DE102010053100A1

DE102010053100A1 - Measuring device for use in control device utilized for transmission of power from photovoltaic system into energy supply network, has evaluation unit determining whether inductor is located in saturated state based on measurement signal

Info

Publication number: DE102010053100A1
Application number: DE102010053100A
Authority: DE
Inventors: Götz-Martin MSc Dipl.-Ing.(FH) 88239 Bertelsmann; Robert Dipl.-Ing. Kopplin (FH), 88239
Original assignee: Diehl AKO Stiftung and Co KG
Current assignee: Diehl AKO Stiftung and Co KG
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2011-06-22

Abstract

The device has an acoustic sensor (18) arranged in vicinity of an inductor to be monitored for detecting an acoustic signal transmitted by the inductor. A band-pass filter (22) filters out a frequency range in which the inductor is strongly emitted in a saturation state. An evaluation unit (24) determines whether the inductor is located in the saturated state based on a measurement signal that is provided by the sensor and filtered by the filter. The inductor is formed by a reactor coil, a motor control unit or a transformer (14) connected to a voltage source e.g. inverter. Independent claims are also included for the following: (1) a method for detecting a saturation state of an inductor (2) a control method for avoiding a saturation state of an inductor.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung und ein Regelverfahren zum Vermeiden eines Sättigungszustandes einer Induktivität sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen eines Sättigungszustandes einer Induktivität selbst, die dabei eingesetzt werden können.The present invention relates to a control device and a control method for avoiding a saturation state of an inductance, and to an apparatus and a method for detecting a saturation state of an inductance itself which can be used therein.

Regelvorrichtungen und -verfahren dieser Art werden zum Beispiel bei Transformatoren zur Energieübertragung beispielsweise von einer Photovoltaikanlage in ein Energieversorgungsnetz verwendet. Dabei ist der Transformator im Allgemeinen primärseitig an einen Wechselrichter der Photovoltaikanlage als Spannungsquelle und sekundärseitig an das Netz angeschlossen. Werden vom Wechselrichter oder vom Netz störende Gleichstrom- oder Gleichspannungsanteile an den Transformator abgegeben, dann können diese Gleichanteile zu einem erheblichen Anstieg des Transformatorstroms führen. Der magnetische Sättigungszustand kann auch bei vergleichsweise kleinen Gleichanteilen zu so großen Strömen führen, dass die von diesen durchflossenen Bauelemente zerstört werden.Control devices and methods of this type are used, for example, in transformers for energy transmission, for example, from a photovoltaic system in a power grid. The transformer is generally connected on the primary side to an inverter of the photovoltaic system as a voltage source and the secondary side to the grid. If disturbing DC or DC components are delivered to the transformer by the inverter or the grid, these DC components can lead to a considerable increase in the transformer current. The magnetic saturation state can lead to such large currents even with comparatively small DC components that the components through which they flow are destroyed.

Bei herkömmlichen Regelvorrichtungen werden zum Beispiel die Gleichanteile mit Hilfe von primärseitig verwendeten Strom- oder Spannungsmessern ermittelt und für den Regelungsvorgang verwendet. Zur Vermeidung von durch die Messeinrichtungen selbst bewirkten Gleichanteilen und zum Bereitstellen eines offset-freien Wechselsignals am Ausgang der primärseitigen Wechselspannungsquelle müssen dabei aufwändige und damit kostspielige Messvorrichtung eingesetzt werden. Außerdem sind diese Messvorrichtungen nicht in der Lage, von der Sekundärseite aus eingeprägte Gleichanteile zu erfassen.In conventional control devices, for example, the DC components are determined by means of primary current or voltage meters used and used for the control process. In order to avoid DC components caused by the measuring devices themselves and to provide an offset-free alternating signal at the output of the primary-side AC voltage source, costly and therefore expensive measuring devices have to be used. In addition, these measuring devices are not able to detect imprinted DC components from the secondary side.

