AT528045A1

AT528045A1 - Schaltspannungsregler: Verfahren und Vorrichtung

Info

Publication number: AT528045A1
Application number: ATA50196/2024A
Authority: AT
Inventors: Erhartt Lutz
Original assignee: Erhartt Lutz
Priority date: 2024-03-06
Filing date: 2024-03-06
Publication date: 2025-09-15
Also published as: WO2025184684A8; WO2025184684A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines durch einen Wechselrichter (1) gespeisten Transformators (2) zur dynamischen Versorgung einer elektrischen Last (3), wobei der Wechselrichter (1) zur Wandlung einer Gleichspannung (U) in eine Wechselspannung (u1) eingerichtet ist und hierzu steuerbare Schaltelemente (Q1 bis Q4) aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a) Verbinden einer Sekundärseite (2‘‘) des Transformators (2) mit einer Last (3), b) Empfang eines zeitlichen Verlaufes einer Eingangsgröße (α), c) Ansteuern der Schaltelemente (Q1 bis Q4) des Wechselrichters (1) zur elektrischen Versorgung einer Primärseite (2‘) des Transformators (2) mit einer wechselweisen Abfolge von positiven und negativen Spannungspulsen (p), wobei die Ansteuerung der Schaltelemente (Q1 bis Q4) durch eine von der abgetasteten Eingangsgröße (αn) abgeleitete driftkompensierende Steuergröße (zk) festgelegt wird, wobei diese driftkompensierende Steuergröße (zk) anhand der folgenden Schritte berechnet wird: c1) Anwenden einer Maßnahme auf die abgetastete Eingangsgröße (αn) zur Sicherstellung der Einhaltung einer idealisierten maximalen Referenzmagnetisierung, c2) Erfassen einer Drift (D=W(mist)-W(m0)) der Magnetisierung, c3) Ausführen einer Umwandlungsvorschrift zur Reduktion einer gegebenenfalls im Schritt c2) festgestellten Drift (D) der Magnetisierung.

Description

SCHALTSPANNUNGSREGLER: VERFAHREN UND VORRICHTUNG

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass es eine Vielzahl an Manipulationsmaßnahmen der Ansteuerung von einem Wechselrichter gibt, die vorgesehen sind, das Auftreten von Sättigung in einem durch den Wechselrichter versorgten Transformator, der wiederum eine Last speist, zu verhindern. Zudem sind vielfältige Messmethoden bekannt, um einen Offset in der Transformatormagnetisierung festzustellen. Es ist bekannt, dass ein möglichst symmetrischer Betrieb eines Transformators wünschenswert ist, um die magnetische Ausnutzung des Transformators möglichst günstig zu gestalten und damit die Baugröße und die damit verbunden Kosten von Transformatoren möglichst gering zu halten. Eine weitere Möglichkeit, die erforderliche Größe von Transformatoren zu reduzieren, liegt darin, die Schaltfrequenzen des Wechselrichters zu erhöhen. Dadurch genügt eine geringere Induktivität des Transformators, um eine gleiche

Leistung zu übertragen, wie ein Transformator, der mit niedrigerer Frequenz betrieben wird.

Das Erhöhen der Schaltfrequenz ist daher eine beliebte Mafsnahme zur Reduktion der Baugröße und der Kosten von Transformatoren, die in Schaltspannungsreglern eingesetzt werden. Der Höhe der technisch möglichen Schaltfrequenz sind allerdings Grenzen gesetzt, die in der Regel durch die maximalen Schaltleistungen und Schaltfrequenzen der in den Wechselrichtern eingesetzten Bauteile bedingt sind. In der jüngsten Vergangenheit haben sich Entwicklungen ergeben, die eine deutliche Erhöhung der Schaltfrequenzen ermöglichen. Allerdings nimmt mit zunehmender Schaltfrequenz die Neigung zum Driften des Magnetisierungsstromes zu, insbesondere deshalb, weil technisch unvermeidbare

Ungenauigkeiten in den Schaltflanken der Schaltelemente eine immer größere Rolle spielen.

Anders ausgedrückt betrifft die Erfindung transformatorische Schaltspannungsregler, wobei die Regelung durch die Stellung der Pulsdauer der an den Transformator gelegten abwechselnd positiven und negativen Spannungsimpulse erfolgt. Das prinzipielle Sicherheitsproblem dabei ist die plötzliche Sättigung des Transformators, die ohne

Gegenmafsnahmen schon im stationären Betrieb auftreten kann.

Bekannte Gegenmafsnahmen erfassen einen Gleichanteil im Magnetisierungsstrom, dem in

einem inneren Regelkreis mittels Pulskorrektur entgegengewirkt wird. Durch die

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Pulskorrektur wird auf das Verhältnis der Dauern der positiven zu den negativen Impulsen der Primärspannung eingegriffen, weshalb die von einem äußeren Regelkreis vorgegebene Pulsbreite im schaltperiodischen Mittel nicht verändert wird. Aber die äußere Regelung soll keinen Gleichanteil in der Primärspannung erzeugen, weshalb mehrere tausend Schaltperioden benötigt werden, um auf eine neue Pulsbreite für einen geänderten Betriebszustand zu stellen. In der Regel war eine Überdimensionierung des Transformators erforderlich, um die äußere Stellung der Pulsbreite zu beschleunigen. Eine wesentliche Beschleunigung der Schaltfrequenzen ist mit der Einführung der WBG Transistoren entstanden, deren Schaltfrequenzen im Vergleich zu bisher eingesetzten Transistoren um den Faktor 100 höher liegen können, doch hat sich gerade dadurch das Problem der nur sehr langsam veränderlichen (mittleren) Pulsdauer verschärft. Es werden entsprechend große Energiespeicher benötigt, besonders um lastkurzschlussfest zu werden, und um bei dynamischen Lasten, was nur bis zu einem gewissen Grad möglich ist, die nur langsam

mögliche Pulsdauerstellung von außen auszugleichen.

Zusammengefasst kann zu dem Stand der Technik gesagt werden, dass bisher bekannten Mafsnahmen, die eine Eingangsgröße manipulieren, um eine Sättigung des Transformators zu vermeiden, waren entweder sehr langsam (d.h. sie verhindern einen dynamischen Betrieb), oder nur sehr begrenzt anwendbar (d.h. eingeschränkt auf Anwendungen mit FET-

und IGBT-Wechselrichter).

Die vorliegende Erfindung betrifft daher im Kontext eines dynamischen

Schaltspannungsreglers ein Verfahren sowie eine Vorrichtung.

Die vorliegende Erfindung sieht eine innovative Kombination zweier Mafsnahmen vor, nämlich die Kombination einer Prüf- und gegebenenfalls Manipulationsvorschrift gemäß Schritt c1) mit einer intervallweisen zeitlichen Überprüfung der Ist-Magnetisierung zur Erfassung einer Drift und Erhalt einer driftkompensierten Steuergröße (gemäß Schritt c3 in

Verbindung mit Schritt c2).

