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Die
Erfindung betrifft einen Solarwechselrichter mit mehreren parallel geschalteten
Einzelwechselrichtern mit jeweils einem Leistungsteil zur Umsetzung
einer eingangsseitigen Feldspannung in eine ausgangsseitige Netzspannung
sowie mit einer übergeordneten
elektronischen Steuereinheit.
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Die
betrachteten Solarwechselrichter wandeln die von einem Solarfeld
oder von einem oder mehreren Solarmodulen bereitgestellte Gleichspannung
in eine Wechselspannung um. Der Solarwechselrichter kann beispielsweise
ausgangsseitig in ein einphasiges 50 Hz/230 V-Stromversorgungsnetz oder
in ein 60 Hz/120 V-Stromversorgungsnetz eines Energieversorgungsunternehmens
einspeisen. Für große Solarfelder
kommen vorzugsweise Drehstromwechselrichter zum Einsatz, welche
in ein entsprechendes dreiphasiges Stromversorgungsnetz, wie z. B.
in ein 50 Hz/400 V-Stromversorgungsnetz, einspeisen. Es können auch
mehrere Solarwechselrichter mit einer gemeinsamen Sammelschiene
verbunden sein, in welche das Solarfeld bzw. die Solarmodule einspeisen.
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Solarwechselrichter,
die eingangsseitig an ein Solarfeld angeschlossen sind, weisen üblicherweise
mehrere parallel geschaltete Einzelwechselrichter auf, die bei steigender
Intensität
der Sonneneinstrahlung einzeln zugeschaltet werden. Bei Zuschaltung
aller Einzelwechselrichter kann eine maximale elektrische Leistung
in das Stromversorgungsnetz zurückgespeist
werden. Die stufenweise Zuschaltung verbessert den Wirkungsgrad
des gesamten Solarwechselrichters bzw. der gesamten Photovoltaikanlage
bei kleineren Einstrahlungswerten.
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Jeder
Einzelwechselrichter verfügt
neben einem Leistungsteil über
eine eigene Regelelektronikeinheit, in der die Wechsel richterfunktionen,
wie z. B. die Ansteuerung der Leistungshalbleiter, Strom- und Spannungsregelung,
Schutzfunktion und Überwachung,
für den
jeweiligen Einzelwechselrichter realisiert werden. Eine übergeordnete
Steuerung, insbesondere eine elektronische Steuereinheit, übernimmt
die Koordination des gesamten Solarwechselrichters und schaltet
unter anderem die Einzelwechselrichter je nach Betriebszustand der
Anlage zu und ab. Die elektronische Steuereinheit gibt zudem die Sollwerte
für die
Einzelwechselrichter, insbesondere eine Netzspannung oder einen
Netzstrom, vor. Die erforderlichen Regel- und Steuerfunktionen des Solarwechselrichters
werden verteilt auf verschiedenen Elektronikbaugruppen abgearbeitet.
Die jeweiligen Einzelwechselrichter sind untereinander zum Datenaustausch
verbunden. Die Regelelektronikeinheiten der Einzelwechselrichter
sind üblicherweise über einen
Kommunikationsbus mit der übergeordneten Steuereinheit
verbunden. Diese Busverbindung kann beispielsweise ein paralleler
oder ein serieller Bus sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Daten- bzw. Signalaustausch
zwischen den jeweiligen Einzelwechselrichtern und der übergeordneten
elektronischen Steuereinheit über
digitale oder analoge Signalleitungen erfolgen.
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Nachteilig
bei den zuvor beschriebenen Solarwechselrichtern ist die aufwändige Programmierung
der mehreren Regelelektronikeinheiten sowie der übergeordneten elektronischen
Steuereinheit. Dies erfordert die Anwendung verschiedener Programmierwerkzeuge,
die jeweils auf die übergeordnete
Steuereinheit sowie auf die Regelelektronikeinheiten der Einzelwechselrichter
zugeschnitten sind. Ein weiterer Nachteil ist die komplexe Datenhaltung und
Archivierung der Quell- und Objektdateien sowie das zugehörige Änderungsmanagement
der entwickelten Software. Ein weiterer Nachteil ist die aufwändige Fehlersuche,
falls bei einer der Regelelektronikeinheiten der Einzelwechselrichter
fehlerhaft sein sollte.
