CN104520726A - 用于逆变器的绝缘电阻测量 - Google Patents

Abstract

在用于测量绝缘电阻的方法中和在具有用于测量绝缘电阻的设备的逆变器中，通过闭合接地开关(14)使位于逆变器(1)的半桥(2)的开关元件(3、4)之间的中点(5)与接地点(15)连接。借助于所述半桥(2)的开关元件(3、4)使与所述接地点(15)连接的中点(5)依次与所述逆变器(1)的位于所述半桥上的中间电路电压的两个未接地的电极(20、21)连接，并且测量流经到所述接地点(15)的连接的电流。

Description

用于逆变器的绝缘电阻测量

技术领域

本发明涉及一种具有独立权利要求1的前序部分的特征的用于测量逆变器的绝缘电阻的方法以及涉及一种根据独立权利要求8的前序部分的具有至少一个半桥并且具有用于测量绝缘电阻的设备的逆变器，所述半桥具有两个有源开关元件。

背景技术

逆变器尤其可以是PV逆变器，也就是将电能由光伏发电机馈入到交流电网中。

逆变器可以具有输出侧的变压器。但是尤其也可以涉及无变压器的逆变器。

所测量的绝缘电阻虽然包括逆变器的这些绝缘电阻，但尤其涉及在输入侧连接到逆变器的电流源——亦即例如PV发电机——的绝缘电阻。

在逆变器的运行中电流源可以具有接地参考。因此可以例如将其电极中的一个在逆变器的运行中接地。而且在接地的电网上在无变压器的逆变器的运行中通过位于逆变器输出端上的电网电压建立否则未接地的电流源的接地参考。然而，对于绝缘电阻的测量可以除去这样的接地连接，因为测量对地的绝缘电阻。

由文献EP 1 857 825 A1和与之平行(parallel)的US 7,576,547 B2已知一种测量设备，该测量设备具有用于求取处于电压下的电设备的绝缘电阻的接地点或具有馈电电压的设备，该馈电电压具有正电极和负电极。在此设有两个开关或一个相应的转换开关，它们分别在两个电极中的一个与接地点之间建立电流通路，以便在出现一个或多个绝缘故障时以任意的电位参考求取总体上产生的绝缘电阻。为了求取绝缘电阻实施两次连续测量，其中，在这些测量中的第一次中第一开关闭合，而第二开关断开，其中，在这些测量中的第二次中第一开关断开，而第二开关闭合。在这些测量中测量流经分别建立的到接地点的连接的电流。由两个所测量的电流计算绝缘电阻，所述文献对此给出了详细指导。

已知的测量设备可以具体地设置用于针对绝缘错误监视光伏设备，该光伏设备将电能由光伏发电机馈入到交流电网中。为了构造已知的测量设备待在逆变器上设置的部件是众多的并且显著提高了逆变器的总成本。

由文献DE 10 2006 031 663 B3已知一种用于测量IT网中的绝缘电阻的方法。IT网具有直流电压中间电路和包括第一和第二功率开关的自换向的变流器。此外，用于测量对地的中间电路电压的测量设备由分压器和两个所分配的电位测量装置组成并且是IT网的一部分。该方法包括例如在运行开始时的离线测量，在所述运行开始变流器的所有第一或所有第二功率开关闭合。在该开关状态下测量中间电路的两个电位以及中间电路电压并且由此确定绝缘电阻。

由文献DE 10 2010 054 413 A1已知一种用于在系统中绝缘错误的定位的方法，该系统包括具有高侧和低侧的直流部分和包括具有由两个功率开关组成的串联电路的逆变器的交流部分，所述功率开关连接在高侧与低侧之间。直流部分以直流电压源的直流电压馈电。实现了直接位于高侧上的功率开关的接通、直接位于低侧上的功率开关的接通、在两种接通状态中的每一个中分别测量在高侧与地之间的高侧绝缘电压以及在低侧与接地之间的低侧绝缘电压并且最后基于测量结果来求取是否在直流或交流部分中存在绝缘错误。