Weiter ist es bekannt, ein Filter einzubauen, der den Gleichanteil eliminiert. Geeignete Filter sind jedoch ebenfalls aufwändig und kostenintensiv. Zudem müssten auch die Filter wie die oben beschriebenen Messeinrichtungen sowohl auf der Primärseite als auch auf der Sekundärseite vorgesehen werden.Furthermore, it is known to install a filter which eliminates the DC component. However, suitable filters are also expensive and expensive. In addition, the filters as the measuring devices described above would have to be provided both on the primary side and on the secondary side.

Die DE 20 2005 013 246 U1 offenbart eine Regelvorrichtung der eingangs genannten Art, mit welcher mit vergleichsweise einfachen Mitteln vermieden werden soll, dass der Transformator beim Auftreten von Gleichanteilen auf der Primärund/oder der Sekundärseite in einen Sättigungszustand überführt wird. Zu diesem Zweck wird vorgeschlagen, dass die Messeinrichtung eine um den Kern gewickelte, ein Messsignal liefernde Messspule enthält und als Istwertsignal für die Regelung eine bei Annäherung an den Sättigungszustand des Transformators im Messsignal auftretende, mit der zweiten Harmonischen des Messsignals schwingende Komponente verwendet wird. Das Messprinzip beruht darauf, die durch einen Gleichanteil bewirkte Störung direkt aus der Magnetisierung des Kerns abzuleiten. Dies ist möglich, da im Messsignal einer um einen Kern gelegten Messspule immer dann ein mit der zweiten Harmonischen schwingender Anteil auftritt, wenn der Sättigungszustand des Kerns erreicht oder nahezu erreicht ist.The DE 20 2005 013 246 U1 discloses a control device of the type mentioned, with which is to be avoided with comparatively simple means that the transformer is converted to the occurrence of DC components on the primary and / or the secondary side in a saturation state. For this purpose, it is proposed that the measuring device contains a measuring coil which is wound around the core and supplies a measuring signal, and a component which oscillates with the second harmonic of the measuring signal and which approaches the saturated state of the transformer in the measuring signal is used as the actual value signal for the control. The measuring principle is based on deriving the interference caused by a DC component directly from the magnetization of the core. This is possible because in the measurement signal of a measuring coil placed around a core, a component oscillating with the second harmonic always occurs when the saturation state of the core is reached or almost reached.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Messvorrichtung und ein weiteres Messverfahren zum Erfassen eines Sättigungszustandes einer Induktivität mit einfachen Mitteln zu schaffen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine weiteres Regelvorrichtung und ein weiteres Regelverfahren zum Vermeiden eines Sättigungszustandes einer Induktivität mit einfachen Mitteln zu schaffen.The invention has for its object to provide a further measuring device and a further measuring method for detecting a saturation state of an inductance by simple means. A further object of the invention is to provide a further control device and a further control method for avoiding a saturation state of an inductance by simple means.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Erfassen eines Sättigungszustandes einer Induktivität mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.According to a first aspect of the invention, this object is achieved by a device for detecting a saturation state of an inductor having the features of claim 1.

Die Vorrichtung zum Erfassen eines Sättigungszustandes einer Induktivität ist gekennzeichnet durch einen akustischen Sensor, der in der Nähe der zu überwachenden Induktivität angeordnet ist, zum Erfassen eines von der Induktivität ausgesendeten akustischen Signals; ein Bandpassfilter zum Herausfiltern des Frequenzbereichs, in dem die zu überwachende Induktivität im Sättigungszustand am stärksten emittiert; und eine Auswertevorrichtung, welche anhand des vom akustischen Sensor bereitgestellten und durch das Bandpassfilter gefilterten Messsignals bestimmt, ob sich die zu überwachende Induktivität in einem Sättigungszustand befindet.The device for detecting a saturation state of an inductance is characterized by an acoustic sensor, which is arranged in the vicinity of the inductance to be monitored, for detecting an acoustic signal emitted by the inductance; a bandpass filter for filtering out the frequency range in which the inductance to be monitored in the saturation state emits the strongest; and an evaluation device which determines whether the inductance to be monitored is in a saturation state on the basis of the measurement signal provided by the acoustic sensor and filtered by the bandpass filter.

Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dass eine Induktivität in ihrem magnetischen Sättigungszustand nicht nur zu großen Strömen, sondern auch zu akustischen Signalen führt, die vom Benutzer in vielen Fällen als ein lautes Brummen wahrgenommen werden können. Diese akustischen Signale entstehen unabhängig davon, von welcher Seite die Gleichanteile in die Induktivität eingeprägt werden. Durch ein Erfassen der von der Induktivität ausgesendeten akustischen Signale und Herausfiltern des Frequenzbereichs, in dem die zu überwachende Induktivität im Sättigungszustand am stärksten emittiert, ist es auf einfache Weise möglich, einen Sättigungszustand der Induktivität zu erkennen.The invention is based on the idea that an inductance in its magnetic saturation state not only leads to large currents, but also to acoustic signals, which can be perceived by the user in many cases as a loud humming. These acoustic signals are generated regardless of which side of the DC components are impressed in the inductance. By detecting the acoustic signals emitted by the inductance and filtering out the frequency range in which the inductance to be monitored in the saturation state emits the strongest, it is possible in a simple manner to detect a saturation state of the inductance.

Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Messvorrichtung können aufwändige und kostspielige Strom- oder Spannungsmessungen und Filtervorrichtungen vermieden werden. Da ein akustischer Sensor berührungslos arbeitet, kann zudem eine galvanische Trennung von den übrigen Bauelementen aufrechterhalten werden. Ein besonderer Vorteil dieser Messvorrichtung liegt darin, dass sie unabhängig davon funktioniert, von welcher Seite die störenden Gleichanteile in die Induktivität eingeprägt werden. Auch wenn die akustisch arbeitende Messvorrichtung nur die Amplitude, nicht jedoch die Richtung erfasst, ist sie in vorteilhafter Weise einsetzbar, da man die Stromrichtung der eingeprägten Gleichanteile zum Beispiel durch eine zeitliche Korrelation oder durch Ausprobieren herausfinden kann.With the measuring device proposed according to the invention, complex and costly current or voltage measurements and filter devices can be avoided. Since an acoustic sensor operates without contact, it is also possible to maintain electrical isolation from the remaining components. A particular advantage of this measuring device is that it regardless of which side of the disturbing DC components are impressed in the inductance. Even if the acoustically operating measuring device detects only the amplitude, but not the direction, it can be used in an advantageous manner since the current direction of the impressed DC components can be found out, for example, by temporal correlation or by trial and error.

Das „Erfassen eines Sättigungszustandes” der Induktivität umfasst im Rahmen dieser Erfindung sowohl das Erfassen des erreichten Sättigungszustandes als auch das Erfassen einer Annäherung an den Sättigungszustand.The "detection of a saturation state" of the inductance comprises in the context of this invention both the detection of the achieved saturation state and the detection of an approximation to the saturation state.

Die Erfindung ist grundsätzlich auf alle Arten von „Induktivitäten” anwendbar. Zum Beispiel kann die Induktivität durch einen Transformator, eine Drossel, eine Motorsteuerung oder dergleichen gebildet sein.The invention is basically applicable to all types of "inductors". For example, the inductance may be formed by a transformer, a reactor, a motor controller, or the like.

Ein „akustischer Sensor” ist eine Vorrichtung zum Erfassen akustischer Signale. Der akustische Sensor kann zum Beispiel in der Art eines Mikrophons ausgebildet sein.An "acoustic sensor" is a device for detecting acoustic signals. The acoustic sensor may be formed, for example, in the manner of a microphone.

In einer Ausgestaltung der Erfindung kann dem akustischen Sensor ein Signalverstärker nachgeschaltet sein.In one embodiment of the invention, the acoustic sensor may be followed by a signal amplifier.

