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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Wechselrichters, insbesondere Pulswechselrichters, wobei der Wechselrichter mehrere Phasensysteme mit jeweils einem Außenleiter und wenigstens einem Halbleiterbauelement sowie eine Temperaturüberwachungseinrichtung aufweist, die über mehrere Temperatursensoren verfügt, wobei mittels der Temperatursensoren die Temperatur wenigstens eines Teils zumindest eines der Phasensysteme erfasst wird. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Wechselrichter.
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Stand der Technik
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Verfahren der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie dienen zum Betreiben des Wechselrichters. Der Wechselrichter hat dabei die Aufgabe, einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umzuwandeln. Auch die umgekehrte Richtung kann vorgesehen sein, also die Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom. Der Wechselrichter kann auch als Inverter bezeichnet werden. Der Wechselrichter verfügt über mehrere Phasensysteme, wobei jedem Phasensystem ein Außenleiter zugeordnet ist. An den Außenleitern liegt der Wechselstrom an, sie liegen insofern auf einer Wechselstromseite des Wechselrichters. Jedem Phasensystem ist das wenigstens eine Halbleiterbauelement zugeordnet. Mittels des Halbleiterbauelements kann beispielsweise für das Umwandeln des Gleichstroms in Wechselstrom der Außenleiter periodisch derart geschaltet werden, dass an dem Außenleiter der Wechselstrom vorliegt. Die Halbleiterbauelemente der mehreren Phasensysteme werden üblicherweise derart gesteuert, dass der an dem Außenleiter anliegende Wechselstrom zwischen den Phasensystemen phasenversetzt vorliegt. Es können jedoch auch weitere, nicht schaltbare Halbleiterbauelemente vorgesehen sein. Ein Ansteuern des Wechselrichters beziehungsweise der Halbleiterbauelemente erfolgt mit einer entsprechenden Steuerschaltung beziehungsweise einem Steuergerät, auf welchem ein Steuerprogramm ausgeführt wird.
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Die Halbleiterbauelemente haben einen charakteristischen ohmschen Innenwiderstand, der bei Vorliegen eines durch das jeweilige Halbleiterbauelement fließenden Stroms zu einem Wärmeeintrag in dieses und somit zu einem Temperaturanstieg führt. Fließt durch das Halbleiterbauelement dagegen kein Strom, so gibt es Wärme an seine Umgebung ab und passt seine Temperatur im Verlauf der Zeit an die Temperatur der Umgebung an.
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Um den Wechselrichter und insbesondere die Halbleiterbauelemente vor einer Überhitzung zu schützen, bei welcher der Wechselrichter oder zumindest ein Bereich des Wechselrichters eine zulässige Maximaltemperatur überschreitet, verfügt der Wechselrichter über die Temperaturüberwachungseinrichtung. Dieser sind mehrere Temperatursensoren zugeordnet, mittels welchen die Temperatur wenigstens eines Teils beziehungsweise Bereichs zumindest eines der Phasensysteme erfassbar ist beziehungsweise erfasst wird. Vorteilhafterweise ist jedem Phasensystem zumindest einer der Temperatursensoren zugeordnet. Bedingt durch Wärmeleitungs- und/oder Wärmeübertragungseffekte entspricht die mittels des jeweiligen Temperatursensors erfasste Temperatur üblicherweise nicht der Temperatur des gesamten Phasensystems, sondern nur eines Teils von diesem. Ist dem Phasensystem jedoch ein Element aus gut wärmeleitendem Material zugeordnet, welches mit zu kühlenden Bereichen des Phasensystems in Berührkontakt steht und ist der Temperatursensor an diesem Element angeordnet, so kann zumindest näherungsweise davon ausgegangen werden, dass die erfasste Temperatur der tatsächlichen Temperatur des Phasensystems im Wesentlichen entspricht. Das Element ist beispielsweise ein Kühlkörper des Phasensystems beziehungsweise des Wechselrichters und kann Bestandteil einer Kühleinrichtung desselben sein.