由在本申请的优先权日才公开的文献DE 10 2011 007 222 A1得知一种逆变器电路，其中，为了进行绝缘监视，借助于逆变器的交流电压测量电阻改变用于绝缘监视的分压器的分压器比例，其方式是，这些交流电压测量电阻借助于桥电路的IGBT与中间电路电位耦合。在逆变器的正常运行中，位于直流电压测量电阻上的电压是输出电压的当前值并且用于输出电压的调节。绝缘监视通过以在中间电路电位与地之间的电位差的形式的实际电压的电压测量实现。将该实际电压与依赖于IGBT的开关位置的、预给定的额定电压进行比较。如果在实际电压与额定电压之间的差超过预给定的度量，则显示绝缘错误。

发明内容

本发明所基于的任务在于，提供一种用于测量逆变器的绝缘电阻的方法以及具有用于测量绝缘电阻的设备的逆变器，所述设备应用绝缘电阻的有源测量，而无需为此产生高成本。

根据本发明，本发明的任务通过具有独立权利要求1的特征的方法和具有独立权利要求8的特征的逆变器解决。根据本发明的方法的优选实施方式在从属权利要求2至7中描述。从属权利要求9至18涉及根据本发明的逆变器的优选实施方式。

在有源测量逆变器的绝缘电阻的原理的根据本发明的实现中，通过闭合接地开关使位于逆变器的半桥的两个有源开关元件之间的中点与接地点连接。随后借助于半桥的开关元件——所述开关元件在逆变器的正常运行中用于驱动输出电流——使与接地点连接的中点依次与逆变器的位于半桥上的中间电路电压的两个未接地的电极连接。测量流经如此与接地点建立的连接的电流。测量值的分析处理随后以原则上已知的方式实现。

如果不使用输入侧的直流/直流调整器，则中间电路电压等于逆变器的输入电压，所述输入电压由所连接的电流源提供，所述中间电路电压位于逆变器的半桥上并且其电极可选择地与接地点连接。

如果在本发明的限定中参考流到接地点的电流，则因此不涉及确定的电流流向。相反，电流流向依赖于驱动所述电流的电压对地的极性。因为逆变器的中间电路电压的两个电极通常具有不同的对地的极性，所以电流流向至少当半桥的中点首先更长时间地与中间电路电压的第一电极并且随后更长时间地与另一电极连接时发生变化。

根据本发明的方法利用逆变器半桥的有源开关元件用于逆变器的中间电路电压的两个未接地的电极与接地点的连接的建立。也就是说，在逆变器中应用原本存在的并且可加载相应电压的开关元件作为用于接通中间电路电压的两个电极的开关。单单由此可以相对于由文献EP 1 857 825 A1和平行的US 7,576,547 B2已知的独立的测量设备显著降低在逆变器上的绝缘电阻的测量成本。为了绝缘电阻的测量待建立的在半桥的中点与接地点之间的连接相比之下不需要可更大幅加载的开关，尤其是如果在所述连接中设有高欧姆保护电阻。

在根据本发明的用于测量绝缘电阻的方法中，不仅以相比于逆变器在馈电到所连接的交流电网时的正常运行不常规的方式控制逆变器的半桥的开关元件，而且逆变器在测量时刻还不与交流电网连接，或者逆变器为了绝缘电阻的测量又与在其正常运行中连接的交流电网分离。

流经到接地点的连接的电流优选作为在测量电阻上的电压降测量，所述测量电阻连接在半桥的中点与接地点之间。这包括：中间电路电压的两个电极与接地点的连接通过相同的测量电阻引导并且相应地也需要仅仅一个测量装置。

所述测量装置可以涉及逆变器的这样的测量装置，所述测量装置在逆变器的正常运行中测量在相比于在半桥的中点与接地点之间的测量电阻更低欧姆的测量电阻上的电压降，以便测量由半桥到所连接的交流电网中的电流。也就是说，参照用于流到接地点的电流的测量装置也可以在根据本发明的方法中使用在逆变器中反正存在的装置，这进一步降低了用于实现根据本发明的测量方法的附加成本。

具体地，开关元件可以在根据本发明的测量方法中依次并且分别仅仅一次地在测量期间闭合，以便使得两个直流电流依次由中间电路电压的两个电极流经到接地点的连接。这相应于由文献EP 1 857 825 A1和US7,576,547 B2已知的测量原理的实现。然而该实现的前提在于，半桥的开关元件可以闭合显著的、也就是比在正常的逆变器运行中所需要的时间长多倍的时间。即使在此出现的开关元件负荷仅仅很小——尤其当在与接地点的连接中设置保护电阻时，尽管如此也不能够实现持续的闭合，因为例如开关元件的驱动器借助于自举电路供以电压。

