CN114930705A

CN114930705A - 用于识别电网逆变器的滤波电感器的方法

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Publication number: CN114930705A
Application number: CN202080085910.8A
Authority: CN
Inventors: R·皮勒; M·罗斯博克; S·威泽; H·克鲁兹
Original assignee: Fronius International GmbH
Current assignee: Fronius International GmbH
Priority date: 2019-12-10
Filing date: 2020-12-09
Publication date: 2022-08-19
Also published as: AU2020400935B2; US20230051498A1; EP4073920B1; EP4073920A1; US11742745B2; WO2021116166A1; AU2020400935A1; IL293765A; BR112022011418A2; ES2958560T3; PL4073920T3; EP3836383A1

Abstract

本公开涉及一种用于运行逆变器(1)的方法，其中，所述方法具有以下步骤：‑借助于所述逆变器(1)的开关单元(4)将交流电压施加到相线(3)上，在所述相线中布置有滤波电感器(2)；‑求取滤波电感器(2)的线圈电流(i_L)并且求取滤波电感器(2)的线圈电压(u_L)，‑对于所述线圈电流(I_x)的第一值求取所述滤波电感器(2)的第一值(L(I_x))；‑必要时对于线圈电流的至少一个另外的值求取滤波电感器(2)的至少一个另外的值；‑在使用所述滤波电感器的所求取的第一值的情况下并且必要时在使用所述滤波电感器的所求取的所述至少一个另外的值的情况下，求取所述滤波电感器(2)的与所述线圈电流相关的电感曲线(6)；‑借助调节单元(5)来调节所述逆变器(1)的所述开关单元(4)以用于在所述相线(3)中产生交流电流，其中，根据所求取的与电流相关的电感曲线(6)，使所述调节的至少一个参数与当前线圈电流连续地适配。

Description

用于识别电网逆变器的滤波电感器的方法

技术领域

本公开涉及用于运行逆变器的方法和逆变器。

背景技术

为了对由逆变器的开关单元产生的交流电流进行滤波，在交流侧的各个相导体中安装有滤波线圈。对于良好的调节特性有利的是，滤波线圈具有足够的线性特性，这需要足够大小的相对昂贵的滤波线圈。滤波线圈越来越多地在非线性电感的区域中运行，以便能够实现较小的结构形式，或者因为芯材料引起电感的非线性特征。也有针对性地使用非线性，以便通过不同的运行范围更好地满足不同的要求。如果假定的特性或线圈的电感曲线与实际特征不同，那么这会对电流的正弦波形产生有问题的作用。

由US 2015/0016162 A1已知的是，在调节用于光伏逆变器的脉宽调制时，根据当前的电流强度求取并且在调节中考虑配设给滤波电感器的值。在此，从配设表或近似公式中求取滤波电感器的所配设的值。在这两种情况下，电感曲线均假定为已知。

在实验室条件下，可以利用目前的现有技术相对简单地求取滤波线圈或电感的电感曲线并且存储所述电感曲线以用于控制或调节。然而，实验室条件通常不同于电感的安装和运行条件。所存储的电感曲线大多涉及多个电感的随机样本的平均值并且不涉及实际安装的电感。一旦电感被安装在设备中，尤其是当设备处于运行中时，求取可用的电感曲线变得非常困难。更困难地，流经设备中的电感的电流可以包括高频失真。

因此在实践中经常存在的问题是，所存储的针对电感或滤波线圈的电感曲线出于刚刚提到的原因而与实际的电感曲线(也就是说，电感的电感值关于电流强度的实际变化曲线)明显偏差。除此外，由于老化、变化的环境条件和制造公差引起的电感的电感曲线不是统一的或者在时间上是恒定的。尤其当电感在非线性区域中运行时，与所存储的电感曲线的偏差可能达到有问题的程度。最后，之前发生的通过电感造成的一系列电流变化也可以对电感在特定电流的情况下的实际上正好存在的值具有影响。也就是说，在电流值的情况下，对于电感不仅可以存在一个可能的值而且可以存在多个可能的值。其原因在于在电感或滤波电感器的芯材料磁化时存在滞后。