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Tritt ein Defekt beziehungsweise eine Beschädigung wenigstens eines der Temperatursensoren auf, so kann mit diesem die Temperatur nicht oder zumindest nicht mehr zuverlässig erfasst werden. Beispielsweise kann der Fall auftreten, dass der beschädigte beziehungsweise defekte Temperatursensor eine konstante Temperatur an die Temperaturüberwachungseinrichtung übermittelt. Liegt diese konstante Temperatur nicht oberhalb einer für den Wechselrichter maximal zulässigen Maximaltemperatur, so lässt die Temperaturüberwachungseinrichtung ein weiteres Betreiben des Wechselrichters zu beziehungsweise kann bei einem Überhitzen des entsprechenden Phasensystems den Wechselrichter nicht deaktivieren. Somit kann unter Umständen der Wechselrichter oder zumindest das jeweilige Phasensystem durch die Überhitzung beschädigt werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist dagegen den Vorteil auf, dass eine zuverlässigere Überwachung der an oder in dem Wechselrichter vorliegenden Temperaturen möglich ist. Zudem ist es möglich, weitere Defekte, insbesondere einer Kühleinrichtung des Wechselrichters, festzustellen. Dies wird erfindungsgemäß erreicht, indem aus den erfassten Temperaturen jeweils ein Temperaturgradient ermittelt wird, die Abweichung der ermittelten Temperaturgradienten von einem Gradientenschätzwert bestimmt wird und bei Überschreiten eines Schwellenwerts durch die Abweichung auf einen Fehler des Wechselrichters, insbesondere der Kühleinrichtung des Wechselrichters, erkannt wird. Mittels der Temperatursensoren werden demnach auf bekannte Art und Weise die Temperaturen der jeweiligen Phasensysteme erfasst. Anschließend werden die erfassten Temperaturen ausgewertet, wobei zunächst aus den erfassten Temperaturen der Temperaturgradient, also die Änderung der Temperatur über die Zeit, ermittelt wird. Anschließend soll die Abweichung der auf diese Weise ermittelten Temperaturgradienten von dem Gradientenschätzwert bestimmt werden. Zusätzlich oder alternativ kann auch eine Abweichung der Temperaturgradienten voneinander bestimmt werden.
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Die Abweichung umfasst wenigstens einen Abweichungswert, vorteilhafterweise je einen Abweichungswert für jeden ermittelten Temperaturgradienten. Jedem Temperaturgradienten beziehungsweise jedem der Temperatursensoren kann somit einer der Abweichungswerte zugeordnet werden. Bei dem Bestimmen der Abweichung werden die Temperaturgradienten jeweils mit dem Gradientenschätzwert verglichen. Der Gradientenschätzwert ist eine näherungsweise Bestimmung des Temperaturgradienten, welche beispielsweise von dem Steuergerät des Wechselrichters auf Grundlage zumindest eines Betriebsparameters des Wechselrichters ermittelt wird. Überschreitet die auf diese Weise ermittelte Abweichung den Schwellenwert, so wird auf den Fehler des Wechselrichers beziehungsweise der Kühleinrichtung erkannt, so dass geeignete Maßnahmen eingeleitet werden können.
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Beispielsweise wird bei Erkennen des Fehlers der Wechselrichter deaktiviert, so dass die Phasensysteme beziehungsweise die Halbleiterbauelemente nicht mehr von Strom durchflossen sind. Wird auf den Fehler des Wechselrichters erkannt, so kann zudem ein Fehlersignal erzeugt werden. Dieses wird insbesondere von der Temperaturüberwachungseinrichtung an ein Steuergerät des Wechselrichters übermittelt. Das Steuergerät kann bei Auftreten des Fehlersignals den Wechselrichter wie beschrieben deaktivieren oder mit eingeschränkter Leistung weiterbetreiben. Auf diese Weise wird eine weitere Erwärmung des Wechselrichters und folglich eine Beschädigung aufgrund eines Überschreitens der Maximaltemperatur zuverlässig verhindert. Auf den Fehler des Wechselrichters kann bereits erkannt werden, wenn lediglich einer der Abweichungswerte den Schwellenwert überschreitet. Alternativ oder zusätzlich kann es jedoch notwendig sein, dass mehrere der Abweichungswerte, insbesondere alle, größer sind als der Schwellenwert.