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Es
ist somit eine Aufgabe der Erfindung, einen modular aufgebauten
Solarwechselrichter mit mehreren Einzelwechselrich tern anzugeben,
welcher die zuvor genannten Nachteile nicht mehr aufweist.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird mit einem Solarwechselrichter mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des
Solarwechselrichters sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis
7 genannt.
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Erfindungsgemäß ist die
elektronische Steuereinheit zur Durchführung sämtlicher übergeordneter sowie den jeweiligen
Einzelwechselrichtern zuordenbarer Regel- und Steuerfunktionen ausgebildet.
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Damit
ist der große
Vorteil verbunden, dass anstelle einer Vielzahl von Regelelektronikeinheiten in
den Einzelwechselrichtern und der übergeordneten elektronischen
Steuereinheit nur noch eine (einzige) zentrale Steuer- und Regeleinheit
verwendet wird, die alle Regel- und Steuerfunktionen des aus mehreren
Einzelwechselrichtern aufgebauten Solarwechselrichters übernimmt.
Mit anderen Worten findet in den jeweiligen Einzelwechselrichtern
keine Regelung mehr statt. Damit ist der weitere Vorteil verbunden,
dass die Einzelwechselrichter nicht mehr konfigurierbar sein müssen und
folglich als „black box" ausgeführt sein
können.
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Der
erfindungsgemäße Aufbau
des Solarwechselrichters führt
weiterhin vorteilhaft zu einer vereinfachten Montage sowie zu einem
geringeren Gesamtstromverbrauch aufgrund des Vorhandenseins nur
einer einzigen zentralen Steuer- und Regeleinheit. Ein weiterer
Vorteil ist die höhere
Zuverlässigkeit,
da nur noch eine einzige elektronische Steuereinheit vorhanden ist.
Dadurch reduzieren sich vorteilhaft die Hardwarekosten sowie die
Entwicklungs- und Projektierungskosten für den gesamten Solarwechselrichter.
Zudem vereinfachen sich die Inbetriebnahme des erfindungsgemäßen Solarwechselrichters
sowie der Zeitaufwand zur Fehlersuche im Solarwechselrichter aufgrund
der stark reduzierten Anzahl von möglichen Fehlerquellen.
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Nach
einer Ausführungsform
sind die elektronische Steuereinheit und alle Einzelwechselrichter über einen
Kommunikationsbus miteinander verbunden. Der Kommunikationsbus kann
beispielsweise ein serieller oder ein paralleler Kommunikationsbus sein.
Er kann z. B. ein CAN-Bus, ein Feldbus oder ein so genannter „DRIVE-CLiQ" sein.
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Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung weist die elektronische Steuereinheit erste Mittel
zur Netzstromregelung und zur überlagerten
Netzspannungsregelung für
jeden Einzelwechselrichter auf. Die Einzelwechselrichter weisen
jeweils einen Strommesser und einen Spannungsmesser zur Erfassung eines
Netzstromistwertes und eines Netzspannungsistwertes auf. Die Einzelwechselrichter
weisen jeweils eine Signalaufbereitungseinheit zur Signalaufbereitung
und Weiterleitung der erfassten Istwerte an die Steuereinheit auf.
Die Einzelwechselrichter weisen jeweils die Signalaufbereitungseinheit
zur Umsetzung eines jeweiligen von der Steuereinheit zugeführten Netzstromsollwertes
und eines jeweiligen Netzspannungssollwertes in eine entsprechende
Impulsfolge zur Ansteuerung von Schaltelementen des jeweiligen Leistungsteils
auf.
