CN113346492A - 用于漏电流的补偿装置 - Google Patents

用于漏电流的补偿装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113346492A
CN113346492A CN202110183465.5A CN202110183465A CN113346492A CN 113346492 A CN113346492 A CN 113346492A CN 202110183465 A CN202110183465 A CN 202110183465A CN 113346492 A CN113346492 A CN 113346492A
Authority
CN
China
Prior art keywords
compensation
conductor terminal
terminal
active conductor
compensation current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110183465.5A
Other languages
English (en)
Inventor
D·斯贝塞
T·菲森迈尔
F·迈尔
S·恩德雷斯
C·塞斯勒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Ing HCF Porsche AG filed Critical Dr Ing HCF Porsche AG
Publication of CN113346492A publication Critical patent/CN113346492A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/01—Arrangements for reducing harmonics or ripples
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • B60R16/033—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for characterised by the use of electrical cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/08—Limitation or suppression of earth fault currents, e.g. Petersen coil
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00308—Overvoltage protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0068—Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/12—Arrangements for reducing harmonics from ac input or output
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/48—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

一种用于补偿漏电流的补偿装置(20)具有补偿电流生成装置(28)、电势生成装置(150)、有源导体端子(61，62，63，64)和保护导体端子(65)，该有源导体端子(61，62，63，64)具有第一有源导体端子(61)和第二有源导体端子(62；64)，该电势生成装置(150)与该第一有源导体端子(61)连接并且具有电势生成装置端子(155)，该电势生成装置(150)被配置为在该电势生成装置端子(155)处提供电势，该电势至少暂时与该第一有源导体端子(61)处的电势不同，并且该补偿电流生成装置(28)被配置为用于促成在该电势生成装置端子(155)与该保护导体端子(65)之间的补偿电流(I_COMP)。

Description

用于漏电流的补偿装置
技术领域
本发明涉及一种用于补偿漏电流的补偿装置，该补偿装置尤其用在车辆的充电装置中。
背景技术
漏电流是在正常工作条件下在不期望的电流路径上、例如从外部导体(L1至L3)到保护导体(PE)流动的电流。在实践中，这种漏电流例如由于电网滤波器的滤波电容器而产生，这些滤波电容器在一侧与交流电压路径连接并且在另一侧与保护导体(PE)连接。
DE 195 25 417 C2示出一种用于对具有无源阻抗元件的电网进行接地电流补偿的组件。
DE 10 2010 013 642 A1示出一种用于补偿漏电流的方法。
EP 2 724 443 B1示出一种用于泄漏电流的补偿系统。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于补偿漏电流的新型补偿装置以及一种具有这种补偿装置的车辆。
该目的通过以下描述的本发明的补偿装置来实现。
一种用于补偿漏电流的补偿装置具有补偿电流生成装置、电势生成装置、有源导体端子和保护导体端子，该有源导体端子具有第一有源导体端子和第二有源导体端子，该电势生成装置与该第一有源导体端子连接并且具有电势生成装置端子，该电势生成装置被配置为在该电势生成装置端子处提供电势，该电势至少暂时与该第一有源导体端子处的电势不同，并且该补偿电流生成装置被配置为用于促成在该电势生成装置端子与该保护导体端子之间的补偿电流。通过设置电势生成装置，简化了通过补偿电流生成装置实现补偿电流。
