DE102008019569A1

DE102008019569A1 - Wechselrichtertopologie für einen Elektromotor

Info

Publication number: DE102008019569A1
Application number: DE102008019569A
Authority: DE
Inventors: James M. Cerritos Nagashima; Brian A. Torrance Welchko; Peter J. Bloomfield Hills Savagian
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-04-23
Filing date: 2008-04-18
Publication date: 2008-11-13
Also published as: CN101295958A; US20080258661A1

Abstract

Es wird ein Wechselrichter zum Steuern des Anlegens einer Spannung von einer Energiequelle an einen Motor mit mehreren Wicklungen bereitgestellt. Der oder mehreren Schaltelementen und einen zweiten Satz von einem oder mehreren Schaltelementen. Der erste und der zweite Satz von einem oder mehreren Schaltelementen sind zwischen eine Hochspannungsseite und eine Niederspannungsseite der Energiequelle geschaltet. Jedes Schaltelement des ersten Satzes von einem oder mehreren Schaltelementen ist mit einem Knoten eines ersten Satzes von Knoten verbunden, wobei jeder Knoten des ersten Satzes von Knoten mit einem ersten Wicklungsende einer der mehreren Wicklungen des Motors verbunden ist. Jedes Schaltelement des zweiten Satzes von einem oder mehreren Schaltelementen ist mit einem Knoten eines zweiten Satzes von Knoten verbunden und jeder Knoten des zweiten Satzes von Knoten ist mit einem zweiten Wicklungsende einer der mehreren Wicklungen verbunden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Elektromotoren, und sie betrifft insbesondere Wechselrichter für Elektromotoren.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bei einem DC-getriebenen Elektromotorsystem, zum Beispiel einem Hybridsystem mit einem oder mehreren Motoren, wird die Leistung des Systems typischerweise durch ein Vergrößern des Motors, Hinzufügen zusätzlicher Magnete zu dem Motor oder Verstärken der verfügbaren DC-Spannung, beispielsweise mit einem herkömmlichen verstärkenden DC/DC-Wandler, erhöht. Jedoch benötigt ein größerer Motor zusätzlichen Raum, zusätzliche Magnete liefern zusätzliche Komplexität und ein Verstärken der verfügbaren DC-Spannung belastet den Motor mit einem höheren Nennstrom.
Alternativ kann ein Wechselrichter bereitgestellt werden, um erhöhte Leistung aus einem Elektromotorsystem zu erhalten. Es kann eine herkömmliche Wechselrichtertopologie mit sechs Schaltern und drei Schenkeln bereitgestellt werden, um die Leistung eines Systems zu erhöhen, welches einen oder mehrere dreiphasige Motoren umfasst, wobei die DC-Verbindung über einen Abschnitt von Leitung zu Leitung der dreiphasigen Motoren in Y-Schaltung verbunden ist. Jedoch weist auch diese herkömmliche Wechselrichtertopologie Beschränkungen bei der Fähigkeit auf, die verfügbare Leistung zu erhöhen und/oder den Nennstrom zu verringern.
