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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen von elektrischer Leistung mittels einer Transformatoranordnung, die einen elektrischen Primärkreis und einen elektrischen Sekundärkreis aufweist. Zu der Erfindung gehören auch eine induktive Ladevorrichtung sowie ein Kraftfahrzeug mit der induktiven Ladevorrichtung.
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Transformatoren mit verhältnismäßig großem Luftspalt weisen große Streuinduktivitäten und eine niedrige Koppelinduktivität auf. Eine solche Transformatorenanordnung kann beispielsweise bei einer induktiven Ladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug zustande kommen. Die Primärspule des Primärkreises kann hierbei beispielsweise im Boden angeordnet sein und dazu ausgelegt sein, einen magnetischen Wechselfluss zu erzeugen, der von einer Sekundärspule eines Sekundärkreises im Kraftfahrzeug empfangen und in eine elektrische Wechselspannung gewandelt wird. Durch einen Hebelmechanismus können zwar Primärspule und Sekundärspule aneinander angenähert werden, bevor der magnetische Wechselfluss erzeugt wird. Dennoch bleibt im Vergleich zu einem Transformator mit geschlossenem Transformatorkern ein verhältnismäßig großer Luftspalt. Durch die hierbei entstehenden Streuinduktivitäten kommt es zu Spannungsabfällen, welche die Leistungsübertragung behindern. Die ebenfalls durch den Luftspalt verursachte, verhältnismäßig kleine Koppelinduktivität bewirkt, dass ein großer Magnetisierungsstrom realisiert werden muss, um eine elektrische Leistung zu übertragen.
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Um die verhältnismäßig kleine Koppelinduktivität zu kompensieren, kann vorgesehen sein, der Sekundärspule an Anschlusskontakten des Sekundärkreises einen Kondensator parallel zu schalten. Die Kapazität des Kondensators muss hierbei auf die Koppelinduktivität abgestimmt werden, um einen ausreichend großen Kompensationseffekt zu erzielen. Dies ist aber bei variablen Systemen, wie eben einer induktiven Ladeeinheit für ein Kraftfahrzeug, durch Versatzunterschiede nicht möglich, da sich hier eine große Parameterstreuung ergibt. Durch die jeweils unterschiedlichen Parkpositionen unterschiedlicher Kraftfahrzeuge ergibt sich nämlich jeweils eine andere relative Lage der Sekundärspule zur Primärspule, was wiederum einen jeweils anderen Wert für die Koppelinduktivität bewirkt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Transformatoranordnung mit Primärspule und Sekundärspule einen Einfluss eines Luftspalts auf die Koppelinduktivität zu kompensieren oder zumindest zu verringern.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche.
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Durch die Erfindung ist ein Verfahren bereitgestellt, das von der folgenden, aus dem Stand der Technik bekannten Konstellation ausgeht. Mittels einer Primärspule eines Primärkreises wird ein magnetischer Wechselfluss erzeugt. Bei dem Primärkreis kann es sich beispielsweise um eine induktive Ladestation für Kraftfahrzeuge handeln. Mittels einer Sekundärspule eines Sekundärkreises wird der magnetische Wechselfluss in eine elektrische Wechselspannung gewandelt. Der Sekundärkreis kann beispielsweise in einem Kraftfahrzeug angeordnet sein. Das Kraftfahrzeug kann am Primärkreis geparkt werden und hierdurch mittels der Sekundärspule den magnetischen Wechselfluss empfangen. Der magnetische Wechselfluss wird zwischen der Primärspule und der Sekundärspule insbesondere über einen Luftspalt hinweg oder durch einen Luftspalt hindurch übertragen.
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In dem Sekundärkreis wird die elektrische Wechselspannung an Anschlusskontakten des Sekundärkreises an einen aktiven Gleichrichter übertragen. Der aktive Gleichrichter kann beispielsweise auf der Grundlage von Halbbrücken gebildet sein, deren Schaltelemente durch Transistoren bereitgestellt sein können. Durch den aktiven Gleichrichter wird die Wechselspannung in eine gleichgerichtete Spannung oder kurz Gleichspannung umgewandelt. In Bezug auf die Erfindung ist wichtig, dass der Gleichrichter bezüglich der Anschlusskontakte als eine Impedanz im Sekundärkreis wirkt. Die Impedanz weist idealerweise einen Ohmschen Anteil auf, was bedeutet, dass durch den Gleichrichter elektrische Leistung aus der Sekundärspule empfangen und an den Gleichspannungskontakten des Gleichrichters abgegeben wird. Beispielsweise kann diese elektrische Leistung zum Aufladen einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs verwendet werden.