Das entsprechende Verfahren zum Erfassen eines Sättigungszustandes einer Induktivität enthält die Schritte des Erfassens eines von der Induktivität ausgesendeten akustischen Signals; des Herausfilterns des Frequenzbereichs, in dem die zu überwachende Induktivität im Sättigungszustand am stärksten emittiert; und des Bestimmens, ob sich die zu überwachende Induktivität in einem Sättigungszustand befindet, anhand des erfassten und frequenzgefilterten Messsignals.The corresponding method for detecting a saturation state of an inductance includes the steps of detecting an acoustic signal emitted from the inductance; filtering out the frequency range in which the inductance to be monitored in the saturation state emits the strongest; and determining whether the inductance to be monitored is in a saturation state based on the detected and frequency-filtered measurement signal.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die oben genannte Aufgabe durch eine Regelvorrichtung zum Vermeiden eines Sättigungszustandes einer Induktivität mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst.According to a second aspect of the invention, the above object is achieved by a control device for avoiding a saturation state of an inductor having the features of claim 4.

Die Regelvorrichtung zum Vermeiden eines Sättigungszustandes einer Induktivität weist eine zu überwachende Induktivität, eine Messvorrichtung zum Erfassen eines Sättigungszustandes der zu überwachenden Induktivität und eine mit der Induktivität verbundene Spannungsquelle, die über einen Regler derart regelbar ist, dass sie einem Sättigungszustand der Induktivität entgegenwirkt. Sie ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung einen akustischen Sensor, der in der Nähe der zu überwachenden Induktivität angeordnet ist, zum Erfassen eines von der Induktivität ausgesendeten akustischen Signals, ein Bandpassfilter zum Herausfiltern des Frequenzbereichs, in dem die zu überwachende Induktivität im Sättigungszustand am stärksten emittiert, und eine Auswertevorrichtung, welche anhand des vom akustischen Sensor bereitgestellten und durch das Bandpassfilter gefilterten Messsignals bestimmt, ob sich die zu überwachende Induktivität in einem Sättigungszustand befindet, aufweist; und dass die Auswertevorrichtung der Messvorrichtung mit dem Regler der Spannungsquelle gekoppelt ist.The regulating device for avoiding a saturation state of an inductance has an inductance to be monitored, a measuring device for detecting a saturation state of the inductance to be monitored and a voltage source connected to the inductance, which can be regulated by a regulator such that it counteracts a saturation state of the inductance. It is further characterized in that the measuring device comprises an acoustic sensor which is arranged in the vicinity of the inductance to be monitored for detecting an acoustic signal emitted by the inductance, a bandpass filter for filtering out the frequency range in which the inductance to be monitored in the saturation state on strongest emitted, and an evaluation device, which determines whether the inductance to be monitored is in a saturation state on the basis of the signal provided by the acoustic sensor and filtered by the bandpass filter; and that the evaluation device of the measuring device is coupled to the regulator of the voltage source.

Diese Regelvorrichtung beruht auf dem gleichen Prinzip und kann die gleichen Vorteile erzielen, wie sie oben in Zusammenhang mit der Messvorrichtung gemäß dem ersten Erfindungsaspekt erläutert worden sind.This control device is based on the same principle and can achieve the same advantages as have been explained above in connection with the measuring device according to the first aspect of the invention.

Bezügliche der Begriffe „Erfassen eines Sättigungszustandes”, „Induktivität” und „akustischer Sensor” gilt das oben in Zusammenhang mit dem ersten Aspekt Ausgeführte.With respect to the terms "sense of saturation", "inductance" and "acoustic sensor", what is stated above in connection with the first aspect applies.

In einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Spannungsquelle zum Beispiel ein Wechselrichter, insbesondere ein Photovoltaik-Wechselrichter sein.In one embodiment of the invention, the voltage source may be, for example, an inverter, in particular a photovoltaic inverter.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Induktivität beispielsweise durch einen mit der Spannungsquelle verbundenen Transformator, durch eine Drossel oder durch eine Motorsteuerung gebildet sein.In a further embodiment of the invention, the inductance may be formed, for example, by a transformer connected to the voltage source, by a choke or by a motor control.

Weiter können die Auswertevorrichtung der Messvorrichtung und der Regler der Spannungsquelle vorzugsweise als eine Auswerte- und Regelvorrichtung integriert sein.Furthermore, the evaluation device of the measuring device and the regulator of the voltage source can preferably be integrated as an evaluation and control device.

Ferner kann dem akustischen Sensor der Messvorrichtung ein Signalverstärker nachgeschaltet sein.Furthermore, the acoustic sensor of the measuring device may be followed by a signal amplifier.

Das entsprechende Regelverfahren zum Vermeiden eines Sättigungszustandes einer Induktivität enthält die Schritte des Erfassens eines Sättigungszustandes der zu überwachenden Induktivität; und des Regelns einer mit der Induktivität verbundenen Spannungsquelle derart, dass sie einem Sättigungszustand der Induktivität entgegenwirkt, und ist dadurch gekennzeichnet, dass zum Erfassen eines Sättigungszustandes der zu überwachenden Induktivität ein von der Induktivität ausgesendetes akustisches Signal erfasst wird, der Frequenzbereich, in dem die zu überwachende Induktivität im Sättigungszustand am stärksten emittiert, herausgefiltert wird, und anhand des erfassten und frequenzgefilterten Messsignals bestimmt wird, ob sich die zu überwachende Induktivität in einem Sättigungszustand befindet; und dass die mit der zu überwachenden Induktivität verbundene Spannungsquelle entsprechend dem Bestimmungsergebnis, ob sich die Induktivität in einem Sättigungszustand befindet, geregelt wird.The corresponding control method for avoiding a saturation state of an inductance comprises the steps of detecting a saturation state of the inductance to be monitored; and controlling a voltage source connected to the inductance such that it counteracts a saturation state of the inductance, and is characterized in that, for detecting a saturation state of the inductance to be monitored, an acoustic signal emitted by the inductance is detected, the frequency range in which the monitoring saturation saturation state is filtered out, filtered out, and is determined based on the detected and frequency-filtered measurement signal, whether the inductance to be monitored is in a saturation state; and that the voltage source connected to the inductance to be monitored in accordance with Determination result, whether the inductance is in a saturated state is controlled.

Obige sowie weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsgebiete der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten, beispielhaften Ausführungsform unter Bezug auf die beiliegende Zeichnung besser verständlich.The above and other features, advantages and applications of the invention will become more apparent from the following description of a preferred exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings.

Darin zeigt die einzige 1 ein schematisches teilweises Blockschaltbild einer Regelvorrichtung zum Vermeiden eines Sättigungszustandes einer Induktivität gemäß der vorliegenden Erfindung.In it shows the only one 1 a schematic partial block diagram of a control device for avoiding a saturation state of an inductor according to the present invention.

Bezug nehmend auf 1 wird die Erfindung anhand des Beispiels eines transformatorbasierten Wechselrichters einer Photovoltaikanlage näher beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht auf dieses Anwendungsbeispiel beschränkt, sie kann ebenso bei anderen Transformatoren, bei Drosseln, bei Motorsteuerungen bzw. bei grundsätzlich beliebigen Arten von Induktivitäten in vorteilhafter Weise zum Einsatz kommen.Referring to 1 the invention will be described in more detail with reference to the example of a transformer-based inverter of a photovoltaic system. However, the present invention is not limited to this application example, it can also be used in other transformers, in chokes, in motor controls or in basically any type of inductances in an advantageous manner.

