DE102017009878A1 - Control system and method for operating an electric motor - Google Patents

Control system and method for operating an electric motor Download PDF

Info

Publication number
DE102017009878A1
DE102017009878A1 DE102017009878.6A DE102017009878A DE102017009878A1 DE 102017009878 A1 DE102017009878 A1 DE 102017009878A1 DE 102017009878 A DE102017009878 A DE 102017009878A DE 102017009878 A1 DE102017009878 A1 DE 102017009878A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
circuit
inverter
channel
network
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102017009878.6A
Other languages
German (de)
Inventor
Dietmar Steidl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KUKA Deutschland GmbH
Original Assignee
KUKA Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KUKA Deutschland GmbH filed Critical KUKA Deutschland GmbH
Priority to DE102017009878.6A priority Critical patent/DE102017009878A1/en
Priority to PCT/EP2018/077839 priority patent/WO2019081227A1/en
Publication of DE102017009878A1 publication Critical patent/DE102017009878A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P5/00Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H02P5/74Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors controlling two or more ac dynamo-electric motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/032Preventing damage to the motor, e.g. setting individual current limits for different drive conditions
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P3/00Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
    • H02P3/06Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
    • H02P3/18Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an ac motor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Steuerungssystem für einen Elektromotor eines Roboters, welches einen Gleichrichterschaltkreis, einen Gleichspannungs-Zwischenkreis und eine Mehrkanal-Wechselrichterbaueinheit aufweist. Ein erster Wechselrichterschaltkreis der Wechselrichterbaueinheit ist eingerichtet, an einem ersten Wechselspannungskanal eine steuerbare Wechselspannung zur gesteuerten Versorgung des Elektromotors im Motorbetrieb bereitzustellen und im Generatorbetrieb des Elektromotors eine dadurch generierte Wechselspannung zum Entnehmen in eine Gleichspannung umzuwandeln und zum Gleichspannungs-Zwischenkreis rückzuspeisen. Ein zweiter Wechselrichterschaltkreis der Wechselrichterbaueinheit ist eingerichtet, gespeist vom Gleichspannungs-Zwischenkreis an einem zweiten Wechselspannungskanal eine Wechselspannung zur Rückspeisung in das Wechselspannungsnetz bereitzustellen. Dabei weisen der erste und der zweite Wechselrichterschaltkreis einen gemeinsam genutzten Schaltkreis auf.

Figure DE102017009878A1_0000
The invention relates to an electric control system for an electric motor of a robot comprising a rectifier circuit, a DC link and a multi-channel inverter module. A first inverter circuit of the inverter module is set up to provide a controllable AC voltage for controlled supply of the electric motor in motor operation at a first AC voltage channel and convert a AC voltage generated thereby in the generator mode of the electric motor into a DC voltage and fed back to the DC link. A second inverter circuit of the inverter module is set up to supply an AC voltage for feeding back into the AC voltage network from the DC intermediate circuit to a second AC voltage channel. In this case, the first and the second inverter circuit have a shared circuit.
Figure DE102017009878A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Wechselrichtersysteme für Elektroantriebe, insbesondere in der Robotik, und betrifft insbesondere ein elektrisches Steuerungssystem zum gesteuerten Betreiben eines elektrischen Motors, ein Verfahren dafür sowie eine Roboteranordnung mit einem elektrischen Motor, welche zum gesteuerten Betreiben des elektrischen Motors eingerichtet ist.The present invention is in the field of inverter systems for electric drives, particularly in robotics, and more particularly relates to an electric control system for controlled operation of an electric motor, a method therefor, and a robot assembly having an electric motor adapted to controllably drive the electric motor ,

Elektrische Motoren - oder kurz Elektromotoren - werden üblicherweise betrieben, um eine mechanische Last zu beschleunigen, zu bremsen und/oder zu halten. So werden insbesondere in der Robotik die einzelnen Glieder eines Roboters mittels eines oder mehrerer Elektromotoren bewegt. Zum Beschleunigen oder Halten der mechanischen Last muss der elektrische Motor mit elektrischer Energie versorgt werden und arbeitet dabei im Motorbetrieb. Wenn die mechanische Last aus einer Bewegung heraus gebremst werden soll, so kann der elektrische Motor grundsätzlich auch als Generator arbeiten. Bei diesem Generatorbetrieb generiert der elektrische Motor elektrische Energie, d.h. er wandelt mechanische Energie in elektrische Energie um. Zudem lässt sich ein solcher elektrischer Motor üblicherweise im Motorbetrieb durch die gesteuerte Versorgung mit elektrischer Energie und insbesondere auch im Generatorbetrieb durch das gesteuerte Entnehmen elektrischer Energie in seiner Bewegung steuern - insbesondere kann also dadurch das Beschleunigen, Bremsen und/oder Halten der mechanischen Last - durch das gesteuerte Betreiben, also durch gesteuerte Versorgung mit oder Entnehmen von elektrischer Energie - gesteuert werden.Electric motors - or electric motors for short - are commonly operated to accelerate, decelerate and / or maintain a mechanical load. Thus, in particular in robotics, the individual members of a robot are moved by means of one or more electric motors. To accelerate or hold the mechanical load, the electric motor must be supplied with electrical energy while operating in engine mode. If the mechanical load is to be braked out of a movement, the electric motor can basically also work as a generator. In this generator operation, the electric motor generates electrical energy, i. it converts mechanical energy into electrical energy. In addition, such an electric motor can usually be controlled in motor operation by the controlled supply of electrical energy and in particular in the generator mode by the controlled removal of electrical energy in its movement - thus in particular by accelerating, braking and / or holding the mechanical load - by the controlled operation, that is controlled by controlled supply or removal of electrical energy.

Üblicherweise wird zum gesteuerten Betreiben eines solchen Elektromotors ein Steuerungssystem mit einem Wechselrichter verwendet, welcher im Motorbetrieb eine Gleichspannung in eine steuerbare Wechselspannung, also insbesondere eine variable Spannung mit wechselbarer Polarität, umwandelt sowie den elektrischen Motor damit versorgt. Insbesondere kann ein solcher Wechselrichter im Generatorbetrieb auch eine aufgrund des Generatorbetriebs des elektrischen Motors erzeugte - und insbesondere von seiner jeweiligen mechanischen Last und/oder Bewegungsgeschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung abhängige Wechselspannung - in eine Gleichspannung umwandeln.Typically, for controlled operation of such an electric motor, a control system is used with an inverter, which converts a DC voltage into a controllable AC voltage, ie in particular a variable voltage with changeable polarity, and supplies the electric motor with it during engine operation. In particular, such an inverter can also convert a generator voltage generated in the generator mode - and in particular dependent on its respective mechanical load and / or movement speed and / or movement direction - into a DC voltage.

Besonders bei Anwendungen mit hohen mechanischen Lasten - etwa in der industriellen Robotik - und/oder bei einer stationären Anwendung und/oder bei der Verwendung von einer Mehrzahl von elektrischen Motoren - etwa bei einem Roboter mit einer Mehrzahl an Gliedern, die mittels elektrischer Motoren bewegt werden, und/oder einer Roboteranordnung mit einem oder mehreren solcher Roboter - kann eine primäre Energiequelle und/oder ein primärer Energiespeicher in einem anderen räumlichen Bereich als die elektrischen Motoren angeordnet werden, also insbesondere von den elektrischen Motoren getrennt werden. So kann etwa die elektrische Energie in einem Kraftwerk gewonnen und in einer Produktionsstätte mit Robotern verwendet werden. Diese elektrische Energie kann mittels eines Wechselspannungsnetzes übertragen und dann zur Speisung des Wechselrichters in eine Gleichspannung umgewandelt werden.Particularly in applications with high mechanical loads - such as in industrial robotics - and / or in a stationary application and / or in the use of a plurality of electric motors - such as a robot with a plurality of links, which are moved by electric motors , and / or a robot arrangement with one or more such robots, a primary energy source and / or a primary energy store may be arranged in a different spatial area than the electric motors, that is, in particular be separated from the electric motors. For example, the electrical energy can be recovered in a power plant and used in a production facility with robots. This electrical energy can be transmitted by means of an alternating voltage network and then converted into a DC voltage for feeding the inverter.

Im Generatorbetrieb kann die vom elektrischen Motor erzeugte elektrische Energie, insbesondere zur Steuerung des Bremsens, dem elektrischen Motor entnommen und gespeichert oder in eine andere Energieform umgewandelt werden. Üblicherweise wird diese elektrische Energie mittels eines Ballast-Widerstands in Wärmeenergie umgewandelt. Auch kann diese elektrische Energie in einen Gleichspannungsspeicher gespeist werden, mittels welchem im Motorbetrieb der Wechselrichter und damit der elektrische Motor wieder betrieben werden kann. Außerdem kann diese generierte elektrische Energie mittels eines Rückspeisemoduls, also insbesondere einem netzgeführten Wechselrichter, in das Wechselspannungsnetz zurückgespeist werden. Jedoch bedingt die Verwendung des Ballast-Widerstands eine Wärmeentwicklung, welche insbesondere bei hohen Leistungswerten - etwa bei hohen Lasten und/oder bei der industriellen Robotik - zusätzliche Wärmeabführungsmaßnahmen erforderlich macht. Auch die zur Verfügung stehende Speicherkapazität zur (Zwischen-) Speicherung der elektrischen Energie ist üblicherweise aus technischen und/oder wirtschaftlichen Gründen begrenzt. Schließlich erhöht ein Rückspeisemodul den technischen Aufwand und somit insbesondere den Raumbedarf, die Fehleranfälligkeit und/oder die Kosten.In generator mode, the electrical energy generated by the electric motor, in particular for controlling the braking, can be taken from the electric motor and stored or converted into another form of energy. Usually, this electrical energy is converted by a ballast resistor into heat energy. Also, this electrical energy can be fed into a DC memory, by means of which in motor operation of the inverter and thus the electric motor can be operated again. In addition, this generated electrical energy can be fed back into the AC voltage network by means of a regenerative module, ie in particular a grid-controlled inverter. However, the use of the ballast resistor causes a heat generation, which makes additional heat dissipation measures necessary, especially at high power levels - such as high loads and / or in industrial robotics. Also, the available storage capacity for (intermediate) storage of electrical energy is usually limited for technical and / or economic reasons. Finally, a regenerative module increases the technical complexity and thus in particular the space requirement, the susceptibility to errors and / or the costs.

Der Erfindung liegt als eine Aufgabe zu Grunde, die Effizienz beim Betreiben eines elektrischen Motors im Generatorbetrieb zu verbessern und insbesondere die elektrische Energieeffizienz bei der im Generatorbetrieb dem elektrischen Motor entnommenen elektrischen Energie zu steigern, die Fehleranfälligkeit zu verringern und/oder den Raumbedarf zu reduzieren.The invention is based on an object to improve the efficiency in operating an electric motor in the generator mode and in particular to increase the electrical energy efficiency of the electric power taken in generator operation of the electric motor to reduce the susceptibility to errors and / or reduce the space requirement.

Die Erfindung löst diese Aufgabe jeweils durch ein elektrisches Steuerungssystem gemäß der Lehre des Anspruchs 1, durch ein Verfahren gemäß der Lehre des Anspruchs 14, eine Vorrichtung gemäß der Lehre des Anspruchs 14 und durch eine Roboteranordnung gemäß der Lehre des Anspruchs 15. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind insbesondere Gegenstand der Unteransprüche.The invention solves this problem in each case by an electrical control system according to the teaching of claim 1, by a method according to the teaching of claim 14, an apparatus according to the teaching of claim 14 and by a robot assembly according to the teaching of claim 15. Advantageous embodiments and further developments The present invention is in particular the subject of the dependent claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein elektrisches Steuerungssystem zum gesteuerten Betreiben eines elektrischen Motors, insbesondere für einen Roboter. Das Steuerungssystem weist einen Gleichrichterschaltkreis auf, der eingerichtet ist eine von einem Wechselspannungsnetz bereitgestellte Wechselspannung in eine Gleichspannung umzuwandeln, und eine Mehrkanal-Wechselrichterbaueinheit, welche wenigstens einen ersten Wechselrichterschaltkreis, der einen ersten Wechselspannungskanal bereitstellt, und einen zweiten Wechselrichterschaltkreis, der einen zweiten Wechselspannungskanal bereitstellt, aufweist. Zudem ist ein Gleichspannungs-Zwischenkreis des elektrischen Steuerungssystems eingerichtet, mit der Gleichspannung des Gleichrichterschaltkreises gespeist zu werden, wie Gleichspannung mittels Speicherung von elektrischer Energie zu Puffern und/oder zu glätten und der Mehrkanal-Wechselrichterbaueinheit bereitzustellen. Außerdem ist der erste Wechselrichterschaltkreis, insbesondere mittels einer ersten Konfigurationsschaltung, eingerichtet, am ersten Wechselspannungskanal eine steuerbare Wechselspannung zum gesteuerten Antrieb des elektrischen Motors im Motorbetrieb bereitzustellen und im Generatorbetrieb des elektrischen Motors eine dadurch generierte Wechselspannung in eine Gleichspannung umzuwandeln und zum Gleichspannungs-Zwischenkreis rückzuspeisen. Zudem ist der zweite Wechselrichterschaltkreis, insbesondere mittels einer zweiten Konfigurationsschaltung, eingerichtet, die Gleichspannung am Gleichspannungs-Zwischenkreis in eine Wechselspannung umzuwandeln und diese am zweiten Wechselspannungskanal zur Rückspeisung in das Wechselspannungsnetz bereitzustellen. A first aspect of the invention relates to an electrical control system for the controlled operation of an electric motor, in particular for a robot. The control system includes a rectifier circuit configured to convert an AC voltage provided from an AC power network to a DC voltage, and a multi-channel inverter device including at least a first inverter circuit providing a first AC voltage channel and a second inverter circuit providing a second AC voltage channel; having. In addition, a DC link of the electrical control system is adapted to be fed with the DC voltage of the rectifier circuit, such as DC voltage by means of storage of electrical energy to buffers and / or smooth and to provide the multi-channel inverter assembly. In addition, the first inverter circuit, in particular by means of a first configuration circuit, configured to provide a controllable AC voltage to the first AC voltage channel for controlled drive of the electric motor during engine operation and convert in generator operation of the electric motor thereby generated AC voltage into a DC voltage and fed back to the DC link. In addition, the second inverter circuit, in particular by means of a second configuration circuit, is arranged to convert the DC voltage at the DC intermediate circuit into an AC voltage and to provide this at the second AC voltage channel for feeding back into the AC voltage network.

Insbesondere kann optional der elektrische Motor ein Bestandteil des erfindungsgemäßen elektrischen Steuerungssystems sein. Insbesondere sind der gemeinsam genutzte Schaltkreis und der Gleichspannung-Zwischenkreis voneinander separat.In particular, the electric motor may optionally be a component of the electrical control system according to the invention. In particular, the shared circuit and the DC link are separate from each other.

Im Sinne der Erfindung ist unter einer „Einbaueinheit“ zumindest eine physische Einheit zu verstehen, welche zumindest im Wesentlichen in einem physischen Stück in eine Vorrichtung oder ein System eingebaut werden kann. Insbesondere kann eine Einbaueinheit ein Modul zum Einbau in eine Vorrichtung oder ein System sein. Auch können insbesondere alle Bestandteile der Einbaueinheit in dieser physisch integriert und/oder miteinander physisch verbunden sein. Insbesondere zum physischen Verbinden kann ein Bestandteil von einem anderen Bestandteil räumlich umfasst und/oder physisch gehalten und/oder physisch umschlossen sein. Des Weiteren können die Bestandteile einer solchen Einbaueinheit miteinander formschlüssig, stoffschlüssig, kraftschlüssig und/oder integral verbunden sein.For the purposes of the invention, a "mounting unit" is to be understood as at least one physical unit which can be installed at least substantially in a physical piece in a device or a system. In particular, a mounting unit may be a module for installation in a device or a system. Also, in particular, all components of the installation unit may be physically integrated therein and / or physically connected to one another. In particular for physical connection, a component of another component may be spatially encompassed and / or physically held and / or physically enclosed. Furthermore, the components of such an installation unit can be positively, materially, non-positively and / or integrally connected.

Im Sinne der Erfindung ist eine „physische Verbindung“ insbesondere eine mechanische Verbindung. Insbesondere kann eine physische Verbindung stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig sein. Insbesondere kann eine physische Verbindung mittels eines Verbindungsmittels ausgebildet sein.For the purposes of the invention, a "physical connection" is in particular a mechanical connection. In particular, a physical connection may be cohesive, positive and / or non-positive. In particular, a physical connection may be formed by means of a connection means.

Im Sinne der Erfindung können „Verbindungsmittel“ insbesondere ein Klebstoff, korrespondierende Einrastelemente, Magnete - etwa in Zusammenwirkung mit einem zusätzlichen ferromagnetischen Material -, Schraubverbindungselemente, ein Lötmittel wie Lötzinn, ein Gehäuse oder ein Zusammenschweißen sein.For the purposes of the invention, "connecting means" may be, in particular, an adhesive, corresponding latching elements, magnets, for example in cooperation with an additional ferromagnetic material, screwed connection elements, a solder such as solder, a housing or a welding together.

Im Sinne der Erfindung ist unter einem „Wechselspannungskanal“ zumindest eine Vorrichtung für eine oder mehrere elektrische Spannungen, insbesondere Wechselspannungen, zu verstehen, die eine Anordnung von elektrischen Leitern und/oder elektrischen Anschlüssen für diese elektrischen Spannungen aufweist oder daraus zumindest im Wesentlichen besteht sowie insbesondere bei mehreren elektrischen Spannungen diese zu einer logischen Einheit zusammenfasst. Insbesondere können die Wechselspannungen eines solchen Wechselspannungskanals miteinander in einer physischen oder logischen Beziehung stehen, etwa miteinander korrelieren. So kann etwa ein solcher Wechselspannungskanal die drei Phasen eines Drehstroms zusammenfassen. Alternativ kann ein solcher Wechselspannungskanal für genau eine elektrische (Wechsel-)spannung eingerichtet sein und so insbesondere die eine Phase für ein einphasiges Wechselspannungsnetz oder für einen Wechselstrommotor bereitstellen.For the purposes of the invention, an "alternating voltage channel" is to be understood as at least one device for one or more electrical voltages, in particular alternating voltages, which has or at least essentially consists of an arrangement of electrical conductors and / or electrical connections for these electrical voltages at several electrical voltages this combines into a logical unit. In particular, the AC voltages of such an AC channel may be in a physical or logical relationship with each other, such as correlating with each other. For example, such an AC voltage channel can summarize the three phases of a three-phase current. Alternatively, such an AC voltage channel can be set up for exactly one electrical (alternating) voltage and thus in particular provide one phase for a single-phase AC voltage network or for an AC motor.

Im Sinne der Erfindung kann ein „elektrischer Motor“ insbesondere ein Gleichstrommotor, ein Wechselstrommotor oder ein Drehstrommotor sein. Insbesondere kann dabei auch ein Gleichstrommotor im Motorbetrieb mit einer Wechselspannung im weiteren Sinne versorgt werden, um etwa die Polarität bei der Versorgungsspannung und damit die Laufrichtung des Gleichstrommotors zu wechseln. Auch lässt sich die Laufgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Versorgungsspannung, also insbesondere durch eine Modulation der Versorgungsspannung steuern. Insbesondere generiert auch ein Gleichstrommotor im Generatorbetrieb üblicherweise eine von seiner Laufrichtung und/oder Bewegungsgeschwindigkeit abhängige Spannung, welche zumindest keine konstante Gleichspannung im engeren Sinn ist und/oder gleiche Polarität hat. Entsprechendes gilt für den Wechselstrommotor und den Drehstrommotor.For the purposes of the invention, an "electric motor" may in particular be a DC motor, an AC motor or a three-phase motor. In particular, a DC motor in motor operation can also be supplied with an AC voltage in a broader sense in order to change the polarity of the supply voltage and thus the direction of the DC motor. The running speed can also be controlled as a function of the supply voltage, that is to say in particular by a modulation of the supply voltage. In particular, a DC motor in generator operation usually generates a dependent of its direction of travel and / or movement speed voltage, which is at least no constant DC voltage in the narrower sense and / or has the same polarity. The same applies to the AC motor and the three-phase motor.