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Grundsätzlich kann lediglich der eine Schwellenwert vorgesehen sein. Es können jedoch auch mehrere, voneinander verschiedene Schwellenwerte festgelegt sein. Liegen mehrere Schwellenwerte vor, so kann bei Überschreiten eines der Schwellenwerte auf einen jeweils zugeordneten Fehler erkannt werden. Beispielsweise wird bei Überschreiten eines ersten, niedrigeren Schwellenwerts auf einen ersten Fehler und bei Überschreiten eines zweiten, höheren Schwellenwerts auf einen zweiten Fehler (und so weiter) erkannt werden. Dabei können auch unterschiedliche Fehlersignale erzeugt werden. Insbesondere ist jedem der mehreren Schwellenwerte ein jeweiliges Fehlersignal zugeordnet, welches bei Überschreiten des dazugehörigen Schwellenwerts erzeugt wird. Es ist somit möglich, einen Schwellenwert zu definieren, bei welchem der Fehler beziehungsweise das Fehlersignal eine Reduzierung der Kühlleistung der Kühleinrichtung auf einen bestimmten Grad (beispielsweise 50%) anzeigt und einen weiteren, höheren Schwellenwert, bei dessen Überschreiten der Fehler beziehungsweise das Fehlersignal einen vollständigen Ausfall der Kühleinrichtung anzeigt.
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Der Schwellenwert kann konstant sein, jedoch auch variabel bestimmt werden. In beiden Fällen kann der Schwellenwert sowohl als absoluter Wert als auch als relativer Wert angegeben werden. In ersterem Fall ist der Schwellenwert eine Temperaturgradientendifferenz, welche von der Abweichung der ermittelten Temperaturgradienten nicht überschritten werden darf. In letzterem Fall hängt die zulässige Abweichung von den ermittelten Temperaturgradienten ab. Der Schwellenwert kann jedoch auch von anderen Faktoren abhängig sein. Beispielsweise kann der Schwellenwert als Funktion von der Umgebungstemperatur und/oder der Stromstärke des die Phasensysteme durchfließenden Stroms vorliegen und umso größer sein, je höher diese sind. Damit kann dem Umstand Rechnung getragen werden, dass die Temperatursensoren möglicherweise in verschiedenen Temperaturbereichen eine unterschiedliche Temperaturauflösung aufweisen. Entsprechendes gilt, wenn mehrere Schwellenwerte vorgesehen sind.
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Soll die Abweichung der ermittelten Temperaturen untereinander bestimmt werden, so kann es vorgesehen sein, dass die Abweichung bestimmt wird, indem von jedem Temperaturgradient ein Referenzwert subtrahiert wird, wobei als Referenzwert ein Mittelwert aus den erfassten Temperaturgradienten oder einer der erfassten Temperaturgradienten, insbesondere der größte oder kleinste Temperaturgradient, als Referenzwert verwendet wird. Grundsätzlich kann der Referenzwert beliebig gewählt sein. Beispielsweise kann er auch als Konstante vorliegen, welche einem während des Betriebs des Wechselrichters zu erwartenden mittleren Temperaturgradienten entspricht. Vorteilhafterweise ist der Referenzwert jedoch abhängig von den erfassten Temperaturgradienten. Beispielsweise kann er entsprechend deren Mittelwert festgelegt werden. Möglich ist es auch, als Referenzwert unmittelbar einen der ermittelten Temperaturgradienten zu verwenden. Dabei kann der ermittelte Temperaturgradient eines bestimmten Temperatursensors als Referenzwert herangezogen werden. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn ein Extremwert der ermittelten Temperaturgradienten als Referenzwert verwendet wird, also insbesondere der größte oder kleinste der ermittelten Temperaturgradienten.