根据一个优选的实施方式，该电势生成装置与该第二有源导体端子连接，并且该电势生成装置被配置为在该电势生成装置端子处提供电势，该电势至少暂时与该第二有源导体端子处的电势不同。通过将电势生成装置与多个有源导体端子连接，可以有利地影响在电势生成装置端子处的电势。
根据一个优选的实施方式，该电势生成装置具有第一电容器组件，并且其中该电势生成装置端子经由该第一电容器组件与该第一有源导体端子连接。设置电容器组件可以实现对补偿电流的正面影响。
根据一个优选的实施方式，该电势生成装置具有第二电容器组件，并且其中该电势生成装置端子经由该第二电容器组件与该第二有源导体端子连接。由此这两个电容器组件可以协作。
根据一个优选的实施方式，该补偿装置具有电网滤波器，该电网滤波器具有用于抑制差模干扰的X电容器组件和用于抑制共模干扰的Y电容器组件，该X电容器组件包括在该第一有源导体端子与该第二有源导体端子之间的第一X电容器组件，并且该第一电容器组件和该第二电容器组件共同形成该第一X电容器组件。
根据一个优选的实施方式，该X电容器组件包括在该第一有源导体端子与另外的有源导体端子之间的第二X电容器组件，该另外的有源导体端子不是该第二有源导体端子，该第一X电容器组件具有第一电容，该第二X电容器组件具有第二电容，并且该第二电容在介于该第一电容的70％与130％之间的范围内。这产生了大体上对称的X电容器组件设计。
根据一个优选的实施方式，该Y电容器组件具有第一Y电容器组件和第二Y电容器组件，该第一Y电容器组件被连接在该第一有源导体端子与该保护导体端子之间，并且其中该Y电容器组件被连接在该第二有源导体端子与该保护导体端子之间。设置Y电容器组件改进了电网滤波器。
根据一个优选的实施方式，这些有源导体端子具有第三有源导体端子，该电势生成装置具有第三电容器组件，并且该电势生成装置端子经由该第三电容器组件与该第三有源导体端子连接。这可以实现形成虚拟的中性导体或者将电容器组件共同用于更大的电流。
根据一个优选的实施方式，该电势生成装置具有第四电容器组件，该第四电容器组件被连接在该补偿电流生成装置与该电势生成装置端子之间。通过设置第四电容器组件，可以在不影响第一有源导体端子与第二有源导体端子之间的电容的情况下影响电势生成装置的总电容。
根据一个优选的实施方式，该补偿装置具有直流中间电路，在该直流中间电路处设置有Y电容器，这些Y电容器具有第一总电容，并且在该补偿装置中该电势生成装置具有第二总电容，其中该第二总电容在介于该第一总电容的60％至140％的范围内。由此，补偿装置的行为与Y电容器类似并且可以实现如下的连接：在连接具有反相的相的供电网络时，通过该连接无源地减小了漏电流。
该目的还通过以下描述的本发明的补偿装置实现。
一种用于补偿漏电流的补偿装置具有补偿电流生成装置、有源导体端子、保护导体端子、电源件以及控制装置，该有源导体端子具有第一有源导体端子和第二有源导体端子，这些补偿电流生成装置包括第一补偿电流生成装置和第二补偿电流生成装置，该第一补偿电流生成装置被连接在该第一有源导体端子与该保护导体端子之间，该第二补偿电流生成装置被连接在该第二有源导体端子与该保护导体端子之间，这些补偿电流生成装置分别具有补偿电流调节构件，并且该控制装置被形成为借助于该电源件来操控该补偿电流调节构件以便生成补偿电流。通过设置多个补偿电流生成装置，可以利用反相的相，并且即使当这些相具有低电压时电源件也可以操控补偿电流调节构件。
根据一个优选的实施方式，这些补偿电流生成装置分别具有降压器，该降压器设置在该补偿电流调节构件与相关联的有源导体端子之间并且被形成为用于相对于相关联的有源导体端子处的电压来降低相关联的补偿电流调节构件处的电压。通过降低电压，可以将补偿电流调节构件形成为用于较低电压，并且这降低了成本和技术耗费。
根据一个优选的实施方式，这些降压器分别具有电阻或限压器。这两种解决方案对于补偿电流生成装置都良好地起作用。
根据一个优选的实施方式，这些补偿电流生成装置分别具有电流测量构件，以便测量通过该补偿电流生成装置的补偿电流。通过直接在补偿电流生成装置中测量，可以更好且更快地检验补偿电流是否适合于进行补偿。
根据一个优选的实施方式，这些补偿电流调节构件分别被形成为用于实现在两个方向上的补偿电流。通过这种双向性，可以通过导通补偿电流调节构件来在这些相的正半波和负半波中实现电流。
根据一个优选的实施方式，一种车辆具有用于牵引电池的充电装置，该充电装置具有整流器和与该整流器直接或间接连接的牵引电池，其中该牵引电池与这些有源导体端子电流耦合，并且其中该充电装置具有补偿装置。在此类充电装置中补偿是特别重要的，并且使用补偿装置是非常有利的。
附图说明
本发明的其他细节和有利的改进方案得自于以下描述的和在附图中示出的、不应以任何方式理解为对本发明的限制的实施例以及得自于优选的实施方式。在附图中：
图1示出补偿装置的实施例，
图2示出补偿装置的另一个实施例，
图3示出图1的补偿装置的一部分的详细实施方式，
图4示出补偿装置的另一个实施例，
图5示出图4的电容器的作用的示意图，
图6示出补偿装置的另一个实施例，
图7示出补偿装置的另一个实施例，并且
图8示出具有充电装置和补偿装置的车辆。
在下文中相同或作用相同的部件设有相同的附图标记并且一般仅描述一次。本说明是跨附图相互组织的，以避免不必要的重复。