Während die Erfindung bezüglich eines elektrischen Motors beschrieben wird, versteht es sich insbesondere, dass eine andere elektrische Maschine oder Komponente, welche in einem ersten durch eine elektrische Spannung angetrieben werden kann und in einem anderen Betriebsmodus eine elektrische Spannung generieren kann, ebenfalls entsprechend des elektrischen Motors, soweit dies technisch möglich ist, gesteuert betrieben werden kann und sich die Erfindung ausdrücklich auch auf das gesteuerte Betreiben einer solchen elektrischen Maschine bezieht.While the invention will be described with reference to an electric motor, it will be understood in particular that a different electrical Machine or component which can be driven in a first by an electrical voltage and in another operating mode can generate an electrical voltage, also according to the electric motor, as far as this is technically possible, can be operated controlled and the invention expressly to the controlled operation of such an electric machine relates.

Im Sinne der Erfindung ist ein „elektrisches Steuerungssystem zum gesteuerten Betreiben eines elektrischen Motors“ ein System, das eingerichtet ist, den elektrischen Motor durch Versorgung und/oder durch Entnehmen von elektrischer Energie zu steuern. Insbesondere kann der elektrische Motor durch die Versorgung mit elektrischer Energie dazu veranlasst werden, diese elektrische Energie in eine mechanische Energie umzuwandeln und somit etwa eine mechanische Last zu bewegen, insbesondere zu beschleunigen. Auch kann der Elektromotor insbesondere durch Anlegen einer bestimmten elektrischen Spannung und/oder eines bestimmten elektrischen Stroms veranlasst werden, eine mechanische Last in einer vorbestimmten Position zu halten, das heißt insbesondere ein Bewegen der mechanischen Last zu unterbinden, etwa indem einer Kraft, welche auf die mechanische Last wirkt, eine entsprechende durch den Elektromotor erzeugte Gegenkraft entgegenwirkt. Durch das Entnehmen von elektrischer Energie kann der Elektromotor insbesondere dazu veranlasst werden, im Generatorbetrieb eine mechanische Energie einer mechanischen Last in eine elektrische Energie abhängig vom Entnehmen umzuwandeln, wobei eine Bewegung der mechanischen Last entsprechend gebremst wird und somit mittels einer Steuerung des Entnehmens steuerbar ist.For the purposes of the invention, an "electrical control system for the controlled operation of an electric motor" is a system which is designed to control the electric motor by supplying and / or by removing electrical energy. In particular, the electric motor can be caused by the supply of electrical energy to convert this electrical energy into mechanical energy and thus to move about a mechanical load, in particular to accelerate. Also, the electric motor can be caused in particular by applying a certain electrical voltage and / or a certain electrical current to hold a mechanical load in a predetermined position, that is, in particular to prevent movement of the mechanical load, such as by a force which on the mechanical load acts counteracts a corresponding counterforce generated by the electric motor. By removing electrical energy, the electric motor can in particular be caused to convert a mechanical energy of a mechanical load into an electrical energy depending on the removal in generator operation, whereby a movement of the mechanical load is correspondingly braked and thus controllable by means of a control of the removal.

Ein Vorteil des Steuerungssystems kann insbesondere darin liegen, dass beim Generatorbetrieb des Elektromotors die generierte elektrische Energie in das Wechselspannungsnetz zurückgespeist werden kann, wodurch die Energieeffizienz gesteigert und eine Wärmeentwicklung vermieden werden kann. Gegenüber einem Steuerungssystem mit einem zusätzlichen Rückspeisemodul ermöglicht die Mehrkanal-Wechselrichterbaueinheit mit dem zweiten Wechselrichterschaltkreis zur Rückspeisung in das Wechselspannungsnetz, die Anzahl der Komponenten zu reduzieren, wodurch sich insbesondere die Fehleranfälligkeit, der Raumbedarf und/oder die Kosten reduzieren lassen. Durch den gemeinsam genutzten Schaltkreis der Mehrkanal-Wechselrichterbaueinheit lassen sich bestimmte elektrische Komponenten der Mehrkanal-Wechselrichterbaueinheit gemeinsam nutzen, so dass für die einzelnen Wechselrichterschaltkreise nicht alle für ihre jeweilige Funktionalitäten - also insbesondere für das gesteuerte Betreiben des elektrischen Motors bzw. für die Spannungsrückspeisung in das Wechselspannungsnetz - benötigten elektrischen Komponenten jeweils einzeln bereitgestellt werden müssen. Auf diese vorteilhafte Weise lassen sich die Fertigungskosten, der Ressourcenbedarf bei der Herstellung und/oder der Raumbedarf verringern.An advantage of the control system may be, in particular, that in the generator operation of the electric motor, the generated electrical energy can be fed back into the alternating voltage network, whereby the energy efficiency can be increased and heat generation can be avoided. In contrast to a control system with an additional regenerative module, the multi-channel inverter module with the second inverter circuit for feeding back into the AC voltage network, the number of components to reduce, which can be reduced in particular the error rate, space requirements and / or costs. Due to the shared circuit of the multi-channel inverter module, certain electrical components of the multi-channel inverter module can be shared, so that not all for their respective functionalities - ie in particular for the controlled operation of the electric motor or for the power supply back into the individual inverter circuits AC power supply - required electrical components must be provided individually. In this advantageous manner, the manufacturing costs, the resource requirements in the production and / or the space required can be reduced.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der erste Wechselrichterschaltkreis mittels einer ersten Konfigurationsschaltung für das gesteuerte Betreiben des elektrischen Motors eingerichtet und der zweite Wechselrichterschaltkreis mittels einer zweiten Konfigurationsschaltung für die Spannungsrückspeisung in das Wechselspannungsnetz eingerichtet. Auf diese vorteilhafte Weise können zusätzliche elektrische Komponenten für die jeweilige Funktionalität - also insbesondere für das gesteuerte Betreiben des elektrischen Motors bzw. für die Spannungsrückspeisung in das Wechselspannungsnetz - bereitgestellt werden.According to one embodiment of the present invention, the first inverter circuit is set up by means of a first configuration circuit for the controlled operation of the electric motor, and the second inverter circuit is set up by means of a second configuration circuit for the voltage feedback into the AC voltage network. In this advantageous manner, additional electrical components for the respective functionality - ie in particular for the controlled operation of the electric motor or for the voltage feedback into the AC voltage network - can be provided.

Bei jeweils spezifischen Konfigurationsschaltungen können zudem insbesondere jeweils nur die für die jeweilige Funktionalität benötigten elektrischen Komponenten bereitgestellt werden und so nicht genutzte elektrische Komponenten reduziert, insbesondere vermieden werden.In addition, in each case specific configuration circuits can in each case be provided only the electrical components required for the respective functionality and thus reduce, and in particular avoid, unused electrical components.

Alternativ können insbesondere die erste und die zweite Konfigurationsschaltung eine gemeinsame Grundschaltung aufweisen, welche durch weitere elektrische Komponenten oder durch ein Einrichten, insbesondere mittels Software oder Schalter, zur ersten bzw. zweiten Konfigurationsschaltung ausgebildet wird. Dabei kann ein Vorteil insbesondere darin liegen, dass die jeweiligen Funktionalitäten des jeweiligen Wechselrichterschaltkreises bedarfsabhängig, insbesondere nach Wunsch des Fachmanns oder softwaregesteuert, angepasst werden können.Alternatively, in particular, the first and the second configuration circuit may have a common base circuit, which is formed by further electrical components or by an adjustment, in particular by means of software or switches, to the first or second configuration circuit. In this case, an advantage may be, in particular, that the respective functionalities of the respective inverter circuit can be adapted as needed, in particular according to the wishes of the expert or software-controlled.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der erste und der zweite Wechselrichterschaltkreis, insbesondere bis auf die jeweilige Konfigurationsschaltung, zumindest im Wesentlichen baugleich. Auf diese vorteilhafte Weise lassen sich beide Wechselrichterschaltkreise in gleicher Weise fertigen und je nach Bedarf und/oder Wunsch des Fachmanns anwendungsspezifisch für die Funktionalitäten des ersten Wechselrichterschaltkreises bzw. des zweiten Wechselrichterschaltkreises einrichten, wodurch der Fertigungsaufwand, die Fertigungskosten und/oder durch eine höhere Stückzahl an gleichen Wechselrichterschaltkreise die Fehlerquote reduziert werden können. Auch kann ein Vorteil des jeweiligen Einrichtens mittels der ersten bzw. der zweiten Konfigurationsschaltung und/oder den baugleichen Wechselrichterschaltkreisen insbesondere darin liegen, dass eine begrenzte Anzahl an unterschiedlichen Mehrkanal-Wechselrichterbaueinheiten für je eine vorbestimmte Anzahl an Wechselspannungskanälen und damit mit einer vorbestimmten Anzahl an Wechselrichterschaltkreisen gefertigt werden können - etwa 2-Kanal-Wechselrichterbaueinheiten, 3-Kanal-Wechselrichterbaueinheiten, 6-Kanal-Wechselrichterbaueinheiten oder 10-Kanal-Wechselrichterbaueinheiten -, wodurch diese aufgrund der höheren Stückzahl kostengünstiger sind und/oder eine geringerer Fehlerquote aufweisen und/oder effizienter - also insbesondere mit geringerem Ressourcenbedarf - gefertigt werden können.According to one embodiment of the present invention, the first and the second inverter circuit, in particular up to the respective configuration circuit, at least substantially identical. In this advantageous manner, both inverter circuits can be finished in the same way and set up according to the needs and / or desire of the skilled person application-specific for the functionalities of the first inverter circuit or the second inverter circuit, whereby the manufacturing cost, the manufacturing costs and / or by a higher number of pieces same inverter circuits the error rate can be reduced. Also, an advantage of the respective setting by means of the first or the second configuration circuit and / or the identical inverter circuits may be, in particular, that a limited number of different multi-channel inverter units for each predetermined number of AC voltage channels and thus with a predetermined number of inverter circuits can be made - such as 2-channel inverter modules, 3-channel inverter modules, 6-channel inverter modules or 10-channel inverter modules - which are cheaper due to the higher number and / or have a lower error rate and / or more efficiently - ie in particular with less resource requirements - can be made.

Auch lassen sich bei einer Mehrkanal-Wechselrichterbaueinheit mit einer vorbestimmten Anzahl an Wechselspannungskanälen solche Wechselspannungskanäle, welche nicht zum Betreiben eines Elektromotors benötigt werden - also insbesondere nicht entsprechend eines ersten Wechselrichterschaltkreises eingerichtet sind -, mittels einer solchen zweiten Konfigurationsschaltung zum Rückspeisen in das Wechselspannungsnetz einrichten und bleiben somit insbesondere nicht ungenutzt. Insbesondere gegenüber der Verwendung eines zusätzlichen Rückspeisemoduls können so die Kosten, die Fehleranfälligkeit und/oder der Raumbedarf reduziert werden. Insbesondere gegenüber einer fehlenden Rückspeisung können so die Energieeffizienz gesteigert und/oder eine Wärmeentwicklung beim Betreiben von elektrischen Motoren, insbesondere bei deren Bremsen im Generatorbetrieb, verringert werden.Also can be in a multi-channel inverter module with a predetermined number of AC voltage channels such AC voltage channels, which are not required to operate an electric motor - so are not set up according to a first inverter circuit - set up by means of such a second configuration circuit for feeding back into the AC network and remain thus in particular not unused. In particular, compared to the use of an additional regenerative module, the costs, the susceptibility to errors and / or the space requirement can be reduced. In particular, compared to a lack of feedback so the energy efficiency can be increased and / or heat generation in the operation of electric motors, especially in their brakes in generator mode, can be reduced.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Mehrkanal-Wechselrichterbaueinheit einen integrierten Schaltkreis auf, welcher die Wechselrichterschaltkreise und den gemeinsam genutzten Schaltkreis oder je zumindest einen Teil dieser Schaltkreise aufweist. Auf diese vorteilhafte Weise lässt sich die Wechselrichterbaueinheit besonders kostengünstig und/oder verlässlich fertigen. Insbesondere lassen sich die Wechselrichterschaltkreise für die Nutzung des gemeinsam genutzten Schaltkreises durch die gemeinsame Fertigung in einem integrierten Schaltkreis aufeinander abstimmen und/oder Fertigungstoleranzen ausgleichen.According to one embodiment of the present invention, the multi-channel inverter assembly comprises an integrated circuit comprising the inverter circuits and the shared circuit or at least a portion of these circuits. In this advantageous manner, the inverter assembly can be manufactured particularly cost-effectively and / or reliably. In particular, the inverter circuits for the use of the shared circuit can be coordinated by the common production in an integrated circuit and / or compensate for manufacturing tolerances.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Mehrkanal-Wechselrichterbaueinheit des Weiteren für wenigstens einen der Wechselspannungskanäle einen Leistungselektronikschaltkreis zum Bereitstellen der Wechselspannung an diesem Wechselspannungskanal auf. Dabei kann insbesondere jener Wechselrichterschaltkreis, welcher diese Wechselspannung bereitstellt, dazu den Leistungselektronikschaltkreis aufweisen oder zumindest mit diesem elektrisch verbunden sein. Insbesondere kann die Mehrkanal-Wechselrichterbaueinheit für jeden der Wechselspannungskanäle jeweils einen derartigen Leistungselektronikschaltkreis aufweisen - also insbesondere der erste Wechselrichterschaltkreis einen ersten Leistungselektronikschaltkreis zum Bereitstellen der Wechselspannung am ersten Wechselspannungskanal aufweisen und der zweite Wechselrichterschaltkreis einen zweiten Leistungselektronikschaltkreis zum Bereitstellen der Wechselspannung am zweiten Wechselspannungskanal aufweisen. Neben den bereits vorhergehend genannten möglichen Vorteilen der Mehrkanal-Wechselrichterbaueinheit - insbesondere bei einer Kombination mit einem integriertem Schaltkreis - kann insbesondere ein Vorteil der Aufteilung der elektrischen Komponenten zumindest in einen Teil, welcher für eine geringere elektrische Leistung - und insbesondere im integrierten Schaltkreis - ausgebildet ist, und einen jeweils zusätzlichen Teil, welcher als Leistungselektronik-Schaltkreis ausgebildet ist, darin liegen, dass die Leistungselektronik-Schaltkreise von den übrigen Schaltkreisen - insbesondere dem integrierten Schaltkreis - räumlich und insbesondere thermisch getrennt werden können, wodurch eine Wärmeentwicklung, welche üblicherweise bei Leistungselektronik auftritt, die übrigen Schaltkreis - insbesondere den integrierten Schaltkreis und/oder insbesondere gegenüber einer Lösung, bei welcher alle Komponenten in einem einzigen integrierten Schaltkreis ausgebildet sind - geringer beeinflusst und/oder stört. Auf diese vorteilhafte Weise kann die Fehleranfälligkeit und/oder der Kühlungsaufwand reduziert werden. Auch lassen sich die elektronischen Komponenten des integrierten Schaltkreises, welche keine elektrische Leistung führen und/oder schalten, mit einer geringeren Strukturgröße und/oder einem geringeren Flächenbedarf auf einem Halbleiterchip fertigen, womit insbesondere der Ressourcenbedarf bei der Fertigung und/oder die Fertigungskosten reduziert werden können.According to an embodiment of the present invention, the multichannel inverter module further comprises, for at least one of the AC voltage channels, power electronics circuitry for providing the AC voltage to that AC voltage channel. In particular, that inverter circuit which provides this alternating voltage can have the power electronics circuit for this purpose or at least be electrically connected to it. In particular, the multi-channel inverter module for each of the AC voltage channels each have such a power electronics circuit - ie in particular the first inverter circuit having a first power electronics circuit for providing the AC voltage to the first AC voltage channel and the second inverter circuit having a second power electronics circuit for providing the AC voltage to the second AC channel. In addition to the above-mentioned possible advantages of the multi-channel inverter module - especially when combined with an integrated circuit - can in particular an advantage of the division of the electrical components at least in a part, which for a lower electrical power - and in particular in the integrated circuit - is formed , And each additional part, which is designed as power electronics circuit, are that the power electronics circuits of the other circuits - in particular the integrated circuit - spatially and in particular thermally separated, creating a heat generation, which usually occurs in power electronics , the other circuit - in particular the integrated circuit and / or in particular compared to a solution in which all components are formed in a single integrated circuit - less influenced and / or disturbs. In this advantageous manner, the susceptibility to errors and / or the cooling effort can be reduced. Also, the electronic components of the integrated circuit, which do not conduct electrical power and / or switch, with a smaller feature size and / or a smaller footprint on a semiconductor chip manufacture, which in particular the resource requirements in the production and / or manufacturing costs can be reduced ,

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der gemeinsam genutzte Schaltkreis eingerichtet, eine oder mehrere Betriebsspannungen, eine oder mehrere Referenzspannungen, eine oder mehrere Hilfsspannungen, einen oder mehrere Betriebsströme, einen oder mehrere Referenzströme, einen oder mehrere Hilfsströme und/oder eines oder mehrere Steuerungssignale oder eine Kombination von wenigstens zweien davon für die Wechselrichterschaltkreise bereitzustellen und/oder eines oder mehrere Kontrollsignale zu empfangen.According to one embodiment of the present invention, the shared circuit is arranged, one or more operating voltages, one or more reference voltages, one or more auxiliary voltages, one or more operating currents, one or more reference currents, one or more auxiliary currents, and / or one or more control signals to provide a combination of at least two of them for the inverter circuits and / or to receive one or more control signals.

Im Sinne der Erfindung ist unter einer „Betriebsspannung zumindest eine elektrische Spannung zu verstehen, welche zum Betreiben einer weiteren elektrischen Komponente - insbesondere zum Versorgen mit elektrischer Energie - dient. Insbesondere werden solche Spannungen auch Versorgungsspannungen genannt. Insbesondere kann eine Betriebsspannung für eine elektrische - oder insbesondere elektronische - Komponente in einem Spannungsbereich zwischen 0,5 V und 30 V liegen. Auch kann zusätzlich zu einer solchen Betriebsspannung eine entsprechende Betriebsspannung mit umgekehrter Polarität bereitgestellt werden sowie insbesondere ein Massezweig, dessen Spannungspotenzial mittig zwischen diesen beiden Spannungen liegt und üblicherweise das Potenzial der Erdung aufweist, bereitgestellt werden. Insbesondere wird eine Betriebsspannung derart bereitgestellt, dass diese zumindest im Wesentlichen eine konstante Gleichspannung ist und/oder das Bereitstellen dieser Betriebsspannung für einen vordefinierten Strombereich, welcher insbesondere dem zu erwartenden Energiebedarf der zu versorgenden elektrischen Komponente, insbesondere eines zu versorgenden Schaltkreises, entspricht, zumindest im Wesentlichen unabhängig von der jeweiligen Stromlast ist. Für eine Steuerungselektronik, welche keine Leistungselektronik ist oder deren Leistungselektronikteil separiert ist, könnten insbesondere etwa Betriebsspannungen mit +12 V, 0 V, -12 V sowie für einen Strombereich von 0 A bis 5 A, insbesondere durch den gemeinsam genutzten Schaltkreis, bereitgestellt werden.For the purposes of the invention, an "operating voltage" is to be understood as meaning at least one electrical voltage which is used to operate a further electrical component-in particular to supply it with electrical energy. In particular, such voltages are also called supply voltages. In particular, an operating voltage for an electrical component or in particular an electronic component can be in a voltage range between 0.5 V and 30 V. Also, in addition to such an operating voltage, a corresponding operating voltage with the opposite polarity can be provided, and in particular a ground branch whose Voltage potential centered between these two voltages and usually has the potential of grounding, be provided. In particular, an operating voltage is provided such that it is at least substantially a constant DC voltage and / or providing this operating voltage for a predefined current range, which corresponds in particular to the expected energy requirement of the electrical component to be supplied, in particular a circuit to be supplied, at least in Is essentially independent of the respective power load. For control electronics, which is not power electronics or their power electronics part is separated, in particular about operating voltages of +12 V, 0 V, -12 V and for a current range of 0 A to 5 A, in particular by the shared circuit, could be provided.