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Der Wechselrichter ist insbesondere ein dreiphasiger Wechselrichter, weist also drei Phasensysteme und ebenso viele Außenleiter auf. Generell kann jedoch eine beliebige Anzahl an Phasensystemen beziehungsweise Außenleitern vorliegen. Das Überschreiten des Schwellenwerts durch die Abweichung kann durch das Auftreten von Ungleichmäßigkeiten bei der thermischen Anbindung des Halbleiterbauelements zu einer Leiterblatte oder zwischen dem Wechselrichter und einer Grundplatte auftreten. In beiden Fällen ist die Kühlung beeinträchtigt, in ersterem Fall ist lediglich das Halbleiterbauelement, in letzterem Fall der gesamte Wechselrichter betroffen. Auch ein Fehler des Kühlkreislaufes kann vorliegen, beispielsweise durch Festsetzen von Verschmutzungen in einer Kühlwasserleitung oder Unterbrechung beziehungsweise Beschädigung der Kühlwasserleitung. Weiter kann eine reduzierte Kühlleistung des Kühlkreislaufes durch Blasenbildung gegeben sein. In allen Fällen sollte, um eine Beschädigung des Wechselrichters zu verhindern, eine geeignete Gegenmaßnahme eingeleitet werden.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Gradientenschätzwert auf Grundlage der Stromstärke des momentan durch das Phasensystem fließenden Stroms bestimmt wird. Je größer die Stromstärke ist, umso größer sind der zu erwartende Temperaturgradient und damit der Gradientenschätzwert. Das Bestimmen des Gradientenschätzwerts kann beispielsweise in einem Steuergerät des Wechselrichters erfolgen. Zu diesem Zweck ist in dem Steuergerät insbesondere eine Tabelle hinterlegt, in welcher für unterschiedliche Stromstärken der jeweilige Gradientenschätzwert abgelegt ist. Aus der Tabelle kann der Gradientenschätzwert direkt für die nächstliegende in der Tabelle hinterlegte Stromstärke entnommen oder mit Hilfe einer Interpolation, insbesondere einer linearen Interpolation, aus den nächstliegenden in der Tabelle hinterlegten Stromstärken bestimmt werden. Alternativ kann jedoch auch eine mathematische Beziehung zwischen dem Gradientenschätzwert und der Stromstärke hinterlegt sein, mit welcher der zu erwartende Temperaturgradient zumindest näherungsweise ermittelbar ist.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Gradientenschätzwert für jedes Phasensystem bestimmt wird. Grundsätzlich kann der Gradientenschätzwert für alle Phasensysteme gemeinsam festgelegt werden. Weil jedoch in jedem Phasensystem zumindest zeitweilig unterschiedliche Stromstärken auftreten können, ist es von Vorteil, wenn der Gradientenschätzwert für jedes Phasensystem einzeln bestimmt wird. Das bedeutet, dass auch das Bestimmen der Abweichung für jedes Phasensystem separat durchgeführt werden soll. Auf diese Weise kann bei Auftreten des Fehlers dieser zumindest bezogen auf die Phasensysteme lokalisiert werden. Dabei ist es üblicherweise ausreichend, wenn die Abweichung eines der Phasensysteme den Schwellenwert überschreitet, um auf den Fehler zu erkennen. Alternativ kann es jedoch vorgesehen sein, dass die Abweichungen beziehungsweise die Abweichungswerte mehrerer Phasensysteme den Schwellenwert überschreiten müssen.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass bei Unterschreiten einer Sensorminimaltemperatur und/oder bei Überschreiten einer Sensormaximaltemperatur durch die erfasste Temperatur auf einen Fehler der Temperaturüberwachungseinrichtung oder des Wechselrichters erkannt wird. Jedem Temperatursensor sind eine jeweilige Sensorminimaltemperatur und/oder eine jeweilige Sensormaximaltemperatur zugeordnet. Diese Temperaturen beschreiben den Temperaturbereich, innerhalb welchem die mittels des Temperatursensors erfasste Temperatur zulässig ist. Unterschreitet die erfasste Temperatur die Sensorminimaltemperatur beziehungsweise überschreitet sie die Sensormaximaltemperatur, so kann davon ausgegangen werden, dass der Temperatursensor defekt ist. Auch in diesem Fall wird demnach auf den Fehler der Temperaturüberwachungseinrichtung oder des Wechselrichters erkannt. Das Prüfen, ob die erfasste Temperatur außerhalb des Temperaturbereichs des Temperatursensors liegt, wird vorteilhafterweise vor dem Bestimmen des Temperaturgradienten durchgeführt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Prüfung erst nach oder während dem Bestimmen des Temperaturgradienten erfolgt.