Die Erfindung erfüllt daher den Bedarf, die äußere Stellgeschwindigkeit von der langsamen inneren Stellgeschwindigkeit zu entkoppeln. Die Erfindung funktioniert mit sämtlichen Möglichkeiten, die Drift des _Magnetisierungsstroms zu erfassen (direkter

Pulspausenwertvergleich, Nulldurchgangsvergleich mit Hallspannung, Auswertung der

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Ströme im Transformator), und dies unter Erlauben hohen äußerer Dynamik sowie einer

Puls zu Puls Strombegrenzung.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines durch einen Wechselrichter gespeisten Transformators zur dynamischen Versorgung einer elektrischen Last, wobei der Wechselrichter zur Wandlung einer Gleichspannung in eine Wechselspannung eingerichtet ist und hierzu steuerbare Schaltelemente aufweist, wobei das Verfahren die folgenden

Schritte aufweist: a) Verbinden einer Sekundärseite des Transformators mit einer Last,

b) Empfang eines zeitlichen Verlaufes einer Eingangsgröße in Form eines zeitlichen Verlaufes eines Tastverhältnisses und Gewinnung einer abgetasteten Eingangsgröße mittels Abtastung der Eingangsgröße ausgehend von einem Anfangszeitpunkt fortlaufend bis zu einem Ist-Zeitpunkt, wobei die Eingangsgröße zur Vorgabe einer gewünschten sekundärseitigen Ausgangsgröße des Transformators, insbesondere einer

Ausgangsspannung, an die Last vorgesehen ist,

c) Ansteuern der Schaltelemente des Wechselrichters zur elektrischen Versorgung einer Primärseite des Transformators mit einer wechselweisen Abfolge von positiven und negativen Spannungspulsen der Wechselspannung zur Ausgabe der gewünschten Ausgangsgröße an die Sekundärseite, wobei die Ansteuerung der Schaltelemente durch eine von der abgetasteten Eingangsgröße abgeleitete driftkompensierende Steuergröße festgelegt wird, wobei diese driftkompensierende Steuergröße anhand der folgenden Schritte

berechnet wird:

cl) Anwenden einer Mafßnahme auf die abgetastete Eingangsgröfße zur Sicherstellung des Erhalts einer idealisierten und begrenzten Referenzmagnetisierung und Erhalten einer entsprechend geprüften, gegebenenfalls manipulierten, Eingangsgröße, nachfolgend idealisierte Eingangsgröße genannt, wobei die idealisierte Eingangsgröße zu jedem Ist-

Zeitpunkt die folgende Bedingung erfüllt:

Ay =

N DD" don n=1

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c2) Vergleichen eines durch intervallweise Messung während des Betriebs des Transformators erfassten Ist-Werts der Magnetisierung mit einem aus der idealisierten Eingangsgröße abgeleiteten idealisierten Wert (also einem erzeugten Referenzwert) der

Magnetisierung zum Erfassen einer Drift-W (mo)) der Magnetisierung,

c3) Ausführen einer Umwandlungsvorschrift zur Umwandlung der idealisierten Eingangsgröße in eine idealisierte Steuergröße und - ergebnisabhängig von dem Vergleich gemäß Schritt c2) - Manipulation der idealisierten Steuergröße zum Erhalt der driftkompensierenden Steuergröße zur Reduktion einer gegebenenfalls im Schritt c2)

festgestellten Drift der Magnetisierung.

Die Werte der idealisierten Eingangsgröße sind als zeitliche Abfolge gemäß den diskreten Schritten n=1 bis N zu verstehen, wobei n eine natürliche Zahl ist und N mit zunehmender Zeitdauer, die zwischen der ersten Messung in einem Anfangszeitpunkt n=1 und dem IstZeitpunkt n=N liegt, steigt. Sie fließen in die laufende Berechnung der idealisierten Steuergröße zo ein. Das genannte Tastverhältnis kann z.B. Tastverhältnis einer PWM sein, d.h. wenn das Tastverhältnis 100% beträgt, dann beträgt die Ausgangsspannung einen Maximalwert - und abhängig vom Verbraucher nimmt die abgegebene Leistung ebenso einen Maximalwert an. Die abgetastete Eingangsgröße hat Werte zwischen 0 und 1 und kann

keine negativen Beträge annehmen. Es kann daher folgendes Vorgesehen sein (siehe Fig. 3a):

On - ZT,

Osalt/T)<1

Os, <1 „N

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Schaltelemente entsprechend der kompensierten Steuergröße gemäß Schritt c3) angesteuert werden. Übrigens betreffen alle

Größen, die mit dem Bezugszeichen „z“ referenziert werden, Impulszüge.

Weiters kann vorgesehen sein, dass für jeden diskreten Abtastzeitpunt zumindest die Schritte c1) und c3) durchgeführt werden und bei einem Entfallen des Schrittes c2) die in Schritt c3) zuletzt errechnete Manipulation bis zu einem Zeitpunkt einer erneuten Messung

durch Ausführen des Schritts c2) beibehalten wird.

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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die durch Messung gemäß Schritt c2) erfasste Drift der Magnetisierung abgespeichert wird und bis zu einer neuen Messung gespeichert und mit dieser neuen Messung verglichen wird, wobei das Ergebnis des Vergleichs in dem Ausmafß

der nachfolgenden Manipulation in Schritt c3) berücksichtigt wird.

Weiters kann vorgesehen sein, dass eine Intervallzeitdauer der intervallweisen Messung gemäß Schritt c2) dynamisch an eine Geschwindigkeit der Drift angepasst wird, wobei mit zunehmender Drift und/oder zunehmender Driftgeschwindigkeit die Intervallzeitdauer verkürzt wird und mit abnehmender Drift und/oder abnehmender Driftgeschwindigkeit

verlängert wird.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Intervallzeitdauer der intervallweisen Messung unter Berücksichtigung der Betriebszustände des Wechselrichters erfolgt. Man kann z.B. aus vergangenen Erfahrungen ein Driftmodell ableiten und entsprechend hierzu die kompensierenden Mafsnahmen dynamisch gestalten. Z.B. kann sich die Driftgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Temperatur, Änderungen des Laststromes und Änderung der Pulsbreite bzw. Einschaltdauern bzw. dem damit verbundenen Jitter

verändern. Solche Erfahrungswerte können in dem Driftmodell berücksichtigt werden.