Im Sinne der Erfindung ist unter einer „Referenzspannung“ zumindest eine elektrische Spannung zu verstehen, welche einen vordefinierten Wert oder eine vordefinierte Modulation an Werten hat. Insbesondere dient eine Referenzspannung üblicherweise nicht der Versorgung eines elektrischen Schaltkreises mit elektrischer Energie, sondern definiert für diesen Schaltkreis einen vorbestimmten Spannungswert - also insbesondere eine Spannungsreferenz bzw. Potentialreferenz -, welcher für die Funktion des Schaltkreises benötigt wird und daher eine, insbesondere gegenüber einer Betriebsspannung, höhere Anforderungen an seine Genauigkeit und/oder Rauscharmut hat.For the purposes of the invention, a "reference voltage" is to be understood as meaning at least one electrical voltage which has a predefined value or a predefined modulation of values. In particular, a reference voltage usually does not serve to supply an electrical circuit with electrical energy, but rather defines a predetermined voltage value for this circuit-that is to say a voltage reference or potential reference-which is required for the function of the circuit and therefore one, in particular with respect to an operating voltage. has higher demands on its accuracy and / or low noise.

Im Sinne der Erfindung ist unter einer „Hilfsspannung“ eine elektrische Spannung zu verstehen, welche ähnlich einer Betriebsspannung der Versorgung mit elektrischer Energie für einen Schaltkreis dient und/oder ähnlich einer Referenzspannung als Spannungsreferenz für diesen Schaltkreis dient. Insbesondere sind dabei jedoch die Anforderungen an die Genauigkeit und/oder Rauscharmut, mit welcher der Spannungswert der Hilfsspannung bereitgestellt wird, gegenüber einer Referenzspannung und/oder auch gegenüber einer Betriebsspannung geringer. Auch kann insbesondere der mit dieser Hilfsspannung zu liefernde elektrische Strom geringer als bei einer Betriebsspannung sein. Üblicherweise dienen Hilfsspannungen bei einem Schaltkreis dazu, eine oder mehrere elektrische Komponenten in einen vorbestimmten Spannungsbereich zu bringen, wobei es auf den jeweils genauen Spannungswert zumindest im Wesentlichen nicht ankommt. Vielmehr kann insbesondere es lediglich erforderlich sein, dass diese Hilfsspannung größer oder kleiner als eine andere oder zumindest im Wesentlichen gleich einer anderen Spannung, etwa einer Betriebsspannung oder Referenzspannung, ist. Mittels einer solchen Hilfsspannung lassen sich außerdem elektrische Komponenten, welche aufgrund einer Art ihres Energiebedarfs Störungen bei anderen elektrischen Komponenten verursachen würden, von diesen elektrisch trennen.For the purposes of the invention, an "auxiliary voltage" is to be understood as meaning an electrical voltage which is similar to an operating voltage of the supply of electrical energy for a circuit and / or serves as a voltage reference for this circuit, similar to a reference voltage. In particular, however, the requirements on the accuracy and / or low noise, with which the voltage value of the auxiliary voltage is provided, compared to a reference voltage and / or compared to an operating voltage lower. In particular, the electric current to be supplied with this auxiliary voltage may be lower than at an operating voltage. Usually, auxiliary voltages in a circuit serve to bring one or more electrical components into a predetermined voltage range, wherein the respective exact voltage value at least substantially does not matter. Rather, in particular, it may merely be necessary for this auxiliary voltage to be greater or smaller than another or at least substantially equal to another voltage, for example an operating voltage or reference voltage. By means of such an auxiliary voltage can also be electrical components that would cause interference with other electrical components due to a type of their energy requirements, electrically separate from them.

Im Sinne der Erfindung gilt Entsprechendes für einen „Betriebsstrom“, einen „Referenzstrom“ bzw. einen „Hilfsstrom“.According to the invention, the same applies to an "operating current", a "reference current" or an "auxiliary current".

Ein Vorteil des gemeinsam genutzten Schaltkreises, welcher zur Bereitstellung einer Betriebsspannung, einer Referenzspannung, einer Hilfsspannung, eines Betriebsstroms, eines Referenzstroms eines Hilfsstroms und/oder eines Steuerungssignal und/oder zum Empfangen eines Kontrollsignals eingerichtet ist, kann insbesondere darin liegen, dass dieser eine Betriebsspannung etc. für mehrere der Wechselrichterschaltkreise liefern kann. Auf diese vorteilhafte Weise lassen sich Bereitstellung von Betriebsspannungen, Referenzspannungen etc. im gemeinsam genutzten Schaltkreis bündeln, womit insbesondere für die Mehrkanal-Wechselrichterbaueinheit die Anzahl an benötigten elektrischen Komponenten reduziert werden kann.An advantage of the shared circuit, which is set up to provide an operating voltage, a reference voltage, an auxiliary voltage, an operating current, a reference current of an auxiliary current and / or a control signal and / or for receiving a control signal, may be, in particular, that this an operating voltage etc. can supply for several of the inverter circuits. In this advantageous manner, provision of operating voltages, reference voltages, etc. can be bundled in the shared circuit, so that the number of required electrical components can be reduced, in particular for the multi-channel inverter assembly.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der gemeinsam genutzte Schaltkreis ein Mittel, insbesondere eine Datenverarbeitungseinrichtung, auf, welches eingerichtet ist, ein Kontrollsignal zu empfangen und basierend darauf ein Steuerungssignal für wenigstens einen der Wechselrichterschaltkreise zu bestimmen, mittels welchem dieser Wechselrichterschaltkreis steuerbar ist.According to an embodiment of the present invention, the shared circuit comprises means, in particular a data processing device, which is adapted to receive a control signal and to determine based thereon a control signal for at least one of the inverter circuits by means of which this inverter circuit is controllable.

Im Sinne der Erfindung ist unter „Steuern“ insbesondere auch „Regeln“ zu verstehen. Dazu ist ein Steuerungssystem - oder auch eine Steuerungsvorrichtung, eine Steuerungseinrichtung, eine Steuerungseinheit oder eine Steuerungskomponente - vorzugsweise eingerichtet, eine oder mehrere Eingangsgrößen, insbesondere eines oder mehrere Kontrollsignale, zu empfangen, diese zu verarbeiten und basierend darauf eine oder mehrere Ausgangsgrößen, insbesondere eines oder mehrere Steuerungssignale, zu berechnen, mittels derer ein zu steuerndes System - oder entsprechend auch eine Vorrichtung, Einrichtung, Einheit oder Komponente - gesteuert bzw. angesteuert wird. Insbesondere kann dabei die Rückwirkung der geänderten Ausgangsgrößen auf die Eingangsgrößen über das gesteuerte System zusammen mit der Berechnung der Ausgangsgrößen auf Basis der Eingangsgrößen eine Regelungsschleife ausbilden. Insbesondere kann dabei ein Steuerungssystem ein Mittel zur Berechnung der Ausgangsgrößen aufweisen.For the purposes of the invention, "taxes" are to be understood in particular as "rules". For this purpose, a control system-or else a control device, a control device, a control unit or a control component-is preferably set up to receive one or more input variables, in particular one or more control signals, to process them and, based thereon, one or more output variables, in particular one or more a plurality of control signals, by means of which a system to be controlled - or correspondingly also a device, device, unit or component - is controlled or controlled. In particular, the feedback effect of the changed output variables on the input variables via the controlled system together with the calculation of the output variables on the basis of the input variables can form a control loop. In particular, a control system may have a means for calculating the output variables.

Im Sinne der Erfindung kann ein „Mittel“ hard- und/oder softwaretechnisch ausgebildet sein, insbesondere eine, vorzugsweise mit einem Speicher- und/oder Bussystem daten- bzw. signalverbundene, insbesondere digitale, Datenverarbeitungseinrichtung, Verarbeitungs-, insbesondere Mikroprozessoreinheit (CPU), und/oder ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die CPU kann dazu ausgebildet sein, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abzuarbeiten, Eingangssignale - also insbesondere Eingangsgrößen - von einem Datenbus zu erfassen und/oder Ausgangssignale - also insbesondere Ausgangsgrößen - an einen Datenbus abzugeben. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Speichermedien, insbesondere optische, magnetische, Festkörper- und/oder andere nicht-flüchtige Medien aufweisen. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, so dass die CPU die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit insbesondere das Steuerungssystem, die Mehrkanal-Wechselrichterbaueinheit oder einen Teil davon und somit den elektrischen Motor steuern kann.For the purposes of the invention, a "means" may be designed in terms of hardware and / or software technology, in particular a data-connected or signal-connected, in particular digital, preferably with a memory and / or bus system. Data processing device, processing, in particular microprocessor unit (CPU), and / or one or more programs or program modules. The CPU can be configured to process commands implemented as a program stored in a memory system, to acquire input signals-that is to say in particular input variables-from a data bus and / or to output output signals-that is, in particular output variables-to a data bus. A storage system may comprise one or more, in particular different, storage media, in particular optical, magnetic, solid state and / or other non-volatile media. The program may be arranged to be capable of embodying the methods described herein so that the CPU may perform the steps of such methods and thereby control, in particular, the control system, the multi-channel inverter assembly or a portion thereof, and thus the electric motor can.

Ein Computerprogrammprodukt kann in einer Ausführungsform ein, insbesondere nicht-flüchtiges, Speichermedium zum Speichern eines Programms bzw. mit einem darauf gespeicherten Programm aufweisen, insbesondere sein, wobei ein Ausführen dieses Programms ein System bzw. eine Steuerung, insbesondere einen Computer oder eine Datenverarbeitungseinrichtung, dazu veranlasst, ein hier beschriebenes Verfahren bzw. einen oder mehrere seiner Schritte auszuführen.In one embodiment, a computer program product may include, in particular, a storage medium for storing a program or a program stored thereon, in particular a nonvolatile storage medium, a program or a controller, in particular a computer or a data processing device, being added to this program causes to perform a method described herein or one or more of its steps.

Im Sinne der Erfindung ist unter „auf Basis“ zumindest „bedingt durch“ und/oder „in Abhängigkeit von“ zu verstehen. Insbesondere kann das Bestimmen eines oder mehrerer zu bestimmender Parameter auf Basis von Daten - insbesondere Sensordaten -, einer Eingangsgröße, eines oder mehrerer vorhergehender Parameter, eines Kontrollsignals oder einer Kombination daraus erfolgen. Dabei kann das Ergebnis, das heißt die bestimmten Parameter, von einem Teil der Basis, auf welcher das Bestimmen basiert, - insbesondere funktional, insbesondere linear oder polynomial - abhängen, während das Ergebnis von einem anderen Teil der Basis nicht abhängt. Auch kann die Abhängigkeit durch einem Teil der Basis bedingt werden, das heißt insbesondere, dass dieser Teil der Basis bedingt, von welchen Teilen der Basis das Ergebnis abhängt. Entsprechendes gilt für das Steuern oder Ansteuern, insbesondere auf Basis von Parametern, Eingangsgrößen, Kontrollstellen oder Daten.For the purposes of the invention, "based on" is to be understood as at least "conditioned by" and / or "as a function of". In particular, the determination of one or more parameters to be determined on the basis of data - in particular sensor data -, an input variable, one or more previous parameters, a control signal or a combination thereof. In this case, the result, that is to say the specific parameters, may depend on a part of the basis on which the determination is based-in particular functionally, in particular linearly or polynomially-while the result does not depend on another part of the basis. Also, the dependency may be due to a part of the base, that is, in particular, that this part of the base conditionally determines from which parts of the base the outcome depends. The same applies to the control or activation, in particular based on parameters, input variables, control points or data.

Im Sinne der Erfindung ist unter „eingerichtet“ zu verstehen, dass eine Vorrichtung nicht nur prinzipiell geeignet ist, eine bestimmte Funktion zu erfüllen - etwa erst nachdem ein bestimmter Programmcode aufgespielt worden ist, also die Vorrichtung programmiert worden ist, oder die Vorrichtung in bestimmter Weise ausgeformt worden ist -, sondern die Vorrichtung bereits alle Mittel besitzt, um die Funktion tatsächlich zu erfüllen. Vorzugsweise ist dazu die Vorrichtung bereits mit einem Programmcode für diese Funktion programmiert und/oder bereits so geformt und/oder so angeordnet und/oder weist dazu bereits eine solche Konfiguration auf, das die Vorrichtung die Funktion - also insbesondere eine oder mehrere Funktionalitäten - tatsächlich erfüllt.For the purposes of the invention, "set up" means that a device is not only suitable in principle to perform a specific function - for example only after a specific program code has been loaded, that is to say when the device has been programmed, or the device has been determined in a specific way but the device already has all the means to actually perform the function. For this purpose, the device is preferably already programmed with a program code for this function and / or already shaped and / or arranged and / or already has such a configuration that the device actually fulfills the function - ie in particular one or more functionalities ,

Ein Vorteil des gemeinsam genutzten Schaltkreises mit der Datenverarbeitungseinrichtung kann insbesondere darin liegen, dass dieser ein Kontrollsignal bzgl. dem Steuern eines oder mehrerer der Wechselrichterschaltkreise empfangen kann und/oder dieser ausgebildet ist mehrere der Wechselrichterschaltkreise, insbesondere basierend auf einem oder mehrerer Kontrollsignale, mittels eines oder mittels mehrerer Steuersignale zu steuern. Auf diese vorteilhafte Weise lässt sich das Steuern im gemeinsam genutzten Schaltkreis bündeln, womit insbesondere für die Mehrkanal-Wechselrichterbaueinheit weniger elektrische Komponenten benötigt werden. Außerdem lassen sich die Funktionalitäten insbesondere durch eine Software die Datenverarbeitungseinrichtung nach Wunsch des Fachmanns an die jeweilige Anwendung anpassen.An advantage of the shared circuit with the data processing device may be, in particular, that it can receive a control signal with respect to the control of one or more of the inverter circuits and / or it is configured several of the inverter circuits, in particular based on one or more control signals by means of one or to control by means of several control signals. In this advantageous manner, the control can be bundled in the shared circuit, which in particular for the multi-channel inverter module less electrical components are needed. In addition, the functionalities can be adapted to the particular application, in particular by means of software, the data processing device as desired by the person skilled in the art.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Wechselspannungskanal der Wechselspannungskanäle einphasig oder mehrphasig ausgebildet. Auf diese vorteilhafte Weise lässt sich bzw. lassen sich mittels eines Wechselspannungskanals eine oder mehrere Phasen einer Wechselspannung bereitstellen.According to one embodiment of the present invention, an AC voltage channel of the AC voltage channels is formed in a single-phase or polyphase. In this advantageous manner can be or can provide one or more phases of an AC voltage by means of an AC voltage channel.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher mehrere Wechselspannungskanäle einphasig ausgebildet sind, sind von diesen mehrere zu einem entsprechend mehrphasigen Wechselspannungskanal verbunden.According to one embodiment of the present invention, in which a plurality of AC voltage channels are formed in a single phase, a plurality of these are connected to a corresponding multi-phase AC voltage channel.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein Wechselrichterschaltkreis der Wechselrichterschaltkreise, welcher zur Bereitstellung einer Wechselspannung für einen einphasigen Wechselspannungskanal eingerichtet ist, eine steuerbare, einphasige H-Brücke auf. Auf diese vorteilhafte Weise lässt sich der Teil des Wechselrichterschaltkreises mit Leistungselektronik-Komponenten von einem weiteren Teil des Wechselrichterschaltkreises zur Steuerung der Leistungselektronik-Komponenten trennen, womit insbesondere die Verlässlichkeit gesteigert und/oder die Fertigungskosten und/oder der Ressourcenbedarf bei der Fertigung reduziert werden können. Insbesondere kann in einer Variante der vorliegenden Erfindung die einphasige H-Brücke mittels einer Pulsweitenmodulation gesteuert werden. According to an embodiment of the present invention, an inverter circuit of the inverter circuits, which is arranged to provide an AC voltage for a single-phase AC voltage channel, has a controllable single-phase H-bridge. In this advantageous manner, the part of the inverter circuit with power electronics components can be separated from another part of the inverter circuit for controlling the power electronics components, which in particular increases the reliability and / or the manufacturing costs and / or resource requirements can be reduced during manufacture. In particular, in a variant of the present invention, the single-phase H-bridge can be controlled by means of a pulse width modulation.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein Wechselrichterschaltkreis der Wechselrichterschaltkreise, welcher zur Bereitstellung einer Wechselspannung für einen dreiphasigen Wechselspannungskanal eingerichtet ist, eine steuerbare, dreiphasige H-Brücke, insbesondere mit drei Halbbrücken, auf. Auf diese vorteilhafte Weise lässt sich der Teil des Wechselrichterschaltkreises mit Leistungselektronik-Komponenten, insbesondere die dreiphasigen H-Brücke, von einem weiteren Teil des Wechselrichterschaltkreises zur Steuerung der Leistungselektronik-Komponenten trennen, womit insbesondere die Verlässlichkeit gesteigert und/oder die Fertigungskosten und/oder der Ressourcenbedarf bei der Fertigung reduziert werden können. Insbesondere kann in einer Variante der vorliegenden Erfindung die dreiphasige H-Brücke mittels einer Pulsweitenmodulation gesteuert werden.According to one embodiment of the present invention, an inverter circuit of the inverter circuits, which is arranged to provide an AC voltage for a three-phase AC voltage channel, a controllable, three-phase H-bridge, in particular with three half-bridges on. In this advantageous manner, the part of the inverter circuit with power electronics components, in particular the three-phase H-bridge, can be separated from another part of the inverter circuit for controlling the power electronics components, thus increasing the reliability and / or the production costs and / or the Resource requirements during production can be reduced. In particular, in a variant of the present invention, the three-phase H-bridge can be controlled by means of a pulse width modulation.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entspricht die Anzahl der am zweiten Wechselspannungskanal mittels des zweiten Wechselrichterschaltkreises bereitgestellten Phasen der Anzahl an Phasen des Wechselspannungsnetzes. Insbesondere kann so in einer Variante für ein einphasiges Wechselspannungsnetz - also insbesondere zur Rückspeisung in ein einphasiges Wechselspannungsnetz - der zweite Wechselspannungskanal mit dem zweiten Wechselrichterschaltkreis eingerichtet sein, eine Phase, insbesondere genau eine Phase, bereitzustellen. Insbesondere und alternativ kann so in einer Variante für ein dreiphasiges Wechselspannungsnetz, insbesondere für ein Drehstromnetz, - also insbesondere zur Rückspeisung in ein dreiphasiges Wechselspannungsnetz, insbesondere Drehstromnetz - der zweite Wechselspannungskanal mit dem zweiten Wechselrichterschaltkreis eingerichtet sein, wenigstens drei Phasen, insbesondere genau drei Phasen, bereitzustellen. Auf diese vorteilhafte Weise kann insbesondere in jede Phase des Wechselspannungsnetzes eine elektrische Energie, insbesondere von dem Gleichspannungs-Zwischenkreis und/oder dem elektrischen Motor im Generatorbetrieb, rückgespeist werden, womit insbesondere eine ungleiche Lastverteilung auf die unterschiedlichen Phasen des Wechselspannungsnetzes vermieden oder - bei entsprechender Steuerung - sogar ausgeglichen werden kann.According to an embodiment of the present invention, the number of phases provided on the second AC voltage channel by means of the second inverter circuit corresponds to the number of phases of the AC voltage network. In particular, in a variant for a single-phase AC voltage network - that is to say in particular for feeding back into a single-phase AC voltage network - the second AC voltage channel can be set up with the second inverter circuit to provide a phase, in particular exactly one phase. In particular and alternatively, in a variant for a three-phase alternating voltage network, in particular for a three-phase system, ie in particular for feeding back into a three-phase alternating voltage network, in particular a three-phase system, the second alternating voltage channel can be set up with the second inverter circuit, at least three phases, in particular exactly three phases. provide. In this advantageous manner, in particular in each phase of the alternating voltage network, an electrical energy, in particular from the DC link and / or the electric motor in the generator mode, be fed back, which in particular avoids an uneven load distribution to the different phases of the AC mains or - with appropriate control - can even be compensated.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die zweite Konfigurationsschaltung zur Induktivitätsanpassung eine Drosselschaltung oder einen Transformator mit einer Anzahl an Phasen, welche der Anzahl an Phasen des Wechselspannungsnetzes und/oder des zweiten Wechselspannungskanals entspricht, auf. Ein Vorteil der Drosselschaltung bzw. des Transformators kann insbesondere darin liegen, dass mittels dieser bzw. diesem die Induktivitäten des zweiten Wechselrichterschaltkreises an die Induktivitäten des Wechselspannungsnetzes angepasst werden können und somit eine effiziente Leistungseinspeisung in das Wechselspannungsnetz ermöglicht wird. Außerdem kann insbesondere durch die Anzahl an Phasen der Drosselschaltung bzw. des Transformators jeweils eine Wechselspannung in je eine Phase des Wechselspannungsnetzes eingespeist werden. Insbesondere lässt sich zudem durch eine galvanische Trennung mittels des Transformators die Betriebssicherheit des elektrischen Steuerungssystems erhöhen.According to an embodiment of the present invention, the second inductance matching configuration circuit comprises a choke circuit or a transformer having a number of phases corresponding to the number of phases of the AC mains and / or the second AC voltage channel. An advantage of the choke circuit or of the transformer can be, in particular, that by means of this or this the inductances of the second inverter circuit can be adapted to the inductances of the AC voltage network and thus an efficient power supply to the AC mains is made possible. In addition, in particular by the number of phases of the choke circuit or of the transformer in each case an AC voltage in each case a phase of the AC voltage network can be fed. In particular, can be increased by a galvanic isolation by means of the transformer, the reliability of the electrical control system.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die zweite Konfigurationsschaltung eingerichtet, die am zweiten Wechselspannungskanal bereitgestellte Wechselspannung, insbesondere in Zusammenwirkung mit dem zweiten Wechselrichterschaltkreis, in ihrer Amplitude so anzupassen, insbesondere zu erhöhen, dass diese in das Wechselspannungsnetz rückspeisbar ist. Auf diese vorteilhafte Weise lässt sich die bereitgestellte Wechselspannung - also etwa die vom elektrischen Motor generierte elektrische Energie - auch dann in das Wechselspannungsnetz rückspeisen, wenn eine Amplitude einer Wechselspannung des Wechselspannungsnetz höher ist als die Gleichspannung beim Gleichspannungs-Zwischenkreis und/oder als die maximal mögliche Amplitude beim zweiten Wechselspannungskanal. Auch lässt sich die bereitgestellte Wechselspannung in das Wechselspannungsnetz rückspeisen, wenn die Amplitude der Wechselspannung im Wechselspannungsnetz, in welches zurückgespeist werden soll, geringer als sie minimal mögliche Amplitude beim zweiten Wechselspannungskanal ist.According to one embodiment of the present invention, the second configuration circuit is adapted to adapt the amplitude of the alternating voltage provided on the second alternating voltage channel, in particular in cooperation with the second inverter circuit, in particular to increase the latter so that it can be fed back into the alternating voltage network. In this advantageous manner, the provided AC voltage - ie about the electrical energy generated by the electric motor - can also be fed back into the AC mains if an amplitude of an AC voltage of the AC mains is higher than the DC voltage in the DC bus and / or as the maximum possible Amplitude at the second AC channel. Also, the provided AC voltage can be fed back into the AC voltage network, if the amplitude of the AC voltage in the AC voltage network, in which is to be fed back, less than it is the minimum possible amplitude in the second AC voltage channel.