然而在该情况下也可应用根据本发明的方法的一种实施方式，其中，控制开关元件，以便使得周期性的交流电流通过逆变器的电网扼流圈流经到接地点的连接，或者以便在半桥的中点调节用于到接地点的电流的至少一个驱动电压，所述驱动电压位于中间电路电压的两个电极对地的电压之间。也就是说，例如可以根据脉宽调制的原理如此控制开关元件，使得通过由电网扼流圈并且可能的另外的元件——例如滤波电容器和保护电阻组成的滤波器驱动到接地点中的交流电流。所述交流电流不仅可以是正弦形的而且例如也可以是矩形的并且具有非常低的频率，由此所述交流电流在连接到逆变器的电流源的更大的泄漏电容的情况下也允许绝缘电阻的有意义的测量。具体地，用于测量绝缘电阻而形成的交流电流可以比在逆变器的正常运行中通过电网扼流圈输出的交流电流长至少2倍、优选至少5倍、还更优选地至少10倍、还更优选地至少50倍并且最优选地至少100倍的周期持续时间。换言之，用于测量绝缘电阻的交流电流的周期持续时间绝对可以为1秒或者多秒并且甚至几十秒。用于绝缘电阻的足够准确的测量的理想的周期长度在此依赖于来自存在的泄露电容和绝缘电阻自身组成的时间常数，其中，后者例如可以在连接到逆变器的光伏发电机的情况下由于气候条件大幅地改变。由低频的交流电流可以计算所求取的绝缘电阻，如果同时检测驱动所述交流电流的交流电压。这可以借助测量装置实现，所述测量装置测量交流电压，如果所述交流电压例如落在滤波电容器上。

如果检测相对于中间电路电压的电极中的一个电极的、驱动到接地点的电流的电压，或者所述电压由于半桥的开关元件的限定的控制可以隐含为已知的，则为了测量流经到接地点的连接的电流也可以测量位于一个点与中间电路电压的电极中的一个之间的电压，所述点位于用于接地开关的已经提及的保护电阻与接地点之间。这不依赖于以下地适用：驱动电压是涉及交流电压还是至少暂时不变的电压，例如涉及位于中间电路电压的两个电极对地的电压之间的电压。基于基尔霍夫电压定律(Maschenregel)，一方面在所述点与中间电路电压的电极中的一个电极之间的电压和另一方面相对于电极中的这一个电极的驱动电压的和等于落在保护电阻上的电压。由落在保护电阻上的电压可以计算流到接地点的电流。但是，在根据本发明的方法中，为了检测流到接地点的电流而检测的电压也可以直接地亦即没有明确换算到电流强度的情况下用作用于计算感兴趣的绝缘电阻的电流的度量。

如果以下点位于保护电阻与接地开关之间：在所述点处测量相对于中间电路电压的电极中的一个的电压，以便测量流经到接地点的连接的电流，则在逆变器的正常运行中、也就是在断开的接地开关的情况下也可以在所述点实施电压测量并且将其用于例如检测在滤波器输出端上的电压。

如果在所述描述中谈及到接地点的交流电流和驱动所述交流电流的交流电压，则这不表示：流到接地点的电流必须改变其电流流向并且根据其极性改变驱动所述电流的对地电压。半桥的开关元件的控制例如也可以如此实现，使得驱动交流电压的瞬时值改变小于中间电路电压的一半并且交流电压具有朝中间电路电压的一个电极的方向的直流电压偏置，从而由所述电压驱动的电流具有固定的电流流向。

为了交替地连接逆变器的中间电路电压的两个电极与接地点，根据本发明的逆变器的、设置用于测量绝缘电阻的设备不具有附加开关，而是对此利用逆变器的半桥的开关元件。然而，除了逆变器原本的逆变器电路之外，所述设备还具有接地开关，以便连接半桥的中点与接地点。所述开关在半桥的中点与接地点之间与测量电阻串联连接，以便测量流向地的电流。所述测量电阻典型地与附加保护电阻串联连接，所述保护电阻限制流到接地点的电流。替代地，测量电阻也可以自身设计为保护电阻。为了将半桥的中点从在输出侧连接到逆变器上的交流电网分离，所述设备使用电网开关、逆变器的电网继电器或电网接触器(Netzschütz)。