Die Photovoltaikanlage umfasst in bekannter Weise einen Solargenerator 10 zum Erzeugen elektrischen Stroms und einen Solarwechselrichter 12 zum Umwandeln des vom Solargenerator 10 erzeugten Gleichstroms in einen Wechselstrom. Der vom Solarwechselrichter 12 bereitgestellte Wechselstrom wird in bekannter Weise über einen Transformator 14 einem Netz 16 oder einem Inselnetz eingespeist. Der Transformator 14 bildet in diesem Fall die zu überwachende Induktivität der Regelvorrichtung und der Solarwechselrichter 12 bildet die mit der Induktivität verbundene Spannungsquelle der Erfindung.The photovoltaic system comprises in a known manner a solar generator 10 for generating electrical power and a solar inverter 12 for converting the from the solar generator 10 generated direct current into an alternating current. The from the solar inverter 12 provided alternating current is in a known manner via a transformer 14 a network 16 or an island grid. The transformer 14 forms in this case the monitored inductance of the control device and the solar inverter 12 forms the voltage source connected to the inductance of the invention.

Nähert sich der Transformator 14 aufgrund von von seiner Primärseite und/oder seiner Sekundärseite eingeprägten Gleichstrom- oder Gleichspannungsanteilen seinem magnetischen Sättigungszustand an, so emittiert er akustische Signale in einem bestimmten Frequenzbereich. Die von dem Transformator 14 ausgesendeten akustischen Signale werden von einem akustischen Sensor 18 zum Beispiel in Form eines Mikrophons erfasst, der in der Nähe des Transformators angeordnet ist Aufgrund der berührungslosen Messsignalerfassung ist der akustische Sensor 18 von den weiteren Bauteilen wie insbesondere Transformator 14 und Wechselrichter 12 galvanisch getrennt.Approaching the transformer 14 due to impressed from its primary side and / or its secondary side DC or DC voltage components to its magnetic saturation state, it emits acoustic signals in a certain frequency range. The of the transformer 14 emitted acoustic signals are from an acoustic sensor 18 detected, for example, in the form of a microphone, which is located near the transformer Due to the non-contact measuring signal detection is the acoustic sensor 18 from the other components such as in particular transformer 14 and inverters 12 galvanically isolated.

Dem akustischen Sensor 18 ist vorzugsweise ein Signalverstärker 20 zum Verstärken des vom akustischen Sensor 18 erzeugten Messsignals nachgeschaltet. Das verstärkte Messsignal wird dann einem Bandpassfilter 22 zugeführt. Dieses Bandpassfilter 22 filtert aus dem Messsignal einen Frequenzbereich heraus, der von der Induktivität 14 in ihrem Sättigungszustand am stärksten emittiert wird. Dieser herauszufilterende Frequenzbereich kann zum Beispiel vorab durch Messungen ermittelt werden.The acoustic sensor 18 is preferably a signal amplifier 20 for amplifying the from the acoustic sensor 18 downstream signal generated signal. The amplified measurement signal then becomes a bandpass filter 22 fed. This bandpass filter 22 filters out of the measuring signal a frequency range, which depends on the inductance 14 is emitted most strongly in its saturation state. This frequency range to be filtered out can be determined in advance by measurements, for example.

In einer Ausgestaltung können der akustische Sensor 18, der Signalverstärker 20 und das Bandpassfilter 22 auch gemeinsam in einem Mikrophon integriert sein. Ebenso besteht die Möglichkeit, nur die Komponenten 18 und 20 oder nur die Komponenten 20 und 22 zu einer Baueinheit zusammenzufassen.In one embodiment, the acoustic sensor 18 , the signal amplifier 20 and the bandpass filter 22 also be integrated together in a microphone. Likewise, it is possible only the components 18 and 20 or just the components 20 and 22 to form a structural unit.