发明内容

本公开涉及可克服现有技术的这些问题和其他问题的方法和装置。

在第一方面，本公开涉及一种用于运行逆变器的方法，该方法具有以下步骤：

-借助于逆变器的开关单元将交流电压施加到相线上，在所述相线中布置有滤波电感器，

-在多个测量点的区域中求取所述滤波电感器的线圈电流和线圈电压的特征值，其中，至少各两个测量点处于电流纹波的至少一个边沿上，

-由所述特征值对于线圈电流的第一值求取滤波电感器的电感的第一值，

-必要时对于线圈电流的至少一个另外的值求取滤波电感器的电感的至少一个另外的值，

-在使用所述滤波电感器的电感的所求取的第一值的情况下并且必要时在使用所述滤波电感器的至少一个所求取的另外的值的情况下，求取所述滤波电感器的至少一个与线圈电流相关的电感曲线，

-借助调节单元来调节逆变器的开关单元以用于在相线中产生交流电流，其中，根据所求取的与电流相关的电感曲线，连续使所述调节的至少一个参数与所述电感的当前值适配。

因此，逆变器的调节总是具有非常精确地对应于滤波电感器的实际电感曲线，由此改善调节质量。

在该方法的有利的实施方式中，求取滤波电感器的第一值可以包括以下步骤：

-对于线圈电流的第一值求取电流纹波的第一边沿斜率m_x，

-求取第一边沿斜率的线圈电压的第一值U_x，

-根据以下公式由所述第一边沿斜率和所述线圈电压的第一值求取所述滤波电感器的第一值L(I_Ly)

对电流纹波的边沿斜率的评估允许在确定的电流强度的情况下非常精确地求取滤波电感器的值。在此，电流纹波的边沿斜率相应于电流关于时间di/dt的导数，从而滤波电感器的值直接通过使用电感的公式

或

来求取。

求取边沿斜率通常需要评估处于电流纹波的相同边沿上的至少两个测量点。电流纹波的每个边沿处于开关单元的两个开关点之间，从而在所述调节中已知所述边沿的持续时间。这种了解可以用于确保，为了求取边沿斜率仅使用处于同一电流纹波的唯一边沿上的测量值。同样已知的是，是否刚好存在电流纹波的上升边沿或者下降边沿。当应该利用仅仅两个测量点在一个边沿上执行电感的求取时，那么设置了在第一开关点之后的测量点和在随后的开关点之前的另外的测量点。在此，两个测量点尽可能远地彼此远离。

为了提高精度或者为了考虑边沿的曲率，在一个边沿上设置多于两个测量点。必要时也可以考虑多于两个测量点以用于求取边沿斜率并且考虑平均值以用于计算滤波电感器。在此，在电流纹波的边沿上形成线圈电流和线圈电压的平均值，由此求取平均线圈电流I_Ly的相应的电感值。由此例如可以以第一近似考虑波纹电流的边沿的曲率的影响。在强非线性的电感或相应扩展的纹波边沿的情况下，如例如在使用H桥时可能出现的那样，也就是说在边沿的开端处的边沿斜率与边沿的端部处的边沿斜度不同。通过使用平均值，可以实现改善的调节质量。如果在调节过程中出现电流纹波的边沿，该边沿对于边沿斜率的测量来说太短(也就是说，尤其是仅有唯一的测量点处于其中)，则在评估时不考虑这些边沿。

滤波线圈的特征或电感曲线可以利用特征值来检测。特征值基本由线圈电流和线圈电压的相关性及其变化率得出。作为在这种情况下的示例，电流纹波的边沿的斜率被称为特征值。代替电流，也可以将磁通量用于特征值的表达。同样可以通过合适地检测这些相关性和其时间上的关联作为特征值来求取或描绘滤波线圈的特征的变化或电感曲线的变化，所述变化例如根据其温度、交流电流的幅度、开关频率或所使用的开关单元/拓扑结构出现。

在任何情况下，特征值包括这样的值，由所述值能够求取线圈的电感的至少一个值。多个与线圈电流和线圈电压相关的电感值被考虑用于求取至少一个电感曲线。

以有利的方式，可以通过以采样频率进行测量来求取线圈电流，所述采样频率至少等于通过开关单元实施的脉宽调制的时钟频率的两倍并且优选是多倍。这种“过采样”允许非常精确地评估电流纹波的变化曲线。电流纹波例如通过用于脉宽调制的开关过程产生。该方法可以利用不同类型的脉宽调制来实施，例如基于固定的频率或可变的频率。