落在测量电阻上的电压和因此流经的电流由用于测量绝缘电阻的设备优选以测量装置测量，所述测量装置在逆变器的正常运行中测量在更低欧姆的测量电阻上的电压降，以便测量由半桥到所连接的交流电网中的受驱动的电流。在此，一个分支可以设置在半桥的中点之上或者之后，所述分支一方面引导至用于测量绝缘电阻的测量电阻，而另一方面引导至更低欧姆的测量电阻并且除此之外引导至电网扼流圈并且最后引导至电网开关或电网继电器或电网接触器。测量装置——其连接到两个测量电阻的背离所述分支的连接端上——虽然原则上测量落在两个测量电阻上的电压的和。但是在绝缘电阻的测量中没有电压落在更低欧姆的测量电阻上，因为电网开关是断开的，而在逆变器的正常运行中没有电压落在用于测量绝缘电阻的测量电阻上，因为随后用于测量绝缘电阻的设备的接地开关是断开的。因此，如此连接的测量装置始终仅仅测量分别感兴趣的电压降。

替代地，用于测量绝缘电阻的设备具有选择开关，所述选择开关将电流由半桥的中点选择通过用于测量绝缘电阻的测量电阻或更低欧姆的测量电阻地引导，其中，测量装置连接到至测量电阻的分支上并且连接到所述选择开关的背离所述分支的连接端上。在此不重要的是，在选择开关的电阻的哪一侧上设有选择开关并且在哪一侧设有至测量电阻的固定分支。测量装置无论如何检测分别以选择开关选择的测量电阻上的电压降。

测量装置的两个所述连接可能性不仅当所述设备依次闭合开关元件以便使得两个直流电流依次流经到接地点的连接时是可用的；而且当所述设备控制开关元件以便使得交流电流通过逆变器的电网扼流圈流经到接地点的连接也或者以便在半桥的中点处调节用于到接地点的电流的、其他位于中间电路电压的电极对地的电压之间的驱动电压。显然，在第二种和后一种情况中，可以在电网扼流圈之后才设置到测量装置的第一连接变型的接地点的分支。此外，在所述后者情况下优选的是，用于测量绝缘电阻的测量电阻与滤波电容器并联连接，所述滤波电容器将由半桥的、高频控制的开关元件引起的开关纹波相对于原本感兴趣的低频交流电流向地滤除。为了测量交流电流的驱动交流电压，用于测量绝缘电阻的设备具有附加测量装置，所述测量装置测量落在滤波电容器上的交流电压。

本发明的有利的扩展方案从权利要求、说明书和附图得出。在说明书中提到的特征和多个特征的组合的优点仅仅是示例性的，并且可以替代地或累积地起作用，而不必一定通过根据本发明的实施方式实现这些优点。在不因此改变所附的权利要求的主题的情况下，关于原始申请材料和专利的公开内容有以下：其他特征可以从附图、尤其是所示的几何结构和多个部件相互间的相对尺寸及其相对布置和有效连接得出。本发明的不同实施方式的特征和不同权利要求的特征的组合同样可能与所选的对权利要求的引用关系有所偏差，并且由此出发。这也涉及在单独的附图中所示的或在其描述中提到的这些特征。这些特征也可以与不同权利要求的特征组合。在权利要求中列出的特征同样也可以不用于本发明的其他实施方式。

在权利要求和说明书中所提到的特征关于其数量应理解为，恰好存在该数量或存在大于该数量的数量，而不需要明确使用副词“至少”。因此，当例如谈及一个元件时，应理解为存在恰好一个元件、两个元件或者更多的元件。如果相比之下应该提出仅仅准确数量的特征，则在相应的特征之前应用形容词“恰好”。这些特征可以通过其他特征补充，或者可以是用于组成相应的成品的单个特征。

