LU500997B1 - Kurzschlussschutz für einen Umrichter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft unter anderem einen Umrichter (100) zum Anschließen einer elektrischen Last (1) an ein Energieversorgungsnetz (2), aufweisend einen netzseitigen Stromrichter (10) und einen lastseitigen Stromrichter (20), wobei der netzseitige Stromrichter (10) und der lastseitige Stromrichter (20) über einen Gleichspannungs-Zwischenkreis (30) elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Gleichspannungs-Zwischen- kreis (30) zumindest eine Kurzschließeinrichtung (40, 50) aufweist, wobei die zumindest eine Kurz- schließeinrichtung (40, 50) ausgebildet ist, durch einen Kurzschlussstrom im Gleichspannungs-Zwi- 10 schenkreis (30) selbsttätig mindestens eine elektrisch leitende Verbindung zum Umleiten des Kurz- schlussstroms auszubilden. Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung eines derartigen Umrich- ters (100) zum Anschließen einer elektrischen Last (1) an ein Energieversorgungsnetz (2).

Description

Kurzschlussschutz für einen Umrichter LU500997

Die Erfindung betrifft einen Umrichter zum Anschließen einer elektrischen Last an ein Energiever- sorgungsnetz, wobei der Umrichter eine Kurzschließeinrichtung umfasst. Ferner betrifft die Erfin- dung eine Verwendung eines derartigen Umrichters zum Anschließen einer elektrischen Last an ein

Energieversorgungsnetz.

Aus Gründen der elektrischen Sicherheit ist bei Netzanwendungen in der Regel ein Schutz vor Kurz- schlüssen erforderlich. Üblicherweise werden hierfür strombegrenzende Schaltelemente, wie z. B.

Sicherungen und/oder Leistungsschutzschalter, verwendet. Kritische Parameter fiir diese Schaltele- mente sind hierbei oftmals der Durchlassstrom {Spitzenwert des Stromes, der vor der Abschaltung fließt) und/oder die erforderliche Auslôseenergie (z. B. Schmelzintegral einer Sicherung, also die

Energie, die notwendig ist, die Abschaltung herbeizuführen). Die Anforderungen an die entspre- chenden Größen sind dabei abhängig von den Anschlusswerten des Versorgungsnetzes, dem

Schaltelement, der angeschlossenen Impedanz, die trotz Kurzschluss wirksam ist (Netzimpedanz,

Leitungsimpedanz usw.) sowie den weiteren Elementen, die den Kurzschlussstrom führen müssen.

Ein häufiges Problem beim Einsatz vorgenannter strombegrenzenden Schaltelementen ist hierbei, dass für ein nachgeschaltetes Schaltelement (z. B. Schütz, Motorschaltgerät o. à.) die zulässigen

Parameter überschritten werden könnten und daher kleinere Sicherungen ausgewählt werden müssen. Dies führt bei Schaltungen mit hohen Spitzenströmen (z. B. Anlaufströme von Motoren) zu einem Designkonflikt. Ferner können viele strombegrenzende Schaltelemente nur zu langsam hohe

Kurzschlussströme abschalten, sodass durch die nachgelagerten Elemente ggf. zu große Ströme flie- ßen, wodurch es dort zu Schäden kommen kann.

Diese Problematik ist nicht zuletzt bei Frequenzumrichtern relevant, insbesondere da dort die An- forderungen bzgl. der Kurzschlussfestigkeit gestiegen sind. So ist bei Frequenzumrichtern in der

Regel im Zwischenkreis kein interner Schutz gegen Kurzschlüsse, z. B. aufgrund eines Isolationsscha- dens und/oder eines Defekts des Zwischenkreiskondensators, vorgesehen. Entsprechende Kurz- schluss-Versuche zeigen, dass derartige Fehler im Zwischenkreis mit einem relativ langsamen Kurz- schlussschutz (z. B. einem Circuit Breaker) massive Auswirkungen haben und die dabei entstehende

Druckwelle sogar zum Öffnen einer Schaltschranktür führen kann. Folglich besteht ein Bedarf an einer Lösung, mittels derer die Betriebssicherheit eines Umrichters, vorzugsweise eines Frequenzu- mrichters, erhöht werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine derartige Lösung bereitzustellen, wobei bevorzugt zudem LU500997

Nachteile bisheriger Ansätze vermieden werden sollen. Insbesondere ist es dabei eine Aufgabe der

Erfindung, einen schnellen und sicheren Kurzschlussschutz im Umrichter bereitzustellen, mittels dessen im Fehlerfall die Freisetzung von Energie nach außen möglichst vermieden werden kann.