Entsprechend ist es wünschenswert, eine verbesserte Wechselrichtertopologie bereitzustellen, um eine zusätzliche Leistungsausgabe aus einem System mit einem oder mehreren Motoren zu erhalten, ohne Komplexität zu dem System hinzuzufügen oder die Motorgröße zu erhöhen. Darüber hinaus werden andere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung aus der nachstehenden genauen Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen und dem voranstehenden technischen Gebiet und Hintergrund offenbar werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es wird ein Wechselrichter zum Steuern des Anlegens einer Spannung von einer Energiequelle an einen Motor mit mehreren Wicklungen bereitgestellt. Der Wechselrichter umfasst einen ersten Satz von einem oder mehreren Schaltelementen und einen zweiten Satz von einem oder mehreren Schaltelementen. Der erste und der zweite Satz von einem oder mehreren Schaltelementen sind zwischen eine Hochspannungsseite und eine Niederspannungsseite der Energiequelle geschaltet. Jedes Schaltelement des ersten Satzes von einem oder mehreren Schaltelementen ist mit einem Knoten eines ersten Satzes von Knoten verbunden, wobei jeder Knoten des ersten Satzes von Knoten mit einem ersten Wicklungsende einer der mehreren Wicklungen des Motors verbunden ist. Jedes Schaltelement des zweiten Satzes von einem oder mehreren Schaltelementen ist mit einem Knoten eines zweiten Satzes von Knoten verbunden, und jeder Knoten des zweiten Satzes von Knoten ist mit einem zweiten Wicklungsende einer der mehreren Wicklungen verbunden.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den folgenden Zeichnungsfiguren beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und
1 einen Schaltplan einer herkömmlichen Wechselrichtertopologie mit sechs Schaltern und drei Schenkeln für ein Elektromotorsystem veranschaulicht;
2 einen Schaltplan einer Wechselrichtertopologie für ein Elektromotorsystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
3 einen Schaltplan einer Wechselrichtertopologie für ein duales Motorsystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
4 einen Schaltplan einer Wechselrichtertopologie für ein Elektromotorsystem mit einer dualen Spannungsquelle gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
BESCHREIBUNG EINER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die folgende genaue Beschreibung ist rein beispielhafter Natur und ist nicht dazu gedacht, die Erfindung oder die Anwendung und Verwendungen der Erfindung zu beschränken. Darüber hinaus ist es nicht beabsichtigt, durch irgendeine explizite oder implizite Theorie gebunden zu sein, die in dem voranstehenden technischen Gebiet, dem Hintergrund, der Kurzzusammenfassung oder der nachstehenden genauen Beschreibung dargestellt ist.
Mit Bezug auf 1 ist ein herkömmlicher Wechselrichter 100 für einen dreiphasigen Elektromotor 110 in Y-Schaltung zwischen Leitungen 115 des Motors 110 und eine Energiequelle 120 geschaltet. Diese herkömmliche Wechselrichtertopologie verwendet einen Wechselrichter 100 mit sechs Schaltern, der Transistoren 130 bis 135 umfasst, zum Beispiel Bipolartransistoren mit isolierter Gateelektrode (IGBT), die in Ansprechen auf Signale von einem (nicht gezeigten) Controller arbeiten, um eine Gleichspannungsverbindung (DC-Verbindung) über einen Abschnitt von Leitung zu Leitung des Motors 110 bereitzustellen.
2 stellt ein Elektromotorsystem 200 dar, das einen Wechselrichter 220 mit sechs Schenkeln umfasst, der mit einem dreiphasigen Wechselstrommotor 110 (AC-Motor) mit offenen Wicklungsenden gekoppelt ist, wobei jede von mehreren Wicklungen 115 des Motors 110 durch Schaltelemente des Wechselrichters 220 an die DC-Verbindung geschaltet wird. Der Wechselrichter 220 umfasst einen ersten Satz von Schaltelementen 222, die zwischen eine Hochspannungsseite 202 und eine Niederspannungsseite 204 der Energiequelle 120 geschaltet sind, und einen zweiten Satz von Schaltelementen 224, die auch zwischen die Hochspannungsseite 202 und die Niederspannungsseite 204 der Energiequelle 120 geschaltet sind. Die Schaltelemente sind vorzugsweise Transistoren, zum Beispiel IGBTs oder Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs). Zudem sind Schutzkondensatoren 206 und 208 zwischen die Hochspannungsseite 202 und die Niederspannungsseite 204 der Energiequelle 120 geschaltet.
Transistoren 230, 231 und 232 des ersten Satzes von Schaltelementen 222 sind zwischen die Hochspannungsseite 202 und entsprechende Knoten eines ersten Satzes von Knoten 240, 241, 242 geschaltet, wobei jeder der Knoten 240, 241, 242 mit einem ersten Wicklungsende einer der mehreren Wicklungen 115 des Motors 110 verbunden ist. Transistoren 233, 234 und 235 des ersten Satzes von Schaltelementen 222 sind zwischen die Niederspannungsseite 204 und entsprechende Knoten des ersten Satzes von Knoten 240, 241, 242 geschaltet.
