden NiCd-Akkumulatoren zeitlich regelmäßig entladen.
Das Entladen erfolgt derart, dass der Brems-Chopper des jeweiligen Bremswiderstands abhängig von der unipolaren Spannung oder von der an der aus dem Bremswiderstand und dem zugehörigen Brems-Chopper gebildeten Reihenschaltung anliegenden Spannung U derart angesteuert wird, dass dem jeweiligen Bremswiederstand R eine konstante Leistung dauerhaft zugeführt wird.
Diese dauerhaft bis zur praktisch vollständigen Entladung des Energiespeichers dem jeweiligen Bremswiderstand zugeführte elektrische Leistung P ist möglichst hoch vorgegeben. Vorzugsweise gleicht sie also der Nennleistung des Bremswiderstands R.
Hierzu wird die Spannung U erfasst und der jeweilige Brems-Chopper vorzugsweise mit einem Pulsweitenmodulationsverhältnis (1 / U) * (P * R) L 1 angesteuert. Auf diese Weise bleibt die dem jeweiligen Bremswiderstand zugeführte Leistung auch bei absinkender Spannung U konstant.
Insbesondere ist die Nennleistung, also auch die Leistung P, kleiner als die im generatorischen Betrieb des Elektromotors vom Elektromotor über den Wechselrichter 2 maximal
rückspeisbare Leistung.
Der Ohm’sche Widerstand des jeweiligen Bremswiderstandes R kann somit sehr klein gewählt werden und daher eine praktisch vollständige Entladung in kurzer Zeit erreicht werden.
Wenn die Spannung einen Schwellwert unterschreitet ist die Pulsweitenmodulation sogar ersetzbar durch ein dauerhaftes Schließen des steuerbaren Schalters. Auf diese Weise ist eine besonders schnelle Tiefentladung ermöglicht. Sobald dann die Spannung einen zweiten, noch kleineren Schwellwert unterschreitet, wird dann der Schalter wieder geöffnet, um die Akkumulatorzellen gegen Zerstörung zu schützen.
In der beschriebenen Weise ist also Energie aus dem Zwischenkreis über die
Bremswiderstände in Wärme umwandelbar. Wenn die aus dem Bremswiderstand und dem ihm zugeordneten Brems-Chopper gebildete Reihenschaltung direkt aus der am Energiespeicher anliegenden Spannung gespeist wird, ist ein tiefes Entladen des Energiespeichers in einfacher Weise ermöglicht, weil der DC/DC- Wandler 5 ohne Mindestspannung nicht arbeiten kann und somit unterhalb der
Mindestspannung keine Entladung durch die Bremswiderstände ausführbar ist. Denn die aus dem jeweiligen Brems-Chopper und dem Bremswiderstand gebildete Reihenschaltung ist nur indirekt über den DC/DC-Wandler 5 von dem Energiespeicher versorgt.
Bei Entladen des Energiespeichers 6 leitet das Versorgungsmodul 1 keine elektrische Leistung aus dem Wechselspannungsversorgungnetz zum Zwischenkreis durch.
Erfindungsgemäß ist das Netzteil 9 einerseits aus dem Wechselspannungsversorgungsnetz 8 versorgbar und andererseits aus dem Zwischenkreis versorgbar, also aus einer
Gleichspannung. Somit ist auch bei Netzausfall eine Versorgung noch weiterhin verfügbar, da vom Energiespeicher 6 über den DC/DC-Wandler 5 Energie noch zum Zwischenkreis zuführbar ist.
Somit ist vom Netzteil 9 innerhalb einer Zeitspanne nach Eintritt des Netzausfalls die
Kleinspannung, insbesondere 24 Volt, bereit stellbar. Die Zeitspanne ist allerdings begrenzt durch die Energie, welche im Speicher 6 vorhanden ist, und durch gegebenenfalls weitere am Zwischenkreis angeordnete Leistungssenken.
Mit der vom Netzteil 9 bereit gestellten Kleinspannung sind zumindest Teilbereiche, also Signalelektronik-Bereiche, von Komponenten des Systems versorgbar, wie beispielsweise ein Teilbereich der Signalelektronik des Versorgungsmoduls 1 , ein Teilbereich der Signalelektronik des DC/DC-Wandlers 5, ein Teilbereich der Signalelektronik 3 des Wechselrichters 2, die übergeordnete Steuerung 10 sowie weitere von der Kleinspannung speisbare Verbraucher.
