DE102017123815A1

DE102017123815A1 - Wechselrichter und verfahren zum betrieb eines wechselrichters

Info

Publication number: DE102017123815A1
Application number: DE102017123815.8A
Authority: DE
Inventors: Jens Friebe
Original assignee: SMA Solar Technology AG
Current assignee: SMA Solar Technology AG
Priority date: 2017-10-12
Filing date: 2017-10-12
Publication date: 2019-04-18

Abstract

Offenbart ist ein Wechselrichter (1) mit einer Brückenschaltung (2), die zwei Halbbrücken mit jeweils zwei in Reihe geschalteten Halbleiterschaltern aufweist, wobei die Endpunkte der Reihenschaltungen jeweils mit Gleichstromanschlüssen (4) einer eingangsseitigen Zwischenkreiskapazität (3) und die Mittelpunkte der Reihenschaltungen mit Ausgangsleitungen (5a, 5b) zur Verbindung mit einem Wechselspannungsnetz verbunden sind. Die Ausgangsleitungen (5a, 5b) sind jeweils über einen eine Filterkapazität (8) umfassenden Ableitpfad (9a, 9b) mit einem der Endpunkte der Reihenschaltung verbunden. Der Wechselrichter (1) weist eine Steuereinheit (10), die dazu eingerichtet ist, eine getaktete Ansteuerung der Halbleiterschalter der Brückenschaltung (2) in Abhängigkeit von einem ausgangsseitig der Brückenschaltung (2) gemessenen Wechselstrom zu erzeugen, wobei die Steuereinheit (10) mit mindestens einem ausgangsseitig der Brückenschaltung (2) angeordneten Stromsensor (11a, 11b, 12, 14, 15, 17, 18, 19, 20, 22, 23) zur Messung des Wechselstroms verbunden ist. Der ausgangsseitig der Brückenschaltung (2) gemessene Wechselstrom wird an mindestens zwei Messstellen (13a, 13b, 16a, 16b, 16c, 21) erfasst, wobei eine erste Messstelle (13a, 13b, 21) in einer der Ausgangsleitungen (5a, 5b) und eine zweite Messstelle (16a, 16b, 16c) in einem der Ableitpfade (9a, 9b) oder in einer gemeinsamen Rückleitung (9c) zu dem Endpunkt der Reihenschaltung angeordnet ist. Dem Wechselrichter (1) ist weiterhin ein Betriebsverfahren zugeordnet.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft einen Wechselrichter und ein Verfahren zum Betrieb eines Wechselrichters, der einen eingangsseitigen Gleichstrom in einen ausgangsseitigen Wechselstrom zur Einspeisung in ein Wechselspannungsnetz umwandelt.
STAND DER TECHNIK
Aus der US9712082B2 ist ein Wechselrichter mit mindestens zwei Ausgangsleitungen zur Verbindung mit einem Wechselspannungsnetz bekannt, bei dem ein Stromsensor mit den Ausgangsleitungen verbunden ist und ein Messsignal in Abhängigkeit von der Summe der in den Ausgangsleitungen fließenden Wechselströme erzeugt. In einem entsprechenden Verfahren wird dieses Messsignal zur Steuerung einer Wechselrichterbrückenschaltung des Wechselrichters verwendet, indem das Messsignal während einer Halbwelle eines in des Wechselspannungsnetz eingespeisten Wechselstroms einen ersten hochfrequenten Anteil des Wechselstroms enthält, der in einer ersten der Ausgangsleitungen fließt, und während einer zweiten Halbwelle einen zweiten hochfrequenten Anteil des Wechselstromes, der in einer zweiten Ausgangsleitung fließt, enthält. Der Stromsensor ist dabei derart aufgebaut, dass die Flussrichtungen des jeweiligen Wechselstroms in den Ausgangsleitungen am Eingang des Stromsensors identisch sind, so dass der Stromsensor ein konstruktiv überlagertes Summensignal ausgibt.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wechselrichter und ein Verfahren zum Betrieb eines Wechselrichters mit einer einfacher und kostengünstiger aufgebauten Stromsensorik zur Erfassung netzfrequenter und hochfrequenter Komponenten eines ausgangsseitigen Wechselstromes bereitzustellen.
LÖSUNG
Die Aufgabe wird durch einen Wechselrichter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Betrieb eines Wechselrichters mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ein erfindungsgemäßer Wechselrichter umfasst eine Brückenschaltung, die zwei Halbbrücken mit jeweils zwei in Reihe geschalteten Halbleiterschaltern aufweist, wobei die Endpunkte der Reihenschaltungen jeweils mit Gleichstromanschlüssen einer eingangsseitigen Zwischenkreiskapazität verbunden sind. Die Mittelpunkte der Reihenschaltungen dieser sogenannten H4-Brücke sind mit Ausgangsleitungen zur Verbindung mit einem Wechselspannungsnetz verbunden. Die Ausgangsleitungen sind jeweils über einen eine Filterkapazität umfassenden Ableitpfad mit einem der Endpunkte der Reihenschaltung verbunden. Der Wechselrichter weist eine Steuereinheit auf, die dazu eingerichtet ist, eine getaktete Ansteuerung der Halbleiterschalter der Brückenschaltung in Abhängigkeit von einem ausgangsseitig der Brückenschaltung gemessenen Wechselstrom zu erzeugen. Dazu ist die Steuereinheit mit mindestens einem ausgangsseitig der Brückenschaltung angeordneten Stromsensor zur Messung des ausgangsseitigen Wechselstroms verbunden.
Der Wechselrichter ist dadurch gekennzeichnet, dass der ausgangsseitig der Brückenschaltung gemessene Wechselstrom an mindestens zwei Messstellen erfasst wird, wobei eine erste Messstelle in einer der Ausgangsleitungen und eine zweite Messstelle in einem der Ableitpfade oder in einer gemeinsamen Rückleitung zu dem Endpunkt der Reihenschaltung angeordnet ist.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine Messung des hochfrequenten Anteils des Wechselstromes nicht nur in den Ausgangsleitungen, sondern auch in den Ableitpfaden möglich ist, wobei die Rückleitung als gemeinsamer Teil der Ableitpfade angesehen werden kann. Diese Erkenntnis ermöglicht es, eine Messsensorik zu verwenden, die optimal auf die erste Messstelle bzw. die zweite Messstelle und deren jeweiligen Eigenschaften und Randbedingungen ausgelegt ist. Insbesondere ist es ausreichend, nur in einer der Ausgangsleitungen eine Messstelle anzuordnen, so dass eine zweite Messstelle in der anderen Ausgangsleitung vermieden und insbesondere die andere Ausgangsleitung räumlich flexibler angeordnet werden kann.