Gemäß der Ausführungsform sind Transistoren 250, 251 und 252 des zweiten Satzes von Schaltelementen 224 zwischen die Hochspannungsseite 202 und entsprechende Knoten eines zweiten Satzes von Knoten 243, 244, 245 geschaltet, wobei jeder der Knoten 243, 244, 245 mit einem zweiten Wicklungsende einer der mehreren Wicklungen 115 des Motors 110 verbunden ist. Transistoren 253, 254 und 255 sind zwischen die Niederspannungsseite 204 und entsprechende Knoten des zweiten Satzes von Knoten 243, 244, 245 geschaltet.
Ein Controller 260 erzeugt eine Vielzahl von Schaltsignalen und liefert diskrete dieser Schaltsignale an Gates jedes der Transistoren 230 bis 235 und 250 bis 255 zur Steuerung der Transistoren 230 bis 235 und 250 bis 255. Gemäß der Ausführungsform liefert der Controller 260 die Vielzahl von Schaltsignalen auf eine vorbestimmte Weise, um einige Schaltelemente des ersten Satzes 222 und des zweiten Satzes 224 mit Schaltelementen zum Erhöhen der Spannung an den Wicklungen 115 zu aktivieren. Der Controller erzeugte hochfrequente pulsweitenmodulierte Signale (PWM-Signale), die auf eine Weise entworfen sind, dass sie die Grundkomponente der Motorphasenspannung auf eine gewünschte Amplitude, Phase und Frequenz regeln. Der Entwurf von PWM-Signalen für herkömmliche Wechselrichter mit drei Phasen und drei Schenkeln von der Art, die in 1 dargestellt ist, ist Fachleuten wohlbekannt. Herkömmliche PWM-Signalentwurfstechniken für derartige Wechselrichter mit drei Phasen und drei Schenkeln können von Fachleuten leicht auf Wechselrichter mit mehreren oder vielen Phasen erweitert werden.
Auf diese Weise liefert der Wechselrichter 220 eine höhere Spannung an die Phasen des Motors 110 als die Spannung an der DC-Verbindung, die von der Energiequelle 120 geliefert wird, wenn der Wechselrichter 100 verwendet wird. Der Wechselrichter 220 weist den Vorteil einer einfachen Busstruktur mit nur einer DC-Verbindung auf, wobei er dennoch eine erhöhte verfügbare Phasenspannung ermöglicht. Aufgrund der Struktur mit einer einzigen DC-Verbindung benötigt das Gesamtsystem eine installierte kVA, die 1,15-mal so groß wie diejenige des Wechselrichters 100 mit sechs Schaltern und drei Schenkeln von 1 ist, um die gleiche Ausgangsleistung zu erzeugen. Aufgrund der höheren verfügbaren Phasenspannung kann jedoch die Gesamtleistungsdichte des Elektromotorsystems 200 erhöht werden, was Kosteneinsparungen bereitstellt, da es eine erhöhte Leistung aus dem Motor 110 ermöglicht, ohne die Motorgröße zu erhöhen. Zusätzlich ermöglicht die höhere verfügbare Phasenspannung, dass das System mit einem niedrigeren Nennstrom, einer erhöhten Nennleistung oder einer Kombination aus beidem entworfen werden kann.
Bei einem Hybridsystem mit mindestens zwei Motoren kann die Leistung des Hybridsystems erhöht werden, indem die verfügbare DC-Spannung unter Verwendung der Wechselrichtertopologie mit sechs Schenkeln verstärkt wird. 3 stellt ein Elektromotorsystem 300 gemäß einer zweiten Ausführungsform dar und umfasst zwei Motoren 302, 304, die von einer einzigen Spannungsquelle 306 mit Leistung versorgt werden. Ein erster Wechselrichter 310 liefert eine verstärkte DC-Verbindung an einen ersten Motor 302 und ein zweiter Wechselrichter 312 liefert eine verstärkte DC- Verbindung an einen zweiten Motor 304. Gemäß dieser zweiten Ausführungsform sind der erste und der zweite Wechselrichter 310, 312 Wechselrichter mit sechs Schenkeln mit der Topologie, die in Verbindung mit 2 genau beschrieben ist.
