DE102020003802A1 - Method and system with a DC voltage intermediate circuit supported by a DC / DC converter from an energy store and a power supply unit - Google Patents

Method and system with a DC voltage intermediate circuit supported by a DC / DC converter from an energy store and a power supply unit Download PDF

Info

Publication number
DE102020003802A1
DE102020003802A1 DE102020003802.6A DE102020003802A DE102020003802A1 DE 102020003802 A1 DE102020003802 A1 DE 102020003802A1 DE 102020003802 A DE102020003802 A DE 102020003802A DE 102020003802 A1 DE102020003802 A1 DE 102020003802A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
converter
side connection
connection
inverter
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.)
Pending
Application number
DE102020003802.6A
Other languages
German (de)
Inventor
Nikolas Morvan
Wolfgang Halder
Thomas Kühefuß
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.)
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Original Assignee
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
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 SEW Eurodrive GmbH and Co KG filed Critical SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Publication of DE102020003802A1 publication Critical patent/DE102020003802A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
    • H02M5/453Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/458Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0006Arrangements for supplying an adequate voltage to the control circuit of converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/008Plural converter units for generating at two or more independent and non-parallel outputs, e.g. systems with plural point of load switching regulators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0096Means for increasing hold-up time, i.e. the duration of time that a converter's output will remain within regulated limits following a loss of input power
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/322Means for rapidly discharging a capacitor of the converter for protecting electrical components or for preventing electrical shock

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

wobei zur Entladung des Energiespeichers dem Widerstand R eine zeitlich konstante elektrische Leistung P dauerhaft, insbesondere während einer Zeitspanne T, zugeführt wird, insbesondere bis zum praktisch vollständigen Entladen des Widertands,insbesondere wobei die Zeitspanne T größer ist als die Zeitkonstante des durch eine an den Widerstand zugeführte, zeitlich konstante, elektrische Dauerleistung bewirkten Temperaturanstiegs des Widerstands R.where a temporally constant electrical power P is continuously supplied to the resistor R to discharge the energy store, in particular during a period of time T, in particular until the resistor is almost completely discharged, in particular where the period of time T is greater than the time constant of the one applied to the resistor The continuous electrical power supplied, which is constant over time, causes the temperature of the resistance R to rise.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und ein System mit einem über einen DC/DC-Wandler aus einem Energiespeicher gestützten Gleichspannungszwischenkreis und einem Netzteil.The invention relates to a method and a system with a DC voltage intermediate circuit supported by a DC / DC converter from an energy store and a power supply unit.

Es ist allgemein bekannt, dass Bremswiderstände verwendet werden, um die im generatorischen Betrieb von Elektromotoren erzeugte Energie zu verringern, damit das Entstehen gefährlich hoher Spannungen verhindert wird.It is well known that braking resistors are used to reduce the energy generated by electric motors in generator mode, so that dangerously high voltages are prevented.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System möglichst sicher zu machen.The invention is therefore based on the object of making a system as safe as possible.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Verfahren nach den in Anspruch 1 oder 2 und bei dem System nach den in Anspruch 12 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention, the object is achieved in the method according to the features specified in claim 1 or 2 and in the system according to the features specified in claim 12.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Verfahren nach Anspruch 1 zum Betreiben des Systems sind, dass das System mit einem über einen DC/DC-Wandler aus einem Energiespeicher gestützten Gleichspannungszwischenkreis und einem aus einem Wechselspannungsversorgungsnetz und aus dem Zwischenkreis versorgbaren Netzteil, das eine Kleinspannung, insbesondere 24 Volt, zur Verfügung stellt, vorgesehen ist, wobei der DC/DC-Steller derart betrieben wird, dass

  • - der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss in einem ersten Betriebszustand, insbesondere und bei betriebsbereitem Wechselspannungsversorgungsnetz, eine erste Spannung bereitstellt,
  • - wobei der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss in einem zweiten Betriebszustand, insbesondere und bei erkanntem Netzausfall, also Ausfall des Wechselspannungsversorgungsnetzes, eine zweite Spannung bereitstellt,
wobei die erste Spannung größer als eine Mindestspannung ist,
wobei die zweite Spannung kleiner als die die Mindestspannung ist,
insbesondere wobei ein aus dem ersten Anschluss des DC/DC-Wandler versorgter Wechselrichter abgeschaltet wird, wenn die an diesem ersten Anschluss anliegende Spannung kleiner als die Mindestspannung ist.Important features of the invention in the method according to claim 1 for operating the system are that the system with a DC voltage intermediate circuit supported by a DC / DC converter from an energy store and a power supply unit which can be supplied from an AC voltage supply network and from the intermediate circuit and which provides a low voltage, in particular 24 volts, is provided, wherein the DC / DC converter is operated in such a way that
  • - The DC / DC converter provides a first voltage at its first connection in a first operating state, in particular and when the AC voltage supply network is ready for operation,
  • - wherein the DC / DC converter provides a second voltage at its first connection in a second operating state, in particular and when a power failure is detected, i.e. failure of the AC voltage supply network,
where the first voltage is greater than a minimum voltage,
where the second voltage is smaller than the minimum voltage,
in particular wherein an inverter supplied from the first connection of the DC / DC converter is switched off when the voltage applied to this first connection is less than the minimum voltage.

Von Vorteil ist dabei, dass das Netzteil nach dem Netzausfall noch möglichst lange Zeit die Kleinspannung zur Verfügung stellt und somit die vom Netzteil versorgten Signalelektronikbereiche der Module betriebsbereit haltbar sind. Somit ist die Sicherheit erhöht, da die durch die jeweiligen Signalelektronikbereiche ausgeführten Überwachungs- und Sicherheitsfunktionen möglichst lange betriebsbereit sind.The advantage here is that the power supply unit still provides the low voltage for as long as possible after the power failure and thus the signal electronics areas of the modules supplied by the power supply unit can be kept ready for operation. This increases security, since the monitoring and security functions carried out by the respective signal electronics areas are ready for operation for as long as possible.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Verfahren nach Anspruch 2 sind, dass das System mit einem Versorgungsmodul, einem Wechselrichter, einem DC/DC-Wandler, einem Energiespeicher und einem Netzteil ausgeführt ist,
wobei der gleichspannungsseitige Anschluss des einen Gleichrichter aufweisenden Versorgungsmoduls elektrisch parallel geschaltet ist zum gleichspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters und zum ersten Anschluss des DC/DC-Wandlers, an dessen zweiten Anschluss der Energiespeicher angeschlossen ist,
wobei der wechselspannungsseitige Anschluss des Gleichrichters von einem Wechselspannungsversorgungnetz gespeist ist,
wobei von einem ersten gleichspannungsseitigen Anschluss des Netzteils eine Kleinspannung, insbesondere 24 Volt, dem Versorgungsmodul, dem DC/DC-Wandler und dem Wechselrichter zugeführt wird,
wobei ein wechselspannungsseitiger Anschluss des Netzteils vom Wechselspannungsversorgungsnetz gespeist ist,
wobei ein zweiter gleichspannungsseitiger Anschluss des Netzteils parallel zum gleichspannungsseitigen Anschluss des Versorgungsmoduls geschaltet ist,
wobei in einem ersten Betriebszustand, insbesondere und bei betriebsbereitem Wechselspannungsversorgungsnetz, der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss eine erste Spannung bereitstellt,
wobei in einem zweiten Betriebszustand, insbesondere und bei erkanntem Netzausfall, also Ausfall des Wechselspannungsversorgungsnetzes, der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss eine zweite Spannung bereitstellt,
wobei die erste Spannung größer als eine Mindestspannung, insbesondere 400 Volt, ist, wobei die zweite Spannung kleiner als die eine Mindestspannung ist,
wobei der Wechselrichter abgeschaltet wird, wenn die an seinem gleichspannungsseitigen Anschluss anliegende Spannung kleiner als die Mindestspannung ist.
Important features of the invention in the method according to claim 2 are that the system is designed with a supply module, an inverter, a DC / DC converter, an energy store and a power supply unit,
wherein the DC voltage side connection of the supply module having a rectifier is electrically connected in parallel to the DC voltage side connection of the inverter and to the first connection of the DC / DC converter, to whose second connection the energy store is connected,
wherein the AC voltage side connection of the rectifier is fed from an AC voltage supply network,
wherein a low voltage, in particular 24 volts, is fed to the supply module, the DC / DC converter and the inverter from a first DC-side connection of the power supply unit,
an AC voltage-side connection of the power supply unit is fed from the AC voltage supply network,
wherein a second DC voltage-side connection of the power supply unit is connected in parallel to the DC voltage-side connection of the supply module,
wherein in a first operating state, in particular and when the AC voltage supply network is ready for operation, the DC / DC converter provides a first voltage at its first connection,
wherein in a second operating state, in particular and when a network failure is detected, i.e. failure of the AC voltage supply network, the DC / DC converter provides a second voltage at its first connection,
wherein the first voltage is greater than a minimum voltage, in particular 400 volts, wherein the second voltage is less than the minimum voltage,
wherein the inverter is switched off when the voltage applied to its DC voltage-side connection is less than the minimum voltage.