In einer Ausführungsform des Wechselrichters sind die erste Messstelle in einer der Ausgangsleitungen und die zweite Messstelle in dem mit der anderen Ausgangsleitung verbundenen Ableitpfad angeordnet. Dabei wird an der ersten Messstelle der netzfrequente Anteil des Wechselstroms sowie der hochfrequente Anteil des Wechselstroms in einer der Ausgangsleitungen, während an der zweiten Messstelle die hochfrequenten Anteile des Wechselstromes in der anderen Ausgangsleitung erfasst. Der an der ersten Messstelle erfasste netzfrequente Anteil ist dabei in beiden Ausgangsleitungen im Wesentlichen identisch und wird in der Steuereinheit zur Regelung beispielsweise der Ausgangsleistung des Wechselrichters verwendet. Die von der Steuereinheit zur Regelung beispielsweise des optimal sinusförmigen Verlaufes des Wechselstromes verwendeten hochfrequenten Anteile des Wechselstromes werden aus den an der ersten Messstelle erfassten hochfrequenten Anteile des Stromes in einer der Ausgangsleitungen und den an der zweiten Messstelle erfassten hochfrequenten Anteilen des Stromes in dem mit der anderen Ausgangsleitung verbundenen Ableitpfad zusammengesetzt. Damit sind alle zur Regelung notwendigen hochfrequenten Anteile erfasst, selbst wenn diese zumindest zeitweise nur in der einen Ausgangsleitung oder in der anderen Ausgangsleitung fließen.
In einer weiteren Ausführungsform des Wechselrichters ist der Stromsensor dazu eingerichtet, ein überlagertes Summensignal der an der ersten Messstelle und der an der zweiten Messstelle fließenden Ströme zu erfassen. Dadurch können alle relevanten Anteile des Wechselstromes mit einem einzigen Sensor erfasst und an die Steuereinheit geleitet werden. Der Sensor kann als herkömmlicher Stromwandler mit oder ohne Ringkern ausgebildet sein, wobei die Messstellen gebildet werden können, indem eine der Ausgangsleitungen sowie ein Ableitpfad bzw. die Rückleitung durch den Stromwandler durchgeführt werden. Ein bekannter Stromsensor, durch den beide Ausgangsleitungen geführt werden, hat gegenüber dieser Konfiguration den Nachteil, dass der in beiden Ausgangsleitungen fließende netzfrequente Anteil sich konstruktiv addiert und der Stromsensor somit auf eine doppelte Amplitude ausgelegt sein muss. Dies gilt nicht für die hochfrequenten Anteile des Wechselstromes mit vergleichsweise kleiner Amplitude, da diese regelmäßig ausschließlich in einer der Ausgangsleitungen fließen, so dass der Stromsensor gemäß dieser Ausführungsform einen kleineren Dynamikbereich abdecken muss und entsprechend kompakter und günstiger gebaut werden kann. Zusätzlich kann die Rückleitung bzw. der Ableitpfad mehrfach durch den Stromwandler geführt werden, um die Empfindlichkeit des Stromsensors für die hochfrequenten Anteile des Wechselstroms zu erhöhen.
Der Stromsensor kann weiterhin dazu eingerichtet sein, eine Kombination von Messwerten der an der ersten Messstelle, an der zweiten Messstelle und an einer dritten Messstelle fließenden Ströme zu erfassen, wobei die zweite Messstelle in einem der Ableitpfade und die dritte Messstelle in dem anderen Ableitpfad angeordnet sind. Dazu können die Ableitpfade durch einen gemeinsamen Stromwandler geführt werden, so dass die in beiden Ableitpfaden fließenden Ströme erfasst werden. Insbesondere kann dabei durch geeignete Wahl der Durchführungsrichtung der einzelnen Leitungen durch den Stromsensor eine konstruktive Summation dieser Ströme eingerichtet werden, die eine optimale Erfassung des netzfrequenten Anteils und der hochfrequenten Anteile des Wechselstroms ermöglichen.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Wechselrichter einen ersten Stromsensor und einen zweiten Stromsensor, wobei der erste Stromsensor einen an der ersten Messstelle fließenden Strom und der zweite Stromsensor einen an der zweiten Messstelle fließenden Strom erfasst. Dabei kann der zweite Stromsensor auf die Messung der an der zweiten Messstelle, d.h. in dem Ableitpfad bzw. in der Rückleitung fließenden hochfrequenten Anteile des Wechselstroms mit vergleichsweiser kleiner Amplitude optimiert werden und somit insbesondere kompakter und kostengünstiger als ein weiterer in der anderen Ausgangsleitung angeordneter Stromsensor.
In einer weiteren Ausführungsform des Wechselrichters ist der zweite Stromsensor dazu eingerichtet, ein überlagertes Summensignal der an der zweiten Messstelle und an einer dritten Messstelle fließenden Ströme zu erfassen, wobei die zweite Messstelle in einem der Ableitpfade und die dritte Messstelle in dem anderen Ableitpfad angeordnet sind. Dadurch kann der zweite Stromsensor alle hochfrequenten Anteile des Wechselstromes erfassen, und der erste Stromsensor kann auf die Messung des netzfrequenten Anteils optimiert werden, d.h. insbesondere mit einem geringeren Dynamikbereich und entsprechend günstiger ausgelegt werden.
Die Stromsensoren der erfindungsgemäßen Ausführungsformen des Wechselrichters können als magnetische Stromwandler ausgeführt sein. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Stromsensor mehrere Messstellen umfasst, indem mehrere Leitungen durch ihn hindurchgeführt werden können. Alternativ kann ein Stromsensor mehrere Teilsensoren an unterschiedlichen Messstellen umfassen, deren Messsignale analog, beispielsweise mittels Operationsverstärkern, oder digital in einem Prozessor miteinander verknüpft werden können.
In einer Ausführungsform des Wechselrichters umfasst der zweite Stromsensor einen Shuntwiderstand zur Strommessung. Dies ist möglich, da der zweite Stromsensor ausschließlich hochfrequente Anteile des Wechselstromes erfasst. Durch die Anordnung des zweiten Stromsensors im Ableitpfad bzw. in der Rückleitung verursacht der ohmsche Widerstand des Shuntwiderstandes zudem keine Wirkungsgradverluste und muss daher nicht aufwändig minimiert werden.