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Um nun die zwischen der Primärspule und der Sekundärspule wirkende Koppelinduktivität günstig für die Übertragung der elektrischen Leistung zu beeinflussen, sieht die Erfindung folgendes vor. Eine Steuereinrichtung, die sekundärseitig bereitgestellt ist, stellt durch Steuern der Schaltelemente des Gleichrichters dessen Impedanz bezüglich der Anschlusskontakte derart ein, dass die Impedanz einen vorgegebenen kapazitiven Anteil aufweist. Mit anderen Worten wird durch Schalten der Schaltelemente bewirkt, dass die Wechselspannung im Sekundärkreis und der in dem Sekundärkreis fließende Wechselstrom einen vorbestimmten Phasenversatz aufweisen.
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Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass im Sekundärkreis zwischen den Anschlusskontakten des Sekundärkreises eine Kapazität wirkt, die variabel durch die Steuereinrichtung eingestellt wird. Hierdurch kann anstelle eines fest verbauten, diskreten Kondensators eine variable Kapazität bereitgestellt werden. Diese ist parallel zur Sekundärspule wirksam und kompensiert oder verringert somit die Beeinträchtigung der Koppelinduktivität durch einen Luftspalt zwischen Primärspule und Sekundärspule.
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Zu der Erfindung gehören auch optionale Weiterbildungen, durch deren Merkmale sich zusätzliche Vorteile ergeben.
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Um den kapazitiven Anteil auf einen vorgegebenen Wert einzustellen, muss der Phasenversatz zwischen Wechselspannung und Wechselstrom im Sekundärkreis gesteuert werden. Gemäß einer Weiterbildung wird durch eine Sensoreinrichtung eine jeweilige Phase der Wechselspannung und/oder des Wechselstroms des Sekundärkreises ermittelt. Hierzu kann die Sensoreinrichtung auch an sich bekannten Messschaltungen beruhen. Die Steuereinrichtung steuert zum Einstellen des kapazitiven Anteils die Schaltelemente des aktiven Gleichrichters in Abhängigkeit von der jeweiligen Phase der Wechselspannung und/oder des Wechselstroms. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine direkte Regelung des kapazitiven Anteils in Abhängigkeit von der jeweiligen Phase des Wechselspannung und/oder des Wechselstroms. Diese Regelung ist besonders reaktionsschnell.
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Gemäß einer Weiterbildung speist der aktive Gleichrichter einen Kondensator. Mit anderen Worten wird die Gleichspannung durch einen an einem Gleichspannungsausgang des Gleichrichters angeschlossenen Kondensator gespeichert. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass durch das Schließen der Schaltelemente des aktiven Gleichrichters der Kondensator auch im Sekundärkreis wirkt und hierdurch der kapazitive Anteil auf der Grundlage der Kapazität des Gleichspannungs-Kondensators ausgebildet werden kann.
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Wie bereits ausgeführt, wird der kapazitive Anteil in Abhängigkeit von einer zwischen der Primärspule und der Sekundärspule wirkenden Koppelinduktivität eingestellt. Mit anderen Worten erfolgt das Einstellen des kapazitiven Anteils adaptiv in Abhängigkeit von der momentan wirkenden Koppelinduktivität. Hierdurch kann eine Relativbewegung zwischen Primärspule und Sekundärspule kompensiert werden. Zudem kann eine ungünstige aktuelle Position, wie sie sich beispielsweise nach dem Parken eines Kraftfahrzeugs an einer Ladestation ergeben kann, ausgeglichen werden.