In einer vorteilhaften Variante kann dazu die zweite Konfigurationsschaltung einen Transformator aufweisen, welcher die an seiner Primärseite anliegende Wechselspannung von dem zweiten Wechselspannungskanal auf seiner mit dem Wechselspannungsnetz verbindbaren - das heißt insbesondere verbundenen - Sekundärseite zu einer höheren bzw. niedrigeren Wechselspannung transformiert, also insbesondere die Amplitude der Wechselspannung erhöht bzw. verringert.In an advantageous variant, the second configuration circuit can have a transformer for this purpose, which transforms the alternating voltage applied to its primary side to a higher or lower alternating voltage on its secondary side connectable to the AC voltage network, that is to say in particular connected, ie in particular the amplitude the AC voltage increases or decreases.

Auch kann in einer vorteilhaften Variante die zweite Konfigurationsschaltung eine Drosselschaltung aufweisen und der zweite Wechselrichterschaltkreis und/oder insbesondere die Steuerung des zweiten Wechselrichterschaltkreises eingerichtet sein, am zweiten Wechselspannungskanal eine Wechselspannung so zu erzeugen, dass diese mittels der Drosselschaltung bei einer Verbindung mit dem Wechselspannungsnetz erhöht wird.Also, in an advantageous variant, the second configuration circuit may include a choke circuit and the second inverter circuit and / or the controller of the second inverter circuit may be configured to generate an AC voltage at the second AC voltage channel such that it is increased by the choke circuit when connected to the AC mains ,

Das elektrische Steuerungssystem weist in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung des Weiteren einen Netzeingang zum Anschluss an das Wechselspannungsnetz, einen Netzausgang für die Rückspeisung in das Wechselspannungsnetz oder einen kombinierten Netzanschluss auf. Ein Vorteil des kombinierten Netzanschlusses kann insbesondere darin liegen, dass zum Anschließen des Steuerungssystems an das Wechselspannungsnetz nur ein Anschluss erforderlich ist und somit insbesondere das Anschließen erleichtert wird und/oder Fehler beim Anschließen - etwa eine nicht angeschlossene Rückspeisung - vermieden werden können. Demgegenüber kann ein Vorteil von einem separaten Netzeingang und Netzausgang insbesondere darin liegen, dass diese an verschiedene Wechselspannungsnetze angeschlossen werden können und somit verschiedene Konfigurationsmöglichkeiten erzielt werden können - insbesondere der Netzausgang nach Wunsch des Fachmanns auch nicht angeschlossen werden kann, etwa da bei einer bestimmten Anwendung eine Rückspeisung nicht erwünscht ist.The electrical control system further comprises, in one embodiment of the present invention, a power input for connection to the AC power network, a power output for feeding back into the AC power grid or a combined power connection. An advantage of the combined mains connection can be, in particular, that only one connection is required for connecting the control system to the AC voltage network and thus, in particular, the connection is facilitated and / or errors during connection - such as a non-connected regenerative feedback - can be avoided. In contrast, an advantage of a separate network input and network output in particular be that they can be connected to different AC networks and thus various configuration options can be achieved - in particular the network output to the desire of the skilled person also can not be connected, such as in a particular application Regenerative feedback is not desired.

Das elektrische Steuerungssystem weist in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche einen Netzausgang und/oder einen kombinierten Netzanschluss aufweist, des Weiteren eine Netzphasenbestimmungsvorrichtung auf. Dabei ist die Netzphasenbestimmungsvorrichtung eingerichtet, eine oder mehrere Phasenlagen einer oder mehrerer Phasen des Wechselspannungsnetzes am Netzausgang bzw. am kombinierten Netzanschluss zu bestimmen. Zudem ist die Mehrkanal-Wechselrichterbaueinheit eingerichtet, am zweiten Wechselspannungskanal die Wechselspannung so bereitzustellen, dass diese mit passender - also insbesondere gleicher Phasenlage oder mit einer derartigen Phasenlage, dass die jeweilige Phase der entsprechenden Phase beim Wechselspannungsnetz nach der Induktivitätsanpassung entspricht, - in das Wechselspannungsnetz rückgespeist werden kann. Durch die Bestimmung der Phasen des Wechselspannungsnetzes und die Anpassung der Phasen bei der Rückspeisung lassen sich insbesondere Störungen des Wechselspannungsnetzes vermeiden und/oder die Effizienz bei der Rückspeisung erhöhen.The electrical control system further comprises a network phase determination device in an embodiment of the present invention having a network output and / or a combined network connection. In this case, the network phase determination device is set up to determine one or more phase positions of one or more phases of the AC voltage network at the network output or at the combined network connection. In addition, the multichannel inverter module is set up to provide the AC voltage at the second AC voltage channel so that it is fed back into the AC voltage network with a matching phase relationship or with a phase relationship such that the respective phase of the corresponding phase corresponds to the AC voltage network after the inductance adjustment can be. By determining the phases of the alternating voltage network and the adaptation of the phases in the feedback can be avoided in particular disturbances of the AC voltage network and / or increase the efficiency of the return feed.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Gleichspannungs-Zwischenkreis einen oder mehrere Kondensatoren auf. Durch die Kondensatoren lässt sich elektrische Energie vorteilhaft speichern und damit die Gleichspannung im Gleichspannungs-Zwischenkreis puffern und/oder glätten.According to one embodiment of the present invention, the DC link has one or more capacitors. The capacitors can advantageously store electrical energy and thus buffer and / or smooth the DC voltage in the DC intermediate circuit.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das elektrische Steuerungssystem, insbesondere der Gleichspannungs-Zwischenkreis, einen Ballast-Widerstand auf. Zudem ist das elektrische Steuerungssystem, insbesondere mittels einer Datenverarbeitungseinrichtung und/oder elektrischen Verbindungen sowie elektrischen Schaltern, eingerichtet, wenn die Gleichspannung - insbesondere beim Gleichspannungs-Zwischenkreis - einen bezüglich der Rückspeisung definierten Spannungsschwellwert erreicht oder überschreitet, den Ballastwiderstand so mit dem Gleichspannungs-Zwischenkreis zu verbinden, dass elektrische Energie von dem Gleichspannungs-Zwischenkreis mittels des Ballastwiderstands in thermische Energie umgewandelt wird. Auf diese vorteilhafte Weise lässt sich ein Überschreiten der Gleichspannung über einen vorbestimmten Schwellwert, insbesondere eine Überspannung im Gleichspannungs-Zwischenkreis, vermeiden.According to one embodiment of the present invention, the electrical control system, in particular the DC link, a ballast resistor. In addition, the electrical control system, in particular by means of a data processing device and / or electrical connections and electrical switches, set up when the DC voltage - reaches or exceeds a defined with respect to the recovery voltage threshold value - in particular in the DC-DC link, the ballast resistor so with the DC link connect that electrical energy from the DC link is converted by the ballast resistor into thermal energy. In this advantageous manner, it is possible to avoid exceeding the DC voltage above a predetermined threshold value, in particular an overvoltage in the DC intermediate circuit.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das elektrische Steuerungssystem, insbesondere mittels einer Datenverarbeitungseinrichtung und/oder elektrischen Verbindungen sowie elektrischen Schaltern, eingerichtet, wenn die Gleichspannung - insbesondere beim Gleichspannungs-Zwischenkreis - einen bezüglich der Rückspeisung definierten Spannungsschwellwert erreicht oder überschreitet, den zweiten Wechselrichterschaltkreis so zu steuern, insbesondere zu aktivieren, dass elektrische Energie von dem Gleichspannungs-Zwischenkreis in das Wechselspannungsnetz rückgespeist wird. Auf diese vorteilhafte Weise lässt sich ein Überschreiten der Gleichspannung über einen vorbestimmten Schwellwert, insbesondere eine Überspannung im Gleichspannungs-Zwischenkreis, vermeiden, die elektrische Energie in das Wechselspannungsnetz schwellenabhängig rückspeisen und/oder das Glätten und/oder Puffern des Gleichspannungs-Zwischenkreises verbessern, da ein Energiespeicher des Gleichspannungs-Zwischenkreises nicht vollständig geladen ist.According to one embodiment of the present invention, the electrical control system, in particular by means of a data processing device and / or electrical connections and electrical switches, is set up when the DC voltage - in particular in the case of the DC intermediate circuit - reaches or exceeds a voltage threshold defined with respect to the recovery, the second inverter circuit to control, in particular to activate that electrical energy is fed back from the DC-DC link in the AC mains. In this advantageous manner, it is possible to avoid exceeding the DC voltage above a predetermined threshold value, in particular an overvoltage in the DC intermediate circuit, to regenerate the electrical energy into the AC voltage network in a threshold-dependent manner and / or to improve the smoothing and / or buffering of the DC intermediate circuit Energy storage of the DC link is not fully charged.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche einen Ballastwiderstand aufweist und den zweiten Wechselrichterschaltkreis jeweils abhängig von einer Schwellspannung steuert - insbesondere aktiviert -, ist der als Schwelle bezüglich der Rückspeisung definierte Spannungsschwellwert betragsmäßig kleiner oder zumindest gleich dem als Schwelle bezüglich des Ballastwiderstands definierten Spannungsschwellwert. Insbesondere lässt sich dadurch elektrische Energie zunächst in das Wechselspannungsnetz rückspeisen und, erst wenn dieses Rückspeisen zum Ableiten der Energie nicht ausreicht und damit die Gleichspannung im Gleichspannungs-Zwischenkreis weiter steigt, mittels des Ballastwiderstands in thermische Energie umwandeln. Auf diese vorteilhafte Weise kann die Energieeffizienz verbessert und/oder der Kühlungsaufwand reduziert werden.According to one embodiment of the present invention, which has a ballast resistor and controls the second inverter circuit depending on a threshold voltage - in particular activated - the voltage threshold defined as the threshold with respect to the recovery is smaller in magnitude or at least equal to the voltage threshold defined as the threshold with respect to the ballast resistor. In particular, electrical energy can thereby first be fed back into the alternating voltage network and, when this regeneration is insufficient to dissipate the energy, and thus the DC voltage in the DC intermediate circuit continues to increase, transform into thermal energy by means of the ballast resistor. In this advantageous manner, the energy efficiency can be improved and / or the cooling effort can be reduced.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der zweite Wechselrichterschaltkreis von dem Wechselspannungsnetz elektrisch so trennbar, dass keine elektrische Energie von dem zweiten Wechselrichterschaltkreis in das Wechselspannungsnetz fließt oder umgekehrt. Dabei ist die Trennung auf Basis eines oder mehrerer Trennungskriterien steuerbar. Dazu weist die zweite Konfigurationsschaltung insbesondere elektrische Schalter - etwa insbesondere Relais oder Schalttransistoren - auf und eine Datenverarbeitungseinrichtung des Steuerungssystems ist eingerichtet, die Trennungskriterien zu bestimmen und/oder diese elektrischen Schalter abhängig von den Trennungskriterien zu steuern. Solche Trennungskriterien können insbesondere ein Unterschreiten der Gleichspannung im Gleichspannungs-Zwischenkreis unter einen vorbestimmten Schwellenwert, ein Fehler im zweiten Wechselrichterschaltkreis, ein Fehler bei der Bestimmung der Phasen des Wechselspannungsnetzes, eine alternative - insbesondere softwaregesteuerte - Konfiguration des zweiten Wechselrichterschaltkreises zum Betreiben eines weiteren Elektromotors oder eine Kombination daraus sein. Auf diese vorteilhafte Weise lassen sich die Betriebssicherheit steigern und/oder Störungen im Wechselspannungsnetz oder beim elektrischen Steuerungssystem vermeiden. Ein Vorteil der alternativen Konfiguration des zweiten Wechselrichterschaltkreises kann insbesondere darin liegen, dass dieser abhängig davon, ob ein weiterer Elektromotor betrieben werden soll, als ein erster Wechselrichterschaltkreis zum Betreiben dieses weiteren Elektromotors oder als der zweite Wechselrichterschaltkreis zur Rückspeisung in das Wechselspannungsnetz, insbesondere durch eine Steuerung insbesondere mittels einer Datenverarbeitungseinrichtung, konfiguriert werden kann.According to one embodiment of the present invention, the second inverter circuit is electrically separable from the AC mains so that no electrical energy flows from the second inverter circuit into the AC mains or vice versa. It is the Separation controllable based on one or more separation criteria. For this purpose, the second configuration circuit in particular electrical switches - such as in particular relays or switching transistors - on and a data processing device of the control system is set up to determine the separation criteria and / or to control these electrical switches depending on the separation criteria. Such separation criteria can be in particular a drop below the DC voltage in the DC link below a predetermined threshold, a fault in the second inverter circuit, an error in the determination of the phases of the AC voltage network, an alternative - in particular software-controlled - configuration of the second inverter circuit for operating a further electric motor or Combination of it. In this advantageous manner, the reliability can be increased and / or avoid interference in the AC mains or in the electrical control system. An advantage of the alternative configuration of the second inverter circuit may be, in particular, that it depends on whether another electric motor is to be operated as a first inverter circuit for operating this further electric motor or as the second inverter circuit for feeding back into the AC mains, in particular by a controller in particular by means of a data processing device can be configured.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum gesteuerten Betreiben eines elektrischen Motors, insbesondere zum Antrieb des elektrischen Motors und zur Rückspeisung einer von diesem generierten elektrischen Energie in ein Wechselspannungsnetz. Das Verfahren weist auf. Es wird eine Wechselspannung von dem Wechselspannungsnetz in eine Gleichspannung umgewandelt. Es wird ein Gleichspannungs-Zwischenkreis mit der Gleichspannung gespeist Es wird im Motorbetrieb ein erster Wechselrichterschaltkreis mit der Gleichspannung vom Gleichspannungs-Zwischenkreis gespeist, diese Gleichspannung in eine steuerbare Wechselspannung umgewandelt und an einem ersten Wechselspannungskanal für den elektrischen Motor bereitgestellt. Es wird im Generatorbetrieb einer in Form von Wechselspannung durch den Generatorbetrieb des elektrischen Motors generierte Wechselspannung mittels des ersten Wechselrichterschaltkreises gleichgerichtet und diese elektrische Energie zum Gleichspannungs-Zwischenkreis rückgespeist. Es wird die Gleichspannung am Gleichspannungs-Zwischenkreis mittels eines zweiten Wechselrichterschaltkreises in eine Wechselspannung umgewandelt und diese Wechselspannung in das Wechselspannungsnetz rückgespeist. Dabei weisen der erste und der zweite Wechselrichterschaltkreis einen gemeinsam genutzten Schaltkreis, insbesondere zum Ausführen wenigstens für einen Teil ihrer Funktionalitäten, auf. Dabei sind diese Funktionalitäten insbesondere das gesteuerte Betreiben des elektrischen Motors bzw. die Spannungsrückspeisung in das Wechselspannungsnetz.A second aspect of the invention relates to a method for controlled operation of an electric motor, in particular for driving the electric motor and for feeding back an electrical energy generated by this in an AC voltage network. The method has. An AC voltage is converted from the AC voltage network to a DC voltage. It is fed with a DC voltage DC link in the motor operation, a first inverter circuit is supplied with the DC voltage from the DC link, this DC voltage is converted into a controllable AC voltage and provided on a first AC voltage channel for the electric motor. It is rectified in the generator mode of an AC voltage generated by the generator operation of the electric motor in the form of AC voltage by means of the first inverter circuit and fed back this electrical energy to the DC link. It is the DC voltage at the DC intermediate circuit by means of a second inverter circuit converted into an AC voltage and fed back this AC voltage in the AC voltage network. In this case, the first and the second inverter circuit have a shared circuit, in particular for carrying out at least part of their functionalities. These functionalities are in particular the controlled operation of the electric motor or the voltage feedback into the AC voltage network.