In einer weiteren Ausführungsform des Wechselrichters ist in beiden Ableitpfaden jeweils ein Shuntwiderstand angeordnet, und Spannungen an den Shuntwiderständen werden mittels eines Differenzverstärkers zu einem Ausgangssignal des zweiten Stromsensors zusammengefasst werden. Dadurch kann der zweite Stromsensor auf besonders einfache Weise alle hochfrequenten Anteile des Wechselstromes erfassen und als einzelnes überlagertes Summensignal an die Steuereinheit übergeben werden, und der erste Stromsensor kann auf die Messung des netzfrequenten Anteils optimiert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Wechselrichters ist die erste Messstelle an einer Position in einer der Ausgangsleitungen auf der der Brückenschaltung abgewandten Seite des Verbindungspunktes des jeweiligen Ableitpfades mit dieser Ausgangsleitung angeordnet. Dadurch kann vermieden werden, dass eine Messstelle bzw. ein entsprechender voluminöser Stromsensor an einer Position entlang der Ausgangsleitungen angeordnet werden muss, die innerhalb der Strompfade für die hochfrequenten Anteile liegt, so dass dieser Strompfad von den Mittelpunkten der Reihenschaltungen der Brückenschaltung über die Ausgangsleitungen, die Ableitpfade und die Rückleitung zum Endpunkt der Reihenschaltungen wesentlich besser minimiert werden kann, was unter anderem zur Verbesserung der elektromagnetischen Verträglichkeit des Wechselrichters beiträgt. Zusätzlich kann die zweite Messstelle in der Rückleitung oder ein zweiter Stromsensor mit zwei Messstellen in den Ableitpfaden angeordnet sein, so dass zur Erfassung des gesamten Wechselstromes zwei Sensoren benötigt werden, von denen einer auf die Messung eines netzfrequenten Anteils und der andere auf die Messung hochfrequenten Anteile optimiert werden kann.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb eines Wechselrichters nach einer der voranstehenden Ausführungsformen ist dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterschalter der Brückenschaltung mittels einer unipolaren Taktung angesteuert werden, wobei der ausgangsseitig der Brückenschaltung fließende Wechselstrom an mindestens zwei Messstellen erfasst wird, wobei eine erste Messstelle in einer der Ausgangsleitungen und eine zweite Messstelle einem der Ableitpfade oder in der Rückleitung angeordnet ist.
In einer Ausführungsform des Verfahrens werden an der ersten Messstelle ein netzfrequenter Anteil des Wechselstromes und an der zweiten Messstelle hochfrequente Anteile des Wechselstromes gemessen. Dabei können die an der ersten Messstelle und die an der zweiten Messstelle erfassten Messwerte separat an die Steuerung übertragen werden.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfassen die an der ersten Messstelle erfassten Messwerte den netzfrequenten Anteil des Wechselstromes und hochfrequente Anteile des Wechselstromes in einer Halbwelle des Wechselstromes, und die an der zweiten Messstelle erfassten Messwerte umfassen hochfrequente Anteile des Wechselstromes in der anderen Halbwelle des Wechselstromes. Alternativ umfassen die an der ersten Messstelle erfassten Messwerte ausschließlich den netzfrequenten Anteil des Wechselstromes, und die an der zweiten Messstelle erfassten Messwerte umfassen in beiden Halbwellen des Wechselstromes hochfrequente Anteile des Wechselstromes.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfassen die an der ersten Messstelle von dem ersten Stromsensor erfassten Messwerte ausschließlich den netzfrequenten Anteil des Wechselstromes, und ein zweiter Stromsensor erfasst die über die Ableitpfade fließenden hochfrequenten Anteile des Wechselstromes und überträgt diese an die Steuerung. Alternativ können die an der ersten Messstelle, an der zweiten Messstelle und ggf. an der dritten Messstelle fließenden Ströme mittels eines gemeinsamen Stromsensors erfasst und als überlagertes Summensignal an die Steuerung übertragen werden.
Figurenliste
Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.

1a, 1b zeigen aus dem Stand der Technik bekannte Wechselrichter und
2-5 zeigen verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemäßer Wechselrichter.

FIGURENBESCHREIBUNG
1a zeigt einen herkömmlichen Wechselrichter 1 mit einer Brückenschaltung 2, die zwei Halbbrücken mit jeweils zwei in Reihe geschalteten Halbleiterschaltern aufweist. Die Endpunkte der Reihenschaltungen sind mit einer eingangsseitigen Zwischenkreiskapazität 3 und mit Gleichstromanschlüssen 4 zum Anschluss eines Gleichstromgenerators, beispielsweise eines Photovoltaikgenerators, oder einer Batterie verbunden. Die Mittelpunkte der Reihenschaltungen sind mit Ausgangsleitungen 5a, 5b verbunden, die in Wechselspannungsanschlüssen 5 zum Anschluss des Wechselrichters 1 an ein Wechselspannungsnetz enden. Zwischen der Brückenschaltung 2 und den Wechselspannungsanschlüssen 5 sind Filterinduktivitäten 6 und ein Ausgangsfilter 7 mit weiteren Induktivitäten und Kapazitäten angeordnet.
Die Ausgangsleitungen 5a, 5b des Wechselrichters 1 sind jeweils über einen eine Filterkapazität 8 umfassenden Ableitpfad 9a, 9b mit einer gemeinsame Rückleitung 9c zu einem der Endpunkte der Reihenschaltung verbunden.
Der Wechselrichter 1 umfasst eine Steuereinheit 10, die mit den Halbleiterschaltern der Brückenschaltung 2 verbunden ist und die Brückenschalter mittels getakteter Steuersignale ansteuert. Die Steuersignale können dabei insbesondere einem in bekannter Weise generierten unipolaren oder bipolaren Taktmuster folgen, das beispielsweise von einer PWM-Steuerung erzeugt wird und dazu geeignet ist, mittels der Brückenschaltung 2 einen sinusförmigen Ausgangstrom mit einer Netzfrequenz des Wechselspannungsnetzes an den Wechselspannungsanschlüssen 5 zu erzeugen.