Von Vorteil ist dabei, dass das Netzteil nach dem Netzausfall noch möglichst lange Zeit die Kleinspannung zur Verfügung stellt und somit die vom Netzteil versorgten Signalelektronikbereiche der Module betriebsbereit haltbar sind. Somit ist die Sicherheit erhöht, da die durch die jeweiligen Signalelektronikbereiche ausgeführten Überwachung- und Sicherheitsfunktionen möglichst lange betriebsbereit sind.The advantage here is that the power supply unit still provides the low voltage for as long as possible after the power failure and thus the signal electronics areas of the modules supplied by the power supply unit can be kept ready for operation. This increases safety, since the monitoring and safety functions carried out by the respective signal electronics areas are ready for operation for as long as possible.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind Sensoren zur Netzausfallerkennung im Versorgungsmodul angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass die Information über den Netzausfall direkt am Wechselspannungsversorgungsnetz erkennbar ist und mittel Datenbusverbindung an die zum Datenaustausch verbundenen Busteilnehmer weitermeldbar ist, insbesondere auch an den DC/DC-Wandler, der dann abhängig von der Information den Betriebszustand einstellt. Hierbei ist also wichtig, dass die Messtechnik zur Erkennung des Netzausfalls in einem anderen Gerät angeordnet ist als in dem DC/DC-Wandler. Diese Messtechnik wird ansonsten für die Funktion und Betriebsweise des Versorgungsmoduls benötigt, da dieses einen am gleichspannugnsseitigen Anschluss des Gleichrichters des Versorgungsmoduls angeordneten DC/DC-Steller aufweist, so dass der Leistungsfluss vom Gleichrichter in den Zwischenkreis steuerbar ist.In an advantageous embodiment, sensors for network failure detection are arranged in the supply module. The advantage here is that the information about the power failure can be recognized directly on the AC voltage supply network and means data bus connection to the bus subscribers connected for data exchange can be reported, in particular also to the DC / DC converter, which then sets the operating state depending on the information. It is therefore important that the measurement technology for detecting the power failure is located in a different device than in the DC / DC converter. This measurement technology is otherwise required for the function and mode of operation of the supply module, since it has a DC / DC converter arranged on the DC / DC connection of the rectifier of the supply module, so that the power flow from the rectifier into the intermediate circuit can be controlled.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird zur Entladung des Energiespeichers einem Widerstand R, insbesondere Bremswiderstand, eine zeitlich konstante elektrische Leistung P dauerhaft, insbesondere während einer Zeitspanne T, zugeführt wird, insbesondere bis zum praktisch vollständigen Entladen des Widerstands,
insbesondere wobei die Zeitspanne T größer ist als die Zeitkonstante des durch eine an den Widerstand zugeführte, zeitlich konstante, elektrische Dauerleistung bewirkten Temperaturanstiegs des Widerstands R.
In an advantageous embodiment, to discharge the energy store, a resistor R, in particular a braking resistor, is supplied with an electrical power P which is constant over time, in particular during a period of time T, in particular until the resistor is practically completely discharged,
in particular wherein the time period T is greater than the time constant of the temperature rise of the resistor R caused by a constant electrical power supplied to the resistor.

Von Vorteil ist dabei, dass der Widerstand nicht nur kurzzeitig mit Leistung beaufschlagt wird, um die Zwischenkreisspannung abzusenken, sondern dauerhaft mit einer möglichst großen Leistung P beaufschlagt wird. Diese Leistung ist vorzugsweise derart groß, dass der Widerstand gerade noch nicht zerstört wird. Somit ist die maximal zulässige Leistung dauerhaft an die Umgebung als Wärme abführbar. Mittels dieser erfindungsgemäßen Methode ist ein möglichst kleiner Widerstandswert verwendbar, also eine schnelle Entladung des Energiespeichers ausführbar. Solche Entladungen sind im Transportfall sowie im Servicefall wichtig.The advantage here is that power is not only applied to the resistor for a short time in order to lower the intermediate circuit voltage, but that the greatest possible power P is applied permanently. This power is preferably so great that the resistor is just not destroyed. Thus, the maximum permissible power can be permanently dissipated to the environment as heat. By means of this method according to the invention, the smallest possible resistance value can be used, that is to say rapid discharge of the energy store can be carried out. Such discharges are important in the case of transport and service.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die an einer aus dem Widerstand und einem steuerbaren Halbleiterschalter, insbesondere Brems-Chopper, gebildeten Reihenschaltung anliegende Spannung U erfasst,
wobei die Reihenschaltung entweder direkt von der vom Energiespeicher zur Verfügung gestellten Spannung gespeist wird oder über einen DC/DC-Wandler aus der vom Energiespeicher zur Verfügung gestellten Spannung gespeist wird,
wobei dem steuerbaren Halbleiterschalter ein pulsweitenmoduliertes Ansteuersignal mit einem Pulsweitenmodulationsverhältnis zugeführt wird, das vom dem Wert der erfassten Spannung abhängig ist,
insbesondere wobei das Pulsweitenmodulationsverhältnis gemäß (1 / U) * (P * R) ^ ½ bestimmt ist. Von Vorteil ist dabei, dass abhängig von der Spannung das Pulsweitenmodulationsverhältnis verändert wird, insbesondere bei absinkender Spannung vergrößert wird.
In an advantageous embodiment, the voltage U present at a series circuit formed from the resistor and a controllable semiconductor switch, in particular a brake chopper, is detected,
The series connection is either fed directly from the voltage made available by the energy store or is fed from the voltage made available by the energy store via a DC / DC converter,
wherein the controllable semiconductor switch is supplied with a pulse-width-modulated control signal with a pulse-width modulation ratio that is dependent on the value of the detected voltage,
in particular where the pulse width modulation ratio is determined according to (1 / U) * (P * R) ^ ½. The advantage here is that the pulse width modulation ratio is changed as a function of the voltage, in particular is increased when the voltage drops.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der steuerbare Halbeliterschalter dauerhaft geschlossen, wenn die Spannung U einen Schwellwert unterschreitet, insbesondere wobei der Schwellwert (P * R) ^ ½ ist. Somit ist ein besonders schnelles Tiefentladen ermöglicht, wenn die maximal dem Widerstand zuführbare Leistung im zulässigen Bereich ist. Eine Pulsweitenmodulation wird dann also vermieden.In an advantageous embodiment, the controllable half-liter switch is permanently closed when the voltage U falls below a threshold value, in particular where the threshold value is (P * R) ^ ½. This enables particularly fast deep discharge when the maximum power that can be fed to the resistor is in the permissible range. Pulse width modulation is then avoided.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das System ein einen netzgespeisten Gleichrichter umfassendes Versorgungsmodul auf, dessen gleichspannungsseitiger Anschluss mit dem gleichspannungsseitigen Anschluss eines Wechselrichters verbunden ist und mit dem ersten Anschluss eines DC/DC-Wandlers,
wobei der zweite Anschluss des DC/DC-Wandlers mit dem die Spannung U bereitstellenden Anschluss des Energiespeichers verbunden ist,
wobei am wechselspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters ein Elektromotor, insbesondere Drehstrommotor, angeschlossen ist. Von Vorteil ist dabei, dass das System einen Energiespeicher aufweist, welcher generatorisch erzeugte Energie des Elektromotors abpuffert und somit bei motorischer Leistungsentnahme aus dem Zwischenkreis den Leistungsbezug aus dem Wechselspannungsversorgungsnetz klein hält.
In an advantageous embodiment, the system has a supply module comprising a mains-fed rectifier, the DC voltage side of which is connected to the DC voltage side connection of an inverter and to the first connection of a DC / DC converter,
wherein the second connection of the DC / DC converter is connected to the connection of the energy store providing the voltage U,
wherein an electric motor, in particular a three-phase motor, is connected to the connection on the AC voltage side of the inverter. The advantage here is that the system has an energy storage device which buffers the energy generated by the electric motor as a generator and thus keeps the power consumption from the AC voltage supply network small when motor power is drawn from the intermediate circuit.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen dem gleichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters und dem gleichspannungsseitigen Anschluss des Versorgungsmoduls ein DC/DC-Steller angeordnet ist,
welcher den Leistungsfluss vom , Gleichrichter zur aus Widerstand R und steuerbarem Halbeliterschalter gebildeten Reihenschaltung stoppt während des Entladens des Energiespeichers,
insbesondere so dass auf demjenigen Leistungsmodul, auf welchem die Dioden des Gleichrichters und den steuerbaren Halbeliterschalter integriert angeordnet sind, beim Entladen Wärme erzeugt wird durch entweder den steuerbaren Halbleiterschalter oder alternativ durch die Dioden des Gleichrichters. Von Vorteil ist dabei, dass der Leistungsfluss vom Wechselspannungsversorgungnetz zum Zwischenkreis hin unterbrechbar ist. Dies ist insbesondere beim Entladen wichtig.
In an advantageous embodiment, a DC / DC converter is arranged between the DC voltage side connection of the rectifier and the DC voltage side connection of the supply module,
which stops the power flow from the rectifier to the series circuit formed by the resistor R and the controllable half-liter switch while the energy store is being discharged,
in particular so that on the power module on which the diodes of the rectifier and the controllable half-liter switch are integrated, heat is generated during discharging by either the controllable semiconductor switch or alternatively by the diodes of the rectifier. The advantage here is that the power flow from the AC voltage supply network to the intermediate circuit can be interrupted. This is particularly important when unloading.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Wechselrichter ein Leistungsmodul auf, an welchem in Halbbrücken angeordnete steuerbare Halbleiterschalter angeordnet sind. Von Vorteil ist dabei, dass die steuerbaren Halbeliterschalter als Leistungsschalter ausführbar sind und trotzdem baulich integriert, also auf einem gemeinsamen Träger, anordenbar sind.In an advantageous embodiment, the inverter has a power module on which controllable semiconductor switches arranged in half bridges are arranged. The advantage here is that the controllable half-liter switches can be designed as circuit breakers and still be structurally integrated, that is, can be arranged on a common carrier.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Leistung P kleiner ist als die maximal vom Elektromotor über den Wechselrichter zum gleichspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters im generatorischen Betrieb des Elektromotors rückspeisbare Leistung. Von Vorteil ist dabei, dass mittels des Enegiespeicher zwar eine dauerhaft konstante Leistung abführbar ist, aber die bei generatorischer Betriebsart überschüssige Energie im Energiespeicher gespeichert werden muss.In an advantageous embodiment, the power P is less than the maximum power that can be fed back from the electric motor via the inverter to the DC voltage-side connection of the inverter in the generator operation of the electric motor. The advantage here is that a permanently constant power can be dissipated by means of the energy store, but the excess energy in the generator operating mode must be stored in the energy store.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Pulsweitenmodulationsfrequenz des Ansteuersignals während des Zuführens der Leistung P, insbesondere während der Zeitspanne T, verändert,
insbesondere als Pulsweitenmodulationsfrequenz zeitlich nacheinander unterschiedliche insbesondere diskrete Werte verwendet werden. Von Vorteil ist dabei, dass die Geräuschemission verringerbar ist oder zumindest kein monofrequenter Ton hörbar ist, sondern die Schallenergie auf verschiedene Frequenzen aufteilbar ist. Der Klangeindruck wird somit akzeptabler.
In an advantageous embodiment, the pulse width modulation frequency of the control signal is changed while the power P is being supplied, in particular during the time period T,
in particular, different, in particular discrete values can be used as the pulse width modulation frequency in chronological succession. The advantage here is that the noise emission can be reduced or at least no monofrequency tone can be heard, but the sound energy can be divided into different frequencies. The sound impression is therefore more acceptable.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der durch den Widerstand R fließende Strom I erfasst,
wobei aus der zeitlich gemittelten, über den Brems-Chopper bereitgestellten Spannung und dem zeitlich gemittelten, Strom der aktuelle Widerstandswert des Bremswiderstands bestimmt wird, insbesondere gemäß U / I,
und unter Berücksichtigung einer Kennlinie, welche die Temperaturabhängigkeit des Bremswiderstands darstellt, die aktuelle Temperatur T des jeweiligen Bremswiderstands bestimmt wird. Von Vorteil ist dabei, dass die Temperatur aus der bestimmten Spannung und dem bestimmten Strom bestimmbar ist.
In an advantageous embodiment, the current I flowing through the resistor R is detected,
The current resistance value of the braking resistor is determined from the time-averaged voltage provided via the brake chopper and the time-averaged current, in particular according to U / I,
and taking into account a characteristic that represents the temperature dependency of the braking resistor, the current temperature T of the respective braking resistor is determined. The advantage here is that the temperature can be determined from the specific voltage and the specific current.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird überwacht, ob die bestimmte Temperatur T des Bremswiderstands einen Schwellwert übersteigt, insbesondere wobei nach Überschreiten eine Notabschaltung des Brems-Choppers ausgeführt wird. Von Vorteil ist dabei, dass eine Zerstörung des Bremswiderstands vermeidbar ist.In an advantageous embodiment, it is monitored whether the specific temperature T of the braking resistor exceeds a threshold value, in particular wherein an emergency shutdown of the brake chopper is carried out when it is exceeded. The advantage here is that destruction of the braking resistor can be avoided.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die bestimmte Temperatur auf eine Solltemperatur hingeregelt, indem die Leistung P als Stellwert eines Reglers, insbesondere Pl-Reglers, entsprechend gestellt wird. Von Vorteil ist dabei, dass auch bei veränderter Umgebungstemperatur maximale Leistung vom Energiespeicher an die Umgebung abführbar ist.In an advantageous embodiment, the specific temperature is regulated to a setpoint temperature in that the power P is set accordingly as a control value of a controller, in particular a PI controller. The advantage here is that maximum power can be dissipated from the energy store to the environment even when the ambient temperature changes.