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Die
Signalaufbereitungseinheit jedes Einzelwechselrichters dient dabei
(ausschließlich)
dazu, den jeweiligen Stromsollwert oder Spannungssollwert ohne regelungstechnische
Rückwirkung
in die jeweilige entsprechende Impulsfolge zur Ansteuerung der Leistungshalbleiter
umzusetzen. Vorzugsweise bildet die Signalverarbeitungseinheit den
jeweiligen, in Form von Datenwörtern übertragenen Sollwert
nach einem in einem Programmspeicher der Signalverarbeitungseinheit
hinterlegten Algorithmus in entsprechende binäre Signalfolgen ab. Alternativ können die übertragenen
Datenwörter
einen Festwertspeicher in der Signalverarbeitungseinheit adressieren,
welcher dann mehrere korrespondierende binäre Impulswerte bereitstellt.
Letztere bilden vorzugsweise ein dem jeweiligen Sollwert entsprechendes
Ein-/Ausschaltverhältnis
des jeweiligen anzusteuernden Schaltelementes ab. Die binären Impuls werte
werden als binäre
Signalfolgen zur Erzeugung der ausgangsseitigen ein- oder mehrphasigen Netzspannung
zyklisch wiederholt. Die binären
Signalfolgen können
mittels nachgeschalteter Treiber oder Verstärker auf ein erforderliches
Spannungsniveau zur Ansteuerung der vorzugsweise auf Halbleiter
basierenden Schaltelemente angehoben werden.
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In
umgekehrter Richtung dient die Signalaufbereitungseinheit dazu,
die erfassten analogen Strom- und Spannungsistwerte zu digitalisieren
und diese in Form von Datenwörtern über den
Kommunikationsbus an die zentrale Steuer- und Regelungseinheit auszugeben.
Zur Digitalisierung dient vorzugsweise ein Analog/Digital-Umsetzer.
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Nach
einer alternativen Ausführungsform weist
die elektronische Steuereinheit zweite Mittel zur Netzstromregelung
und überlagerten
Netzspannungsregelung sowie zur Phasenstromregelung und Phasenspannungsregelung
der Einzelwechselrichter für
jeden Einzelwechselrichter auf. Die Solarwechselrichter weisen jeweils
einen Strommesser und einen Spannungsmesser zur Erfassung eines
Netzstromistwertes und eines Netzspannungsistwertes sowie jeweils
zumindest einen Phasenstrommesser und zumindest einen Phasenspannungsmesser
zur Erfassung von jeweiligen Phasenstromistwerten und jeweiligen
Phasenspannungsistwerten auf. Die Einzelwechselrichter weisen jeweils
eine Signalverarbeitungseinheit zur Signalaufbereitung und Weiterleitung
der erfassten Istwerte an die Steuereinheit auf. Die zweiten Mittel
der elektronischen Steuereinheit setzen dann die aufbereiteten Istwerte
in einer Regelschleife in eine entsprechende Impulsfolge zur Ansteuerung
von Schaltelementen des jeweiligen Leistungsteils um.
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Im
Vergleich zur vorherigen Ausführungsform
ist die Funktion der Signalaufbereitungseinheit dahin gehend beschränkt, dass
die vorzugsweise über
den Kommunikationsbus übertragenen
digital kodierten Ansteuerimpulse direkt in binäre Ansteuerimpulse für die jeweiligen
Schaltelemente umgesetzt werden. Im einfachsten Fall werden fortlaufend
zwei Datenbits je Wechselrichterphase übertragen, welche mit den binären Schaltzuständen der
einer jeweiligen Phase zugeordneten Schaltelemente korrespondieren.
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Auf
umgekehrtem Wege erfolgt die Digitalisierung aller von den Strom-
und Spannungsmessern erfassten Spannungs- und Stromistwerte. Die entsprechenden
digital kodierten Istwerte werden als Datenwörter an den Kommunikationsbus
ausgegeben.
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Für den alternativen
Fall, dass die Strom- und Spannungsmesser die erfassten Strom- und Spannungsistwerte
bereits digital bereitstellen, ist die Signalaufbereitungseinheit
dafür vorgesehen,
die bereits digitalisierten Istwerte gemäß einem festgelegten Busprotokoll
an den Kommunikationsbus auszugeben.