Im Normalbetrieb liegt kein Netzausfall vor. Dann setzt der DC/DC-Wandler 5 die am
Energiespeicher 6 bereit gestellte Spannung auf die im Zwischenkreis benötigten erste Spannung, also Zwischenkreisnennspannung, herauf oder gegebenenfalls auch herunter. Diese erste Spannung ist größer als die Mindestspannung, insbesondere 400 Volt.
Unterhalb der Mindestspannung wird der Wechselrichter 2 abgeschaltet. Bei den Ausführungen nach Figur 1 bis 3 sind netzseitig am Versorgungsmodul 1 Sensoren angebracht, insbesondere Mittel zur Erfassung der Phasenspannungen des als
Drehspannungsnetz ausgeführten Wechselspannungsversorgungsnetzes. Die
Signalelektronik des Versorgungsmoduls 1 fungiert auch als Auswerteeinheit für die Signale dieser netzseitig am Versorgungsmodul 1 angeordneten Sensoren. Sobald ein Netzausfall erkannt wird, wird eine entsprechende Information über den Datenbus an die weiteren Busteilnehmer gemeldet, insbesondere also auch an den als Busteilnehmer ausgeführten DC/DC-Wandler 5.
Bei erkanntem Netzausfall stellt der DC/DC-Wandler 5 noch so lange die
Zwischenkreisnennspannung dem Zwischenkreis zur Verfügung, bis der Wechselrichter 2 in einem sicheren Zustand ist, insbesondere also der vom Wechselrichter 2 gespeiste
Elektromotor abgebremst ist.
Nach Erhalt der Information über das Erreichen des sicheren Zustands stellt der DC/DC- Wandler 5 nur eine zweite Spannung dem Zwischenkreis zur Verfügung, welche kleiner als die Mindestspannung ist, insbesondere aber höher ist als die kleinste Spannung, die das Netzteil 9 für seinen Betrieb benötigt. Beispielsweise beträgt die zweite Spannung mehr als 150 Volt oder auch nur geringfügig mehr als 24 Volt, so dass durch das Netzteil 24 Volt oder gerade noch 24 Volt zur Verfügung stellbar ist.
Vorzugsweise wird von einer Signalelektronik des DC/DC-Wandlers 5 aus dem vom DC/DC- Wandler 5 in den Zwischenkreis fließenden Strom und der am Zwischenkreis erfassten Spannung die vom System verbrauchte Leistung bestimmt und daraus unter Berücksichtigung der jeweils aktuell im Speicher 6 vorhandenen Ladeenergie die jeweilige Restlaufzeit bestimmt, wobei die Restlaufzeit diejenige Zeit ist, in welcher noch das Netzteil die zweite Spannung dem Zwischenkreis bereit zu stellen in der Lage ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 wird kein erster DC/DC-Wandler 4 vorgesehen, sondern der Energiespeicher 6 über den zweiten DC/DC-Wandler 5 direkt an den
Zwischenkreis angeschlossen. Dabei wird unterhalb der Mindestspannung, also bei abgeschaltetem Wechselrichter 2, die Restenergie des Energiespeichers 6 dem Netzteil 9 möglichst vollständig zur Verfügung gestellt, damit die Kleinspannung durch das Netzteil 9 möglichst lange bereitstellbar ist. Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird der durch den jeweiligen Bremswiderstand fließende Strom erfasst und aus der über den Brems-Chopper
bereitgestellten, zeitlich gemittelten Spannung sowie dem erfassten und zeitlich gemittelten Strom der aktuelle Widerstandswert des Bremswiderstands bestimmt und unter
Berücksichtigung einer Kennlinie, welche die Temperaturabhängigkeit des Bremswiderstands darstellt, die aktuelle Temperatur des jeweiligen Bremswiderstands bestimmt.
