EP4402773A1 - System zur berührungslosen energieübertragung von einem primärleiter an ein mobilteil - Google Patents

System zur berührungslosen energieübertragung von einem primärleiter an ein mobilteil

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EP4402773A1
EP4402773A1 EP22757894.5A EP22757894A EP4402773A1 EP 4402773 A1 EP4402773 A1 EP 4402773A1 EP 22757894 A EP22757894 A EP 22757894A EP 4402773 A1 EP4402773 A1 EP 4402773A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rectifier
voltage
controllable switches
resonant circuit
current
Prior art date
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Pending
Application number
EP22757894.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Valentin Kuhfuss
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
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Filing date
Publication date
Application filed by SEW Eurodrive GmbH and Co KG filed Critical SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Publication of EP4402773A1 publication Critical patent/EP4402773A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
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    • H02M3/33569—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33576—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
    • H02M3/33592—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer having a synchronous rectifier circuit or a synchronous freewheeling circuit at the secondary side of an isolation transformer

Definitions

  • the invention relates to a system for contactless power transmission from a primary conductor to a handset.
  • the invention is therefore based on the object of further developing a system for contactless energy transmission in a compact manner.
  • the system is provided for contactless energy transmission from a primary conductor to a mobile part, the mobile part having a secondary winding, with a capacitance being connected in series or in parallel to form a resonant circuit of the secondary winding, with A rectifier is supplied to a resonant circuit, at the output of which a smoothing capacitor is arranged, to which a load, in particular a consumer, is connected in parallel, the rectifier having controllable switches with which the resonant circuit and/or the input of the rectifier can be short-circuited, in particular the resonant circuit feeds the AC voltage-side connection of the rectifier and the DC voltage-side connection feeds the smoothing capacitor is connected and/or the load is fed from the DC-side connection.
  • the advantage here is that the rectifier can also be used as a regulator and the system can therefore be designed to be very compact.
  • the mobile part can be moved on a floor and the secondary winding is arranged on a side of the mobile part facing the floor, in particular with the primary conductor being laid in the floor in an elongated manner or being arranged as a coil winding in the floor.
  • the advantage here is that the handset does not require a large energy storage device since it can be charged while driving.
  • the handset is compact executable.
  • the mobile part is a rail vehicle, with the primary conductor being movable along or parallel to a rail that the mobile part can travel on.
  • the handset can be designed as a compact rail vehicle, since the energy store can be selected to be small and the handset can therefore be designed to be compact.
  • the resonant frequency of the resonant circuit formed from the secondary winding and the capacitance, in particular the oscillating circuit is equal to the frequency of the alternating current impressed in the primary conductor, in particular from a current source.
  • the rectifier is a bridge rectifier formed from diodes, with a first of the controllable switches being connected in parallel with a first of the diodes, with a second of the controllable switches being connected in parallel with a second of the diodes.
  • the advantage here is that the rectifier can be implemented in a cost-effective and compact manner.
  • the rectifier has two series circuits connected in parallel, the first of the two series circuits having two diodes connected in series, a first of the two diodes having a first of the controllable switches connected in parallel, the second of the two series circuits having two more Having diodes connected in series, with a first of the two further diodes being connected in parallel with a second of the controllable switches.
  • the advantage here is that the rectifier can be implemented in a cost-effective and compact manner. Because there is no choke between the rectifier and the load, the voltage and current are made available to the load directly by the rectifier.
  • each of the controllable switches is connected to a lower potential of the output voltage of the rectifier and/or the smoothing capacitor.
  • the advantage here is that the short circuit occurs via the lower potential.
  • the rectifier is designed as a synchronous rectifier and/or the rectifier has two series circuits connected in parallel with one another, the first of the two series circuits having two controllable switches connected in series, the second of the two series circuits having two further controllable switches connected in series Has switches, wherein a control unit feeds the control signals to the controllable switches, in particular as a function of the voltage present at the AC voltage-side connection of the rectifier or as a function of the input current of the rectifier, in particular, the controllable switches being embodied as MOSFETs.
  • MOSFETs MOSFETs
  • the load is supplied directly from the connection of the rectifier on the DC voltage side, that is to say without an interposed choke inductance.
  • the advantage here is that a choke is not necessary and the system can therefore be designed to be compact.
  • a control unit generates the control signals for the controllable switches, the system having a voltage sensor for detecting the voltage present at the load and/or the output voltage of the rectifier and/or a current sensor for detecting the or incoming current, wherein the control unit is connected to the voltage sensor and/or current sensor, in particular wherein the actual values detected by the voltage sensor and/or current sensor are supplied to the control unit, in particular wherein the control unit has a controller which controls the control signals as a function of the sensor signals of the Voltage sensor and / or current sensor generated.
  • the controller is a linear controller, in particular a PI controller, or a two-point controller.
  • the advantage here is that an inexpensive controller can be used.
  • the bang-bang controller already gives out a digital signal by itself, so that the controllable switches either perform the shorting or not.
  • the output signal must still be discretized or digitized so that the duration of the short-circuiting corresponds to the discretized or digitized output signal.
  • the control unit is designed in such a way that the state of the controllable switches is changed only when the current passes through zero of the alternating current impressed on the primary conductor. The advantage here is that the losses are small.
  • control unit is designed in such a way that the duration of the short-circuiting is an integral multiple of the period duration of the alternating current impressed into the primary conductor, in particular taking into account the dead time of the controllable switches.
  • the advantage here is that the status changes take place in sync with the alternating current. Thus, the state change is carried out in the area of the zero crossing and a minimization of losses is thereby achieved.
  • controllable switches are controlled before and after the short-circuiting in such a way that the rectifier functions as a synchronous rectifier.
  • the advantage here is that a particularly low-loss rectification can be carried out.