具体实施方式
图1示出补偿装置20的一个实施例。设置有带有四个导体51、52、53、54的四个有源导体端子61、62、63、64以及带有导体55的保护导体端子65。在三相电流网络的情况下，有源导体端子61至63例如可以与外部导体(相)L1、L2和L3连接，有源导体端子64可以与中性导体N连接，并且保护导体端子65可以与保护导体PE连接。
差动电流测量装置22测量导体51至54的差动电流。差动电流测量装置22例如可以被形成为呈围绕导体51至54的绕组的形式的电流互感器。在不产生故障电流或漏电流时，经过导体51至54的电流的总和以及由此还有经过绕组的电流为零。与此相反，当例如漏电流经由电网滤波器的Y电容器从相L1经由整流器流向保护导体PE时，差动电流测量装置22得到所产生的差动电流。还能够实现的是，例如分开测量(一方面)经过导体51至53的并且(另一方面)经过导体54的总和电流，并且接着取决于相应的绕组方向计算两个值之间的总和或差。
信号I_DIFF经由导线23被供应给信号处理装置24。在信号处理装置24中例如进行A/D转换，并且所得到的数字信号称为I_DIFF_D。信号处理装置24经由导线25将信号I_DIFF_D传输给控制装置26。控制装置26(例如被设计为微型控制器或计算单元)根据所测定的差动电流信号I_DIFF_D计算出适合的补偿电流的值或补偿电流预设信号I_COMP_S。这个信号I_COMP_S经由导线27被供应给补偿电流生成装置28，该补偿电流生成装置例如被形成为放大器。
补偿电流生成装置28取决于补偿电流预设信号I_COMP_S生成对应的补偿电流I_COMP。为此，补偿电流生成装置28与保护导体99连接，以便使得电流能够流出或流向保护导体99。
补偿电流生成装置28例如可以被设计为具有运算放大器的差动放大器。替代性地，例如可以是数模转换器或D类放大器。
补偿电流生成装置28经由导线32与补偿电流选择装置36连接并且将信号I_COMP供应给补偿电流选择装置。
控制装置26可以经由导线37用信号V_SEL操控补偿电流选择装置36。补偿电流选择装置36可以将补偿电流经由导线38供应给第一馈送装置39、经由导线40供应给第二馈送装置41和/或经由导线138供应给电势生成装置150的电势生成装置端子155。
设有供电网络识别装置42，以识别与导体51至55连接的供电网络。为此，供电网络识别装置42例如通过电压测量装置来测量端子61至65处的电压并且经由导线43将对应的信号V_GRID供应给控制装置26。这可以直接在供电网络识别装置42中进行，或者还可以在控制装置26中进行。在中欧的三相电网中，导体51至55与左侧展示的端子L1、L2、L3、N和PE连接。在美国的分相电网中，优选地端子HOT1与导体51连接，相位偏移180°的端子HOT2与导体54连接，并且保护导体PE与导体55连接。在中欧的单相电网中，由于不是在所有国家中插头与插座之间都存在明确的指配关系，要么将导体51与L1连接且将导体54与N连接，要么将导体51与N连接且将导体54与L1连接。因此指配关系并非必然唯一。
馈送装置39和41可以例如通过电容耦合或电感耦合执行馈送。
在具有中性导体N的供电网络中，优选在这个中性导体中进行馈送，原因在于中性导体N处的电压通常较低，并且用于馈送的供电电压因此与相上的电压相比可以较低。
计算用于生成补偿电流I_COMP的信号I_COMP_S例如通过获得差动电流或信号I_DIFF的频谱来进行，其中例如20Hz至300kHz的频率范围可以是足够的。频谱包含对应的幅值，并且信号I_COMP_S以180°的相位偏移(反相地)生成，以促成对应的补偿。计算积分的其他计算方式也是可能的。
电势生成装置150经由馈送装置141与导体51或端子61连接并且经由馈送装置144与导体54或端子64连接。馈送装置141和144可以分别被形成为到对应的导体51或54的直接连接装置。电势生成装置150被形成为用于在电势生成装置端子155处提供电势，该电势至少暂时与有源导体端子61处和有源导体端子64处的电势不同。因为有源导体端子处的电势为正弦形或至少为周期性的，这可以便利地造成有源导体端子61或64处的电势与电势生成装置端子155处的电势一致。
电势生成装置150具有第一电容器组件151和第二电容器组件152，并且电势生成装置端子155经由第一电容器组件151与第一有源导体端子61连接并且经由第二电容器组件152与第二有源导体端子64连接。
当US分相类型的供电网络10与有源导体端子61处的相HOT1和有源导体端子64处的相HOT2连接时，在相HOT1和HOT2的幅值对称并且电容器组件151、152的电容器相同的情况下，反相的相HOT1和HOT2导致在电势生成装置端子155处存在0V的电压，并且补偿电流I_COMP因此可以良好地馈送到电势生成装置端子155中。在相HOT1和HOT2的幅值不相同或者电容器组件151、152的电容不相同的情况下，在电势生成装置端子155处的电压虽然并不一直为0V，但是它小于相HOT1和HOT2的幅值。