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Um die Koppelinduktivität technisch aufwandsarm zu ermitteln, sieht eine Weiterbildung vor, dass durch eine Kommunikationseinrichtung zumindest ein Signal unabhängig vom Wechselfluss von dem Primärkreis an die Steuereinrichtung übertragen wird. Mit „unabhängig vom Wechselfluss“ ist gemeint, dass es sich bei dem Signal nicht um den magnetischen Wechselfluss selbst handelt, sondern um ein zusätzliches Signal. Das zumindest eine Signal kann beispielsweise als Funksignal übertragen werden. Mittels des Signals kann beispielsweise ein digitaler Wert übertragen werden. Jedes Signal ist dabei jeweils mit jeweils einer Betriebsgröße des Primärkreises korreliert. Beispielsweise kann es sich bei der Betriebsgröße um einen elektrischen Spannungsverlauf oder einen elektrischen Stromverlauf oder um eine Frequenz einer Wechselspannung im Primärkreis oder eine Frequenz eines Wechselstromes im Primärkreis oder eine im Primärkreis bereitgestellte elektrische Leistung handeln. Das zumindest ein Signal steht somit in der Steuereinrichtung sekundärseitig bereit. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass ein Wirkungsgrad bei der Übertragung der Leistung über die Koppelinduktivität hinweg ermittelt werden kann. Hieraus kann ein Wert für die Koppelinduktivität ermittelt werden. Die Steuereinrichtung kann hierbei beispielsweise auch die im Sekundärkreis verfügbare elektrische Leistung und/oder ein anderes, mit einer Betriebsgröße des Sekundärkreises korreliertes Signal ermitteln.
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Gemäß einer Weiterbildung wird dann durch die Steuereinrichtung ein Wirkungsgrad der Übertragung der Leistung ermittelt und der kapazitive Anteil in Abhängigkeit von dem ermittelten Wirkungsgrad eingestellt. Hierdurch ergibt sich ein adaptiver Regler zur Optimierung des Wirkungsgrads auf der Grundlage des kapazitiven Anteils.
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Eine zusätzliche Optimierung ergibt sich gemäß einer Weiterbildung, indem iterativ zwei Regler die Leistungsübertragung optimieren. Hierbei wird im Primärkreis durch eine Reglereinrichtung des Primärkreises eine Frequenz einer Wechselspannung des Primärkreises auf einen Arbeitspunkt eingestellt, in welchem die übertragene Leistung einen vorbestimmten Sollwert aufweist. Im Falle eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs kann dieser Sollwert beispielsweise durch die aufzuladende Traktionsbatterie des Kraftfahrzeugs vorgegeben werden. Im Sekundärkreis wird durch eine zweite Reglereinrichtung, die durch die Steuereinrichtung bereitgestellt ist, der kapazitive Anteil der wechselspannungsseitigen Impedanz des aktiven Gleichrichters eingestellt. Durch das Zusammenwirken der ersten Reglereinrichtung im Primärkreis und der zweiten Reglereinrichtung im Sekundärkreis wird also iterativ optimiert, sodass primärseitig ein Arbeitspunkt zum Übertragen des vorgegebenen Sollwerts für die Leistung und sekundärseitig der Wirkungsgrad optimiert wird.
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Wie bereits ausgeführt, eignet sich das Verfahren besonders in demjenigen Fall, bei welchem der Primärkreis und der Sekundärkreis vor der Übertragung der Leistung relativ zueinander bewegt werden. Dies kann in der beschriebenen Weise beispielsweise bei einer induktiven Ladestation für ein elektrisches Kraftfahrzeug der Fall sein.
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Zu der Erfindung gehört entsprechend auch eine induktive Ladevorrichtung, die beispielsweise in einem Kraftfahrzeug angeordnet sein kann. Die induktive Ladevorrichtung dient zum Erzeugen einer Gleichspannung aus einem magnetischen Wechselfluss. Hierzu weist die induktive Ladevorrichtung einen Sekundärkreis mit einer Sekundärspule auf, die über Anschlusskontakte mit einem aktiven Gleichrichter gekoppelt ist. In der beschriebenen Weise empfängt die Sekundärspule den magnetischen Wechselfluss und wandelt diesen in eine elektrische Wechselspannung um, die an den Anschlusskontakten vom aktiven Gleichrichter empfangen und in eine Gleichspannung gewandelt wird. Eine Steuereinrichtung der Ladevorrichtung ist dazu ausgelegt, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, das heißt die Impedanz des aktiven Gleichrichters bezüglich der Anschlusskontakte dahingehend einzustellen, dass die Impedanz einen vorbestimmten kapazitiven Anteil aufweist. Der aktive Gleichrichter kann hierzu als Schaltelemente beispielsweise Transistoren aufweisen, die beispielsweise jeweils als IGBT (insulated gate bipolar transistor) oder MOSFET (metal-oxide field effect transistor) ausgestaltet sein können.