Weiters kann vorgesehen sein, dass über ein Zeitintervall, dessen Intervalldauer zumindest eine Schaltperiodendauer beträgt, ein Mittelwert der Magnetisierung erfasst wird, und wobei über das gleiche Zeitintervall der Mittelwert über den idealisierten Wert der Magnetisierung gebildet wird, wobei eine etwaige Drift durch Berechnung durch Differenzbildung zwischen dem Mittelwert der Magnetisierung und dem Mittelwert der

idealisierten Magnetisierung bestimmt wird.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Mafsnahme auf die abgetastete Eingangsgröße in Schritt c1) dergestalt erfolgt, dass ein Magnetisierungsmittelwert, der durch ein zeitliches Integral einer idealisierten Referenzmagnetisierung ausgehend von dem Anfangszeitpunkt bis zu einem beliebigen Ist-Zeitpunkt erhalten wird, immer unterhalb eines vorgebbaren Mittelwertgrenzwertes liegt. Weiter Informationen zu dieser Mafßsnahme sind aus der

EP3772166A1 bekannt geworden.

Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass mit einer Magnetisierung ein Mittelwert

messtechnisch erfasst wird und für die Referenzmagnetisierung ein zeitlicher Mittelwert

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vorgesehen ist, der den Wert Null aufweist, wobei die Drift in Schritt c2) mit berechnet wird. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Mafsnahme auf die abgetastete Eingangsgröße in Schritt c1) dergestalt erfolgt, dass das zeitliche Integral einer idealisierten Referenzmagnetisierung ausgehend von dem Anfangszeitpunkt bis zu einem beliebigen IstZeitpunkt in jeder Halbperiode einen Nulldurchgang aufweist, sodass ein über eine

ganzzahlige Anzahl an Schaltperioden ermittelter Magnetisierungsmittelwert Null ist.

Weiters kann vorgesehen sein, dass eine Manipulation der idealisierten Steuergröße gemäß Schritt c3) durch zumindest eine der Mafnahmen erfolgt: Manipulation der Pulslängen; durch Symmetrieren aufeinanderfolgender Pulse; durch Verschneiden zeitlich

aufeinanderfolgender abgetasteter Eingangsgröfßen nach der Vorschrift Anneu= (Anıt0n)/2

Auch können solche Mafsnahmen miteinander kombiniert werden. Weitere Informationen hierzu sind beispielsweise den Dokumenten AT511298 B1 sowie WO2021019066A1 zu entnehmen.

Aus dem Stand der Technik sind diverse Maßnahmen bekannt, die verhindern sollen, dass die Magnetisierung eines Transformators den normierten Wert 1 (oberhalb welchem Sättigung eintritt) überschreitet. Nachfolgend sind einige bekannte Mafsnahmen beispielhaft angeführt, die in Schritt cl) der vorliegenden Anmeldung abbildbar sind und auch in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung durchaus kombinierbar sind, allerdings die nachfolgenden Schritte c2) und c3) der vorliegenden Erfindung bisher nicht aufgewiesen

haben:

1. Mafsnahme (AT511298):

Es sind an aus der Steuerspannung a(t) abgetastete Werte und solange obige Bedingung erfüllt ist, wird identisch manipuliert don = din.

Im Fall positiver Gleichheit (n=2k) gilt mon-ı + 2a01 = 1 und es erfolgt die Manipulation von Can nach don = (1 - Mon-1)/2.

Im Fall negativer Gleichheit (n=2k+1) gilt Mon-ı - 2a0,n = -1 und es erfolgt die Manipulation

von an nach don = (1 + mon-1)/2.

2. Mafsnahme (DE19634713A, EP898360B): Mon := An (-1)5, sodass |mon | = ao <1.

Mon = Mon-ı + 2(-1)"CAon mit obiger Setzung

an (-1)® = m (-1)*1 + 2(-1)"00 /CDr CIn = -CAn-1 + 2C0,n ergibt Manipulation von an nach

Con = (An-ı + An) /2

3. Mafsnahme (EP 3772166 A1)

Es ist bekannt, dass a(t) dahingehend manipuliert werden kann, dass dessen zeitlich abgetasteter Verlauf keinen Gleichanteil in mo erzeugen kann. (Bei Stillsetzung etwa wird mit einem letzten N-ten Impuls nicht nur mon auf Null gesteuert, sondern ist auch der momentane Mittelwert vom 1-ten Impuls fortlaufend berechnet als Integral über mo(t), gleich

Null.)

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass während der Zeitdauer der Pulspausen durch sekundärseitige Strommessung auf den zum jeweiligen Zeitpunkt vorliegenden Ist-Wert des Magnetisierungsstroms und dadurch auf den Ist-Wert der Magnetisierung rückgeschlossen wird, wobei während der Zeitdauer der Messung die steuerbaren Schaltelemente des Wechselrichters ausgeschaltet sind. Diese Mafßnahme erhöht die Dynamik deutlich gegenüber dem Stand der Technik. Ohne dieser Mafsnahme wirkt ein sog. Phaseshift, der dazu führen würde, dass sekundärseitig nicht mehr der Magnetisierungsstrom alleine auftreten würde und somit der Laststrom herausgerechnet werden müsste, sodass die

Regelung erst wieder langsam wäre.

Die Messung des Sekundärstroms kann mit Hilfe eines Durchsteckwandlers erfasst werden, wobei diese Erfassung dazu herangezogen werden kann, dass die Spannung am Durchsteckwandler auf Null gehalten und dadurch die Durchflutung kompensiert wird. Außerhalb der Messzeit, jedenfalls außerhalb der Pulspause, wird der Durchsteckwandler

mittels einem Schalter kurzgeschlossen.

Weiters kann vorgesehen sein, dass der Nulldurchgang der Istmagnetisierung durch einen Hallsensor zeitlich erfasst und die Drift mit dem zu diesem Zeitpunkt auftretenden Wert der Referenzmagnetisierung berechnet wird, und zwar unter Berücksichtigung einer Treiberdurchlaufzeit, die jene Zeitdauer ist, bis eine Flanke von zx bei den Schaltelementen

ankommt.

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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Schaltelemente WBG-Transistoren sind. Die

Schaltfrequenzen können bis zu einigen MHz, z.B. bis zu 10 MHz, betragen.

Weiters kann vorgesehen sein, dass die Schaltfrequenz der Schaltelemente zumindest 1 MHz

beträgt.

Weiters betrifft die Erfindung eine Energiewandlungsvorrichtung zur dynamischen

Versorgung einer elektrischen Last, die Energiewandlungsvorrichtung Folgendes umfasst:

- einen Wechselrichter mit einem Spannungseingang zur Aufnahme einer Gleichspannung, wobei der Wechselrichter zur Wandlung einer Gleichspannung in eine Wechselspannung

eingerichtet ist und hierzu steuerbare Schaltelemente aufweist,

- einen durch den Wechselrichter primärseitig angespeisten Transformator, und

- eine Recheneinheit mit einer Schnittstelle zum Empfang einer Eingangsgröße,

wobei die Recheneinheit dazu eingerichtet ist, die Eingangsgröße sowie W(mMisı) zu empfangen und gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren eine driftkompensierenden Steuergröße zur Reduktion einer gegebenenfalls im Schritt c2) festgestellten Drift der Magnetisierung zu berechnen sowie die Schaltelemente durch Einkopplung der

driftkompensierenden Steuergröße an den Wechselrichter anzusteuern.