Wichtige Merkmale bei dem System, insbesondere zur Durchführung eines vorgenannten Verfahrens sind, dass
das System mit einem Versorgungsmodul, einem Wechselrichter, einem DC/DC-Wandler, einem Energiespeicher und einem Netzteil ausgeführt ist,
wobei der gleichspannungsseitige Anschluss des einen Gleichrichter aufweisenden Versorgungsmoduls elektrisch parallel geschaltet ist zum gleichspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters und zum ersten Anschluss des DC/DC-Wandlers, an dessen zweiten Anschluss der Energiespeicher angeschlossen ist,
wobei der wechselspannungsseitige Anschluss des Gleichrichters von einem Wechselspannungsversorgungnetz gespeist ist,
wobei von einem ersten gleichspannungsseitigen Anschluss des Netzteils eine Kleinspannung, insbesondere 24 Volt, dem Versorgungsmodul, dem DC/DC-Wandler und dem Wechselrichter zugeführt wird,
wobei ein wechselspannungsseitiger Anschluss des Netzteils vom Wechselspannungsversorgungsnetz gespeist ist,
wobei ein zweiter gleichspannungsseitiger Anschluss des Netzteils parallel zum gleichspannungsseitigen Anschluss des Versorgungsmoduls geschaltet ist, insbesondere so, dass das Netzteil aus dem Wechselspannungsversorgungsnetz und/oder über den DC/DC-Wandler aus dem Energiespeicher versorgbar ist,
wobei der DC/DC-Wandler derart geeignet ausgeführt ist, dass

  • - der DC/DC-Wandler in einem ersten Betriebszustand, insbesondere und bei betriebsbereitem Wechselspannungsversorgungsnetz, an seinem ersten Anschluss eine erste Spannung bereitstellt, und
  • - der DC/DC-Wandler in einem zweiten Betriebszustand, insbesondere und bei erkanntem Netzausfall, also Ausfall des Wechselspannungsversorgungsnetzes, an seinem ersten Anschluss eine zweite Spannung bereitstellt,

wobei die erste Spannung größer als eine Mindestspannung, insbesondere 400 Volt, ist, wobei die zweite Spannung kleiner als die eine Mindestspannung ist,
insbesondere wobei der Wechselrichter derart geeignet ausgeführt ist, dass der Wechselrichter abgeschaltet wird, wenn die an seinem gleichspannungsseitigen Anschluss anliegende Spannung kleiner als die Mindestspannung ist.Important features of the system, in particular for carrying out the aforementioned method, are that
the system is designed with a supply module, an inverter, a DC / DC converter, an energy store and a power supply unit,
wherein the DC voltage side connection of the supply module having a rectifier is electrically connected in parallel to the DC voltage side connection of the inverter and to the first connection of the DC / DC converter, to whose second connection the energy store is connected,
wherein the AC voltage side connection of the rectifier is fed from an AC voltage supply network,
wherein a low voltage, in particular 24 volts, is fed to the supply module, the DC / DC converter and the inverter from a first DC-side connection of the power supply unit,
an AC voltage-side connection of the power supply unit is fed from the AC voltage supply network,
wherein a second DC voltage-side connection of the power supply is connected in parallel to the DC-side connection of the supply module, in particular so that the power supply can be supplied from the AC voltage supply network and / or via the DC / DC converter from the energy store,
wherein the DC / DC converter is designed so that
  • the DC / DC converter provides a first voltage at its first connection in a first operating state, in particular and when the AC voltage supply network is ready for operation, and
  • - the DC / DC converter provides a second voltage at its first connection in a second operating state, in particular and when a power failure is detected, i.e. failure of the AC voltage supply network,

wherein the first voltage is greater than a minimum voltage, in particular 400 volts, wherein the second voltage is less than the minimum voltage,
in particular, the inverter being designed in such a way that the inverter is switched off when the voltage applied to its terminal on the DC voltage side is less than the minimum voltage.

