BR112020020160B1 - Pré-carga de um circuito intermediário - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a permitir o carregamento confiável dos capacitores do circuito intermediário de um inversor (1), que compreende um circuito intermediário (3), uma ponte de tensão contínua / tensão alternada (3) e uma unidade de controle (5), uma tensão do circuito intermediário (Uz) do circuito intermediário (3) é pré-carregada por meio de um circuito capacitivo (C), preferivelmente um divisor de tensão capacitivo, por meio de uma rede de alimentação (4) conectada à saída.

Description

[0001] A presente invenção se refere a um método para operar um inversor que compreende um circuito intermediário, uma ponte de tensão contínua /tensão alternada e uma unidade de controle, em que meias pontes da ponte de tensão contínua / tensão alternada são controladas pela unidade de controle, a fim de converter uma tensão contínua de entrada de um lado da tensão contínua, em uma operação normal, através do circuito intermediário e da ponte de tensão contínua/ tensão alternada, em uma tensão alternada de saída, em que o inversor é comutado para um modo de pré-carga antes de uma ativação da ope-ração normal, no qual uma tensão do circuito intermediário é pré-carre- gada para uma tensão inicial predeterminada. A presente invenção se refere ainda a um inversor, compreendendo um circuito intermediário, uma ponte de tensão contínua / tensão alternada e uma unidade de controle, em que a unidade de controle é projetada para controlar meias pontes da ponte de tensão contínua/tensão alternada a fim de converter uma tensão contínua de entrada de um estágio de entrada de tensão contínua através do circuito intermediário em operação normal e a ponte de tensão contínua/tensão alternada em uma tensão alternada de saída.

[0002] Um inversor típico converte uma tensão contínua de entrada em uma tensão alternada de saída e, assim, conecta uma fonte de tensão contínua presente em uma entrada, por meio de um estágio de entrada de tensão contínua e uma ponte de tensão contínua / alternada na saída, a uma rede de tensão alternada, por exemplo, a uma rede de alimentação de n-fases. Desta forma, uma tensão alternada de saída n- fase pode ser alimentada em n tensões de rede da rede de alimentação. A ponte de tensão contínua / tensão alternada é normalmente formada por duas meias-pontes por fase da rede de alimentação, em que cada meia ponte compreende dois disjuntores, por exemplo IGBTs ou MOS- FETs.. Uma primeira meia-ponte é usada para cada fase para fornecer as meias-ondas positivas da tensão alternada e uma segunda meia- ponte é usada para fornecer as meias-ondas negativas. Um circuito intermediário, que é formado a partir de capacitores de circuito intermediário, geralmente é previsto entre o estágio de entrada de tensão contínua e a ponte de tensão contínu /tensão alternada. Por exemplo, uma instalação fotovoltaica no modo de operação do gerador pode servir como fonte de tensão contínua. Um filtro também pode ser previsto no inversor no lado da saída, ou seja, a montante da rede de tensão alternada. Elementos de comutação, por exemplo, relés e / ou outros filtros, por exemplo um filtro EMC, também podem ser previstos entre o inver- sor e a rede de tensão alternada.

[0003] Em operação normal, o inversor é projetado para fornecer energia de uma fonte de tensão contínua localizada na entrada para a saída e, assim, alimentá-la em uma rede de tensão alternada. Antes de iniciar a operação normal do inversor, no entanto, os capacitores do circuito intermediário instalados no circuito intermediário devem ser pré- carregados com uma tensão inicial. Se o inversor fosse conectado diretamente à rede de alimentação presente na saída sem um circuito intermediário pré-carregado, os capacitores do circuito intermediário seriam carregados do lado da saída por meio dos diodos parasitas dos disjuntores nas meias pontes da ponte de tensão contínua /tensão alternada. Uma vez que o circuito intermediário representa uma carga de impen- dância muito baixa no estado descarregado, as correntes que surgem podem ser tão altas que os componentes do inversor, em particular os disjuntores, podem ser danificados. Os capacitores do circuito intermediário devem, portanto, ser pré-carregados com a tensão inicial antes que os disjuntores da ponte de tensão contínua / tensão alternada sejam conectados à rede de alimentação em operação normal.

[0004] Soluções conhecidas para pré-carga dos capacitores do circuito intermediário incluem o uso da energia disponível no estágio de entrada de tensão contínua, Esta energia pode ser disponibilizada, por exemplo, em que é feito um dimensionamento adequado dos componentes da fonte de tensão contínua, que estão conectados ao estágio de entrada de tensão contínua, Por exemplo, as células fotovoltaicas são conectadas em série para atingir uma tensão de entrada contínua suficientemente alta, que é então aplicada como uma tensão de circuito intermediário aos capacitores do circuito intermediário e pré-carregá- los, No caso de células fotovoltaicas em particular, no entanto, pode surgir o problema de que nenhuma tensão ou tensão insuficiente de entrada contínua é gerada, o que significa que nenhuma tensão inicial seria possível,

[0005] Se a tensão de entrada contínua disponível não for suficientemente alta, ela poderá ser aumentada usando conversores de reforço adicionalmente instalados ao inversor para gerar uma tensão de circuito intermediário suficientemente alta, O documento DE 10 2010 060 633 A1 divulga a pré-carga do circuito intermediário de um inversor por acoplamento ao lado de entrada de tensão contínua, em que os capacitores do circuito intermediário são pré-carregados com um valor alto em uma primeira etapa sem conjunto de circuitos adicional, O lado de entrada da tensão contínua é então desligado e a tensão cai para um valor que corresponde aproximadamente à tensão do circuito intermediário desejada, A tensão do circuito intermediário é definida para o valor desejado em uma etapa subsequente, operando o inversor em um modo de con-versor elevador, Uma tensão de circuito intermediário suficiente pode, portanto, ser alcançada sem prever um inversor adicional, De forma desvantajosa, no entanto, este método só funciona se uma tensão contínua de entrada for aplicada à entrada na primeira etapa, o que exige radiação solar, Portanto, a pré-carga confiável só é possível com a luz do sol. Além disso, a tensão contínua de entrada deve ser suficiente para atingir aproximadamente a tensão do circuito intermediário desejada, uma vez que, os interruptores semicondutores dos inversores podem ser danificados novamente se a tensão do circuito intermediário for muito baixa no início da operação do conversor de reforço devido à im- pedância muito baixa e aos altos fluxos de corrente associados.

[0006] Para a pré-carga dos capacitores de circuito intermediário também podem ser usados acumuladores externos, por exemplo, baterias, especialmente quando não há nenhuma fonte de tensão contínua, por exemplo, quando os inversores são usados para acoplar redes de tensão alternada para compensação de energia reativa. Um uso de acumuladores externos para carregar os capacitores do circuito intermediário, entretanto, acarreta o risco de que a pré-carga não seja possível, visto que o respectivo acumulador pode estar completamente descarregado ou pode estar em modo de espera, por exemplo. Isso também significa que nenhuma tensão inicial confiável é possível. Além disso, um acumulador adicional naturalmente significa mais esforço e custos mais elevados.

[0007] É um objetivo da presente invenção permitir uma carga confiável dos capacitores do circuito intermediário de um inversor.