附图说明

在下文中根据在附图中示出的优选实施例进一步阐明和描述本发明。

图1说明根据本发明的逆变器的相关细节的第一实施方式，所述逆变器具有用于测量绝缘电阻的设备；

图2说明根据本发明的逆变器的第二实施方式的重要组成部分，所述逆变器具有用于测量绝缘电阻的设备；

图3说明根据本发明的逆变器的第三实施方式的重要组成部分，所述逆变器具有用于测量绝缘电阻的设备；

图4说明根据本发明的逆变器的另一实施方式的重要组成部分，所述逆变器具有用于测量绝缘电阻的设备。

具体实施方式

在图1中示出以其在此重要部分的形式的逆变器1，属于这些重要部分的是具有在中点5两侧上的开关元件3和4的半桥2、具有中间电路电容7的直流电压中间电路6、测量电阻8连同所分配的用于落在其上的电压的测量装置9、电网扼流圈10以及电网开关11。直流电压中间电路6在此示例性地直接连接到电流源16上，也可能的是电流源16经由一个未电分离的直流/直流转换器——例如升压转换器连接到中间电路6上。除了由中点5通过测量电阻8并且通过电网扼流圈10引导到电网开关11的电流通路——通过所述电网开关可以连接到交流电网以便馈电到所述交流电网中——以外，由中点5分支出另一电流通路。该电流通路通过相比于测量电阻8更高欧姆的测量电阻12、保护电阻13以及接地开关14引导到接地点15。测量电阻12与测量电阻8串联连接在测量装置9的两个连接端之间。不仅电网开关而且接地开关可以实施为继电器或接触器，以便可以对其进行自动化操作。

如果在断开的电网开关11的情况下闭合接地开关14，则中点5经由电阻12和13与接地点15连接。随后可以通过闭合开关元件3使直流电压中间电路6的中间电路电压的正电极20与中点5并继而与接地点15连接，以便以测量装置9测量随后流到接地点15的电流。在此，测量装置9仅仅测量落到测量电阻12上的电压作为用于感兴趣的电流的度量，因为基于断开的电网开关没有电流流经测量电阻8并由此没有电压落在测量电阻8上。

如果测量到接地点15的电流，则又可以断开开关元件3并且随后闭合开关元件4，以便以相同的方式测量由直流电压中间电路7的中间电路电压的负电极21流到接地点15的电流。由到接地点15的两个电流的测量值能够以已知的方式确定示出的装置的绝缘电阻。为此相比于逆变器1的基本结构仅仅需要测量电阻12、保护电阻13和接地开关14作为附加部件。所测量的绝缘电阻尤其由在连接到直流电压中间电路6的电流源16——在此为光伏发电机——的区域中的绝缘电阻确定，但也包括逆变器1的自身绝缘电阻。

在图2中根据其对于本发明重要的组成部分示出的逆变器1具有附加的选择开关22，所述选择开关将到电网扼流圈10的电流或者通过更低欧姆的测量电阻8或者通过更高欧姆的测量电阻12地引导。在此，通过保护电阻13和接地开关14到接地点15的电流通路仅仅在电网扼流圈10之后才从通过电网开关11到在此又未示出的电网的电流通路分支，逆变器1馈电到所述电网中。在逆变器1的该拓扑中可以如此控制开关元件3和4，使得所述开关元件在包括电网扼流圈10和滤波电容器19的滤波器28的滤波器输出端25上调整非常低频的交流电压部分，通过所述非常低频的交流电压部分又驱动到接地点15的非常低频的电流。显然，在此电网开关11断开并且接地开关14闭合。此外，滤波电容器17与测量电阻12并联连接，以便通过扼流圈10滤除电流的高频部分。

所述交流电流的驱动电压通过附加测量装置18在滤波电容器19上测量。由交流电流和其驱动交流电压的比例可确定逆变器1的绝缘电阻。为此，必须不仅由在滤波电容器19上的电压而且由通过测量电阻12的电流仅仅分析处理低频的交流部分U_AC和I_AC。绝缘电阻R_iso随后根据R_iso＝U_AC/I_AC-R₁₃得出，其中，R₁₃是保护电阻13的值。滤波电容器19在此对于U_AC的测量不具有意义，但是以有意义的方式接收电网扼流圈10的高频纹波(Rippel)电流。所述高频纹波电流相应于在逆变器1的正常馈电运行中的纹波并且因此比测量电流大多倍。如果省去滤波电容器19，则电网扼流圈10中的电流可以仅仅最小地变化，并且保护电阻13将经受在中点5上的完全高频的交流电压，从而其负载将是非常高的。但是因为滤波电容器19在逆变器1的电网滤波器中原本存在，所述滤波电容器可以承担在此必要的滤波功能。绝缘电阻由交流电流和其驱动交流电压的比例确定的前提在于：可以持久地闭合开关元件3和4。对于所述确定，选择开关22也不是强制需要的。相反，到电网开关11和接地开关14的电流通路可以在电网扼流圈10之后才分支到测量电阻8和12，其中，滤波电容器17也可以随后与测量电阻12并联连接，即使在所述情况下滤波电容器19已经滤波。然而，电网扼流圈10和滤波电容器19通常可以直接相互连接，尤其是如果电网扼流圈10和滤波电容器19作为滤波单元相互地并且可能与另外的构件浇铸，从而强制得到根据附图的装置。因此，用于在逆变器1中的由半桥2驱动的电流的测量电阻8的通常的位置位于中点5与电网扼流圈10之间。