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Insbesondere
weist die elektronische Steuereinheit ein Multitasking- und/oder
Echtzeitbetriebssystem auf. Dadurch ist gewährleistet, dass eine Vielzahl
paralleler Einzelwechselrichter zuverlässig angesteuert werden kann.
Das Betriebssystem ist vorzugsweise dahin gehend ausgelegt, dass
eine Vielzahl von modularen Einzelwechselrichtern in dafür vorgesehene
Einbauplätze
im Solarwechselrichter steuerungs- und regelungstechnisch automatisch eingebunden
und betrieben werden kann.
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Einer
weiteren Ausführungsform
zufolge weisen die Einzelwechselrichter jeweils ein eingangsseitiges
Schaltmittel zum Schalten der jeweiligen Einzelwechselrichter an
die Feldspannung und/oder jeweils ein ausgangsseitiges Schaltmittel
zum Schalten der jeweiligen Einzelwechselrichter an die Netzspannung auf.
Die elektronische Steuereinheit ist zum individuellen Ansteuern
der Schaltmittel mit den Schaltmitteln verbunden. Damit ist der
Vorteil verbunden, dass je nach Einstrahlungsintensität eine entsprechende Anzahl
von Einzelwechselrichtern zu- bzw. abgeschaltet werden kann. Dadurch
erhöht
sich der Gesamtwirkungsgrad eines derartigen Solarwechsel richters.
Vorzugsweise ist das Schaltmittel ein Relais oder ein Schütz.
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Im
Besonderen weisen die Einzelwechselrichter jeweils ein dreiphasiges
Leistungsteil zur Umsetzung der eingangsseitigen Feldspannung in
eine ausgangsseitige dreiphasige Netzspannung auf. In entsprechender
Weise sind die Signalaufbereitungseinheiten für den dreiphasigen Fall ausgeführt.
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Die
Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungen der Erfindung werden
im Weiteren anhand der nachfolgenden Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
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1 einen
prinzipiellen Aufbau eines Solarwechselrichters mit beispielhaft
drei Einzelwechselrichtern mit jeweils einer Regelelektronikeinheit
und mit einer übergeordneten
Steuereinheit,
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2 beispielhaft
einen erfindungsgemäßen Solarwechselrichter
mit drei Einzelwechselrichtern und mit einer übergeordneten zentralen Steuer-
und Regeleinheit,
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3 beispielhaft
ein Prinzipschaltbild einer Signalaufbereitungseinheit gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung,
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4 beispielhaft
ein Prinzipschaltbild einer Signalaufbereitungseinheit gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung und
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5 ein
Prinzipschaltbild eines beispielhaften Einzelwechselrichters mit
einer Signalaufbereitungseinheit und mit einem Leistungsteil gemäß der Erfindung.
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1 zeigt
einen Solarwechselrichter 1 mit beispielhaft drei parallel
geschalteten Einzelwechselrichtern 11–13 mit jeweils einem
Leistungsteil 6 zur Umsetzung einer eingangsseitigen Feldspannung UF
in eine ausgangsseitige Netzspannung UN sowie mit einer übergeordneten
elektronischen Steuereinheit 70.
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Die
jeweiligen Einzelwechselrichter 11–13 können mittels
eingangsseitiger Schaltmittel 4 einzeln an Gleichspannungsleitungen 21 geschaltet werden,
die ihrerseits mit einem Solarfeld 2 oder mit einem oder
mehreren Solarmodulen verbunden sind. Mit UF ist eine Feld- oder
Zwischenkreisspannung bezeichnet, die auf ein erstes Bezugspotential 22 bezogen
ist. Weiterhin sind die jeweiligen Einzelwechselrichter 11–13 mittels
ausgangsseitiger Schaltmittel 5 einzeln an ein Stromversorgungsnetz 3 anschließbar. Die
gezeigten Schaltmittel 4, 5 sind beispielhaft Relais.