Das verstärkte und gefilterte Messsignal wird schließlich einer Auswertevorrichtung 24 zugeleitet. Diese Auswertevorrichtung 24 bestimmt anhand des Messsignals, ob sich die Induktivität 14 in ihrem Sättigungszustand befindet oder sich diesem zumindest annähert. Ob dieser Sättigungszustand durch eingeprägte Gleichanteile von der Primärseite oder der Sekundärseite des Transformators bewirkt wird, bleibt zunächst offen, da das Messsignal lediglich eine Amplitude, aber kein Vorzeichen beinhaltet. Die störende Gleichstromrichtung kann aber einfach durch zeitliche Korrelation oder durch Ausprobieren ermittelt werden.The amplified and filtered measurement signal finally becomes an evaluation device 24 fed. This evaluation device 24 determined on the basis of the measuring signal, whether the inductance 14 is in its saturation state or at least approaches this. Whether this saturation state is effected by impressed DC components from the primary side or the secondary side of the transformer remains initially open since the measurement signal contains only an amplitude but no sign. However, the disturbing direct current direction can be determined simply by temporal correlation or by trial and error.

Ermittelt die Auswertevorrichtung 24, dass sich die Induktivität 14 in einem Sättigungszustand befindet, so gibt sie diese Information an einen Regler 26 weiter, der den Wechselrichter 12 so regelt, dass diesem Sättigungszustand entgegengewirkt werden kann. Zum Beispiel kann die Vollbrücke des Solarwechselrichters 12 so beeinflusst werden, dass er auf der Primärseite des Transformators 14 einen DC-Gegenstrom erzeugt, der das Sättigungsmagnetfeld im Transformator 14 kompensiert, ohne das AC-Netz 16 zu beeinflussen. Dieser zusätzlich eingeprägte DC-Gegenstrom ist dabei abhängig von der Stromrichtung des störenden Gleichanteils, der kompensiert werden soll.Determines the evaluation device 24 that is the inductance 14 is in a saturation state, it gives this information to a controller 26 Next, the inverter 12 so regulates that this saturation state can be counteracted. For example, the full bridge of the solar inverter 12 be influenced so that it is on the primary side of the transformer 14 generates a DC countercurrent, which is the saturation magnetic field in the transformer 14 compensated, without the AC network 16 to influence. This additionally impressed DC countercurrent is dependent on the current direction of the disturbing DC component, which is to be compensated.

Wie in 1 angedeutet, sind die Auswertevorrichtung 24 der Messvorrichtung und der Regler 26 des Solarwechselrichters 12 vorzugsweise als eine Auswerte- und Regeleinheit integriert. Die beiden Komponenten können aber ebenso separat ausgebildet und miteinander gekoppelt sein.As in 1 indicated, are the evaluation device 24 the measuring device and the regulator 26 of the solar inverter 12 preferably integrated as an evaluation and control unit. However, the two components can also be designed separately and coupled together.

Durch das Vermeiden des Sättigungszustandes des Transformators 14 können einerseits große Ströme, die zur Zerstörung von Bauteilen führen können, und andererseits ein den Benutzer störendes Brummen des Transformators 14 vermieden werden. Das Vermeiden des Sättigungszustandes der Induktivität 14 wird dabei mit einfachen Mitteln, insbesondere ohne aufwändige und teure Messeinrichtungen und/oder Filter erreicht.By avoiding the saturation state of the transformer 14 on the one hand large currents that can lead to the destruction of components, and on the other hand a user disturbing hum of the transformer 14 be avoided. Avoiding the saturation state of the inductance 14 is achieved with simple means, in particular without costly and expensive measuring devices and / or filters.

In Applikationen, in denen bereits ein Mikrophon oder dergleichen vorgesehen ist, kann die hier vorgeschlagene Auswertung als kostenarmer Zusatznutzen herangezogen werden.In applications in which a microphone or the like is already provided, the evaluation proposed here can be used as a low-cost additional benefit.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202005013246 U1 [0005]

Claims

Device for detecting a saturation state of an inductance, characterized by an acoustic sensor ( 18 ) close to the inductance to be monitored ( 14 ) is arranged to detect one of the inductance ( 14 ) emitted acoustic signal; a bandpass filter ( 22 ) for filtering out the frequency range in which the inductance to be monitored ( 14 ) emitted most strongly in the saturation state; and an evaluation device ( 24 ), which is determined by the acoustic sensor ( 18 ) and through the bandpass filter ( 22 ) filtered measuring signal determines whether the inductance to be monitored ( 14 ) is in a saturation state.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the acoustic sensor ( 18 ) a signal amplifier ( 20 ) is connected downstream.