[0008] Este objetivo é alcançado de acordo com a invenção em que, no modo de pré-carga, a tensão do circuito intermediário é pré-carre- gada por meio de um circuito capacitivo que forma um divisor de tensão capacitivo limitador de corrente por meio de uma rede de alimentação conectada à saída. O objetivo também é alcançado por um circuito capacitivo, preferivelmente um divisor de tensão capacitivo, por meio do qual o circuito intermediário pode ser conectado em um modo de pré- carga a uma rede de alimentação conectada à saída, a fim de pré-car- regar uma tensão do circuito intermediário. Assim, de acordo com a invenção, a energia necessária para a pré-carga pode ser obtida a partir da rede de alimentação, e não há dependência de uma fonte de tensão contínua prevista adicionalmente. Um conjunto de circuitos externo com capacitores adequados, por exemplo, pode servir como circuito capaci- tivo. O circuito capacitivo serve como um resistor em série limitador de corrente e pode, por exemplo, conectar as n fases da rede de alimentação, que estão conectadas à saída do inversor, ao circuito intermediário.

[0009] O filtro de sincronização e o filtro de rede no lado da saída são vantajosamente usados como um circuito capacitivo. Filtros de tempo de ciclo e filtros de rede geralmente incluem respectivamente capacitores de filtro de sincronização e capacitores de filtro de rede conectados estrela entre as fases, que formam um divisor de tensão capaci- tivo limitador de corrente através do qual os capacitores de circuito in-termediário são carregados por meio de uma curva de carga. Sem limitação de corrente, como mencionado no início, ao conectar a rede de alimentação à ponte de tensão contínua /tensão alternada, os componentes, em particular os disjuntores, podem ser danificados ou destruídos, uma vez que os capacitores do circuito intermediário não estão inicialmente suficientemente carregados. Usando os filtros de sincronização e filtros de rede que já estão disponíveis, os capacitores do circuito intermediário são diretamente carregados, ou seja, através da rede de alimentação sem componentes externos adicionais ou resistores em série. Isso significa que não há despesas de hardware adicionais, o que significa que os custos totais do inversor também podem ser reduzidos e, como resultado, a vida útil também pode ser aumentada, uma vez que um número reduzido de componentes eletrônicos embutidos também significa uma menor probabilidade de falha. Filtros de sincronização e / ou filtros de rede podem, obviamente, não fazer parte do inversor e, em vez disso, podem ser formados por elementos conectados. Naturalmente, apesar do uso do filtro de sincronização e de filtro de rede como um circuito capacitivo, um conjunto de circuitos adicional também pode ser feito, por exemplo, para expandir o circuito capacitivo.

[00010] Vantajosamente, a tensão do circuito intermediário é pré-car- regada através do circuito capacitivo através da rede de alimentação a uma tensão de limiar inferior à tensão inicial e, em seguida, as meias pontes da ponte de tensão contínua /tensão alternada são cronometradas pela unidade de controle de acordo com um conversor elevador, a fim de aumentar ainda mais a tensão do circuito intermediário através da rede de alimentação até ter atingido a tensão inicial pré-determinada.

[00011] Ao operar a ponte de tensão contínua/ tensão alternada como um conversor elevador ou conversor de reforço, a pré-carga do capacitor do circuito intermediário pode ser controlado através da unidade de controle que já está presente, evitando assim gastos adicionais de hardware

[00012] A tensão limiar pode vantajosamente corresponder a um valor logo abaixo da metade da tensão de pico da rede de alimentação e pode ser definida ajustada através de um dimensionamento do filtro de sincronização e do filtro de rede. A tensão limiar geralmente não pode atingir a metade da tensão de pico, uma vez que ocorre uma queda de tensão devido à pré-carga através do divisor de tensão capacitivo, mesmo após um tempo de carga mais longo.

[00013] Vantajosamente, a tensão do circuito intermediário é pré-car- regada em uma primeira etapa por meio do circuito capacitivo por meio de uma fase da rede de alimentação e a tensão do circuito intermediário é ainda aumentada em um modo de conversor elevador por meio do circuito capacitivo por meio de uma fase da rede de alimentação, em que a mesma fase é usada de forma particularmente vantajosa.

[00014] As meias-pontes da ponte de tensão contínua/ tensão alternada também podem ser temporizadas pela unidade de controle de acordo com um conversor elevador, a fim de pré-carregar a tensão do circuito intermediário para a tensão inicial especificada através da rede de alimentação. Isso significa que não há necessidade de uma primeira etapa anterior, incluindo pré-carga para uma tensão limiar, e a operação do conversor elevador pode começar imediatamente. Isso é possível porque o circuito capacitivo através do qual a ponte de tensão contínua /tensão alternada está conectada à rede de alimentação tem um efeito de limitação de corrente. Sem o circuito capacitivo ou qualquer outro tipo de limitação de corrente, a operação do conversor elevador com capacitores de circuito intermediário descarregados danificaria os componentes.

[00015] Além disso, o objetivo é alcançado de acordo com a invenção por um inversor que compreende um circuito intermediário, uma ponte de tensão contínua /tensão alternada e uma unidade de controle, em que a unidade de controle é projetada para controlar meias-pontes da ponte de tensão contínua / tensão alternada, a fim de converter uma tensão contínua de entrada de um estágio de entrada de tensão contínua através do circuito intermediário e a ponte de tensão contínua / tensão alternada em uma tensão alternada de saída em operação normal, em que o inversor é operado no modo de pré-carga de acordo com o método de acordo com a invenção antes da operação normal ser ativada.

[00016]

[00017] A presente invenção é explicada em mais detalhes mais abaixo com referência às figuras 1 a 10, que mostram concretizações vantajosas exemplificativas, esquemáticas e não limitativas da invenção. Onde:

[00018] A figura 1 mostra um inversor mostrado esquematicamente,

[00019] A figura 2 mostra um inversor com dois capacitores de circuito intermediário em operação normal,

[00020] A figura 3 mostra o inversor no modo de pré-carga, a figura 4a mostra um circuito eficaz para uma meia onda superior na primeira etapa,

[00021] A figura 4b mostra um circuito eficaz para uma meia-onda inferior na primeira etapa,

[00022] A figura 5a mostra um circuito eficaz para uma meia onda superior na operação do conversor elevador,

[00023] A figura 5b mostra um circuito eficaz para uma meia onda inferior na operação do conversor elevador,

[00024] A figura 6 mostra um inversor com um capacitor de circuito intermediário em operação normal,

[00025] A figura 7 mostra o inversor em modo de pré-carga,

[00026] A figura 8a mostra um circuito eficaz para uma meia onda superior na primeira etapa,

[00027] A figura 8b mostra um circuito eficaz para uma meia onda inferior na primeira etapa,

[00028] A figura 9a mostra o circuito eficaz para uma meia onda superior na operação do conversor elevador,

[00029] A figura 9a mostra o circuito eficaz para uma meia onda superior na operação do conversor elevador,

[00030] A figura 10 mostra o curso de uma tensão de circuito intermediário no modo de pré-carga,

[00031] Na figura 1, um inversor esquemático 1 é mostrado, o qual conecta um estágio de entrada de tensão contínua 20 a uma rede de alimentação 4 por meio de uma ponte de tensão contínua / tensão alternada 3, No estágio de entrada de tensão contínua 20, um circuito intermediário capacitivo Z é previsto 9 a montante da ponte de tensão contínua/ tensão alternada 3, A rede de alimentação 4 apresenta n fases, neste caso, n = 3 fases L1, L2, L3 e um condutor neutro N (não mostrado na figura 1), O estágio de entrada de tensão contínua 20 é conectado a uma fonte de tensão contínua 2, por exemplo, um sistema fotovoltaico, por meio de um interruptor de entrada Se e apresenta um primeiro polo A e um segundo polo B. O primeiro polo A e o segundo polo B também estão conectados ao circuito intermediário Z. No circuito intermediário Z, ou seja, a tensão do circuito intermediário Uz é aplicada entre o primeiro polo A e o segundo polo B.