Im Betrieb des Wechselrichters 1, insbesondere durch die Taktung der Halbleiterschalter der Brückenschaltung 2 im kHz-Bereich, entstehen hochfrequente Anteile im Wechselstrom in den Ausgangsleitungen 5a, 5b, die teilweise durch die Filterinduktivitäten 6 gedämpft werden und teilweise über die Ableitpfade 9a, 9b und die Rückleitung 9c zu einem der Endpunkte der Reihenschaltungen der Brückenschaltung fließen. Diese hochfrequenten Anteile sind dem eigentlich gewünschten sinusförmigen Ausgangsstrom der Brückenschaltung 2 überlagert.
Die Steuereinheit 10 ist mit zwei Stromsensoren 11a, 11b verbunden, die in den Ausgangsleitungen 5a, 5b zwischen der jeweiligen Filterinduktivität 6 und dem jeweiligen Verbindungspunkt der Ableitpfade 9a, 9b mit den Ausgangsleitungen 5a, 5b angeordnet sind. Die Stromsensoren 11a, 11b können verschiedene bekannte Bauformen aufweisen und beispielsweise Shunt-Widerstände oder Stromwandler mit oder ohne Ringkern umfassen.
Die Steuereinheit 10 verarbeitet die Messsignale der Stromsensoren 11a, 11b sowohl hinsichtlich des netzfrequenten Anteils des Wechselstromes in den Ausgangsleitungen 5a, 5b, der insbesondere zur Regelung der Ausgangsleistung des Wechselrichters 1 verwendet wird, als auch hinsichtlich der hochfrequenten Anteile des Wechselstromes. Die hochfrequenten Anteile werden insbesondere hinsichtlich Störungen mit Frequenzen im Bereich zwischen der Netzfrequenz und der Taktfrequenz ausgewertet und im Rahmen einer Regelung dazu verwendet, diese Störungen durch geeignete Modifikation der Taktung der Halbleiterschalter der Brückenschaltung 2 zu minimieren.
Der netzfrequente Anteil des Wechselstroms des Wechselrichters 1 fließt gegenläufig durch die Ausgangsleitungen 5a, 5b, wobei die netzfrequenten Anteile der Ströme in den Ausgangsleitungen 5a, 5b weitgehend identische Amplituden aufweisen, so dass zur Bestimmung des netzfrequenten Anteil des Wechselstroms einer der Stromsensoren 11a, 11b ausreichen würde. Zur korrekten Ermittlung der hochfrequenten Anteile des Wechselstromes ist es jedoch notwendig, die in den einzelnen Ausgangsleitungen 5a, 5b fließenden Ströme getrennt zu betrachten, da die hochfrequenten Anteile je nachdem, welcher der Halbleiterschalter der Brückenschaltung 2 zu einem Zeitpunkt getaktet wird, nur in der ersten Ausgangsleitung 5a oder nur in der zweiten Ausgangsleitung 5b und entsprechend nur über den jeweiligen Ableitpfad 9a bzw. 9b zum Endpunkt der Reihenschaltungen der Brückenschaltung 2 fließen.
1b zeigt einen anderen bekannten Wechselrichter 1, der statt der zwei Stromsensoren 11a und 11b gemäß 1a nur einen Stromsensor 12 aufweist, der zwei Messstellen 13a, 13b überdeckt, die an denselben Positionen wie die Stromsensoren 11a, 11b gemäß 1a angeordnet sein können. Dabei sind die Ausgangsleitungen 5a, 5b derart durch den Stromsensor 12 geführt, dass der Stromsensor 12 die an den Messstellen 13a, 13b fließenden Ströme erfasst, und die Ausgangsleitungen 5a, 5b sind derart zum Stromsensor 12 orientiert, dass die Flussrichtungen des netzfrequenten Anteils des Wechselstroms in den Ausgangsleitungen 5a, 5b am Eingang des Stromsensors 12 identisch sind. Dadurch kann der Stromsensor 12 ein konstruktiv überlagertes Summensignal des netzfrequenten Anteils der Ströme an den Messstellen 13a und 13b erfassen und ein Messsignal ausgeben, das den netzfrequenten Anteil des Wechselstromes mit verdoppelter Amplitude repräsentiert. Zusätzlich misst und summiert der Stromsensor 12 gemäß 1b die hochfrequenten Anteile der Ströme in den Ausgangsleitungen 5a, 5b, so dass die hochfrequenten Anteile des Wechselstromes in jedem Fall in dem vom Stromsensor 12 ausgegebenen Messsignal repräsentiert sind, selbst wenn diese hochfrequenten Anteile nur in einer einzelnen der Ausgangsleitungen 5a, 5b fließen.
2a zeigt einen erfindungsgemäßen Wechselrichter 1 mit einem ersten Stromsensor 11b in der zweiten Ausgangsleitung 5b und einem zweiten Stromsensor 14 in der Rückleitung 9c. Der erste Stromsensor 11b erfasst den netzfrequenten Anteil des Wechselstroms sowie den hochfrequenten Anteil des Wechselstroms in der zweiten Ausgangsleitung 5b, in der er angeordnet ist. Der erste Stromsensor 11b kann allerdings keine hochfrequenten Anteile des Wechselstroms erfassen, die (ausschließlich) in der ersten Ausgangsleitung 5a fließen, in der er nicht angeordnet ist. Der zweite Stromsensor 14 erfasst diese hochfrequenten Anteile des Wechselstroms, da er in der Rückleitung 9c angeordnet ist, die über den ersten Ableitpfad 9a mit der ersten Ausgangsleitung 5a verbundenen ist. Somit werden die hochfrequenten Anteile des Wechselstroms in jedem Fall erfasst, entweder von dem ersten Stromsensor 11b als hochfrequenter Anteil im Strom in der zweiten Ausgangsleitung 5b oder von dem Stromsensor 14 als hochfrequente Anteile im Strom, der aus der ersten Ausgangsleitung 5a über den ersten Ableitpfad 9a und die Rückleitung 9c zur Zwischenkreiskapazität 3 fließt, oder von beiden Stromsensoren.
Selbstverständlich kann der erste Stromsensor 11b statt in der zweiten Ausgangsleitung 5b alternativ in der ersten Ausgangsleitung 5a angeordnet sein. Die Aufteilung der Messungen der Anteile am Wechselstrom auf die Stromsensoren 11b und 14 ergibt sich dann analog zur obigen Beschreibung.