有利地，可以通过形成在至少两个采样步骤之间的电流差并且在考虑采样频率的情况下求取边沿斜率。因此，边沿斜率的值能够以简单的方式良好近似地被求取为彼此相继的两个电流测量的测量值的差除以测量间隔的长度。

以有利的方式，在求取电感曲线之后可以求取其斜率和/或曲率。

在借助调节单元来调节逆变器的开关单元以用于在相线中产生交流电流时，所述调节的至少一个参数能够以有利的方式连续地与电感曲线的斜率和/或曲率的当前值适配。

当逆变器具有多个分别带有滤波电感器的相线时，在另外的有利的实施方式中，在另外的相线中另外的滤波电感器的至少一个另外的电感曲线被求取并且在调节时被考虑。因此，在此公开的方法可以有利地应用于单相逆变器和多相逆变器。术语“滤波电感器”在此也可以理解成，“滤波电感器”可以由多个互相连接的滤波电感器构成。为了简单起见，将相位的在总和上对于调节起作用的滤波电感器视为“滤波电感器”。

有利地，本文公开的方法可以在逆变器的首次启动之前执行，和/或逆变器的一次启动或每次启动之前以计划间隔执行，和/或在逆变器的运行期间有规律地或持续地执行。所选择的策略还取决于现有的资源。例如以足够高的采样频率(“过采样”)求取线圈电流和线圈电压以及求取滤波电感器的值以及必要时适配电感曲线占用调节单元中的计算能力。为了释放该计算能力，因此可以例如在一个(或多个)周期上进行该求取，其中，所求取的电感曲线必要时被逐步地存储在存储器中。然后该调节可以以另外的顺序访问所存储的值，而不使用附加的计算能力。然后，下一求取周期可以由特定事件触发(例如，当调节单元确定到减小的调节质量时)，或者该求取可以在运行期间以有规律的间隔进行。

在另一方面中，本公开涉及一种具有开关单元的逆变器，借助所述开关单元能够将交流电压施加到至少一个相线上，其中，在所述相线中布置有滤波电感器，并且其中，借助调节单元来调节所述开关单元，其中，能够由调节单元求取滤波电感器的线圈电流和滤波电感器的线圈电压，并且其中，调节单元被构造成实施以下步骤：

-操控所述开关单元以将交流电压施加到所述逆变器的相线上，

-对于线圈电流的第一值求取滤波电感器的第一值，

-必要时对于线圈电流的另外的值求取滤波电感器的至少一个另外的值，

-在使用所述滤波电感器的所求取的第一值的情况下并且必要时在使用所述滤波电感器的至少一个所求取的另外的值的情况下，求取所述滤波电感器的与线圈电流相关的电感曲线，

-调节逆变器的开关单元以用于在相线中产生交流电流，其中，根据所求取的与电流相关的电感曲线，连续使所述调节的至少一个参数与当前线圈电流适配。

这种逆变器一方面实现了改善的调节性能并且随之实现了逆变器输出端上的交流变量的更理想的正弦形状。另一方面，可以使用更便宜的构件，这对于通常的调节经常是不能克服的挑战。尤其，更小和更轻的电感实现推进小型化和成本优化。但是，较小和较轻的电感由于较早出现的磁饱和而具有电感与电流的非线性相关性，该非线性相关性通过根据本发明的解决方案来考虑。

以有利的方式，调节单元可以被构造成，在逆变器的首次启动之前执行求取滤波电感器的电感曲线，和/或逆变器的一次启动或每次启动之前以计划间隔执行求取滤波电感器的电感曲线，和/或在逆变器的运行期间有规律地或持续地执行求取滤波电感器的电感曲线。由此，始终可以保证最佳的调节性能。