Somit ist einerseits überwachbar, ob die Temperatur des Bremswiderstands einen Schwellwert übersteigt und somit eine Notabschaltung des Brems-Choppers notwendig ist. Andererseits ist alternativ eine an die bestimmte Temperatur angepasste Leistung einstellbar. Dies bedeutet, dass die Leistung P der Temperatur nachgeführt wird. Somit ist eine Änderung der
Umgebungstemperatur oder eine Verschlechterung des vom Bremswiderstand an die
Umgebung wirkenden Wärmeübergangswiderstands berücksichtigbar.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird keine konstante
Pulsweitenmodulationsfrequenz verwendet, sondern die Pulsweitenmodulationsfrequenz wird zeitabschnittsweise oder kontinuierlich verändert. Auf diese Weise ist eine weniger störende Geräuschemission bewirkbar.
Bezugszeichenliste
I Versorgungsmodul
2 Wechselrichter
3 Gleichrichter
4 erster DC/DC-Wandler
5 zweiter DC/DC-Wandler
6 Energiespeicher
7 Gleichrichter
8 Wechselspannungsversorgungsnetz
9 zweiseitig versorgbares Netzteil
10 übergeordnete Steuerung
I I Gleichrichter
12 Gleichrichter
13 DC/DC-Steller

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Betreiben eines Systems mit einem Versorgungsmodul, einem
Wechselrichter, einem Energiespeicher und einem Netzteil, wobei das Versorgungsmodul einen DC/DC-Wandler (4) aufweist, dessen erster Anschluss von einem Gleichrichter des Versorgungsmoduls speisbar ist, wobei der wechselspannungsseitige Anschluss des Gleichrichters (3) von einem
Wechselspannungsversorgungnetz gespeist ist, wobei das Netzteil einen DC/DC-Steller aufweist, der eine Kleinspannung, insbesondere 24 Volt, dem Versorgungsmodul und dem Wechselrichter bereitstellt, wobei der DC/DC-Steller des Netzteils aus einem Gleichrichter des Netzteils versorgbar ist, der von dem Wechselspannungsversorgungnetz speisbar ist oder vom ersten Anschluss des DC/DC-Wandlers (4) des Versorgungsmoduls versorgbar ist, wobei der DC/DC-Wandler derart betrieben wird, dass in einem ersten Betriebszustand, insbesondere und bei betriebsbereitem
Wechselspannungsversorgungsnetz, der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss eine erste Spannung bereitstellt, indem der DC/DC-Wandler dabei in einer ersten Richtung, insbesondere vorwärts, arbeitet, und in einem zweiten Betriebszustand, insbesondere bei erkanntem Netzausfall, also Ausfall des Wechselspannungsversorgungsnetzes, der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss eine zweite Spannung bereitstellt, indem der DC/DC-Wandler dabei entgegengesetzt zur ersten Richtung, insbesondere rückwärts, arbeitet, wobei die erste Spannung größer als eine Mindestspannung, insbesondere 400 Volt, ist, wobei die zweite Spannung kleiner als die eine Mindestspannung ist, wobei der Wechselrichter abgeschaltet wird, wenn die an seinem gleichspannungsseitigen Anschluss anliegende Spannung kleiner als die Mindestspannung ist.