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Erfassen der Temperaturen, das Ermitteln der Temperaturgradienten und das Bestimmen der Abweichung der Temperaturgradienten mehrfach durchgeführt werden und erst bei mehrfachem Überschreiten des Schwellenwerts durch die Abweichung auf den Fehler des Wechselrichters erkannt wird. Bei dem Betreiben des Wechselrichters beziehungsweise der Temperaturüberwachungseinrichtung kann es vorkommen, dass während des Erfassens der Temperaturen ein Fehler beziehungsweise eine vorübergehende Störung auftritt. Somit sind einzelne der erfassten Temperaturen nicht sinnvoll auswertbar, sondern führen zu einer fehlerhaften Ermittlung des Temperaturgradienten und damit zu einer großen Abweichung, welche unter Umständen den Schwellenwert überschreiten kann. In diesem Fall wird normalerweise auf den Fehler des Wechselrichters erkannt, obwohl lediglich eine kurzfristige Beeinträchtigung der Temperaturüberwachungseinrichtung beziehungsweise des Temperatursensors gegeben ist. Um ein solches fehlerhaftes Erkennen auf den Fehler zu verhindern, werden sowohl das Erfassen der Temperaturen als auch das Ermitteln des Temperaturgradienten und das Bestimmen der Abweichung der Temperaturgradienten voneinander oder von dem Gradientenschätzwert mehrfach durchgeführt.
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Bei jedem Überschreiten des Schwellenwerts wird beispielsweise ein Zähler inkrementiert. Überschreitet der Zähler einen bestimmten Grenzwert, so wird tatsächlich auf den Fehler des Wechselrichters erkannt und beispielsweise das Fehlersignal ausgesendet. Der Zähler kann dabei derart ausgeführt sein, dass er nach Verstreichen einer bestimmten Zeitspanne zurückgesetzt wird oder permanent mit einer bestimmten Rate dekrementiert wird. Somit ist das Auftreten von fehlerhaftem Erfassen der Temperaturen innerhalb der Zeitspanne mehrfach zulässig. Erst wenn innerhalb der Zeitspanne die Temperaturen häufiger fehlerhaft erfasst werden und jedes Mal die Abweichung den Schwellenwert überschreitet, wird auf den Fehler des Wechselrichters erkannt.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass jedem Phasensystem mehrere Halbleiterbauelemente und zumindest einigen der Halbleiterbauelemente jeweils ein Temperatursensor zugeordnet sind. Unter Halbleiterbauelementen sind hier insbesondere Transistoren und Dioden zu verstehen. Üblicherweise sind jedem Phasensystem beziehungsweise jedem Außenleiter jeweils zwei Transistoren und zwei Dioden zugeordnet, wobei letztere als Freilaufdioden dienen. Die Transistoren werden von dem Wechselrichter beziehungsweise dessen Steuergerät derart angesteuert, dass an ihnen anliegender Gleichstrom in Wechselstrom für die Außenleiter oder umgekehrt umgesetzt wird. Zur Verbesserung der Temperaturüberwachung kann es nun vorgesehen sein, dass jedem Phasensystem nicht lediglich ein Temperatursensor zugeordnet ist, sondern dass vielmehr jedes Phasensystem mehrere Temperatursensoren aufweist, wobei diese bestimmten Halbleiterbauelementen zugeordnet sind. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass jedem Transistor jedes Phasensystems jeweils ein Temperatursensor zugeordnet ist.