对于本发明非决定性地重要的是测量装置9和18的功能原理。然而可以有利的是，使用德尔塔-西格玛-转换器作为测量装置9和18，所述德尔塔-西格玛-转换器涉及具有非常高的分辨率的模拟/数字转换器。

在本发明的根据图2阐明的实施方式中也可以省去保护电阻13，因为单单通过控制开关元件3和4来产生到接地点15的交流电流可以限制电流的幅度。

在根据图3的逆变器1的重要部分的示图中未示出电网开关11，即使所述电网开关实际上存在。实际上在逆变器1的所述实施方式中不存在的是测量电阻8，所述测量电阻用于由半桥2的中点5在闭合的接地开关14并且受控制的开关元件3和4的情况下流到接地点15的电流。取而代之地，在此以测量装置23测量在中点5与接地点15之间的连接上的点24与中间电路电压的电极中的一个电极——在此为负电极——之间的电压。在此，点24位于保护电阻13与接地点15之间，在此更准确地位于保护电阻13与接地开关14之间，所述接地开关在此设置在保护电阻13与接地点15之间。如果已知在中点5与中间电路电压的、与测量装置23连接的所述电极之间的电压，也就是说流经到接地点15的连接的电流相对于中间电路电压的所述电极的驱动电压，则根据基尔霍夫电压定律可以确定在保护电阻13上的电压降并且由此计算通过保护电阻13流到接地点15的电流。在此不需要附加的测量电阻8。

在根据图3的逆变器1中可以同样如在根据图2的逆变器1中那样不仅仅调整在滤波器输出端25上的、驱动通过到接地点15的连接的交流电流的交流电压，所述交流电压跨越中间电路电压的整个区域，也就是说，其负的最大值相应于中间电路电压的负电极对地的电压并且其正的最大值相应于中间电路电压的正电极对地的电压。相反地，在所述边界内也可以调节在滤波器输出端25上的对地的其他驱动电压，更确切地说，不仅交流电压而且直流电压，也就是在更长的时间间隔上保持不变的电压。两者能够通过开关元件3和4的时钟例如根据脉宽调制的原则实现，其中，通过不同的脉宽在滤波器输出端25上调节中间电路电压的两个电极对地的电压之间的不同电压。在滤波器输出端25上的通过这种方式调节的交流电压也可以是这样的交流电压，所述交流电压不改变其对地的极性，从而流经到接地点15的连接的电流也不改变其电流流向。

在断开的接地开关14的情况下测量装置23可以用于测量在逆变器1的电网滤波器之后逆变器1的输出端上的电压，所述电网滤波器由电网扼流圈10和滤波电容器19组成。

在图3的左边部分中，属于逆变器1的原本电路的部件由点划线26包围。其中也设有滤波电容器19。然而是否滤波电容器19实际上存在并且如所示那样接触取决于相应逆变器1的拓扑。

图4在相应于图3的示图中还示出根据本发明的逆变器的另一实施方式。所述实施方式具有相对于根据图3的实施方式的以下不同：接地开关14设置在电网扼流圈10与保护电阻13之间，更确切更准确地说，设置在根据本逆变器拓扑在逆变器1的区域中与中间电路电压的负电极连接的滤波电容器19——其中所述滤波电容器的可选择的连接通过虚线标明——与一个附加滤波电容器27之间，所述附加滤波电容器连接到滤波器输出端25上。在断开的接地开关14的情况下，所述附加滤波电容器27与逆变器分开并且不影响所述逆变器的行为。在闭合的接地开关的情况下，滤波电容器27在平滑电容的意义上消除在中点5上的驱动电压的高频波动，所述高频波动随着开关元件3的开关频率出现。因此，滤波器28在此也包括滤波电容器27，在滤波器的滤波器输出端25上存在驱动到接地点的电流的电压。基于滤波电容器27，在点划线26之外、也就是在原本逆变器拓扑之外设置的部件可以与逆变器1的实际拓扑无关地构造。然而，在此位于接地开关14之后的测量装置23可以仅仅在接地开关23闭合的情况下使用并且因此不用于测量在逆变器1的桥的输出端上的电压。由此得出的在逆变器1的各实施例之间的区别在图3与4之间没有给出。