2. Verfahren zum Betreiben eines Systems mit einem Versorgungsmodul, einem Wechselrichter, einem Energiespeicher und einem Netzteil, wobei der gleichspannungsseitige Anschluss des einen Gleichrichter aufweisenden
Versorgungsmoduls elektrisch parallel geschaltet ist zum gleichspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters und zum Energiespeicher, wobei der wechselspannungsseitige Anschluss des Gleichrichters (3) von einem
Wechselspannungsversorgungnetz gespeist ist, wobei der gleichspannungsseitige Anschluss des Gleichrichters (3) des Versorgungsmoduls mit dem ersten Anschluss eines DC/DC-Wandlers (4) des Versorgungsmoduls (1) verbunden ist, wobei der zweite Anschluss des DC/DC-Wandlers (4) der gleichspannungsseitige
Anschluss des Versorgungsmoduls ist, wobei von einem ersten gleichspannungsseitigen Anschluss des Netzteils eine Kleinspannung, insbesondere 24 Volt, dem Versorgungsmodul und dem Wechselrichter zugeführt wird, wobei ein wechselspannungsseitiger Anschluss des Netzteils vom
Wechselspannungsversorgungsnetz gespeist ist, insbesondere wobei ein
wechselspannungsseitiger Anschluss des ersten Gleichrichters (7) des Netzteils vom
Wechselspannungsversorgungsnetz gespeist ist und der gleichspannungsseitige Anschluss des Gleichrichters (7) den ersten Anschluss des DC/DC-Stellers (13) des Netzteils (9) speist, wobei ein zweiter gleichspannungsseitiger Anschluss des Netzteils parallel zum
gleichspannungsseitigen Anschluss des Versorgungsmoduls geschaltet ist, insbesondere also die am Energiespeicher anliegende Spannung am zweiten gleichspannungsseitigen Anschluss des Netzteils anliegt und über einen dritten Gleichrichter (12) dem ersten Anschluss des DC/DC-Stellers (13) zugeführt wird, wobei ein dritter gleichspannungsseitiger Anschluss des Netzteils (9) aus dem
geichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters (3) des Versorgungsmoduls gespeist ist, insbesondere also aus dem ersten Anschluss des DC/DC-Wandlers (4) über einen zweiten Gleichrichter (11), gespeist ist, insbesondere also der dritte Anschluss des Netzteils parallel zum ersten Anschluss des DC/DC-Wandlers 4 des Versorgungsmoduls geschaltet ist, wobei der DC/DC-Wandler derart betrieben wird, dass in einem ersten Betriebszustand, insbesondere und bei betriebsbereitem
Wechselspannungsversorgungsnetz, der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss eine erste Spannung bereitstellt, insbesondere wobei der DC/DC-Wandler dabei in einer ersten Richtung, insbesondere vorwärts, arbeitet, und in einem zweiten Betriebszustand, insbesondere bei erkanntem Netzausfall, also Ausfall des Wechselspannungsversorgungsnetzes, der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss eine zweite Spannung bereit stellt, , insbesondere wobei der DC/DC- Wandler dabei entgegengesetzt zur ersten Richtung, insbesondere rückwärts, arbeitet, wobei die erste Spannung größer als eine Mindestspannung, insbesondere 400 Volt, ist, wobei die zweite Spannung kleiner als die eine Mindestspannung ist, wobei der Wechselrichter abgeschaltet wird, wenn die an seinem gleichspannungsseitigen Anschluss anliegende Spannung kleiner als die Mindestspannung ist.
3. Verfahren zum Betreiben eines Systems mit einem über einen DC/DC-Wandler aus einem Energiespeicher gestützten Gleichspannungszwischenkreis und einem aus einem
Wechselspannungsversorgungsnetz und aus dem Zwischenkreis versorgbaren Netzteil, das eine Kleinspannung, insbesondere 24 Volt, zur Verfügung stellt, dadurch gekennzeichnet, dass der DC/DC-Wandler derart betrieben wird, dass der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss in einem ersten Betriebszustand, insbesondere und bei betriebsbereitem Wechselspannungsversorgungsnetz, eine erste Spannung bereitstellt,
- wobei der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss in einem zweiten
Betriebszustand, insbesondere und bei erkanntem Netzausfall, also Ausfall des Wechselspannungsversorgungsnetzes, eine zweite Spannung bereitstellt, wobei die erste Spannung größer als eine Mindestspannung ist, wobei die zweite Spannung kleiner als die die Mindestspannung ist, insbesondere wobei ein aus dem ersten Anschluss des DC/DC-Wandler versorgter
Wechselrichter abgeschaltet wird, wenn die an diesem ersten Anschluss anliegende
Spannung kleiner als die Mindestspannung ist.