Diese Aufgaben können mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst werden. Vorteil- hafte Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen An- sprüche und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.

Gemäß einem ersten unabhängigen Aspekt wird ein Umrichter, vorzugsweise ein Frequenzumrich- ter, bereitgestellt. Bevorzugt dient der Umrichter dabei zum Anschließen einer elektrischen Last (z. B. eines Elektromotors) an ein (z. B. ein- oder mehrphasiges) Energieversorgungsnetz. Der, vor- zugsweise rückspeisefähige, Umrichter weist hierbei einen ersten Stromrichter auf, der zur besse- ren Unterscheidung im Folgenden auch als netzseitiger Stromrichter bezeichnet werden kann. Der netzseitige Stromrichter kann hierbei zum Anschluss an das Energieversorgungsnetz dienen und/oder ein oder mehrere Eingänge zum Anschluss an das Energieversorgungsnetz umfassen.

Weiterhin kann der netzseitige Stromrichter als ein Gleichrichter (z. B. als ein Diodengleichrichter) ausgebildet sein, der eine netzseitige Wechselspannung in eine Gleichspannung wandelt. Alternativ — kann der netzseitige Stromrichter auch als ein Gleichstromsteller ausgebildet sein.

Ferner umfasst der Umrichter einen weiteren Stromrichter, der im Folgenden zur besseren Unter- scheidung als zweiter oder lastseitiger Stromrichter bezeichnet werden kann. Der lastseitige Strom- richter kann dabei zum Anschluss an die Last dienen und/oder ein oder mehrere Eingänge zum

Anschluss an die Last umfassen. Bevorzugt soll der lastseitige Stromrichter als ein, vorzugsweise selbstgeführter, Wechselrichter (z. B. ein IGBT-Wechselrichter) ausgebildet sein, der eine Gleich- spannung in eine lastseitige Wechselspannung wandelt. Jedoch kann auch der lastseitige Strom- richter alternativ als ein Gleichstromsteller ausgebildet sein.

Weiterhin umfasst der Umrichter einen Gleichspannungs-Zwischenkreis. Uber den Gleichspan- nungs-Zwischenkreis sind der netzseitige Stromrichter und der lastseitige Stromrichter elektrisch leitend miteinander verbunden. Beispielsweise kann der Gleichspannungs-Zwischenkreis dazu ei- nen ersten Schaltungszweig (DC+) und einen zweiten Schaltungszweig (DC-) umfassen. Der erste

Schaltungszweig (DC+) kann dabei einen positiven gleichspannungsseitigen Anschluss des netzsei-

tigen Stromrichters mit einem positiven gleichspannungsseitigen Anschluss des lastseitigen Strom- LU500997 richters verbinden, während der zweite Schaltungszweig (DC-) einen negativen gleichspannungs- seitigen Anschluss des netzseitigen Stromrichters mit einem negativen gleichspannungsseitigen An- schluss des lastseitigen Stromrichters verbindet. Vorzugsweise weist der Gleichspannungs-Zwi- schenkreis ferner einen oder mehrere Zwischenkreiskondensatoren zur Glättung der Spannung im

Zwischenkreis auf. Beispielsweise kann der Gleichspannungs-Zwischenkreis mehrere parallel und/oder in Reihe geschaltete Zwischenkreiskondensatoren umfassen.

Der Umrichter zeichnet sich dabei dadurch aus, dass der Gleichspannungs-Zwischenkreis zumindest eine Kurzschließeinrichtung aufweist. Diese zumindest eine Kurzschließeinrichtung, ist dabei aus- gebildet, durch einen Kurzschlussstrom im Gleichspannungs-Zwischenkreis (z. B. infolge eines De- fekts eines Zwischenkreiskondensators) selbsttätig mindestens eine elektrisch leitende Verbindung auszubilden, wobei die mindestens eine elektrisch leitende Verbindung bevorzugt zum Umleiten und/oder Umkanalisieren des Kurzschlussstroms dient. Vorzugsweise ist die zumindest Kurzschlie-

Reinrichtung somit dazu ausgebildet sein, falls ein Kurzschlussstrom im Gleichspannungs-Zwischen- kreis vorliegt, einen zusätzlichen Strompfad für den Kurzschlussstrom bereitzustellen (z. B. um die- sen vom Umrichter ins Energieversorgungsnetz abzuleiten), ohne dass hierfür Eingreifen von außen nötig wäre. Mit anderen Worten kann das Ausbilden der (zusätzlichen) elektrisch leitenden Verbin- dung (vermittelt durch den Kurzschlussstrom) automatisch erfolgen. Wie nachfolgend noch einge- hender dargestellt werden wird, kann dies z. B. mittels einer vordefinierten (zunächst isolierenden)

Soll-Durchschlagsstelle erfolgen, d. h. einer vordefinierten Schwächung der Schaltung, welche in- folge des Kurzschlussstroms leitend wird (Bypass). Auf vorteilhafte Weise kann dadurch selbsttätig eine Stromverlagerung über die neu ausgebildete leitende Verbindung bzw. den gezielt neu ge- schaffenen Strompfad ermöglicht werden, derart, dass zum Schutz der Komponenten des Umrich- ters der Fehlerstrom aus dem Zwischenkreis übernommen wird und an eine geeignete Stelle (z. B. zurück ins Energieversorgungsnetz) ableitetet wird.

Nach einem ersten Aspekt kann die zumindest eine Kurzschließeinrichtung eine erste Kurzschließ- einrichtung aufweisen, die im Folgenden auch als erster Hilfskurzschluss bezeichnet werden kann.

Die erste Kurzschließeinrichtung kann dabei einen ersten Leiter und einen zweiten Leiter umfassen, wobei der zweite Leiter vom ersten Leiter (z. B. durch ein isolierendes Leiterplattenmaterial) elektrisch isoliert sein kann. Ferner kann der erste Leiter eine Leitungsengstelle (z. B. in Form einer abschnittsweisen Verjüngung des ersten Leiters) aufweisen, die im Folgenden als erste Leitungs- engstelle oder erste Zündelektrode bezeichnet werden kann. Die erste Leitungsengstelle kann da- bei derart ausgebildet sein und der zweite Leiter ferner derart an der ersten Leitungsengstelle des ersten Leiters vorbeigeführt sein, dass eine zwischen der ersten Leitungsengstelle und dem zweiten LU500997

Leiter vorhandene Isolationsschicht (z. B. ein Kunststoff wie Polyurethan und/oder ein glasfaserver- stärkter Kunststoff wie FR4) bei einem Kurzschlussstrom über den ersten Leiter, vorzugsweise ther- misch, zerstört wird, sodass die vorgenannte zumindest eine elektrisch leitende Verbindung zwi- schen dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter vorliegt. Bevorzugt ist die erste Kurzschließeinrich- tung somit ausgebildet, dass im Falle eines Kurzschlussstroms über den ersten Leiter eine gezielte thermische Belastung an der ersten Leitungsengstelle (Zündelektrode) induziert wird. Der erste Lei- ter bzw. die angrenzende Isolationsschicht können dabei infolge dieser lokalen (hohen) Übertem- peratur im Bereich der ersten Leitungsengstelle unter Ausbildung eines Plasmakanals zerstörbar sein, sodass ein Übersprechen auf den angrenzenden zweiten Leiter ermöglicht wird. Mit anderen

Worten soll hier bevorzugt eine bewusste (lokale) Schädigung der Schaltung zur Ausbildung eines zusätzlichen Strompfads erfolgen, weshalb die erste Kurzschließeinrichtung auch als erste Soll-

Durchschlagsstelle bezeichnet werden kann. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch (im Kurzschluss- fall) von selbst eine Stromverlagerung über die neu ausgebildete bzw. gezielt geschaffene elektrisch leitende Verbindung ermöglicht werden, derart, dass der zweite Leiter den Fehlerstrom aus dem

Zwischenkreis übernimmt und an eine geeignete Stelle (z. B. zurück ins Energieversorgungsnetz) ableitet, sodass bevorzugt der ersten Kurzschließeinrichtung nachgelagerte Bauteile durch den Kur- schlussstrom nicht belastet werden. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass das Ausbilden des zusätz- lichen Strompfads nur wenige Millisekunden (vgl. Figur 6) benötigt und damit deutlich schneller als ein, vorzugsweise zusätzlich vorhandener, Leistungsschutzschalter (typ. 10-20 ms) schaltet.

Gemäß einem weiteren Aspekt können der erste Leiter und/oder der zweite Leiter zumindest ab- schnittsweise wellenförmig und/oder zick-zack-förmig und/oder mäanderförmig, vorzugsweise scharfkantig mäanderförmig, angeordnet sein. Bevorzugt kann dabei die erste Leitungsengstelle des ersten Leiters und/oder ein Endbereich des zweiten Leiters zumindest abschnittsweise wellen- förmig und/oder zick-zack-förmig und/oder (scharfkantig) mäanderförmig angeordnet sein. Die vorgenannten Ausführungen ermöglichen dabei auf vorteilhafte Weise, auf einem kleinen Raum eine möglichst lange Kurzschließeinrichtung unterzubringen. Ferner ermöglichen die Spitzen der vorgenannten Strukturen auf vorteilhafte Weise eine hohe Feldkonzentration und damit eine be- wusste Schwächung der dortigen Isolation bzw. Isolationsschicht.

Zudem oder alternativ können der erste Leiter und der zweite Leiter auch zumindest abschnitts- weise parallel zueinander angeordnet sein. D. h. der erste und zweite Leiter können somit bei der ersten Kurzschließeinrichtung bzw. bei der ersten Leitungsengstelle bevorzugt im gleichen Abstand nebeneinander verlaufen. Bevorzugt ist dabei ein Endbereich des zweiten Leiters zumindest ab- LU500997 schnittsweise parallel zur ersten Leitungsengstelle des ersten Leiters angeordnet. In einer lediglich beispielhaften Ausführungsform können z. B. der erste und zweite Leiter jeweils denselben Zick-

Zack-Verlauf aufweisen, wobei die entsprechenden Verläufe derart (z. B. planparallel) verschoben 5 bzw. versetzt zueinander angeordnet sind, dass der erste und zweite Leiter in diesem Bereich im- mer in einem festen Abstand zueinander verlaufen. In einer alternativen Ausführungsform kann der zweite Leiter in seinem Endbereich auch T-förmig ausgebildet sein, wobei der Querstrich der T-

Form parallel zum ersten Leiter bzw. der ersten Leitungsengstelle verlaufend angeordnet sein kann.

Auf vorteilhafte Weise kann dadurch eine ausgedehnte Soll-Durchschlagsstelle bereitgestellt wer- den.

Zudem oder alternativ können der erste Leiter und der zweite Leiter auch zumindest einen, vor- zugsweise mehrere, Richtungswechsel aufweisen. D. h. der erste und zweite Leiter können somit bei der ersten Kurzschließeinrichtung bzw. bei der ersten Leitungsengstelle bevorzugt ein oder mehrmals ihren Verlaub bzw. Richtungsverlauf verändern. Bevorzugt kann dabei die erste Leitungs- engstelle des ersten Leiters und/oder ein Endbereich des zweiten Leiters zumindest einen, vorzugs- weise mehrere, Richtungswechsel aufweisen. Lediglich beispielhaft können der erste und zweite

Leiter z. B. zick-zack-förmig angeordnet sein, wobei auch andere richtungsändernde Geometrien möglich sind. Auch diese Variante ermöglicht auf vorteilhafte Weise, auf einem kleinen Raum eine möglichst lange Kurzschließeinrichtung unterzubringen.

Nach einem weiteren Aspekt kann die zwischen der ersten Leitungsengstelle und dem zweiten Lei- ter vorhandene Isolationsschicht durch einen Stromfluss durch die erste Leitungsengstelle erwärm- bar sein. D. h. die Isolationsschicht kann somit an den ersten Leiter bzw. die erste Leitungsengstelle thermisch gekoppelt sein, um, insbesondere im Kurzschlussfall, Wärme von der ersten Leitungseng- stelle aufzunehmen. Zudem oder alternativ kann die Isolationsschicht (z. B. ein Kunststoff) auch ausgebildet sein, bei Erreichen einer vorbestimmten Temperatur zu schmelzen und/oder zu ver- dampfen. Bevorzugt kann dabei über das Material der Isolationsschicht und/oder über die Ausdeh- nung, insbesondere Dicke, der Isolationsschicht ein Zeitintervall einstellbar sein, bis die Isolations- schicht die vorbestimmte Temperatur erreicht bzw. zerstört wird und damit auch ein Zeitintervall, bis die Kurzschließeinrichtung (z. B. durch Funkenüberschlag, respektive Lichtbogen) elektrisch lei- tend wird, Eine für den konkreten Anwendungsfall geeignete Kombination aus Material und Geo- metrie der Isolationsschicht bzw. Geometrie der Kurzschließeinrichtung kann der Fachmann dabei z. B. durch entsprechende Vorversuche (Kurzschlusstests) ermitteln. Insgesamt können dadurch auf vorteilhafte Weise die Durchschlagseigenschaften der Kurzschließeinrichtung einstellbar bzw. vor- LU500997 gebbar sein.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann der zweite Leiter eine Leitungsengstelle aufweisen, die im Fol- genden zur besseren Unterscheidung als zweite Leitungsengstelle bezeichnet werden kann. Mit an- deren Worten kann sowohl der erste Leiter eine (erste) Leitungsengstelle als auch der zweite Leiter eine (zweite) Leitungsengstelle aufweisen. Vorzugsweise ist die zweite Leitungsengstelle dabei in einem Endbereich (z. B. an einem distalen Ende) des zweiten Leiters angeordnet. Unter dem Aus- druck ,Leitungsengstelle” kann dabei bevorzugt eine Einengung bzw. Verjüngung des jeweiligen

Leiterquerschnitts verstanden werden, d. h. eine bewusste (lokale) Reduzierung der geometrischen

Abmessungen des jeweiligen Leiters. Weiterhin kann die zweite Leitungsengstelle des zweiten Lei- ters benachbart zur ersten Leitungsengstelle des ersten Leiters angeordnet sein. Die erste und zweite Leitungsengstelle können somit, vorzugsweise dicht, beieinander und/oder in unmittelbarer

Nähe angeordnet sein. Bevorzugt werden die erste und zweite Leitungsengstelle somit lediglich durch die vorgenannte Isolationsschicht voneinander getrennt. Durch das entsprechende Vorsehen von zwei benachbart angeordneter Leitungsengstellen kann auf vorteilhafte Weise das Überspre- chend bzw. Ausbilden einer leitenden Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Leiter einge- stellt werden.

Nach einem weiteren Aspekt kann der Gleichspannungs-Zwischenkreis einen Schaltungszweig auf- weisen, der den netzseitigen Stromrichter und den lastseitigen Stromrichter miteinander (elektrisch leitend) verbindet, wobei der entsprechende Schaltungszweig zur besseren Unterschei- dung im Folgenden als erster Schaltungszweig bezeichnet werden kann. Lediglich beispielhaft kann der erste Schaltungszweig (z. B. in Form einer Leiterbahn oder Leiterschiene) dabei einen positiven gleichspannungsseitigen Anschluss des netzseitigen Stromrichters mit einem positiven gleichspan- nungsseitigen Anschluss des lastseitigen Stromrichters verbinden (DC+). Alternativ kann der erste

Schaltungszweig auch einen negativen gleichspannungsseitigen Anschluss des netzseitigen Strom- richters mit einem negativen gleichspannungsseitigen Anschluss des lastseitigen Stromrichters ver- binden (DC-). Weiterhin kann der erste Leiter der ersten Kurzschließeinrichtung im ersten Schal- — tungszweig oder vor dem ersten Schaltungszweig angeordnet sein. D. h. der erste Leiter bzw. die erste Leitungsengstelle kann bevorzugt ein (Teil-)Abschnitt des ersten Schaltungszweigs sein. Bei- spielsweise kann ein erstes Ende des ersten Leiters bzw. der ersten Leitungsengstelle (z. B. über ein

Leiterstück des ersten Schaltungszweigs) mit dem netzseitigen Stromrichter elektrisch leitend ver- bunden sein und/oder ein zweites Ende des ersten Leiters bzw. der ersten Leitungsengstelle (z. B. über ein weiteres Leiterstück des ersten Schaltungszweigs) mit dem lastseitigen Stromrichter elektrisch leitend verbunden sein. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch bei einer Überlastung des LU500997

Gleichspannungs-Zwischenkreises durch ein Ansprechen der ersten Kurzschließeinrichtung eine

Stromverlagerung aus dem Zwischenkreis ermöglicht werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann der Gleichspannungs-Zwischenkreis einen weiteren Schal- tungszweig aufweisen, der im Folgenden als zweiter Schaltungszweig bezeichnet werden kann. Be- vorzugt umfasst der Gleichspannungs-Zwischenkreis damit zwei Schaltungszweige. Wie der vorge- nannte erste Schaltungszweig kann auch der zweite Schaltungszweig den netzseitigen Stromrichter und den lastseitigen Stromrichter miteinander (elektrisch leitend) verbinden. Lediglich beispielhaft kann dabei z. B. der erste Schaltungszweig einen positiven gleichspannungsseitigen Anschluss des netzseitigen Stromrichters mit einem positiven gleichspannungsseitigen Anschluss des lastseitigen

Stromrichters verbinden, während z. B. der zweite Schaltungszweig (z. B. in Form einer Leiterbahn oder Leiterschiene) einen negativen gleichspannungsseitigen Anschluss des netzseitigen Stromrich- ters mit einem negativen gleichspannungsseitigen Anschluss des lastseitigen Stromrichters verbin- den kann. Weiterhin kann der zweite Leiter der ersten Kurzschließeinrichtung im zweiten Schal- tungszweig oder vor dem zweiten Schaltungszweig angeordnet sein. D. h. der zweite Leiter kann bevorzugt ein (Teil-)Abschnitt des zweiten Schaltungszweigs sein. Beispielsweise kann ein erstes

Ende des zweiten Leiters bzw. der zweiten Leitungsengstelle (z. B. über ein Leiterstück des zweiten

Schaltungszweigs) mit dem netzseitigen Stromrichter elektrisch leitend verbunden sein und/oder ein zweites Ende des zweiten Leiters bzw. der zweiten Leitungsengstelle (z. B. über ein weiteres

Leiterstück des zweiten Schaltungszweigs) mit dem lastseitigen Stromrichter elektrisch leitend ver- bunden sein. Vorzugsweise befinden sich der erste Leiter und der zweite Leiter somit in unter- schiedlichen Schaltungszweigen des Gleichspannungs-Zwischenkreises, d. h. z. B. der erste Leiter im ersten Schaltungszweig und der zweite Leiter im zweiten Schaltungszweig. Auf vorteilhafte

Weise kann dadurch im Fehlerfall eine gezielte Verbindung zwischen den Schaltungszweigen des

Gleichspannungs-Zwischenkreises ermöglicht werden, um dadurch nachfolgende Komponenten vom Stromfluss abzutrennen.

Nach einem weiteren Aspekt kann der netzseitige Stromrichter einen ersten Netzanschluss zum

Verbinden mit dem Energieversorgungsnetz aufweisen, Der erste Netzanschluss, welcher auch als erster netzseitiger Eingang des netzseitigen Stromrichters bezeichnet werden kann, kann dabei z. B. zum Anschließen an eine (erste) Phase (z. B. L1) eines Drehstrom-Energieversorgungsnetzes ausge- bildet sein. Der erste Netzanschluss kann hierzu z. B. ein oder mehrere Kontakteelemente (z. B.

Schraub-, Federkraft- und/oder Schneidklemmkontakte) zum Anschluss eines Leiters des Energie- versorgungsnetzes umfassen, Weiterhin kann der zweite Leiter der ersten KurzschlieBeinrichtung mit dem vorgenannten ersten Netzanschluss des netzseitigen Stromrichters (elektrisch leitend) ver- LU500997 bunden sein. Beispielsweise kann der zweite Leiter über eine entsprechende Verbindungsleitung (z. B. in Form einer Leiterbahn) mit dem ersten Netzanschluss verbunden sein. Auf vorteilhafte

Weise kann dadurch eine Stromverlagerung bzw. Ableitung des Kurzschlussstroms zum Eingang des netzseitigen Stromrichters erfolgen, wodurch die Energie am netzseitigen Stromrichter, insbeson- dere an dort ggf. vorhandenen Dioden, vorbeigeführt werden kann.

Um auf vorteilhafte Weise den Kurzschlussschutz des Umrichters weiter zu erhöhen, kann der

Gleichspannungs-Zwischenkreis gemäß einem weiteren Aspekt eine weitere Kurzschließeinrich- tung aufweisen. Zur besseren Unterscheidung von der vorgenannten „ersten“ Kurzschließeinrich- tung kann diese (weitere) Kurzschließeinrichtung im Folgenden als „zweite“ Kurzschließeinrichtung bezeichnet werden. Die zweite Kurzschließeinrichtung kann dabei bevorzugt identisch zur ersten

Kurzschließeinrichtung aufgebaut sein, wobei die entsprechenden Komponenten zur besseren Un- terscheidbarkeit nachfolgend unterschiedlich referenziert werden. So kann die zweite Kurzschließ- einrichtung insbesondere einen dritten Leiter und einen vierten Leiter umfassen, wobei der vierte

Leiter vom dritten Leiter (z. B. durch ein isolierendes Leiterplattenmaterial) elektrisch isoliert sein kann. Ferner kann der dritte Leiter eine Leitungsengstelle (z. B. in Form einer abschnittsweisen Ver- jüngung des ersten Leiters) aufweisen, die zur Unterscheidung von den vorgenannten „ersten“ bzw. „zweiten“ Leitungsengstellen der ersten Kurzschließeinrichtung als ,dritte” Leitungsengstelle be- zeichnet werden kann. Weiterhin kann die dritte Leitungsengstelle derart ausgebildet sein und der vierte Leiter derart an der dritten Leitungsengstelle des dritten Leiters vorbeigeführt sein, dass eine zwischen der dritten Leitungsengstelle und dem vierten Leiter vorhandene weitere Isolations- schicht (z. B. ein Kunststoff wie Polyurethan) bei einem Kurzschlussstrom über den dritten Leiter, vorzugsweise thermisch, zerstört wird, sodass die vorgenannte zumindest eine elektrisch leitende

Verbindung zwischen dem dritten Leiter und dem vierten Leiter vorliegt. Analog zur ersten Kurz- schließeinrichtung kann auch die zweite Kurzschließeinrichtung bevorzugt ausgebildet sein, dass im

Falle eines Kurzschlussstroms über den dritten Leiter eine gezielte thermische Belastung an der dritten Leitungsengstelle (Zündelektrode) induziert wird. Der dritte Leiter bzw. die angrenzende weitere Isolationsschicht können infolge dieser lokalen (hohen) Übertemperatur im Bereich der

Leitungsengstelle unter Ausbildung eines Plasmakanals zerstörbar sein, sodass ein Ubersprechen auf den angrenzenden vierten Leiter ermöglicht wird, Auf vorteilhafte Weise kann dadurch zusätz- lich oder alternativ zu einem Auslösen der ersten Kurzschließeinrichtung selbsttätig eine (weitere)

Stromverlagerung über den neu ausgebildeten bzw. gezielt geschaffenen Strompfad der zweiten

Kurzschließeinrichtung ermöglicht werden.

Nach einer Weiterbildung dieses Aspekts kann der dritte Leiter der zweiten Kurzschließeinrichtung LU500997 — zudem oder alternativ zum zweiten Leiter der ersten Kurzschließeinrichtung — im vorgenannten zweiten Schaltungszweig des Gleichspannungs-Zwischenkreises angeordnet sein. Wie vorstehend bereits ausgeführt worden ist, kann der zweite Schaltungszweig dabei den netzseitigen Stromrich- ter und den lastseitigen Stromrichter miteinander (elektrisch leitend) verbinden. Beispielsweise kann der zweite Schaltungszweig (z. B. in Form einer Leiterbahn oder Leiterschiene) einen negati- ven gleichspannungsseitigen Anschluss des netzseitigen Stromrichters mit einem negativen gleich- spannungsseitigen Anschluss des lastseitigen Stromrichters verbinden, während z. B. der erste

Schaltungszweig einen positiven gleichspannungsseitigen Anschluss des netzseitigen Stromrichters mit einem positiven gleichspannungsseitigen Anschluss des lastseitigen Stromrichters verbinden kann. Bevorzugt kann der dritte Leiter der zweiten Kurzschließeinrichtung ferner ein (Teil-)Ab- schnitt des zweiten Schaltungszweigs sein. Beispielsweise kann ein erstes Ende des dritten Leiters bzw. der dritten Leitungsengstelle mit dem netzseitigen Stromrichter (z. B. über ein Leiterstück des zweiten Schaltungszweigs) elektrisch leitend verbunden sein und/oder ein zweites Ende des dritten

Leiters bzw. der dritten Leitungsengstelle (z. B. über ein weiteres Leiterstück des zweiten Schal- tungszweigs) mit dem lastseitigen Stromrichter elektrisch leitend verbunden sein.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann der netzseitige Stromrichter einen zweiten Netzanschluss zum