在有利的设计方案中，逆变器可以具有多个分别带有滤波电感器的相，其中，对于每个滤波电感器能够求取电感曲线。这允许将当前的教导也有利地应用于多相逆变器。

附图说明

下面参照图1至图3更详细阐述本发明，这些图示例性地、示意地并非限制性地示出本发明的有利的设计方案。

在此，示出：

图1示出逆变器的示例性的示意的电路布置，

图2示出定性电感曲线的图表展示

图3a示出电流变化曲线的图表展示

图3b示出具有线圈电压的电流变化曲线的图表展示

图3c示出具有两个测量点的电流变化曲线的图表展示，以及

图4示出电感曲线的适配的图表展示

具体实施方式

在图1中示出的逆变器1的开关装置借助于本身已知的开关单元4将直流电源7的直流电位U_DC转换成时钟控制地切换的、矩形走向的矩形交流电压u_R，所述矩形交流电压施加到相线3上。矩形走向的矩形交流电压u_R然后由滤波器单元8转换成近似正弦走向的交流电压(滤波电容器电压u_ac)或相应近似正弦走向的交流电流i_ac。

逆变器1可以通过网络继电器9与电网10的线路连接，其中，在所示的简单情况下，逆变器被连接到电网10的相P和中性导体N上。交流电压u_ac在网络继电器9闭合的情况下将相电流i_ac馈入到电网10中。

为了求取电感曲线，逆变器通常与供电网的相连接。但是，电感曲线也能够借助于逆变器在与供电网的相无连接的情况下通过合适的开关过程和在馈入运行之前与供电网的中性导体的连接来求取。在制造逆变器的范围内，在该逆变器上通常执行测试，在该测试范围内与通常在运行中出现的电流相当的电流进行流动。因此，在没有附加的时间成本和中间成本的情况下，在制造时就已经能够求取逆变器本身的准确的电感曲线。由此，可以确保，在首次启动时或者首次馈入运行时已经实现了无缺陷的电流。

滤波器单元8包括布置在相线3中的滤波线圈2和滤波电容器11。滤波线圈2以其第一端部直接与开关单元4连接，从滤波线圈2的第二端部将相线3进一步引导至网络继电器9。滤波电容器11布置在处于相线3和中性导体12之间的、在滤波线圈2的第二端部和网络继电器9之间的区域中。

开关单元4在图1中仅示意地示出，其中，已知开关单元4的大量拓扑结构，所述开关单元能够用于产生交流电压。在图1中示出的开关单元4对应于三点电路，其中，该相线3可以被加载三个直流电位，即正直流电位DC+、负直流电位DC-、和中间电路中心点的中性直流电位0，该中间电路中心点与中性导体12连接。然而，本公开的教导也可以应用于仅具有两个直流输入(例如，DC+和DC-)或者具有仅一个直流输入(其电位与中性导体不同)的拓扑结构。开关单元4的可以用于在图1中示出的情况的拓扑结构例如是所谓的NPC拓扑结构，然而也可以使用任意其他拓扑结构，其中，将所述电路适配于其他拓扑结构属于本领域普通技术人员的能力。电路例如也可以具有两个或三个分别带有滤波线圈的相输出，如在本领域中公知的那样。逆变器的开关装置4的拓扑结构可以例如选自H桥、H5、HERIC、REFR、FB-DCBP、FB-ZVR、NPC、Conergy-NPC和与这些相关的拓扑结构。这样描述的拓扑结构是本领域中公知的并且因此在此不必更详细解释。

开关单元4与调节单元5连接，该调节单元调节布置在开关单元4中的半导体开关的断开和闭合。在此，通常使用脉宽调制方案。根据调节方案，调节单元5具有多个测量值，这些测量值被用作所述调节的输入参量。在图1中，作为调节的输入参量，通过虚线示例性地并且示意地示出正的和负的直流电位相对于中间电路中心点(也就是说，经过中间电路电容器的电压)的中间电路电压u_dc+和u_dc-，经过滤波电容器11的交流电压u_ac和经过滤波线圈2的线圈电流i_L。求取这些输入参量所需的测量器件和电路是本领域技术人员已知的并且不需要在此进行详细描述。根据拓扑结构，也可以设置另外的或其他的测量值作为调节的输入参量。必要时，也可以测量其他参量，如果由这些参量可以直接地或间接地求取对于调节所需的输入参量的话。