图2示出补偿装置20的另一个实施方式。电势生成装置150具有电势生成装置端子155，该电势生成装置端子与电容器组件151、电容器组件152以及电容器组件153连接。电容器组件151经由馈送装置141与导体51连接，电容器组件152经由馈送装置142与导体52连接，并且电容器组件153经由馈送装置143与导体53连接。在将具有相L1、L2和L3的三相供电网络连接到有源导体端子61、62、63时，通过电容器组件151、152、153在电势生成装置端子155处形成虚拟的中性导体，该中性导体在相L1、L2、L3的幅值相同且电容器组件151、152、153的电容相同的情况下具有0V电压，在不完美的条件下具有至少一个比这些相的幅值低的电压。还可以连接到US分相类型的供电网络10。在此例如可以在端子61处供应相HOT1并且在端子63处供应相HOT2。
在其余方面，补偿装置20例如可以对应于图1的补偿装置20。
图3示出图1的具有供电网络10和导体51、52、53、54、55的实施方式的细节。在输入区域中示例性地设置了电网滤波器160。电网滤波器160具有用于抑制差模干扰的X电容器组件150、252、253、254、255、256以及用于抑制共模干扰的Y电容器组件261、262、263、264。
X电容器组件150、252、253、254、255、256分别设置在这些有源导体51、52、53、54中的两个有源导体之间，并且Y电容器组件261、262、263、264分别设置在这些有源导体51、52、53、54中的一个有源导体与保护导体55之间。
电网滤波器160可以另外具有电感，并且电网滤波器还可以被形成为多级的。
X电容器组件150被划分成两个串联连接的电容器，其中中点与该电势生成装置端子155连接。X电容器组件150优选具有的电容处于其他X电容器组件中至少一个X电容器组件的电容范围内。优选该至少一个其他的X电容器组件252、253、254、255、256的电容在介于X电容器组件150的70％与130％之间的范围内。这产生了对称的电网滤波器160。
图4示出补偿装置20的另一个实施方式。电势生成装置150具有在电势生成装置端子155与馈送装置141之间的电容器组件151。在电势生成装置端子155与导体51至54之间没有设置其他馈送装置。在其余方面，补偿装置20的结构可以与图1的结构相对应。
在右侧设置有直流中间电路，该直流中间电路带有端子301(例如高伏特正端子)和端子302(例如高伏特负端子)。端子301经由中间电路电容器303与中点304连接，并且中点304经由中间电路电容器305与端子302连接。中点304与导体54连接。端子301经由Y电容器307与保护导体55(保护导体符号99)连接，并且端子302经由Y电容器308与保护导体55连接。
例如将电池306作为耗电器连接到端子301、302。
功率电子器件300与导体51并且与端子301、302电连接。
在工作中，在连接US分相类型的供电网络的情况下，可以用在有源导体端子61、64处的相HOT1、HOT2以及在端子65处的保护导体PE来操作功率电子器件300，并且功率电子器件作为整流器起作用，以便对相HOT1、HOT2整流并且对端子301、302供应能量。
图5示意性示出在相HOT1与PE或HOT2与PE之间起作用的电容。第一路径从保护导体PE经由Y电容器307、308并且经由中间电路电容器303、305通向相HOT2或中性导体N。第二路径从保护导体PE经由电路28、36(参见图4)和电容器151通向相HOT1。
从相HOT2到保护导体PE的漏电流主要由Y电容器307、308确定，并且中间电路电容器303、305大体上可以被忽略。当电容器151的电容被选择为在Y电容器307、308的并联电路的电容的数量级上并且电势生成装置端子155经由补偿电流生成装置28与保护导体PE(保护导体符号99)连接时，由于相HOT1和HOT2为反相，在相HOT1与PE之间及在相HOT2与PE之间流动的漏电流具有相似的大小，但是具有相反的符号。漏电流的总和因此为零或至少比较小。换言之，相HOT1或HOT2与保护导体PE之间的阻抗在例如50Hz或60Hz的低频下是相似的，并且这产生了对漏电流的无源补偿。
当在实际工作中由于不对称性而仍然出现所造成的漏电流时，可以经由补偿电流生成装置28有源地加入补偿电流。补偿电流生成装置28在此可以被形成为电压源或电流源，以产生所需的补偿电流。
在实验中，Y电容器307、308分别具有680nF的电容，并且电容器151的电容被选择为1.29μF，即，这大致对应于Y电容器307、308的并联电路的电容。通过电容器151的无源补偿使得要有源补偿的漏电流明显更小，并且由此减轻了补偿电流生成装置28的负担。
图6示出补偿装置20的另一个实施方式。电势生成装置150具有如图2的实施例中的三个电容器组件151、152、153，这些电容器组件分别连接在电势生成装置端子155与馈送装置141、142或143之间。在三相供电网络10的情况下，电容器组件151、152、153在电势生成装置端子155处构成虚拟的中性导体。在将相HOT1或L1连接(未示出)到所有三个端子61、62、63(参见图3)的情况下，电容器151、152、153作为并联电路起作用。另外，电容器170连接在电势生成装置端子155与补偿电流生成装置28之间。通过电容器151、152、153，从相应串联电路产生的X电容器的电容可以与其余X电容器的电容相匹配。此外，通过附加的电容器170，电势生成装置150的总电容可以与其余Y电容器的总电容相匹配，以便至少部分促成无源补偿。
图7示出补偿装置20的另一个实施方式。补偿装置20具有第一补偿电流生成装置28A和第二补偿电流生成装置28B。
补偿电流生成装置28A、28B连接在导线51或52与保护导体55之间。