[00032] A ponte de tensão contínua / tensão alternada 3 compreende uma meia-ponte superior HB1 +, HB2 +, HB3 + e uma meia-ponte inferior associada HB1-, HB2-, HB3- por fase L1, L2, L3. Para n = 3 fases, três meias-pontes superiores HB1 +, HB2 +, HB3 + e três meias-pontes inferiores HB1-, HB2-, HB3- são, portanto, previstas, apenas indicado na figura 1. As meias-pontes HB1 +, HB2 +, HB3 +, HB1-, HB2-, HB3- são controladas em operação normal por um circuito de controle 5 de tal forma que uma tensão contínua de entrada Ue aplicada ao estágio de entrada de tensão contínua 20 através do circuito intermediário e a ponte de tensão contínua /tensão alternada 3 é convertida em uma tensão alternada de saída uL1, uL2, uL3 por fase L1, L2, L3. As tensões alternadas de saída uL1, uL2, uL3 são, então, respectivamente alimentadas nas tensões de rede U1, U2, U3 da rede de alimentação 4 em operação normal. De acordo com a invenção, no entanto, antes de uma ativação da operação normal, um modo de pré-carga é ativado em que a tensão do circuito intermediário Uz (que corresponde à tensão de entrada Ue em operação normal) do circuito intermediário é pré-carregada para uma tensão inicial predeterminada Uv por meio de um circuito capacitivo C por meio da rede de alimentação 4, como mostrado na figura 1 é indicado esquematicamente pela seta tracejada.

[00033] Como um primeiro exemplo de concretização, a figura 2 mostra um primeiro arranjo de circuito possível do inversor 1 em mais detalhes. O circuito intermediário Z do estágio de entrada de tensão contínua 20 compreende um capacitor de circuito intermediário superior C + e um capacitor de circuito intermediário inferior C- conectados em série. O primeiro polo A e o segundo polo B conectam o circuito em série dos dois capacitores do circuito intermediário C +, C-, em que um ponto central do circuito intermediário M é localizado entre o capacitor do circuito intermediário superior C + e o capacitor do circuito intermediário inferior C-. O capacitor do circuito intermediário superior C + e o capacitor do circuito intermediário inferior C- formam, portanto, o circuito intermediário Z, em que naturalmente que também é possível que outros capacitores seriais e / ou paralelos sejam previstos no circuito intermediário. O primeiro polo A é conectado ao segundo polo B através da meia-ponte superior HB1 +, HB2 +, HB3 + e a meia-ponte inferior associada HB1-, HB2-, HB3- conectada em série, de modo que a tensão do circuito intermediário Uz é aplicada à conexão em série das meias-pontes superiores HB1 +, HB2 +, HB3 + e de meias-pontes inferiores associadas HB1-, HB2-, HB3- de cada fase n. Entre as meias-pontes superiores HB1 +, HB2 +, HB3 + e as meias- pontes inferiores associadas HB1-, HB2-, HB3- existem respectivamente o primeiro, segundo e terceiro pontos centrais M1, M2, M3.

[00034] As meias-pontes superiores HB1 +, HB2 +, HB3 + compreendem no primeiro exemplo de concretização mostrada no presente documento incluem, respectivamente, um disjuntor superior S11 +, S21 +, S31 + e um disjuntor inferior conectado em série S12 +, S22 +, S32 +, em que entre os disjuntores superiores S11 +, S21 +, S31 + e os disjuntores inferiores associados S12 +, S22 +, S32 + respectivamente se encontra um primeiro ponto central superior M1 +, segundo ponto central superior M2 + e um terceiro ponto central superior M3 +. Nas meias- pontes superiores HB1 +, HB2 +, HB3 +, os diodos de roda livre D são dispostos paralelamente aos disjuntores superiores S11 +, S21 +, S31 + e aos disjuntores inferiores S12 +, S22 +, S32 +, que são polarizados na direção do primeiro polo A.. O ponto central do circuito intermediário M também está conectado através dos diodos superiores D1 +, D2 +,D3 + aos pontos centrais superiores M1 +, M2 +, M3 +, que são polarizados de maneira permeável na direção dos pontos centrais superiores M1 +, M2 +, M3 +,

[00035] No primeiro exemplo de concretização mostrado no presente documento, as meias-pontes inferiores HB1-, HB2-, HB3- de uma maneira análoga compreendem um disjuntor superior S11-, S21-, S31- e um disjuntor inferior S12-, S22-, S32-, cada um conectado em série, em que entre os disjuntores superiores S11-, S21-, S31- e os disjuntores inferiores associados S12-, S22-, S32- há um primeiro ponto central inferior M1-, segundo ponto central inferior M2- e um terceiro ponto central inferior M3- respectivamente. Em paralelo aos disjuntores superiores S11-, S21-, S31- e os disjuntores inferiores S12-, S22-, S32-, os diodos de roda livre D são dispostos respectivamente, na direção do primeiro, segundo ou terceiro ponto central associado M1, M2, M3 ou são polari-zados na direção do primeiro polo A.. Os pontos centrais inferiores M1, M2-, M3- são conectados ao ponto central do circuito intermediário M via diodos inferiores D1-, D2-, D3-, em que os diodos inferiores D1-, D2, D3- na direção do ponto central do circuito intermediário M são polarizados de modo permeável. Os diodos superiores D1 +, D2 +, D3 + e os diodos inferiores D1-, D2-, D3- são usados na operação normal do inversor 1 mostrado no primeiro exemplo de concretização e, portanto, já estão presentes no inversor. Pelo menos os diodos superiores D1 +, D2 +, D3 + e os diodos inferiores D1-, D2-, D3-, que pertencem à fase L1, L2, L3, através da qual o inversor 1 está conectado à rede de alimentação 4 no modo de pré-carga, podem, portanto, também ser usados em operação do inversor 1 como um conversor elevador.