Von Vorteil ist dabei, dass das Netzteil nach dem Netzausfall noch möglichst lange Zeit die Kleinspannung zur Verfügung stellt und somit die vom Netzteil versorgten Signalelektronikbereiche der Module betriebsbereit haltbar sind.The advantage here is that the power supply unit still provides the low voltage for as long as possible after the power failure and thus the signal electronics areas of the modules supplied by the power supply unit can be kept ready for operation.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind Sensoren zur Netzausfallerkennung im Versorgungsmodul angeordnet sind. Von Vorteil ist dabei, dass die Information über den Netzausfall direkt am Wechselspannungsversorgungsnetz erkennbar ist und mittel Datenbusverbindung an die zum Datenaustausch verbundenen Busteilnehmer weitermeldbar ist, insbesondere auch an den DC/DC-Wandler, der dann abhängig von der Information den Betriebszustand einstellt. Hierbei ist also wichtig, dass die Messtechnik zur Erkennung des Netzausfalls in einem anderen Gerät angeordnet ist als in dem DC/DC-Wandler. Diese Messtechnik wird ansonsten für die Funktion und Betriebsweise des Versorgungsmoduls benötigt, da dieses einen am gleichspannugnsseitigen Anschluss des Gleichrichters des Versorgungsmoduls angeordneten DC/DC-Steller aufweist, so dass der Leistungsfluss vom Gleichrichter in den Zwischenkreis steuerbar ist.In an advantageous embodiment, sensors for power failure detection are arranged in the supply module. The advantage here is that the information about the power failure can be recognized directly on the AC voltage supply network and via a data bus connection to the data exchange connected bus subscribers can be reported, in particular to the DC / DC converter, which then adjusts the operating state depending on the information. It is therefore important that the measurement technology for detecting the power failure is located in a different device than in the DC / DC converter. This measurement technology is otherwise required for the function and mode of operation of the supply module, since it has a DC / DC converter arranged on the DC / DC connection of the rectifier of the supply module, so that the power flow from the rectifier into the intermediate circuit can be controlled.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das System ein einen netzgespeisten Gleichrichter umfassendes Versorgungsmodul auf, dessen gleichspannungsseitiger Anschluss mit dem gleichspannungsseitigen Anschluss eines Wechselrichters des Systems verbunden ist und mit dem ersten gleichspannungsseitigen Anschluss eines DC/DC-Wandlers des Systems,
wobei der zweite gleichspannungsseitige Anschluss des DC/DC-Wandlers mit dem Energiespeicher, insbesondere Akkumulatoranordnung und/oder Doppelschichtkondensatoranordnung und/oder Ultracap-Anordnung, verbunden ist,
wobei am wechselspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters ein Elektromotor, insbesondere Drehstrommotor, angeschlossen ist. Von Vorteil ist dabei, dass für Transportzwecke oder Wartungszwecke der Energiespeicher entladbar ist. Dieses Entladen ist schnell ausführbar, weil ein sehr niedriger Ohm'scher Widerstandswert verwendbar ist. Denn mittels Erfassung der an der Reihenschaltung anliegenden Spannung ist durch eine entsprechend geeignete Pulsweitenmodulation eine konstante Leistung an den Widerstand abführbar und auch bei tiefen Spannungen eine schnelle Entladung ausführbar.
In an advantageous embodiment, the system has a supply module comprising a mains-fed rectifier, the DC voltage side connection of which is connected to the DC voltage side connection of an inverter of the system and to the first DC voltage side connection of a DC / DC converter of the system,
wherein the second DC voltage-side connection of the DC / DC converter is connected to the energy store, in particular a battery arrangement and / or double-layer capacitor arrangement and / or ultracap arrangement,
wherein an electric motor, in particular a three-phase motor, is connected to the connection on the AC voltage side of the inverter. The advantage here is that the energy store can be discharged for transport purposes or maintenance purposes. This discharging can be carried out quickly because a very low ohmic resistance value can be used. This is because by detecting the voltage applied to the series circuit, a constant power can be dissipated to the resistor by means of an appropriately suitable pulse width modulation, and rapid discharge can also be carried out at low voltages.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen dem gleichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters und dem gleichspannungsseitigen Anschluss des Versorgungsmoduls ein DC/DC-Steller angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass der Leistungsfluss vom Gleichrichter zum Zwischenkreis hin beeinflussbar ist, insbesondere abschaltbar. Außerdem ist das am gleichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters vorhandene Spannungsniveau unterschiedlich vom Zwischenkreisniveau, also vom Niveau der Spannung am gleichspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters oder des Versorgungsmoduls.In an advantageous embodiment, a DC / DC converter is arranged between the DC voltage side connection of the rectifier and the DC voltage side connection of the supply module. The advantage here is that the power flow from the rectifier to the intermediate circuit can be influenced, in particular switched off. In addition, the voltage level present at the DC voltage side connection of the rectifier is different from the intermediate circuit level, that is to say from the level of the voltage at the DC voltage side connection of the inverter or of the supply module.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein mit dem Bremswiderstand in Reihe geschalteter steuerbarer Halbleiterschalter im Gehäuse des DC/DC-Wandlers angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass der steuerbare Halbleiterschalter integriert mit der sonstigen Elektronik des DC/DC-Wandlers ausführbar ist und mit diesem dann auch entwärmbar.In an advantageous embodiment, a controllable semiconductor switch connected in series with the braking resistor is arranged in the housing of the DC / DC converter. The advantage here is that the controllable semiconductor switch can be designed to be integrated with the other electronics of the DC / DC converter and can then also be heat-dissipated with this.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein mit dem Bremswiderstand in Reihe geschalteter steuerbarer Halbleiterschalter auf einem Leistungsmodul integriert, welches in Halbbrücken angeordnete Dioden und/oder steuerbare Halbleiterschalter aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass der Gleichrichter mit dem steuerbaren Halbleiterschalter integriert und zusammen entwärmbar ausgeführt ist. Da jedoch beim Entladen des Energiespeichers mittels des Widerstands, insbesondere Bremswiderstands, der Leistungsfluss vom Gleichrichter zum Zwischenkreis hin mittels des Wandler gestoppt, insbesondere aufgetrennt ist, treten die Verlustleistungen der Dioden des Gleichrichters und die Verlustleistung des steuerbaren Halbleiterschalters nur alternativ auf.In an advantageous embodiment, a controllable semiconductor switch connected in series with the braking resistor is integrated on a power module which has diodes and / or controllable semiconductor switches arranged in half bridges. The advantage here is that the rectifier is integrated with the controllable semiconductor switch and is designed to be heatable together. However, since the power flow from the rectifier to the intermediate circuit is stopped, in particular separated, by the converter when the energy store is discharged by means of the resistor, in particular the braking resistor, the power losses of the diodes of the rectifier and the power loss of the controllable semiconductor switch occur only alternatively.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Leistungsmodul im Gehäuse des Wechselrichters oder des Versorgungsmoduls angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass der steuerbare Halbleiterschalter integriert im Leistungsmodul anordenbar ist und somit die Entwärmung des steuerbaren Leistungsmoduls mit der Entwärmung des Leistungsmoduls ausführbar ist, insbesondere mittels eines Kühlkörpers, welcher die Verlustwärme der in Halbbrücken angeordneten steuerbaren Halbleiterschalter des Wechselrichters und den dem Widerstand zugeordneten, steuerbaren Halbleiterschalter an die Umgebung abführt.In an advantageous embodiment, the power module is arranged in the housing of the inverter or of the supply module. The advantage here is that the controllable semiconductor switch can be arranged integrated in the power module and thus the heat dissipation of the controllable power module can be carried out with the heat dissipation of the power module, in particular by means of a heat sink, which absorbs the heat loss of the controllable semiconductor switches of the inverter arranged in half bridges and that assigned to the resistor , controllable semiconductor switch dissipates to the environment.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.Further advantages result from the subclaims. The invention is not restricted to the combination of features of the claims. For the person skilled in the art, there are further meaningful possible combinations of claims and / or individual claim features and / or features of the description and / or the figures, in particular from the task and / or the task posed by comparison with the prior art.

Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:

  • In der 1 ist ein erfindungsgemäßes System schematisch dargestellt.
The invention will now be explained in more detail with reference to schematic figures:
  • In the 1 a system according to the invention is shown schematically.

Wie in der Figur gezeigt, stellt ein von einem Wechselspannungsversorgungsnetz 8 gespeistes Versorgungsmodul 1 an seinem gleichspannugnsseitigen Anschluss eine unipolare Spannung zur Verfügung.As shown in the figure, one represents an AC voltage supply network 8th powered supply module 1 a unipolar voltage is available at its connection on the DC voltage side.

An diesem Anschluss ist der gleichspannungsseitige Anschluss eines Wechselrichters 2 angeschlossen, wobei am wechselspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters 2 vom Wechselrichter 2 eine Drehspannung einem Elektromotor 4, insbesondere Wechselstrommotor, insbesondere Drehstrommotor, zur Verfügung gestellt wird.The DC voltage side of an inverter is connected to this connection 2 connected to the AC voltage side connection of the inverter 2 from the inverter 2 a three-phase voltage to an electric motor 4th , in particular AC motor, in particular three-phase motor, is made available.

Der Wechselrichter wird von einer Steuerelektronik 3 angesteuert. Insbesondere erzeugt die Steuerelektronik 3 pulsweitemodulierte Ansteuersignale für die steuerbaren Halbleiterschalter des Wechselrichters, welche in parallel zueinander geschalteten Halbbrücken angeordnet sind, wobei diese Parallelschaltung von Halbbrücken aus der unipolaren Spannung speisbar ist.The inverter is controlled by control electronics 3 controlled. In particular, the control electronics generate 3 pulse-width-modulated control signals for the controllable semiconductor switches of the inverter, which are arranged in half bridges connected in parallel to one another, this parallel connection of half bridges being able to be fed from the unipolar voltage.

Baulich sind diese Halbleiterschalter, insbesondere also sechs steuerbare Halbleiterschalter auf einem Modul integriert, auf welchem auch ein weiterer steuerbarer Halbleiterschalter integriert ist, der als Brems-Chopper bezeichenbar ist.Structurally, these semiconductor switches, in particular six controllable semiconductor switches, are integrated on a module on which a further controllable semiconductor switch is also integrated, which can be referred to as a brake chopper.

Der Brems-Chopper ist mit einem Widerstand, der als Bremswiderstand (7, 12) bezeichenbar ist, in Reihe geschaltet, wobei diese Reihenschaltung ebenfalls aus der unipolaren Spannung speisbar ist.The brake chopper is equipped with a resistor that acts as a braking resistor ( 7th , 12 ) can be designated, connected in series, this series connection also being able to be fed from the unipolar voltage.

An dem gleichspannungsseitigen Anschluss des Versorgungsmoduls 1 ist auch ein Anschluss eines DC/DC-Wandlers 5 angeschlossen, so dass dieser DC/DC-Wandler 5 parallel zum Wechselrichter 2 geschaltet ist.At the DC voltage-side connection of the supply module 1 is also a connection for a DC / DC converter 5 connected so this DC / DC converter 5 parallel to the inverter 2 is switched.

Am anderen Anschluss des DC/DC-Wandlers 5 ist ein Energiespeicher 6 angeschlossen. Somit ermöglicht der DC/DC-Wandler 5 einen Leistungsfluss vom Energiespeicher 6 zum die unipolare Spannung aufweisenden Zwischenkreis oder umgekehrt, auch wenn der Betrag der unipolaren Spannung sehr unterschiedlich ist zum Betrag der am Energiespeicher 6 anliegenden Spannung ist.At the other connection of the DC / DC converter 5 is an energy store 6th connected. Thus the DC / DC converter enables 5 a power flow from the energy storage 6th to the intermediate circuit having the unipolar voltage or vice versa, even if the amount of the unipolar voltage is very different from the amount of the energy store 6th applied voltage.

Der Energiespeicher 6 ist als Elektrolytkondensatoranordnung, als Doppelschichtkondensatoranordnung und/oder vorzugsweise als Akkumulatoranordnung ausführbar.The energy storage 6th can be implemented as an electrolytic capacitor arrangement, as a double-layer capacitor arrangement and / or preferably as an accumulator arrangement.

Das Versorgungsmodul 1 ist als netzgespeister Gleichrichter ausführbar. Vorzugsweise ist aber zwischen dem netzgespeisten Gleichrichter und dem gleichspannungsseitigen Anschluss des Versorgungsmoduls 1 ein DC/DC-Steller angeordnet, so dass der Leistungsfluss vom Wechselspannungsversorgungsnetz 8 in den Zwischenkreis hinein steuerbar ist.The supply module 1 can be implemented as a mains-fed rectifier. Preferably, however, there is between the mains-fed rectifier and the DC voltage-side connection of the supply module 1 a DC / DC converter arranged so that the power flow from the AC voltage supply network 8th can be controlled into the intermediate circuit.

Der Gleichrichter weist vorzugsweise wiederum ein Modul auf, auf dem die Dioden des Gleichrichters integriert angeordnet sind und auf dem zusätzlich ein weiterer steuerbarer Halbleiterschalter integriert ist, der als Brems-Chopper bezeichenbar ist.The rectifier in turn preferably has a module on which the diodes of the rectifier are integrated and on which a further controllable semiconductor switch is also integrated, which can be referred to as a brake chopper.