补偿电流生成装置28A具有降压器401、补偿电流调节构件403以及优选地电流测量构件405。导体51经由降压器401、导线402、补偿电流调节构件403、导线404和电流测量构件405与保护导体55连接。
补偿电流生成装置28B具有降压器411、补偿电流调节构件413以及优选地电流测量构件415。导体52经由降压器411、导线412、补偿电流调节构件413、导线414和电流测量构件415与保护导体55连接。
控制装置26经由导线421与补偿电流调节构件403连接并且经由导线431与补偿电流调节构件413连接。
电流测量构件405经由导线422与控制装置26连接，并且电流测量构件415经由导线432与控制装置26连接。
优选设置电源件450，该电源件经由导线451与导体51连接、经由导线452与导体52连接、并且经由导线455与保护导体55连接，以便将导线461上的正电压、导线462上的负电压和导线465上的零电压供应给控制装置26。设置电源件450使得能够以受缓冲的方式供电。
降压器401和411被形成为用于相对于相关联的导线51或52上的电压来降低相关联的补偿电流调节构件403或413处的电压。在一种简单的实施方式中，降压器401、411可以被形成为电阻。降压器401、411还可以被形成为限制导线402或412上的电压的限压器。例如可以在导线51上出现120V的幅值时在降压器401处降低80V电压并且在补偿电流调节构件403处降低40V电压。
电流测量构件405、415被形成为用于测量导体51或52与导线55之间的电流，例如通过在测量电阻上降低的电压或通过在线圈中由电流感生的电压。
补偿电流调节构件403或413优选被形成为线性放大器，例如被形成为FET电路或具有双极晶体管的电路。通过补偿电流调节构件403或413可以设定所希望的补偿电流。
设置电源件450具有以下优点：无论导体51、52处的实际电压如何都提供操控电压，以便操控补偿电流调节构件403或413。由此，即使当相HOT1或HOT2正好具有过零点时也可以控制补偿电流调节构件403或413。
补偿装置20另外还是本质安全的，并且当在导体51或52处没有施加相HOT1或HOT2时，也不可能通过补偿电流生成装置28A、28B产生有错误的电流。补偿电流生成装置28A、28B优选以双极方式工作，使得在每一个相中可以加入适合的电流。换言之，在每一个补偿电流生成装置28A、28B中，取决于相，补偿电流可以在两个方向上流动。
图8示出将导体51至55与具有示意性地展示的补偿装置20用在车辆10中、尤其在电动车辆或混合动力车辆中的实施例。导体51至53(相导体或外部导体)、54(中性导体)以及导体55(保护导体)与整流器(AC/DC转换器)300连接，并且在整流器300的输出端设置有导体301(+)和302(-)，在这些导体上存在直流电压。该组件因此可以用作充电装置12。导体301经由电容器307与保护导体99连接，并且导体302经由电容器308与保护导体99连接。导体301、302直接或间接地(例如经由额外的DC/DC转换器)与耗电器306(例如牵引电池)连接。
通过补偿装置20，可以以如下程度补偿漏电流，使得供电网络的保险装置在正常工作中不会由于超出漏电流的极限值而被触发。
这在用于电动车辆或混合动力车辆的充电装置12中是尤其有利的，这些充电装置在直流中间电路301、302与导体51至54之间具有电流耦合或在耗电器与导体51至54之间具有电流耦合。不同于在具有电流隔离的车辆中(例如在整流器300或DC/DC转换器中具有变压器的车辆中可能是这种情况)，在电流耦合时漏电流累加并且在供电网络中是可见的。因此在具有电流耦合的车辆中使用补偿装置20是特别有利的。
自然，在本发明的范围内可以有多种多样的变化和修改。
电容器组件151、152、153、154在这些实施例中分别以一个电容器实现。但是它们还可以由多个并行和/或串行连接的电容器实现。

Claims (16)

1.一种用于补偿漏电流的补偿装置(20)，该补偿装置(20)具有补偿电流生成装置(28)、电势生成装置(150)、有源导体端子(61，62，63，64)和保护导体端子(65)，
该有源导体端子(61，62，63，64)具有第一有源导体端子(61)和第二有源导体端子(62；64)，
该电势生成装置(150)与该第一有源导体端子(61)连接并且具有电势生成装置端子(155)，该电势生成装置(150)被配置为在该电势生成装置端子(155)处提供电势，该电势至少暂时与该第一有源导体端子(61)处的电势不同，
并且该补偿电流生成装置(28)被配置为用于促成在该电势生成装置端子(155)与该保护导体端子(65)之间的补偿电流(I_COMP)。
2.根据权利要求1所述的补偿装置(20)，其中该电势生成装置(150)与该第二有源导体端子(62；64)连接，并且其中该电势生成装置(150)被配置为在该电势生成装置端子(155)处提供电势，该电势至少暂时与该第二有源导体端子(62；64)处的电势不同。
3.根据权利要求1或2所述的补偿装置(20)，其中该电势生成装置(150)具有第一电容器组件(151；170)，并且其中该电势生成装置端子(155)经由该第一电容器组件(151)与该第一有源导体端子(61)连接。
4.根据权利要求3所述的补偿装置(20)，其中该电势生成装置(150)具有第二电容器组件(152)，并且其中该电势生成装置端子(155)经由该第二电容器组件(152)与该第二有源导体端子(62；64)连接。