  • the system has a rectifier that is fed from a resonant circuit and supplies a load, which has controllable switches with which the resonant circuit can be short-circuited, in particular can be short-circuited repeatedly over time, the controllable switches being controlled in this way that the duration of the short-circuiting is an integer multiple of the period duration of the alternating current flowing in the resonant circuit, in particular or of the alternating current impressed in a primary conductor inductively coupled to a secondary winding of the resonant circuit, in particular taking into account the dead time of the controllable switches, the duration, in particular is provided by a regulator in such a way that the actual value of the voltage applied to the DC voltage-side connection of the rectifier is regulated to a desired voltage value and/or the actual value of the voltage applied to the DC voltage-side connection ss of the rectifier exiting or entering current is regulated to a current setpoint.
  • the advantage here is that the rectifier itself can be
  • the state of the controllable switch is changed only when the alternating current passes through zero.
  • the load before and after the short-circuiting, is supplied from the rectifier, in particular together with a smoothing capacitor arranged on the DC voltage-side connection of the rectifier, in particular the rectifier, in particular the rectifier designed as a bridge rectifier, being operated as a synchronous rectifier.
  • rectification in particular synchronous rectification, can be carried out before and after the short-circuiting, and a voltage corresponding to the ratio of short-circuiting to rectification can thus be made available to the load.
  • the load is designed as an energy store and the rectifier, in particular the controllable switch of the rectifier, acts as an actuator of a charge controller, in particular is used as an actuator of a charge controller, in particular the duration is set such that to charge the energy store, in particular with the current sensor, the actual value of the alternating current recorded is regulated towards the current setpoint as long as the voltage recorded on the DC voltage-side connection of the rectifier is lower than a predetermined threshold value, in particular the end-of-charge voltage, and that the voltage recorded on the DC voltage-side connection of the rectifier, in particular with the voltage sensor The actual value of the voltage is regulated to the voltage setpoint as long as the voltage detected at the DC voltage-side connection of the rectifier is greater than a predetermined threshold value, in particular the end-of-charge voltage.
  • the advantage here is that the short-circuiting and the rectification always alternate and/or replace one another.
  • the output voltage or the output current can thus be regulated to a respective desired value.
  • rapid charging can be carried out with the regulation, which is followed by voltage-controlled charging.
  • the rectifier thus functions together with the control unit as a charge controller, with the resonant circuit feeding the rectifier and making the choke unnecessary.
  • the secondary-side part of a first system for contactless energy transmission to a mobile part is shown schematically.
  • Associated control signals 20 are shown as an example in FIG.
  • Associated control signals 20 are shown by way of example in FIG.
  • the system has a mobile part, in particular a vehicle, on the underside of which there is a secondary winding 1 which is inductively coupled to an elongated line cable laid in a system, which is supplied with a medium-frequency alternating current , especially with a frequency between 10 and 1000 kHz.
  • the line cable is laid in the floor of a facility if the vehicle can be moved on the floor of the facility, or is attached to a rail if the vehicle is a rail vehicle.
  • a capacitor 2 is connected in series to the secondary winding 1, with the capacitor 2 being dimensioned in such a way that the resonant frequency associated with the resonant circuit and/or oscillating circuit formed by the secondary winding 1 and the capacitor 2 corresponds to the frequency of the alternating current impressed on the line conductor functioning as the primary conductor equals.
  • a bridge rectifier is fed from the resonant circuit, the two half-bridges of which are each formed from a series connection of two diodes each.
  • diodes 6 and 10 are connected in series; in a second of the half-bridges, diodes 8 and 11 are connected in series.
  • a smoothing capacitor 12 is connected to the bridge rectifier, to which the load 13 to be supplied, in particular consumers, is connected in parallel, so that the smoothing capacitor 12 and the load 13 are supplied directly from the bridge rectifier, in particular without an intermediate choke or the like.
  • a first controllable switch 8 is connected in parallel with a diode 6 of the first half-bridge, which is connected to a lower output potential.
  • a second controllable switch 9 is connected in parallel with a diode 8 of the second half-bridge that is connected to the lower output potential
  • the voltage across the smoothing capacitor 12 can thus be influenced by controlling the time span of the short-circuiting.
  • the current 20 flowing into the bridge rectifier is detected with a sensor 3 .
  • the sensor signal is fed to a control unit 5, which generates the control signals for the controllable switches (8, 9).
  • the voltage U_z actual present at the smoothing capacitor 12 is detected and supplied to the control unit 5 as the actual value.
  • the current I_z actual flowing to the load 13 is detected and supplied to the control unit 5 as an actual value.
  • the control signals 4 of the controllable Switches 7 and 9 created.
  • the duration of the short-circuiting is set in time with complete periods of the alternating current 20 by means of the control signals 4 .
  • Figure 2 shows a schematic of an exemplary drive signal 4 and the resulting current 20 flowing into the bridge rectifier.
  • the state of the switch is changed only at the minimum time interval of the period duration of the current 20 emerging from the resonant circuit.
  • the control value determined by the controller is thus output in digitized form and only changed in time with whole periods of the alternating current 20 .
  • the switches 7 and 9 are thus only closed for a period of time which is equal to an integer multiple of the period of the alternating current, and then opened for a further period of time which in turn is equal to an integer multiple of the period.
  • the regulator is designed as a mere voltage regulator. For this purpose, only the difference between the actual value U_z, actual and the desired value U_z, desired is supplied to the controller, from which the controller then determines the activation signal 4 .
  • the controller is designed as a mere current controller. For this purpose, only the difference between actual value l_z,actual and setpoint value l_z,setpoint is supplied to the controller, from which the controller then determines control signal 4 .
  • the controller is designed as a voltage controller with a subordinate current controller.
  • the difference between actual value U_z, actual and desired value U_z, desired is supplied to the voltage regulator, from which the controller then determines control signal 4 .
  • the target value U_z, target is a control value of the current controller, to which the difference between actual value l_z, actual and target value l_z, target is supplied.
  • load 13 is an energy store to be charged, in particular an accumulator or battery, and the charging process is first current-controlled by supplying the difference between actual value l_z,actual and setpoint value l_z,setpoint to a current regulator, from which the current regulator then determines control signal 4.
  • the actual value of the voltage U_z, ist is monitored for exceeding a threshold value, in particular the end-of-charge voltage, and when it is exceeded, voltage regulation is activated instead of current regulation, with the difference between the actual value U_z, actual and the setpoint value U_z, setpoint being fed to a voltage regulator, from which the regulator then the control signal 4 is determined.