参考标记列表

1        逆变器

2        半桥

3        开关元件

4        开关元件

5        中点

6        直流电压中间电路

7        中间电路电容器

8        测量电阻

9        测量装置

10       电网扼流圈

11       电网开关

12       测量电阻

13       保护电阻

14       接地开关

15       接地点

16       电流源

17       滤波电容器

18       附加测量装置

19       滤波电容器

20       电极

21       电极

22       选择开关

23       测量装置

24       点

25       滤波器输出端

26       线

27       滤波电容器

28       滤波器

Claims (25)

1.一种用于测量逆变器(1)的绝缘电阻的方法，所述逆变器具有用于驱动输出电流的至少一个半桥(2)，所述至少一个半桥具有两个有源开关元件(3、4)，所述方法具有以下步骤：

依次建立所述逆变器(1)的中间电路电压的两个未接地的电极(20、21)与接地点(15)的连接；以及

测量流经到所述接地点(15)的连接的电流，

其特征在于，通过闭合接地开关(14)使所述半桥(2)的位于所述开关元件(3、4)之间的中点(5)与所述接地点(15)连接，并且借助于所述半桥(2)的开关元件(3、4)使与所述接地点(15)连接的中点(5)依次与所述逆变器(1)的位于所述半桥上的中间电路电压的两个电极(20、21)连接，以便建立用于测量流到所述接地点(15)的电流的连接。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了测量流到所述接地点(15)的电流将所述半桥(2)的中点(5)从在所述逆变器(1)的正常运行中连接的交流电网分离。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过在测量电阻(12)上的电压降测量分别流到所述接地点(15)的电流，所述测量电阻连接在所述半桥(2)的中点(5)与所述接地点(15)之间。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，以所述逆变器(1)的测量装置(9)测量在所述测量电阻(12)上的电压降，所述测量装置在所述逆变器(1)的正常运行中测量在更低欧姆的测量电阻(8)上的电压降，以便测量由所述半桥(2)到所连接的交流电网中的电流。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，依次连接所述开关元件(3、4)，以便使得两个直流电流依次地由所述中间电路电压的两个电极(20、21)流经到所述接地点(15)的连接。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，控制所述开关元件(3、4)，以便使得交流电流通过所述逆变器(1)的电网扼流圈(10)流经到所述接地点(15)的连接，所述交流电流具有比在所述逆变器(1)的正常运行中通过所述电网扼流圈(10)输出的交流电流的周期持续时间长至少2倍、可选地至少5倍、10倍、50倍或者100倍的周期持续时间。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，控制所述开关元件(3、4)，以便在连接在所述半桥(2)的中点(5)之后的滤波器(28)的滤波器输出端(25)上调节用于通过所述逆变器(1)的电网扼流圈(10)流经到所述接地点(15)的连接的电流的至少一个驱动电压，所述驱动电压位于所述中间电路电压的电极(20、21)相对于地的电压之间。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，以附加测量装置(18)测量驱动经过到所述接地点(15)的连接的相应电流的电压。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征在于，为了测量分别流到所述接地点(15)的电流，确定位于一个点(24)与中间电路电压的电极(20、21)中的一个之间的电压，所述点位于保护电阻(13)与接地点(15)之间。

10.一种逆变器(1)，其具有用于驱动输出电流的至少一个半桥(2)并且具有用于测量绝缘电阻的设备，所述至少一个半桥具有两个有源开关元件(3、4)，其中，所述设备依次建立所述逆变器(1)的中间电路电压的两个未接地的电极(20、21)与接地点(15)的连接并且测量流经到所述接地点(15)的连接的电流，其特征在于，所述设备具有接地开关(14)，借助所述接地开关所述半桥(2)的位于所述开关元件(3、4)之间的中点(5)能够与所述接地点(15)连接，并且所述设备将与所述接地点(15)连接的中点(5)借助于所述半桥(2)的开关元件(3、4)依次与所述逆变器(1)的位于所述半桥(2)上的中间电路电压的两个电极(20、21)连接，以便建立用于测量流到所述接地点(15)的电流的连接。