[00036] A rede de alimentação compreende um número de n fases L1, L2, L3, que apresentam respectivamente uma tensão de rede 230 Volt) com uma frequência de rede f (por exemplo 50 Hz) . A tensão al- ternada de saída uL1, uL2, uL3 é, obviamente, sincronizada com a tensão de rede U1, U2, U3, a fim de permitir que seja alimentada na rede de alimentação 4. A primeira fase L1 da rede de alimentação 4 é, preferivelmente conectada ao primeiro ponto central M1 por meio de uma primeira indutância X1 (estrangulador). De forma análoga, a segunda fase L2 da rede de alimentação 4 é, preferivelmente, conectada ao segundo ponto central M2 por meio de uma segunda indutância X2 e a terceira fase L3 da rede de alimentação 4 é preferivelmente conectada ao terceiro ponto central M3 por meio de uma terceira indutância X3. As n = 3 fases L1, L2, L3 também estão conectadas entre si por meio de um filtro de sincronização TF. O filtro de sincronização TF compreende uma conexão estrela de pelo menos três capacitâncias do filtro de sincronização CF1, CF2, CF3, em que o ponto estrela do filtro de temporização é conectado ao condutor neutro N da rede de alimentação. Além disso, as n = 3 fases L1, L2, L3 são conectadas umas às outras através de um filtro de rede NF (filtro EMC), que, semelhante ao filtro de sincronização TF, por sua vez consiste em uma conexão estrela de pelo menos três capacitâncias de filtro de rede C41, C42, C43, em que o ponto estrela está conectado ao condutor neutro N da rede de alimentação 4. O filtro de sincronização TF e o filtro de rede NF não precisam fazer parte do inversor 1 e também podem ser projetados externamente. Os filtros de sincronização TF e os filtros de rede NF são usados no presente exemplo de concretização como conjunto de circuitos capacitivo C para pré-carregar a tensão do circuito intermediário Uz para a tensão inicial Uv. Alternativamente ou adicionalmente, um conjunto de circuitos capacitivo diferente / adicional C pode, é claro, também ser previsto a fim de criar um resistor em série capacitivo para limitação de corrente durante a pré-carga dos capacitores de circuito intermediário C +, C-.

[00037] O inversor 2 pode ser desconectado da rede de alimentação 4 e comutado a ela através dos primeiro, segundo e terceiro interruptores de filtro de fase SF1, SF2, SF3 previstos nas fases L1, L2, L3 entre o filtro de sincronização TF e o filtro de rede NF, assim como através de interruptor de filtro de condutor neutro previstos no condutor neutro L entre o filtro de sincronização TF e filtro de rede NF fornecido comutador de filtro de condutor neutro SFN, Se os interruptores do filtro de fase SF1, SF2, SF3 e o interruptor do filtro do condutor neutro SFN estiverem abertos, a ponte de tensão contínua / tensão descontínua 3 e, portanto, o inversor são separados da rede de alimentação 4,

[00038] Além disso, um primeiro, segundo, terceiro interruptor de fase S41, S42, S43 e um interruptor de condutor neutro S4N são previstos entre o filtro de rede NF e a rede de alimentação 4, através do qual o filtro de rede NF pode ser desconectado à rede de alimentação 4 ou conectado à ela , Se os interruptores de fase S41, S42, S43 e o interruptor do condutor neutro S4N estiverem abertos, o filtro de sincronização TF e, portanto, também a ponte de tensão contínua / tensão descontínua 3 são, naturalmente, desconectadas da rede de alimentação 4,

[00039] Os disjuntores superiores S11 +, S21 +, S31 + e os disjuntores inferiores S12 +, S22 +, S32 + das meias-pontes superiores HB1 +, HB2 +, HB3 +, bem como os disjuntores superiores S11-, S21-, S31- e os disjuntores inferiores S12-, S22-, S32- das meias-pontes inferiores HB1-, HB2-, HB3- também podem ser controladas por meio de um circuito de controle 5, que é indicado nas figuras apenas por razões de clareza,

[00040] Uma vez que o inversor 1 na figura 2 está em operação normal, em que o inversor de entrada está fechado, a fonte de tensão contínua 2 atua como um gerador no estágio de entrada de tensão contínua 20 e gera uma tensão contínua de entrada Ue entre o primeiro polo A e o segundo polo B, em que a tensão contínua de entrada Ue corresponde à tensão do circuito intermediário Uz. Os interruptores do filtro de fase SF1, SF2, SF3 ou o interruptor do filtro do condutor neutro SFN, os interruptores de fase S41, S42, S43 ou o interruptor do condutor neutro S4N estão fechados, em que a ponte de tensão contínua / tensão alternada 3 é conectada à rede de alimentação 4. Uma tensão contínua de entrada Ue corresponde à tensão do circuito intermediário Uz e é aplicada entre o primeiro pólo A e o segundo pólo B. O circuito de controle 5 comuta as meias-pontes superiores HB1 +, HB2 +, HB3 + de tal forma que meias-ondas positivas são geradas no primeiro, segundo e terceiro pontos médios M1, M2, M3. O circuito de controle 5 comuta as meias- pontes inferiores HB1-, HB2-, HB3- de maneira análoga, de modo que meias-ondas negativas são geradas no primeiro, segundo e terceiro pontos médios M1, M2, M3. As meias-pontes superiores HB1 +, HB2 +, HB3 + e as meias-pontes inferiores associadas HB1-, HB2-, HB3- são comutadas alternadamente. No primeiro, segundo e terceiro pontos médios M1, M2, M3, uma tensão alternada retangular com mudança de fase é produzida, a qual é suavizada por meio das indutâncias X1, X2, X3 e é posteriormente alimentada nas fases associadas L1, L2, L3 da rede de alimentação 4. Estas meias-ondas positivas e negativas das tensões geradas devem, obviamente, ser sincronizadas pelo circuito de controle 5 com as meias-ondas das fases L1, L2, L3 respectivamente conectadas, a fim de permitir a alimentação na rede de alimentação. A ponte de tensão contínua / tensão alternada 3, portanto, gera tensões de onda quadrada no primeiro, segundo e terceiro pontos médios M1, M2, M3. Ao filtrar essas tensões de onda quadrada por meio do filtro de sincronização TF e do filtro de rede NF, ou por meio das indutâncias X1, X2, X3, as tensões alternadas de saída sinusoidais uL1, uL2, uL3 são geradas e posteriormente alimentadas nas tensões de rede U1, U2, U3 da rede de alimentação 4. Preferivelmente, os disjuntores S11 +, S21 +, S31 + S12 +, S22 +, S32 +, S11-, S21 +, S31-, S12-, S22-, S32- da ponte de tensão contínua / alternada 3 são cronometrados com uma frequência maior do que a frequência de rede de 50 Hz, por exemplo 20 kHz.

[00041] Uma vez que o modo de operação dos inversores 1 em operação normal % bem conhecido, não será discutido em mais detalhes neste ponto.

[00042] Como é conhecido, antes da operação normal do inversor 1, os capacitores C +, C- do circuito intermediário devem ser pré-carrega- dos para uma tensão de circuito intermediário adequada Uz em um modo de pré-carga. De acordo com a invenção, isso é feito em que a tensão do circuito intermediário Uz é pré-carregada a uma tensão inicial Uv através da rede de alimentação 4 na operação de pré-carga, como é mostrado a título de exemplo na figura 3.