  • a threshold value in particular the end-of-charge voltage
  • voltage regulation is activated instead of current regulation, with the difference between the actual value U_z, actual and the setpoint value U_z, setpoint being fed to a voltage regulator, from which the regulator then the control signal 4 is determined.
  • a synchronous rectifier consisting of the controllable switches (30, 31, 37, 39), in particular MOSFET, used instead of the diodes (6, 7, 8, 9) and the Switches (7, 9) composite rectifier of the embodiment of Figure 1.
  • the synchronous rectifier has a first series connection made up of controllable switches 30 and 37, which is formed in parallel with the series connection made up of the controllable switches 31 and 39.
  • the control signals 4 of the switches (30, 31, 37, 39) are in turn formed by the control unit, which has a controller.
  • the output signal of the controller is in turn formed only in time with whole periods of the alternating current, that is to say the secondary current 20 .
  • Such control signals 4 are shown in FIG. 4 by way of example.
  • the alternating current 20 is shown in the top line.
  • the drive signal 40 for the controllable switch 30, in particular MOSFET, is shown in the penultimate line.
  • the control signal 41 for the controllable switch 31, in particular MOSFET is shown in the last line and the control signal 47 for the controllable switch 37, in particular MOSFET, in the second line.
  • the control signal 49 for the controllable switch 39, in particular MOSFET is shown in the third, in particular middle line.
  • the switches 31 and 37 ie the lower switch of the first half-bridge and the upper switch of the second half-bridge, are closed, ie in particular conductive, and the other two switches 30 and 39 are open, in particular taking into account the dead times of the switches ( 30, 31, 37, 39).
  • the states of the switches (30, 31, 37, 39) are inverted, i.e. the switches 31 and 37 are opened and the upper switch 30 of the first half-bridge and the lower switch 39 of the second half-bridge are closed, in particular taking into account the Dead times of the switches (30, 31, 37, 39).
  • the two switches 37 and 39 that is to say the lower switches of the two half-bridges, are closed in order to cause a short-circuit KS in the resonant circuit.
  • the synchronous rectifier implemented by the switches (30, 31, 37, 39) is therefore not only used for rectifying, but also for short-circuiting the current source, so that the voltage across the smoothing capacitor 12 can be regulated.
  • the duration of the short-circuiting is equal to the length of two periods of the alternating current 20, in particular ignoring the switching times of the switches (30, 31, 37, 39), which are slightly shifted because of the dead time.
  • the load 13 and the smoothing capacitor 12 are supplied directly on the output side of the synchronous rectifier, ie not via an interposed inductance or the like. Nevertheless, a charge controller can be saved according to the invention. Then the synchronous rectifier acts as a charge controller for a load that can be used as an energy store.
  • the advantage of using a resonant circuit is the high degree of efficiency in the inductive transfer of energy from the primary line to the secondary winding.
  • controllable switch in particular MOSFET
  • controllable switch in particular MOSFET
  • control signal for the controllable switch 37 in particular MOSFET

Landscapes

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Abstract

System zur berührungslosen Energieübertragung von einem Primärleiter an ein Mobilteil, wobei das Mobilteil eine Sekundärwicklung aufweist, wobei zur Bildung eines Resonanzkreises der Sekundärwicklung eine Kapazität in Reihe oder parallel zugeschaltet ist, wobei aus dem Resonanzkreis ein Gleichrichter versorgt ist, an dessen Ausgang ein Glättungskondensator angeordnet ist, dem eine Last, insbesondere Verbraucher, parallel zugeschaltet ist, wobei der Gleichrichter steuerbare Schalter aufweist, mit denen der Resonanzkreis und/oder der Eingang des Gleichrichters kurzschließbar ist, insbesondere wobei der Resonanzkreis den wechselspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters speist und am gleichspannungsseitige Anschluss der Glättungskondensator angeschlossen ist und/oder die Last aus dem gleichspannungsseitigen Anschluss gespeist wird.

Description

System zur berührungslosen Energieübertragung von einem Primärleiter an ein Mobilteil
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein System zur berührungslosen Energieübertragung von einem Primärleiter an ein Mobilteil.
Aus der EP 2 740208 B1 ist eine sekundärseitige Gleichrichtung bei einem Energie berührungslos übertragenden System bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System zur berührungslosen Energieübertragung kompakt weiterzubilden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem System nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem System sind, dass das System zur berührungslosen Energieübertragung von einem Primärleiter an ein Mobilteil vorgesehen ist, wobei das Mobilteil eine Sekundärwicklung aufweist, wobei zur Bildung eines Resonanzkreises der Sekundärwicklung eine Kapazität in Reihe oder parallel zugeschaltet ist, wobei aus dem Resonanzkreis ein Gleichrichter versorgt ist, an dessen Ausgang ein Glättungskondensator angeordnet ist, dem eine Last, insbesondere Verbraucher, parallel zugeschaltet ist, wobei der Gleichrichter steuerbare Schalter aufweist, mit denen der Resonanzkreis und/oder der Eingang des Gleichrichters kurzschließbar ist, insbesondere wobei der Resonanzkreis den wechselspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters speist und am gleichspannungsseitige Anschluss der Glättungskondensator angeschlossen ist und/oder die Last aus dem gleichspannungsseitigen Anschluss gespeist wird.
Von Vorteil ist dabei, dass der Gleichrichter auch als Regler verwendbar ist und somit das System sehr kompakt ausführbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Mobilteil auf einem Boden verfahrbar und die Sekundärwicklung ist auf einer dem Boden zugewandten Seite des Mobilteils angeordnet, insbesondere wobei der Primärleiter langgestreckt im Boden verlegt ist oder als Spulenwicklung im Boden angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Mobilteil keinen großen Enegiespeicher benötigt, da es während des Fahrens beladbar ist. Somit ist das Mobilteil kompakt ausführbar.