Die bereits vorausgehend genannten möglichen Vorteile sowie Ausführungsformen, Weiterbildungen oder Varianten des ersten Aspekts der Erfindung gelten entsprechend auch für das erfindungsgemäße Verfahren des zweiten Aspekts der Erfindung.The possible advantages already mentioned above as well as embodiments, developments or variants of the first aspect of the invention also apply correspondingly to the method according to the invention of the second aspect of the invention.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden der erste Wechselrichterschaltkreis für den ersten Wechselspannungskanal und der zweite Wechselrichterschaltkreis für einen zweiten Wechselspannungskanal bereitgestellt. Insbesondere kann ein Bereitstellen auch ein Einrichten der bereits vorhandenen Wechselrichterschaltkreise für ihre jeweiligen Funktionalitäten, insbesondere jeweils mittels einer Konfigurationsschaltung, sein.In one embodiment of the present invention, the first inverter circuit for the first AC voltage channel and the second inverter AC circuit for a second AC channel are provided. In particular, providing can also be a setting up of the already existing inverter circuits for their respective functionalities, in particular in each case by means of a configuration circuit.

Ein dritter Aspekt Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum gesteuerten Betreiben eines elektrischen Motors, insbesondere zum Antrieb des elektrischen Motors und zur Rückspeisung einer von diesem generierten elektrischen Energie in ein Wechselspannungsnetz.A third aspect of the invention relates to a device for controlled operation of an electric motor, in particular for driving the electric motor and for feeding back an electrical energy generated by this in an AC voltage network.

Diese Vorrichtung weist die folgenden Mittel auf: Ein Mittel zum Umwandeln einer Wechselspannung von dem Wechselspannungsnetz in eine Gleichspannung. Ein Mittel zum Speisen eines Gleichspannungs-Zwischenkreises mit der Gleichspannung. Ein Mittel zum Speisen eines ersten Wechselrichterschaltkreises mit der Gleichspannung vom Gleichspannungs-Zwischenkreis. Ein Mittel zum Umwandeln dieser Gleichspannung in eine steuerbare Wechselspannung und ein Mittel zum Bereitstellen dieser Wechselspannung an einem ersten Wechselspannungskanal für den elektrischen Motor im Motorbetrieb. Ein Mittel zum Gleichrichten einer in Form von Wechselspannung durch einen Generatorbetrieb des elektrischen Motors generierten elektrischen Energie und ein Mittel zum Rückspeisen dieser elektrischen Energie zum Gleichspannungs-Zwischerikreis. Schließlich ein Mittel zum Umwandeln der Gleichspannung am Gleichspannungs-Zwischenkreis in eine Wechselspannung mittels eines zweiten Wechselrichterschaltkreises und ein Mittel zum Rückspeisen dieser Wechselspannung in das Wechselspannungsnetz.This device comprises the following means: means for converting an AC voltage from the AC mains to a DC voltage. A means for supplying a DC link with the DC voltage. A means for feeding a first inverter circuit with the DC voltage from the DC link. A means for converting said DC voltage into a controllable AC voltage and means for providing said AC voltage to a first AC voltage channel for the electric motor during engine operation. A means for rectifying an electrical energy generated in the form of AC voltage by a generator operation of the electric motor and a means for feeding back this electrical energy to the DC intermediate circuit. Finally, a means for converting the DC voltage at the DC intermediate circuit into an AC voltage by means of a second inverter circuit and means for feeding back this AC voltage to the AC mains.

Dabei weisen der erste und der zweite Wechselrichterschaltkreis einen gemeinsam genutzten Schaltkreis auf.In this case, the first and the second inverter circuit have a shared circuit.

Die bereits vorausgehend genannten möglichen Vorteile sowie Ausführungsformen, Weiterbildungen oder Varianten der vorhergehenden Aspekte der Erfindung gelten entsprechend auch für die erfindungsgemäße Vorrichtung.The already mentioned above possible advantages and embodiments, developments or variants of the preceding aspects Accordingly, the invention also applies to the device according to the invention.

Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft eine Roboteranordnung mit einem elektrischen Motor, welcher insbesondere ein Aktuator für ein Teil der Roboteranordnung oder einen Roboter der Roboteranordnung ist. Dabei weist die Roboteranordnung zum Betreiben dieses Motors ein elektrisches Versorgungssystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung oder eine Vorrichtung gemäß dem dritten Aspekt Erfindung auf und/oder ist eingerichtet, dazu ein Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt Erfindung auszuführen.A fourth aspect of the invention relates to a robot assembly with an electric motor, which is in particular an actuator for a part of the robot assembly or a robot of the robot assembly. In this case, the robot arrangement for operating this motor has an electrical supply system according to the first aspect of the invention or a device according to the third aspect of the invention and / or is adapted to carry out a method according to the second aspect of the invention.

Die bereits vorausgehend genannten möglichen Vorteile sowie Ausführungsformen, Weiterbildungen oder Varianten der vorhergehenden Aspekte der Erfindung gelten entsprechend auch für die erfindungsgemäße Roboteranordnung.The previously mentioned possible advantages as well as embodiments, developments or variants of the preceding aspects of the invention also apply correspondingly to the robot arrangement according to the invention.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen. Gleiche Bauteile der Ausführungsformen werden im Wesentlichen durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet, falls dies nicht anders beschrieben wird oder sich nicht anders aus dem Kontext ergibt. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert,:

  • 1: ein elektrisches Steuerungssystem zum gesteuerten Betreiben eines elektrischen Motors nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
  • 2: ein Verfahren zum gesteuerten Betreiben eines elektrischen Motors nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung; und
  • 3: eine Roboteranordnung mit mehreren elektrischen Motoren und einem elektrischen Steuerungssystem nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Further advantages and features emerge from the subclaims and the exemplary embodiments. Like components of the embodiments will be denoted essentially by like reference numerals, unless otherwise described or otherwise indicated by context. This shows, partially schematized ,:
  • 1 an electrical control system for controlled operation of an electric motor according to an embodiment of the present invention;
  • 2 A method of controlled operation of an electric motor according to an embodiment of the present invention; and
  • 3 A robot assembly including a plurality of electric motors and an electrical control system according to an embodiment of the present invention.

1 zeigt ein elektrisches Steuerungssystem 10 zum gesteuerten Betreiben eines elektrischen Motors nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. 1 shows an electrical control system 10 for controlled operation of an electric motor according to an embodiment of the present invention.

In einem Ausführungsbeispiel weist das elektrische Steuerungssystem 10 einen Gleichrichterschaltkreis 100, eine Mehrkanal-Wechselrichterbaueinheit 200 und einen Gleichspannungs-Zwischenkreis 300 auf. Zum Anschluss an ein Wechselspannungsnetz weist das elektrische Steuerungssystem 10 außerdem einen kombinierten Netzanschluss 12 auf.In one embodiment, the electrical control system 10 a rectifier circuit 100 , a multi-channel inverter assembly 200 and a DC link 300 on. For connection to an AC power supply, the electrical control system 10 also a combined mains connection 12 on.

Insbesondere kann das Wechselspannungsnetz ein Drehstromnetz sein, welches drei, insbesondere symmetrische, Phasen und folglich eine Wechselspannung L1, eine Wechselspannung L2 und eine Wechselspannung L3, die insbesondere jeweils eine um 120° versetzte Phase haben, aufweist, und kann demgemäß das elektrische Steuerungssystem 10, wie in 1 dargestellt, für drei Phasen ausgebildet sein. Mittels eines Drehstromnetzes lässt sich auf vorteilhafte Weise gleichmäßig elektrische Leistung liefern, was besonders bei Anwendungen mit hoher Leistung - etwa in der Industrie - Effizienz steigern und/oder die Installation- oder Betriebskosten senken kann. In einer Abwandlung kann, nach Wunsch des Fachmanns und/oder abhängig von der jeweiligen Anwendung, in einer Variante insbesondere das Wechselspannungsnetz ein einphasiges Wechselspannungsnetz sein und das elektrische Steuerungssystem demgemäß für eine Phase ausgebildet sein. Ein Vorteil davon kann insbesondere darin liegen, dass ein solches Steuerungssystem an einen im Haushalt üblichen Stromanschluss angeschlossen werden kann, womit sich etwa Anwendungen für Haushaltsgeräte wie eine Heimautomation mittels Robotik realisieren lassen.In particular, the AC voltage network can be a three-phase network, which has three, in particular symmetrical, phases and consequently an AC voltage L1 , an AC voltage L2 and an AC voltage L3 in particular, each having a 120 ° offset phase, and may accordingly the electrical control system 10 , as in 1 shown to be designed for three phases. By means of a three-phase network, electric power can advantageously be delivered uniformly, which can increase efficiency and / or reduce installation or operating costs, particularly in high-power applications, such as in industry. In a modification, in one variant, in particular, the AC voltage network may be a single-phase AC voltage network and the electrical control system may accordingly be designed for one phase, as desired by the person skilled in the art and / or depending on the respective application. An advantage of this may be, in particular, that such a control system can be connected to a household power connection, which can be about applications for home appliances such as home automation by means of robotics realize.

Der Gleichrichterschaltkreis 100 weist die sechs Gleichrichterdioden D01 bis D06 auf. Diese sind paarweise derart geschaltet, dass für die Wechselspannung L1 die Gleichrichterdiode D01 eine positive Halbwelle von der Wechselspannung L1 leitet und bei einer negativen Halbwelle sperrt sowie die Gleichrichterdiode D02 bei einer negativen Halbwelle der Wechselspannung L1 leitet und bei einer positiven Halbwelle sperrt und somit entweder ein oberer oder ein unterer Zweig für eine Gleichspannung UZ versorgt wird. Entsprechendes gilt für die Wechselspannung L2 mit dem Paar an Gleichrichterdioden D03, D04 und für die Wechselspannung L3 mit den Gleichrichterdioden D05, D06. Ein Vorteil des Gleichrichterschaltkreises 100 mit den Gleichrichterdioden D01 bis D06 kann insbesondere darin liegen, dass mittels diesen die hohe Spannung des Drehstromnetzes mit geringen Verlusten und/oder für hohe elektrische Leistungen gleichgerichtet werden kann.The rectifier circuit 100 has the six rectifier diodes D01 to D06 on. These are connected in pairs such that for the AC voltage L1 the rectifier diode D01 a positive half wave from the AC voltage L1 conducts and blocks at a negative half-wave and the rectifier diode D02 at a negative half-wave of the AC voltage L1 conducts and blocks at a positive half wave and thus either an upper or a lower branch for a DC voltage UZ is supplied. The same applies to the AC voltage L2 with the pair of rectifier diodes D03 . D04 and for the AC voltage L3 with the rectifier diodes D05 . D06 , An advantage of the rectifier circuit 100 with the rectifier diodes D01 to D06 may in particular be that by means of these the high voltage of the three-phase network can be rectified with low losses and / or high electrical power.

In einer Abwandlung kann nach Wunsch des Fachmanns der Gleichrichterschaltkreis 100 auch anders, insbesondere mit einer aktiven Gleichrichterschaltung, welche aktive elektronische Komponenten wie Leistungstransistoren aufweist, ausgebildet sein.Alternatively, as will be appreciated by those skilled in the art, the rectifier circuit 100 otherwise, in particular with an active rectifier circuit having active electronic components such as power transistors may be formed.

Außerdem weist das elektrische Steuerungssystem 10, insbesondere der Gleichrichterschaltkreis 100 wie in 1 illustriert, eine Netzphasenbestimmungsvorrichtung 110 auf, welche eingerichtet ist die elektrischen Phasen der Wechselspannungen L1, L2 und L3 und basierend darauf ein Phasensignal zu bestimmen. Über die Bestimmung der Netzphasen kann im Fehlerfall die elektrische Steuerungssystem 10 vom Wechselspannungsnetz getrennt werden und/oder ein Fehlermodus aktiviert werden.In addition, the electrical control system 10 , in particular the rectifier circuit 100 as in 1 illustrates a network phase determination device 110 on which is set up the electrical phases of the AC voltages L1 . L2 and L3 and determining a phase signal based thereon. In the event of a fault, the electrical control system can be determined by determining the network phases 10 disconnected from the AC mains and / or a fault mode can be activated.

Der Gleichspannungs-Zwischenkreis 300 weist einen Pufferkondensator C31 auf, um mittels Speicherung elektrischer Energie im Pufferkondensator C31 die Gleichspannung UZ zu puffern und zu glätten.The DC link 300 has a buffer capacitor C31 on to Storage of electrical energy in the buffer capacitor C31 the DC voltage UZ to buffer and smooth.

Die Mehrkanal-Wechselrichterbaueinheit 200 ist im Ausführungsbeispiel für zwei Wechselspannungskanäle, einen ersten Wechselspannungskanal 212 und einen zweiten Wechselspannungskanal 222, ausgebildet und weist entsprechend zwei Wechselrichterschaltkreise, einen ersten Wechselrichterschaltkreis 210 und einen zweiten Wechselrichterschaltkreis 220, sowie einen von den beiden Wechselrichterschaltkreisen 210, 220 gemeinsam genutzten Schaltkreis 202 auf, welche die beiden Wechselrichterschaltkreise insbesondere als gemeinsamen Schaltungsteil aufweisen. Wie in 1 dargestellt, sind die beiden Wechselspannungskanäle 212, 222 jeweils dreiphasig ausgebildet, womit diese dem dreiphasigen Drehstromnetz entsprechen und insbesondere einen Drehstrommotor, etwa eine permanent erregte Synchronmaschine, betreiben können.The multi-channel inverter module 200 is in the embodiment for two AC voltage channels, a first AC voltage channel 212 and a second AC voltage channel 222 , formed and correspondingly has two inverter circuits, a first inverter circuit 210 and a second inverter circuit 220 , as well as one of the two inverter circuits 210 . 220 shared circuit 202 on, which have the two inverter circuits in particular as a common circuit part. As in 1 shown, are the two AC voltage channels 212 . 222 each formed three-phase, which correspond to the three-phase three-phase network and in particular a three-phase motor, such as a permanent magnet synchronous machine can operate.

Der gemeinsam genutzte Schaltkreis 202 ist eingerichtet, aus der Gleichspannung UZ wenigstens eine positive sowie eine negative Betriebsspannung, welche eine geringere Spannung als die Gleichspannung UZ haben, zu erzeugen und für die Mehrkanal-Wechselrichterbaueinheit 200 sowie die Wechselrichterschaltkreise 210, 220 und/oder weitere Komponenten der Mehrkanal-Wechselrichterbaueinheit 200 bereitzustellen. Eine Versorgung mit diesen Betriebsspannungen ist der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet. Außerdem ist der gemeinsam genutzte Schaltkreis 202 eingerichtet, den - insbesondere zeitabhängigen - Spannungswert der Gleichspannung UZ zu bestimmen und abhängig von einer oder mehreren vorbestimmten Spannungsschwellwerten ein Spannungskontrollsignal zu berechnen.The shared circuit 202 is set up, from the DC voltage UZ at least one positive and one negative operating voltage, which is a lower voltage than the DC voltage UZ have to generate and for the multi-channel inverter assembly 200 and the inverter circuits 210 . 220 and / or other components of the multi-channel inverter assembly 200 provide. A supply of these operating voltages is not shown for clarity. In addition, the shared circuit 202 set, the - in particular time-dependent - voltage value of the DC voltage UZ and to calculate a voltage control signal dependent on one or more predetermined voltage thresholds.

Der erste Wechselrichterschaltkreis 210 weist einen ersten Leistungselektronikschaltkreis 218 sowie eine erste Pulsweitenmodulationseinrichtung 219 auf und ist mittels einer ersten Konfigurationsschaltung 214 für das gesteuerte Betreiben des elektrischen Motors, welcher bei dem in 1 dargestellten dreiphasigen Wechselspannungskanal 212 insbesondere ein Drehstrommotor sein kann, eingerichtet.The first inverter circuit 210 has a first power electronics circuit 218 and a first pulse width modulation device 219 on and is by means of a first configuration circuit 214 for the controlled operation of the electric motor, which in the in 1 illustrated three-phase AC voltage channel 212 in particular a three-phase motor can be set up.

Die erste Konfigurationsschaltung 214 weist ein erstes Konfigurationsmodul 215, eine Anschlussanordnung 216 zum Anschließen des elektrischen Motors an den ersten Wechselspannungskanal - insbesondere ausgebildet als eine Anschlussbuchse mit wenigstens drei elektrischen Anschlüssen -, eine erste Stromsensoreinrichtung 217 sowie die - nur teilweise dargestellten - für die Funktionalitäten des ersten Wechselrichterschaltkreises 210 erforderlichen elektrischen Verbindungen auf. Auch kann die erste Konfigurationsschaltung 214 zumindest teilweise ein Teil des ersten Wechselrichterschaltkreises 210 sein. So kann etwa die Stromsensoreinrichtung 217 räumlich bei dem ersten Leistungselektronikschaltkreis 218 angeordnet sein, um die durch den Wechselspannungskanal 212 fließenden Ströme zu erfassen.The first configuration circuit 214 has a first configuration module 215 , a connection arrangement 216 for connecting the electric motor to the first AC voltage channel - in particular designed as a connection socket with at least three electrical connections -, a first current sensor device 217 and the - only partially shown - for the functionalities of the first inverter circuit 210 required electrical connections. Also, the first configuration circuit 214 at least partially a part of the first inverter circuit 210 his. For example, the current sensor device 217 spatially in the first power electronics circuit 218 be arranged to pass through the AC voltage channel 212 to detect flowing currents.

Zum gesteuerten Betreiben des Elektromotors, insbesondere zum Regeln der ersten Pulsweitenmodulationseinrichtung 219, kann das erste Konfigurationsmodul 215 eingerichtet sein, die durch den Wechselspannungskanal 212 fließenden Ströme mittels der ersten Stromsensoreinrichtung 217 zu erfassen, ein Steuerungssignal für eine Soll-Drehzahl und/oder Soll-Rotationsstellung des elektrischen Motors zu empfangen und basierend darauf ein Steuerungssignal für die Pulsweitenmodulationseinrichtung 219 zu bestimmen.For controlled operation of the electric motor, in particular for regulating the first pulse width modulation device 219 , the first configuration module 215 be set up by the AC voltage channel 212 flowing streams by means of the first current sensor device 217 to receive, receive a control signal for a target speed and / or target rotational position of the electric motor and based thereon a control signal for the pulse width modulation means 219 to determine.