[00043] Esta operação de pré-carga pode ser realizada em duas etapas, em uma primeira etapa a tensão do circuito intermediário Uz é pré- carregada para uma tensão limite Us, menor do que uma tensão inicial Uv, por meio da rede de alimentação 4 e, em seguida, os interruptores S11 +, S21 +, S31 + S12 +, S22 +, S32 + em uma operação de conversor elevador , S11-, S21 +, S31-, S12-, S22-, S32- do inversor 1 são cronometrados de acordo com um conversor elevador até que a tensão do circuito intermediário Uz alcance a tensão inicial predeterminada Uv. No entanto, também é possível pular a primeira etapa e carregar a tensão do circuito intermediário para a tensão inicial Uv puramente na operação do conversor elevador, sem primeiro considerar uma tensão limiar Us, que, portanto, também pode ser considerada como uma tensão limiar Us de zero.

[00044] Durante a operação de pré-carga, a fonte de tensão contínua 2 não pode ser conectada ao inversor 1, que é simbolizado na figura 3 por um interruptor de entrada aberto Se. A fonte de tensão contínua 2 pode, no entanto, também ser conectada ao inversor 1 por meio de um interruptor de entrada fechado Se. Se a tensão de entrada contínua Ue for maior do que a tensão inicial Uv, nenhuma pré-carga será necessária. Se a tensão contínua de entrada Ue for inferior, então uma pré-carga de acordo com a invenção poderá ser realizada, em que, naturalmente, um tempo mais curto será necessário para a pré-carga do que se a tensão do circuito intermediário Uz tivesse que ser carregada de zero à tensão inicial Uv.

[00045] A operação de pré-carga pode ocorrer por meio de uma posição do interruptor, como mostrado na figura 3, em que o interruptor de condutor neutro do lado de saída S4N e um dos interruptores de fase do lado de saída, neste caso, o terceiro interruptor de fase S43, são fechados. Os outros interruptores de fase, isto é, no presente documento o primeiro interruptor de fase S41 e o segundo interruptor de fase S42, são abertos. Além disso, os interruptores do filtro de fase frontal SF1, SF2, SF3 localizados entre o filtro de rede NF e o filtro de sincronização TF estão fechados (se aplicável), mas o interruptor do filtro do condutor neutro SFN permanece aberto. Nesta posição do interruptor, não pode haver fluxo de corrente contínua através dos diodos parasitas dos disjuntores S11 +, S21 +, S31 + S12 +, S22 +, S32 +, S11-, S21 +, S31-, S12-, S22-, S32- e se obtém um divisor de tensão capacitivo , que é formado por meio dos capacitores de filtro de rede C41, C42, C43 e dos capacitores de filtro de sincronização CF1, CF2. No terceiro ponto central M3, que está conectado ao capacitor do circuito intermediário superior C + através da terceira indutância X3 e os diodos D da terceira meia-ponte superior HB3 +, existe, portanto, uma tensão senoidal que tem uma frequência correspondente à frequência da rede f. O nível desta tensão sinusoidal no terceiro ponto central M3 é, no entanto, re-duzido através do divisor de tensão capacitivo e também fora de fase em relação à frequência da rede.

[00046] Para descrever o divisor de tensão capacitivo, o circuito que efetivamente resulta nas posições do interruptor acima na primeira etapa para meias-ondas positivas da tensão de rede U3 da fase selecionada L3, é mostrado na figura 4a, o circuito para meias-ondas negativas da tensão de rede na figura 4b. Os disjuntores abertos não são mostrados nas figuras 4a e 4b, mas os diodos de roda livre paralelos D, neste caso, os diodos de roda livre da terceira meia ponte superior HB3 + e da terceira meia ponte inferior HB3-, uma vez que os respectivos interruptores semicondutores S31-, S32- estão abertos. Podemos observar que o divisor de tensão capacitivo divide a (neste caso terceira) tensão de rede U3, que é aplicada ao terceiro capacitor de filtro de rede C43, em uma primeira tensão parcial uT1 e uma segunda tensão parcial uT2. A primeira tensão parcial uT1 é aplicada ao terceiro capacitor de filtro de sincronização CF3, a segunda tensão parcial uT2 a uma conexão paralela de duas ramificações. Uma das ramificações é formada a partir de uma conexão em série do primeiro capacitor de filtro de sincronização CF1 e do primeiro capacitor de filtro de rede C41 e a outra ra-mificação é formada de uma conexão em série do segundo capacitor de filtro de sincronização FC1 e do segundo capacitor de filtro de rede C42. A primeira tensão parcial uT1 está, portanto, na meia onda positiva através da terceira bobina X3 e os diodos de roda livre D da terceira meia- ponte superior HB3 + no capacitor de circuito intermediário superior C + (figura 4a). Na meia onda negativa, a primeira tensão parcial uT1 é aplicada ao capacitor do circuito intermediário inferior C- por meio da terceira bobina X3 e dos diodos de roda livre D da terceira meia-ponte inferior HB3- (figura 4b). Obviamente, apenas uma das ramificações também pode ser usada para o divisor de tensão capacitivo, o que pode ser alcançado em que o primeiro interruptor de filtro de fase SF1 ou o segundo interruptor de filtro de fase SF2 está aberto. Neste caso, no en-tanto, a primeira ou segunda ramificação remanescente teria uma resistência mais alta, em que o divisor de tensão capacitivo é alterado e a segunda tensão parcial uT2 torna-se maior e, assim, a primeira tensão parcial uT 1 torna-se menor,

[00047] Forma-se um fluxo contínuo de corrente na direção dos capacitores do circuito intermediário C +, C-, em que os capacitores do filtro de sincronização CF1, CF2, CF3 apresentam um efeito de limitação de corrente, O nível da tensão do circuito intermediário Uz que é estabelecido depende da tensão entre os capacitores do filtro de relógio CF1, CF2, CF3, que por sua vez depende da capacitância dos capaci- tores do filtro de relógio CF1, CF2, CF3,

[00048] Assim, a tensão do circuito intermediário Uz pode ser pré- carregada até uma tensão limiar Us, que, devido ao divisor de tensão capacitivo, não ocorre repentinamente, mas sim de acordo com uma curva de carga como mostrado na figura 10,

[00049] A tensão limiar Us pode corresponder a um valor logo abaixo da metade da tensão de pico da tensão da rede U1, U2, U3 da rede de alimentação 4, No caso de uma rede de alimentação 4 com uma tensão de rede U1, U2, U3 de 230 volts, a tensão de pico é 325 V, o que resulta na metade da tensão de pico de 162,5 V para a tensão limiar Us, Uma vez que a tensão limiar teoricamente possível Us normalmente, por exemplo devido às perdas, não pode ser alcançada, a tensão limiar Us deve ser ligeiramente inferior ao valor máximo possível, ou seja, metade da tensão de pico pode ser selecionada para garantir que a tensão limiar Us possa ser alcançada e a operação do conversor elevador possa ser ativada com segurança,

[00050] Para evitar danos aos componentes, a tensão do circuito intermediário Uz para um inversor 1 deve geralmente ser carregada com uma tensão inicial Uv, que corresponde a pelo menos duas vezes a tensão de pico (no presente documento 650 V), antes que a operação normal seja ativada, o que é feito na operação do conversor elevador,

[00051] Se a primeira etapa descrita acima for realizada até que a tensão do circuito intermediário Uz alcance ou exceda uma tensão limiar Us, a segunda etapa poderá ser iniciada, Se a primeira etapa for ignorada, então, como mencionado, a operação do conversor elevador também poderá ser iniciada imediatamente,