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass es während eines Beaufschlagens der Phasensysteme mit Strom durchgeführt wird. Lediglich während des Beaufschlagens mit Strom tritt eine Änderung der tatsächlich vorliegenden Temperaturen auf, so dass der Temperaturgradient (deutlich) von 0 abweicht. Es ist demnach sinnvoll, zumindest das Erfassen der Temperaturen durchzuführen, während die Phasensysteme beziehungsweise das jeweilige Halbleiterbauelement von Strom durchflossen ist. Alternativ kann das Verfahren selbstverständlich kurz nach dem Beaufschlagen der Phasensysteme mit Strom durchgeführt werden. In diesem Fall sinken die Temperaturen der Phasensysteme ab bis sie sich im Wesentlichen der Umgebungstemperatur des Wechselrichters angeglichen haben. Während dieses Absinkens der Temperaturen liegt ein negativer Temperaturgradient vor. Auch anhand dieses negativen Temperaturgradienten kann die Auswertung hinsichtlich der Abweichung der ermittelten Temperaturgradienten voneinander oder von dem Gradientenschätzwert durchgeführt werden. Somit ist auch hier das Erkennen auf einen Fehler des Wechselrichters möglich.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Wechselrichter bei Erkennen auf den Fehler deaktiviert oder mit verringerter Leistung weiter betrieben wird. Bei Vorliegen des Fehlers ist die Kühlung des Wechselrichters beziehungsweise zumindest eines einzelnen Phasensystems beeinträchtigt, so dass Wärme nicht mehr ohne weiteres abgeführt werden kann. Aus diesem Grund ist es sinnvoll die Phasensysteme nicht mehr mit Strom zu beaufschlagen oder zumindest die Stromstärke zu reduzieren, also den Wechselrichter mit verringerter Leistung weiterzubetreiben. Auf diese Weise können Beschädigungen des Wechselrichters beziehungsweise der Phasensysteme vermieden werden.
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Die Erfindung betrifft weiterhin einen Wechselrichter, insbesondere zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens, wobei der Wechselrichter mehrere Phasensysteme mit jeweils einem Außenleiter und wenigstens einem Halbleiterbauelement sowie eine Temperaturüberwachungseinrichtung aufweist, die über mehrere Temperatursensoren verfügt, wobei mittels der Temperatursensoren die Temperatur wenigstens eines Teils zumindest eines der Phasensysteme erfassbar ist. Dabei ist vorgesehen, dass die Temperaturüberwachungseinrichtung dazu ausgebildet ist, aus den erfassten Temperaturen jeweils einen Temperaturgradienten zu ermitteln, die Abweichung der ermittelten Temperaturgradienten von einem Gradientenschätzwert zu bestimmen und bei Überschreiten eines Schwellenwerts durch die Abweichung auf einen Fehler des Wechselrichters zu erkennen. Der Wechselrichter kann grundsätzlich gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein. Mit einem derart ausgestalteten Wechselrichter lassen sich die eingangs genannten Vorteile verwirklichen, insbesondere eine zuverlässigere Temperaturüberwachung realisieren.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige
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Figur eine schematische Darstellung eines Wechselrichters.
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Die Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Wechselrichters 1, welcher hier als dreiphasiger Wechselrichter vorliegt. Entsprechend weist der Wechselrichter 1 drei Phasensysteme 2, 3, 4 auf. Der Wechselrichter dient dem Wechselrichten von Gleichstrom aus einer Gleichstromquelle 5 zum Betreiben einer elektrischen Maschine 6, insbesondere eines Wechselstrommotors. Der Wechselrichter 1 kann auch dem Umsetzen von mittels der elektrischen Maschine 6 erzeugtem Wechselstrom in Gleichstrom zum Zwischenspeichern in der Gleichstromquelle 5 dienen. Die elektrische Maschine 6 ist an Außenleiter 7, 8, 9 des Wechselrichters 1 angeschlossen. Jeder Außenleiter 7, 8, 9 ist dabei einem der Phasensysteme 2, 3, 4 zugeordnet. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Außenleiter 7 dem Phasensystem 2, der Außenleiter 8 dem Phasensystem 3 und der Außenleiter 9 dem Phasensystem 4 zugeordnet.