Mit S1–S6
sind Steuersignale zur Ansteuerung der Schaltmittel 4, 5 bezeichnet,
die von der übergeordneten
Steuereinheit 70 ausgegeben werden. Über die Steuersignale S1–S6 können die
Einzelwechselrichter 11–13 je nach Sonneneinstrahlung gezielt
zu- und abgeschaltet
werden.
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Im
vorliegenden Beispiel erfolgt die Einspeisung dreiphasig. Sie kann
alternativ einphasig erfolgen. Mit dem Bezugszeichen 31 sind
korrespondierende Netzeinspeisungsleitungen bezeichnet. Mit UN ist
eine dreiphasige Netzspannung bezeichnet, die auf ein zweites Bezugspotential 32,
wie z. B. Erdpotential, bezogen ist. Die elektronische Steuereinheit 70 ist
beispielhaft über
einen Kommunikationsbus 9 zum Austausch von Daten mit den
jeweiligen Regelelektronikeinheiten 80 der Einzelwechselrichter 11–13 verbunden. Über diesen
Kommunikationsbus 9 gibt die elektronische Steuereinheit 70 einen
jeweiligen Netzspannungssollwert UNS1–UNS3 oder einen jeweiligen
Netzstromsollwert INS1–INS3
an die jeweiligen Regelelektronikeinheiten 80 entweder
zur übergeordneten
Spannungsregelung oder zur übergeordneten
Stromregelung vor. Mit D1–D3
sind weitere Daten, wie z. B. Diagnosedaten, bezeichnet. Sie dienen
unter anderem zur Überwachung
bzw. zur Statusermittlung der Einzelwechselrichter 11–13.
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2 zeigt
ein Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäßen Solarwechselrichters 1,
welcher beispielhaft drei Einzelwechselrichter 11–13 sowie
eine übergeordnete
zentrale Steuer- und Regeleinheit 7 als elektronische Steuereinheit
aufweist.
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Die
elektronische Steuereinheit 7 weist nicht weiter bezeichnete
erste Mittel zur überlagerten Netzstromregelung
oder Netzspannungsregelung für jeden
Einzelwechselrichter 11–13 auf. Die elektronische
Steuereinheit 7 ist mit allen Einzelwechselrichtern 11–13 über einen
Kommunikationsbus 9 verbunden. Die Datenübertragung
kann parallel oder seriell erfolgen. Die Steuereinheit 7 gibt über diesen
Kommunikationsbus 9 einen jeweiligen Netzstromsollwert INS1–INS3 oder
einen jeweiligen Netzspannungssollwert UNS1–UNS3 an eine jeweilige Signalaufbereitungseinheit 8 der
Einzelwechselrichter 11–13 aus. Auf umgekehrtem
Wege gibt die jeweilige Signalaufbereitungseinheit 8 entsprechende,
im jeweiligen Einzelwechselrichter 11–13 erfasste Netzspannungsistwerte
UNI1–UNI3
sowie dort erfasste Netzstromistwerte INI1–IN13 an den Kommunikationsbus 9 zur
Regelrückführung an
die elektronische Steuereinheit 7 aus.
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Zur übergeordneten
Steuerung und Regelung der Einzelwechselrichter 11–13 weist
die elektronische Steuereinheit 7 vorzugsweise ein Multitasking-
und/oder Echtzeitbetriebssystem auf. Dadurch sind ein zuverlässiger Betrieb
und eine einfache Erweiterung des erfindungsgemäßen Solarwechselrichters 1 um
weitere Einzelwechselrichter 11–13 möglich.
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3 zeigt
ein Prinzipschaltbild einer beispielhaften Signalaufbereitungseinheit 8 gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung.
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Die
gezeigte Signalaufbereitungseinheit 8 dient zur Umsetzung
eines jeweiligen, von der Steuereinheit 7 über den
Kommunikationsbus 9 zugeführten Netzstromsollwertes INS
oder eines jeweiligen Netzspannungssollwertes UNS in eine entsprechende
Impulsfolge P1–P6
zur Ansteuerung von Schaltelementen des jeweiligen Leistungsteils.