Der Brems-Chopper ist mit einem weiteren Widerstand 13, der als Bremswiderstand bezeichenbar ist, in Reihe geschaltet, wobei diese Reihenschaltung ebenfalls aus dem gleichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters speisbar ist.The brake chopper is with another resistor 13th , which can be referred to as a braking resistor, is connected in series, this series connection also being able to be fed from the DC voltage-side connection of the rectifier.

Der DC/DC-Wandler 5 umfasst ebenfalls einen weiteren steuerbaren Halbleiterschalter integriert ist, der als Brems-Chopper bezeichenbar ist.The DC / DC converter 5 also includes a further controllable semiconductor switch is integrated, which can be referred to as a brake chopper.

Dieser Brems-Chopper ist mit einem weiteren Widerstand 7, der als Bremswiderstand bezeichenbar ist, in Reihe geschaltet, wobei diese Reihenschaltung ebenfalls aus dem gleichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters oder aus der am Energiespeicher 6 anliegenden Spannung speisbar ist.This brake chopper comes with another resistor 7th , which can be referred to as a braking resistor, connected in series, this series connection also consisting of the DC voltage side connection of the rectifier or the connection to the energy store 6th applied voltage can be fed.

Somit sind mehrere Brems-Chopper im System vorsehbar.This means that several brake choppers can be provided in the system.

Erfindungsgemäß wird die Sicherheit des Systems erhöht, indem eine Entladung des Energiespeichers kontrolliert ausführbar wird.According to the invention, the security of the system is increased in that the energy store can be discharged in a controlled manner.

Dies ist nicht nur bei Transport des Energiespeichers 6 wichtig, sondern auch bei Wartungen am System, wenn der Energiespeicher entladen werden soll. Außerdem ist ein Entladen auch bei speziellen Sorten von Energiespeichern wichtig, wenn ein Memory-Effekt verhindert werden soll. Beispielsweise werden NiCd-Akkumulatoren zeitlich regelmäßig entladen.This is not only when transporting the energy storage device 6th important, but also during maintenance work on the system when the energy storage device is to be discharged. Discharging is also important for special types of energy storage if a memory effect is to be prevented. For example, NiCd batteries are regularly discharged over time.

Das Entladen erfolgt derart, dass der Brems-Chopper des jeweiligen Bremswiderstands (7, 12, 13) abhängig von der unipolaren Spannung oder von der an der aus dem Bremswiderstand und dem zugehörigen Brems-Chopper gebildeten Reihenschaltung anliegenden Spannung U derart angesteuert wird, dass dem jeweiligen Bremswiederstand R eine konstante Leistung dauerhaft zugeführt wird.Discharging takes place in such a way that the brake chopper of the respective braking resistor ( 7th , 12 , 13th ) depending on the unipolar voltage or on the voltage U applied to the series circuit formed by the braking resistor and the associated braking chopper, is controlled in such a way that the respective braking resistor R is continuously supplied with a constant power.

Diese dauerhaft bis zur praktisch vollständigen Entladung des Energiespeichers dem jeweiligen Bremswiderstand zugeführte elektrische Leistung P ist möglichst hoch vorgegeben. Vorzugsweise gleicht sie also der Nennleistung des Bremswiderstands R.This electrical power P supplied to the respective braking resistor permanently until the energy store is practically completely discharged is specified as high as possible. It is therefore preferably the same as the rated power of the braking resistor R.

Hierzu wird die Spannung U erfasst und der jeweilige Brems-Chopper vorzugsweise mit einem Pulsweitenmodulationsverhältnis (1 / U) * (P * R) ^ ½ angesteuert. Auf diese Weise bleibt die dem jeweiligen Bremswiderstand zugeführte Leistung auch bei absinkender Spannung U konstant.For this purpose, the voltage U is recorded and the respective brake chopper is preferably controlled with a pulse width modulation ratio (1 / U) * (P * R) ^ ½. In this way, the power supplied to the respective braking resistor remains constant even when the voltage U drops.

Insbesondere ist die Nennleistung, also auch die Leistung P, kleiner als die im generatorischen Betrieb des Elektromotors vom Elektromotor 4 über den Wechselrichter 2 maximal rückspeisbare Leistung.In particular, the nominal power, that is to say also the power P, is smaller than that in the generator operation of the electric motor from the electric motor 4th via the inverter 2 maximum regenerative power.

Der Ohm'sche Widerstand des jeweiligen Bremswiderstandes R kann somit sehr klein gewählt werden und daher eine praktisch vollständige Entladung in kurzer Zeit erreicht werden.The ohmic resistance of the respective braking resistor R can thus be selected to be very small and therefore a practically complete discharge can be achieved in a short time.

Wenn die Spannung einen Schwellwert unterschreitet ist die Pulsweitenmodulation sogar ersetzbar durch ein dauerhaftes Schließen des steuerbaren Schalters. Auf diese Weise ist eine besonders schnelle Tiefentladung ermöglicht. Sobald dann die Spannung einen zweiten, noch kleineren Schwellwert unterschreitet, wird dann der Schalter wieder geöffnet, um die Akkumulatorzellen gegen Zerstörung zu schützen.If the voltage falls below a threshold value, the pulse width modulation can even be replaced by permanently closing the controllable switch. In this way, a particularly fast total discharge is made possible. As soon as the voltage falls below a second, even smaller threshold value, the switch is then opened again in order to protect the battery cells against destruction.

In der beschriebenen Weise ist also Energie aus dem Zwischenkreis über die Bremswiderstände (7,12, 13) in Wärme umwandelbar.In the way described, energy from the intermediate circuit is therefore available via the braking resistors ( 7th , 12, 13th ) convertible into heat.

Wenn die aus dem Bremswiderstand 7 und dem ihm zugeordneten Brems-Chopper gebildete Reihenschaltung direkt aus der am Energiespeicher anliegenden Spannung gespeist wird, ist ein tiefes Entladen des Energiespeichers in einfacher Weise ermöglicht, weil der DC/DC-Wandler 5 ohne Mindestspannung nicht arbeiten kann und somit unterhalb der Mindestspannung keine Entladung durch die Bremswiderstände 12 und 13 ausführbar ist. Denn die aus dem jeweiligen Brems-Chopper und dem Bremswidderstand 12 oder 13 gebildete Reihenschaltung ist nur indirekt über den DC/DC-Wandler 5 von dem Energiespeicher versorgt.If the from the braking resistor 7th and the series circuit formed to it is fed directly from the voltage applied to the energy store, deep discharging of the energy store is made possible in a simple manner because the DC / DC converter 5 cannot work without a minimum voltage and therefore no discharge through the braking resistors below the minimum voltage 12 and 13th is executable. Because those from the respective brake chopper and the brake resistor stand 12 or 13th The series connection formed is only indirect via the DC / DC converter 5 supplied by the energy store.

Bei Entladen des Energiespeichers 6 leitet das Versorgungsmodul 1 keine elektrische Leistung aus dem Wechselspannungsversorgungnetz zum Zwischenkreis durch.When the energy store is discharged 6th directs the supply module 1 no electrical power from the AC voltage supply network through to the intermediate circuit.

Erfindungsgemäß ist ein Netzteil 9, dass einerseits aus dem Wechselspannungsversorgungsnetz 8 versorgbar ist auch andererseits aus dem Zwischenkreis versorgbar, also aus einer Gleichspannung. Somit ist auch bei Netzausfall eine Versorgung noch weiterhin verfügbar, da vom Energiespeicher 6 über den DC/DC-Wandler 5 Energie noch zum Zwischenkreis zuführbar ist.According to the invention is a power supply 9 that on the one hand from the AC voltage supply network 8th can also be supplied on the other hand from the intermediate circuit, that is to say from a direct voltage. This means that even in the event of a power failure, a supply is still available because it comes from the energy store 6th via the DC / DC converter 5 Energy can still be fed to the intermediate circuit.

Somit ist vom Netzteil 9 innerhalb einer Zeitspanne nach Eintritt des Netzausfalls eine Kleinspannung, insbesondere 24 Volt, bereit stellbar. Die Zeitspanne ist allerdings begrenzt durch die Energie, welche im Speicher 6 vorhanden ist, und durch gegebenenfalls weitere am Zwischenkreis angeordnete Leistungssenken.Thus is from the power supply 9 A low voltage, in particular 24 volts, can be provided within a period of time after the occurrence of the power failure. However, the time span is limited by the energy that is in the memory 6th is present, and by possibly further power sinks arranged on the intermediate circuit.

Mit der vom Netzteil 9 bereit gestellten Kleinspannung sind zumindest Teilbereich, Signalelektronik-Bereich, von Komponenten des Systems versorgbar, wie beispielsweise ein Teil der Signalelektronik des Versorgungsmoduls 1, ein Teil der Signalelektronik des DC/DC-Wandlers 5, die Signalelektronik 3 des Wechselrichters 2, eine übergeordnete Steuerung 10 sowie weitere von der Kleinspannung speisbare Verbraucher.With the one from the power supply 9 The low voltage provided can be at least a partial area, signal electronics area, supplied by components of the system, such as part of the signal electronics of the supply module 1 , part of the signal electronics of the DC / DC converter 5 , the signal electronics 3 of the inverter 2 , a higher-level controller 10 as well as other consumers that can be fed by the extra-low voltage.

Im Normalbetrieb liegt kein Netzausfall vor. Dann setzt der DC/DC-Wandler 5 die am Energiespeicher 6 bereit gestellte Spannung auf die im Zwischenkreis benötigten erste Spannung, also Zwischenkreisnennspannung, herauf oder gegebenenfalls auch herunter. Diese erste Spannung ist größer als eine Mindestspannung, insbesondere 400 Volt.There is no power failure in normal operation. Then the DC / DC converter continues 5 those on the energy storage 6th voltage provided to the first voltage required in the intermediate circuit, i.e. the nominal intermediate circuit voltage, up or down if necessary. This first voltage is greater than a minimum voltage, in particular 400 volts.