11.根据权利要求10所述的逆变器(1)，其特征在于，所述设备断开所述逆变器(1)的电网开关(11)，以便为了测量流到所述接地点(15)的电流将所述半桥(2)的中点(5)从在所述逆变器(1)的正常运行中连接的交流电网分离。

12.根据权利要求11所述的逆变器(1)，其特征在于，所述设备具有设置在由所述半桥(2)的中点(5)到所述接地点(15)的连接中的测量电阻(12)，以便测量流到所述接地点(15)的电流作为在所述测量电阻(12)上的电压降。

13.根据权利要求12所述的逆变器(1)，其特征在于，所述测量电阻(12)与所述接地开关(14)和所述保护电阻(13)串联连接。

14.根据权利要求12或13所述的逆变器(1)，其特征在于，所述设备以所述逆变器(1)的测量装置(9)测量在所述测量电阻(12)上的电压降，所述测量装置在所述逆变器(1)的正常运行中测量在更低欧姆的测量电阻(8)上的电压降，以便测量由所述半桥(2)到所连接的交流电网中的电流。

15.根据权利要求14所述的逆变器(1)，其特征在于，到所述设备的接地点(15)的连接在所述半桥(2)之后从一个电流通路分支，通过所述电流通路所述交流电网在所述逆变器(1)的正常运行中连接，其中，所述测量装置(9)与所述测量电阻(12)和另一测量电阻(8)跨接。

16.根据权利要求15所述的逆变器(1)，其特征在于，所述设备具有选择开关(22)，所述选择开关将电流从所述半桥(2)的中点(5)选择通过所述测量电阻(12)或所述更低欧姆的测量电阻(8)地引导，其中，所述测量装置(9)连接到至所述测量电阻(8、12)的分支上并且连接到所述选择开关(22)的背离所述分支的连接端上。

17.根据权利要求10至16中任一项所述的逆变器(1)，其特征在于，所述设备依次闭合所述开关元件(3、4)，以便使得两个直流电流依次由所述中间电路电压的两个电极(20、21)流经到所述接地点(15)的连接。

18.根据权利要求10至16中任一项所述的逆变器(1)，其特征在于，所述设备控制所述开关元件(3、4)，以便使得交流电流流经通过所述逆变器(1)的电网扼流圈(10)到所述接地点(15)的连接，所述交流电流具有比在所述逆变器(1)的正常运行中通过所述电网扼流圈(10)输出的交流电流的周期持续时间长至少2倍、可选地至少5倍、10倍、50倍或者100倍的周期持续时间。

19.根据权利要求10至16中任一项所述的逆变器(1)，其特征在于，所述设备控制所述开关元件(3、4)，以便在连接在所述半桥(2)的中点(5)之后的滤波器(28)的滤波器输出端(25)上调节用于通过所述逆变器(1)的电网扼流圈(10)流经到所述接地点(15)的连接的电流的至少一个驱动电压，所述驱动电压位于所述中间电路电压的电极(20、21)相对于地的电压之间。

20.根据权利要求10至19中任一项所述的逆变器(1)，其特征在于，所述设备具有附加测量装置(18)，以便测量驱动经过到所述接地点(15)的连接的相应电流的电压。

21.根据权利要求18至20中任一项所述的逆变器(1)，其特征在于，滤波电容器(17)与所述测量电阻(12)并联连接。

22.根据权利要求18至21中任一项所述的逆变器(1)，其特征在于，为了测量分别流到所述接地点(15)的电流，所述测量装置(23)测量位于一个点(24)与中间电路电压的电极(20、21)中的一个之间的电压，所述点位于保护电阻(13)与接地点(15)之间。

23.根据权利要求22所述的逆变器(1)，其特征在于，所述点(24)位于所述保护电阻(13)与所述接地开关(14)之间。

24.根据权利要求22所述的逆变器(1)，其特征在于，保护电阻(13)位于所述接地开关(14)与所述接地点(15)之间。

25.根据权利要求22、23或24所述的逆变器(1)，其特征在于，在所述逆变器(1)的电网扼流圈(10)与所述保护电阻(13)之间的滤波器输出端(25)上滤波电容器(27)连接在到所述接地点(15)的连接与所述中间电路电压的电极(20、21)中的一个之间。