4. Verfahren zum Betreiben eines Systems mit einem Versorgungsmodul, einem Wechselrichter, einem DC/DC-Wandler, einem Energiespeicher und einem Netzteil, wobei der gleichspannungsseitige Anschluss des einen Gleichrichter aufweisenden
Versorgungsmoduls elektrisch parallel geschaltet ist zum gleichspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters und zum ersten Anschluss des DC/DC-Wandlers, an dessen zweiten Anschluss der Energiespeicher angeschlossen ist, wobei der wechselspannungsseitige Anschluss des Gleichrichters von einem
Wechselspannungsversorgungnetz gespeist ist, wobei von einem ersten gleichspannungsseitigen Anschluss des Netzteils eine Kleinspannung, insbesondere 24 Volt, dem Versorgungsmodul, dem DC/DC-Wandler und dem Wechselrichter zugeführt wird, wobei ein wechselspannungsseitiger Anschluss des Netzteils vom
Wechselspannungsversorgungsnetz gespeist ist, wobei ein zweiter gleichspannungsseitiger Anschluss des Netzteils parallel zum
gleichspannungsseitigen Anschluss des Versorgungsmoduls geschaltet ist, der DC/DC-Wandler derart geeignet ausgeführt ist, dass in einem ersten Betriebszustand, insbesondere und bei betriebsbereitem
Wechselspannungsversorgungsnetz, der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss eine erste Spannung bereitstellt, und in einem zweiten Betriebszustand, insbesondere und bei erkanntem Netzausfall, also Ausfall des Wechselspannungsversorgungsnetzes, der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss eine zweite Spannung bereitstellt, wobei die erste Spannung größer als eine Mindestspannung, insbesondere 400 Volt, ist, wobei die zweite Spannung kleiner als die eine Mindestspannung ist, wobei der Wechselrichter abgeschaltet wird, wenn die an seinem gleichspannungsseitigen Anschluss anliegende Spannung kleiner als die Mindestspannung ist.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
Sensoren zur Netzausfallerkennung im Versorgungsmodul angeordnet sind und das
Versorgungsmodul mit dem DC/DC-Wandler zum Datenaustausch verbunden ist.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Gleichrichter (7) des Netzteils als Brückengleichrichter ausgeführt ist, wobei der zweite Gleichrichter (11) als Einweggleichrichter ausgeführt ist, wobei der dritte Gleichrichter (12) als Einweggleichrichter ausgeführt ist.
7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
am wechselspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters ein Elektromotor, insbesondere Drehstrommotor, angeschlossen ist.
8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Wechselrichter ein Leistungsmodul aufweist, an welchem in Halbbrücken angeordnete steuerbare Halbleiterschalter angeordnet sind.
9. System, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der
vorangegangenen Ansprüche, wobei das System ein Versorgungsmodul, einen Wechselrichter, einen Energiespeicher und ein Netzteil aufweist, wobei das Versorgungsmodul einen DC/DC-Wandler (4) aufweist, dessen erster Anschluss von einem Gleichrichter des Versorgungsmoduls speisbar ist, wobei der wechselspannungsseitige Anschluss des Gleichrichters (3) von einem
Wechselspannungsversorgungnetz speisbar ist, wobei das Netzteil einen DC/DC-Steller aufweist, der eine Kleinspannung, insbesondere 24 Volt, dem Versorgungsmodul und dem Wechselrichter bereitstellt, wobei der DC/DC-Steller des Netzteils aus einem Gleichrichter des Netzteils versorgbar ist, der von dem Wechselspannungsversorgungnetz speisbar ist, und vom ersten Anschluss des DC/DC-Wandlers (4) des Versorgungsmoduls, wobei der DC/DC-Wandler derart eingerichtet ist, dass in einem ersten Betriebszustand, insbesondere und bei betriebsbereitem
Wechselspannungsversorgungsnetz, der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss eine erste Spannung bereitstellt, insbesondere indem der DC/DC-Wandler dabei in einer ersten Richtung, insbesondere vorwärts, arbeitet, und in einem zweiten Betriebszustand, insbesondere bei erkanntem Netzausfall, also Ausfall des Wechselspannungsversorgungsnetzes, der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss eine zweite Spannung bereitstellt, insbesondere indem der DC/DC- Wandler dabei entgegengesetzt zur ersten Richtung, insbesondere rückwärts, arbeitet, wobei die erste Spannung größer als eine Mindestspannung, insbesondere 400 Volt, ist, wobei die zweite Spannung kleiner als die eine Mindestspannung ist, insbesondere wobei der Wechselrichter derart eingerichtet ist, dass er abgeschaltet ist, wenn die an seinem gleichspannungsseitigen Anschluss anliegende Spannung kleiner als die Mindestspannung ist.