Im Beispiel der 3 erfolgt die Umsetzung dreiphasig,
wobei für
jede Netzphase ein eigener Pulserzeuger 83 vorhanden ist.
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Im
Beispiel der 3 ist die Verarbeitung des jeweiligen
Netzstromsollwertes INS oder Netzspannungssollwertes UNS in einer
Teileinheit 81 der Signalaufbereitungseinheit 8 zusammengefasst.
Im unteren Teil der 3 ist eine zweite Teileinheit 82 der
Signalaufbereitungseinheit 8 dargestellt. Sie dient zur
Signalaufbereitung und Weiterleitung der erfassten Istwerte INI,
UNI an die Steuereinheit 7. Die Ausgabe erfolgt wiederum
an den Kommunikationsbus 9. Insbesondere weist die Signalaufbereitungseinheit
einen Analog/Digital-Umsetzer 84 auf,
welcher die üblicherweise
analog zugeführten
Istwerte INI, UNI digitalisiert und diese als digital kodierte Werte
INI', UNI' an den Kommunikationsbus 9 ausgibt.
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Zusätzlich können insbesondere
zu Schutzzwecken, wie im Beispiel der 3 gezeigt,
jeweilige erfasste Feldspannungsistwerte UFI und/oder Feldstromistwerte
IFI mittels des Analog/Digital-Umsetzers 84 in korrespondierende
digital kodierte Werte UFI',
IFI' umgesetzt werden.
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4 zeigt
ein Prinzipschaltbild einer Signalaufbereitungseinheit 8 nach
einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung.
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Im
Beispiel der 4 weist die Signalaufbereitungseinheit 8 einen
weiteren Pulserzeuger 85 auf, welcher die von der zentralen
Steuer- und Regeleinheit 7 über den Kommunikationsbus 9 übertragenen digital
kodierten Ansteuersignale P1'–P6' in entsprechende
Ansteuersignale P1–P6
zur insbesondere direkten Ansteuerung der Schaltelemente des Leistungsteils
umsetzt. So können
z. B. die dargestellten sechs digital kodierten Ansteuersignale
P1'–P6' als ein Datenwort über den
Kommunikationsbus 9 übertragen
werden, wobei ein Bit dieses Datenwortes den entsprechenden Schaltzustand
eines Schaltelementes repräsentiert.
So kann beispielsweise eine logische „1" des entsprechenden Bits ein positives
Ansteuersignal für
das anzusteuernde Schaltelement darstellen, während eine logische „0” dieses
Datenwortes ein Sperrsignal für
das anzusteuernde Schaltmittel darstellt.
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Im
unteren Teil der 4 ist wiederum zur Übertragung
der Istwerte UFI, IFI, IRI, ITI, USTI, URSI eine zweite Teileinheit 82 der
Signalaufbereitungseinheit 8 dargestellt. Mit dem Bezugszeichen 84 ist
ein Analog/Digital-Umsetzer bezeichnet, welcher neben einem Feldspannungsistwert
UFI und einem Feldstromistwert IFI zusätzlich zwei Phasenstromistwerte
IRI, ITI sowie zwei Phasenspannungsistwerte USTI, URSI digitalisiert.
Die Signalverarbeitungseinheit 8 setzt diese in „busfähige" digital kodierte
Istwerte UFI', IFI', IRI', ITI', USTI', URSI' zur Weiterleitung
an den Kommunikationsbus 9 um. Im Beispiel der 4 werden
lediglich zwei Phasenstromistwerte IRI, ITI sowie zwei Phasenspannungsistwerte
USTI, URSI digitalisiert. Die verbleibenden dritten Phasengrößen lassen
sich jeweils aus den beiden ersten errechnen.