Diese Ausführungsform weist gegenüber einem Wechselrichter gemäß 1a den Vorteil auf, dass der erste Stromsensor 11b und der auf die Messung hochfrequenter Anteile des Wechselstroms optimierter zweite Stromsensor 14 in Summe kompakter und günstiger ausführbar sind als zwei auf herkömmliche Weise in beiden Ausgangsleitungen 5a, 5b angeordnete Stromsensoren, die jeweils auf die gleichzeitige Messung des netzfrequenten und der hochfrequenten Anteile des Wechselstromes ausgelegt sein müssen. Auch der beide Ausgangsleitungen überdeckende Stromsensor 12 gemäß 1b ist vergleichsweise aufwändiger, da er auf die doppelte Amplitude des netzfrequenten Anteils und einen entsprechend höheren Dynamikumfang ausgelegt sein muss als der Stromsensor 11b gemäß 2a.
2b zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters 1, bei der der zweite Stromsensor 14 im ersten Ableitpfad 9a angeordnet ist. In dieser Ausführungsform erfasst der erste Stromsensor 11b wie gehabt den netzfrequenten Anteil des Wechselstroms sowie die hochfrequenten Anteile des Wechselstromes, sofern diese (ausschließlich) durch die zweite Ausgangsleitung 5b fließen, in der der erste Stromsensor 11b angeordnet ist, während der zweite Stromsensor 14 die hochfrequenten Anteile des Wechselstromes erfasst, sofern diese (ausschließlich) durch die erste Ausgangsleitung 5a, den Ableitpfad 9a und die Rückleitung 9c zur Zwischenkreiskapazität 3 fließen.
Selbstverständlich können die Stromsensoren 11b, 14 alternativ in der jeweils anderen Leitung angeordnet sein, d.h. der Stromsensor 11b in der ersten Ausgangsleitung 5a und der Stromsensor 14 in dem mit zweiten Ausgangsleitung 5b verbundenen Ableitpfad 9b.
Diese Ausführungsform weist gegenüber einem Wechselrichter gemäß 2a den weiteren Vorteil auf, dass die Stromsensoren 11b, 14 individuell platziert werden können und damit mehr Freiheitsgrade zur Optimierung der Strompfade existieren. Insbesondere kann die Rückleitung 9c entfallen und die Ableitpfade 9a, 9b können direkt mit dem Endpunkt der Reihenschaltungen verbunden werden.
3a zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters 1, der statt der Stromsensoren 11b und 14 gemäß 2a nur einen Stromsensor 15 aufweist, der zwei Messstellen 13b, 16c überdeckt, die an denselben Positionen wie die Stromsensoren 11b, 14 gemäß 2a angeordnet sein können, d.h. die Messstelle 13b in der zweiten Ausgangsleitung 5b und die Messstelle 16c in der Rückleitung 9c. Dabei sind die zweite Ausgangsleitung 5b und die Rückleitung 16c derart durch den Stromsensor 15 geführt, dass der Stromsensor 15 die an den Messstellen 13b, 16c fließenden Ströme erfasst. Dadurch kann der Stromsensor 15 ein überlagertes Summensignal der Ströme an den Messstellen 13b und 16c erfassen und ausgeben. Das Summensignal umfasst sowohl den netzfrequenten Anteil des Wechselstroms, der entlang der zweiten Ausgangsleitung 5b durch die Messstelle 13b fließt, als auch die hochfrequenten Anteile des Wechselstromes, die über die erste Ausgangsleitung 5a, den ersten Ableitpfad 9a und/oder den zweiten Ableitpfad 9b sowie die Rückleitung 9c zur Zwischenkreiskapazität 3 fließen.
Selbstverständlich kann die vom Stromsensor 15 überdeckte Messstelle 13b statt in der zweiten Ausgangsleitung 5b alternativ in der ersten Ausgangsleitung 5a angeordnet sein. Das vom Stromsensor 15 erfasste und ausgegebene Summensignal setzt sich dann analog zur obigen Beschreibung zusammen.
Diese Ausführungsform weist gegenüber einem Wechselrichter gemäß 2a den weiteren Vorteil auf, dass nur noch ein Stromsensor notwendig ist, wobei die Steuerung 10 ledigleich ein Messsignal erhält und zur Verwendung im Rahmen der Regelung des Wechselstromes auswertet.
3b zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters 1, bei der der Stromsensor 15 neben der Messstelle 13b in der zweiten Ausgangsleitung 5b eine Messstelle 16a im ersten Ableitpfad 9a überdeckt. In dieser Ausführungsform erfasst der Stromsensor 15 ein überlagertes Summensignal, das sowohl den netzfrequenten Anteil des Wechselstroms umfasst, der entlang der zweiten Ausgangsleitung 5b durch die Messstelle 13b fließt, als auch die hochfrequenten Anteile des Wechselstromes, die über die erste Ausgangsleitung 5a, den ersten Ableitpfad 9a und die Rückleitung 9c zur Zwischenkreiskapazität 3 fließen.
Selbstverständlich können die vom Stromsensor 15 gemäß 3b überdeckten Messstellen 13b und 16a alternativ in der jeweils anderen Leitung angeordnet sein, d.h. die Messstelle 13b in der ersten Ausgangsleitung 5a und die Messstelle 16a in dem mit zweiten Ausgangsleitung 5b verbundenen Ableitpfad 9b.
Diese Ausführungsform weist gegenüber einem Wechselrichter gemäß 3a den weiteren Vorteil auf, dass die Messstelle 16a gegebenenfalls besser als die Messstelle 16c erreichbar ist und eröffnet insbesondere die Möglichkeit, auf die Rückleitung 9c zu verzichten.
4a zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters 1, der einen in der ersten Ausgangsleitung 5a angeordneten ersten Stromsensor 11a und einen zweiten Stromsensor 17 umfasst, wobei der zweite Stromsensor 17 zwei Teilsensoren 17a, 17b umfasst, die in den Ableitpfaden 9a bzw. 9b angeordnet sind. Die Teilsensoren 17a, 17b können dabei insbesondere Shuntwiderstände umfassen, wobei die über die Shuntwiderstände der Teilsensoren 17a, 17b insbesondere mittels eines Operationsverstärkers derart zusammengefasst werden können, dass der Stromsensor 17 ein Summen- oder Differenzsignal der in den Ableitpfaden 9a und 9b fließenden Ströme erfasst und ausgibt. Die Steuerung 10 empfängt somit Messsignale vom ersten Stromsensor 11a, in denen der in der Ausgangsleitung 5a fließende netzfrequente Anteil des Wechselstromes repräsentiert ist, sowie Messsignale vom Stromsensor 17, die die in den Ableitpfaden 9a und 9b fließenden hochfrequenten Anteile des Wechselstromes umfassen.