Unter der Steuerung von Schaltsignalen von einem (nicht gezeigten) Controller kann das hybride Elektromotorsystem 300 mit mehreren Motoren von einer einzigen Spannungsquelle 306 betrieben werden und eine höhere Spannung an die Phasen der Motoren 302, 304 liefern als sich typischerweise bei einem Mehrmotorensystem mit einer einzigen Energiequelle ergeben würde, wobei vorteilhafterweise eine einfache Busstruktur bereitgestellt wird.
Mit Bezug auf 4 umfasst ein Elektromotorsystem 400 mit dualer Spannungsquelle einen dreiphasigen AC-Motor 110 mit offenen Wicklungsenden, welcher von einer ersten Spannungsquelle 402 und einer zweiten Spannungsquelle 412 mit Leistung versorgt wird. Die dualen Spannungsquellen 402, 412 können ähnliche Energiequellen (z. B. Batterien) sein, oder die erste Spannungsquelle 402 kann eine Batterie sein, während die zweite Spannungsquelle eine Brennstoffzelle sein kann. Schaltelemente 230, 231, 232, 233, 234, 235 sind zwischen eine Seite 404 mit Hochspannung und eine Seite 406 mit Niederspannung der ersten Spannungsquelle 402 gekoppelt. Schaltelemente 250, 251, 252, 253, 254, 255 sind zwischen eine Seite 414 mit Hochspannung und eine Seite 416 mit Niederspannung der ersten Spannungsquelle 412 gekoppelt. Der Controller 460 liefert Schaltsignale an die Schaltelemente 230, 231, 232, 233, 234, 235, 250, 251, 252, 253, 254, 255, um eine höhere Spannung an den Phasen des Motors 110 bereitzustellen.
Zusätzlich zu den voranstehenden Ausführungsformen kann gemäß der ersten Ausführungsform von 2 ein Elektromotorsystem mit dualem Motor und dualer Spannungsquelle zwei Motorsysteme 200 umfassen, das eine Brennstoffzelle, um Spannung für einen ersten Motor bereitzustellen, und eine Batterie verwendet, um Spannung für einen zweiten Motor bereitzustellen.
Obwohl mehrere beispielhafte Ausführungsformen in der voranstehenden genauen Beschreibung dargestellt wurden, ist festzustellen, dass eine riesige Anzahl an Variationen existiert. Es ist auch festzustellen, dass die beispielhaften Ausführungsformen nur Beispiele sind und nicht dazu gedacht sind, den Schutzumfang, die Anwendbarkeit oder die Ausgestaltung der Erfindung in irgendeiner Weise zu beschränken. Stattdessen wird die voranstehende genaue Beschreibung Fachleuten eine brauchbare Anleitung zur Implementierung der beispielhaften Ausführungsform oder der beispielhaften Ausführungsformen geben. Es sollte verstanden sein, dass in der Funktion und Anordnung von Elementen verschiedene Änderungen durchgeführt werden können, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen und deren juristischen Äquivalenten offengelegt ist.

Claims

Wechselrichter zum Steuern des Anlegens einer Spannung von einer Energiequelle an einen Motor mit mehreren Wicklungen, wobei der Wechselrichter umfasst: einen ersten Satz von einem oder mehreren Schaltelementen, die zwischen eine Hochspannungsseite und eine Niederspannungsseite der Energiequelle geschaltet sind, wobei jedes Schaltelement des ersten Satzes von einem oder mehreren Schaltelementen mit einem Knoten eines ersten Satzes von Knoten verbunden ist, wobei jeder Knoten des ersten Satzes von Knoten mit einem ersten Wicklungsende einer der mehreren Wicklungen verbunden ist; und einen zweiten Satz von einem oder mehreren Schaltelementen, die zwischen die Hochspannungsseite und die Niederspannungsseite der Energiequelle geschaltet sind, wobei jedes Schaltelement des zweiten Satzes von einem oder mehreren Schaltelementen mit einem Knoten eines zweiten Satzes von Knoten verbunden ist, wobei jeder Knoten des zweiten Satzes von Knoten mit einem zweiten Wicklungsende einer der mehreren Wicklungen verbunden ist.