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Zu der Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug. In dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ist eine induktive Ladevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung angeordnet. Das Kraftfahrzeug kann als Elektrokraftfahrzeug ausgestaltet sein, das heißt einen elektrischen Antriebsmotor aufweisen. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Flurförderfahrzeug ausgestaltet.
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Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
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1 eine schematische Darstellung einer Transformatoranordnung, durch welche eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt wird, und
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2 ein Ersatzschaltbild der Transformatoranordnung von 1.
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Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine Transformatoranordnung 1 mit einem Primärkreis 2 und einem Sekundärkreis 3. Der Primärkreis 2 kann in an sich bekannter Weise eine Wechselspannungsquelle 4 und eine Primärspule 5 aufweisen. Die Wechselspannungsquelle 4 kann durch eine Reglereinrichtung 6 eingestellt werden, wobei beispielsweise eine Amplitude der von der Wechselspannungsquelle 4 erzeugten Wechselspannung 7 im Primärkreis 2, eine Frequenz der Wechselspannung 7, eine Amplitude eines Wechselstroms 8 und/oder eine Frequenz des Wechselstroms 8 durch die Reglereinrichtung 6 eingestellt werden kann.
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Der Sekundärkreis 3 ist durch eine induktive Ladevorrichtung 9 gebildet. Der Sekundärkreis 3 kann in an sich bekannter Weise eine Sekundärspule 10 aufweisen. An Anschlusskontakten 11 des Sekundärkreises 3 ist ein aktiver Gleichrichter 12 angeschlossen. Der Gleichrichter 12 kann in an sich bekannter Weise ausgestaltet sein. An einem Gleichspannungsausgang 13 des Gleichrichters 12 kann ein Kondensator 14 angeschlossen sein. Des Weiteren kann ein elektrischer Verbraucher 15 an dem Gleichspannungsausgang 13 angeschlossen sein, der mit elektrischer Energie aus dem Sekundärkreis 3 versorgt werden kann.
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Bei dem Sekundärkreis 3 werden Schaltelemente 16 des Gleichrichters 12 durch eine Steuereinrichtung 17 gesteuert (daher aktiver Gleichrichter). Bei den Schaltelementen 16 kann es sich beispielsweise jeweils um einen Transistor handeln. In 1 beispielhaft dargestellt sind MOSFETs. Bei den Transistoren kann es sich auch um IGBTs handeln. Den Transistoren können jeweils Dioden parallelgeschaltet sein, wie dies in 1 dargestellt ist.
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Eine Kommunikationseinrichtung 18 kann über eine Funkverbindung 19 ein Signal 20 von einer Sendeeinrichtung 21 empfangen, welche das Signal von der Reglereinrichtung 6 empfängt.
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Das Signal 20 korreliert mit einer elektrischen Betriebsgröße des Primärkreises 2. Die Kommunikationseinheit 18 und die Sendeeinheit 21 können beispielsweise auf der Grundlage von WLAN-Modulen (WLAN – wireless local area network) oder auf der Grundlage von NFC-Modulen (NFC – near field communication), z.B. Bluetooth-Modulen, gebildet sein.
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Bei der Transformatoranordnung 1 sind der Primärkreis 2 und der Sekundärkreis 3 relativ zueinander bewegbar. Beispielsweise kann der Primärkreis 2 stationär in einer Wand oder einer Ladesäule oder im Boden angeordnet sein. Der Sekundärkreis 3 kann beispielsweise in einem Kraftfahrzeug C angeordnet sein, welches mittels des Primärkreises 2 mit elektrischer Leistung versorgt werden soll. Beispielsweise kann der Verbraucher 15 eine Traktionsbatterie sein, die mittels der induktiven Ladevorrichtung 9 durch den Primärkreis 2 aufgeladen werden soll.