因此，在图1中示出的实例中，例如线圈电压u_L能够作为由开关单元4产生的矩形交流电压u_R和滤波电容器电压u_ac的减法来求取。矩形交流电压u_R又可以根据开关单元4的相应开关位置和中间电路电压的值来求取。线圈电流i_L可以例如通过布置在相线3中的滤波线圈2之前或之后的电流表13来直接求取。必要时，也可以在其他位置上进行电流测量，例如可以测量相电流i_ac和通过滤波电容器11的电流，其中，由这些值得出线圈电流i_L。然而，线圈电流也可以间接地求取，例如通过测量滤波线圈的磁通量。对于本文公开的方法，重要的是存在以任何方式求取线圈电流i_L和线圈电压u_L的可能性。

滤波线圈2可以在存在非线性电感曲线的电流范围中运行，如其根据电感曲线6a、6b和6c的不同变化曲线在图2中示例性地和定性示出的那样。滤波线圈2的电感L通过作为与线圈电流相关的值的电感曲线(6a、6b、6c)来定义。

逆变器的调节单元5也使用滤波线圈2的电感的值作为参数。然而，如果使用错误的值，则这导致较差的调节质量，这可能导致不期望的电压或电流波动。这一方面可能不期望地改变无功功率或使电流_iac的正弦形状失真，另一方面可能过度地对构件加负荷或甚至可能导致逆变器的错误关闭。

为了能够使用具有强烈表现的非线性电感曲线6的(有利的和小的)滤波线圈2，所述调节的与电感相关的参数可以根据线圈电流i_L的当前值持续地适配。在根据本发明的逆变器中，线圈电流的测量或求取非常精确地并且以高采样率进行，从而所述调节在整个相变化曲线上可以非常精确地与所述线圈电流的当前值适配。因此，可以实现高的调节品质，然而仅仅只要电感曲线6是正确的。

然而滤波线圈2的电感曲线6可能由于环境影响(例如：温度、相邻扼流圈的磁场等)和/或老化会显著改变。此外还存在滤波线圈的电感的由制造决定的公差和偏差。尽管将调节(假定)优化地适配于仅假定正确的电感曲线6，但是因此在实践中可能出现调节误差。

在图3a中在图表中示出线圈电流i_L关于时间t的变化曲线。除了在图3a中示出的电流纹波外，还存在用于产生交流电流的方法，其中，电流纹波可以大多倍。例如，从现有技术中已知一种方法，其中，每个电流纹波具有“交零(Nulldurchgang)”，并且由此特别在基波的电流幅度的范围内可以求取具有这些大纹波中的一个或几个纹波的滤波电感器的电感曲线。图3a中的电流基本遵循正弦形的变化曲线(电流的所谓的基波14)，然而具有可明显看出的电流纹波，所述电流纹波在图3b和图3c中示出的图表截取部分中放大地示出。在图3b和图3c的图表截取部分中示出的变化曲线在此能够处于基波14的不同区域上，然而所述示图能够任意选择并且不应限制性地设计。

这种电流纹波的出现由技术决定并且在一定程度上是不可避免的。然而，尤其是在电流幅度的范围内，过大的电流纹波会引起过电流，所述过电流会导致错误关闭(或者甚至导致构件损坏)。因此，本发明的另外的目标是，借助于精确的电感曲线来识别在过电流出现之前的电流纹波的大小并且必要时通过调制方法的适配或者开关单元的调节来限制电流纹波的大小，以便避免错误关闭。在此，对于调节品质重要的是精确了解滤波电路的参数。在非线性的滤波线圈2的情况下，尤其是需要对电感曲线6的尽可能准确的了解。

每个电流纹波具有上升边沿和下降边沿，其中，所述边沿分别与电流的基波14相交。线圈电流i_L的测量采样以高频率进行，从而对于电流纹波的每个边沿提供多个测量，例如十个或更多个测量，然而至少两个测量。测量采样在图3b中示例性地通过测量点15、16、17示出。在图3b中可以看出，每个边沿具有曲率。该边沿的曲率由滤波线圈2的非线性特性决定。也可能的是，借助于在一个边沿上的三个或更多个测量点通过求取在弯曲边沿的不同位置处的电感的至少两个值来更好地考虑边沿的曲率。