Wechselrichter nach Anspruch 1, wobei der Motor ein dreiphasiger Motor ist, der drei Wicklungen umfasst, und wobei der erste Satz von Knoten einen ersten Satz von drei Knoten umfasst, wobei jeder Knoten des ersten Satzes von drei Knoten mit dem ersten Wicklungsende einer der drei Wicklungen des dreiphasigen Motors verbunden ist, und wobei der zweite Satz von Knoten einen zweiten Satz von drei Knoten umfasst, wobei jeder Knoten des zweiten Satzes von drei Knoten mit dem zweiten Wicklungsende einer der drei Wicklungen des dreiphasigen Motors verbunden ist.
Wechselrichter nach Anspruch 2, wobei der erste Satz von einem oder mehreren Schaltelementen einen ersten Satz von sechs Schaltelementen umfasst, wobei drei erste Schaltelemente des ersten Satzes von sechs Schaltelementen jeweils zwischen die Hochspannungsseite der Energiequelle und einen entsprechenden Knoten des ersten Satzes von drei Knoten geschaltet sind, und wobei drei verbleibende Schaltelemente des ersten Satzes von sechs Schaltelementen jeweils zwischen einen entsprechenden Knoten des ersten Satzes von drei Knoten und die Niederspannungsseite der Energiequelle geschaltet sind.
Wechselrichter nach Anspruch 3, wobei der zweite Satz von einem oder mehreren Schaltelementen einen zweiten Satz von sechs Schaltelementen umfasst, wobei drei erste Schaltelemente des zweiten Satzes von sechs Schaltelementen jeweils zwischen die Hochspannungsseite der Energiequelle und einen entsprechenden Knoten des zweiten Satzes von drei Knoten geschaltet sind, und wobei drei verbleibende Schaltelemente des zweiten Satzes von sechs Schaltelementen jeweils zwischen einen entsprechenden Knoten des zweiten Satzes von drei Knoten und die Niederspannungsseite der Energiequelle geschaltet sind.
Wechselrichter nach Anspruch 4, wobei jedes der sechs Schaltelemente des ersten Satzes von einem oder mehreren Schaltelementen und des zweiten Satzes von einem oder mehreren Schaltelementen einen Bipolartransistor mit isolierter Gateelektrode (IGBT) umfasst.
Wechselrichter nach Anspruch 4, wobei jedes der sechs Schaltelemente des ersten Satzes von einem oder mehreren Schaltelementen und des zweiten Satzes von einem oder mehreren Schaltelementen einen Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) umfasst.
Wechselrichter nach Anspruch 1, wobei die Energiequelle eine erste Spannungsquelle und eine zweite Spannungsquelle umfasst, und wobei der erste Satz von einem oder mehreren Schaltelementen zwischen eine Hochspannungsseite und eine Niederspannungsseite der ersten Spannungsquelle geschaltet ist, und wobei der zweite Satz von einem oder mehreren Schaltelementen zwischen eine Hochspannungsseite und eine Niederspannungsseite der zweiten Spannungsquelle geschaltet ist.