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Im
Beispiel der 5 ist ein Prinzipschaltbild eines
Einzelwechselrichters 11–13 gemäß der Erfindung
dargestellt. Im oberen Teil der 5 ist die
Signalaufbereitungseinheit 8, im unteren Teil der 5 das
Schaltbild des zugehörigen
Leistungsteils 6 dargestellt. Das Leistungsteil 6 weist
im linken Teil der 5 einen mit dem Bezugszeichen 60 bezeichneten
Spannungszwischenkreis auf. An diesem Spannungszwischenkreis 60 liegt
die Feldspannung UF an. Die Feldspannung UF kann folglich auch als
Zwischenkreisspannung bezeichnet werden. Mit dem Bezugszeichen IF
ist der zugehörige,
in den Zwischenkreis 60 hineinfließende Feldstrom bezeichnet. Der
Zwischenkreis 60 weist zur Pufferung der Eingangsspannung
UF einen Zwischenkreiskondensator 69 auf. Zur Messung der
Zwischenkreisspannung bzw. der Feldspannung UF ist ein Spannungsmesser 91 vorhanden.
Dieser gibt einen korrespondierenden Feldspannungsistwert UFI an
die Signalaufbereitungseinheit 8 aus. Weiterhin ist im
Zwischenkreis 60 ein Strommesser 92 vorhanden,
welcher zur Messung des Feldstroms IF dient und einen entsprechenden
Istwert IFI an die Signalaufbereitungseinheit 8 ausgibt.
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Im
rechten unteren Teil der 5 ist eine dreiphasige Wechselrichtereinheit 68 dargestellt.
Sie setzt durch entsprechende Ansteuerung ihrer jeweiligen Schaltelemente 61–66 die
dort anliegende Zwischenkreisspannung UF in eine dreiphasige Netzspannung
UN um. Im Beispiel der 5 sind die Schaltelemente 61–66 Halbleiterschalter.
Bei den gezeigten Halbleiterschaltern 61–66 handelt
es sich um so genannte IGBT-Transistoren
(IGBT = Insulated Gate Bipolar Transistor). Antiparallel zu den
jeweiligen Transistoren 61–66 ist eine Freilaufdiode 67 geschaltet.
Zur Messung der ausgangsseitigen Phasenströme IPR, IPS, IPT sind zwei
Phasenstrommesser 93, 94 vorhanden. Der fehlende
Phasenstrom IPS lässt
sich aus den beiden bereits erfassten Phasenströmen IPR, IPT herleiten. Die
korrespondierenden Phasenstromistwerte IRI, ITI werden der zugehörigen Signalaufbereitungseinheit 8 zugeführt. Zur Phasenspannungsmessung
sind zwei Phasenspannungsmesser 95, 96 vorhanden.
Die verbleibende Phasenspannung lässt sich gleichfalls aus den
bereits erfassten Phasenspannungen herleiten. Die korrespondierenden
Phasenspannungsistwerte USTI, URSI werden der Signalaufbereitungseinheit 8 zugeführt.
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Die
Signalaufbereitungseinheit 8 weist weiterhin eine Busanschaltung 86 auf,
welche den Datenverkehr von und zu dem Kommunikationsbus 9 in entsprechende
binäre
Daten zur Weiterverarbeitung in der Signalaufbereitungseinheit 8 umsetzt.
Mit dem Bezugszeichen 87 ist beispielhaft ein Multiplexer
bezeichnet, welcher die von einem Datenwort des Kommunikationsbusses 9 stammenden
binären
Informationen in parallele Einzelsignale umsetzt. Mit dem Bezugszeichen 88 sind
Verstärker
bezeichnet, welche die entsprechenden Signale P1–P6 auf das erforderliche Spannungsniveau
zur Ansteuerung der Halbleiterelemente 61–66 umsetzen.
Im unteren Teil der Signalaufbereitungseinheit 8 erfolgt
wiederum die Analog/Digital-Umsetzung der Istwerte UFI, IFI, IRI,
ITI, USTI, URSI in entsprechende Daten zur Übertragung über den Kommunikationsbus 9.