Method for detecting a saturation state of an inductance, comprising the steps of: detecting one of the inductance ( 14 ) emitted acoustic signal; Filtering out the frequency range in which the inductance to be monitored ( 14 ) emitted most strongly in the saturation state; and determining whether the inductance to be monitored ( 14 ) is in a saturation state based on the detected and frequency-filtered measurement signal.

Regulating device for avoiding a saturation state of an inductance, with an inductance to be monitored ( 14 ), a measuring device ( 18 - 24 ) for detecting a saturation state of the inductance to be monitored and one with the inductance ( 14 ) connected voltage source ( 12 ), which have a controller ( 26 ) is controllable such that it counteracts a saturation state of the inductance, characterized in that the measuring device ( 18 - 24 ) an acoustic sensor ( 18 ) close to the inductance to be monitored ( 14 ) is arranged to detect one of the inductance ( 14 ) emitted acoustic signal, a bandpass filter ( 22 ) for filtering out the frequency range in which the inductance to be monitored ( 14 ) emitted most strongly in the saturation state, and an evaluation device ( 24 ), which is determined by the acoustic sensor ( 18 ) and through the bandpass filter ( 22 ) filtered measuring signal determines whether the inductance to be monitored ( 14 ) is in a saturation state; and that the evaluation device ( 24 ) of the measuring device ( 18 - 24 ) with the controller ( 26 ) of the voltage source ( 12 ) is coupled.

Control device according to claim 4, characterized in that the voltage source ( 12 ) is an inverter.

Regulating device according to claim 5, characterized in that the voltage source ( 12 ) is a photovoltaic inverter.

Regulating device according to one of claims 4 to 7, characterized in that the inductance ( 14 ) by one with the voltage source ( 12 ) connected transformer is formed.

Regulating device according to one of claims 4 to 7, characterized in that the inductance ( 14 ) is formed by a throttle.

Regulating device according to one of claims 4 to 7, characterized in that the inductance ( 14 ) is formed by a motor control.

Regulating device according to one of claims 4 to 9, characterized in that the evaluation device ( 24 ) of the measuring device ( 18 - 24 ) and the controller ( 26 ) of the voltage source ( 12 ) are integrated as an evaluation and control device.

Regulating device according to one of claims 4 to 10, characterized in that the acoustic sensor of the measuring device ( 18 - 24 ) a signal amplifier ( 20 ) is connected downstream.

A control method for avoiding a saturation state of an inductance, comprising the steps of: detecting a saturation state of the inductance to be monitored; and rules one with the inductance ( 14 ) connected voltage source ( 12 ) such that it counteracts a saturation state of the inductance, characterized in that, for detecting a saturation state of the inductance to be monitored, one of the inductance ( 14 ) emitted acoustic signal is detected, the frequency range in which the inductance to be monitored ( 14 ) is emitted most strongly in the saturation state, is filtered out, and it is determined on the basis of the detected and frequency-filtered measurement signal whether the inductance to be monitored ( 14 ) is in a saturation state; and that with the inductance to be monitored ( 14 ) connected voltage source ( 12 ) is controlled according to the determination result as to whether the inductance is in a saturation state.

Control method according to claim 12, characterized in that the voltage source ( 12 ) is an inverter, in particular a photovoltaic inverter.

Control method according to claim 12 or 13, characterized in that the inductance ( 14 ) by one with the voltage source ( 12 ) connected transformer, a throttle or a motor control is formed.