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Jedes der Phasensysteme 2, 3, 4 verfügt über zwei Schaltelemente 10 und 11, wobei eines der Schaltelemente 10 und 11 als High-Side-Schalter und das andere als Low-Side-Schalter ausgebildet ist. Jedes Schaltelement 10 und 11 verfügt über einen Transistor 12 und eine Diode 13, welche als Halbleiterbauelemente vorliegen. Die Diode 13 bildet jeweils eine Freilaufdiode für die Schaltelemente 10 und 11. Die Transistoren 12 der Schaltelemente 10 und 11 beziehungsweise der Phasensysteme 2, 3, 4 sind von einem Steuergerät 14 des Wechselrichters 1 periodisch ansteuerbar. Das Ansteuern erfolgt dabei derart, dass aus dem von der Gleichstromquelle 5 gelieferten Gleichstrom Wechselstrom für den Betrieb der elektrischen Maschine 6 bereitgestellt wird. Auch die umgekehrte Verfahrensweise ist gemäß den vorstehenden Ausführungen möglich.
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Der Wechselrichter 1 verfügt zudem über eine Temperaturüberwachungseinrichtung 15, welche in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als Bestandteil des Steuergeräts 14 vorliegt, also in dieses integriert ist. An die Temperaturüberwachungseinrichtung 15 sind Temperatursensoren 16, 17 und 18 angeschlossen, wobei jeder der Temperatursensoren 16, 17 und 18 einem der Phasensysteme 2, 3 und 4 zugeordnet ist. Mittels der Temperatursensoren 16, 17 und 18 ist somit die Temperatur wenigstens eines Teils des jeweiligen Phasensystems 2, 3 oder 4 erfassbar. Die Temperaturüberwachungseinrichtung 15 ist nun dazu vorgesehen, aus den erfassten Temperaturen jeweils einen Temperaturgradient zu ermitteln, die Abweichung der ermittelten Temperaturgradienten von einem Gradientenschätzwert zu bestimmen und bei Überschreiten eines Schwellenwerts durch die Abweichung auf einen Fehler des Wechselrichters zu erkennen. Beispielsweise wird dabei jedem Temperaturgradient ein Abweichungswert der Abweichung zugeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Abweichung der Temperaturgradienten voneinander berücksichtigt werden.
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Überschreitet die Abweichung beziehungsweise wenigstens einer der Abweichungswerte den Schwellenwert, so kann darauf geschlossen werden, dass der jeweilige Temperatursensor 16, 17 und 18 defekt ist oder zumindest die tatsächlich vorliegende Temperatur nicht zuverlässig ermitteln kann. Auch ein Defekt der Kühlung des Wechselrichters beziehungsweise eines der Phasensysteme 2, 3 oder 4 ist vorstellbar. Wird auf den Fehler des Wechselrichters 15 erkannt, so übermittelt beispielsweise die Temperaturüberwachungseinrichtung 15 dem Steuergerät 14 ein Fehlersignal. Daraufhin kann das Steuergerät 14 geeignete Maßnahmen einleiten, beispielsweise eine Fehlermeldung anzeigen und/oder den Wechselrichter 1 deaktivieren, also die Schaltelemente 10 und 11 beziehungsweise deren Transistoren 12 nicht mehr zum Wechselrichten beziehungsweise Gleichrichten schalten. Auf diese Weise kann eine Beschädigung des Wechselrichters 1 durch Auftreten einer zu hohen Temperatur verhindert werden.