在电流纹波的边沿上的两个测量采样之间可以求取电流纹波的边沿斜率m。用于求取电感值的测量点的过低的采样率或不合适的位置或选择在此导致不期望的结果，如这根据直线18和19在图3b中所示。直线18通过测量点15和16形成并且具有斜率m_x。通过线圈电流或波纹电流20的边沿的曲率，直线18逐渐偏离具有测量点15和16的边沿。在线圈电流I_max情况下应该在时间点t₁引入下降边沿的调节会根据简单的电感曲线简化地按照直线18的斜率m绘制地在时间点(t₁+t_e)才引入该下降边沿。在时间点(t₁+t_e)线圈电流已经是I_max+I_e，因为线圈电流由于延迟t_e的引入而进一步增大了I_e。如果在求取斜率m时考虑不在边沿上的两个测量点，例如在图3b中示出的测量点15和17，则会产生更大的偏差。通过测量点15和17的直线19说明，在非常晚的时间点达到I_max被调节预期并且由此与借助直线18的示例相比还会更明显地超过。在这种情况下，调节可能不再可能。为了避免错误关闭并且改善调节质量，为了根据本发明求取电感曲线，考虑测量点与相应边沿的关联并且尤其是考虑存在的曲率。

在图3a的图表截取部分中，在图3c中示例性地示出在电流纹波的边沿上的两个测量点。在此，例如在两个测量点M_x和M_x+1之间求取边沿斜率M_x。每个测量点M_x包括在时间点t_x(x＝1、2、...、n)的电流值I_Lx。根据电流差ΔI_Lx除以两个测量采样之间的时间段Δt_x的商，得到边沿斜率m_x，其中，ΔI_Lx＝(I_L(x+1)-I_Lx)和Δt_x＝(t_x+1-t_x)。

此外还求取每个或多个测量点的线圈电压u_L的值U_x。如在图3b中所示，作为点划线21示出的线圈电压u_L在边沿的持续时间上为了简化图示而假定为恒定的。

利用所述边沿斜率m_x和所述线圈电压U_x，所述电感L(I_Ly)的与线圈电流I_Ly相关的值能够根据公式

来求取。

电感的如此求取的值与线圈电流I_Ly一起形成电感曲线的值对。例如线圈电流I_Ly可对应于I_Ly＝I_Lx，平均值I_Ly＝(I_L(x+1)+I_Lx)/2，或者由多于两个电流值I_Lx求取的值。当从多于两个电流值求取斜率时，后者尤其是有意义。附加地，可以为电感曲线的值对补充另外的特征值，例如温度、电流幅度、斜率m_x的正负符号，基于这些特征值可以划分成不同的电感曲线。这些另外的特征值要么已经由测量点包括，要么仅关于值对被求取。

所述边沿斜率m_x和所述线圈电压U_x可以借助于上述处理方式对于线圈电流i_L的多个不同的值I_Lx来求取，其中，所求取的值能够基本覆盖形成电流的基波14的线圈电流i_L的整个变化曲线。由此，对于线圈电流i_L的足够多的值可以分别求取滤波线圈2的电感的值L(I_Ly)，以便可以足够精确地求取至少一个电感曲线6关于相关的电流范围的整个变化曲线。这例如可以通过合适的回归方法、例如线性回归来实现。在实际的尝试中，与2阶多项式函数的适配对于一些滤波线圈2已经被证明是足够好的近似，但是根据应用也可以使用更高阶的多项式函数或也可以使用1阶的多项式函数(也就是通过直线表示)，如果这是有利的话。利用适配或者回归，电感曲线6可以作为简单的公式来表示，该简单的公式表示滤波线圈2的电感与线圈电流的相关性。