Unterhalb der Mindestspannung wird der Wechselrichter 2 abgeschaltet.The inverter is below the minimum voltage 2 switched off.

Netzseitig sind am Versorgungsmodul 1 Sensoren angebracht, insbesondere Mittel zur Erfassung der Phasenspannungen des als Drehspannungsnetz ausgeführten Wechselspannungsversorgungsnetzes. Die Signalelektronik des Versorgungsmoduls 1 fungiert auch als Auswerteeinheit für die Signale dieser netzseitig am Versorgungsmodul 1 angeordneten Sensoren. Sobald ein Netzausfall erkannt wird, wird eine entsprechende Information über den Datenbus an die weiteren Busteilnehmer gemeldet, das als Busteilnehmer ausgeführte DC/DC-Wandler 5On the mains side are on the supply module 1 Sensors attached, in particular means for detecting the phase voltages of the AC voltage supply network designed as a three-phase network. The signal electronics of the supply module 1 also functions as an evaluation unit for these signals on the network side on the supply module 1 arranged sensors. As soon as a power failure is detected, corresponding information is reported to the other bus users via the data bus, the DC / DC converter 5 designed as a bus user

Bei erkanntem Netzausfall stellt der DC/DC-Wandler 5 noch so lange die Zwischenkreisnennspannung dem Zwischenkreis zur Verfügung, bis der Wechselrichter 2 in einem sicheren Zustand ist, insbesondere also der vom Wechselrichter 2 gespeiste Elektromotor 4 abgebremst ist.If a power failure is detected, the DC / DC converter 5 the DC link voltage is still available to the DC link until the inverter 2 is in a safe state, especially that of the inverter 2 powered electric motor 4th is braked.

Nach Erhalt der Information über das Erreichen des sicheren Zustands stellt der DC/DC-Wandler 5 nur eine zweite Spannung dem Zwischenkreis, welche kleiner als die Mindestspannung ist. Beispielsweise beträgt die zweite Spannung geringfügig mehr als 24 Volt, so dass durch das Netzteil 24 Volt zur Verfügung stellbar ist.After receiving the information that the safe state has been reached, the DC / DC converter 5 only a second voltage in the intermediate circuit, which is less than the minimum voltage. For example, the second voltage is slightly more than 24 volts, so that 24 volts can be made available by the power pack.

Vorzugsweise wird von einer Signalelektronik des DC/DC-Wandlers 5 aus dem vom DC/DC-Wandler 5 in den Zwischenkreis fließenden Strom und der am Zwischenkreis erfassten Spannung die vom System verbrauchte Leistung bestimmt und daraus unter Berücksichtigung der jeweils aktuell im Speicher 6 vorhandenen Ladeenergie die jeweilige Restlaufzeit bestimmt, wobei die Restlaufzeit diejenige Zeit ist, in welcher noch das Netzteil die zweite Spannung dem Zwischenkreis bereit zu stellen in der Lage ist.The DC / DC converter is preferably used by signal electronics 5 from the one from the DC / DC converter 5 The current flowing into the intermediate circuit and the voltage recorded at the intermediate circuit determine the power consumed by the system and from this, taking into account the current data in the memory 6th existing charging energy determines the respective remaining running time, the remaining running time being the time in which the power supply unit is still able to provide the second voltage to the intermediate circuit.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird kein DC/DC-Wandler 5 vorgesehen, sondern der Energiespeicher 6 direkt an den Zwischenkreis angeschlossen. Dabei wird unterhalb der Mindestspannung, also bei abgeschaltetem Wechselrichter 2, die Restenergie des Energiespeichers 6 dem Netzteil 9 möglichst vollständig zur Verfügung gestellt, damit die Kleinspannung durch das Netzteil 9 möglichst lange bereitstellbar ist.In further exemplary embodiments according to the invention, no DC / DC converter is used 5 provided, but the energy storage 6th connected directly to the intermediate circuit. The voltage is below the minimum, i.e. when the inverter is switched off 2 , the remaining energy of the energy store 6th the power supply 9 Provided as completely as possible, so that the low voltage through the power supply unit 9 can be provided for as long as possible.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird der durch den jeweiligen Bremswiderstand fließende Strom erfasst und aus der über den Brems-Chopper bereitgestellten, zeitlich gemittelten Spannung sowie dem erfassten und zeitlich gemittelten Strom der aktuelle Widerstandswert des Bremswiderstands bestimmt und unter Berücksichtigung einer Kennlinie, welche die Temperaturabhängigkeit des Bremswiderstands darstellt, die aktuelle Temperatur des jeweiligen Bremswiderstands bestimmt.In further exemplary embodiments according to the invention, the current flowing through the respective braking resistor is recorded and the current resistance value of the braking resistor is determined from the time-averaged voltage provided via the brake chopper and the recorded and time-averaged current, taking into account a characteristic curve that shows the temperature dependency of the braking resistor represents the current temperature of the respective braking resistor.

Somit ist einerseits überwachbar, ob die Temperatur des Bremswiderstands einen Schwellwert übersteigt und somit eine Notabschaltung des Brems-Choppers notwendig ist. Andererseits ist alternativ eine an die bestimmte Temperatur angepasste Leistung einstellbar. Dies bedeutet, dass die Leistung P der Temperatur nachgeführt wird. Somit ist eine Änderung der Umgebungstemperatur oder eine Verschlechterung des vom Bremswiderstand an die Umgebung wirkenden Wärmeübergangswiderstands berücksichtigbar.Thus, on the one hand, it can be monitored whether the temperature of the braking resistor exceeds a threshold value and whether an emergency shutdown of the brake chopper is necessary. On the other hand, an output adapted to the specific temperature can alternatively be set. This means that the power P follows the temperature. A change in the ambient temperature or a deterioration in the heat transfer resistance acting on the environment from the braking resistor can thus be taken into account.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird keine konstante Pulsweitenmodulationsfrequenz verwendet, sondern die Pulsweitenmodulationsfrequenz wird zeitabschnittsweise oder kontinuierlich verändert. Auf diese Weise ist eine weniger störende Geräuschemission bewirkbar.In further exemplary embodiments according to the invention, a constant pulse width modulation frequency is not used, but the pulse width modulation frequency is changed continuously or in segments. In this way, less disruptive noise emission can be brought about.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
VersorgungsmodulSupply module
22
WechselrichterInverter
33
SteuerelektronikControl electronics
44th
ElektromotorElectric motor
55
DC/DC-WandlerDC / DC converter
66th
EnergiespeicherEnergy storage
77th
BremswiderstandBraking resistor
88th
WechselspannungsversorgungsnetzAC voltage supply network
99
zweiseitig versorgbares Netzteildouble-sided power supply unit
1010
übergeordnete Steuerunghigher-level control
1111
Busteilnehmer, insbesondere VerbraucherBus participants, especially consumers
1212
BremswiderstandBraking resistor

Claims (15)