[00052] Nesta operação de conversor elevador, o inversor 1 pode ser conectado a uma fase L1, L2, L3 da rede alimentação 4, em que disjuntores S11 +, S21 +, S31 + S12 +, S22 +, S32 +, S11-, S21 +, S31-, S12- , S22-, S32- do inversor 1 são temporizados de acordo com um conversor elevador até que a tensão do circuito intermediário alcance a tensão inicial especificada, A curva de tensão de uma fase L1, L2, L3 é considerada, e os disjuntores S11 +, S21 +, S31 + S12 +, S22 +, S32 +, S11- , S21 +, S31-, S12-, S22-, S32- da meia-ponte HB1 +, HB2 +, HB3 + HB1-, HB2-, HB3- atribuídos à fase considerada L1, L2 , L3 são tempo-rizados de acordo com um conversor elevador temporizado com a tensão alternada uL1, uL2, uL3 na fase selecionada L1, L2, L3, como sugerido nas figuras 5a e 5b na unidade de controle 5, Na figura 5a ele é o circuito que efetivamente resulta nas posições de comutação acima na operação do conversor elevador para meias-ondas positivas da tensão de rede, e na figura 5b o circuito para meias-ondas negativas da tensão de rede,

[00053] No exemplo de concretização ilustrado, o perfil de tensão da terceira fase L3 é considerado, uma vez que esta já foi conectada na primeira etapa através do terceiro interruptor de fases S43, Os interruptores de filtro de fases SF1, SF2, SF3, interruptores de filtro de condutor neutro SFN, interruptores de fase S41, S42, S43 e interruptor de condutor neutro S4N permanecem, portanto, na mesma posição que na primeira etapa, ou seja, o interruptor de condutor neutro S4N, bem como um dos interruptores de fases no lado da saída, neste caso o terceiro interruptor de fases S43 e os interruptores de filtro de fase SF1, SF2, SF3 permanecem fechados e o interruptor de filtro de condutor neutro SFN, bem como o primeiro interruptor de fases S41 e o segundo interruptor de fases S 42 permanecem abertos,

[00054] A posição do interruptor da figura 3 pode, assim, ser mantida para a segunda etapa, Se a primeira fase L1 fosse usada na segunda etapa, o primeiro interruptor de fases S41 naturalmente teria que ser fechado e o segundo interruptor de fases S42, bem como o terceiro interruptor de fases S43, teriam que ser abertos, e a segunda fase L2 seria usada na segunda etapa, então o segundo interruptor de fases S42 teria que ser fechado e o primeiro interruptor de fases S41 e o terceiro interruptor de fases S43 teriam que ser abertos, Os disjuntores S31, S32 + da terceira meia ponte superior HB3 + e os disjuntores S31- , S32- da terceira meia ponte inferior HB3- são temporizados de forma correspondente,

[00055] Os disjuntores abertos não são mostrados nas figuras 5a e 5b, mas sim os diodos de roda livre paralelos D, Os disjuntores fechados também não são mostrados, nem os diodos de roda livre paralelos porque estão em curto-circuito pelos disjuntores fechados, Os disjuntores mostrados são, respectivamente, temporizados com um PWM nas figuras 5a e 5b,

[00056] O processo de temporização começa durante uma passagem de tensão por zero da fase selecionada, neste caso a terceira fase L3, O interruptor de semicondutor inferior S32 + da terceira meia-ponte superior HB3 + é ligado no meio-ciclo positivo da tensão de terceira fase UL3 na terceira fase L3 (portanto não mostrada na figura 5a), correspondendo ao interruptor de semicondutor inferior S32- e o interruptor de semicondutor superior S31- da terceira meia-ponte inferior HB3- desligado (apenas o diodo de roda livre paralelo D é mostrado na figura 5a) e o interruptor de semicondutor superior S31 + da meia-ponte superior HB3 + é temporizado pela unidade de controle 5 com um sinal PWM PWM com uma certa relação de pulso-pausa, em que a frequência de relógio do sinal PWM PWM é 20 kHz, por exemplo. A frequência do sinal resultante do sinal PWM pode ser derivada da tensão de fases atual da fase associada da rede de alimentação.. O interruptor de semicondutor superior S31- da terceira meia-ponte inferior HB3- poderia, no entanto, também não ser desligado, mas poderia ser temporizado inversamente ao interruptor de semicondutor superior S31 + da meia-ponte superior HB3 +.

[00057] Na meia onda negativa da terceira tensão de fases UL3, o interruptor de semicondutor inferior S32 + e o interruptor de semicondutor superior S31 + da terceira meia ponte superior HB3 + são desligados (na figura 5b apenas o diodo paralelo de roda livre D é, portanto, mostrado), o interruptor de semicondutor inferior S32- da terceira meia ponte inferior HB3- é ligado (na figura 5b, portanto, não mostrado) e o interruptor de semicondutor superior S31 - a terceira meia-ponte inferior HB3 - também temporizado pela unidade de controle 5 com um sinal PWM PWM com uma relação de pulso-pausa a alta frequência, em que a frequência, por sua vez , pode ser derivada do valor atual da terceira tensão de fases associadas U3. O interruptor de semicondutor superior S31 + da terceira meia ponte superior HB3 + não precisa ser desligado, mas pode ser temporiazado inversamente ao interruptor de semicondutor inferior S31- da meia ponte superior HB3 +.

[00058] Os disjuntores S31 + S31- são, portanto, temporizados de maneira sincronizada com a tensão senoidal presente no terceiro ponto central M3, em que uma tensão de onda quadrada é gerada no terceiro ponto central M3. O fluxo de corrente para o circuito intermediário pode ser regulado através do ciclo de trabalho do PWM, em que o ciclo de trabalho é derivado da amplitude da tensão no terceiro ponto central M3, em que um fator de escala adequado é selecionado para a amplitude. Um circuito de controle de retorno auto estabilizador é gerado por esta operação do conversor elevador. É necessário que a corrente que flui para o circuito intermediário não seja maior do que a corrente que flui através do divisor de tensão capacitivo, caso contrário, a tensão no terceiro ponto central M3 entraria em colapso, O ciclo de trabalho é, portanto, automaticamente reduzido quando a tensão no terceiro ponto central 3 é diminuída ou elevada, quando ela aumenta, Em termos de tecnologia de controle, o fator de escala corresponde a um componente P e limita a corrente máxima, Como resultado do padrão de comutação descrito, a ponte de tensão DC / AC 3 se comporta como um conversor elevador e a energia é absorvida pela rede de alimentação 4, ou pela tensão de rede U3 da fase selecionada, neste caso, a terceira fase L3, e carregada nos capacitores do circuito intermediário C +, C- , o que resulta em um novo aumento na tensão do circuito intermediário Uz,

[00059] O método descrito pode, naturalmente, não só ser usado em um inversor 1 com dois capacitores de circuito intermediário C +, C- e ponto central M derivado, como no primeiro exemplo de concretização apresentado acima, mas de uma maneira análoga, por exemplo para um inversor 1 com apenas um capacitor de circuito intermediário Cz no circuito intermediário Z, Tal inversor 1 é mostrado no presente documento como um segundo exemplo de concretização como um inversor de ponte B6, em que a figura 6 mostra a operação normal e a figura 7 mostra a operação de pré-carga, O circuito intermediário Z pode, naturalmente, também apresentar vários capacitores de circuito intermediário Cz neste caso, mas nenhum ponto central M é derivado,