5.根据权利要求4所述的补偿装置(20)，该补偿装置具有电网滤波器(160)，该电网滤波器具有用于抑制差模干扰的X电容器组件和用于抑制共模干扰的Y电容器组件，该X电容器组件包括在该第一有源导体端子(61)与该第二有源导体端子(62；64)之间的第一X电容器组件，并且该第一电容器组件(151)和该第二电容器组件(152)共同形成该第一X电容器组件。
6.根据权利要求5所述的补偿装置(20)，其中该X电容器组件包括在该第一有源导体端子(61)与另外的有源导体端子(63)之间的第二X电容器组件，该另外的有源导体端子(63)不是该第二有源导体端子(62；64)，其中该第一X电容器组件具有第一电容，其中该第二X电容器组件具有第二电容，并且其中该第二电容在介于该第一电容的70％与130％之间的范围内。
7.根据权利要求5或6所述的补偿装置(20)，其中该Y电容器组件具有第一Y电容器组件和第二Y电容器组件，该第一Y电容器组件被连接在该第一有源导体端子(61)与该保护导体端子(65)之间，并且其中该Y电容器组件被连接在该第二有源导体端子(62；64)与该保护导体端子(65)之间。
8.根据权利要求4至7之一所述的补偿装置(20)，其中这些有源导体端子(61，62，63，64)具有第三有源导体端子(63)，其中该电势生成装置(150)具有第三电容器组件(153)，并且其中该电势生成装置端子(155)经由该第三电容器组件(153)与该第三有源导体端子(63)连接。
9.根据前述权利要求之一所述的补偿装置(20)，其中该电势生成装置(150)具有第四电容器组件(170)，该第四电容器组件(170)被连接在该补偿电流生成装置(28)与该电势生成装置端子(155)之间。
10.根据前述权利要求之一所述的补偿装置(20)，该补偿装置(20)具有直流中间电路(303，305)，在该直流中间电路处设置有Y电容器(307，308)，这些Y电容器具有第一总电容，并且在该补偿装置(20)中该电势生成装置(150)具有第二总电容，其中该第二总电容在介于该第一总电容的60％至140％的范围内。
11.一种用于补偿漏电流的补偿装置(20)，该补偿装置(20)具有补偿电流生成装置(28A，28B)、有源导体端子(61，62，63，64)、保护导体端子(65)、电源件(450)以及控制装置(26)，
该有源导体端子(61，62，63，64)具有第一有源导体端子(61)和第二有源导体端子(62)，这些补偿电流生成装置(28A，28B)包括第一补偿电流生成装置(28A)和第二补偿电流生成装置(28B)，该第一补偿电流生成装置(28A)被连接在该第一有源导体端子(61)与该保护导体端子(65)之间，该第二补偿电流生成装置(28B)被连接在该第二有源导体端子(62)与该保护导体端子(65)之间，这些补偿电流生成装置(28A，28B)分别具有补偿电流调节构件(403，413)，并且该控制装置(26)被形成为借助于该电源件来操控该补偿电流调节构件(403，413)以便生成补偿电流。
12.根据权利要求11所述的补偿装置(20)，其中这些补偿电流生成装置(28A，28B)分别具有降压器(401，411)，该降压器(401，411)设置在该补偿电流调节构件(403，413)与相关联的有源导体端子(61，62)之间并且被形成为用于相对于相关联的有源导体端子(51，52)处的电压来降低相关联的补偿电流调节构件(403，413)处的电压。
13.根据权利要求12所述的补偿装置(20)，其中这些降压器(401，411)分别具有电阻或限压器。
14.根据权利要求11至13之一所述的补偿装置(20)，其中这些补偿电流生成装置(28A，28B)分别具有电流测量构件(405，415)，以便测量通过该补偿电流生成装置(28A，28B)的补偿电流。
15.根据权利要求11至14之一所述的补偿装置(20)，其中这些补偿电流调节构件(403，413)分别被形成为用于实现在两个方向上的补偿电流。
16.一种车辆(10)，该车辆具有用于牵引电池(306)的充电装置(12)，该充电装置(12)具有整流器(300)和与该整流器(300)直接或间接连接的牵引电池(306)，其中该牵引电池(306)与这些有源导体端子(61，62，63，64)电流耦合，并且其中该充电装置(12)具有根据前述权利要求之一所述的补偿装置(20)。
CN202110183465.5A 2020-02-18 2021-02-10 用于漏电流的补偿装置 Pending CN113346492A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020104133.0A DE102020104133A1 (de) 2020-02-18 2020-02-18 Kompensationsvorrichtung für Ableitströme
DE102020104133.0 2020-02-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113346492A true CN113346492A (zh) 2021-09-03

Family

ID=77060530

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110183465.5A Pending CN113346492A (zh) 2020-02-18 2021-02-10 用于漏电流的补偿装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11355945B2 (zh)