Bei einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung ist das Mobilteil ein Schienenfahrzeug, wobei der Primärleiter entlang oder parallel zu einer vom Mobilteil befahrbaren Schiene bewegbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Mobilteil als kompaktes Schienenfahrzeug ausführbar ist, da der Energiespeicher klein wählbar ist und das Mobilteil somit kompakt ausführbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung gleicht die Resonanzfrequenz des aus der Sekundärwicklung und der Kapazität gebildeten Resonanzkreises, insbesondere Schwingkreises, der Frequenz des, insbesondere von einer Stromquelle, in den Primärleiter eingeprägten Wechselstroms. Von Vorteil ist dabei, dass ein hoher Wirkungsgrad bei der induktiven Übertragung erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Gleichrichter ein aus Dioden gebildeter Brückengleichrichter, wobei ein erster der steuerbaren Schalter einer ersten der Dioden parallel zugeschaltet ist, wobei ein zweiter der steuerbaren Schalter einer zweiten der Dioden parallel zugeschaltet ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Gleichrichter kostengünstig und kompakt ausführbar ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Gleichrichter zwei zueinander parallel geschaltete Reihenschaltungen auf, wobei die erste der beiden Reihenschaltungen zwei in Reihe geschaltete Dioden aufweist, wobei einer ersten der beiden Dioden ein erster der steuerbaren Schalter parallel zugeschaltet ist, wobei die zweite der beiden Reihenschaltungen zwei weitere, in Reihe geschaltete Dioden aufweist, wobei einer ersten der beiden weiteren Dioden ein zweiter der steuerbaren Schalter parallel zugeschaltet ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Gleichrichter kostengünstig und kompakt ausführbar ist. Denn es ist keine Drossel zwischen dem Gleichrichter und der Last vorgesehen und somit wird der Last direkt vom Gleichrichter die Spannung und der Strom zur Verfügung gestellt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist jeder der steuerbaren Schalter mit einem unteren Potential der Ausgangsspannung des Gleichrichters und/oder des Glättungskondensators verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass der Kurzschluss über das untere Potential erfolgt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Gleichrichter als Synchrongleichrichter ausgeführt und/oder dass der Gleichrichter zwei zueinander parallel geschaltete Reihenschaltungen aufweist, wobei die erste der beiden Reihenschaltungen zwei in Reihe geschaltete steuerbare Schalter aufweist, wobei die zweite der beiden Reihenschaltungen zwei weitere, in Reihe geschaltete steuerbare Schalter aufweist, wobei eine Regeleinheit die Ansteuersignale den steuerbaren Schaltern zuführt, insbesondere in Abhängigkeit von der am wechselspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters anliegenden Spannung oder in Abhängigkeit von dem Eingangsstrom des Gleichrichters, insbesondere wobei die steuerbaren Schalter als MOSFET ausgeführt sind. Von Vorteil ist dabei, dass im Takt der Wechselspannung, insbesondere bei Stromnulldurchgang der Zustand der steuerbaren Schalter verändert wird. Somit sind möglichst geringe Verluste bewirkt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Last direkt aus dem gleichspannugnsseitigen Anschluss des Gleichrichters versorgt, also ohne zwischengeordnete Drosselinduktivität. Von Vorteil ist dabei, dass eine Drossel nicht notwendig ist und somit das System kompakt ausführbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung erzeugt eine Regeleinheit die Ansteuersignale für die steuerbaren Schalter, wobei das System einen Spannungssensor zur Erfassung der an der Last anliegenden Spannung und/oder der Ausgangsspannung des Gleichrichters aufweist und/oder einen Stromsensor zur Erfassung des am gleichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters austretenden oder eintretenden Stroms, wobei die Regeleinheit mit dem Spannungssensor und/oder Stromsensor verbunden ist, insbesondere wobei die mit dem Spannungssensor und/oder Stromsensor erfassten Istwerte der Regeleinheit zugeführt werden, insbesondere wobei die Regeleinheit einen Regler aufweist, der die Ansteuersignale in Abhängigkeit von den Sensorsignalen des Spannungssensors und/oder Stromsensors erzeugt. Von Vorteil ist dabei, dass
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Regler ein linearer Regler, insbesondere PI- Regler, oder ein Zweipunktregler. Von Vorteil ist dabei, dass ein kostengünstiger Regler verwendbar ist. Der Zweipunktregler gibt von selbst schon ein digitales Signal heraus, so dass die steuerbaren Schalter entweder das Kurzschließen ausführen oder nicht. Bei Verwendung des linearen Reglers muss das Ausgangssignal noch diskretisiert beziehungsweise digitalisiert werden, damit die Zeitdauer des Kurzschließens dem diskretisierten beziehungsweise digitalisierten Ausgangssignal entspricht. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Regeleinheit derart ausgeführt, dass der Zustand der steuerbaren Schalter nur im Stromnulldurchgang des in den Primärleiter eingeprägten Wechselstroms verändert wird. Von Vorteil ist dabei, dass die Verluste gering sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Regeleinheit derart ausgeführt, dass die Zeitdauer des Kurzschließens einem ganzzahligem Vielfachen der Periodendauer des in den Primärleiter eingeprägten Wechselstroms gleicht, insbesondere unter Berücksichtigung der Totzeit der steuerbaren Schalter. Von Vorteil ist dabei, dass die Zustandsänderungen im Takt des Wechselstroms erfolgen. Somit ist die Zustandsänderung jeweils im Bereich des Nulldurchgangs ausgeführt und dadurch eine Verlustminimierung erreicht.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden vor und nach dem Kurzschließen die steuerbaren Schalter derart angesteuert, dass der Gleichrichter als Synchrongleichrichter fungiert. Von Vorteil ist dabei, dass eine besonders verlustarme Gleichrichtung ausführbar ist.
Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zum Betreiben eines Systems sind, dass das System einen aus einem Resonanzkreis gespeisten, eine Last versorgenden Gleichrichter aufweist, der steuerbare Schalter aufweist, mit denen der Resonanzkreis kurzschließbar ist, insbesondere zeitlich wiederkehrend kurzschließbar ist, wobei die steuerbaren Schalter derart angesteuert werden, dass die Zeitdauer des Kurzschließens ein ganzzahliges Vielfaches der Periodendauer des im Resonanzkreis fließenden Wechselstromes, insbesondere oder des in einen induktiv mit einer Sekundärwicklung des Resonanzkreises gekoppelten Primärleiter eingeprägten Wechselstromes, ist, insbesondere unter Berücksichtigung der Totzeit der steuerbaren Schalter, wobei die Zeitdauer, insbesondere von einem Regler, derart gestellt wird, dass der Istwert der am gleichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters anliegenden Spannung auf einen Spannungssollwert hin geregelt wird und/oder der Istwert des am gleichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters austretenden oder eintretenden Stroms auf einen Stromsollwert hin geregelt wird. Von Vorteil ist dabei, dass der Gleichrichter selbst als Stellglied verwendbar ist und keine Drossel zwischen dem Gleichrichter und der Last notwendig ist. Somit ist eine kompakte Ausführung erreichbar. Außerdem ist durch das Schalten im Bereich des Stromnulldurchgangs ein verlustarmer Betrieb erreichbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Zustand der steuerbaren Schalter nur im Stromnulldurchgang des Wechselstroms verändert. Von Vorteil ist dabei, dass ein verlustarmer Betrieb erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vor und nach dem Kurzschließen die Last, insbesondere zusammen mit einem am gleichspannugnsseitigen Anschluss des Gleichrichters angeordneten Glättungskondensator, aus dem Gleichrichter versorgt, insbesondere wobei der Gleichrichter, insbesondere der als Brückengleichrichter ausgeführte Gleichrichter, als Synchrongleichrichter betrieben wird. Von Vorteil ist dabei, dass vor und nach dem Kurzschließen eine Gleichrichtung, insbesondere eine Synchrongleichrichtung, ausführbar ist und somit der Last eine dem Verhältnis des Kurzschließens zur Gleichrichtung entsprechende Spannung zur Verfügung stellbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Last als Energiespeicher ausgeführt und der Gleichrichter, insbesondere die steuerbaren Schalter des Gleichrichters, fungiert als Stellglied eines Ladereglers, insbesondere wird als Stellglied eines Ladereglers benutzt, insbesondere wobei die Zeitdauer derart gestellt wird, dass zum Aufladen des Energiespeichers der, insbesondere mit dem Stromsensor, erfasste Istwert des Wechselstroms auf den Stromsollwert hin geregelt wird, solange die am gleichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters erfasste Spannung kleiner ist als ein vorgegebener Schwellwert, insbesondere Ladeschlussspannung, und dass der am gleichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters, insbesondere mit dem Spannungssensor, erfasste Istwert der Spannung auf den Spannungssollwert hin geregelt wird, solange die am gleichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters erfasste Spannung größer ist als ein vorgegebener Schwellwert, insbesondere Ladeschlussspannung. Von Vorteil ist dabei, dass das Kurzschließen und die Gleichrichtung stets einander abwechseln und/oder ablösen. Somit ist die Ausgangsspannung oder der Ausgangsstrom auf einen jeweiligen Sollwert hin regelbar. Darüber hinaus ist mit der Regelung ein Schnelladen ausführbar, dem ein spannungsgesteuertes Laden nachfolgt. Somit fungiert der Gleichrichter zusammen mit der Regeleinheit als Laderegler, wobei der Resonanzkreis den Gleichrichter speist und die Drossel entbehrlich macht.
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.
Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
In der Figur 1 ist der sekundärseitige Teil eines ersten Systems zur berührungslosen Energieübertragung an ein Mobilteil schematisch dargestellt.
In der Figur 2 sind zugehörige Ansteuersignale 20 beispielhaft dargestellt.
In der Figur 3 ist der sekundärseitige Teil eines zweiten Systems zur berührungslosen Energieübertragung an ein Mobilteil schematisch dargestellt.
In der Figur 4 sind zugehörige Ansteuersignale 20 beispielhaft dargestellt.
Wie in den Figuren 1 und 2 als erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel dargestellt, weist das System ein Mobilteil, insbesondere Fahrzeug, auf, an dessen Unterseite eine Sekundärwicklung 1 angeordnet ist, die induktiv gekoppelt ist mit einem langgestreckt in einer Anlage verlegtem Linienleiter, der mit einem mittelfrequenten Wechselstrom, insbesondere mit einer Frequenz zwischen 10 und 1000 kHz.
Beispielsweise ist der Linienleiter im Boden einer Anlage verlegt, wenn das Fahrzeug auf dem Boden der Anlage verfahrbar ist, oder an einer Schiene befestigt, wenn das Fahrzeug ein Schienenfahrzeug ist.
Der Sekundärwicklung 1 ist eine Kapazität 2 in Reihe zugeschaltet, wobei die Kapazität 2 derart dimensioniert ist, dass die zu dem aus der Sekundärwicklung 1 und der Kapazität 2 gebildeten Resonanzkreis und/oder Schwingkreis gehörigen Resonanzfrequenz der Frequenz des in den als Primärleiter fungierenden Linienleiter eingeprägten Wechselstroms gleicht.
Aus dem Resonanzkreis ist ein Brückengleichrichter gespeist, dessen beide Halbbrücken jeweils aus einer Reihenschaltung von jeweils zwei Dioden gebildet sind. In einer ersten der Halbbrücken sind Dioden 6 und 10 in Reihe geschaltet; in einer zweiten der Halbbrücken sind Dioden 8 und 11 in Reihe geschaltet. Ausgangsseitig ist am Brückengleichrichter ein Glättungskondensator 12 angeschlossen, dem die zu versorgende Last 13, insbesondere Verbraucher, parallel zugeschaltet ist, so dass der Glättungskondensator 12 und die Last 13 direkt aus dem Brückengleichrichter versorgt sind, insbesondere ohne zwischengeordnete Drossel oder dergleichen, versorgt wird. Dabei ist einer mit einem unteren Ausgangspotential verbundenen Diode 6 der ersten Halbbrücke ein erster steuerbarer Schalter 8 parallelgeschaltet. Ebenso ist einer mit dem unteren Ausgangspotential verbundenen Diode 8 der zweiten Halbbrücke ein zweiter steuerbarer Schalter 9 parallelgeschaltet
Durch Schließen der beiden steuerbaren Schalter 7 und 9 ist der Resonanzkreis, insbesondere Schwingkreis, kurzgeschlossen.
