DE102011085731A1 - Elektrisches System - Google Patents

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Abstract

Elektrisches System, welches eine erste 2-polige Gleichstromquelle und/oder -senke (1), eine zweite 2-polige Gleichstromquelle (2) und/oder -senke, einen ersten 3-phasigen Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler (4), eine zweiten 3-phasigen Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler und eine elektrische Maschine (3) umfasst, die 6-phasig ausgeführt ist und die ein erstes 3-phasiges Statorsystem und die ein zweites 3-phasiges Statorsystem besitzt, die elektrisch voneinander getrennt sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektrisches System, welches eine erste 2-polige Gleichstromquelle und/oder -senke, eine zweite 2-polige Gleichstromquelle und/oder -senke sowie eine elektrische Maschine umfasst.
  • Komplexe elektrische Systeme verfügen häufig über mehrere Teilsysteme, die situationsabhängig eine Funktion als elektrische Leistungsquelle oder als elektrische Leistungssenke im Gesamtsystem übernehmen.
  • Als derartiges elektrisches System ist beispielhaft das Bordnetz eines Hybridfahrzeugs angebbar wie es etwa aus der 1 der Schrift US 2008/0011528 A1 hervorgeht. Dieses elektrische System weist 2 elektrische Energiespeicher und eine 3-phasige elektrische Antriebsmaschine auf, die wahlweise motorisch oder generatorisch betreibbar ist. Einer der elektrischen Energiespeicher ist über einen Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler mit der elektrischen Maschine und über einen zu diesem Wandler parallelen Gleichstromsteller mit dem weiteren Energiespeicher verbunden.
  • Bei einem bidirektional ausgeführten Gleichstromsteller können beide Energiespeicher die elektrische Maschine motorisch treiben. Dann werden die Speicher entladen. Im generatorischen Betrieb können beide Energiespeicher durch die elektrische Maschine geladen werden. Dies geschieht üblicherweise durch Rekuperation.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes elektrisches System anzugeben, welches eine erste 2-polige Gleichstromquelle und/oder -senke, eine zweite 2-polige Gleichstromquelle und/oder -senke sowie eine elektrische Maschine umfasst.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein elektrisches System gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Gemäß der Erfindung ist die elektrische Maschine 6-phasig ausgeführt und umfasst ein erstes 3-phasiges Statorsystem und ein zweites 3-phasiges Statorsystem, die beide voneinander elektrisch getrennt sind. Erfindungsgemäß beinhaltet das elektrische System weiterhin einen ersten 3-phasigen Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler und einen zweiten 3-phasigen Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler.
  • Dies bedeutet, dass das elektrische System in Form der elektrischen Maschine über zwei Statorsysteme und einen Rotor verfügt. Neben zwei Statorsystemen sind auch zwei Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler Bestandteil des elektrischen Systems.
  • Zusätzlich ist das erste Statorsystem mit dem ersten Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler wechselstromseitig und das zweite Statorsystem mit dem zweiten Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler wechselstromseitig verbunden.
  • Demgemäß sind die drei Phasen des ersten Statorsystems mit der Wechselstromseite des ersten Gleichstrom-Wechselstrom-Wandlers elektrisch kontaktiert und die drei Phasen des zweiten Statorsystems mit der Wechselstromseite des zweiten Gleichstrom-Wechselstrom-Wandlers elektrisch kontaktiert. Dies bietet den Vorteil, dass die beiden Statorsysteme über eine unabhängige elektrische Anbindung im elektrischen System verfügen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die erste Gleichstromquelle und/oder -senke mit dem ersten Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler gleichstromseitig und die zweite Gleichstromquelle und/oder -senke mit dem zweiten Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler gleichstromseitig verbunden.
  • Die erste Gleichstromquelle und/oder -senke ist also mit dem Gleichstromeingang des ersten Gleichstrom-Wechselstrom-Wandlers und die zweite Gleichstromquelle und/oder -senke mit dem Gleichstromeingang des zweiten Gleichstrom-Wechselstrom-Wandlers elektrisch kontaktiert. Jede der beiden Gleichstromquellen und/oder -senken ist also über einen separaten Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler mit einem der beiden Statorsysteme der elektrischen Maschine verbunden.
  • Weiterhin kann es sinnvoll sein, wenn die erste Gleichstromquelle und/oder -senke eine erste Nennspannungslage und die zweite Gleichstromquelle und/oder -senke eine zweite Nennspannungslage aufweist, wobei die erste Nennspannungslage in Richtung höherer gleichpoliger Spannung größer ist als die zweite Nennspannungslage.
  • In dem elektrischen System können also beispielsweise elektrische Energiespeicher unterschiedlicher Nennspannungslagen befindlich sein.
  • Außerdem ist es vorteilhaft, wenn das elektrische System einen ersten Schalter und einen zweiten Schalter umfasst und der Pol höheren Potentials der beiden Pole der ersten 2-poligen Gleichstromquelle und/oder -senke mit dem Pol höheren Potentials der beiden Pole der zweiten 2-poligen Gleichstromquelle und/oder -senke über eine Serienschaltung des ersten Schalters und des zweiten Schalters verbunden ist, und der Pol höheren Potentials der beiden Pole der zweiten 2-poligen Gleichstromquelle und/oder -senke über den zweiten Schalter mit dem zweiten Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler verbunden ist.
  • Dies bedeutet, dass beide Gleichstromquellen und/oder -senken jeweils über einen Pol mit höherem elektrischen Potential und über einen Pol mit niedrigerem elektrischen Potential, z.B. auf Masse, verfügen. Die beiden Pole der beiden Gleichstromquellen und/oder -senken, die auf höherem Potential liegen als der jeweils andere Pol der Gleichstromquelle und/oder -senke sind über die beiden Schalter in Serie miteinander verbunden.
  • Vorzugsweise ist bei geschlossenem ersten Schalter der zweite Schalter geöffnet und bei geöffnetem ersten Schalter der zweite Schalter geschlossen.
  • Dies bedeutet, dass bevorzugt zu keinem Zeitpunkt beide Schalter geschlossen sind.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn bei geschlossenem ersten Schalter und geöffnetem zweiten Schalter die erste 2-polige Gleichstromquelle und/oder -senke die elektrische Maschine motorisch oder generatorisch über den ersten Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler und den zweiten Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler betreibbar ist.
  • In dieser Konfiguration wird der Rotor der elektrischen Maschine über beide Statorsysteme getrieben. Alle 6 Phasen der Statorsysteme werden von den beiden Gleichstrom-Wechselstrom-Wandlern im motorischen Maschinenmodus betrieben. Die beiden Wandler werden von der ersten Gleichstromquelle und/oder -senke mit elektrischer Energie gespeist.
  • Außerdem ist es vorteilhaft wenn, bei geöffnetem ersten Schalter und geschlossenem zweiten Schalter die erste 2-polige Gleichstromquelle und/oder -senke die elektrische Maschine motorisch über den ersten Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler betreibbar ist und bei geöffnetem ersten Schalter und geschlossenem zweiten Schalter die zweite 2-polige Gleichstromquelle und/oder -senke die elektrische Maschine generatorisch über den zweiten Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler ladbar ist.
  • In dieser Konfiguration werden die beiden Statorsysteme in der Weise unabhängig voneinander getrieben, dass das erste Statorsystem den Rotor motorisch betreibt und das zweite Statorsystem den Rotor generatorisch betreibt. Über den ersten Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler wird dem ersten Statorsystem ein den Rotor treibendes Moment eingeprägt, über den zweiten Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler wird dem zweiten Statorsystem wird dem Rotor ein bremsendes Drehmoment in Form von Induktionsspannung aufgeprägt. Die Induktionsspannung dient zum Laden der zweiten Gleichstromquelle\ -senke über den zweiten Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler.
  • Bevorzugt umfasst ein Fahrzeug das elektrische System. Dies bietet den Vorteil, dass bei zwei Teilbordnetzen im Fahrzeug elektrische Leistung aus beiden Bordnetzen über die beiden Statorsysteme der elektrischen Maschine in Antriebsleistung des Fahrzeugs wandelbar ist. Ferner kann beiden Teilbordnetzen elektrische Energie beispielsweise in Form von Rekuperation bereitgestellt werden. Alternativ ist elektrische Leistung bzw. Energie von einem Teilbordnetz in das andere Teilbordnetz transferierbar, indem ein Statorsystem motorisch und das andere Statorsystem generatorisch betrieben wird.
  • Die Erfindung beruht auf den nachfolgend dargelegten Überlegungen:
    Hybrid- und Elektrofahrzeuge weisen heute eine Hochvoltbatterie (ca. 300–400 Volt) und eine Niedervoltbatterie auf. Die Hochvoltbatterie ist über einen Inverter (Gleich-, Wechselrichter) an den Elektromotor angebunden. Die Niedervoltbatterie speist das 12 Volt Bordnetz und damit Verbraucher wie ein Radio, Licht usw.
  • Aus der Hochvoltbatterie wird mittels eines DC/DC-Wandlers die Niedervoltbatterie geladen. Damit weisen heutige Hybridfahrzeuge immer einen Gleich-/Wechselrichter und einen separaten DC/DC Wandler auf. Nachteil ist, das heutige Hybrid- und Elektrofahrzeuge zwei separate Geräte mit sich führen. Der Inverter und DC/DC Wandler ähneln sich aber sehr von ihrem technischen Aufbau. Eine Synergie wird heute nicht realisiert.
  • Konventionelle Elektromotoren besitzen nach heutigem Stand der Technik ein einziges Drei-Phasen-System. Die elektrische Leistung teilt sich auf alle drei Phasen gleich auf. Ziel der Erfindung ist es, zwei Drei-Phasen-Systeme mit sich aufteilender Leistung in einer Maschine zu integrieren. In allen motorischen Betriebspunkten geringer als die halbe Maximalleistung wird das zweite Drei-Phasen-System vom Hochvoltspeicher abgetrennt und auf den Niedervoltspeicher geschalten. Während das erste Drei-Phasen-System weiter wie gewohnt arbeitet, versorgt das zweite Drei-Phasen-System den Niedervoltspeicher.
  • Damit kann der separate DC/DC-Wandler entfallen und der Inverter wird zu jedem Zeitpunkt genützt, bzw. es steigt der Auslastungsgrad. Damit einhergehend ergeben sich auch geringere Kosten, da ein Gleichstromsteller eine kostspielige Systemkomponente darstellt. Ferner wird Bauraum gewonnen und es wird Gewicht gespart. Außerdem verbessern sich die EMV-Eigenschaften im Fahrzeug und die Zuverlässigkeit der Fahrzeug-Elektrik bzw. Fahrzeug-Elektronik wird relativ verbessert, da bei gleicher Funktion weniger abzusichernde Bauteile notwendig sind.
  • Im Folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Daraus ergeben sich weitere Details, bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung. Im Einzelnen zeigt schematisch
  • 1 Elektrisches System mit 6-phasiger elektrischer Maschine
  • 1 zeigt ein elektrisches System, das Teilsystem des elektrischen Bordnetzes eines Fahrzeugs sein kann. Das elektrische System umfasst einen ersten Energiespeicher (1) und einen zweiten Energiespeicher (2). Beide Energiespeicher können als elektrochemische oder als elektrische Energiespeicher ausgeführt sein z.B. als Lithium-Ionen-Batterie, Blei-Säure-Batterie oder Kondensator und fungieren in Abhängigkeit vom elektrischen Zustand des Bordnetzes als Energiequelle oder als Energiesenke. Sowohl die Nennspannungslage als auch die Speicher-Technologie der beiden Speicher kann unterschiedlich ausgeprägt sein. Dies bedeutet, dass auch typische Kennlinien der Speicher, z.B. Lade- und Entladekennlinie über Ladezustand oder Zeit, nicht in einem vorbestimmten Zusammenhang stehen müssen.
  • Ohne Beschränkung dieser Allgemeinheit wird im Folgenden von einer Lithium-Ionen-Batterie als erstem Energiespeicher und einem Superkondensator als zweitem Energiespeicher ausgegangen. Die Nennspannungslage beider Speicher liegt ohne Beschränkung der Allgemeinheit bei 48 Volt.
  • Beide Speicher sind mit dem jeweiligen Pol niedrigeren Potentials mit Masse verbunden. Die jeweiligen Pole höheren Nennpotentials, typischerweise die Pluspole bei Batterien, sind über einen ersten Schalter (7) miteinander verbunden.
  • Das elektrische System verfügt außerdem über eine elektrische Maschine (3), die 6-phasig ausgeführt ist. Die Maschine verfügt über zwei jeweils 3-phasige Statorsysteme, die jeweils mit dem Rotor der Maschine wechselwirken, aber elektrisch voneinander getrennt sind. Beispielsweise kann ohne Beschränkung der Allgemeinheit eine fremderregte Synchron-Schenkelpol Maschine ohne Dämpferwicklung mit zwei 3-phasigen Statorsystemen zum Einsatz kommen. Dazu zählen z.B. auch Klauenpolmaschinen, die vor allem als Generatoren oder Startergeneratoren in automobilen Anwendungen genutzt werden. Diese Generatoren weisen üblicherweise mehr als ein 3 Phasen-System auf. Bei einer 6-phasigen Ausführung sind die beiden 3-phasigen Statorsysteme elektrisch um 30° zueinander versetzt implementiert.
  • Das elektrische System in 1 verfügt weiterhin über einen ersten bidirektionalen Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler (4), der auch als Inverter bezeichnet wird. Dieser ist mit dem ersten Energiespeicher verbunden. Ein zweiter bidirektionaler Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler (5) ist über einen zweiten Schalter (6) mit dem zweiten Energiespeicher verbunden. Der Inverter besteht üblicherweise aus drei Halbbrücken mit einem Zwischenkreiskondensator, die zu einer B6-Schaltung verschaltet werden. Jede Halbbrücke umfasst dabei 2 Schalter die in der Regel als MOSFET oder als IGBT mit einer antiparallelen Diode ausgeführt sind.
  • Im Folgenden wird dem Fachmann das bekannte Drehzahl/Drehmomenten-Verhalten eines Synchronmotors mit einem Statorsystem und einem Rotor zugrunde gelegt.
  • Es besteht die Möglichkeit, im Teillastbereich die beiden Ströme Iq1 und Iq2 unterschiedlich einzustellen. Dabei steht Iq für den momentenbildenden Strom, wobei Iq1 den momentenbildenden Strom des ersten Statorsystems und Iq2 den momentenbildenden Strom des zweiten Statorsystems bezeichnet. Das erste Statorsystem, das an den ersten Energiespeicher gekoppelt ist, wird mit einem positiven Strom Iq1 und das zweite Statorsystem, das an den zweiten Energiespeicher gekoppelt ist, gleichzeitig mit einem negativen Strom –Iq2 betrieben. Damit wird der erste Energiespeicher entladen und die Maschine über das erste Statorsystem motorisch betrieben. Der zweite Energiespeicher wird geladen und die Maschine über das zweite Statorsystem generatorisch betrieben. Um beispielsweise trotzdem ein gewünschtes inneres Maschinenmoment MMi aufzubringen, muss Iq1 also um den Betrag von Iq2 vergrößert werden.
  • Das innere Maschinenmoment ergibt sich aus MMi = 3 / 2·Zp·(Ψd·Iq – Ψq·Id) , wobei Zp die Polpaarzahl der Maschine, also eine Maschinenkonstante, Ψd den Fluss in d-Achse, Ψq den Fluss in q-Achse und Id den flussbildenden Strom beschreibt.
  • Falls eine permanenterregte elektrische Maschine oder eine Maschine mit Dämpferwicklungen zum Einsatz kommen, ist der Zusammenhang für den Fachmann offensichtlich anzupassen, ohne dass der zugrundeliegende Wirkzusammenhang beeinträchtigt wird.
  • Im Ankerstellbereich wird üblicherweise auf Id = 0 A geregelt und mittels des momentenbildenden Stroms Iq das gewünschte Drehmoment der elektrischen Maschine eingestellt. Dann vereinfacht sich die obige Gleichung für das innere Maschinenmoment im Ankerstellbereich zu MMi = 3 / 2·Zp·Ψd·Iq . Somit bleibt das Maschinenmoment lediglich abhängig vom Fluss Ψd (konstant im Ankerstellbereich) und vom Strom Iq.
  • Da die Maschine zwei getrennte Statorsysteme besitzt, wird in beiden Systemen Iq getrennt geregelt. Im Normalfall ist der Sollwert für beide Systeme gleich groß und positiv Iq1 = Iq2 = ½·Iq. Der Strom Iq kommt dabei nicht direkt zu fließen, sondern ergibt sich nur als Summe der Momente innerhalb der E-Maschine. Jedes Teilsystem sieht nur seinen „eigenen“ Strom Iq1 bzw. Iq2.
  • Soll die Maschine generatorisch betrieben werden, so sind beide Sollwerte gleich groß und negativ –Iq1 = –Iq2 = –½·Iq.
  • Somit bietet das elektrische System die Möglichkeit neben einem rein motorischen Betrieb mit Entladung beider Energiespeicher und neben einem rein generatorischen Betrieb mit Ladung beider Energiespeicher, einen Energiespeicher über die elektrische Maschine an dem anderen Energiespeicher zu laden. In diesen Betriebsmodi ist der Schalter (6) geschlossen und der Schalter (7) geöffnet.
  • Nach einer weiteren Variante können beide Schalter geöffnet werden. Dann ist die Maschine lediglich in Verbindung mit dem ersten Energiespeicher motorisch oder generatorisch betreibbar.
  • Die nachfolgende Tabelle zeigt dreizehn mögliche Betriebszustände des elektrischen Systems im Überblick:
    Schalterstellung Funktion der beiden Gleichstrom- Wechselstrom-Wandler (GWW) Wirkung
    Schalter (6) und Schalter (7) offen keine Leerlaufmodus (kein Energieverbrauch)
    Schalter (6) und Schalter (7) offen keine Totzeit beim Übergang zwischen zwei Betriebszuständen zur Verhinderung eines Kurzschlusses zwischen der ersten Gleichstromquelle und/oder -senke und der zweiten Gleichstromquelle und/oder -senke (während Totzeit beide Schalter geöffnet).
    Schalter (6) und Schalter (7) offen Erster GWW motorisch Zweiter GWW „aus“ Antrieb bis zur halben maximalen Leistung der elektrischen Maschine mit dem ersten Statorsystem. Aufgrund der geringeren Schaltverluste mit nur einem Statorsystem möglicherweise sinnvoller Betriebszustand.
    Schalter (6) und Schalter (7) offen Erster GWW generatorisch Zweiter GWW „aus“ Generator bis zur halben maximalen Leistung der elektrischen Maschine mit dem ersten Statorsystem. Aufgrund der geringeren Schaltverluste mit nur einem Statorsystem möglicherweise vorteilhafter Betriebszustand.
    Schalter (6) offen Schalter (7) geschlossen Erster GWW motorisch Zweiter GWW motorisch Antrieb bis zur maximalen Leistung der elektrischen Maschine aus der ersten Gleichstromquelle. Auch bei Leistungen von weniger als der halben maximalen Leistung möglicherweise vorteilhafter Betriebszustand aufgrund Reduzierung von Ohm‘schen Verluste durch Stromaufteilung auf zwei Statorsysteme.
    Schalter (6) offen Schalter (7) geschlossen Erster GWW generatorisch Zweiter GWW generatorisch Generator bis zur maximalen Leistung der elektrischen Maschine mit Ladung der ersten Gleichstromsenke. Auch bei Leistungen von weniger als der halben maximalen Leistung möglicherweise vorteilhafter Betriebszustand aufgrund Reduzierung von Ohm‘schen Verluste durch Stromaufteilung auf zwei Statorsysteme.
    Schalter (6) geschlossen Schalter (7) offen Erster GWW motorisch Zweiter GWW motorisch Aufteilen der Antriebsleistung der elektrischen Maschine auf beide Gleichstromquellen. Vorteil: Entlastung der einzelnen Statorsysteme.
    Schalter (6) geschlossen Schalter (7) offen Erster GWW generatorisch Zweiter GWW generatorisch Aufteilen der Generatorleistung auf beide Gleichstromquellen mit Ladung beider Gleichstromsenken. Vorteil: Entlastung der einzelnen Statorsysteme.
    Schalter (6) geschlossen Schalter (7) offen Erster GWW „aus“ Zweiter GWW motorisch Motorischer Betrieb der elektrischen Maschine aus der zweiten Gleichstromquelle, erste Gleichstromquelle und/oder -senke nicht in Verwendung. Elektrische Maschine mit bis zur halben maximalen Leistung betreibbar, da nur zweiter GWW in Verwendung.
    Schalter (6) geschlossen Schalter (7) offen Erster GWW „aus“ Zweiter GWW generatorisch Generatorischer Betrieb der elektrischen Maschine mit Laden der zweiten Gleichstromquelle, erste Gleichstromquelle und/oder -senke nicht in Verwendung. Elektrische Maschine mit bis zur halben maximalen Leistung betreibbar, da nur zweiter GWW in Verwendung.
    Schalter (6) geschlossen Schalter (7) offen Erster GWW motorisch Zweiter GWW generatorisch Laden der zweiten Gleichstromsenke aus der ersten Gleichstromquelle über die elektrische Maschine.
    Schalter (6) geschlossen Schalter (7) offen Erster GWW generatorisch Zweiter GWW motorisch Laden der ersten Gleichstromsenke aus der zweiten Gleichstromquelle über die elektrische Maschine.
    Schalter (7) geschlossen Schalter (7) geschlossen Unzulässiger Betriebszustand wg. Kurzschluss zwischen erster Gleichstromquelle und/oder -senke und zweiter Gleichstromquelle und/oder -senke.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform des elektrischen Systems ist es möglich, anstelle der ersten Gleichstromquelle und/oder -senke ein elektrischer Bauteil zu integrieren, das entweder ausschließlich als erste Gleichstromquelle oder ausschließlich als erste Gleichstromsenke fungiert. Bei einer ausschließlichen ersten Gleichstromquelle sind in der obigen Tabelle jene Betriebszustände nicht realisierbar, in denen der ersten Gleichstromquelle die Funktion einer Gleichstromsenke zukommt. Dies gilt entsprechend für die Integration einer ersten Gleichstromsenke. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, anstelle der zweiten Gleichstromquelle und/oder -senke ein elektrischer Bauteil zu integrieren, das entweder ausschließlich als zweite Gleichstromquelle oder ausschließlich als zweite Gleichstromsenke fungiert. Bei einer ausschließlichen zweiten Gleichstromquelle sind in der obigen Tabelle jene Betriebszustände nicht realisierbar, in denen der zweiten Gleichstromquelle die Funktion einer Gleichstromsenke zukommt. Dies gilt entsprechend für die Integration einer zweiten Gleichstromsenke.