[00060] Como no primeiro exemplo de concretização, o primeiro polo A é conectado ao segundo polo B através da meia-ponte superior HB1 +, HB2 +, HB3 + e a meia-ponte inferior associada HB1-, HB2-, HB3- conectada em série, de modo que a tensão do circuito intermediário Uz respectivamente seja aplicada ao circuito em série das meias-pontes superiores HB1 +, HB2 +, HB3 + e meias- pontes inferiores associadas HB1-, HB2-, HB3- de cada fase n, O primeiro, segundo e terceiro pontos médios M1, M2, M3 estão igualmente localizados entre as meias-pontes superiores HB1 +, HB2 +, HB3 + e as meias-pontes inferiores associadas HB1-, HB2-, HB3-, As meias-pontes superiores HB1 +, HB2 +, HB3 + no segundo exemplo de concretização do inversor 1 incluem, respectivamente, apenas um disjuntor S1 +, S2 +, S3 + com diodos de roda livre paralelos D, que são polarizados de uma maneira permeável na direção do primeiro polo A, Portanto, não há disjuntores inferiores conectados em série S12 +, S22 +, S32 + e, portanto, nenhum ponto médio superior M1 +, M2 +, M3 +,

[00061] Uma vez que o condutor neutro não está conectado a nenhum ponto central M, e não há pontos centrais superiores M1 +, M2 +, M3 +, não são previstos diodos superiores D1 +, D2 +, D3 + e diodos inferiores D1-, D2-, D3-,

[00062] As meias-pontes inferiores HB1-, HB2-, HB3- incluem de maneira análoga um disjuntor S1-, S2-, S3- com diodos de roda livre D dispostos paralelamente a eles, que são polarizados na direção do primeiro, segundo ou terceiro ponto central associado M1, M2, M3 de forma permeável, Também não há pontos intermediários inferiores M1, M2-, M3- e não há diodos inferiores D1-, D2-, D3-,

[00063] Em operação normal de acordo com a figura 6, o interruptor de entrada Se está fechado, A fonte de tensão contínua 2 gera uma tensão contínua de entrada Ue entre o primeiro pólo A e o segundo pólo B, em que a tensão contínua de entrada Ue corresponde à tensão do circuito intermediário Uz, Os interruptores do filtro de fase SF1, SF2, SF3 ou o interruptor do filtro do condutor neutro SFN, os interruptores de fase S41, S42, S43 ou o interruptor do condutor neutro S4N estão fechados, em que a ponte de tensão contínua / tensão alternada 3 é conectada à rede de alimentação 4, Uma tensão de entrada contínua Ue corresponde à tensão do circuito intermediário Uz em operação nor-mal e é aplicada entre o primeiro pólo A e o segundo pólo B, O circuito de controle 5 comuta as meias-pontes superiores HB1 +, HB2 +, HB3 + de tal forma que meias-ondas positivas são geradas no primeiro, segundo e terceiro pontos médios M1, M2, M3. O circuito de controle 5 comuta as meias-pontes inferiores HB1-, HB2-, HB3- de maneira análoga, de modo que meias-ondas negativas são geradas no primeiro, segundo e terceiro pontos médios M1, M2, M3. As meias-pontes superiores HB1 +, HB2 +, HB3 + e as meias-pontes inferiores associadas HB1- , HB2-, HB3- são comutadas alternadamente. O modo de operação em operação normal é basicamente o mesmo que no primeiro exemplo de concretização.

[00064] A pré-carga do capacitor de circuito intermediário Cz para uma tensão inicial Uv é feita tão fundamentalmente quanto no primeiro exemplo de concretização no modo de pré-carga, que por sua vez pode ser realizada em duas etapas. Na primeira etapa, a tensão do circuito intermediário Uz é pré-carregada para uma tensão limiar Us, inferior à tensão inicial Uv, por meio da rede de alimentação 4 e, em seguida, os (neste caso apenas seis) disjuntores S1 +, S2 +, S3 + S1-, S2-, S3- do inversor 1 em um modo de conversor elevador são temporizados de acordo com um conversor elevador até que a tensão do circuito intermediário Uz alcance a tensão inicial predeterminada Uv. No entanto, também é possível pular a primeira etapa e carregar a tensão do circuito intermediário para a tensão inicial Uv puramente na operação do conversor elevador sem levar em consideração de antemão uma tensão limiar Us.

[00065] Durante a operação de pré-carga, a fonte de tensão contínua 2 pode ser conectada ao inversor como no primeiro exemplo de concretização, ou também pode ser separada, conforme simbolizado na figura 7 por um interruptor de entrada aberto Se.

[00066] A operação de pré-carga do segundo exemplo de concretização pode ser comutada para a mesma posição dos interruptores de filtro de fase SF1, SF2, SF3 ou do interruptor de filtro de condutor neutro SFN e dos interruptores de fase S41, S42, S43 ou do interruptor de condutor neutro S4N, como no primeiro exemplo de concretização para formar o divisor de tensão capacitivo.

[00067] O divisor de tensão capacitivo é obtido para meias-ondas positivas da tensão de rede, como mostrado na figura 8a e para meias- ondas negativas, como mostrado na figura 8b. De forma análoga, a tensão do circuito intermediário Uz pode ser pré-carregada até a tensão limiar Us, em relação ao primeiro exemplo de concretização.

[00068] Se a primeira etapa for realizada até que a tensão do circuito intermediário Uz alcance ou exceda uma tensão limiar Us, a segunda etapa poderá ser iniciada. Se a primeira etapa for ignorada, a operação do conversor elevador poderá ser iniciada imediatamente.

[00069] Nesta operação de conversor elevador, o inversor 1 pode ser conectado a uma fase L1, L2, L3 da rede de alimentação 4. Em contrapartida ao primeiro exemplo de concretização , no entanto, os disjuntores S1-, S2 +, S3 + de todas as meias-pontes superiores HB1 +, HB2 +, HB3 + sincronizam com a tensão de rede da fase selecionada, neste caso a terceira tensão de rede U3 da terceira fase L3, de acordo com o conversor elevador, até a tensão do circuito intermediário Uz atingir a tensão inicial especificada Uv . Os disjuntores abertos não são mostrados nas figuras 9a e 9b, mas os diodos paralelos de roda livre D. Os respectivos disjuntores mostrados são, respectivamente, temporizados com um PWM nas figuras 9a e 9b.