CN (1) CN113346492A (zh)
DE (1) DE102020104133A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT202200008612A1 (it) * 2022-04-29 2023-10-29 Porsche Ag Dispositivo di ricarica per batterie e metodo di controllo per un dispositivo di ricarica per batterie
DE102022130358A1 (de) 2022-11-16 2024-05-16 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zur Ableitstromkompensation

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB847107A (en) * 1957-04-10 1960-09-07 Fielden Electronics Ltd Means for determining the depth of fluent material in a container
RU2161098C1 (ru) * 1999-09-28 2000-12-27 Научно-исследовательский институт измерительных приборов Способ обеспечения электробезопасности пассажиров электротранспорта с незаземленным корпусом и устройство для его реализации
US20140210411A1 (en) * 2011-06-22 2014-07-31 Renault S.A.S. Compensation system and method for a battery charger on board a vehicle
CN103987563A (zh) * 2011-12-14 2014-08-13 雷诺股份公司 用于补偿机动车辆中的高频漏电流的系统和方法
EP3208905A2 (en) * 2016-02-22 2017-08-23 Teypra S.R.L. A compensation device suitable for compensating a capacitive leakage current of a circuit of a single-phase electrical system

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19525417C2 (de) 1995-07-12 2000-03-23 Starkstrom Geraetebau Gmbh Anordnung zur Erdschluß-Stromkompensation eines mehrphasigen elektrischen Leitungsnetzes
US6388451B1 (en) 2000-08-16 2002-05-14 Ford Global Technologies, Inc. Leakage current cancellation device
DE112007001565B4 (de) 2006-08-15 2018-01-25 Schaffner Emv Ag EMV-Filter mit geringem Kriechstrom
WO2009070086A1 (en) * 2007-11-27 2009-06-04 Milux Holding Sa Energy transfer control adapted to a medical device system
DE102010013642B4 (de) 2010-04-01 2022-01-20 Doepke Schaltgeräte GmbH Verfahren zum Kompensieren von Ableitströmen und Differenzstromschutz- oderÜberwachungseinrichtung
DE102018103391A1 (de) 2018-02-15 2019-08-22 Tdk Electronics Ag Kompensationsfilter und Verfahren zur Inbetriebnahme eines Kompensationsfilters
DE102018118259A1 (de) 2018-07-27 2020-01-30 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Reduktion von Ableitströmen