Die Erfindung ist im Folgenden anhand einer beispielhaften und nicht einschränkenden

Ausführungsform näher erläutert, die in den Figuren veranschaulicht ist. Darin zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Energiewandlungsvorrichtung, die zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens

eingerichtet ist,

Fig. 2 ein Blockdiagramm des erfindungsgemäfßen Verfahrens,

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Fig. 3a bis 3e ist der Zusammenhang zwischen den Tastverhältnissen aon (idealisierte Eingangsgröße), den Impulsen eines Impulszugs zo (auch idealisierte Steuergröße genannt),

und einer idealisierten und normierten Magnetisierung mo mit den Amplituden mo. gezeigt,

Fig. 4 eine weitere ganz allgemeine Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung, und Fig. 5 beschreibt eine beispielhafte Detaildarstellung zu der Darstellung gemäß Fig. 2.

In den folgenden Figuren bezeichnen - sofern nicht anders angegeben - gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Energiewandlungsvorrichtung, die zum Ausführen des

erfindungsgemäfßen Verfahrens eingerichtet ist.

Darin weist die Energiewandlungsvorrichtung einen Wechselrichter 1 auf, der einen Transformator 2 speist, über dem wiederum eine elektrische Last 3 dynamisch versorgbar ist. Der Wechselrichter 1 ist zur Wandlung einer Gleichspannung U in eine Wechselspannung ul eingerichtet und weist hierzu steuerbare Schaltelemente Q1 bis Q4 auf.

Eine Eingangsgröße @ kann z.B. durch einen Benutzer vorgegeben werden, wobei diese Eingangsgröße z.B. zur Vorgabe einer Ausgangsgröße Souw, insbesondere einer Ausgangsspannung Uouw, einer Ausgangsstroms 1.2» oder einer hierzu verwandten Größe

herangezogen werden kann.

Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm des erfindungsgemäfßen Verfahrens.

In Fig. 3a bis 3e wird der Zusammenhang zwischen den Tastverhältnissen ao (idealisierte Eingangsgröße), den Impulsen eines Impulszugs zo (auch idealisierte Steuergröße genannt), und einer idealisierten und normierten Magnetisierung mo mit den Amplituden mo gezeigt. Der Impulszug zo korreliert mit der idealisierten Eingangsgröße ao. . Dargestellt ist in Fig. 3a bis 3d eine Schaltperiode, bestehend aus zwei Halbzyklen, wobei in diesem Beispiel die abgetasteten Eingangsgröße an dergestalt niedrig gewählt ist, dass bereits für an = don die

nachfolgende Bedingung gemäß Schritt cl) erfüllt ist:

N

DD" do

n=1

Ar = < 0,5

D.h., die idealisierte Eingangsgröße aon kann in diesem Fall mit der abgetasteten Eingangsgröße an gleichgesetzt werden, da keine Manipulation der abgetasteten Eingangsgröße erforderlich ist. Dargestellt ist der Erhalt der idealisierten Magnetisierung und der Drift D.

Fig. 3a zeigt eine periodische sägezahnförmige Hilfsspannung un mit Amplitude 1 (in normierter Darstellung) und die Steuerspannung us, die einem Tastverhältnis a(t) für die Zeitdauer einer Schaltperiode entspricht.

Dargestellt sind der (n-1)-te und der n-te Zahn der Hilfsspannung un über die normierte Zeit

ft“.

Die Zahl n bezeichnet auch den Anfangszeitpunkt des n-ten Halbzyklus und wird dieser Halbzyklus mit dem Vorzeichen (-1)" gewichtet, siehe Fig. 3b. Der n-te idealisierte und normierte Primärspannungsimpuls u102 weist die normierte Amplitude (-1)» und das

Tastverhältnis ao. auf und ist als p z0 ersichtlich.

FIG. 3c zeigt den (n-1)-ten und den n-ten Impuls des erzeugten Impulszugs zo, mit den

Tastverhältnissen don-ı und don.

In FIG. 3d ist der zeitliche Verlauf des normierten Magnetisierungsstroms (mo) dargestellt, welcher wiederum ebenso einer normierten Magnetisierung (sofern keine Sättigung und lineares Verhalten der Induktivitäten vorliegt) des Transformators 3 entspricht. Dieser durch eine fette Linie darstellte Verlauf resultiert aus der aus dem Impulszug zo ableitbaren Ansteuerung der Schaltelemente Q1 bis Q4 zur Bestromung der Primärseite des Transformators 3 entsprechend der Polarität gemäß Fig. 3b. Als informative Ergänzung ist auch noch eine strichlierte Linie dargestellt, die die eine idealisierte Magnetisierung repräsentieren würde, wenn das Tastverhältnis 1 lauten würde und daher der volle Magnetisierungshub von -1 auf 1 erfolgen würde (unter der Annahme, dass der Transformator) zum Zeitpunkt n-1 auf den Wert -1 magnetisiert gewesen wäre. In diesem Fall bewirkt ein polarer Puls mit Tastverhältnis ao. eine Änderung von Mon-ı Nach Mon um Mon - Mon-ı = (-1)" 200.

Der Impulszug zo erzeugt den Verlauf mo mit den Amplituden mon = 0-2d01 + 202 -...+

2d0,n (-1)n.

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Für die idealisierte Eingangsgröße ao. für die Impulse zo der idealisierte Steuergröße zo gilt aufgrund von Maßnahmen die Bedingung |moy | = 2 |XY.1(-D” - aon| < 1 bzw.

[EN DD” Xon| < 0,5

Die Erfindung wird nachfolgend nochmals eingehend mit Blick auf die Figuren diskutiert: Anders ausgedrückt, kann zu Figuren 3a bis 3e Folgendes gesagt werden:

Folgende Formeln seien in diesem Zusammenhang erwähnt:

0< a=us, on < 1 ; = t/Ta= tUn/(Us Ts); p=(-1)" ;don= ton/ Ta U p U ton/ Ta Mo = Im0/ Im,max; Immax = UBT8/(2Lu) = UnTn/(2La) mit -1 Mon =Mogo+2 3-1)" Aon mit moo = 0 (die Magnetisierung zum Zeitpunkt der ersten Einschaltung wird als 0 angenommen) Mit Blick auf Fig. 3e sei erwähnt, dass darin ein Beispiel gezeigt ist, in dem m ist in die positive Richtung gedriftet ist, weil die Verstärkung von z« zu abwechselnd positiven und negativen Impulsen von u1 nicht absolut genau erfolgt ist. K ist noch Null, sodass zı=zo. Die Drift ergibt sich aus der Differenz W(m)-W(m0), wobei W ein Momentanwert oder ein Mittelwert sein kann: D = m(tmess‘) - mO(tmess‘) = mAv - Mo Av. Die Erfindung ermöglicht eine rasche Reduktion dieser Drift hin zu dem Wert Null durch geeignete Wahl der Größe zx. Mit Blick auf Fig. 1 sei erwähnt, dass die Erfindung ein Verfahren betrifft, das zur Ansteuerung eines durch einen Wechselrichter 1 gespeisten Transformators 2 zur dynamischen Versorgung einer elektrischen Last 3 vorgesehen ist. Der Wechselrichter 1 ist zur Wandlung einer Gleichspannung U in eine Wechselspannung u: eingerichtet und weist hierzu steuerbare Schaltelemente Q1 bis Q4 auf. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: a) Verbinden einer Sekundärseite 2“ des Transformators 2 mit einer Last 3,

ersten Einschaltung wird als 0 angenommen)

Mit Blick auf Fig. 3e sei erwähnt, dass darin ein Beispiel gezeigt ist, in dem m ist in die positive Richtung gedriftet ist, weil die Verstärkung von z« zu abwechselnd positiven und negativen Impulsen von u1 nicht absolut genau erfolgt ist. K ist noch Null, sodass zı=zo. Die Drift ergibt sich aus der Differenz W(m)-W(m0), wobei W ein Momentanwert oder ein Mittelwert sein kann: D = m(tmess‘) - mO(tmess‘) = mAv - Mo Av. Die Erfindung ermöglicht

eine rasche Reduktion dieser Drift hin zu dem Wert Null durch geeignete Wahl der Größe zx.

Mit Blick auf Fig. 1 sei erwähnt, dass die Erfindung ein Verfahren betrifft, das zur Ansteuerung eines durch einen Wechselrichter 1 gespeisten Transformators 2 zur dynamischen Versorgung einer elektrischen Last 3 vorgesehen ist. Der Wechselrichter 1 ist zur Wandlung einer Gleichspannung U in eine Wechselspannung u: eingerichtet und weist hierzu steuerbare Schaltelemente Q1 bis Q4 auf. Das Verfahren weist die folgenden Schritte

auf:

a) Verbinden einer Sekundärseite 2“ des Transformators 2 mit einer Last 3,

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b) Empfang eines zeitlichen Verlaufes einer Eingangsgröße @ in Form eines zeitlichen Verlaufes eines Tastverhältnisses und Gewinnung einer abgetasteten Eingangsgröße On mittels Abtastung der Eingangsgröße « ausgehend von einem Anfangszeitpunkt n=1 fortlaufend bis zu einem Ist-Zeitpunkt n=N, wobei die Eingangsgröße @ zur Vorgabe einer gewünschten sekundärseitigen Ausgangsgröße Su: des Transformators 2, insbesondere einer

Ausgangsspannung U.u, an die Last 3 vorgesehen ist,

c) Ansteuern der Schaltelemente Q1 bis Q4 des Wechselrichters 1 zur elektrischen Versorgung einer Primärseite 2‘ des Transformators 2 mit einer wechselweisen Abfolge von positiven und negativen Spannungspulsen p der Wechselspannung uı zur Ausgabe der gewünschten Ausgangsgröße Su an die Sekundärseite 2“, wobei die Ansteuerung der Schaltelemente Q1 bis Q4 durch eine von der abgetasteten Eingangsgröße an abgeleitete driftkompensierende Steuergröße zı« festgelegt wird, wobei diese driftkompensierende

Steuergröße zı anhand der folgenden Schritte berechnet wird:

cl) Anwenden einer Mafßsnahme auf die abgetastete Eingangsgröße an zur Sicherstellung des Erhalts einer idealisierten und begrenzten maximalen Referenzmagnetisierung |mo<1| und Erhalten einer entsprechend geprüften, gegebenenfalls manipulierten, Eingangsgröße, nachfolgend idealisierte Eingangsgröße don genannt, wobei die idealisierte Eingangsgröße ao. zu jedem Ist-Zeitpunkt n=N die

folgende Bedingung erfüllt:

Ay = < 0,5

N DD" do n=1

c2) Vergleichen eines durch intervallweise Messung während des Betriebs des

Transformators 2 erfassten Ist-Werts W(misı) der Magnetisierung miss mit einem aus der idealisierten Eingangsgröße on abgeleiteten idealisierten Wert W(mo) der Magnetisierung zum Erfassen einer Drift D=W (misı)-W(mo) (siehe Fig. 2) der Magnetisierung,

c3) Ausführen einer Umwandlungsvorschrift zur Umwandlung der idealisierten

Eingangsgröße ao in eine idealisierte Steuergröße zo und - ergebnisabhängig von dem

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Vergleich gemäß Schritt c2) - Manipulation der idealisierten Steuergröße zo zum Erhalt der driftkompensierenden Steuergröße zı zur Reduktion einer gegebenenfalls im

Schritt c2) festgestellten Drift D der Magnetisierung.

Zum Zeitpunkt t=0 ist n=0 und in der Zeit t*'>0 bis t*'=1 ist n=1. Der Anfangszeitpunkt n=1 beschreibt genauer gesagt die erste Periode einer Hilfsspannung, deren zeitlicher Verlauf

sich zeitlich periodisch wiederholt und zum Istzeitpunkt n=N die N-te Periode durchläuft.

An bezeichnet dabei die Prüfungsbedingung gemäß Schritt cl. Die Manipulation von a» hin zu don kann durch eine Reduktion gemäß don < An erfolgen, wobei entsprechende Mafsnahmen hierzu bereits aus dem Stand der Technik bekannt wurden und bereits zuvor in dieser Anmeldung diskutiert wurden. Günstigerweise findet die Manipulation nur dann statt, wenn die Prüfbedingung Ay nicht erfüllt ist, und dann wiederum vorteilhafterweise nur in einem solchen Ausmafs, dass die Bedingung gerade noch erfüllt ist. Auf diese Weise

kann ein überschießender Eingriff in die Steuerung oder Regelung vermieden werden.

Die Schaltelemente Q1 bis Q4 können entsprechend der kompensierten Steuergröße zı

gemäß Schritt c3) angesteuert werden.

Es kann vorgesehen sein, dass für jeden diskreten Abtastzeitpunt n zumindest die Schritte c1) und c3) durchgeführt werden und bei einem Entfallen des Schrittes c2) die in Schritt c3) zuletzt errechnete Manipulation bis zu einem Zeitpunkt einer erneuten Messung durch Ausführen des Schritts c2) beibehalten wird.. Auf diese Weise wird ermöglicht, dass die Messung der Magnetisierung bzw. eines hierzu korrelierenden Stromes auch für vorgebbare Zeitdauern entfallen kann. Die Messzeitintervalle können auch variabel gestaltet sein und bei niedriger Drift größer und bei zunehmender Drift kürzer sein. Es kann also vorgesehen sein, dass eine Intervallzeitdauer der intervallweisen Messung gemäß Schritt c2) dynamisch an eine Geschwindigkeit der Drift D angepasst wird, wobei mit zunehmender Drift D und/oder zunehmender Driftgeschwindigkeit die Intervallzeitdauer verkürzt wird und mit abnehmender Drift D und/oder abnehmender Driftgeschwindigkeit verlängert wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Intervallzeitdauer der intervallweisen

Messung unter Berücksichtigung der Betriebszustände des Wechselrichters erfolgt.