Dazu kann das erste Konfigurationsmodul 215 insbesondere eingerichtet sein, zusätzlich ein Kontrollsignal für eine Ist-Drehzahl und/oder Ist-Rotationsstellung des Elektromotors zu empfangen, basierend auf den mittels der ersten Stromsensoreinrichtung 217 erfassten Ströme eine Clarke-Transformation durchzuführen, basierend darauf und auf dem Kontrollsignal eine Park-Transformation durchzuführen und die so erhaltenen Ist-Ströme Ia,soll und Ib,soll je mittels eines PI-Reglers (proportional und integral) mit den Soll-Strömen Ia,ist und Ib,ist, welche dem Kontrollsignal für die Ist-Drehzahl und Ist-Rotationsstellung entsprechen, zu vergleichen, die beiden so erhaltenen Regelungsgrößen mittels einer inversen Park-Transformation in ein Signal zur Raumzeiger-Modulation zu transformieren und damit die erste Pulsweitenmodulationseinrichtung 219 anzusteuern. Dabei ist die erste Pulsweitenmodulationseinrichtung 219 eingerichtet, eine Raumzeiger-Modulation auszuführen und so die Steuerungssignale zur Steuerung des ersten Leistungselektronikschaltkreises 218 für eine Pulsweitenmodulation zu bestimmen.This may be the first configuration module 215 be configured in particular to additionally receive a control signal for an actual speed and / or actual rotational position of the electric motor, based on the means of the first current sensor device 217 detected currents to perform a Clarke transformation, based on it and on the control signal to carry out a Park transformation and the thus obtained actual currents I a, should and I b, each by means of a PI controller (proportional and integral) with the setpoint Current I a, is and I b, which correspond to the control signal for the actual speed and actual rotational position to compare, to transform the two control variables thus obtained by means of an inverse Park transformation into a signal for space vector modulation and thus the first pulse width modulation device 219 driving. In this case, the first pulse width modulation device 219 configured to perform a space vector modulation and so the control signals for controlling the first power electronics circuit 218 to determine for a pulse width modulation.

Im Ausführungsbeispiel weist der erste Leistungselektronikschaltkreis 218 eine steuerbare, dreiphasige H-Brücke auf. Die dreiphasige H-Brücke ist aus drei Halbbrücken je mit zwei elektrischen Schaltelementen T11 und T12 bzw. T13 und T14 bzw. T15 und T16 und je mit zwei Freilaufdioden D11 und D12 bzw. D13 und D14 bzw. D15 und D16 gebildet. Dabei sind die elektrischen Schaltelemente T11 bis T16 mittels der Pulsweitenmodulation steuerbar. Insbesondere sind die elektrischen Schaltelemente T11 bis T16 Leistungstransistoren.In the exemplary embodiment, the first power electronics circuit 218 a controllable, three-phase H-bridge on. The three-phase H-bridge is made up of three half-bridges each with two electrical switching elements T11 and T12 or. T13 and T14 or. T15 and T16 and each with two freewheeling diodes D11 and D12 or. D13 and D14 or. D15 and D16 educated. Here are the electrical switching elements T11 to T16 controllable by the pulse width modulation. In particular, the electrical switching elements T11 to T16 Power transistors.

Beim Betreiben des Elektromotors wird dieser im Motorbetrieb mit elektrischer Energie von dem elektrischen Steuerungssystem 10 über den ersten Wechselspannungskanal 212 versorgt oder diesem im Generatorbetrieb über den ersten Wechselspannungskanal 212 elektrische Energie entnommen. Ob elektrische Energie zugeführt oder entnommen wird hängt insbesondere davon ab, wie die Phasen und Amplituden der am ersten Wechselspannungskanal 212 bereitgestellten Wechselspannungen relativ zu einer Drehphase des Elektromotors - also insbesondere seiner Drehzahl und Rotationsstellung - liegen.When operating the electric motor of this is in engine operation with electrical energy from the electrical control system 10 over the first AC voltage channel 212 supplied or this in generator mode via the first AC voltage channel 212 taken from electrical energy. If electrical energy supplied or taken depends in particular on how the phases and amplitudes of the first AC voltage channel 212 provided AC voltages relative to a rotational phase of the electric motor - ie in particular its speed and rotational position - are.

Der zweite Wechselrichterschaltkreis 220 weist einen ersten Leistungselektronikschaltkreis 228 sowie eine zweite Pulsweitenmodulationseinrichtung 229 auf und ist mittels einer zweiten Konfigurationsschaltung 224 für das Rückspeisen von elektrischer Energie in das Wechselspannungsnetz, insbesondere das Drehstromnetz, eingerichtet.The second inverter circuit 220 has a first power electronics circuit 228 and a second pulse width modulation device 229 on and is by means of a second configuration circuit 224 for the return of electrical energy in the AC voltage network, in particular the three-phase network, set up.

Im Ausführungsbeispiel sind die beiden Wechselrichterschaltkreise 210, 220 bis auf die jeweiligen Konfigurationsschaltungen 214, 224 zumindest im Wesentlichen baugleich.In the exemplary embodiment, the two inverter circuits 210 . 220 except for the respective configuration circuits 214 . 224 at least substantially identical.

Daher weist der zweite Leistungselektronikschaltkreis 228 eine entsprechende steuerbare, dreiphasige H-Brücke auf. Diese dreiphasige H-Brücke ist aus drei Halbbrücken je mit zwei elektrischen Schaltelementen T21 und T22 bzw. T23 und T24 bzw. T25 und T26 und je mit zwei Freilaufdioden D21 und D22 bzw. D23 und D24 bzw. D25 und D26 gebildet. Dabei sind die elektrischen Schaltelemente T21 bis T26 mittels einer Pulsweitenmodulation durch die zweite Pulsweitenmodulationseinrichtung 229 steuerbar. Auch sind die elektrischen Schaltelemente T21 bis T26 insbesondere Leistungstransistoren.Therefore, the second power electronics circuit 228 a corresponding controllable, three-phase H-bridge on. This three-phase H-bridge is made up of three half-bridges each with two electrical switching elements T21 and T22 or. T23 and T24 or. T25 and T26 and each with two freewheeling diodes D21 and D22 or. D23 and D24 or. D25 and D26 educated. Here are the electrical switching elements T21 to T26 by means of a pulse width modulation by the second pulse width modulation device 229 controllable. Also, the electrical switching elements T21 to T26 in particular power transistors.

Zum Rückspeisen von elektrischer Energie in das Wechselspannungsnetz weist die zweite Konfigurationsschaltung 224 ein zweites Konfigurationsmodul 225 auf und stellt elektrische Verbindungen einerseits mit dem kombinierten Netzanschluss 12 für die Wechselspannungen L1, L2, L3 und andererseits mit dem zweiten Wechselspannungskanal 222 her. Das zweite Konfigurationsmodul 225 ist eingerichtet, das Spannungskontrollsignal vom gemeinsam genutzten Schaltkreis 202 und das Phasensignal von der Netzphasenbestimmungsvorrichtung 110 zu empfangen und bei Überschreiten der Gleichspannung UZ über einen vorbestimmten Schwellenwert - insbesondere ab einer Gleichspannung UZ von 100 V, 200V, 300 V oder 400 V - den zweiten Leistungselektronikschaltkreis 228 mittels der zweiten Pulsweitenmodulationseinrichtung 229 zu veranlassen, am zweiten Wechselspannungskanal 222 eine Wechselspannung bereitzustellen, und diese Wechselspannung, insbesondere nach Anpassung der Induktivitäten, über den kombinierten Netzanschluss 12 in das Wechselspannungsnetz zurückzuspeisen. Dabei ist das zweite Konfigurationsmodul 225 eingerichtet, den zweiten Leistungselektronikschaltkreis 228 insbesondere so anzusteuern, dass die Phasen bei dem zweiten Wechselspannungskanal 222 den Phasen des Wechselspannungsnetzes am kombinierten Netzanschluss 12 entsprechen, also insbesondere nach der Anpassung der Induktivitäten die Phasen einander gleichen.For feeding back electrical energy into the AC voltage network, the second configuration circuit 224 a second configuration module 225 and provides electrical connections on the one hand with the combined mains connection 12 for the alternating voltages L1 . L2 . L3 and on the other hand with the second AC voltage channel 222 ago. The second configuration module 225 is established, the voltage control signal from the shared circuit 202 and the phase signal from the network phase determining device 110 to receive and when exceeding the DC voltage UZ over a predetermined threshold - in particular from a DC voltage UZ 100V, 200V, 300V or 400V - the second power electronics circuit 228 by means of the second pulse width modulation device 229 to cause at the second AC voltage channel 222 to provide an AC voltage, and this AC voltage, in particular after adaptation of the inductors, via the combined mains connection 12 fed back into the AC mains. Here is the second configuration module 225 set up, the second power electronics circuit 228 in particular so that the phases in the second AC voltage channel 222 the phases of the alternating voltage network at the combined mains connection 12 correspond, so in particular after the adaptation of the inductances, the phases are equal to each other.

2 veranschaulicht mit einem Flussdiagramm ein Verfahren 500 zum gesteuerten Betreiben eines elektrischen Motors nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. Dabei kann der elektrische Motor insbesondere mit elektrischer Energie aus einem Wechselspannungsnetz versorgt werden und, wenn der Elektromotor im Generatorbetrieb elektrische Energie generiert, diese generierte elektrische Energie in das Wechselspannungsnetz rückgespeist werden. 2 illustrates a flowchart with a method 500 for controlled operation of an electric motor according to an embodiment of the present invention. In this case, the electric motor can be supplied in particular with electrical energy from an AC voltage network and, when the electric motor generates electrical energy in the generator mode, this generated electrical energy can be fed back into the AC voltage network.

In einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren 500 die folgenden Verfahrensschritte auf.In one embodiment, the method 500 the following process steps.

Im Verfahrensschritt 510 wird eine Wechselspannung von dem Wechselspannungsnetz in eine Gleichspannung umgewandelt.In the process step 510 An AC voltage is converted by the AC voltage network into a DC voltage.

Im Verfahrensschritt 520 wird ein Gleichspannungs-Zwischenkreis mit der Gleichspannung gespeist.In the process step 520 a DC intermediate circuit is fed with the DC voltage.

Im Verfahrensschritt 530 werden ein erster Wechselrichterschaltkreis für einen ersten Wechselspannungskanal und ein zweiter Wechselrichterschaltkreis für einen zweiten Wechselspannungskanal bereitgestellt.In the process step 530 For example, a first inverter circuit for a first AC voltage channel and a second inverter AC circuit for a second AC voltage channel are provided.

Im Verfahrensschritt 540 wird der erste Wechselrichterschaltkreis mit der Gleichspannung vom Gleichspannungs-Zwischenkreis gespeist, diese Gleichspannung mittels des ersten Wechselrichterschaltkreises in eine steuerbare Wechselspannung umgewandelt und diese Wechselspannung an dem ersten Wechselspannungskanal für den elektrischen Motor im Motorbetrieb bereitgestellt.In the process step 540 the first inverter circuit is supplied with the DC voltage from the DC link, this DC voltage is converted by means of the first inverter circuit into a controllable AC voltage and provided this AC voltage to the first AC voltage channel for the electric motor in engine operation.

Im Verfahrensschritt 550 wird mittels des ersten Wechselrichterschaltkreises eine in Form von Wechselspannung durch den Generatorbetrieb des elektrischen Motors generierten elektrischen Energie gleichgerichtet und diese zum Gleichspannungs-Zwischenkreis rückgespeist.In the process step 550 is rectified by means of the first inverter circuit in the form of AC voltage generated by the generator operation of the electric motor electrical energy and fed back to the DC bus.

Im Verfahrensschritt 560 wird mittels des zweiten Wechselrichterschaltkreises die Gleichspannung am Gleichspannungs-Zwischenkreis in eine Wechselspannung umgewandelt und diese Wechselspannung in das Wechselspannungsnetz rückgespeist.In the process step 560 is converted by means of the second inverter circuit, the DC voltage at the DC intermediate circuit in an AC voltage and fed back this AC voltage in the AC voltage network.

Dabei nutzen die im Verfahrensschritt 530 bereitgestellten Wechselrichterschaltkreise einen gemeinsam genutzten Schaltkreis und/oder sind zumindest im Wesentlichen, insbesondere bis auf Ihre jeweilige Konfiguration, insbesondere mittels einer jeweiligen Konfigurationsschaltung, baugleich.In doing so, they use the process step 530 provided inverter circuits a shared circuit and / or are at least substantially, in particular to your respective configuration, in particular by means of a respective configuration circuit, identical.

3 zeigt eine Roboteranordnung 1 mit mehreren elektrischen Motoren 481 bis 485 und einem elektrischen Steuerungssystem 10 nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. 3 shows a robot assembly 1 with several electric motors 481 to 485 and an electrical control system 10 according to an embodiment of the present invention.

In einem Ausführungsbeispiel weist die Roboteranordnung einen Roboter 400 auf. Insbesondere kann dieser in einer Variante des Ausführungsbeispiels ein Palettier-Roboter sein. Der Roboter weist einen Standfuß 410, ein erstes Roboterglied 411, ein zweites Roboterglied 412, ein drittes Roboterglied 413, ein viertes Roboterglied 414 und ein fünftes Roboterglied 415 sowie die Elektromotoren 481 bis 485 auf. Dabei ist das erste Roboterglied 411 relativ zu dem Roboterstandfuß 410 mittels des Elektromotors 481 bewegbar, das zweite Roboterglied 412 relativ zu dem ersten Roboterglied 411 mittels des Elektromotors 482 bewegbar, das dritte Roboterglied 413 relativ zu dem zweiten Roboterglied 412 mittels des Elektromotors 483 bewegbar, das vierte Roboterglied 414 relativ zu dem dritten Roboterglied 413 mittels des Elektromotors 484 bewegbar und mittels des Elektromotors 485 ein erstes und/oder ein zweites Greifelement 451, 452 des fünften Roboterglieds 415 relativ zueinander und/oder relativ zum fünften Roboterglied 415 bewegbar.In one embodiment, the robot assembly comprises a robot 400 on. In particular, in a variant of the exemplary embodiment, this can be a palletizing robot. The robot has a pedestal 410 , a first robot member 411 , a second robot member 412 , a third robot link 413 , a fourth robot link 414 and a fifth robot link 415 as well as the electric motors 481 to 485 on. Here is the first robot link 411 relative to the robot stand 410 by means of the electric motor 481 movable, the second robot member 412 relative to the first robot member 411 by means of the electric motor 482 movable, the third robot member 413 relative to the second robot member 412 by means of the electric motor 483 movable, the fourth robot link 414 relative to the third robot member 413 by means of the electric motor 484 movable and by means of the electric motor 485 a first and / or a second gripping element 451 . 452 of the fifth robot member 415 relative to each other and / or relative to the fifth robot member 415 movable.

Im Ausführungsbeispiel weist das elektrische Steuerungssystem 10 einen Gleichrichterschaltkreis 100, eine Mehrkanal-Wechselrichterbaueinheit 200, einen Gleichspannungs-Zwischenkreis 300, einen Netzeingang 14 für einen Anschluss an ein Wechselspannungsnetz und einen Netzausgang 16 für einen Anschluss an das gleiche oder ein anderes Wechselspannungsnetz auf.In the embodiment, the electrical control system 10 a rectifier circuit 100 , a multi-channel inverter assembly 200 , a DC link 300 , a network entrance 14 for connection to an AC mains and a mains output 16 for connection to the same or another AC mains.

Der Gleichrichterschaltkreis 100 ist eingerichtet, die Wechselspannung vom Wechselspannungsnetz am Netzeingang 14 gleichzurichten, und kann insbesondere aus einem Gleichrichterschaltkreis gemäß dem Ausführungsbeispiel zu 1 gebildet sein.The rectifier circuit 100 is set up, the AC voltage from the AC mains at the mains input 14 To rectify, and can in particular from a rectifier circuit according to the embodiment of 1 be formed.

Der Gleichspannungs-Zwischenkreis 300 weist einen Pufferkondensator C31, einen Ballastwiderstand R31 und einen elektrischen Schalter S31 auf. Dabei wird der Gleichspannungs-Zwischenkreis 300 von dem Gleichrichterschaltkreis 100 mit einer Gleichspannung gespeist und puffert und/oder glättet diese mittels des Pufferkondensators C31 und stellt diese als die Gleichspannung UZ bereit. Zudem kann der Ballastwiderstand R31 zwischen einen oberen und einen unteren Spannungszweig mittels der Schalters S31 geschalten werden, sodass am Widerstand R31 die Gleichspannung UZ anliegt und folglich elektrische Energie mittels des Ballastwiderstands R31 in thermische Energie umgewandelt wird.The DC link 300 has a buffer capacitor C31 , a ballast resistor R31 and an electrical switch S31 on. In the process, the DC link becomes DC 300 from the rectifier circuit 100 fed with a DC voltage and buffers and / or smooths these by means of the buffer capacitor C31 and put these as the DC voltage UZ ready. In addition, the ballast resistance R31 between an upper and a lower voltage branch by means of the switch S31 be switched so that the resistance R31 the DC voltage UZ is applied and thus electrical energy by means of the ballast resistor R31 is converted into thermal energy.

Die Mehrkanal-Wechselrichterbaueinheit 200 ist für sechs Wechselspannungskanäle ausgebildet - also eine 6-Kanal-Wechselrichterbaueinheit - und weist entsprechend sechs Wechselrichterschaltkreise auf, wobei die Wechselrichterschaltkreise je einen Leistungselektronikschaltkreis 218, 228, 238, 248, 258, 268 aufweisen. Der Übersichtlichkeit halber sind die Wechselrichterschaltkreise in 3 nicht bzw. nur Teile davon dargestellt.The multi-channel inverter module 200 is designed for six AC voltage channels - so a 6-channel inverter module - and has six inverter circuits, the inverter circuits each having a power electronics circuit 218 . 228 . 238 . 248 . 258 . 268 respectively. For the sake of clarity, the inverter circuits are in 3 not or only parts of it shown.

Die Wechselrichterschaltkreise mit den Leistungselektronikschaltkreisen 218, 238, 248, 258 und 268 sind eingerichtet, jeweils einen der Elektromotoren 481 bis 485 zum gesteuerten Betreiben dieser Elektromotoren mit elektrischer Energie zu versorgen oder von diesen Elektromotoren im Generatorbetrieb elektrische Energie zu entnehmen - also entsprechend einem ersten Wechselrichterschaltkreis eingerichtet. In 3 sind jedoch der Übersichtlichkeit halber die entsprechenden Wechselspannungskanäle 212, 232, 242, 252, 262 sowie die elektrischen Verbindungen zu den jeweiligen Elektromotoren nur durch Strichlinien angedeutet bzw. nicht eingezeichnet.The inverter circuits with the power electronics circuits 218 . 238 . 248 . 258 and 268 are set up, each one of the electric motors 481 to 485 to provide for controlled operation of these electric motors with electrical energy or to remove electrical energy from these electric motors in the generator mode - that is set up according to a first inverter circuit. In 3 However, for the sake of clarity, the corresponding AC voltage channels 212 . 232 . 242 . 252 . 262 as well as the electrical connections to the respective electric motors indicated only by dashed lines or not shown.