例如电感曲线可以作为多项式

来表示，其中n>0，其中，系数a_i通过回归分析求取。

如果电感曲线6的定性变化曲线是已知的(或者假定为已知)，则电感曲线6必要时可以借助在确定的线圈电流的情况下的电感的唯一求取来求取。在图2中，线6a、6b和6c示出线圈的电感曲线的可能的定性变化曲线，所述定性变化曲线能够利用所求取的电感值在确定的线圈电流的情况下定量地在其位置方面进行适配。图4根据电感曲线6d示出这一点，该电感曲线从图2中的6a借助于先前针对电流(I_Ly＝30A)所求取的电感值(L(I_Ly)＝230μH)定量地在位置方面被适配。电感曲线6d利用由I_Ly和L(I_Ly)组成的值对22在其位置上被确定。因此，在图4中，随后可以由调节单元针对任意电流I_Ly求取电感值。在图4的示例中，对于I_Ly，定义在I_x和I_x+1之间的电流值并且假设为30A。这在所示情况下大致对应于测量期间的基波14的电流值。如前所述，I_Ly也可以用I_Ly＝I_Lx或以合理的方式任意另外定义。

然而，通常有足够多的测量可用，以便基于在不同线圈电流下的多个求取的电感来执行更精确的适配。

对于已经求取的电感曲线6，随后可以求取电感曲线6的斜率和曲率。如果电感曲线6例如以多项式的形式存在，那么这借助于对电流的第一导数和第二导数特别简单地是可能的。

借助电感曲线6可以使调节的参数连续地与当前线圈电流适配。例如可以限定具有可变的增益因子K_p(L(I))的比例调节器。增益因子K_p的值在此始终与电流的当前值适配，从而在整个(正弦形的)电流变化曲线上总是使用电感的恰好合适的值。由此，调节器的动态特性与当前的交流电流的电流幅度无关。

在扩展的实施方案中，可以借助于电感曲线6的斜率使所述调节的参数连续地与当前线圈电流适配，以便可以更好地估计线圈电流的预期变化。

在用于电感曲线特别明显非线性的工作范围的扩展的实施方案中，附加地可以借助电感曲线6的曲率使所述调节的参数连续地与当前的线圈电流适配，以便可以更好地估计线圈电流的预期的变化。

上述用于求取电感曲线6的方法例如可以在逆变器1的首次启动之前执行。这对于其电感曲线在其使用寿命上仅经受非常微小的改变的滤波线圈2来说可能是足够的。必要时该方法也能够以计划间隔按照任意的方案在逆变器1的一次启动之前或每次启动之前被执行。该方案例如可以与条件关联。例如，如果在最后的运行中低于或超过了表征调节质量的参数范围，则可以总是在启动之前执行所述求取。必要时，电感曲线6的求取也可以在逆变器1的运行期间有规律地、无规律地或持续地执行。这毫无问题是可能的，因为对电感曲线6的求取能够毫无问题地在逆变器1的真正运行期间被执行。例如调节单元5能够随机采样地检验通过测量求取的电感值与根据电感曲线6求取的值的一致性。如果在此得出过大的偏差，那么对电感曲线6的求取和更新能够在运行期间执行或在下一次启动之前被计划。

附图标记列表

1 逆变器

2 滤波线圈

3 相线

4 开关单元

5 调节单元

6 电感曲线

7 直流电源

8 滤波器单元

9 网络继电器

10 电网

11 滤波电容器

13 电流表

14 基波

15、16、17 测量点

18、19 直线

20 线圈电流i_L

21 线圈电压u_L

22 值对

i_L 线圈电流

i_ac 相电流

u_L 线圈电压

u_R 矩形交流电压

u_ac 滤波电容器电压

u_R 矩形交流电压

m 边沿斜率

L 电感。

Claims

1.一种用于运行逆变器(1)的方法，其中，所述方法具有以下步骤：

-借助于逆变器(1)的开关单元(4)将交流电压施加到相线(3)上，在所述相线中布置有滤波电感器(2)，

-在多个测量点的区域中求取针对滤波电感器(2)的线圈电流(i_L)和线圈电压(u_L)的特征值，其中，至少各两个测量点处于电流纹波的至少一个边沿上，

-由所述特征值对于所述线圈电流(I_Ly)的第一值求取所述滤波电感器(2)的电感的第一值(L(I_Ly))，

其特征在于，所述方法还具有以下步骤：

-对于所述线圈电流的至少一个另外的值求取所述滤波电感器(2)的电感的至少一个另外的值，

-在使用所述滤波电感器的电感的所求取的第一值(L(I_Ly))的情况下和在使用所述滤波电感器的电感的所求取的所述至少一个另外的值的情况下，求取所述滤波电感器(2)的至少一个与所述线圈电流相关的电感曲线(6)，