[00070] Durante a meia-onda superior, os disjuntores S1-, S2-, S3- das meias-pontes inferiores HB1-, HB2-, HB3- podem ser colocados em contrafase ou abertos contra os disjuntores S1 +, S2 +, S3 + de todas as meias-pontes superiores HB1 +, HB2 +, HB3 + - o último mostrado na figura 9a , em que apenas os diodos de roda livre paralelos D são mostrados. Na meia-onda negativa da terceira tensão de fases UL3, os interruptores semicondutores S1-, S2-, S3- das meias-pontes inferiores HB1-, HB2-, HB3- são temporizados de acordo com um PWM e os disjuntores S1 +, S2 +, S3 + de todas as meias-pontes superiores HB1 +, HB2 +, HB3 + são colocados em contrafase contra os disjuntores S1-, S2-, S3- das meias-pontes inferiores HB1-, HB2-, HB3- ou abertos - o último mostrado na figura 9b, em que apenas os diodos de roda livre paralelos D são mostrados

[00071] A posição do interruptor da figura 6 também é retida neste caso, por exemplo, para a operação do conversor elevador, Se a primeira fase L1 fosse usada na segunda etapa, o primeiro interruptor de fases S41 naturalmente teria que ser fechado e o segundo interruptor de fases S42, bem como o terceiro interruptor de fases S43, teriam que ser abertos, e a segunda fase L2 seria usada na segunda etapa, então o segundo interruptor de fases S42 teria que ser fechado e o primeiro interruptor de fases S41 e o terceiro interruptor de fases S43 teriam que ser abertos,

[00072] Para todas as formas de concretização, a ponte de tensão contínua / tensão alternada 3 é temporizada como um conversor elevador na operação do conversor elevador, Uma vez que a função de um conversor elevador é conhecida, este modo de operação não será discutido em detalhes neste ponto, A energia é assim absorvida de forma controlada da rede de alimentação 4, ou da tensão da rede U3 da fase selecionada, neste caso a terceira fase L3, e carregada nos capacitores do circuito intermediário Cz, C +, C-, o que resulta em um aumento adicional na tensão do circuito intermediário Uz,

[00073] A tensão do circuito intermediário aplicada Uz é comparada com uma tensão inicial predeterminada Uv, Se a tensão do circuito intermediário Uz atingir ou ultrapassar a tensão inicial Uv, o processo de ciclo de temporização de conversor elevador mostrado acima será encerrado e o inversor 3 será conectado à rede de alimentação 4, Isso é feito da maneira usual, em que o interruptor de filtro de fase SF1, SF2, SF3, o interruptor de filtro de condutor neutro SFN, o interruptor de fase L41, L42, L43 e o interruptor de condutor neutro L4N são fechados, como ilustrado na figura 2 ou figura 6. Além disso, no início da operação normal, a unidade de controle 5 pode ser sincronizada com a rede de alimentação 4 da maneira usual e, em seguida, ser feita a conversão da tensão contínua de entrada Ue disponibilizada pela fonte de tensão contínua 4 na tensão contínua de saída uL1, uL2, uL3 e a alimentação na rede de alimentação 4.

[00074] A figura 10 mostra o curso da tensão do circuito intermediário Uz, que é pré-carregada em uma primeira etapa até a tensão limiar Us e, em seguida, carregada ainda mais na operação do conversor elevador até a tensão inicial Uv.

[00075] O inversor 1 mostrado no exemplo de concretização é projetado para uma rede de alimentação 4 com n = 3 fases L1, L2, L3. Naturalmente , as redes de alimentação 4 com um número n diferente de fases também podem ser conectadas a uma tensão contínua de entrada Ue através de um inversor 1 de acordo com a invenção e o método de acordo com a invenção pode ser usado.

Claims (7)

1. Método para operar um inversor (1) trifásico que compreende um circuito intermediário (3), uma ponte de tensão contínua / tensão alternada (3) e uma unidade de controle (5), em que meias-pontes (HB1 +, HB2 +, HB3 +, HB1-, HB2-, HB3-) da ponte de tensão contínua / tensão alternada (3) são controladas pela unidade de controle (5) a fim de converter uma tensão contínua de entrada (Ue) de um estágio de entrada de tensão contínua através do circuito intermediário (Z) e a ponte de tensão contínua / tensão alternada (3) em uma tensão alternada de saída (uL1, uL2, uL3) presente em um modo de operação normal (20), em que o inversor (1) é comutado para um modo de pré-carga antes do modo de operação normal ser ativado, no qual uma tensão de circuito intermediário (Uz) do circuito intermediário (Z) é pré-carregada para uma tensão inicial predeterminada (Uv), caracterizado pelo fato de que, na operação de pré-carga, a tensão do circuito intermediário (Uz) é pré-carregada por meio de um filtro de temporização (TF) e filtro de rede (NF) no lado de saída, que formam um divisor de tensão capa- citivo limitador de corrente, por meio de uma rede de alimentação (4) conectada à saída.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a tensão do circuito intermediário (Uz) é pré-carregada em uma primeira etapa através dos filtros de temporização (TF) e filtro de rede (NF) no lado de saída através da rede de alimentação (4) a uma tensão limiar (Us) inferior à tensão inicial (Uv) e, em seguida, em um modo de conversor elevador, meias-pontes (HB1 +, HB2 +, HB3 +, HB1- , HB2-, HB3-) da ponte de tensão contínua / tensão alternada (3) são temporizadas pela unidade de controle (5) de acordo com um conversor elevador, para aumentar ainda mais a tensão do circuito intermediário (Uz) através da rede de alimentação (4) até que a tensão inicial (Uv) especificada seja alcançada.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a tensão do circuito intermediário (Uz) é pré-carregada através de um filtro de temporização (TF) e filtro de rede (NF) no lado de saída através de uma fase (L1, L2, L3) da rede de alimentação (4), e em que a tensão do circuito intermediário (Uz) é ainda mais elevada através dos filtro de temporização (TF) e filtro de rede (NF) no lado de saída através de uma fase (L1, L2, L3) da rede de alimentação (4).

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a tensão do circuito intermediário (Uz) é pré-carregada para a tensão limiar (Us) através da mesma fase (L1, L2, L3) e ainda mais aumentada para a tensão inicial (Uv).

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a tensão limiar (Us) corresponde a um valor imediatamente abaixo da metade da tensão de pico da tensão de rede (U1, U2, U3) da rede de alimentação (4).

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que em um modo de conversor elevador, as meias-pontes (HB1 +, HB2 +, HB3 +, HB1-, HB2-, HB3-) da ponte de tensão contínua / tensão alternada (3) são temporizadas pela unidade de controle (5) de acordo com um conversor elevador para pré-carregar a tensão do circuito intermediário (Uz) para a tensão inicial especificada (Uv) através da rede de alimentação (4).

7. Inversor (1) trifásico compreendendo um circuito intermediário (Z), uma ponte de tensão contínua / tensão alternada (3) e uma unidade de controle (5), em que a unidade de controle (5) é configurada para controlar meias pontes (HB1 +, HB2 +, HB3 +, HB1-, HB2-, HB3 -) da ponte de tensão contínua / tensão alternada (3), para converter uma tensão contínua de entrada (Ue) de um estágio de entrada de tensão contínua (20) através do circuito intermediário (Z) e da ponte de tensão contínua / tensão alternada (3) em uma tensão alternada de saída (uL1, uL2, uL3) em um modo de operação normal, caracterizado pelo fato de que um filtro de temporização (TF) e filtro de rede (NF) no lado de saída são configurados como divisores de tensão capacitivos limitadores de corrente por meio dos quais, em um modo de pré-carga, o circuito intermediário (Z) pode ser conectado a uma rede de alimentação (4) que por sua vez é conectada à saída, para pré-carregar uma tensão de circuito intermediário (Uz) do circuito intermediário (Z).