Üblicherweise werden Mehrkanal-Wechselrichterbaueinheiten für eine bestimmte Anzahl an Wechselspannungskanälen angeboten. Typischerweise haben derartige Mehrkanal-Wechselrichterbaueinheiten insbesondere sechs Kanäle sein, wie sie etwa für einen 6-achsigen Roboter benötigt werden. Der Roboter aus 3 weist jedoch nur fünf Achsen und entsprechend fünf Elektromotoren auf, weshalb ein weiterer Kanal unbenutzt bleiben würde. Dieser weitere Kanal, der Wechselspannungskanal 222 von dem Wechselrichterschaltkreis mit dem Leistungselektronikschaltkreis 228, ist im Ausführungsbeispiel eingerichtet, elektrische Energie, welche als Gleichspannung UZ bei dem Gleichspannungs-Zwischenkreis 300 anliegt, in das Wechselspannungsnetz am Netzausgang 16 rückzuspeisen. Auf diese vorteilhafte Weise kann insbesondere elektrische Energie, welche im Generatorbetrieb der Elektromotoren 481 bis 485 generiert wird, in das Wechselspannungsnetz rückgespeist werden und dafür der sonst ungenutzte Wechselspannungskanal 222 verwendet werden.Usually, multi-channel inverter units are offered for a certain number of AC voltage channels. In particular, such multi-channel inverter modules have in particular six channels, as are required for a 6-axis robot, for example. The robot off 3 However, it has only five axes and five electric motors, so another channel would remain unused. This further channel, the AC voltage channel 222 from the inverter circuit to the power electronics circuit 228 , Is in the embodiment set up, electrical energy, which is called DC voltage UZ at the DC link 300 is present in the AC mains at the mains output 16 rückzuspeisen. In this advantageous manner, in particular electrical energy, which in the generator operation of the electric motors 481 to 485 is generated, are fed back into the AC mains and for the otherwise unused AC channel 222 be used.

Die Mehrkanal-Wechselrichterbaueinheit 200 weist des Weiteren einen integrierten Schaltkreis 204 mit einem gemeinsam genutzten Schaltkreis 202, einer Datenverarbeitungseinrichtung 206 und je Wechselspannungskanal jeweils einer Kanalregelungseinrichtung 208 auf. Insbesondere kann dabei die Datenverarbeitungseinrichtung 206 auch ein Bestandteil des gemeinsam genutzten Schaltkreises 202 sein. Außerdem ist der gemeinsam genutzte Schaltkreis 202 eingerichtet, eine oder mehrere Betriebsspannungen und/oder Taktsignale für die Datenverarbeitungseinrichtung 206 bereitzustellen. Des Weiteren kann der gemeinsam genutzte Schaltkreis 202 insbesondere eine oder mehrere Funktionalitäten des gemeinsam genutzten Schaltkreises gemäß dem Ausführungsbeispiel zu 1 implementieren.The multi-channel inverter module 200 further includes an integrated circuit 204 with a shared circuit 202 , a data processing device 206 and each AC voltage channel in each case a channel control device 208 on. In particular, the data processing device can 206 also part of the shared circuit 202 his. In addition, the shared circuit 202 set up, one or more operating voltages and / or clock signals for the data processing device 206 provide. Furthermore can the shared circuit 202 In particular, one or more functionalities of the shared circuit according to the embodiment to 1 to implement.

Zum Betreiben der elektrischen Motoren 481 bis 485 ist die Datenverarbeitungseinrichtung 206 eingerichtet, jeweils in Zusammenwirkung mit einer der Kanalregelungseinrichtung 208 je ein Ansteuerungssignal für die Leistungselektronikschaltkreise 218, 238, 248, 258, 268 zu bestimmen und auszugeben. Dafür ist die Datenverarbeitungseinrichtung 206 eingerichtet, für die Rückspeisung ein entsprechendes Ansteuerungssignal in Zusammenwirkung mit der dem Leistungselektronikschaltkreis 228 zugeordneten Kanalregelungseinrichtung 208 zu bestimmen und auszugeben. Insbesondere können die Leistungselektronikschaltkreise je aus einem Leistungselektronikschaltkreis gemäß dem Ausführungsbeispiel zu 1 gebildet sein und demgemäß durch eine Pulsweitenmodulation gesteuert werden. Insbesondere dazu kann die Datenverarbeitungseinrichtung 206 eingerichtet sein, Kontrollsignale von den Elektromotoren, welche mit deren Ist-Drehzahlen und/oder Ist-Rotationsstellungen korrespondieren, sowie Kontrollsignale von den Wechselspannungskanälen, welche mit den Strömen in den jeweiligen Wechselspannungskanälen korrespondieren, sowie Steuerungssignale bezüglich der Soll-Drehzahlen und/oder Soll-Rotationsstellungen zu empfangen basierend darauf Steuerungssignale für die Pulsweitenmodulation zu bestimmen. Zudem ist die Datenverarbeitungseinrichtung 206 eingerichtet, ein Phasensignal bezüglich der Phasen am Netzausgang 16 zu empfangen und basierend darauf ein Steuerungssignal für die Pulsweitenmodulation für die Rückspeisung in das Wechselspannungsnetz zu bestimmen. Auf diese vorteilhafte Weise können der gemeinsam genutzte Schaltkreis 202 und die Datenverarbeitungseinrichtung 206 gemeinsam von den Wechselrichterschaltkreisen, welche teilweise mittels des gemeinsam genutzten Schaltkreis 202 unter Datenverarbeitungsvorrichtung 206 sowie ihrer Programmierung realisiert sind, genutzt werden, womit sich die Anzahl an elektrischen Komponenten, die Fehleranfälligkeit und/oder der Ressourcenbedarf bei der Herstellung reduzieren lassen. Ein weiterer Vorteil kann insbesondere darin liegen, dass die jeweilige Konfiguration mittels einer Programmierung angepasst werden kann.To operate the electric motors 481 to 485 is the data processing device 206 arranged, in each case in cooperation with one of the channel control device 208 each one drive signal for the power electronics circuits 218 . 238 . 248 . 258 . 268 to determine and issue. This is the data processing device 206 set up for the feedback, a corresponding drive signal in cooperation with the power electronics circuit 228 associated channel control device 208 to determine and issue. In particular, the power electronics circuits can each be made of a power electronics circuit according to the embodiment 1 be formed and thus controlled by a pulse width modulation. In particular, the data processing device can 206 be set up, control signals from the electric motors, which correspond to their actual rotational speeds and / or actual rotational positions, and control signals from the AC voltage channels, which correspond to the currents in the respective AC voltage channels, and control signals with respect to the desired rotational speeds and / or nominal Receive rotational positions based thereon to determine control signals for the pulse width modulation. In addition, the data processing device 206 established a phase signal with respect to the phases at the network output 16 to receive and based thereon to determine a control signal for the pulse width modulation for the feedback into the AC network. In this advantageous manner, the shared circuit 202 and the data processing device 206 common to the inverter circuits, which partially by means of the shared circuit 202 under data processing device 206 As well as their programming are implemented, can be used, which can reduce the number of electrical components, the susceptibility to errors and / or the need for resources in the production. Another advantage may be, in particular, that the respective configuration can be adapted by means of programming.

Zur Rückspeisung in das Wechselspannungsnetz am Netzausgang 16 weist das elektrische Steuerungssystem 10 außerdem eine zweite Konfigurationsschaltung 224 mit einem zweiten Konfigurationsmodul 225 und einer Schalteranordnung S26 auf. Das zweite Konfigurationsmodul 225 ist mit dem Wechselspannungskanal 222 und über die Schalteranordnung S26 mit dem Netzausgang 16 elektrisch verbunden bzw. schaltbar verbindbar. Das zweite Konfigurationsmodul 225 weist einen Transformator 226 auf, welcher eingerichtet ist die Spannung auf seiner Primärseite vom Wechselspannungskanal 222 zu einer höheren Spannung auf seiner Sekundärseite, welche mit dem Netzausgang 16 und damit dem Wechselspannungsnetz verbindbar ist, zu transformieren. Dazu kann der Transformator 226 insbesondere ein Windungsverhältnis von 2 zu 3 aufweisen. Auf diese vorteilhafte Weise lässt sich elektrische Energie auch dann in das Wechselspannungsnetz rückspeisen, wenn die erzielbare Spannungsamplitude beim Wechselspannungskanal 222 kleiner als die Spannungsamplitude beim Wechselspannungsnetz ist. Auch kann ein Vorteil des Transformators insbesondere darin liegen, dass der Wechselspannungskanal 222 von dem Wechselspannungsnetz am Netzausgang 16 galvanisch getrennt werden kann. Durch das Hochtransformieren bzw. das Heruntertransformieren in Gegenrichtung mittels des Transformators 226 lässt sich außerdem auf vorteilhafte Weise vermeiden, dass ein Strom bzw. eine Spannung von dem Wechselspannungsnetz durch etwaige Freilaufdioden des zweiten Leistungselektronikschaltkreises 228 zu dem Gleichspannungs-Zwischenkreis 300 eingekoppelt werden. In einer Abwandlung oder zusätzlich lässt sich ein derartiges Einkoppeln auch mittels der Schalteranordnung S26 vermeiden, indem diese den Netzausgang 16 von dem Konfigurationsmodul 225 trennt, wenn - etwa aufgrund zu geringer Gleichspannung UZ - keine Rückspeisung in das Wechselspannungsnetz möglich ist.For feeding back into the AC mains at the mains output 16 has the electrical control system 10 also a second configuration circuit 224 with a second configuration module 225 and a switch assembly S26 on. The second configuration module 225 is with the AC voltage channel 222 and via the switch assembly S26 with the network output 16 electrically connected or switched connectable. The second configuration module 225 has a transformer 226 on which is established the voltage on its primary side of the AC voltage channel 222 to a higher voltage on its secondary side, which is connected to the mains output 16 and so that the AC voltage network is connectable to transform. This can be done by the transformer 226 in particular, have a turns ratio of 2 to 3. In this advantageous manner, electrical energy can be fed back into the alternating voltage network even if the achievable voltage amplitude in the AC voltage channel 222 is smaller than the voltage amplitude in the AC voltage network. Also, an advantage of the transformer may be, in particular, that the AC voltage channel 222 from the AC mains at the network output 16 can be galvanically isolated. By up-converting or down-transforming in the opposite direction by means of the transformer 226 can also be advantageously avoided that a current or voltage from the AC voltage network by any freewheeling diodes of the second power electronics circuit 228 to the DC link 300 be coupled. In a modification or in addition, such a coupling can also be done by means of the switch arrangement S26 Avoid this by disconnecting the network 16 from the configuration module 225 separates, if - due to low DC voltage UZ - No feedback into the AC mains is possible.

Außerdem ist das zweite Konfigurationsmodul 225 und/oder die Datenverarbeitungseinrichtung 206 eingerichtet, die Sekundärseite des Transformators 226 mit dem Netzausgang 16 mittels der Schalteranordnung S26 elektrisch zu verbinden, wenn am Wechselspannungskanal 222 eine Wechselspannung für die Rückspeisung in das Wechselspannungsnetz bereitgestellt wird, und/oder diese elektrische Verbindung andernfalls zu trennen oder dann zu trennen, wenn ein Fehler vorliegt - insbesondere die Phase bzw. die Phasen des Wechselspannungsnetzes am Netzausgang 16 nicht bestimmt werden können.In addition, the second configuration module 225 and / or the data processing device 206 set up the secondary side of the transformer 226 with the network output 16 by means of the switch arrangement S26 electrically connect when at the AC voltage channel 222 an AC voltage is provided for the feedback into the AC voltage network, and / or otherwise disconnect or disconnect this electrical connection if there is an error - in particular the phase or phases of the AC voltage network at the network output 16 can not be determined.

Schließlich ist die Datenverarbeitungseinrichtung 206 eingerichtet, bei Überschreiten der Gleichspannung UZ über einen vorbestimmten Spannungswert bezüglich der Rückspeisung den Wechselrichterschaltkreis für den Wechselspannungskanal 222 so anzusteuern, dass dieser am Wechselspannungskanal 222 eine für die Rückspeisung geeignete Wechselspannung bereitstellt, und bei Überschreiten der Gleichspannung UZ über einen vorbestimmten Spannungswert bezüglich des Ballastwiderstands den elektrischen Schalter S31 so anzusteuern, dass dieser die Spannung UZ an den Ballastwiderstand R31 anlegt. In einer Variante des Ausführungsbeispiels ist der vorbestimmte Spannungswert bezüglich der Rückspeisung kleiner als der vorbestimmte Spannungswert bezüglich des Ballastwiderstands. Insbesondere kann der vorbestimmte Spannungswert bezüglich der Rückspeisung 300 V und der vorbestimmte Spannungswert bezüglich des Ballastwiderstands 350 V sein; insbesondere kann in einer Abwandlung der vorbestimmte Spannungswert bezüglich der Rückspeisung 350 V und der vorbestimmte Spannungswert bezüglich des Ballastwiderstands 380 V sein; insbesondere kann in einer Abwandlung der vorbestimmte Spannungswert bezüglich der Rückspeisung 350 V und der vorbestimmte Spannungswert bezüglich des Ballastwiderstands 400 V sein; insbesondere kann in einer Abwandlung der vorbestimmte Spannungswert bezüglich der Rückspeisung 400 V und der vorbestimmte Spannungswert bezüglich des Ballastwiderstands 420 V sein.Finally, the data processing device 206 set up, when the DC voltage is exceeded UZ via a predetermined voltage value with respect to the feedback, the inverter circuit for the AC voltage channel 222 to drive so that this at the AC voltage channel 222 provides an AC voltage suitable for the feedback, and when the DC voltage is exceeded UZ over a predetermined voltage value with respect to the ballast resistor, the electrical switch S31 to drive so that this is the tension UZ to the ballast resistor R31 invests. In a variant of the Embodiment, the predetermined voltage value with respect to the feedback is smaller than the predetermined voltage value with respect to the ballast resistor. Specifically, the predetermined voltage value with respect to the regenerative power may be 300 V and the predetermined voltage value with respect to the ballast resistance may be 350 V; more specifically, in a modification, the predetermined voltage value with respect to the regenerative power may be 350 V and the predetermined voltage value with respect to the ballast resistance may be 380 V; more specifically, in a modification, the predetermined voltage value with respect to the regenerative power may be 350 V and the predetermined voltage value with respect to the ballast resistance may be 400 V; Specifically, in a modification, the predetermined voltage value with respect to the regenerative power may be 400 V and the predetermined voltage value with respect to the ballast resistance may be 420 V.

Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.Although exemplary embodiments have been explained in the foregoing description, it should be understood that a variety of modifications are possible. It should also be noted that the exemplary embodiments are merely examples that are not intended to limit the scope, applications and construction in any way. Rather, the expert is given by the preceding description, a guide for the implementation of at least one exemplary embodiment, with various changes, in particular with regard to the function and arrangement of the components described, can be made without departing from the scope, as it turns out according to the claims and these equivalent combinations of features.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Roboteranordnungrobotic assembly
1010
Elektrisches SteuerungssystemElectric control system
1212
kombinierter Netzanschlusscombined mains connection
1414
Netzeingangpower input
1616
Netzausgangpower output
100100
GleichrichterschaltkreisRectifier circuit
110110
NetzphasenbestimmungsvorrichtungMains phase determining device
L1, L2, L3L1, L2, L3
Wechselspannung von einem Wechselspannungsnetz, insbesondere DrehstromnetzAC voltage from an AC voltage network, in particular three-phase network
D01 bis D06D01 to D06
GleichrichterdiodenRectifier diodes
200200
Mehrkanal-WechselrichterbaueinheitMultichannel Wechselrichterbaueinheit
202202
gemeinsam genutzter Schaltkreisshared circuit
204204
integrierter Schaltkreisintegrated circuit
206206
DatenverarbeitungseinrichtungData processing device
208208
KanalregelungseinrichtungChannel control device
210210
erster Wechselrichterschaltkreisfirst inverter circuit
212212
erster Wechselspannungskanalfirst AC voltage channel
214214
erste Konfigurationsschaltungfirst configuration circuit
215215
erstes Konfigurationsmodulfirst configuration module
216216
Anschlussanordnung zum Anschließen des elektrischen Motors an den ersten WechselspannungskanalConnection arrangement for connecting the electric motor to the first AC voltage channel
217217
erste Stromsensoreinrichtungfirst current sensor device
218218
erster Leistungselektronikschaltkreisfirst power electronics circuit
219219
erste Pulsweitenmodulationseinrichtungfirst pulse width modulation device
T11 bis T16T11 to T16
elektrische Schaltelemente des ersten Wechselrichterschaltkreiseselectrical switching elements of the first inverter circuit
D11 bis D16D11 to D16
Freilaufdioden des ersten WechselrichterschaltkreisesFreewheeling diodes of the first inverter circuit
220220
zweiter Wechselrichterschaltkreissecond inverter circuit
222222
zweiter Wechselspannungskanalsecond AC voltage channel
224224
zweite Konfigurationsschaltungsecond configuration circuit
225225
zweites Konfigurationsmodulsecond configuration module
226226
Transformatortransformer
228228
zweiter Leistungselektronikschaltkreissecond power electronics circuit
229229
zweite Pulsweitenmodulationseinrichtungsecond pulse width modulation device
T21 bis T26T21 to T26
elektrische Schaltelemente des zweiten Wechselrichterschaltkreiseselectrical switching elements of the second inverter circuit
D21 bis D26D21 to D26
Freilaufdioden des ersten WechselrichterschaltkreisesFreewheeling diodes of the first inverter circuit
S26S26
Schalteranordnungswitch arrangement
232232
dritter Wechselspannungskanalthird AC voltage channel
238238
dritter Leistungselektronikschaltkreisthird power electronics circuit
242242
vierter Wechselspannungskanalfourth AC voltage channel
248248
vierter Leistungselektronikschaltkreisfourth power electronics circuit
252252
fünfter Wechselspannungskanalfifth AC voltage channel
258258
fünfter Leistungselektronikschaltkreisfifth power electronics circuit
262262
sechster Wechselspannungskanalsixth AC voltage channel
268268
sechster Leistungselektronikschaltkreissixth power electronics circuit
300300
Gleichspannungs-ZwischenkreisDC intermediate circuit
C31C31
Pufferkondensatorbuffer capacitor
R31R31
Ballastwiderstandballast resistor
S31S31
elektrischer Schalterelectrical switch
UZUZ
Gleichspannung bei dem Gleichspannungs-ZwischenkreisDC voltage at the DC link
400400
Roboterrobot
410410
Roboterstandfußrobot stand
411411
erstes Robotergliedfirst robot member
412412
zweites Robotergliedsecond robot member
413413
drittes Robotergliedthird robot link
414414
viertes Robotergliedfourth robot member
415415
fünftes Robotergliedfifth robot link
451451
erstes Greifelementfirst gripping element
452452
zweites Greifelementsecond gripping element
481 ... 485481 ... 485
elektrische Motorenelectric motors
500500
Verfahren zum gesteuerten Betreiben eines elektrischen MotorsMethod for the controlled operation of an electric motor
510 ... 560510 ... 560
Verfahrensschrittesteps

Claims (15)