Selbstverständlich kann der erste Stromsensor 11a anstatt in der ersten Ausgangsleitung 5a gemäß 4a alternativ in der zweiten Ausgangsleitung 5b angeordnet sein.
4b zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters 1, der statt des Shuntwiderstände umfassenden Stromsensors 17 gemäß 4a einen Stromsensor 18 umfasst, der zwei Messstellen 16a und 16b überdeckt, die in den Ableitpfaden 9a, 9b an denselben Positionen wie die Teilsensoren 17a, 17b des Stromsensors 17 gemäß 4a angeordnet sein können. Damit erfasst der Stromsensor 18 ein Summensignal der in den Ableitpfaden 9a und 9b fließenden Ströme, wobei dieses Summensignal in jedem Fall die in den Ausgangsleitungen 5a und 5b und damit in den Ableitpfaden 9a und 9b fließenden hochfrequenten Anteile des Wechselstromes repräsentiert.
Selbstverständlich kann der erste Stromsensor 11a anstatt in der ersten Ausgangsleitung 5a gemäß 4a und 4b alternativ in der zweiten Ausgangsleitung 5b angeordnet sein.
Die Ausführungsformen gemäß 4a und 4b weisen gegenüber einem Wechselrichter gemäß 2a oder 2b den weiteren Vorteil auf, dass der Stromsensor 11a ausschließlich netzfrequente Anteile messen muss und daher einfacher aufgebaut sein, insbesondere indem ein wesentlich geringerer Dynamikbereich ausreichend ist.
4c zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters 1, bei der im Unterschied zur Ausführungsform gemäß 4b anstatt der Stromsensoren 11a und 18 ein Stromsensor 19 derart angeordnet ist, dass er drei Messstellen 13b, 16a und 16b überdeckt, wobei die Messstelle 13b in der zweiten Ausgangsleitung 5b an einer der Position des Stromsensors 11b gemäß 2b äquivalenten Position angeordnet ist; alternativ und der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt kann die Messstelle in der ersten Ausgangsleitung 5a an einer der Position des Stromsensors 11a gemäß 4b äquivalenten Position angeordnet sein. Dabei sind die Ausgangsleitung 5a bzw. 5b und die beiden Ableitpfade 9a, 9b derart durch den Stromsensor 19 geführt, dass der Stromsensor 19 die an den Messstellen 13b, 16a und 16b fließenden Ströme erfasst. Dadurch kann der Stromsensor 19 ein überlagertes Summensignal der Ströme an den Messstellen 13b, 16a und 16b erfassen und ausgeben. Dieses Summensignal umfasst sowohl den netzfrequenten Anteil des Wechselstromes, der entlang der ersten Ausgangsleitung 5a bzw. der zweiten Ausgangsleitung 5b durch die Messstelle 13b fließt, als auch die hochfrequenten Anteile des Wechselstromes, die durch die Ableitpfade 9a und 9b fließen. Die Steuerung 10 empfängt somit Messsignale vom Stromsensor 19, in denen sowohl der netzfrequente Anteil des Wechselstromes als auch die hochfrequenten Anteile des Wechselstromes repräsentiert sind.
Diese Ausführungsform weist gegenüber einem Wechselrichter gemäß 3a den weiteren Vorteil auf, dass nur noch ein Stromsensor und somit nur eine Signalleitung an die Steuerung 10 vorhanden sein muss, wobei die Messstellen 16a und 16b besser erreichbar als die Messstelle 16c sind; grundsätzlich kann in dieser Ausführungsform auf die Rückleitung 9c verzichtet werden.
5a zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters 1, bei der ein erster Stromsensor 20 in der ersten Ausgangsleitung 5a (nicht dargestellt) oder alternativ in der zweiten Ausgangsleitung 5b an einer Position angeordnet ist, die abweichend zur Ausführungsform gemäß 4b auf einer der Brückenschaltung 2 abgewandten Seite eines Verbindungspunktes der Ausgangsleitung 5a bzw. 5b mit dem zugehörigen Ableitpfad 9a bzw. 9b liegt. An dieser Position in der Ausgangsleitung 5a bzw. 5b fließt weitgehend ausschließlich der netzfrequente Anteil des Wechselstromes, da die hochfrequenten Anteile des Wechselstromes über die Ableitpfade 9a, 9b und die Rückleitung 9c abfließen, bevor sie die Position des Stromsensors 20 erreichen. Zusätzlich umfasst der Wechselrichter 1 gemäß 5a einen schon in Zusammenhang mit der 4a beschriebenen Stromsensor 17, der mittels der Shuntwiderstände umfassenden Teilsensoren 17a, 17b und eines Operationsverstärkers ein Summensignal der in den Ableitpfaden 9a und 9b fließenden Ströme erfasst und ausgibt. Die Steuerung 10 empfängt somit Messsignale vom ersten Stromsensor 20, in denen der in der Ausgangsleitung 5a bzw. 5b fließende netzfrequente Anteil des Wechselstromes repräsentiert ist, sowie Messsignale vom Stromsensor 17, die die in den Ausgangsleitungen 5a, 5b und damit in den Ableitpfaden 9a und 9b fließenden hochfrequenten Anteile des Wechselstromes umfassen.
Alternativ zum Stromsensor 17 in den Ableitpfaden 9a, 9b kann ein Stromsensor 14 in der Rückleitung 9c angeordnet sein, um die in den Ausgangsleitungen 5a, 5b und damit in den Ableitpfaden 9a und 9b fließenden hochfrequenten Anteile des Wechselstromes zu erfassen.
Diese Ausführungsform weist gegenüber einem Wechselrichter gemäß 4a den weiteren Vorteil auf, dass die Strompfade für die hochfrequenten Anteile, die über die Ausgangsleitungen 5a, 5b, die Ableitpfade 9a, 9b und ggf. die Rückleitung 9c umfassende Schleifen fließen, insbesondere zur Optimierung der elektromagnetischen Verträglichkeit minimiert werden können, ohne dass ein Stromsensor für den netzfrequenten Anteil innerhalb dieser Schleifen angeordnet werden muss. Darüber hinaus ist der jeweilige Teil der Ausgangsleitungen 5a, 5b, der jeweils auf einer der Brückenschaltung 2 abgewandten Seite des Verbindungspunktes mit dem jeweils zugehörigen Ableitpfad 9a bzw. 9b liegt, besser erreichbar als eine Position innerhalb der besagten Schleifen.