DE102018121320A1 (de) 2018-08-31 2020-03-05 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zur Steuerung einer fahrzeugexternen Ladevorrichtung und Ladevorrichtung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB847107A (en) * 1957-04-10 1960-09-07 Fielden Electronics Ltd Means for determining the depth of fluent material in a container
RU2161098C1 (ru) * 1999-09-28 2000-12-27 Научно-исследовательский институт измерительных приборов Способ обеспечения электробезопасности пассажиров электротранспорта с незаземленным корпусом и устройство для его реализации
US20140210411A1 (en) * 2011-06-22 2014-07-31 Renault S.A.S. Compensation system and method for a battery charger on board a vehicle
CN103987563A (zh) * 2011-12-14 2014-08-13 雷诺股份公司 用于补偿机动车辆中的高频漏电流的系统和方法
EP3208905A2 (en) * 2016-02-22 2017-08-23 Teypra S.R.L. A compensation device suitable for compensating a capacitive leakage current of a circuit of a single-phase electrical system

Also Published As

Publication number Publication date
DE102020104133A1 (de) 2021-08-19
US11355945B2 (en) 2022-06-07
US20210257848A1 (en) 2021-08-19
DE102020104133A8 (de) 2021-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7405498B2 (en) Multi-level active filter
CN102844975B (zh) 泄漏电流降低装置
CN113346492A (zh) 用于漏电流的补偿装置
WO2012026186A1 (ja) 漏れ電流低減装置
EP2166635A1 (en) Current measurement in an inverter unit and a frequency converter
US20110267863A1 (en) Transformerless inverter comprising a dc/dc converter
US9013840B2 (en) Adaptive line filter
CN111697847B (zh) Weissach整流器组件
JP2019080469A (ja) ノイズ低減装置
US10790697B2 (en) System for converting electrical energy supplied by a network and a conversion method implemented by means of such a conversion system
US20160141955A1 (en) Voltage control circuit for a field device coupler
US10122281B2 (en) Power conversion device for cancelling leakage current
US11364810B2 (en) Monitoring device for leakage currents
US8587976B2 (en) DC/DC converter with auxiliary converter for earth current compensation
US11320494B2 (en) Compensation device for compensating for leakage currents
CN110299852B (zh) 用于供电装置的辅助电源
CN109245508A (zh) 电子设备
CN112821373B (zh) 用于漏电流的补偿装置
JP3886257B2 (ja) 電力分配回路
US11664777B2 (en) DC filter device
RU2428705C1 (ru) Измерительный преобразователь тока обратной последовательности
JP2009148045A (ja) 漏洩電流低減装置
US20200295669A1 (en) Rectifier arrangement
WO2019207640A1 (ja) 電力変換装置、及び定数取得方法
WO2023073984A1 (ja) コモンモードフィルタ

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination