-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schalteranordnung zum elektrischen Verbinden einer Gleichspannungsquelle mit einem elektrischen Verbraucher, insbesondere zum elektrischen Verbinden einer Gleichspannungsquelle mit einem Wechselrichter zum Ansteuern einer elektrischen Maschine, mit einem elektrischen Eingangsanschlusspolpaar, um die Schalteranordnung mit der Gleichspannungsquelle elektrisch zu verbinden, einem elektrischen Ausgangsanschlusspolpaar, um die Schalteranordnung mit dem elektrischen Verbraucher elektrisch zu verbinden, zwei steuerbaren Schaltern, die jeweils zwischen einem der Eingangsanschlusspole und einem der Ausgangsanschlusspole geschaltet sind, wobei ein erster der steuerbaren Schalter einem niedrigen Spannungspotenzial und ein zweiter der steuerbaren Schalter einem hohen Spannungspotenzial der Gleichspannungsquelle zugeordnet ist, und einer Steuereinheit, die die steuerbaren Schalter steuert, um den elektrischen Verbraucher mit der Gleichspannungsquelle elektrisch zu verbinden und von der Gleichspannungsquelle elektrisch zu trennen.
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Schalteranordnung zum elektrischen Verbinden einer Gleichspannungsquelle mit einem elektrischen Verbraucher, insbesondere zum elektrischen Verbinden einer Gleichspannungsquelle mit einem Wechselrichter zum Ansteuern einer elektrischen Maschine, wobei die Schalteranordnung ein Eingangsanschlusspolpaar aufweist, um die Schalteranordnung mit einer Gleichspannungsquelle zu verbinden, wobei die Schalteranordnung ein Ausgangsanschlusspolpaar aufweist, um die Schalteranordnung mit dem elektrischen Verbraucher zu verbinden, wobei die Eingangsanschlusspole jeweils mittels eines steuerbaren Schalters mit einem der Ausgangsanschlusspole elektrisch verbindbar sind und ein erster der steuerbaren Schalter einem niedrigen und ein zweiter der steuerbaren Schalter einem hohen Spannungspotenzial der Gleichspannungsquelle zugeordnet ist, und wobei der elektrische Verbraucher durch Öffnen der steuerbaren Schalter von der Gleichspannungsquelle elektrisch getrennt wird.
-
Die vorliegende Erfindung betrifft schließlich eine Batterieanordnung zur Versorgung eines elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie, mit einer Schalteranordnung der oben beschriebenen Art, um die Gleichspannungsquelle mit dem elektrischen Verbraucher elektrisch zu verbinden.
-
Stand der Technik
-
Auf dem technischen Gebiet der elektrischen Maschinen im Allgemeinen und der elektrischen Drehstrommaschinen im Speziellen ist es allgemein bekannt, Wechselrichter zu verwenden, um einen Gleichstrom, der von einer Gleichspannungsquelle bereitgestellt wird, in einen mehrphasigen Wechselstrom umzurichten, um den elektrischen Verbraucher mehrphasig zu bestromen.
-
Um eine sichere Abschaltung im Fehlerfall z.B. bei Hybrid- oder Elektrofahrzeugen zu gewährleisten, sind die Wechselrichter üblicherweise mittels steuerbaren Schaltern mit der Gleichspannungsquelle verbindbar bzw. durch steuerbare Schalter von der Gleichspannungsquelle entkoppelbar. Zur Gewährleistung der Sicherheit bei den Hybrid- oder Elektrofahrzeugen müssen die Schalter immer geöffnet werden können, da dies im Fehlerfall eine sichere Abschaltung gewährleistet. Falls die Schalter einen hohen elektrischen Strom im Abschaltmoment tragen, kann sich beim Öffnen der Schalter ein Lichtbogen ausbilden, der zum Verschweißen der Kontakte und somit zu einem dauerhaften Schließen der Schalter führen kann.
-
Damit im Fehlerfall ein sicheres Abschalten möglich ist, sind die Schalter üblicherweise redundant ausgeführt, um sicherzustellen, dass bei einem verschweißten Schalter keine Zuschaltung eines weiteren Schalters erfolgt.
-
Aus der
EP 2 308 714 A2 ist ein Verfahren zum Überwachen der steuerbaren Schalter, insbesondere Batterieschütze, eines Bordnetzes eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges bekannt, bei dem eine Überwachung der Beschädigung der Schalter durch eine permanente Spannungsmessung und ein Anlegen einer bestimmten Spannung im Zwischenkreis erfolgt.
-
Nachteilig dabei ist es, dass die zusätzliche Spannungsmessung technisch aufwendig ist und die Kosten für ein derartiges Bordnetz erhöht sind.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Erfindungsgemäß wird daher eine Schalteranordnung, insbesondere mehrere Batterieschütze, der eingangs genannten Art bereitgestellt, wobei die Steuereinheit und/oder die steuerbaren Schalter derart ausgebildet sind, dass sich beim Öffnen und Schließen der steuerbaren Schalter unterschiedlich große Ströme in den steuerbaren Schaltern ausbilden. Durch das Öffnen und Schließen der Schalter wird eine Gleichspannungsquelle von einem Verbraucher getrennt oder mit diesem galvanisch verbunden.
-
Ferner wird daher erfindungsgemäß ein Verfahren zum Betreiben einer Schalteranordnung der eingangs genannten Art bereitgestellt, wobei die steuerbaren Schalter zeitlich versetzt zueinander geöffnet werden.
-
Schließlich wird erfindungsgemäß eine Batterieanordnung bereitgestellt zur Versorgung eines elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie, mit einer Gleichspannungsquelle zum Bereitstellen der elektrischen Energie und mit einer Schalteranordnung der oben beschriebenen Art, um die Gleichspannungsquelle mit dem elektrischen Verbraucher elektrisch zu verbinden.
-
Vorteile der Erfindung
-
Dadurch, dass die steuerbaren Schalter und die Steuereinheit derart ausgebildet sind, dass beim Schalten ein Strom in einem der steuerbaren Schalter geringer ist als ein Strom in einem zweiten der steuerbaren Schalter bzw. dadurch, dass die Schalter zeitlich versetzt zueinander geöffnet werden, kann einer der steuerbaren Schalter entlastet werden und auf Kosten des anderen steuerbaren Schalters vor einer Beschädigung durch den entstehenden Lichtbogen geschützt werden. Mit anderen Worten wird einer der Schalter, und zwar der Schalter, in dem ein stärkerer Strom entsteht, da er zeitlich früher geöffnet wird, beziehungsweise später geschlossen wird, stärker belastet, um sicherzustellen, dass der andere der Schalter eine längere Lebensdauer hat und in jedem Fall funktionsfähig bleibt. Dadurch wird die Sicherheit des Bordnetzes erhöht, da ein Kurzschluss durch eine Beschädigung eines kritischen Schalters vermieden wird. Hierzu wird sichergestellt, dass ein bestimmter Schalter stärker belastet und dadurch früher geschädigt wird.
-
Vorzugsweise sind die Steuereinheit und/oder die steuerbaren Schalter derart ausgebildet, dass beim Öffnen und Schließen der steuerbaren Schalter der Strom durch den ersten steuerbaren Schalter größer ist als der Strom durch den zweiten steuerbaren Schalter.
-
Dadurch kann gewährleistet werden, dass der zweite steuerbare Schalter funktionsfähig bleibt und der erste steuerbare Schalter bewusst stärker belastet wird. Dies ist besonders vorteilhaft, da eine Fehlfunktion, also ein dauerhaftes Schließen des ersten steuerbaren Schalters besonders einfach detektiert werden kann.
-
Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, die steuerbaren Schalter zeitlich versetzt zu öffnen.
-
Dadurch kann der Strom durch den jeweiligen steuerbaren Schalter mit geringem technischen Aufwand eingestellt werden und einer der steuerbaren Schalter vor Beschädigung geschützt werden.
-
Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, den zweiten steuerbaren Schalter zeitlich nach dem ersten steuerbaren Schalter zu öffnen.
-
Dadurch kann der erste steuerbare Schalter, der dem hohen Spannungspotenzial der Gleichspannungsquelle zugeordnet ist vor Beschädigung geschützt werden.
-
Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die steuerbaren Schalter Arbeitskontakte aufweisen, die zum Schalten der steuerbaren Schalter elektrisch verbindbar sind, wobei sich die Geometrie der Arbeitskontakte des ersten und des zweiten steuerbaren Schalters derart unterscheiden, dass sich beim Schalten in den Arbeitskontakten unterschiedlich große Ströme ausbilden, um den zweiten steuerbaren Schalter zu schonen.
-
Dadurch können zuverlässig unterschiedliche Ströme erzeugt werden, wodurch einer der steuerbaren Schalter vor einer frühzeitigen Beschädigung durch die großen Ströme, insbesondere durch die Lichtbögen, geschützt werden.
-
Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Arbeitskontakte des ersten und des zweiten steuerbaren Schalters unterschiedliche Kontaktmaterialien aufweisen, um beim Schalten unterschiedlich große Ströme auszubilden, um den zweiten steuerbaren Schalter zu schonen.
-
Dadurch können mit einfachen Mitteln unterschiedliche Lichtbogenströme an den Arbeitskontakten erzeugt werden.
-
Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Arbeitskontakte des ersten und des zweiten steuerbaren Schalters von unterschiedlichen Inertgasen umgeben sind, um beim Schalten unterschiedlich große Ströme auszubilden, um den zweiten steuerbaren Schalter zu schonen.
-
Dadurch können die Arbeitskontakte eines der beiden steuerbaren Schalter zuverlässig vor einer Beschädigung geschützt werden und ein Frühausfall eines der steuerbaren Schalter vermieden werden.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es besonders bevorzugt, wenn der erste der steuerbaren Schalter zeitlich früher geöffnet wird als der zweite der steuerbaren Schalter.
-
Dadurch kann mit geringem technischen Aufwand der Lichtbogenstrom an dem zweiten steuerbaren Schalter reduziert werden und somit der zweite steuerbare Schalter vor einem frühzeitigen Ausfall bewahrt werden.
-
Es ist weiterhin bevorzugt, wenn zunächst die steuerbaren Schalter mittels eines Öffnungssignals zum Öffnen der steuerbaren Schalter angesteuert werden und beim Schließen der steuerbaren Schalter eine Spannung zwischen den Ausgangsanschlusspolen gemessen wird, um die Funktion der steuerbaren Schalter zu prüfen.
-
Dadurch kann mit einfachen Mitteln festgestellt werden, ob einer der steuerbaren Schalter beschädigt und dauerhaft geschlossen ist.
-
Es ist weiterhin bevorzugt, wenn ein dritter steuerbarer Schalter und ein elektrischer Widerstand parallel zu dem zweiten steuerbaren Schalter geschaltet ist und beim Schließen der steuerbaren Schalter zunächst der dritte steuerbare Schalter geschlossen wird.
-
Dadurch kann ein langsamer Spannungsanstieg an den Ausgangsanschlusspolen erzielt werden, sofern der erste steuerbare Schalter dauerhaft geschlossen ist.
-
Es ist weiterhin bevorzugt, wenn der erste der steuerbaren Schalter zeitlich nach dem dritten steuerbaren Schalter geschlossen wird.
-
Dadurch kann anhand der Spannung an den Ausgangsanschlusspolen festgestellt werden, ob der erste steuerbare Schalter beschädigt und dauerhaft geschlossen ist.
-
Es versteht sich, dass Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der erfindungsgemäßen Schalteranordnung auch entsprechend auf das erfindungsgemäße Verfahren zutreffen bzw. anwendbar sind.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt in schematischer Form ein Spannungsnetz mit einer Gleichspannungsquelle und einem elektrischen Verbraucher; und
-
2 zeigt in schematischer Form ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
In 1 ist ein Spannungsnetz mit einem elektrischen Verbraucher, insbesondere einer elektrischen Maschine, schematisch dargestellt.
-
Ein Wechselrichter 10 ist über eine Schalteranordnung 11 mit einer Gleichspannungsquelle 16 elektrisch verbindbar. Die Schalteranordnung 11 ist mittels eines ersten Eingangsanschluss 12 und eines zweiten Eingangsanschlusses 14 mit einer Gleichspannungsquelle 16 verbunden und dient dazu, Verbraucher, insbesondere den Wechselrichter 10, und einen elektrischen Verbraucher 18, der in diesem Fall als elektrische Maschine 18 ausgebildet ist, mit der Gleichspannungsquelle 16 zu verbinden und von dieser zu trennen. Die Schalteranordnung 11 weist ferner Ausgangsanschlüsse 17, 19 auf, um die Gleichspannungsquelle 16 mit Verbrauchern, insbesondere dem Wechselrichter 10, und dem elektrischen Verbraucher 18, zu verbinden.
-
Der Wechselrichter 10 weist drei Halbbrücken 20 auf, die parallel zu der Gleichspannungsquelle 16 geschaltet sind und jeweils zwei steuerbare Schalter S aufweisen. Zwischen den Schaltern S ist jeweils ein Halbbrückenabgriff 22 gebildet, die jeweils mit einem Phasenleiter der Phasen U, V, W der elektrischen Maschine 18 verbunden sind. Parallel zu den Schaltern S ist jeweils eine Freilaufdiode geschaltet, die einen Stromfluss in entgegengesetzter Richtung ermöglicht. Durch wechselndes Öffnen und Schließen der Schalter S wird zwischen den Phasenleitern U, V, W jeweils eine Ansteuerspannung angelegt, so dass sich entsprechend jeweils ein Phasenstrom einstellt, der die elektrische Maschine 18 antreibt. Das Spannungsnetz weist einen Zwischenkreiskondensator 24 auf, der parallel zu der Gleichspannungsquelle 16 geschaltet ist. Parallel zu dem Zwischenkreiskondensator 24 bzw. parallel zu den Ausgangsanschlüssen 17, 19 ist ein Voltmeter 26 geschaltet, um eine Zwischenkreisspannung VZK zu erfassen.
-
Zwischen den Eingangsanschlüssen 12, 14 und Ausgangsanschlüssen 17, 19 sind steuerbare Schalter geschaltet, um das Spannungsnetz und die daran angeschlossenen Verbraucher mit der Gleichspannungsquelle 16 zu verbinden und von der Gleichspannungsquelle 16 zu trennen. Die steuerbaren Schalter sind als Schütze ausgebildet, um ein sicheres Abschalten der Verbraucher 18 zu ermöglichen. Ein Schütz ist ein elektrisch oder pneumatisch betätigter oder elektronischer Schalter für große elektrische Leistungen und ähnelt einem Relais. In der Anschlussleitung, die einem niedrigen Potenzial der Gleichspannungsquelle 16 zugeordnet ist, ist ein erster steuerbarer Schalter 28 angeordnet. In der Anschlussleitung, die einem hohen Spannungspotenzial der Gleichspannungsquelle 16 zugeordnet ist, ist ein zweiter steuerbarer Schalter 30 angeordnet. Parallel zu dem zweiten steuerbaren Schalter 30 ist ein dritter steuerbarer Schalter 32 und ein elektrischer Widerstand 34 geschaltet. Die steuerbaren Schalter 28, 30, 32 sind über Steuerleitungen 36, 38, 40 mit einer Steuereinheit 42 verbunden. Die steuerbaren Schalter 28, 30, 32 sind über die Steuerleitungen 36, 38, 40 durch die Steuereinheit 42 unabhängig ansteuerbar und können unabhängig voneinander geöffnet und geschlossen werden.
-
Das Voltmeter 26 ist elektrisch mit der Steuereinheit 42 verbunden, um die gemessene Zwischenkreisspannung VZK an die Steuereinheit 42 zu übermitteln.
-
Sofern der Verbraucher 18 bzw. der Wechselrichter 10 mit der Gleichspannungsquelle 16 verbunden wird, wird üblicherweise zunächst der erste steuerbare Schalter 28 und der dritte steuerbare Schalter 32 geschlossen, um den entladenen Zwischenkreiskondensator 24 über den Widerstand 34 zu laden. Der Widerstand 34 dient dabei als Strombegrenzer, so dass ein Kurzschluss und ein damit verbundener hoher Kurzschlussstrom und die damit verbundene überhöhte Spannung vermieden wird. Die steuerbaren Schalter 28, 30, 32 sind üblicherweise als Schütze oder Relais ausgebildet. Beim Öffnen der steuerbaren Schalter 28, 30 können Lichtbögen an Arbeitskontakten der steuerbaren Schalter 28, 30 auftreten, wodurch die Arbeitskontakte beschädigt werden können und die Arbeitskontakte dauerhaft verbunden bzw. verschweißt bleiben können. Sofern die steuerbaren Schalter 28, 30 identisch ausgebildet sind, treten dieselben Ströme beim Öffnen auf, so dass eine gleichmäßige Belastung bzw. eine gleichmäßige Beschädigung durch mögliche Lichtbogenströme auftritt. In diesem Fall kann ein beliebiger der steuerbaren Schalter 28, 30 beschädigt werden und dauerhaft geschlossen bzw. verschweißt bleiben. Sofern der steuerbare Schalter 30 durch Beschädigung dauerhaft geschlossen bleibt, wird beim Schließen des steuerbaren Schalters 28 ein sehr hoher Kurzschlussstrom und Spannungsspitzen auftreten, der den Wechselrichter 10 und/oder die Gleichspannungsquelle 16 beschädigen kann.
-
Sofern der steuerbare Schalter 28 durch Beschädigung dauerhaft geschlossen bleibt, kann der Zwischenkreiskondensator 24 über den steuerbaren Schalter 32 normal geladen werden, ohne dass hohe Stromspitzen auftreten. Es ist demnach erforderlich, dass gewährleistet ist, dass, wenn ein Defekt an den steuerbaren Schaltern 28, 30, 32 auftritt, der steuerbare Schalter 28 als erster der steuerbaren Schalter 28, 30, 32 durch Beschädigung dauerhaft geschlossen bleibt bzw. verschweißt wird. Der steuerbare Schalter 28 wird somit bewusst stärker belastet, um zu verhindern, dass der steuerbare Schalter 30, der dem hohen Spannungspotenzial der Gleichspannungsquelle 16 zugeordnet ist, als erster durch Beschädigung dauerhaft geschlossen bleibt.
-
Um die Beschädigung des steuerbaren Schalters 30 zu verhindern, werden die steuerbaren Schalter 28, 30 derart angesteuert bzw. sind derart ausgebildet, dass ein beim Öffnen der steuerbaren Schalter 28, 30 entstehender Strom bzw. Lichtbogen bzw. Lichtbogenstrom an dem steuerbaren Schalter 30 geringer ist als an dem steuerbaren Schalter 28. Dadurch wird eine Belastung des steuerbaren Schalters 30 reduziert bzw. vermieden und zwar auf Kosten einer stärkeren Belastung des steuerbaren Schalters 28.
-
Um den Strom beim Öffnen der steuerbaren Schalter 28, 30 derart zu steuern, dass der steuerbare Schalter 30 durch sich möglicherweise ausbildende Lichtbögen weniger stark belastet wird und der steuerbare Schalter 28 stärker belastet wird, können unterschiedliche Maßnahmen ergriffen werden. Zum einen kann die Geometrie der Arbeitskontakte derart ausgebildet sein, dass die entstehenden Lichtbögen bzw. der fließende Strom an dem steuerbaren Schalter 30 geringer ist als an dem steuerbaren Schalter 28. Dies kann beispielsweise über die Größe der Kontaktflächen der Arbeitskontakte oder einen Abstand der Arbeitskontakte erfolgen. Weiterhin können unterschiedliche Kontaktmaterialien bzw. unterschiedliche Kontaktbeschichtungen verwendet werden, die ein Ausbilden des Lichtbogens begünstigen oder verhindern. Ferner können die Arbeitskontakte der steuerbaren Schalter 28, 30 in einer gasdichten Kammer angeordnet sein, die mit einem Inertgas gefüllt sind, wobei durch die unterschiedliche Wahl des Inertgases der Lichtbogen an dem steuerbaren Schalter 30 geringer ist als der Lichtbogen an dem steuerbaren Schalter 28.
-
Eine besonders einfache Möglichkeit, um den Strom und damit einen möglichen Lichtbogen an dem steuerbaren Schalter 30 gegenüber dem Strom an dem steuerbaren Schalter 28 zu reduzieren, ist es, die steuerbaren Schalter 28, 30 zeitversetzt zueinander zu öffnen. Dabei wird der steuerbare Schalter 28 zunächst geöffnet und der steuerbare Schalter 30 zeitverzögert geöffnet. Die Zeitverzögerung kann beispielsweise eine Mikrosekunde betragen. Dadurch wird zunächst ein starker Strom und damit ein möglicher Lichtbogen an dem steuerbaren Schalter 28 ausgebildet und, wenn der Strom in der Anschlussleitung bereits reduziert ist, wird der steuerbare Schalter 30 geöffnet, an dem durch den reduzierten elektrischen Strom eine geringere thermische Belastung auftritt.
-
Eine derartige Zeitverzögerung beim Öffnen der steuerbaren Schalter 28, 30 wird von der Steuereinheit 42 implementiert und kann durch eine besondere Software eingerichtet werden.
-
Beim Schließen der steuerbaren Schalter 28, 30, 32 wird mittels des Voltmeters 26 die Zwischenkreisspannung VZK erfasst. Dadurch kann die Funktion der Schalter festgestellt werden, insbesondere, ob einer der steuerbaren Schalter 28, 30 beschädigt und dauerhaft geschlossen bzw. verschweißt ist. Nachdem die steuerbaren Schalter 28, 30, 32 mittels eines Öffnungssignals zum Öffnen der Schalter angesteuert werden, wird beim Schließen der steuerbaren Schalter 28, 30, 32 zunächst der steuerbare Schalter 32 geschlossen.
-
Sofern die Zwischenkreisspannung VZK einen bestimmten Spannungswert überschreitet, wird die Fehlfunktion des steuerbaren Schalters 28 erfasst. Sofern die Zwischenkreisspannung VZK ansteigt, leitet der steuerbare Schalter 28 wider Erwarten Strom und ist somit beschädigt und dauerhaft geschlossen. Damit diese Diagnose durchgeführt werden kann, wird das Einschalten des steuerbaren Schalters 28 um einige Millisekunden gegenüber dem Schließen des steuerbaren Schalters 32 verzögert. Falls die Zwischenkreisspannung VZK nicht ansteigt, wird der steuerbare Schalter 28 geschlossen. Sofern die Zwischenkreisspannung VZK einen bestimmten Spannungswert überschreitet, wird eine Fehlfunktion des steuerbaren Schalters 30 erfasst. Sofern die Zwischenkreisspannung VZK beim Schließen des steuerbaren Schalters 28 eine vorgebbare Spannung überschreitet, insbesondere stark ansteigt und innerhalb einer bestimmten Zeit eine vorgebbare Spannung überschreitet, leitet der steuerbare Schalter 30 wider Erwarten und ist somit beschädigt und dauerhaft geschlossen. Wenn der steuerbare Schalter 30 nicht beschädigt und somit geöffnet wäre, würde die Spannung aufgrund des Widerstands 34 nur langsam ansteigen. Ein Kurzschluss und ein damit verbundener hoher Kurzschlussstrom und die damit verbundene überhöhte Spannung würde vermieden.
-
Dadurch kann durch einfaches Messen der Zwischenkreisspannung und sequenzielles Zuschalten der steuerbaren Schalter 28, 30, 32 der Zustand der steuerbaren Schalter 28, 30, 32 erfasst und entsprechend diagnostiziert werden.
-
2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm des Verfahrens zum Öffnen und Schließen der steuerbaren Schalter 28, 30, 32, das allgemein mit 50 bezeichnet ist.
-
Im Betrieb des Verbrauchers 18 wird bei 52 ein Abschaltsignal erfasst, das eine sofortige Abschaltung des Verbrauchers 18 und eine damit verbundene Trennung der Gleichspannungsquelle 16 vom Verbraucher 18 erfordert. Bei 54 wird daraufhin zunächst der steuerbare Schalter 28 geöffnet. Zeitverzögert zu der Öffnung des steuerbaren Schalters 28 wird bei 56 der steuerbare Schalter 30 geöffnet. Dadurch, dass der steuerbare Schalter 28 zuerst geöffnet wird, fließt ein größerer Strom, der einen stärkeren Lichtbogen an den Arbeitskontakten des steuerbaren Schalters 28 als an den Arbeitskontakten des steuerbaren Schalters 30 ermöglicht, wodurch der steuerbare Schalter 30 geschont wird und der steuerbare Schalter 28 stärker belastet wird. Dadurch wird gewährleistet, dass im Falle eines Ausfalls der steuerbaren Schalter 28, 30 immer zuerst der steuerbare Schalter 28 ausfällt.
-
Wenn der Wechselrichter 10 nach Abschaltung wieder in Betrieb genommen werden soll, wird bei 58 zunächst der steuerbare Schalter 32 geschlossen und mittels des Voltmeters 26 die Zwischenkreisspannung VZK erfasst. Bei 60 wird geprüft, ob die Zwischenkreisspannung angestiegen ist. Sofern die Zwischenkreisspannung VZK angestiegen ist, ist der steuerbare Schalter 28 beschädigt und dauerhaft geschlossen und es wird bei 62 entweder die Inbetriebnahme des Verbrauchers 18 abgebrochen oder aber ein Warnhinweis an den Benutzer gegeben. Sofern die Zwischenkreisspannung VZK nicht ansteigt, wird bei 64 der steuerbare Schalter 28 aktiv geschlossen und die Zwischenkreisspannung VZK erneut erfasst. Bei 65 wird die Zwischenkreisspannung VZK mit einem vorgebbaren Spannungswert verglichen. Sofern die Zwischenkreisspannung VZK diesen vorgebbaren Spannungswert übersteigt, wird bei 66 ein Warnhinweis an den Benutzer gegeben und ggf. die Inbetriebnahme des Verbrauchers 18 abgebrochen. Sofern die Zwischenkreisspannung VKZ den vordefinierten Wert nicht erreicht, wird bei 68 der steuerbare Schalter 30 geschlossen, wodurch dann der Wechselrichter 10 vollständig mit der Gleichspannungsquelle 16 verbunden ist und der normale Betrieb des Wechselrichters 10 aufgenommen werden kann.
-
Dadurch kann im Ergebnis zum einen gewährleistet werden, dass der steuerbare Schalter 28 stärker belastet wird und bei einem Ausfall als erster der steuerbaren Schalter 28, 30 dauerhaft geschlossen ist. Der steuerbare Schalter 28 wird somit bewusst stärker belastet, wobei der steuerbare Schalter 30 auf Kosten des steuerbaren Schalters 28 geschont wird. Beim Schließen der steuerbaren Schalter kann durch die oben beschriebene Sequenz des Zuschaltens der steuerbaren Schalter 28, 30, 32 ohne Zusatzaufwand erfasst werden, ob einer der beiden steuerbaren Schalter 28, 30 beschädigt und dauerhaft geschlossen ist.
-
Es versteht sich, dass die Schritte 52, 54, 56 des Verfahrens 50 auch unabhängig von den Schritten 58 bis 68 betrachtet werden können und verwendet werden können.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
