DE102009017753A1

DE102009017753A1 - modular erweiterbarer elektronischer computergesteuerter Steuerrichter

Info

Publication number: DE102009017753A1
Application number: DE102009017753A
Authority: DE
Inventors: Anja Jach
Original assignee: Jach Anja Dipl-Ing
Current assignee: Jach Anja Dipl-Ing
Priority date: 2009-04-16
Filing date: 2009-04-16
Publication date: 2010-10-21

Abstract

Wechsel- und Steuerrichter sind in ihrer Leistungsverarbeitung in ihrer Leistungsklasse beschränkt. Ein modular erweiterbarer elektronischer computergesteuerter Steuerrichter hebt diese Beschränkung auf, indem er modular erweiterbar sein soll, und jedes Erweiterungmodul automatisch bei der Steuerung angemeldet werden soll. Dieses geschieht durch mindestens ein Bussystem, welches automatisch das neue Modul und dessen Leistungskapazität, das durch einen einprogrammierten Code einwandfrei identifiziert werden kann, erkennt und der Steuerung meldet. Diese addiert dann sämtliche Leistungen und ermittelt so die mögliche Gesamtleistung des Systems. Durch permanente Abfrage der gesamten anstehenden elektrischen Eingangsleistung regelt die Steuerung automatisch den Einsatz der einzelnen Leistungsmodule und gewährleistet so immer die optimale Nutzung der einzelnen Leistungsteile am optimalen Wirkungsgrad. Sie schaltet also automatisch Eingangs- und Leistungsteile ab oder zu. Haben die Module unterschiedliche Kapazitäten, errechnet die Steuerung auch den optimalen Einsatz dieser, und schaltet sie über ein oder mehrere Bussysteme entsprechend. An abgeschalteten Modulen anstehende Leistung wird dann automatisch an aktive Module umgeleitet. Es erfolgt also keine gleichmäßige Verteilung der Leistung auf die einzelnen Module, sondern eine gezielte Ausnutzung einzelner "Abteilungen". So wird es möglich die Leistungsgrenzen praktisch aufzuheben und unendlich viel Eingangsleistung zu ...

Description

Es ist bekannt, dass Wechsel- oder Steuerrichter bislang nur in starren Leistungsklassen erhältlich sind und praktisch keine Erweiterbarkeit aufweisen. Wenn man z. B. eine anstehende Leistung von 8 kW verarbeiten will, so hat man zurzeit die Wahl, z. B. zwei 5 kW Wechselrichter in das System einzubinden, die dann, jeder für sich gesehen, nicht im optimalen Wirkungsbereich arbeiten. Die Wandlungsverluste sind zu hoch. Ein Steuerrichter nach Patentanspruch 1 löst dieses Problem, indem man nun in der Lage ist, verschiedene Module unterschiedlicher Leistungsklassen über die Steuerung im Verbund einzusetzen.
Es ist weiterhin bekannt, dass jeder Wechsel- oder Steuerrichter bisher die anstehende Leistung für sich verarbeitet hat. Teilweise sind auch Prozessoren zum Einsatz gekommen, die programmierbar waren. Somit wurden immer einzelne Teilleistungen eines Systems verarbeitet, jedoch nie eine Systemgesamtleistung. Patentanspruch 2 löst dieses Problem indem eine ständige Kommunikation zwischen den einzelnen Modulen und der Steuerung stattfindet und diese entscheidet, welches der angeschlossenen Module welche Menge der anstehenden Leistung verarbeiten darf.
Ferner ist bekannt, dass Wechsel- oder Steuerrichter im Bereich der Teilauslastung hohe Wirkungsgradverluste aufweisen welche bekanntermaßen zu hohen Energieverlusten führen. Folgendes Beispiel verdeutlicht dieses: Ein Wechselrichter hat eine mögliche Kapazität von 10 kW. Es stehen jedoch nur 5,3 kW zu verarbeitende Leistung an. Der Wechselrichter arbeitet also im Teillastbereich mit einem angenommenen Wirkungsgrad von ca. 80%. Im Volllastbereich erzielt das Gerät jedoch einen Wirkungsgrad zwischen 94% und 95%. Es entstehen also zusätzliche Verluste in Höhe von 14–15%.
Patentanspruch 3 löst dieses Problem, indem Module unterschiedlichster Leistungskapazitäten eingesetzt werden können die entsprechend der zu verarbeitenden Leistung zu- oder abgeschaltet werden. Im Beispiel des 10 kW-Gerätes bedeutet dieses: An die Steuerung sind z. B. Module mit den Leistungsklassen 0,5, 0,2, 0,1, 0,1, 0,1, 1, 1, 2 und 5 kW angeschlossen. Die Steuerung benutzt in diesem Fall jedoch nur die Module 5 kW, 0,2 kW und 0,1 kW, alle anderen Module werden in diesem Moment abgeschaltet. Jetzt arbeiten sämtliche von der Steuerung ausgewählten Module mit 100%-Auslastung und somit im optimalen Wirkungsgradbereich. Die erhöhten Wandlungsverluste werden minimiert bzw. verhindert und die Energieausbeute entsprechend um ca. 14–15% gesteigert.

Claims

Modular erweiterbarer elektronischer computergesteuerter Steuerrichter dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät modular erweiterbar ist.
Steuerrichter nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Gesamtsystems PC-gestützt erfolgt
Steuerrichter nach Patentanspruch 1–2 dadurch gekennzeichnet, dass durch die Kommunikation und die Programmierung immer ein optimaler Wirkungsgrad erzielt wird und einzelne angeschlossene Module an- oder abgeschaltet werden können.