10. System, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das System ein Versorgungsmodul, einen Wechselrichter, einen Energiespeicher und ein Netzteil aufweist, wobei der gleichspannungsseitige Anschluss des einen Gleichrichter aufweisenden
Versorgungsmoduls elektrisch parallel geschaltet ist zum gleichspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters und zum Energiespeicher, wobei der wechselspannungsseitige Anschluss des Gleichrichters (3) von einem
Wechselspannungsversorgungnetz gespeist ist, wobei der gleichspannungsseitige Anschluss des Gleichrichters (3) des Versorgungsmoduls mit dem ersten Anschluss eines DC/DC-Wandlers (4) des Versorgungsmoduls (1) verbunden ist, wobei der zweite Anschluss des DC/DC-Wandlers (4) der gleichspannungsseitige
Anschluss des Versorgungsmoduls ist, wobei von einem ersten gleichspannungsseitigen Anschluss des Netzteils eine Kleinspannung, insbesondere 24 Volt, dem Versorgungsmodul und dem Wechselrichter bereitgestellt wird, wobei ein wechselspannungsseitiger Anschluss des Netzteils vom
Wechselspannungsversorgungsnetz gespeist ist, insbesondere wobei ein
wechselspannungsseitiger Anschluss des ersten Gleichrichters (7) des Netzteils vom
Wechselspannungsversorgungsnetz gespeist ist und der gleichspannungsseitige Anschluss des Gleichrichters (7) den ersten Anschluss des DC/DC-Stellers (13) des Netzteils (9) speist, wobei ein zweiter gleichspannungsseitiger Anschluss des Netzteils parallel zum
gleichspannungsseitigen Anschluss des Versorgungsmoduls geschaltet ist, insbesondere also die am Energiespeicher anliegende Spannung am zweiten gleichspannungsseitigen Anschluss des Netzteils anliegt und über einen dritten Gleichrichter (12) dem ersten Anschluss des DC/DC-Stellers (13) zugeführt wird, wobei ein dritter gleichspannungsseitiger Anschluss des Netzteils (9) aus dem
geichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters (3) des Versorgungsmoduls gespeist ist, insbesondere also der erste Anschluss des DC/DC-Stellers (13) des Netzteils (9) aus dem ersten Anschluss des DC/DC-Wandlers (4) über einen zweiten Gleichrichter (11) des Netzteils (9) gespeist ist, insbesondere also der dritte Anschluss des Netzteils parallel zum ersten Anschluss des DC/DC-Wandlers 4 des Versorgungsmoduls geschaltet ist, wobei der DC/DC-Wandler (13) des Versorgungsmoduls (1) derart betrieben wird, dass in einem ersten Betriebszustand, insbesondere und bei betriebsbereitem
Wechselspannungsversorgungsnetz, der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss eine erste Spannung bereitstellt, insbesondere wobei der DC/DC-Wandler dabei in einer ersten Richtung, insbesondere vorwärts, arbeitet, und in einem zweiten Betriebszustand, insbesondere bei erkanntem Netzausfall, also Ausfall des Wechselspannungsversorgungsnetzes, der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss eine zweite Spannung bereitstellt, insbesondere wobei der DC/DC- Wandler dabei entgegengesetzt zur ersten Richtung, insbesondere rückwärts, arbeitet, wobei die erste Spannung größer als eine Mindestspannung, insbesondere 400 Volt, ist, wobei die zweite Spannung kleiner als die eine Mindestspannung ist, wobei der Wechselrichter abgeschaltet wird, wenn die an seinem gleichspannungsseitigen Anschluss anliegende Spannung kleiner als die Mindestspannung ist.
11. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
Sensoren zur Netzausfallerkennung im Versorgungsmodul angeordnet sind und das
Versorgungsmodul mit dem DC/DC-Wandler zum Datenaustausch verbunden ist.
12. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zweite gleichspannungsseitige Anschluss des DC/DC-Wandlers mit dem Energiespeicher, insbesondere Akkumulatoranordnung und/oder Doppelschichtkondensatoranordnung und/oder Ultracap-Anordnung, verbunden ist, wobei am wechselspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters ein Elektromotor, insbesondere Drehstrommotor, angeschlossen ist.
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