Verfahren zum Betreiben eines Systems mit einem über einen DC/DC-Wandler aus einem Energiespeicher gestützten Gleichspannungszwischenkreis und einem aus einem Wechselspannungsversorgungsnetz und aus dem Zwischenkreis versorgbaren Netzteil, das eine Kleinspannung, insbesondere 24 Volt, zur Verfügung stellt, dadurch gekennzeichnet, dass der DC/DC-Wandler derart betrieben wird, dass - der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss in einem ersten Betriebszustand, insbesondere und bei betriebsbereitem Wechselspannungsversorgungsnetz, eine erste Spannung bereitstellt, - wobei der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss in einem zweiten Betriebszustand, insbesondere und bei erkanntem Netzausfall, also Ausfall des Wechselspannungsversorgungsnetzes, eine zweite Spannung bereitstellt, wobei die erste Spannung größer als eine Mindestspannung ist, wobei die zweite Spannung kleiner als die die Mindestspannung ist, insbesondere wobei ein aus dem ersten Anschluss des DC/DC-Wandler versorgter Wechselrichter abgeschaltet wird, wenn die an diesem ersten Anschluss anliegende Spannung kleiner als die Mindestspannung ist. Method for operating a system with a DC voltage intermediate circuit supported by a DC / DC converter from an energy store and a power supply unit which can be supplied from an AC voltage supply network and from the intermediate circuit and which provides a low voltage, in particular 24 volts, characterized in that the DC / DC converter is operated in such a way that the DC / DC converter provides a first voltage at its first connection in a first operating state, in particular and when the AC voltage supply network is ready for operation, the DC / DC converter at its first connection in a second Operating state, in particular and when a power failure is detected, i.e. failure of the AC voltage supply network, provides a second voltage, the first voltage being greater than a minimum voltage, the second voltage being less than the minimum voltage, in particular being one from the first connection of the DC / DC -Converter supplied change judge is switched off when the voltage applied to this first connection is less than the minimum voltage. Verfahren zum Betreiben eines Systems mit einem Versorgungsmodul, einem Wechselrichter, einem DC/DC-Wandler, einem Energiespeicher und einem Netzteil, wobei der gleichspannungsseitige Anschluss des einen Gleichrichter aufweisenden Versorgungsmoduls elektrisch parallel geschaltet ist zum gleichspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters und zum ersten Anschluss des DC/DC-Wandlers, an dessen zweiten Anschluss der Energiespeicher angeschlossen ist, wobei der wechselspannungsseitige Anschluss des Gleichrichters von einem Wechselspannungsversorgungnetz gespeist ist, wobei von einem ersten gleichspannungsseitigen Anschluss des Netzteils eine Kleinspannung, insbesondere 24 Volt, dem Versorgungsmodul, dem DC/DC-Wandler und dem Wechselrichter zugeführt wird, wobei ein wechselspannungsseitiger Anschluss des Netzteils vom Wechselspannungsversorgungsnetz gespeist ist, wobei ein zweiter gleichspannungsseitiger Anschluss des Netzteils parallel zum gleichspannungsseitigen Anschluss des Versorgungsmoduls geschaltet ist, der DC/DC-Wandler derart geeignet ausgeführt ist, dass - in einem ersten Betriebszustand, insbesondere und bei betriebsbereitem Wechselspannungsversorgungsnetz, der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss eine erste Spannung bereitstellt, und - in einem zweiten Betriebszustand, insbesondere und bei erkanntem Netzausfall, also Ausfall des Wechselspannungsversorgungsnetzes, der DC/DC-Wandler an seinem ersten Anschluss eine zweite Spannung bereitstellt, wobei die erste Spannung größer als eine Mindestspannung, insbesondere 400 Volt, ist, wobei die zweite Spannung kleiner als die eine Mindestspannung ist, wobei der Wechselrichter abgeschaltet wird, wenn die an seinem gleichspannungsseitigen Anschluss anliegende Spannung kleiner als die Mindestspannung ist.A method for operating a system with a supply module, an inverter, a DC / DC converter, an energy store and a power supply unit, the DC voltage side connection of the supply module having a rectifier being electrically connected in parallel to the DC voltage side connection of the inverter and to the first connection of the DC / DC converter, to the second connection of which the energy store is connected, the AC voltage side connection of the rectifier being fed by an AC voltage supply network, with a low voltage, in particular 24 volts, the supply module, the DC / DC converter and from a first DC voltage side connection of the power supply unit is fed to the inverter, an AC voltage side connection of the power supply unit being fed from the AC voltage supply network, a second DC voltage side connection of the power supply unit parallel to the DC voltage side connection of the supply s module is connected, the DC / DC converter is designed in such a way that - in a first operating state, in particular and when the AC voltage supply network is ready for operation, the DC / DC converter provides a first voltage at its first connection, and - in a second operating state, in particular and when a power failure is detected, that is, failure of the AC voltage supply network, the DC / DC converter provides a second voltage at its first connection, the first voltage being greater than a minimum voltage, in particular 400 Volts, the second voltage being less than the minimum voltage, the inverter being switched off when the voltage applied to its terminal on the DC voltage side is less than the minimum voltage. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren zur Netzausfallerkennung im Versorgungsmodul angeordnet sind und das Versorgungsmodul mit dem DC/DC-Wandler zum Datenaustausch verbunden ist.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that sensors for power failure detection are arranged in the supply module and the supply module is connected to the DC / DC converter for data exchange. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Entladung des Energiespeichers dem Widerstand R eine zeitlich konstante elektrische Leistung P dauerhaft, insbesondere während einer Zeitspanne T, zugeführt wird, insbesondere bis zum praktisch vollständigen Entladen des Widertands, insbesondere wobei die Zeitspanne T größer ist als die Zeitkonstante des durch eine an den Widerstand zugeführte, zeitlich konstante, elektrische Dauerleistung bewirkten Temperaturanstiegs des Widerstands R.Procedure according to Claim 1 , 2 or 3 , characterized in that, to discharge the energy store, a temporally constant electrical power P is continuously supplied to the resistor R, in particular during a period of time T, in particular until the resistor is almost completely discharged, in particular where the period of time T is greater than the time constant of the through a constant electrical continuous power supplied to the resistor causes the temperature of the resistor R to rise. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die an einer aus dem Widerstand und einem steuerbaren Halbleiterschalter, insbesondere Brems-Chopper, gebildeten Reihenschaltung anliegende Spannung U erfasst wird, wobei die Reihenschaltung entweder direkt von der vom Energiespeicher zur Verfügung gestellten Spannung gespeist wird oder über einen DC/DC-Wandler aus der vom Energiespeicher zur Verfügung gestellten Spannung gespeist wird, wobei dem steuerbaren Halbleiterschalter ein pulsweitenmoduliertes Ansteuersignal mit einem Pulsweitenmodulationsverhältnis zugeführt wird, das vom dem Wert der erfassten Spannung abhängig ist, insbesondere wobei das Pulsweitenmodulationsverhältnis gemäß (1 / U) * (P * R) ^ ½ bestimmt ist, insbesondere wobei der steuerbare Halbeliterschalter dauerhaft geschlossen wird, wenn die Spannung U einen Schwellwert unterschreitet, insbesondere wobei der Schwellwert (P * R) ^ ½ ist.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the voltage U applied to a series circuit formed from the resistor and a controllable semiconductor switch, in particular a brake chopper, is detected, the series circuit being either fed directly from the voltage made available by the energy store or via a DC / DC -Converter is fed from the voltage made available by the energy store, the controllable semiconductor switch being supplied with a pulse-width-modulated control signal with a pulse-width modulation ratio that is dependent on the value of the detected voltage, in particular where the pulse-width modulation ratio according to (1 / U) * (P * R) ^ ½ is determined, in particular the controllable half-liter switch being closed permanently when the voltage U falls below a threshold value, in particular where the threshold value is (P * R) ^ ½. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System ein einen netzgespeisten Gleichrichter umfassendes Versorgungsmodul aufweist, dessen gleichspannungsseitiger Anschluss mit dem gleichspannungsseitigen Anschluss eines Wechselrichters verbunden ist und mit dem ersten Anschluss eines DC/DC-Wandlers, wobei der zweite Anschluss des DC/DC-Wandlers mit dem die Spannung U bereitstellenden Anschluss des Energiespeichers verbunden ist, wobei am wechselspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters ein Elektromotor, insbesondere Drehstrommotor, angeschlossen ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the system has a supply module comprising a mains-fed rectifier, the DC voltage side connection of which is connected to the DC voltage side connection of an inverter and to the first connection of a DC / DC converter, the second connection being the DC / DC converter is connected to the connection of the energy store providing the voltage U, an electric motor, in particular a three-phase motor, being connected to the connection on the AC voltage side of the inverter. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem gleichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters und dem gleichspannungsseitigen Anschluss des Versorgungsmoduls ein DC/DC-Steller angeordnet ist, welcher den Leistungsfluss vom ,Gleichrichter zur aus Widerstand R und steuerbarem Halbeliterschalter gebildeten Reihenschaltung stoppt während des Entladens des Energiespeichers, insbesondere so dass auf demjenigen Leistungsmodul, auf welchem die Dioden des Gleichrichters und den steuerbaren Halbeliterschalter integriert angeordnet sind, beim Entladen Wärme erzeugt wird durch entweder den steuerbaren Halbleiterschalter oder alternativ durch die Dioden des Gleichrichters.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a DC / DC converter is arranged between the DC voltage side connection of the rectifier and the DC voltage side connection of the supply module, which stops the power flow from the rectifier to the series circuit formed from resistor R and controllable half-liter switch during the Discharge of the energy store, in particular so that on that power module on which the diodes of the rectifier and the controllable half-liter switch are integrated, heat is generated during discharge by either the controllable semiconductor switch or alternatively by the diodes of the rectifier. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter ein Leistungsmodul aufweist, an welchem in Halbbrücken angeordnete steuerbare Halbleiterschalter angeordnet sind, und/oder dass die Leistung P kleiner ist als die maximal vom Elektromotor über den Wechselrichter zum gleichspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters im generatorischen Betrieb des Elektromotors rückspeisbare Leistung, und/oder dass die Pulsweitenmodulationsfrequenz des Ansteuersignals während des Zuführens der Leistung P, insbesondere während der Zeitspanne T, verändert wird, insbesondere als Pulsweitenmodulationsfrequenz zeitlich nacheinander unterschiedliche insbesondere diskrete Werte verwendet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the inverter has a power module on which controllable semiconductor switches arranged in half bridges are arranged, and / or that the power P is less than the maximum from the electric motor via the inverter to the DC-side connection of the inverter in the regenerative operation of the electric motor, and / or that the pulse width modulation frequency of the control signal is changed during the supply of the power P, in particular during the time period T, in particular different, in particular discrete values are used as the pulse width modulation frequency in succession. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der durch den Widerstand R fließende Strom I erfasst wird, wobei aus der zeitlich gemittelten, über den Brems-Chopper bereitgestellten Spannung und dem zeitlich gemittelten, Strom der aktuelle Widerstandswert des Bremswiderstands bestimmt wird, insbesondere gemäß U / I, und unter Berücksichtigung einer Kennlinie, welche die Temperaturabhängigkeit des Bremswiderstands darstellt, die aktuelle Temperatur T des jeweiligen Bremswiderstands bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the current I flowing through the resistor R is detected, the current resistance value of the braking resistor being determined from the time-averaged voltage provided via the brake chopper and the time-averaged current, in particular according to U / I, and taking into account a characteristic that represents the temperature dependency of the braking resistor, the current temperature T of the respective braking resistor is determined. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass überwacht wird, ob die bestimmte Temperatur T des Bremswiderstands einen Schwellwert übersteigt, insbesondere wobei nach Überschreiten eine Notabschaltung des Brems-Choppers ausgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that it is monitored whether the specific temperature T des Braking resistance exceeds a threshold value, in particular wherein an emergency shutdown of the brake chopper is carried out after exceeding. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte Temperatur auf eine Solltemperatur hingeregelt wird, indem die Leistung P als Stellwert eines Reglers, insbesondere Pl-Reglers, entsprechend gestellt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the specific temperature is regulated to a setpoint temperature by setting the power P as a control value of a controller, in particular a PI controller. System, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Versorgungsmodul, einem Wechselrichter, einem DC/DC-Wandler, einem Energiespeicher und einem Netzteil, wobei der gleichspannungsseitige Anschluss des einen Gleichrichter aufweisenden Versorgungsmoduls elektrisch parallel geschaltet ist zum gleichspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters und zum ersten Anschluss des DC/DC-Wandlers, an dessen zweiten Anschluss der Energiespeicher angeschlossen ist, wobei der wechselspannungsseitige Anschluss des Gleichrichters von einem Wechselspannungsversorgungnetz gespeist ist, wobei von einem ersten gleichspannungsseitigen Anschluss des Netzteils eine Kleinspannung, insbesondere 24 Volt, dem Versorgungsmodul, dem DC/DC-Wandler und dem Wechselrichter zugeführt wird, wobei ein wechselspannungsseitiger Anschluss des Netzteils vom Wechselspannungsversorgungsnetz gespeist ist, wobei ein zweiter gleichspannungsseitiger Anschluss des Netzteils parallel zum gleichspannungsseitigen Anschluss des Versorgungsmoduls geschaltet ist, insbesondere so, dass das Netzteil aus dem Wechselspannungsversorgungsnetz und/oder über den DC/DC-Wandler aus dem Energiespeicher versorgbar ist, wobei der DC/DC-Wandler derart geeignet ausgeführt ist, dass - der DC/DC-Wandler in einem ersten Betriebszustand, insbesondere und bei betriebsbereitem Wechselspannungsversorgungsnetz, an seinem ersten Anschluss eine erste Spannung bereitstellt, und - der DC/DC-Wandler in einem zweiten Betriebszustand, insbesondere und bei erkanntem Netzausfall, also Ausfall des Wechselspannungsversorgungsnetzes, an seinem ersten Anschluss eine zweite Spannung bereitstellt, wobei die erste Spannung größer als eine Mindestspannung, insbesondere 400 Volt, ist, wobei die zweite Spannung kleiner als die eine Mindestspannung ist, insbesondere wobei der Wechselrichter derart geeignet ausgeführt ist, dass der Wechselrichter abgeschaltet wird, wenn die an seinem gleichspannungsseitigen Anschluss anliegende Spannung kleiner als die Mindestspannung ist.System, in particular for carrying out a method according to one of the preceding claims, with a supply module, an inverter, a DC / DC converter, an energy store and a power supply unit, wherein the DC voltage side connection of the supply module having a rectifier is electrically connected in parallel to the DC voltage side connection of the inverter and to the first connection of the DC / DC converter, to whose second connection the energy store is connected, wherein the AC voltage side connection of the rectifier is fed from an AC voltage supply network, wherein a low voltage, in particular 24 volts, is fed to the supply module, the DC / DC converter and the inverter from a first DC voltage-side connection of the power supply unit, an AC voltage-side connection of the power supply unit is fed from the AC voltage supply network, wherein a second DC voltage-side connection of the power supply is connected in parallel to the DC-side connection of the supply module, in particular so that the power supply can be supplied from the AC voltage supply network and / or via the DC / DC converter from the energy store, wherein the DC / DC converter is designed so that the DC / DC converter provides a first voltage at its first connection in a first operating state, in particular and when the AC voltage supply network is ready for operation, and the DC / DC converter provides a second voltage at its first connection in a second operating state, in particular and when a mains failure is detected, i.e. failure of the AC voltage supply network, the first voltage being greater than a minimum voltage, in particular 400 volts, the second Voltage is less than the minimum voltage, in particular, the inverter being designed in such a way that the inverter is switched off when the voltage applied to its DC voltage-side connection is less than the minimum voltage. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren zur Netzausfallerkennung im Versorgungsmodul angeordnet sind und das Versorgungsmodul mit dem DC/DC-Wandler zum Datenaustausch verbunden ist.System according to one of the preceding claims, characterized in that sensors for network failure detection are arranged in the supply module and the supply module is connected to the DC / DC converter for data exchange. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System ein einen netzgespeisten Gleichrichter umfassendes Versorgungsmodul aufweist, dessen gleichspannungsseitiger Anschluss mit dem gleichspannungsseitigen Anschluss eines Wechselrichters des Systems verbunden ist und mit dem ersten gleichspannungsseitigen Anschluss eines DC/DC-Wandlers des Systems, wobei der zweite gleichspannungsseitige Anschluss des DC/DC-Wandlers mit dem Energiespeicher, insbesondere Akkumulatoranordnung und/oder Doppelschichtkondensatoranordnung und/oder Ultracap-Anordnung, verbunden ist, wobei am wechselspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters ein Elektromotor, insbesondere Drehstrommotor, angeschlossen ist.System according to one of the preceding claims, characterized in that the system has a supply module comprising a mains-fed rectifier, the DC voltage side connection of which is connected to the DC voltage side connection of an inverter of the system and to the first DC voltage side connection of a DC / DC converter of the system, wherein the second DC voltage-side connection of the DC / DC converter is connected to the energy storage device, in particular a battery arrangement and / or double-layer capacitor arrangement and / or ultracap arrangement, an electric motor, in particular a three-phase motor, being connected to the AC voltage-side connection of the inverter. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem gleichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters und dem gleichspannungsseitigen Anschluss des Versorgungsmoduls ein DC/DC-Steller angeordnet ist, und/oder dass ein mit dem Bremswiderstand in Reihe geschalteter steuerbarer Halbleiterschalter im Gehäuse des DC/DC-Wandlers angeordnet ist, und/oder dass ein mit dem Bremswiderstand in Reihe geschalteter steuerbarer Halbleiterschalter auf einem Leistungsmodul integriert ist, welches in Halbbrücken angeordnete Dioden und/oder steuerbare Halbleiterschalter aufweist, und/oder dass das Leistungsmodul im Gehäuse des Wechselrichters oder des Versorgungsmoduls angeordnet ist.System according to one of the preceding claims, characterized in that a DC / DC converter is arranged between the DC voltage side connection of the rectifier and the DC voltage side connection of the supply module, and / or that a controllable semiconductor switch connected in series with the braking resistor in the housing of the DC / DC converter is arranged, and / or that a controllable semiconductor switch connected in series with the braking resistor is integrated on a power module, which has diodes and / or controllable semiconductor switches arranged in half bridges, and / or that the power module is in the housing of the inverter or of the supply module is arranged.
DE102020003802.6A 2019-07-18 2020-06-25 Method and system with a DC voltage intermediate circuit supported by a DC / DC converter from an energy store and a power supply unit Pending DE102020003802A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019004981 2019-07-18
DE102019004981.0 2019-07-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020003802A1 true DE102020003802A1 (en) 2021-01-21