Wenn die Schalter 7 und 9 geöffnet sind, richtet der Brückengleichrichter die am Resonanzkreis auftretende Wechselspannung gleich.
Somit ist durch das Steuern der Zeitspanne des Kurzschließens die Spannung am Glättungskondensator 12 beeinflussbar.
Der in den Brückengleichrichter einströmende Strom 20 wird mit einem Sensor 3 erfasst. Das Sensorsignal wird einer Regeleinheit 5 zugeführt, welche die Ansteuersignale für die steuerbaren Schalter (8, 9) erzeugt.
Die am Glättungskondensator 12 anliegende Spannung U_z, ist wird erfasst und der Regeleinheit 5 als Istwert zugeführt. Der der Last 13 zufließende Strom l_z, ist wird erfasst und als Istwert der Regeleinheit 5 zugeführt.
Abhängig von der Differenz zwischen dem Istwert U_z, also der Spannung am Glättungskondensator 12, ist und einem vorgegebenen Sollwert U_z, Soll und/oder abhängig von der Differenz zwischen dem Istwert l_z, ist und einem vorgegebenen Sollwert l_z, Soll werden die Ansteuersignale 4 der steuerbaren Schalter 7 und 9 erzeugt. Dabei ist als Regler entweder ein Zweipunktregler oder ein linearer Regler, wie PI-Regler, eingesetzt. Mittels der Ansteuersignale 4 wird die Zeitdauer des Kurzschließens im Takt ganzer Periodendauern des Wechselstroms 20 gestellt. Figur 2 zeigt schematisch ein beispielhaftes Ansteuersignal 4 und den dabei auftretenden, in den Brückengleichrichter einströmenden Strom 20.
Dabei ist wichtig, dass das Öffnen und Schließen der Schalter 7 und 9 im Bereich des Stromnulldurchgangs ausgeführt wird.
Um die Belastung der Sekundärwicklung symmetrisch zu belassen, wird der Zustand des Schalters nur im zeitlichen Mindestabstand der Periodendauer des aus dem Resonanzkreis austretenden Stroms 20 verändert.
Somit wird also der vom Regler bestimmte Stellwert digitalisiert herausgegeben und nur im Takt ganzer Perioden des Wechselstroms 20 verändert. Die Schalter 7 und 9 werden also nur für eine Zeitdauer geschlossen, die einem ganzzahligen Vielfachen der Periodendauer des Wechselstroms gleicht, und danach für eine weitere Zeitdauer geöffnet, die wiederum einem ganzzahligen Vielfachen der Periodendauer gleicht.
Geringfügige Abweichungen von diesen Zeitdauern sind nur derart gewählt, um die Totzeit der Schalter 7 und 9 zu berücksichtigen.
In einem ersten Ausführungsbeispiel ist der Regler als bloßer Spannungsregler ausgeführt. Hierzu wird also dem Regler nur die Differenz aus Istwert U_z, ist und Sollwert U_z, Soll zugeführt, woraus der Regler dann das Ansteuersignal 4 bestimmt.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel ist der Regler als bloßer Stromregler ausgeführt. Hierzu wird also dem Regler nur die Differenz aus Istwert l_z, ist und Sollwert l_z, Soll zugeführt, woraus der Regler dann das Ansteuersignal 4 bestimmt.
In einem dritten Ausführungsbeispiel ist der Regler als Spannungsregler mit unterlagertem Stromregler ausgeführt. Hierzu wird also dem Spannungsregler die Differenz aus Istwert U_z, ist und Sollwert U_z, Soll zugeführt, woraus der Regler dann das Ansteuersignal 4 bestimmt. Allerdings ist der Sollwert U_z, Soll ein Stellwert des Stromreglers, dem die Differenz aus Istwert l_z, ist und Sollwert l_z, Soll zugeführt wird. In einem vierten Ausführungsbeispiel ist die Last 13 ein aufzuladender Energiespeicher, insbesondere Akkumulator oder Batterie, und der Aufladevorgang wird zunächst stromgeregelt, indem einem Stromregler die Differenz aus Istwert l_z, ist und Sollwert l_z,Soll zugeführt, woraus der Stromregler dann das Ansteuersignal 4 bestimmt. Gleichzeitig wird aber der Istwert der Spannung U_z, ist auf Überschreiten eines Schwellwertes, insbesondere Ladeschlussspannung, überwacht und beim Überschreiten statt der Stromregelung eine Spannungsregelung aktiviert, wobei einem Spannungsregler die Differenz aus Istwert U_z, ist und Sollwert U_z, Soll zugeführt wird, woraus der Regler dann das Ansteuersignal 4 bestimmt. Somit ist ein anfängliches Schnellladen von einem langsamen spannungsgesteuerten langsameren Aufladen nachfolgbar.
Wie in Figur 3 gezeigt, ist im Unterschied zum obengenannten Ausführungsbeispiel ein Synchrongleichrichter, bestehend aus den steuerbaren Schaltern (30, 31 , 37, 39), insbesondere MOSFET, eingesetzt anstatt des aus den Dioden (6, 7, 8, 9) und den Schaltern (7, 9) zusammengesetzten Gleichrichters des Ausführungsbeispiels nach Figur 1.
Der Synchrongleichrichter weist eine erste Reihenschaltung aus steuerbaren Schaltern 30 und 37 auf, die parallel zu der Reihenschaltung aus den steuerbaren Schaltern 31 und 39 gebildet ist.
Die Ansteuersignale 4 der Schalter (30, 31 , 37, 39) werden wiederum von der Regeleinheit gebildet, die einen Regler aufweist. Das Ausgangssignal des Reglers wird wiederum nur im Takt ganzer Perioden des Wechselstroms, also Sekundärstroms 20, gebildet.