Wechselrichter zum Steuern des Anlegens einer Spannung von einer einzigen Spannungsquelle an einen ersten Motor mit einer ersten Vielzahl von Wicklungen und einen zweiten Motor mit einer zweiten Vielzahl von Wicklungen, wobei der Wechselrichter umfasst: einen ersten Satz von einem oder mehreren Schaltelementen, die zwischen eine Hochspannungsseite und eine Niederspannungsseite der einzigen Spannungsquelle geschaltet sind, wobei jedes Schaltelement des ersten Satzes von einem oder mehreren Schalt elementen mit einem Knoten eines ersten Satzes von Knoten verbunden ist, wobei jeder Knoten des ersten Satzes von Knoten mit einem ersten Wicklungsende einer der ersten Vielzahl von Wicklungen des ersten Motors verbunden ist; einen zweiten Satz von einem oder mehreren Schaltelementen, die zwischen die Hochspannungsseite und die Niederspannungsseite der einzigen Spannungsquelle geschaltet sind, wobei jedes Schaltelement des zweiten Satzes von einem oder mehreren Schaltelementen mit einem Knoten eines zweiten Satzes von Knoten verbunden ist, wobei jeder Knoten des zweiten Satzes von Knoten mit einem zweiten Wicklungsende einer der ersten Vielzahl von Wicklungen des ersten Motors verbunden ist; einen dritten Satz von einem oder mehreren Schaltelementen, die zwischen die Hochspannungsseite und die Niederspannungsseite der einzigen Spannungsquelle geschaltet sind, wobei jedes Schaltelement des dritten Satzes von einem oder mehreren Schaltelementen mit einem Knoten eines dritten Satzes von Knoten verbunden ist, wobei jeder Knoten des dritten Satzes von Knoten mit einem ersten Wicklungsende einer der zweiten Vielzahl von Wicklungen des zweiten Motors verbunden ist; und einen vierten Satz von einem oder mehreren Schaltelementen, die zwischen die Hochspannungsseite und die Niederspannungsseite der einzigen Spannungsquelle geschaltet sind, wobei jedes Schaltelement des vierten Satzes von einem oder mehreren Schaltelementen mit einem Knoten eines vierten Satzes von Knoten verbunden ist, wobei jeder Knoten des vierten Satzes von Knoten mit einem zweiten Wicklungsende einer der zweiten Vielzahl von Wicklungen des zweiten Motors verbunden ist.
Wechselrichter nach Anspruch 8, wobei der erste Motor ein erster dreiphasiger Motor ist, wobei die erste Vielzahl von Wicklungen drei Wicklungen umfasst und wobei der erste Satz von Knoten einen ersten Satz von drei Knoten umfasst, wobei jeder Knoten des ersten Satzes von drei Knoten mit dem ersten Wicklungsende einer der drei Wicklungen des ersten dreiphasigen Motors verbunden ist, und wobei der zweite Satz von Knoten einen zweiten Satz von drei Knoten umfasst, wobei jeder Knoten des zweiten Satzes von drei Knoten mit dem zweiten Wicklungsende einer der drei Wicklungen des ersten dreiphasigen Motors verbunden ist.
Wechselrichter nach Anspruch 9, wobei der erste Satz von einem oder mehreren Schaltelementen einen ersten Satz von sechs Schaltelementen umfasst, wobei drei erste Schaltelemente des ersten Satzes von sechs Schaltelementen jeweils zwischen die Hochspannungsseite der einzigen Spannungsquelle und einen entsprechenden Knoten des ersten Satzes von drei Knoten geschaltet sind, und drei verbleibende Schaltelemente des ersten Satzes von sechs Schaltelementen jeweils zwischen einen entsprechenden Knoten des ersten Satzes von drei Knoten und die Niederspannungsseite der einzigen Spannungsquelle geschaltet sind, und wobei der zweite Satz von einem oder mehreren Schaltelementen einen zweiten Satz von sechs Schaltelementen umfasst, wobei drei erste Schaltelemente des zweiten Satzes von sechs Schaltelementen jeweils zwischen die Hochspannungsseite der einzigen Spannungsquelle und einen entsprechenden Knoten des zweiten Satzes von drei Knoten geschaltet sind, und drei verbleibende Schaltelemente des ersten Satzes von sechs Schaltelementen jeweils zwischen einen entsprechenden Knoten des zweiten Satzes von drei Knoten und die Niederspannungsseite der einzigen Spannungsquelle geschaltet sind.
Wechselrichter nach Anspruch 8, wobei der zweite Motor ein zweiter dreiphasiger Motor ist und die zweite Vielzahl von Wicklungen drei Wicklungen umfasst, und wobei der dritte Satz von Knoten einen dritten Satz von drei Knoten umfasst, wobei jeder Knoten des dritten Satzes von drei Knoten mit dem ersten Wicklungsende einer der drei Wicklungen des zweiten dreiphasigen Motors verbunden ist, und wobei der vierte Satz von Knoten einen vierten Satz von drei Knoten umfasst, wobei jeder Knoten des vierten Satzes von drei Knoten mit dem zweiten Wicklungsende einer der drei Wicklungen des zweiten dreiphasigen Motors verbunden ist.