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Die Primärspule 5 und die Sekundärspule 10 können in ferromagnetischen Flussführungselementen 22 angeordnet sein, durch welche sich eine Verbesserung der Übertragung des magnetischen Flusses ergibt, der durch den Wechselstrom 8 in der Primärspule 5 erzeugt wird. Die Sekundärspule 10 empfängt den magnetischen Fluss und erzeugt hieraus eine magnetische Wechselspannung 23 an den Anschlusskontakten 11. Der Gleichrichter 12 wandelt die elektrische Spannung 23 in eine gleichgerichtete Spannung oder kurz Gleichspannung 24 um, die am Gleichspannungsausgang 13 bereitgestellt wird und im Kondensator 14 gespeichert werden kann. Durch die Wechselspannung 23 wird ein Wechselstrom 25 im Sekundärkreis 3 hervorgerufen, welcher durch die Schaltelemente 16 gerichtet wird und hierdurch als (welliger) gleichgerichteter Strom in den Kondensator 14 fließt.
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Die Flussleitelementen 22 und die Spulen 5, 10 können aufgrund ihrer relativen Beweglichkeit zueinander einen variablen Versatz 26 in Bezug auf Spulenebenen der Spulen 5, 10 aufweisen. Des Weiteren kann ein Luftspalt 27 zwischen den Flussleitelementen 22 vorhanden sein.
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2 veranschaulicht zu der Transformatoranordnung 1 gemäß 1 die elektrischen Verhältnisse noch einmal anhand eines Schaltbildes. Durch den Versatz 26 und den Luftspalt 27 ergibt sich insgesamt ein Transformator 28, der primärseitig und sekundärseitig verhältnismäßig große Streuinduktivitäten Ls1, Ls2 sowie eine verhältnismäßig niedrige Koppelinduktivität M aufweist, wenn man den Transformator 28 mit einem Transformator vergleicht, der einen vollständig geschlossenen Transformatorkern aufweist, bei welchem die Flussleitelemente 22 durch einen einstückigen ferromagnetischen Transformatorkern gebildet sind.
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Um den unerwünscht niedrigen Wert der Koppelinduktivität M zu kompensieren, werden durch die Steuereinrichtung 17 bei dem Gleichrichter 12 die Schaltelemente 16 nicht nur ausschließlich zur Optimierung der Gleichrichtung des Wechselstromes 25 betrieben. Stattdessen wird eine Impedanz Z, mit welcher der Wechselrichter 12 zwischen den Anschlusskontakten 11 wirkt, gezielt dahingehend eingestellt, dass die Impedanz Z einen kapazitiven Anteil aufweist, der in Abhängigkeit von dem Wert der Koppelinduktivität M eingestellt wird. Hierdurch verhält sich der Sekundärkreis 3 so, als ob an den Anschlusskontakten 11 ein Resonanzkondensator 29 der Sekundärspule 10 parallelgeschaltet wäre. Mittels des durch die Impedanz Z gebildeten „virtuellen Resonanzkondensators“ wird ein Magnetisierungsstrom zum Aufmagnetisieren der Koppelinduktivität M bereitgestellt. Der virtuelle Resonanzkondensator ist tatsächlich durch den kapazitiven Anteil der Impedanz Z bewirkt. Der dargestellte Resonanzkondensator 29 repräsentiert somit in diesem Beispiel den kapazitiven Anteil der Impedanz Z. Dies ermöglicht es, dass eine über der Koppelinduktivität M abfallende elektrische Spannung 30 nicht ausschließlich über den primären Wechselstrom 8 gebildet werden muss. Hierdurch wird der Primärkreis 2 entlastet und es ist eine Übertragung einer vorgegebenen elektrischen Leistung vom Primärkreis 2 zum Sekundärkreis 3 mit einem geringeren primären Wechselstrom 8 möglich als ohne die aktive Regelung der Impedanz Z.