Elektrisches Steuerungssystem (10) zum gesteuerten Betreiben eines elektrischen Motors, insbesondere für einen Roboter, aufweisend: einen Gleichrichterschaltkreis (100), der eingerichtet ist, eine von einem Wechselspannungsnetz bereitgestellte Wechselspannung (L1, L2, L3) in eine Gleichspannung umzuwandeln; eine Mehrkanal-Wechselrichterbaueinheit (200), wenigstens aufweisend einen ersten Wechselrichterschaltkreis (210), der einen ersten Wechselspannungskanal (212) bereitstellt, und einen zweiten Wechselrichterschaltkreis (220), der einen zweiten Wechselspannungskanal (222) bereitstellt; und einen Gleichspannungs-Zwischenkreis (300), der eingerichtet ist, mit der Gleichspannung (UZ) des Gleichrichterschaltkreises gespeist zu werden, die Gleichspannung (UZ) mittels Speicherung von elektrischer Energie zu puffern und/oder zu glätten und der Mehrkanal-Wechselrichterbaueinheit (200) bereitzustellen; und wobei: der erste Wechselrichterschaltkreis (210) eingerichtet ist, am ersten Wechselspannungskanal (212) eine steuerbare Wechselspannung zum gesteuerten Antrieb des elektrischen Motors im Motorbetrieb bereitzustellen und im Generatorbetrieb des elektrischen Motors eine dadurch generierte Wechselspannung in eine Gleichspannung umzuwandeln und zum Gleichspannungs-Zwischenkreis (300) rückzuspeisen; der zweite Wechselrichterschaltkreis (220) eingerichtet ist, die Gleichspannung (UZ) am Gleichspannungs-Zwischenkreis (300) in eine Wechselspannung umzuwandeln und diese am zweiten Wechselspannungskanal (222) zur Rückspeisung in das Wechselspannungsnetz bereitzustellen; und der erste und der zweite Wechselrichterschaltkreis (210, 220) einen gemeinsam genutzten Schaltkreis (202) aufweisen.An electrical control system (10) for controlled operation of an electric motor, in particular for a robot, comprising: a rectifier circuit (100) configured to convert an AC voltage (L1, L2, L3) provided by an AC power network into a DC voltage; a multi-channel inverter assembly (200) comprising at least a first inverter circuit (210) providing a first AC voltage channel (212) and a second inverter circuit (220) providing a second AC voltage channel (222); and a DC link (300) adapted to be fed with the DC voltage (UZ) of the rectifier circuit, to buffer and / or smooth the DC voltage (UZ) by means of electrical energy storage and to provide the multi-channel inverter module (200) ; and in which: the first inverter circuit (210) is adapted to provide at the first AC voltage channel (212) a controllable AC voltage for controlled driving of the electric motor during engine operation and to convert an AC voltage generated thereby into a DC voltage in generator operation of the electric motor and to feed it back to the DC intermediate circuit (300); the second inverter circuit (220) is arranged to convert the DC voltage (UZ) at the DC intermediate circuit (300) into an AC voltage and to provide this to the second AC voltage channel (222) for feeding back into the AC voltage network; and the first and second inverter circuits (210, 220) comprise a shared circuit (202). Elektrisches Steuerungssystem (10) gemäß Anspruch 1, wobei: der erste Wechselrichterschaltkreis (210) mittels einer ersten Konfigurationsschaltung (214) für das gesteuerte Betreiben des elektrischen Motors eingerichtet ist und der zweite Wechselrichterschaltkreis (220) mittels einer zweiten Konfigurationsschaltung (224) für die Spannungsrückspeisung in das Wechselspannungsnetz eingerichtet ist; und der erste und der zweite Wechselrichterschaltkreis (210, 220) bis auf die jeweilige Konfigurationsschaltung (214, 224) zumindest im Wesentlichen baugleich sind.Electric control system (10) according to Claim 1 wherein: the first inverter circuit (210) is arranged by means of a first configuration circuit (214) for the controlled operation of the electric motor and the second inverter circuit (220) is set up by means of a second configuration circuit (224) for the voltage feedback into the AC voltage network; and the first and the second inverter circuit (210, 220) are at least substantially identical except for the respective configuration circuit (214, 224). Elektrisches Steuerungssystem (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mehrkanal-Wechselrichterbaueinheit (200) einen integrierten Schaltkreis (204) aufweist, welcher die Wechselrichterschaltkreise (210, 220) und den gemeinsam genutzten Schaltkreis (202) oder je zumindest einen Teil dieser Schaltkreise aufweist.An electrical control system (10) according to any one of the preceding claims, wherein the multi-channel inverter assembly (200) comprises an integrated circuit (204) comprising the inverter circuits (210, 220) and the shared circuit (202) or at least a portion of each of these circuits having. Elektrisches Steuerungssystem (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche , wobei die Mehrkanal-Wechselrichterbaueinheit (200) des Weiteren für wenigstens einen der Wechselspannungskanäle (212, 222) einen Leistungselektronikschaltkreis (218, 228) zum Bereitstellen der Wechselspannung bei diesem Wechselspannungskanal aufweist. The electrical control system (10) of any one of the preceding claims, wherein the multichannel inverter assembly (200) further comprises power electronics circuitry (218, 228) for providing at least one of the AC voltage channels (212, 222) to provide the AC voltage at that AC voltage channel. Elektrisches Steuerungssystem (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der gemeinsam genutzte Schaltkreis (202) eingerichtet ist, eine Betriebsspannung, eine Referenzspannung, eine Hilfsspannung, einen Betriebsstrom, einen Referenzstrom, einen Hilfsstrom und/oder ein Steuerungssignal oder eine Kombination von wenigsten zweien davon für die Wechselrichterschaltkreise (210, 220) bereitzustellen und/oder ein Kontrollsignal zu empfangen.The electrical control system (10) of any of the preceding claims, wherein the shared circuit (202) is configured to have an operating voltage, a reference voltage, an auxiliary voltage, an operating current, a reference current, an auxiliary current and / or a control signal, or a combination of at least two thereof for the inverter circuits (210, 220) and / or to receive a control signal. Elektrisches Steuerungssystem (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der gemeinsam genutzte Schaltkreis (202) eine Datenverarbeitungseinrichtung (206) aufweist, welche eingerichtet ist, ein Kontrollsignal zu empfangen und basierend darauf ein Steuerungssignal für wenigstens einen der Wechselrichterschaltkreise (210, 220) zu bestimmen, mittels welchem dieser Wechselrichterschaltkreis steuerbar ist.An electrical control system (10) according to any one of the preceding claims, wherein the shared circuit (202) comprises data processing means (206) adapted to receive a control signal and based thereon a control signal to at least one of the inverter circuits (210, 220) determine, by means of which this inverter circuit is controllable. Elektrisches Steuerungssystem (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: ein Wechselspannungskanal (212, 222) der Wechselspannungskanäle mehrphasig ausgebildet ist; und einer der Wechselrichterschaltkreise (210, 220), welcher zur Bereitstellung einer Wechselspannung für einen dreiphasigen Wechselspannungskanal eingerichtet ist, eine steuerbare, dreiphasige H-Brücke aufweist.An electrical control system (10) according to any one of the preceding claims, wherein: an AC voltage channel (212, 222) of the AC voltage channels is formed multi-phase; and one of the inverter circuits (210, 220) adapted to provide an AC voltage for a three-phase AC voltage channel comprises a controllable three-phase H-bridge. Elektrisches Steuerungssystem (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anzahl der am zweiten Wechselspannungskanal (222) mittels des zweiten Wechselrichterschaltkreises (220) bereitgestellten Phasen der Anzahl an Phasen des Wechselspannungsnetzes entspricht.Electric control system (10) according to one of the preceding claims, wherein the number of phases provided at the second AC voltage channel (222) by means of the second inverter circuit (220) corresponds to the number of phases of the AC voltage network. Elektrisches Steuerungssystem (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Konfigurationsschaltung (224) zur Induktivitätsanpassung eine Drosselschaltung oder einen Transformator (226) mit einer Anzahl an Phasen, welche der Anzahl an Phasen des Wechselspannungsnetzes und/oder des zweiten Wechselspannungskanals (222) entspricht, aufweist.An electrical control system (10) according to any one of the preceding claims, wherein the second inductor matching configuration circuit (224) comprises a choke circuit or transformer (226) having a number of phases corresponding to the number of phases of the AC mains and / or the second AC voltage channel (222). corresponds, has. Elektrisches Steuerungssystem (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Konfigurationsschaltung (224) eingerichtet ist, die am zweiten Wechselspannungskanal (222) bereitgestellte Wechselspannung in ihrer Amplitude so anzupassen, dass diese in das Wechselspannungsnetz rückspeisbar ist.Electric control system (10) according to one of the preceding claims, wherein the second configuration circuit (224) is adapted to adjust the AC voltage provided on the second AC voltage channel (222) in amplitude so that it can be fed back into the AC mains. Elektrisches Steuerungssystem (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, welches des Weiteren eine Netzphasenbestimmungsvorrichtung (110) sowie einen Netzeingang (14) zum Anschluss an das Wechselspannungsnetz, einen Netzausgang (16) für die Rückspeisung in das Wechselspannungsnetz oder einen kombinierten Netzanschluss (12) aufweist; wobei: die Netzphasenbestimmungsvorrichtung (110) eingerichtet ist, eine oder mehrere Phasenlagen einer oder mehrerer Phasen des Wechselspannungsnetzes am Netzausgang (16) bzw. am kombinierten Netzanschluss (12) zu bestimmen; und die Mehrkanal-Wechselrichtereinbaueinheit (200) eingerichtet ist, am zweiten Wechselspannungskanal (222) die Wechselspannung so bereitzustellen, dass diese mit passender Phasenlage in das Wechselspannungsnetz rückgespeist werden kann.Electrical control system (10) according to one of the preceding claims, further comprising a network phase determination device (110) and a network input (14) for connection to the AC voltage network, a network output (16) for feeding back into the AC network or a combined power supply (12) ; in which: the network phase determination device (110) is set up to determine one or more phase positions of one or more phases of the AC voltage network at the network output (16) or at the combined network connection (12); and the multichannel inverter installation unit (200) is set up to provide the AC voltage at the second AC voltage channel (222) in such a way that it can be fed back into the AC voltage network with a suitable phase position. Elektrisches Steuerungssystem (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, welches des Weiteren einen Ballast-Widerstand (R31) aufweist und eingerichtet ist, wenn die Gleichspannung (UZ) einen bezüglich der Rückspeisung definierten Spannungsschwellwert erreicht oder überschreitet, den zweiten Wechselrichterschaltkreis (220) so zu steuern, dass elektrische Energie von dem Gleichspannungs-Zwischenkreis (300) in das Wechselspannungsnetz rückgespeist wird, und/oder, wenn die Gleichspannung (UZ) einen bezüglich des Ballastwiderstands definierten Spannungsschwellwert erreicht oder überschreitet, den Ballastwiderstand (R31) so mit dem Gleichspannungs-Zwischenkreis (300) zu verbinden, dass elektrische Energie von dem Gleichspannungs-Zwischenkreis (300) mittels des Ballastwiderstands (R31) in thermische Energie umgewandelt wird.An electrical control system (10) according to any one of the preceding claims, further comprising a ballast resistor (R31) and configured, when the DC voltage (UZ) reaches or exceeds a voltage threshold defined with respect to recovery, to the second inverter circuit (220) control that electrical energy from the DC link (300) is fed back into the AC mains, and / or, when the DC voltage (UZ) reaches or exceeds a defined with respect to the ballast voltage threshold, the ballast resistor (R31) so with the DC link (300) to convert electrical energy from the DC link (300) into thermal energy by means of the ballast resistor (R31). Verfahren (500) zum gesteuerten Betreiben eines elektrischen Motors, insbesondere zum Antrieb des elektrischen Motors und zur Rückspeisung einer von diesem generierten elektrischen Energie in ein Wechselspannungsnetz, aufweisend: - (510) Umwandeln einer Wechselspannung von dem Wechselspannungsnetz in eine Gleichspannung (UZ); - (520) Speisen eines Gleichspannungs-Zwischenkreises (300) mit der Gleichspannung; - (540) Speisen eines ersten Wechselrichterschaltkreises (210) mit der Gleichspannung (UZ) vom Gleichspannungs-Zwischenkreis (300), Umwandeln dieser Gleichspannung in eine steuerbare Wechselspannung und Bereitstellen dieser Wechselspannung an einem ersten Wechselspannungskanal (212) für den elektrischen Motor im Motorbetrieb; - (550) Mittels des ersten Wechselrichterschaltkreises (210) Gleichrichten einer in Form von Wechselspannung durch einen Generatorbetrieb des elektrischen Motors generierten elektrischen Energie und Rückspeisen dieser elektrischen Energie zum Gleichspannungs-Zwischenkreis (300); und - (560) Mittels eines zweiten Wechselrichterschaltkreises (220) Umwandeln der Gleichspannung am Gleichspannungs-Zwischenkreis (300) in eine Wechselspannung und Rückspeisen dieser Wechselspannung in das Wechselspannungsnetz; - und wobei der erste und der zweite Wechselrichterschaltkreis (210, 220) einen gemeinsam genutzten Schaltkreis (202) aufweisen.A method (500) for controlled operation of an electric motor, in particular for driving the electric motor and for feeding back an electrical energy generated thereby into an AC voltage network, comprising: - (510) converting an AC voltage from the AC voltage network into a DC voltage (UZ); - (520) feeding a DC intermediate circuit (300) with the DC voltage; - (540) feeding a first inverter circuit (210) with the DC voltage (UZ) from the DC link (300), converting that DC voltage into a controllable AC voltage and providing that AC voltage to a first AC voltage channel (212) for the electric motor during engine operation; - (550) rectifying, by means of the first inverter circuit (210), electrical energy generated in the form of AC voltage by generator operation of the electric motor and feeding that electrical energy back to the DC link (300); and - (560) converting the DC voltage across the DC link (300) into a second inverter circuit (220) AC voltage and feedback of this AC voltage in the AC voltage network; and wherein the first and second inverter circuits (210, 220) comprise a shared circuit (202). Vorrichtung (10) zum gesteuerten Betreiben eines elektrischen Motors, insbesondere zum Antrieb des elektrischen Motors und zur Rückspeisung einer von diesem generierten elektrischen Energie in ein Wechselspannungsnetz, aufweisend: - Mittel (100) zum Umwandeln einer Wechselspannung von dem Wechselspannungsnetz in eine Gleichspannung (UZ); - Mittel zum Speisen eines Gleichspannungs-Zwischenkreises (300) mit der Gleichspannung; - Mittel zum Speisen eines ersten Wechselrichterschaltkreises (210) mit der Gleichspannung (UZ) vom Gleichspannungs-Zwischenkreis (300), Mittel (210, 218) zum Umwandeln dieser Gleichspannung in eine steuerbare Wechselspannung und Mittel zum Bereitstellen dieser Wechselspannung an einem ersten Wechselspannungskanal (212) für den elektrischen Motor im Motorbetrieb; - Mittel (210) zum Gleichrichten einer in Form von Wechselspannung durch einen Generatorbetrieb des elektrischen Motors generierten elektrischen Energie und Mittel (210) zum Rückspeisen dieser elektrischen Energie zum Gleichspannungs-Zwischenkreis (300); und - Mittel (220) zum Umwandeln der Gleichspannung am Gleichspannungs-Zwischenkreis (300) in eine Wechselspannung mittels eines zweiten Wechselrichterschaltkreises (220) und Mittel (224) zum Rückspeisen dieser Wechselspannung in das Wechselspannungsnetz; - wobei der erste und der zweite Wechselrichterschaltkreis (210, 220) einen gemeinsam genutzten Schaltkreis (202) aufweisen.Device (10) for controlled operation of an electric motor, in particular for driving the electric motor and for feeding back an electrical energy generated by the latter into an AC voltage network, comprising: - means (100) for converting an AC voltage from the AC mains to a DC voltage (UZ); - means for supplying a DC intermediate circuit (300) with the DC voltage; - means for feeding a first inverter circuit (210) with the DC voltage (UZ) from the DC link (300), means (210, 218) for converting this DC voltage into a controllable AC voltage and means for providing this AC voltage to a first AC voltage channel (212 ) for the electric motor in engine operation; - means (210) for rectifying an electrical energy generated in the form of an alternating voltage by a generator operation of the electric motor and means (210) for feeding back this electrical energy to the DC intermediate circuit (300); and - means (220) for converting the DC voltage at the DC intermediate circuit (300) into an AC voltage by means of a second inverter circuit (220) and means (224) for feeding back this AC voltage to the AC mains; - wherein the first and the second inverter circuit (210, 220) have a shared circuit (202). Roboteranordnung (1) mit einem elektrischen Motor (481, 482, 483, 484, 485), welche ein elektrisches Versorgungsystem (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 zum Betreiben dieses Motors oder die Vorrichtung gemäß Anspruch 14 aufweist, und/oder welche eingerichtet ist, zum Betreiben dieses Motors das Verfahren (500) gemäß Anspruch 14 auszuführen.A robot assembly (1) comprising an electric motor (481, 482, 483, 484, 485) comprising an electrical supply system (10) according to any one of Claims 1 to 12 for operating this motor or the device according to Claim 14 and / or which is arranged to operate this motor according to the method (500) Claim 14 perform.
DE102017009878.6A 2017-10-23 2017-10-23 Control system and method for operating an electric motor Ceased DE102017009878A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017009878.6A DE102017009878A1 (en) 2017-10-23 2017-10-23 Control system and method for operating an electric motor
PCT/EP2018/077839 WO2019081227A1 (en) 2017-10-23 2018-10-12 Control system and method for operating an electric motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017009878.6A DE102017009878A1 (en) 2017-10-23 2017-10-23 Control system and method for operating an electric motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017009878A1 true DE102017009878A1 (en) 2019-04-25

Family

ID=63857943

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017009878.6A Ceased DE102017009878A1 (en) 2017-10-23 2017-10-23 Control system and method for operating an electric motor

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102017009878A1 (en)
WO (1) WO2019081227A1 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002034160A (en) * 2000-07-12 2002-01-31 Sawafuji Electric Co Ltd Parallel operation device for inverter
JP2009225497A (en) * 2008-03-13 2009-10-01 Fanuc Ltd Servo amplifier having power regenerating function
JP5260718B2 (en) * 2011-11-08 2013-08-14 ファナック株式会社 Servo motor drive device for driving a servo motor connected to the rotating shaft of a movable part of an industrial robot
JP5813746B2 (en) * 2013-12-26 2015-11-17 川崎重工業株式会社 Robot control system

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019081227A1 (en) 2019-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2522069B1 (en) Circuit arrangement for modular drive power converters
DE102011050755B4 (en) Motor control with switching function for energy recovery
EP1538736A2 (en) Drive system
DE102008030075A1 (en) Systems and methods for operating inductors of an impedance inverter in a continuous current mode
WO2007068532A1 (en) Converter system comprising converter modules that can be plugged together
WO2014154317A2 (en) Device, in particular machine or plant, and method for operating a device
DE102014209653A1 (en) Control device, electric machine and method
EP0505591B1 (en) Method and circuit arrangement for the regulation of a two-dimensional load vector by a digital actuator with limited commutation frequency
WO2005112244A1 (en) Control method and circuit arrangement for a rectifier
DE102013112160B4 (en) Brake control device for quickly switching the brake between release and engagement status
DE3703218C2 (en)
EP2664049B1 (en) Assembly for feeding electrical energy into an energy supply network
DE102017009878A1 (en) Control system and method for operating an electric motor
EP3379675A1 (en) Optimized construction of a dc voltage system and method in the event of the failure of the feeding network
DE102005025422A1 (en) Three-phase inverter, has partial power converters placed in electrically conductive connection with windings and with DC-sided connectors and electrically connected in series, where each converter is frequency pulsed power converter
DE102015120271A1 (en) Output module of a drive control system
EP3095178A1 (en) Modular converter circuit having sub-modules, which are operated in linear operation
DE202019005419U1 (en) Control for electric power steering control for electric power steering
DE102011079214A1 (en) Converter circuit for drive system used in electric vehicle, has inverters which are connected serially in loading/unloading state, and parallelly in driving state
DE102007052233A1 (en) Power supply device for drive i.e. electric drive, in e.g. injection molding machine, has power controller provided on peak load, where drive is electrically connected to controller, and another power controller connected with drive
DE102012203204B3 (en) Feed-regenerative converter
EP3668745B1 (en) Energy storage arrangement and method for operating such energy storage arrangement
WO2013092039A1 (en) Power converter circuit
EP2756590B1 (en) Modular multilevel dc/ac converter comprising a series connection of dc/ac inverter sub-modules controlled by a central and electrically protective separated common control unit
WO2010088979A1 (en) Method for regulating a self-commutated mains power converter of an intermediate voltage circuit converter

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R082 Change of representative

Representative=s name: WALLINGER RICKER SCHLOTTER TOSTMANN PATENT- UN, DE

R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final