5b zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters 1, bei der im Unterschied zur Ausführungsform gemäß 5a anstatt der Stromsensoren 20 und 17 ein Stromsensor 22 derart angeordnet ist, dass er drei Messstellen 21, 16a und 16b überdeckt, wobei die Messstelle 21 in der zweiten Ausgangsleitung 5b an derselben Position wie der Stromsensor 20 gemäß 4b angeordnet sein kann, d.h. die Messstelle 21 des Stromsensors 22 befindet sich auf einer der Brückenschaltung 2 abgewandten Seite des Verbindungspunktes der zweiten Ausgangsleitung 5b mit dem zweiten Ableitpfad 9b. Dabei sind die zweite Ausgangsleitung 5b und die beiden Ableitpfade 9a und 9b derart durch den Stromsensor 22 geführt, dass der Stromsensor 22 die an den Messstellen 21, 16a und 16b fließenden Ströme erfasst. Dadurch kann der Stromsensor 22 ein überlagertes Summensignal der Ströme an den Messstellen 21, 16a und 16b erfassen und ausgeben. Dieses Summensignal umfasst den netzfrequenten Anteil des Wechselstromes, der entlang der zweiten Ausgangsleitung 5b durch die Messstelle 21 fließt, und die hochfrequenten Anteile des Wechselstromes, die entlang der Ableitpfade 9a und 9b durch die Messstellen 16a und 16b fließen. Die Steuerung 10 empfängt somit Messsignale vom Stromsensor 22, in denen sowohl der netzfrequente Anteil des Wechselstromes als auch die hochfrequenten Anteile des Wechselstromes repräsentiert sind.
Selbstverständlich kann die Messstelle 21 statt in der zweiten Ausgangsleitung 5b alternativ in der ersten Ausgangsleitung 5a angeordnet sein.
Diese Ausführungsform weist gegenüber einem Wechselrichter gemäß 5a den weiteren Vorteil auf, dass nur noch ein Stromsensor und somit nur eine Signalleitung an die Steuereinheit 10 benötigt wird. Darüber hinaus ist die Messstelle 21 besser erreichbar als die Messstelle 13b gemäß 3 oder 4c, insbesondere wenn die oben erwähnten Strompfade der hochfrequenten Anteile räumlich optimiert wurden.
5c zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters 1, der einen Stromsensor 23 aufweist, wobei der Stromsensor 23 zwei Messstellen 21 und 16c überdeckt. Die Messstelle 21 ist wie in 5b in der zweiten Ausgangsleitung 5b auf einer der Brückenschaltung 2 abgewandten Seite des Verbindungspunktes der zweiten Ausgangsleitung 5b mit dem zweiten Ableitpfad 9b angeordnet, während die Messstelle 16c in der Rückleitung 9c angeordnet ist. Dabei sind die zweite Ausgangsleitung 5b und die Rückleitung 16c derart durch den Stromsensor 23 geführt, dass der Stromsensor 23 die an den Messstellen 21 und 16c fließenden Ströme erfasst, und der Stromsensor kann ein überlagertes Summensignal der Ströme an den Messstellen 21 und 16c erfassen und ausgeben. Das Summensignal umfasst sowohl den netzfrequenten Anteil des Wechselstroms, der entlang der zweiten Ausgangsleitung 5b durch die Messstelle 21 fließt, als auch die hochfrequenten Anteile des Wechselstromes, die über die Ausgangsleitungen 5a, 5b, die Ableitpfade 9a, 9b sowie die Rückleitung 9c zur Zwischenkreiskapazität 3 fließen.
Selbstverständlich kann die vom Stromsensor 23 überdeckte Messstelle 21 statt in der zweiten Ausgangsleitung 5b alternativ in der ersten Ausgangsleitung 5a auf einer der Brückenschaltung 2 abgewandten Seite des Verbindungspunktes der ersten Ausgangsleitung 5a mit dem ersten Ableitpfad 9a angeordnet sein.
In dieser Ausführungsform ist die Messstelle 21 besser erreichbar als die Messstelle 13b gemäß 3 oder 4c, insbesondere wenn die oben erwähnten Strompfade der hochfrequenten Anteile räumlich optimiert wurden.
Selbstverständlich können die Teilsensoren 17a und 17b des Stromsensors 17 gemäß 4a und 5a alternativ als zwei eigenständige Stromsensoren ausgeführt sein und ihre Messwerte separat an die Steuereinheit 10 übermitteln.
Die Ausführungsformen gemäß 2a, 2b, 4a, 5a weisen den gemeinsamen weiteren Vorteil auf, dass der Stromsensor 14 bzw. die Teilsensoren 17a, 17b als Shuntwiderstände und damit wesentlich einfacher und kostengünstiger als magnetische Stromwandler ausgeführt sein können.
Bezugszeichenliste

1: Wechselrichter
2: Brückenschaltung
3: Zwischenkreiskapazität
4: Gleichstromanschluss
5: Wechselstromanschluss
5a, 5b: Ausgangsleitungen
6: Filterinduktivität
7: Ausgangsfilter
8: Filterkapazität
9a, 9b: Ableitpfade
9c: Rückleitung
10: Steuereinheit
11a, 11b: Stromsensoren
12: Stromsensor
13a, 13b: Messstellen
14, 15: Stromsensoren
16a, 16b, 16c: Messstellen
17: Stromsensor
17a, 17b: Teilsensoren
18, 19, 20: Stromsensoren
21: Messstelle
22,23: Stromsensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 9712082 B2 [0002]

Claims

Wechselrichter (1) mit einer Brückenschaltung (2), die zwei Halbbrücken mit jeweils zwei in Reihe geschalteten Halbleiterschaltern aufweist, wobei die Endpunkte der Reihenschaltungen jeweils mit Gleichstromanschlüssen (4) einer eingangsseitigen Zwischenkreiskapazität (3) und die Mittelpunkte der Reihenschaltungen mit Ausgangsleitungen (5a, 5b) zur Verbindung mit einem Wechselspannungsnetz verbunden sind, wobei die Ausgangsleitungen (5a, 5b) jeweils über einen eine Filterkapazität (8) umfassenden Ableitpfad (9a, 9b) mit einem der Endpunkte der Reihenschaltung verbunden sind, und wobei der Wechselrichter (1) eine Steuereinheit (10) aufweist, die dazu eingerichtet ist, eine getaktete Ansteuerung der Halbleiterschalter der Brückenschaltung (2) in Abhängigkeit von einem ausgangsseitig der Brückenschaltung (2) gemessenen Wechselstrom zu erzeugen, wobei die Steuereinheit (10) mit mindestens einem ausgangsseitig der Brückenschaltung (2) angeordneten Stromsensor (11a, 11b, 12, 14, 15, 17, 18, 19, 20, 22, 23) zur Messung des Wechselstroms verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der ausgangsseitig der Brückenschaltung (2) gemessene Wechselstrom an mindestens zwei Messstellen (13a, 13b, 16a, 16b, 16c, 21) erfasst wird, wobei eine erste Messstelle (13a, 13b, 21) in einer der Ausgangsleitungen (5a, 5b) und eine zweite Messstelle (16a, 16b, 16c) in einem der Ableitpfade (9a, 9b) oder in einer gemeinsamen Rückleitung (9c) zu dem Endpunkt der Reihenschaltung angeordnet ist.