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Das bisherige Beispiel geht davon aus, dass kein Resonanzkondensator zwischen den Anschlusskontakten 11 tatsächlich angeschlossen ist. Der virtuelle Resonanzkondensator ergibt sich allein durch das kapazitive Verhalten des Gleichrichters 12 bezüglich der Anschlusskontakte 11. Zum Einstellen eines entsprechenden Phasenversatzes der Wechselspannung 23 und des Wechselstroms 25 im Sekundärkreis 3 kann beispielsweise durch eine Sensoreinrichtung 31 im Sekundärkreis 3 in an sich bekannter Weise die elektrische Spannung 23 und/oder der Wechselstrom 25 erfasst werden und deren jeweilige Phase ermittelt werden. Dann kann ein Phasenversatz zwischen der Wechselspannung 23 und dem Wechselstrom 25 durch Schalten der Schaltelemente 16 eingestellt werden. Dies wird durch die Steuereinrichtung 17 durchgeführt. Hierbei kann die kapazitive Eigenschaft des Kondensators 14 genutzt werden.
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Welcher kapazitive Anteil eingestellt werden muss, kann durch die Steuereinrichtung 17 auf der Grundlage des Signals 12 und/oder der durch die Sensoreinrichtung 31 ermittelten Werte berechnet werden. Beispielsweise kann ein Wirkungsgrad bei der Übertragung der elektrischen Leistung vom Primärkreis 2 zum Sekundärkreis 3 ermittelt werden und der Wirkungsgrad maximiert oder über einen vorgegebenen Schwellenwert eingestellt werden, indem der kapazitive Anteil der Impedanz Z verändert wird.
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Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass zwischen den Anschlusskontakten 11 tatsächlich ein Kondensator als Resonanzkondensator vorgesehen ist. Durch die Steuereinrichtung wird dann mittels des Gleichrichters 12 zusätzlich ein kapazitiver Anteil der Impedanz Z bereitgestellt, sodass die effektive Kapazität aus Resonanzkondensators und Impedanz Z variiert werden kann. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass nicht die volle Kapazität, die zum Kompensieren der niedrigen Koppelinduktivität M nötig ist, durch den Gleichrichter 12 allein bereitgestellt werden muss.
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Bei Transformatoren mit erhöhtem Luftspalt ergeben sich in der beschriebenen Weise große Streu- sowie niedrige Koppelinduktivitäten. Bei der Transformatoranordnung 1 wird eine sekundärseitige Kompensation des geringen Werts der Koppelinduktivität M ermöglicht. Hierdurch kann der Magnetisierungsstrom für die Koppelinduktivität M von beiden Seiten des Transformators 28 bereitgestellt werden. Primärseitig mittels einer entsprechenden Amplitude und/oder Frequenz des Wechselstroms 8, sekundärseitig durch Bereitstellen eines kapazitiven Anteils der Impedanz Z. Bei Einsatz einer aktiven Gleichrichtung auf der Sekundärseite des Transformators 28 ist dies durch eine entsprechende Ansteuerung der Leistungs-Transistoren realisierbar.
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Bei Kompensation durch einen tatsächlichen parallelen sekundärseitigen Kondensator ergibt sich nämlich die Notwendigkeit eines LC-Ausgangsfilters. Durch den Einsatz einer Drossel entstehen weiter signifikante Verluste, die im begrenzten Bauraum abgeführt werden müssen. Mit anderen Worten ergibt sich ein Kühlproblem.
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Weiterhin ergibt sich durch die Parameterstreuung aufgrund des Versatzes 26 und/oder des Luftspalts 27 die Notwendigkeit einer variablen Abstimmung/Kompensation. In bisherigen Realisierungen wird diese Abstimmung mit Hilfe zu- und abschaltbaren Kondensatoren durchgeführt. Dies ist somit nur stufenweise möglich.
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Bei der Verwendung der aktiven Gleichrichtung kann dies in gewissem Maße durch eine geänderte Ansteuerung der Leistungs-Halbleiter erfolgen. Daraus ergeben sich erhebliche Bauraum-, Flexibilitäts- und Kostenvorteile.
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Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung ein Magnetisierungsstrom bei Transformatoren mit kleiner Koppelinduktivitäten bereitgestellt werden kann.