Wechselrichter nach Anspruch 11, wobei der dritte Satz von einem oder mehreren Schaltelementen einen dritten Satz von sechs Schaltelementen umfasst, wobei drei erste Schaltelemente des dritten Satzes von sechs Schaltelementen jeweils zwischen die Hochspannungsseite der einzigen Spannungsquelle und einen entsprechenden Knoten des dritten Satzes von drei Knoten geschaltet sind, und drei verbleibende Schaltelemente des dritten Satzes von sechs Schaltelementen jeweils zwischen einen entsprechenden Knoten des dritten Satzes von drei Knoten und die Niederspannungsseite der einzigen Spannungsquelle geschaltet sind, und wobei der vierte Satz von einem oder mehreren Schaltelementen einen vierten Satz von sechs Schaltelementen umfasst, wo bei drei erste Schaltelemente des vierten Satzes von sechs Schaltelementen jeweils zwischen die Hochspannungsseite der einzigen Spannungsquelle und einen entsprechenden Knoten des vierten Satzes von drei Knoten geschaltet sind, und drei verbleibende Schaltelemente des zweiten Satzes von sechs Schaltelementen jeweils zwischen einen entsprechenden Knoten des vierten Satzes von drei Knoten und die Niederspannungsseite der einzigen Spannungsquelle geschaltet sind.
Wechselrichter nach Anspruch 12, wobei jedes der sechs Schaltelemente des ersten Satzes, des zweiten Satzes, des dritten Satzes und des vierten Satzes von einem oder mehreren Schaltelementen einen Bipolartransistor mit isolierter Gateelektrode (IGBT) umfasst.
Wechselrichter nach Anspruch 12, wobei jedes der sechs Schaltelemente des ersten Satzes, des zweiten Satzes, des dritten Satzes und des vierten Satzes von einem oder mehreren Schaltelementen einen Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) umfasst.
Elektromotorsystem, das umfasst: einen ersten Motor mit einer ersten Vielzahl von Wicklungen, wobei jede der ersten Vielzahl von Wicklungen ein erstes Wicklungsende und ein zweites Wicklungsende aufweist; einen ersten Satz von einem oder mehreren Schaltelementen, die zwischen eine Hochspannungsseite und eine Niederspannungsseite einer Energiequelle geschaltet sind, wobei jedes Schaltelement des ersten Satzes von einem oder mehreren Schaltelementen mit ei nem Knoten eines ersten Satzes von Knoten verbunden ist, wobei jeder Knoten des ersten Satzes von Knoten auch mit dem ersten Wicklungsende einer der ersten Vielzahl von Wicklungen verbunden ist; einen zweiten Satz von einem oder mehreren Schaltelementen, die zwischen die Hochspannungsseite und die Niederspannungsseite der Energiequelle geschaltet sind, wobei jedes Schaltelement des zweiten Satzes von einem oder mehreren Schaltelementen mit einem Knoten eines zweiten Satzes von Knoten verbunden ist, wobei jeder Knoten des zweiten Satzes von Knoten auch mit dem zweiten Wicklungsende einer der ersten Vielzahl von Wicklungen verbunden ist; und einen Controller, der mit jedem Schaltelement des ersten Satzes von Schaltelementen und jedem Schaltelement des zweiten Satzes von Schaltelementen gekoppelt ist, wobei der Controller eine Vielzahl von Schaltsignalen erzeugt und ein diskretes der Vielzahl von Schaltsignalen an jedes Schaltelement der ersten und zweiten Sätze von Schaltelementen zu deren Steuerung liefert.