Beispielhaft sind solche Ansteuersignale 4 in der Figur 4 dargestellt. Dabei ist der Wechselstrom 20 in der obersten Zeile dargestellt.
Das Ansteuersignal 40 für den steuerbaren Schalter 30, insbesondere MOSFET, ist in der vorletzten Zeile dargestellt.
Das Ansteuersignal 41 ist für den steuerbaren Schalter 31 , insbesondere MOSFET, in der letzten Zeile dargestellt und das Ansteuersignal 47 für den steuerbaren Schalter 37, insbesondere MOSFET, in der zweiten Zeile. Das Ansteuersignal 49 für den steuerbaren Schalter 39, insbesondere MOSFET, wird in der dritten, insbesondere mittleren Zeile dargestellt.
In einer ersten Halbwelle sind die Schalter 31 und 37, also der untere Schalter der ersten Halbbrücke des und der obere Schalter der zweiten Halbbrücke geschlossen, insbesondere also leitend, und die beiden anderen Schalter 30 und 39 geöffnet, insbesondere unter Berücksichtigung der Totzeiten der Schalter (30, 31 , 37, 39). Im Bereich des Stromnulldurchgangs werden die Zustände der Schalter (30, 31 , 37, 39) invertiert, also die Schalter 31 und 37 geöffnet und die der obere Schalter 30 der ersten Halbbrücke sowie der untere Schalter 39 der zweiten Halbbrücke geschlossen, insbesondere unter Berücksichtigung der Totzeiten der Schalter (30, 31 , 37, 39).
Nach der zweiten Halbwelle werden die beiden Schalter 37 und 39, also die unteren Schalter der beiden Halbbrücken, geschlossen, um einen Kurzschluss KS des Resonanzkreises zu bewirken.
Da in den Primärleiter der Wechselstrom eingeprägt ist, liegt ein Stromquellenartiges Verhalten vor. Durch das Kurzschließen wird kein weiterer Strom zum Glättungskondensator 12 hin durchgeleitet.
Der durch die Schalter (30, 31 , 37, 39) realisierte Synchrongleichrichter ist somit nicht nur zum Gleichrichten, sondern auch zum Kurzschließen der Stromquelle verwendet, so dass die Spannung am Glättungskondensator 12 regelbar ist.
Die Zeitdauer des Kurzschließens gleicht in Figur 4 der zeitlichen Länge zweier Perioden des Wechselstroms 20, insbesondere unter Vernachlässigung der wegen der Totzeit geringfügig verschobenen Schaltzeitpunkte der Schalter (30, 31 , 37, 39).
Nach der Zeitdauer des Kurzschließens wird der Synchrongleichrichtungsbetrieb fortgesetzt.
Wichtig ist auch, dass ausgangsseitig am Synchrongleichrichter die Last 13 und der Glättungskondensator 12 direkt versorgt werden, also nicht über eine zwischengeordnete Induktivität oder dergleichen. Trotzdem ist erfindungsgemäß ein Laderegler einsparbar. Denn der Synchrongleichrichter fungiert als Laderegler für eine als Energiespeicher ausführbare Last.
Vorteil der Verwendung eines Resonanzkreises ist der hohe Wirkungsgrad bei der induktiven Energieübertragung von der Primärleitung an die Sekundärwicklung.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen werden statt der MOSFET etwas verlustbehaftetere IGBT verwendet.
Bezugszeichenliste
1 Sekundärwicklung
2 Kapazität
3 Sensor zur Stromerfassung
4 Ansteuersignale
5 Regeleinheit
6 Diode
7 steuerbarer Schalter, insbesondere Halbleiterschalter
8 Diode
9 steuerbarer Schalter, insbesondere Halbleiterschalter
10 Diode
11 Diode
12 Glättungskondensator
13 Last, insbesondere Verbraucher
20 Sekundärstrom
30 steuerbarer Schalter, insbesondere MOSFET
31 steuerbarer Schalter, insbesondere MOSFET
37 steuerbarer Schalter, insbesondere MOSFET
38 steuerbarer Schalter, insbesondere MOSFET
40 Ansteuersignal für den steuerbaren Schalter 30, insbesondere MOSFET
41 Ansteuersignal für den steuerbaren Schalter 31 , insbesondere MOSFET
47 Ansteuersignal für den steuerbaren Schalter 37, insbesondere MOSFET
48 Ansteuersignal für den steuerbaren Schalter 38, insbesondere MOSFET

Claims

Patentansprüche:
1. System zur berührungslosen Energieübertragung von einem Primärleiter an ein Mobilteil, wobei das Mobilteil eine Sekundärwicklung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass wobei zur Bildung eines Resonanzkreises der Sekundärwicklung eine Kapazität in Reihe oder parallel zugeschaltet ist, wobei aus dem Resonanzkreis ein Gleichrichter versorgt ist, an dessen Ausgang ein Glättungskondensator angeordnet ist, dem eine Last, insbesondere Verbraucher, parallel zugeschaltet ist, wobei der Gleichrichter steuerbare Schalter aufweist, mit denen der Resonanzkreis und/oder der Eingang des Gleichrichters kurzschließbar ist, insbesondere wobei der Resonanzkreis den wechselspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters speist und am gleichspannungsseitige Anschluss der Glättungskondensator angeschlossen ist und/oder die Last aus dem gleichspannungsseitigen Anschluss gespeist wird.
2. System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Mobilteil auf einem Boden verfahrbar ist und die Sekundärwicklung auf einer dem Boden zugewandten Seite des Mobilteils angeordnet ist, insbesondere wobei der Primärleiter langgestreckt im Boden verlegt ist oder als Spulenwicklung im Boden angeordnet ist, oder dass das Mobilteil ein Schienenfahrzeug ist, wobei der Primärleiter entlang oder parallel zu einer vom Mobilteil befahrbaren Schiene bewegbar ist.
3. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Resonanzfrequenz des aus der Sekundärwicklung und der Kapazität gebildeten Resonanzkreises, insbesondere Schwingkreises, der Frequenz des, insbesondere von einer Stromquelle, in den Primärleiter eingeprägten Wechselstroms gleicht.
- 17 -
4. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichrichter ein aus Dioden gebildeter Brückengleichrichter ist, wobei ein erster der steuerbaren Schalter einer ersten der Dioden parallel zugeschaltet ist, wobei ein zweiter der steuerbaren Schalter einer zweiten der Dioden parallel zugeschaltet ist, und/oder dass der Gleichrichter zwei zueinander parallel geschaltete Reihenschaltungen aufweist, wobei die erste der beiden Reihenschaltungen zwei in Reihe geschaltete Dioden aufweist, wobei einer ersten der beiden Dioden ein erster der steuerbaren Schalter parallel zugeschaltet ist, wobei die zweite der beiden Reihenschaltungen zwei weitere, in Reihe geschaltete Dioden aufweist, wobei einer ersten der beiden weiteren Dioden ein zweiter der steuerbaren Schalter parallel zugeschaltet ist.
5. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der steuerbaren Schalter mit einem unteren Potential der Ausgangsspannung des Gleichrichters und/oder des Glättungskondensators verbunden ist.
- 18 -
6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichrichter als Synchrongleichrichter ausgeführt ist und/oder dass der Gleichrichter zwei zueinander parallel geschaltete Reihenschaltungen aufweist, wobei die erste der beiden Reihenschaltungen zwei in Reihe geschaltete steuerbare Schalter aufweist, wobei die zweite der beiden Reihenschaltungen zwei weitere, in Reihe geschaltete steuerbare Schalter aufweist, insbesondere wobei insbesondere wobei die steuerbaren Schalter als MOSFET ausgeführt sind.
7. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Last direkt aus dem gleichsspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters versorgt ist, also ohne zwischengeordnete Drosselinduktivität.
- 19 -
8. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regeleinheit die Ansteuersignale für die steuerbaren Schalter erzeugt, wobei das System einen Spannungssensor zur Erfassung der an der Last anliegenden Spannung und/oder der Ausgangsspannung des Gleichrichters aufweist und/oder einen Stromsensor zur Erfassung des am gleichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters austretenden oder eintretenden Stroms, wobei die Regeleinheit mit dem Spannungssensor und/oder Stromsensor verbunden ist, insbesondere wobei die mit dem Spannungssensor und/oder Stromsensor erfassten Istwerte der Regeleinheit zugeführt werden, insbesondere wobei die Regeleinheit einen Regler aufweist, der die Ansteuersignale in Abhängigkeit von den Sensorsignalen des Spannungssensors und/oder Stromsensors erzeugt.
9. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler ein linearer Regler, insbesondere PI-Regler, ist oder ein Zweipunktregler.
10. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinheit derart ausgeführt ist, dass der Zustand der steuerbaren Schalter nur im Stromnulldurchgang des in den Primärleiter eingeprägten Wechselstroms verändert wird.
11. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinheit derart ausgeführt ist, dass die Zeitdauer des Kurzschließens einem ganzzahligem Vielfachen der Periodendauer des in den Primärleiter eingeprägten Wechselstroms gleicht, insbesondere unter Berücksichtigung der Totzeit der steuerbaren Schalter. - 20 -
12. System nach einem der Ansprüche 6 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass vor und nach dem Kurzschließen die steuerbaren Schalter derart angesteuert werden, dass der Gleichrichter als Synchrongleichrichter fungiert.
13. Verfahren zum Betreiben eines Systems, insbesondere nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das System einen aus einem Resonanzkreis gespeisten, eine Last versorgenden Gleichrichter aufweist, der steuerbare Schalter aufweist, mit denen der Resonanzkreis kurzschließbar ist, insbesondere zeitlich wiederkehrend kurzschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die steuerbaren Schalter derart angesteuert werden, dass die Zeitdauer des Kurzschließens ein ganzzahliges Vielfaches der Periodendauer des im Resonanzkreis fließenden Wechselstromes, insbesondere oder des in einen induktiv mit einer Sekundärwicklung des Resonanzkreises gekoppelten Primärleiter eingeprägten Wechselstromes, ist, insbesondere unter Berücksichtigung der Totzeit der steuerbaren Schalter, wobei die Zeitdauer, insbesondere von einem Regler, derart gestellt wird, dass der Istwert der am gleichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters anliegenden Spannung auf einen Spannungssollwert hin geregelt wird und/oder der Istwert des am gleichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters austretenden oder eintretenden Stroms auf einen Stromsollwert hin geregelt wird.
- 21 -
14. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustand der steuerbaren Schalter nur im Stromnulldurchgang des Wechselstroms verändert wird, insbesondere wobei jeder der Schalter nur entweder im geöffneten oder geschlossenen
Zustand ist, und/oder dass vor und nach dem Kurzschließen die Last, insbesondere zusammen mit einem am gleichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters angeordneten Glättungskondensator, aus dem Gleichrichter versorgt wird, insbesondere wobei der Gleichrichter, insbesondere der als Brückengleichrichter ausgeführte Gleichrichter, als Synchrongleichrichter betrieben wird.
- 22 -
15. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Last als Energiespeicher ausgeführt ist und der Gleichrichter, insbesondere die steuerbaren Schalter des Gleichrichters, als Stellglied eines Ladereglers fungieren, insbesondere benutzt werden, insbesondere wobei die Zeitdauer derart gestellt wird, dass zum Aufladen des Energiespeichers der, insbesondere mit dem Stromsensor, erfasste Istwert des Wechselstroms auf den Stromsollwert hin geregelt wird, solange die am gleichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters erfasste Spannung kleiner ist als ein vorgegebener Schwellwert, insbesondere Ladeschlussspannung, und dass der am gleichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters, insbesondere mit dem Spannungssensor, erfasste Istwert der Spannung auf den Spannungssollwert hin geregelt wird, solange die am gleichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters erfasste Spannung größer ist als ein vorgegebener Schwellwert, insbesondere Ladeschlussspannung.
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