Family

ID=71401704

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020003802.6A Pending DE102020003802A1 (en) 2019-07-18 2020-06-25 Method and system with a DC voltage intermediate circuit supported by a DC / DC converter from an energy store and a power supply unit
DE102020007982.2A Pending DE102020007982A1 (en) 2019-07-18 2020-06-25 Method and system with a DC voltage intermediate circuit supported by a DC / DC converter from an energy store and a power supply unit

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020007982.2A Pending DE102020007982A1 (en) 2019-07-18 2020-06-25 Method and system with a DC voltage intermediate circuit supported by a DC / DC converter from an energy store and a power supply unit

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4000169A1 (en)
DE (2) DE102020003802A1 (en)
WO (1) WO2021008726A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023237248A1 (en) * 2022-06-10 2023-12-14 Robert Bosch Gmbh Method and device for operating power electronics, power electronics
DE102023003188A1 (en) 2022-09-20 2024-03-21 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg System with bus participants designed as electrical devices and method for operating a system

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114006462B (en) * 2021-11-01 2024-03-22 浙江天正电气股份有限公司 Power-off protection circuit, electronic equipment and power-off protection method

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012017851A1 (en) * 2012-06-18 2013-12-19 Robert Bosch Gmbh Electric circuit arrangement for operating electrical load e.g. alternating current powered electric motor, has charging device having energy storage unit that supplies power to electrical load, when failure of power supply is detected
EP2684732A1 (en) * 2012-07-09 2014-01-15 ABB Oy Electrical system having a DC link

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023237248A1 (en) * 2022-06-10 2023-12-14 Robert Bosch Gmbh Method and device for operating power electronics, power electronics
DE102023003188A1 (en) 2022-09-20 2024-03-21 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg System with bus participants designed as electrical devices and method for operating a system

Also Published As

Publication number Publication date
EP4000169A1 (en) 2022-05-25
DE102020007982A1 (en) 2021-03-11
WO2021008726A1 (en) 2021-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102020003802A1 (en) Method and system with a DC voltage intermediate circuit supported by a DC / DC converter from an energy store and a power supply unit
EP1497913B1 (en) Converter system, method and converter
DE112008003996T5 (en) driver unit
WO2020001951A1 (en) Control device and method for discharging a link capacitor, power converter and vehicle
DE2734467A1 (en) BRAKE CONTROL ARRANGEMENT FOR A TRAVEL MOTOR DRIVE SYSTEM
DE102012002089A1 (en) Drive system with energy storage and method for operating a drive system
DE102007026125B4 (en) Control of an alternator for a motor vehicle
DE112006003938T5 (en) regenerative braking
DE112017000253T5 (en) POWER CONVERSION DEVICE
WO2017174209A1 (en) Drive, having an electric motor supplied with power by a converter, and method for operating a drive
DE102014202717B3 (en) System for determining the capacitance of a DC link capacitor and method for driving an inverter
DE102004035723A1 (en) Residual lifetime determination method for electrolytic capacitor in frequency converter, determines core temperature and power loss to calculate aging speed
DE102011011428B4 (en) Device, in particular electric vehicle, hoist, storage and retrieval unit with hoist or forklift, with energy storage
DE102020003801A1 (en) Method and system for operating a system with energy storage and resistance
DE102020003799A1 (en) Method for operating a system and system with a supply module, an inverter, an energy store and a power supply unit
EP1820260A1 (en) Drive and method for controlling the flow of energy in a drive
DE102016220893A1 (en) Method for operating a power converter, converter and electric drive system with a power converter
DE102020003706A1 (en) Method and system for operating a system with energy storage, supply module, inverter and brake
DE102022113800B4 (en) Method for operating an electrical machine, in particular in a motor vehicle, and motor vehicle
DE10159645B4 (en) Method and device for maintaining a supply voltage of a power supply electronics of a matrix converter in case of power failure
WO2021213716A1 (en) Disconnecting device and power supply network for a motor vehicle
DE102022133875A1 (en) Limiting the voltage in recuperation mode
DE102021209685A1 (en) Control device and method for controlling a power converter and electric drive system
DE102023116682A1 (en) Method for operating a drive system for an electric or hybrid vehicle and drive system for an electric or hybrid vehicle
DE102014107545A1 (en) POWER SUPPLY UNIT

Legal Events

Date Code Title Description
R130 Divisional application to

Ref document number: 102020007982

Country of ref document: DE