Es kann vorgesehen sein, dass die durch Messung gemäß Schritt c2) erfasste Drift D der

Magnetisierung abgespeichert wird und bis zu einer neuen Messung gespeichert und mit

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dieser neuen Messung verglichen wird, wobei das Ergebnis des Vergleichs in dem Ausmafß

der nachfolgenden Manipulation in Schritt c3) berücksichtigt wird.

Es kann vorgesehen sein, dass über ein Zeitintervall, dessen Intervalldauer zumindest eine Schaltperiodendauer 2T beträgt, ein Mittelwert miss,av der Magnetisierung miss erfasst wird, und wobei über das gleiche Zeitintervall der Mittelwert moav über den idealisierten Wert W(mo) der Magnetisierung gebildet wird, wobei eine etwaige Drift D durch Berechnung durch Differenzbildung zwischen dem Mittelwert der Magnetisierung miss: und dem Mittelwert der idealisierten Magnetisierung bestimmt wird D = Mistav - Moav.Die Mafsnahme auf die abgetastete Eingangsgröße an in Schritt cl) kann dergestalt erfolgen, dass ein Magnetisierungsmittelwert moavg, der durch ein zeitliches Integral einer idealisierten Referenzmagnetisierung Mo‚n-1ı ausgehend von dem Anfangszeitpunkt n=1 bis zu einem beliebigen Ist-Zeitpunkt n=N erhalten wird, immer unterhalb eines vorgebbaren

Mittelwertgrenzwertes Me, liegt.

Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass mit einer Magnetisierung W(m) ein Mittelwert (mav) messtechnisch erfasst wird und für die Referenzmagnetisierung W(mo) ein zeitlicher Mittelwert (may) vorgesehen ist, der den Wert Null aufweist, wobei die Drift (D) in Schritt c2) mit D=mav-W(mo) berechnet wird. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Mafsnahme auf die abgetastete Eingangsgröße (an) in Schritt c1) dergestalt erfolgt, dass das zeitliche Integral einer idealisierten Referenzmagnetisierung (m0,n=1) ausgehend von dem Anfangszeitpunkt (n=1) bis zu einem beliebigen Ist-Zeitpunkt (n=N) in jeder Halbperiode einen Nulldurchgang aufweist, sodass ein über eine ganzzahlige Anzahl an Schaltperioden

ermittelter Magnetisierungsmittelwert (mo,av) Null ist.

Eine Manipulation der idealisierten Steuergröße zo gemäß Schritt c3) kann durch zumindest eine dieser Mafsnahmen erfolgen: Manipulation der Pulslängen T; durch Symmetrieren aufeinanderfolgender Pulse; durch Verschneiden zeitlich aufeinanderfolgender abgetasteter

Eingangsgröfßen nach der Vorschrift Anneu= An-ıTan/2

Es kann vorgesehen sein, dass während der Zeitdauer der Pulspausen Torre (siehe Fig. 3c) durch sekundärseitige Strommessung auf den zum jeweiligen Zeitpunkt vorliegenden Ist-

Wert W(lmist) des Magnetisierungsstroms Imise und dadurch auf den Ist-Wert W(misı) der

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Magnetisierung miss rückgeschlossen wird, wobei während der Zeitdauer der Messung die

steuerbaren Schaltelemente Q1 bis Q4 des Wechselrichters 1 ausgeschaltet sind.

Weiters kann vorgesehen sein, dass der Nulldurchgang der Istmagnetisierung mise durch einen Hallsensor zeitlich erfasst und die Drift D mit dem zu diesem Zeitpunkt to (siehe Fig. 3d) auftretenden Wert der Referenzmagnetisierung W(mo)=moto-I, berechnet wird, und zwar unter Berücksichtigung einer Treiberdurchlaufzeit T,, die jene Zeitdauer ist, bis eine

Flanke von zx bei den Schaltelementen Q1 bis Q4 ankommt.

Der Anfangszeitpunkt n=1 beschreibt genauer gesagt die erste Periode einer Hilfspannung, deren zeitlicher Verlauf sich zeitlich periodisch wiederholt und zum Istzeitpunkt n=N die N-

te Periode durchläuft.

Es kann vorgesehen sein, dass die Schaltelemente Q1 bis Q4 WBG-Transistoren sind.

Weiters kann vorgesehen sein, dass die Schaltfrequenz der Schaltelemente Q1 bis Q4

zumindest 1 MHz beträgt.

Fig. 1 zeigt zudem eine Energiewandlungsvorrichtung 6 zur dynamischen Versorgung einer

elektrischen Last 3, wobei die Energiewandlungsvorrichtung 6 Folgendes umfasst:

Einen Wechselrichter 1 mit einem Spannungseingang E1, E2 zur Aufnahme einer Gleichspannung U, wobei der Wechselrichter zur Wandlung einer Gleichspannung U in eine Wechselspannung ul eingerichtet ist und hierzu steuerbare Schaltelemente Q1 bis Q4 aufweist. Weiters weist die Energiewandlungsvorrichtung 6 einen durch den Wechselrichter 1 primärseitig angespeisten Transformator 2, und eine Recheneinheit 5 mit einer Schnittstelle zum Empfang einer Eingangsgröße @ auf. Die Recheneinheit 5 ist dazu eingerichtet, die Eingangsgröße @ sowie einen durch eine Erfassungsvorrichtung 4 erfassten Ist-Wert W (Imst) oder der Magnetisierung miss des Magnetisierungsstroms Ims: zu empfangen und gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren eine driftkompensierenden Steuergröße zıK zur Reduktion einer gegebenenfalls im Schritt c2 festgestellten Drift D der Magnetisierung zu berechnen sowie die Schaltelemente ©1 bis 4 durch Einkopplung der

driftkompensierenden Steuergröße zı an den Wechselrichter 1 anzusteuern.