  • Ein elektrischen System mit einer 6-phasigen Maschine ist üblicherweise derart ausgeführt, dass die beiden Statorsysteme der elektrischen Maschine um 30° versetzt verbaut sind. Damit sind bei einer Gleichstromquelle und/oder -senke im elektrischen System zwangsweise zwei Inverter erforderlich, da die Ströme und Spannungen der Statorsysteme eine Phasenverschiebung zueinander aufweisen. Ist auf dieser Basis eine weitere Gleichstromquelle und/oder -senke im System zu integrieren, muss diese über einen Gleichstromsteller angebunden werden. Die Ausführungsformen beschreiben jeweils Systeme, in denen die elektrische Maschine in Kombination mit den beiden Schaltern den Gleichstromsteller ersetzt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2008/0011528 A1 [0003]

Claims (9)

  1. Elektrisches System, welches eine erste 2-polige Gleichstromquelle und/oder -senke (1), eine zweite 2-polige Gleichstromquelle (2) und/oder -senke und eine elektrische Maschine (3) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass – die elektrische Maschine 6-phasig ausgeführt ist, – die elektrische Maschine ein erstes 3-phasiges Statorsystem besitzt, – die elektrische Maschine ein zweites 3-phasiges Statorsystem besitzt, – das erste Statorsystem von dem zweiten Statorsystem elektrisch getrennt ist, – das elektrische System einen ersten 3-phasigen Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler (4) umfasst, und – das elektrische System einen zweiten 3-phasigen Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler (5) umfasst.
  2. Elektrisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – das erste Statorsystem mit dem ersten Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler wechselstromseitig verbunden ist, und – das zweite Statorsystem mit dem zweiten Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler wechselstromseitig verbunden ist.
  3. Elektrisches System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass – die erste Gleichstromquelle und/oder -senke mit dem ersten Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler gleichstromseitig verbunden ist, – die zweite Gleichstromquelle und/oder -senke mit dem zweiten Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler gleichstromseitig verbunden ist.
  4. Elektrisches System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass – die erste Gleichstromquelle und/oder -senke eine erste Nennspannungslage und die zweite Gleichstromquelle und/oder -senke eine zweite Nennspannungslage aufweist, – die erste Nennspannungslage in Richtung höherer gleichpoliger Spannung größer ist als die zweite Nennspannungslage.
  5. Elektrisches System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass – das elektrische System einen ersten Schalter (6) und einen zweiten Schalter (7) umfasst, – der Pol höheren Potentials der beiden Pole der ersten 2-poligen Gleichstromquelle und/oder -senke mit dem Pol höheren Potentials der beiden Pole der zweiten 2-poligen Gleichstromquelle und/oder -senke über eine Serienschaltung des ersten Schalters und des zweiten Schalters verbunden ist, – der Pol höheren Potentials der beiden Pole der zweiten 2-poligen Gleichstromquelle und/oder -senke über den zweiten Schalter mit dem zweiten Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler verbunden ist.
  6. Elektrisches System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass – bei geschlossenem ersten Schalter der zweite Schalter geöffnet ist, – bei geöffnetem ersten Schalter der zweite Schalter geschlossen ist.
  7. Elektrisches System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass – bei geschlossenem ersten Schalter und geöffnetem zweiten Schalter die erste 2-polige Gleichstromquelle und/oder -senke die elektrische Maschine motorisch oder generatorisch über den ersten Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler und den zweiten Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler betreibbar ist.
  8. Elektrisches System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass – bei geöffnetem ersten Schalter und geschlossenem zweiten Schalter die erste 2-polige Gleichstromquelle und/oder -senke die elektrische Maschine motorisch über den ersten Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler betreibbar ist und – bei geöffnetem ersten Schalter und geschlossenem zweiten Schalter die zweite 2-polige Gleichstromquelle und/oder -senke die elektrische Maschine generatorisch über den zweiten Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler ladbar ist.
  9. Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug das elektrische System nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
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