Elektromotorsystem nach Anspruch 15, wobei der erste Motor ein dreiphasiger Motor ist, der drei Wicklungen umfasst, und wobei der erste Satz von Knoten einen ersten Satz von drei Knoten umfasst, wobei jeder Knoten des ersten Satzes von drei Knoten mit dem ersten Wicklungsende einer der drei Wicklungen des ersten Motors verbunden ist, und wobei der zweite Satz von Knoten einen zweiten Satz von drei Knoten umfasst, wobei jeder Knoten des zweiten Satzes von drei Knoten mit dem zweiten Wicklungsende einer der drei Wicklungen des ersten Motors verbunden ist.
Elektromotorsystem nach Anspruch 16, wobei der erste Satz von einem oder mehreren Schaltelementen einen ersten Satz von sechs Schaltelementen umfasst, wobei drei erste Schaltelemente des ersten Satzes von sechs Schaltelementen jeweils zwischen die Hochspannungsseite der Energiequelle und einen entsprechenden Knoten des ersten Satzes von drei Knoten geschaltet sind, und wobei drei verbleibende Schaltelemente des ersten Satzes von sechs Schaltelementen jeweils zwischen einen entsprechenden Knoten des ersten Satzes von drei Knoten und die Niederspannungsseite der Energiequelle geschaltet sind, und wobei der zweite Satz von einem oder mehreren Schaltelementen einen zweiten Satz von sechs Schaltelementen umfasst, wobei drei erste Schaltelemente des zweiten Satzes von sechs Schaltelementen jeweils zwischen die Hochspannungsseite der Energiequelle und einen entsprechenden Knoten des zweiten Satzes von drei Knoten geschaltet sind, und wobei drei verbleibende Schaltelemente des zweiten Satzes von sechs Schaltelementen jeweils zwischen einen entsprechenden Knoten des zweiten Satzes von drei Knoten und die Niederspannungsseite der Energiequelle geschaltet sind.
Elektromotorsystem nach Anspruch 15, wobei die Energiequelle eine erste Spannungsquelle und eine zweite Spannungsquelle umfasst, und wobei der erste Satz von einem oder mehreren Schaltelementen zwischen eine Hochspannungsseite und eine Niederspannungsseite der ersten Spannungsquelle geschaltet ist, und wobei der zweite Satz von einem oder mehreren Schaltele menten zwischen eine Hochspannungsseite und eine Niederspannungsseite der zweiten Spannungsquelle geschaltet ist.
Elektromotorsystem nach Anspruch 15, wobei die Energiequelle eine einzige Spannungsquelle ist, welche die Hochspannungsseite und die Niederspannungsseite der Energiequelle bereitstellt, wobei das Elektromotorsystem ferner umfasst: einen zweiten Motor mit einer zweiten Vielzahl von Wicklungen, wobei jede der zweiten Vielzahl von Wicklungen ein erstes Wicklungsende und ein zweites Wicklungsende aufweist; einen dritten Satz von einem oder mehreren Schaltelementen, die zwischen die Hochspannungsseite und die Niederspannungsseite der Energiequelle geschaltet sind, wobei jedes Schaltelement des dritten Satzes von einem oder mehreren Schaltelementen mit einem Knoten eines dritten Satzes von Knoten verbunden ist, wobei jeder Knoten des dritten Satzes von Knoten auch mit dem ersten Wicklungsende einer der zweiten Vielzahl von Wicklungen verbunden ist; und einen vierten Satz von einem oder mehreren Schaltelementen, die zwischen die Hochspannungsseite und die Niederspannungsseite der Energiequelle geschaltet sind, wobei jedes Schaltelement des vierten Satzes von einem oder mehreren Schaltelementen mit einem Knoten eines vierten Satzes von Knoten verbunden ist, wobei jeder Knoten des vierten Satzes von Knoten auch mit dem zweiten Wicklungsende einer der zweiten Vielzahl von Wicklungen verbunden ist.
Elektromotorsystem nach Anspruch 15, wobei der Controller die Vielzahl von Schaltsignalen auf eine vorbestimmte Weise bereitstellt, um einige Schaltelemente der ersten und zweiten Sätze von Schaltelementen zum Erhöhen der Spannung an der ersten Vielzahl von Wicklungen zu aktivieren.