-借助调节单元(5)来调节逆变器(1)的开关单元(4)以用于在相线(3)中产生交流电流，其中，根据所求取的与电流相关的电感曲线(6)，使所述调节的至少一个参数与所述电感的当前值连续地适配。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述滤波电感器的第一值的求取包括以下步骤：

-对于所述线圈电流I_Ly的第一值求取电流纹波的第一边沿斜率(m_x)，

-在所述第一边沿斜率处求取线圈电压的第一值(U_x)，

-根据以下公式，由第一边沿斜率(m_x)和线圈电压(U_x)的第一值求取滤波电感器(2)的第一值(L(I_Ly))

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过以采样频率进行测量来求取所述线圈电流，所述采样频率至少等于通过所述开关单元(4)实施的脉宽调制的时钟频率的两倍并且优选多倍。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过形成在至少两个采样步骤之间的电流差并且在考虑所述采样频率的情况下求取所述边沿斜率。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在求取所述电感曲线(6)之后求取所述电感曲线的斜率和/或曲率。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在借助调节单元(5)调节所述逆变器(1)的开关单元(4)以用于在相线(3)中产生交流电流时，所述调节的至少一个参数与所述电感曲线(6)的斜率和/或曲率的当前值连续地适配。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，求取在另外的相线中的另外的滤波电感器的至少一个另外的电感曲线，并且在所述调节时考虑所述至少一个另外的电感曲线。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，在所述逆变器(1)的首次启动之前执行所述方法，和/或在所述逆变器(1)一次启动之前或每次启动之前以计划间隔执行所述方法，和/或在所述逆变器(1)运行期间有规律地或持续地执行所述方法。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，在电流纹波中求取所述滤波电感器的多个值，并且由所述滤波电感器的多个值形成平均值，其中，在使用所述平均值的情况下求取所述滤波电感器(2)的电感曲线(6)。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，由具有正斜率的边沿求取第一电感曲线，并且由具有负斜率的边沿求取第二电感曲线。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，对于交流电流的多个电流幅度分别求取至少一个电感曲线。

12.一种逆变器(1)，所述逆变器具有开关单元(4)，利用所述开关单元能够将交流电压施加到至少一个相线(3)上，其中，在所述相线(3)中布置有滤波电感器(2)，并且借助调节单元(5)调节所述开关单元(4)，其中，能够由所述调节单元(5)求取所述滤波电感器(2)的线圈电流(i_L)和所述滤波电感器(2)的线圈电压(u_L)，其特征在于，所述调节单元(5)或所述逆变器的其他计算单元被构造用于实施以下步骤：

-操控所述开关单元(4)以用于将交流电压施加到逆变器(1)的相线(3)上，

-对于线圈电流(I_y)的第一值求取所述滤波电感器(2)的第一值(L(I_y))，

-对于所述线圈电流的另外的值求取所述滤波电感器的至少一个另外的值，

-在使用所述滤波电感器的所求取的第一值的情况下并且在使用所述滤波电感器的所求取的所述至少一个另外的值的情况下，求取所述滤波电感器(2)的与线圈电流相关的电感曲线(6)，

-调节所述逆变器(1)的开关单元(4)以用于在相线(3)中产生交流电流，其中，根据所求取的与电流相关的电感曲线，使所述调节的至少一个参数与当前线圈电流连续地适配。

13.根据权利要求12所述的逆变器(1)，其特征在于，所述调节单元(5)或所述逆变器的其他计算单元被构造成用于，在所述逆变器(1)的首次启动之前执行所述滤波电感器(2)的电感曲线，和/或在所述逆变器(1)的一次启动或每次启动之前以计划间隔执行所述滤波电感器的电感曲线，和/或在所述逆变器(1)的运行期间有规律地或持续地执行所述滤波电感器的电感曲线。

14.根据权利要求12或13所述的逆变器(1)，其特征在于，所述逆变器(1)具有多个相(3)，所述多个相分别具有滤波电感器，其中，对于每个滤波电感器能够求取电感曲线。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的逆变器，其特征在于，在所述调节单元之外通过专用的微控制器、控制装置或其他计算单元来执行对电感曲线的求取。