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Fig. 4 zeigt eine weitere ganz allgemeine Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung. Darin ist erkennbar, dass eine Spannungsquelle U den bereits erwähnten Wechselrichter 1 speist. Dieser versorgt wiederum einen Transformator 2, der zur Versorgung einer Last 3 eingerichtet ist. Die Last selbst kann dabei ebenso eine Spannungsquelle U2 aufweisen, die z.B. als Generator Leistung hin zur Spannungsquelle U liefern kann. Es kann sich bei der Spannungsquelle U um einen Energiespeicher wie z.B. einem Akkumulator und bei der Spannungsquelle U, z.B. um ein Photovoltaiksystem oder andere Energiequellen handeln. U, kann sogar als Wechselspannung vorliegen. Die Erfindung ermöglicht einen Energiefluss sowohl ausgehend der Spannungsquelle U hin zu der „Last“ bzw. U, als auch in umgekehrte Richtung, in welchem Fall die Last ein negatives Vorzeichen erhält und eigentlich als Generator aktiv ist. U» entspricht dem Bezugszeichen Uout der Fig. 1, allerdings mit dem

Unterschied, dass U, wie besagt als Generator und nicht als Last aktiv sein kann.

Die Erfindung ermöglicht im Detail eine hochdynamische Regelung des besagten Energieflusses, wobei zu jedem Zeitpunkt durch die Erfindung sichergestellt ist, dass der Transformator 3 im linearen Bereich der Magnetisierung betrieben wird und somit die Gefahr des Auftretens von Sättigungseffekten vermieden wird. Zur Steuerung des Energieflusses bzw. der entsprechenden Ansteuerung der Schaltelemente Q1 bis Q weist die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4 zwei Logikschaltungen bzw. Recheneinheiten 7 und 8 auf, die aus den erfassten Ist-Werten der Spannungen U und U, und den gewünschten Energiefluss Sollwerte Usou und U201 ableiten und basierend darauf über die Recheneinheit 8 die Steuergröße @ ausgeben, wodurch die die Spannung am Transformator und somit seine Magnetisierung mo bestimmt wird. Eventuell kann auch eine Steuerung an die Last 3 vorgesehen sein. Die Polarität p, die sich in dem Vorzeichen von uı bemerkbar macht, wird

wieder durch gezielte Ansteuerung der Schaltelemente Q1 bis Q41 umgesetzt.

Fig. 5 beschreibt eine beispielhafte Detaildarstellung zu der Darstellung gemäß Fig. 2. Zu Schritt cl ist eine Zahl „1“ dargestellt, die nicht mit dem Bezugszeichen 1 verwechselt werden soll und deshalb unter Anführungszeichen gestellt ist. Es soll dadurch verdeutlicht werden, dass eine Begrenzung für die normierte Magnetisierung mo vorgesehen ist, und zwar auf den maximalen Wert 1, der so gewählt, dass gerade noch keine Sättigungseffekte im Transformator auftreten. Genauer gesagt wird durch Division mit Mmax, also einer maximalen zulässigen Magnetisierung, normiert. Zudem sei erwähnt, dass Fig. 5 eine

Weiterentwicklung andeutet, und zwar durch Verwendung einer gezielten Auswahl der

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Polarität p, nämlich hin zu p*. Bei p* kann es sich nämlich um eine vorzeichenmäfßige Vorauswahl der Polarität handeln, d.h. es kann eine Manipulation gezielt auf eine Vorzeichenart der Polarität vorgenommen werden. So können beispielsweise ausschließlich positive oder ausschließlich negative Pulse in ihrer Dauer manipuliert werden. Auf diese Weise wird eine Korrektur feiner. Dieser Ansatz ist bereits aus dem Stand der Technik bekannt, siehe Dokument „Novel Transformer-Flux-Balancing Control of Dual-Active-

Bridge Bidirectional Converters“ von Yuri Panov et al, Delta Products Corporation.

Wird eine Drift D festgestellt, so kann ein Regler Rm diese Drift D kompensieren, indem dieser einen Wert K ausgibt, der dazu geeignet ist, die Drift D zu kompensieren indem letztlich daraus eine geeignete Größe zı abgeleitet wird. K repräsentiert die Manipulation

gemäß Schritt c3), die z.B. bei Entfallen des Schrittes c2) konstant gehalten werden kann.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt, sondern durch den gesamten Schutzumfang der Ansprüche definiert. Auch können einzelne Aspekte der Erfindung bzw. der Ausführungsformen aufgegriffen und miteinander kombiniert werden. Etwaige Bezugszeichen in den Ansprüchen sind beispielhaft und dienen nur der einfacheren

Lesbarkeit der Ansprüche, ohne diese einzuschränken.

Claims

18 Patentansprüche

1. Verfahren zur Ansteuerung eines durch einen Wechselrichter (1) gespeisten Transformators (2) zur dynamischen Versorgung einer elektrischen Last (3), wobei der Wechselrichter (1) zur Wandlung einer Gleichspannung (U) in eine Wechselspannung (ul) eingerichtet ist und hierzu steuerbare Schaltelemente (Q1 bis Q4) aufweist, wobei das

Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a) Verbinden einer Sekundärseite (2“) des Transformators (2) mit einer Last (3),

b) Empfang eines zeitlichen Verlaufes einer Eingangsgröße (a«) in Form eines zeitlichen Verlaufes eines Tastverhältnisses und Gewinnung einer abgetasteten Eingangsgröße (an) mittels Abtastung der Eingangsgröße (@«) ausgehend von einem Anfangszeitpunkt (n=1) fortlaufend bis zu einem Ist-Zeitpunkt (n=N), wobei die Eingangsgröße («) zur Vorgabe einer gewünschten sekundärseitigen Ausgangsgröße (Sou) des Transformators (2),

insbesondere einer Ausgangsspannung (U.ui), an die Last (3) vorgesehen ist,

c) Ansteuern der Schaltelemente (1 bis Q4) des Wechselrichters (1) zur elektrischen Versorgung einer Primärseite (2°) des Transformators (2) mit einer wechselweisen Abfolge von positiven und negativen Spannungspulsen (p) der Wechselspannung (u1) zur Ausgabe der gewünschten Ausgangsgröfße (Sou) an die Sekundärseite (2“), wobei die Ansteuerung der Schaltelemente (Q1 bis Q4) durch eine von der abgetasteten Eingangsgröße (on) abgeleitete driftkompensierende Steuergröße (zı) festgelegt wird, wobei diese

driftkompensierende Steuergröße (zı) anhand der folgenden Schritte berechnet wird:

cl) Anwenden einer Mafsnahme auf die abgetastete Eingangsgröße (an) zur Sicherstellung des Erhalts einer idealisierten und begrenzten Referenzmagnetisierung (Imo|<1) und Erhalten einer entsprechend geprüften, gegebenenfalls manipulierten, Eingangsgröße, nachfolgend idealisierte Eingangsgröße (ao) genannt, wobei die idealisierte Eingangsgröße (ao) zu jedem Ist-Zeitpunkt (n=N) die folgende Bedingung erfüllt:

Ay = < 0,5

N 2 (— 1)” "Aon n=1

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c2) Vergleichen eines durch intervallweise Messung während des Betriebs des Transformators (2) erfassten Ist-Werts (W(misı)) der Magnetisierung (Mist) mit einem aus der idealisierten Eingangsgröße (ao) abgeleiteten idealisierten Wert (W(mo)) der

Magnetisierung zum Erfassen einer Drift (D=W (mis) -W (mo)) der Magnetisierung,

c3) Ausführen einer Umwandlungsvorschrift zur Umwandlung der idealisierten Eingangsgröße (ao.) in eine idealisierte Steuergröße (zo) und - ergebnisabhängig von dem Vergleich gemäß Schritt c2) - Manipulation der idealisierten Steuergröße (zo) zum Erhalt der driftkompensierenden Steuergröße (zı) zur Reduktion einer gegebenenfalls

im Schritt c2) festgestellten Drift (D) der Magnetisierung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schaltelemente (Q1 bis Q4) entsprechend der

kompensierten Steuergröße (zı) gemäß Schritt c3) angesteuert werden.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für jeden diskreten Abtastzeitpunt (n) zumindest die Schritte c1) und c3) durchgeführt werden und bei einem Entfallen des Schrittes c2) die in Schritt c3) zuletzt errechnete Manipulation bis zu einem

Zeitpunkt einer erneuten Messung durch Ausführen des Schritts c2) beibehalten wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die durch Messung gemäß Schritt c2) erfasste Drift (D) der Magnetisierung abgespeichert wird und bis zu einer neuen Messung gespeichert und mit dieser neuen Messung verglichen wird, wobei das Ergebnis des Vergleichs in dem Ausmaß der nachfolgenden Manipulation in Schritt c3) berücksichtigt

wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Intervallzeitdauer der intervallweisen Messung gemäß Schritt c2) dynamisch an eine Geschwindigkeit der Drift (D) angepasst wird, wobei mit zunehmender Drift (D) und/oder zunehmender Driftgeschwindigkeit die Intervallzeitdauer verkürzt wird und mit abnehmender Drift (D)

und/oder abnehmender Driftgeschwindigkeit verlängert wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Intervallzeitdauer der intervallweisen Messung unter Berücksichtigung der Betriebszustände des Wechselrichters

(1) erfolgt.

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7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei über ein Zeitintervall, dessen Intervalldauer zumindest eine Schaltperiodendauer (2T) beträgt, ein Mittelwert (Mistav) der Magnetisierung (mis) erfasst wird, und wobei über das gleiche Zeitintervall der Mittelwert (moav) über den idealisierten Wert (W(mo)) der Magnetisierung gebildet wird, wobei eine etwaige Drift (D) durch Berechnung durch Differenzbildung zwischen dem Mittelwert der Magnetisierung (misı) und dem Mittelwert der idealisierten Magnetisierung

bestimmt wird (D = Mistav - Moav ).

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Mafsnahme auf die abgetastete Eingangsgröße (an) in Schritt cl) dergestalt erfolgt, dass ein Magnetisierungsmittelwert (Moavg), der durch ein zeitliches Integral einer idealisierten Referenzmagnetisierung (Mo,n=-1) ausgehend von dem Anfangszeitpunkt (n=1) bis zu einem beliebigen Ist-Zeitpunkt (n=N)

erhalten wird, immer unterhalb eines vorgebbaren Mittelwertgrenzwertes (M,) liegt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei mit einer Magnetisierung W(m) ein Mittelwert (mAv) messtechnisch erfasst wird und für die Referenzmagnetisierung W(mo) ein zeitlicher Mittelwert (moav) vorgesehen ist, der den Wert Null aufweist, wobei die Drift (D)

in Schritt c2) mit D=mav berechnet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Mafsnahme auf die abgetastete Eingangsgröße (0) in Schritt cl) dergestalt erfolgt, dass das zeitliche Integral einer idealisierten Referenzmagnetisierung (m0,n=1) ausgehend von dem Anfangszeitpunkt (n=1) bis zu einem

beliebigen Ist-Zeitpunkt (n=N) in jeder Halbperiode einen Nulldurchgang aufweist.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Manipulation der idealisierten Steuergröße (zo) gemäfß Schritt c3) durch zumindest eine der Mafsnahmen erfolgt: Manipulation der Pulslängen (T); durch Symmetrieren aufeinanderfolgender Pulse; durch Verschneiden zeitlich aufeinanderfolgender abgetasteter Eingangsgrößen nach der

Vorschrift Xnneu= (An-1+0n)/2

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei während der Zeitdauer der Pulspausen (Tor) durch sekundärseitige Strommessung auf den zum jeweiligen Zeitpunkt vorliegenden Ist-Wert (W(Imsı)) des Magnetisierungsstroms (Imsı) und dadurch auf den Ist-

Wert W(mis))der Magnetisierung (misı) rückgeschlossen wird, wobei während der Zeitdauer

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der Messung die steuerbaren Schaltelemente (01 bis Q4) des Wechselrichters (1)

ausgeschaltet sind.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Nulldurchgang der Istmagnetisierung (mis) durch einen Hallsensor zeitlich erfasst und die Drift (D) mit dem zu diesem Zeitpunkt (to) auftretenden Wert der Referenzmagnetisierung W(mo)=(mo(to-T,)) berechnet wird, und zwar unter Berücksichtigung einer Treiberdurchlaufzeit (T,), die jene Zeitdauer ist, bis eine Flanke der der driftkompensierenden Steuergröße (zı) bei den

Schaltelementen (O1 bis Q4) ankommt.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schaltelemente (Q1 bis

Q4) WBG-Transistoren sind.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schaltfrequenz der

Schaltelemente (Q1 bis Q4) zumindest 1 MHz beträgt.

16. Energiewandlungsvorrichtung (6) zur dynamischen Versorgung einer elektrischen Last

(3), wobei die Energiewandlungsvorrichtung (6) Folgendes umfasst:

- einen Wechselrichter (1) mit einem Spannungseingang (E1, E2) zur Aufnahme einer Gleichspannung (U), wobei der Wechselrichter zur Wandlung einer Gleichspannung (U) in eine Wechselspannung (u1) eingerichtet ist und hierzu steuerbare Schaltelemente (01 bis Q4)

aufweist,

- einen durch den Wechselrichter (1) primärseitig angespeisten Transformator (2), und

- eine Recheneinheit (5) mit einer Schnittstelle zum Empfang einer Eingangsgröße (a),

wobei die Recheneinheit (5) dazu eingerichtet ist, die Eingangsgröße (0) sowie den Ist-Wert (W (Imst), W(Mmisı)) des Magnetisierungsstroms (Imst) oder der Magnetisierung (Mist) zu empfangen und gemäß dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche eine driftkompensierenden Steuergröße (zı) zur Reduktion einer gegebenenfalls im Schritt c2) festgestellten Drift (D) der Magnetisierung zu berechnen sowie die Schaltelemente (Q1 bis Q4) durch Einkopplung der driftkompensierenden Steuergröße (zı) an den Wechselrichter

(1) anzusteuern.