Wechselrichter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Messstelle (13a, 13b) in einer der Ausgangsleitungen (5a, 5b) und die zweite Messstelle (16b, 16a) in dem mit der anderen Ausgangsleitung (5b, 5a) verbundenen Ableitpfad (9b, 9a) angeordnet sind.
Wechselrichter (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromsensor (15, 19, 22, 23) dazu eingerichtet ist, ein überlagertes Summensignal der an der ersten Messstelle (13a, 13b, 21) und der an der zweiten Messstelle (16a, 16b, 16c) fließenden Ströme zu erfassen.
Wechselrichter (1) nach einem der Ansprühe 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromsensor (19, 22) dazu eingerichtet ist, eine Kombination von Messwerten der an der ersten Messstelle (13a, 13b, 21), an der zweiten Messstelle (16a, 16b) und an einer dritten Messstelle (16b, 16a) fließenden Ströme zu erfassen, wobei die zweite Messstelle (16a, 16b) in einem der Ableitpfade (9a, 9b) und die dritte Messstelle (16b, 16a) in dem anderen Ableitpfad (9b, 9a) angeordnet sind.
Wechselrichter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (1) einen ersten Stromsensor (11a, 11b, 20) und einen zweiten Stromsensor (14, 17, 18) umfasst, wobei der erste Stromsensor (11a, 11b, 20) einen an der ersten Messstelle (13a, 13b, 21) fließenden Strom und der zweite Stromsensor (14, 17, 18) einen an der zweiten Messstelle (16a, 16b, 16c) fließenden Strom erfasst.
Wechselrichter (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Stromsensor (17, 18) dazu eingerichtet ist, ein überlagertes Summensignal der an der zweiten Messstelle (16a, 16b) und an einer dritten Messstelle (16b, 16a) fließenden Ströme zu erfassen, wobei die zweite Messstelle (16a, 16b) in einem der Ableitpfade (9a, 9b) und die dritte Messstelle (16b, 16a) in dem anderen Ableitpfad (9b, 9a) angeordnet sind.
Wechselrichter (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromsensor (15, 19, 22, 23) bzw. die Stromsensoren (11a, 11b, 14, 18, 20) als magnetische Stromwandler ausgeführt sind.
Wechselrichter (1) nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Stromsensor (14, 17) einen Shuntwiderstand zur Strommessung umfasst.
Wechselrichter (1) nach einem Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in beiden Ableitpfaden (9a, 9b) jeweils ein Shuntwiderstand angeordnet ist und Spannungen an den Shuntwiderständen mittels eines Differenzverstärkers zu einem Ausgangssignal des zweiten Stromsensors (17) zusammengefasst werden.
Wechselrichter (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Messstelle (21) an einer Position in einer der Ausgangsleitungen (5a, 5b) angeordnet ist, die auf einer der Brückenschaltung (2) abgewandten Seite der Verbindung des jeweiligen Ableitpfades (9a, 9b) mit dieser Ausgangsleitung (5a, 5b) angeordnet ist.
Verfahren zum Betrieb eines Wechselrichters (1) gemäß Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterschalter der Brückenschaltung (2) mittels einer unipolaren Taktung angesteuert werden, wobei der ausgangsseitig der Brückenschaltung (2) fließende Wechselstrom an mindestens zwei Messstellen (13a, 13b, 16a, 16b, 16c, 21) erfasst wird, wobei eine erste Messstelle (13a, 13b, 21) in einer der Ausgangsleitungen (5a, 5b) und eine zweite Messstelle (16a, 16b, 16c) einem der Ableitpfade (9a, 9b) oder in der Rückleitung (9c) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten Messstelle (13a, 13b, 21) ein netzfrequenter Anteil des Wechselstromes und an der zweiten Messstelle (16a, 16b, 16c) hochfrequente Anteile des Wechselstromes gemessen werden.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die an der ersten Messstelle (13a, 13b, 21) und die an der zweiten Messstelle (16a, 16b, 16c) erfassten Messwerte separat an die Steuerung (10) übertragen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die an der ersten Messstelle (13a, 13b) erfassten Messwerte den netzfrequenten Anteil des Wechselstromes und hochfrequente Anteile des Wechselstromes in einer Halbwelle des Wechselstromes umfassen, und dass die an der zweiten Messstelle (16a, 16b, 16c) erfassten Messwerte hochfrequente Anteile des Wechselstromes in der anderen Halbwelle des Wechselstromes umfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die an der ersten Messstelle (21) erfassten Messwerte ausschließlich den netzfrequenten Anteil des Wechselstromes umfassen, und dass die an der zweiten Messstelle (16c) erfassten Messwerte in beiden Halbwellen des Wechselstromes hochfrequente Anteile des Wechselstromes umfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die an der ersten Messstelle (21) von einem ersten Stromsensor (20) erfassten Messwerte ausschließlich den netzfrequenten Anteil des Wechselstromes umfassen, und dass ein zweiter Stromsensor (14, 17, 18) die über die Ableitpfade (9a, 9b) fließenden hochfrequenten Anteile des Wechselstromes erfasst und an die Steuerung (10) überträgt.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die an der ersten Messstelle (13a, 13b, 21), an der zweiten Messstelle (16a, 16b, 16c) und ggf. an der dritten Messstelle (16b, 16a) fließenden Ströme mittels eines gemeinsamen Stromsensors (15, 19, 22, 23) erfasst und als überlagertes Summensignal an die Steuerung (10) übertragen werden.