Verbinden mit dem Energieversorgungsnetz aufweisen. Der zweite Netzanschluss, welcher auch als zweiter netzseitiger Eingang des netzseitigen Stromrichters bezeichnet werden kann, kann dabei z. B. zum Anschließen an eine (zweite) Phase (z. B. L3) eines Drehstrom-Energieversorgungsnetzes ausgebildet sein. Der zweite Netzanschluss kann hierzu z. B. ein oder mehrere Kontakteelemente (z. B. Schraub-, Federkraft- und/oder Schneidklemmkontakte) zum Anschluss eines Leiters des Ener- gieversorgungsnetzes umfassen. Weiterhin kann der vierte Leiter der zweiten Kurzschließeinrich- tung mit dem vorgenannten zweiten Netzanschluss des netzseitigen Stromrichters (elektrisch lei- tend) verbunden sein. Beispielsweise kann der vierte Leiter über eine entsprechende Verbindungs- leitung (z. B. in Form einer Leiterbahn) mit dem zweiten Netzanschluss verbunden sein. Auf vorteil- hafte Weise kann dadurch eine (weitere) Stromverlagerung bzw. Ableitung des Kurzschlussstroms zum Eingang des netzseitigen Stromrichters erfolgen, wodurch die Energie am netzseitigen Strom- — richter, insbesondere an dort ggf. vorhandenen Dioden, vorbeigeführt werden kann.

Nach einem weiteren Aspekt kann der vierte Leiter der zweiten Kurzschließeinrichtung über eine, vorzugsweise potentialfreie, Verbindungsleitung mit dem zweiten Leiter der ersten Kurzschließein- richtung (elektrisch leitend) verbunden sein. D. h. der Umrichter kann eine, vorzugsweise potenti- alfreie, Verbindungsleitung (z. B. in Form einer Leiterbahn) umfassen, über die die erste und zweite

Kurzschließeinrichtung miteinander verbunden sind. Lediglich beispielhaft kann dazu ein erstes LU500997 (distales) Ende der Verbindungsleitung mit dem zweiten Leiter der ersten Kurzschließeinrichtung verbunden sein und/oder ein zweites (distales) Ende der Verbindungsleitung mit dem vierten Leiter der zweiten Kurzschließeinrichtung verbunden sein. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch ein Zu- sammenführen der beiden Kurzschließeinrichtungen ermöglicht werden, um dadurch im Fehlerfall ggf. nachfolgende Komponenten vom Stromfluss abzutrennen.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann — analog zu den Ausführungsvarianten der ersten Kurzschlie-

Beinrichtung — der dritte und vierte Leiter der zweiten Kurzschließeinrichtung zumindest ab- schnittsweise wellenfôrmig, zick-zack-förmig und/oder mäanderförmig, vorzugsweise scharfkantig mäanderförmig, angeordnet sein. Bevorzugt kann dabei die dritte Leitungsengstelle des dritten Lei- ters und/oder ein Endbereich des vierten Leiters zumindest abschnittsweise wellenförmig und/oder zick-zack-förmig und/oder (scharfkantig) mäanderförmig angeordnet sein. Diese Art der

Ausführung ermöglicht wiederum auf vorteilhafte Weise, auf einem kleinen Raum eine möglichst lange Kurzschließeinrichtung unterzubringen. Ferner ermöglichen die Spitzen der vorgenannten

Strukturen auf vorteilhafte Weise eine hohe Feldkonzentration und damit eine bewusste Schwä- chung der dortigen Isolation bzw. Isolationsschicht.

Zudem oder alternativ können der dritte Leiter und der vierte Leiter der zweiten Kurzschließein- richtung zumindest abschnittsweise parallel zueinander angeordnet sein. D. h. der dritte und vierte

Leiter können somit bei der zweiten Kurzschließeinrichtung bzw. bei der dritten Leitungsengstelle bevorzugt im gleichen Abstand nebeneinander verlaufen. Bevorzugt ist dabei ein Endbereich des vierten Leiters zumindest abschnittsweise parallel zur dritten Leitungsengstelle des dritten Leiters angeordnet. Lediglich beispielhaft kann dabei der vierte Leiter in seinem Endbereich T-förmig aus- gebildet sein, wobei der Querstrich der T-Form parallel zum dritten Leiter bzw. der dritten Leitungs- engstelle verlaufend angeordnet sein kann. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch eine ausgedehnte

Soll-Durchschlagsstelle bereitgestellt werden.

Zudem oder alternativ können der dritte Leiter und der vierte Leiter der zweiten Kurzschließein- richtung auch zumindest einen, vorzugsweise mehrere, Richtungswechsel aufweisen. D. h. der dritte und vierte Leiter können somit bei der zweiten Kurzschließeinrichtung bzw. bei der dritten

Leitungsengstelle bevorzugt ein oder mehrmals ihren Verlauf bzw. Richtungsverlauf verändern. Be- vorzugt kann dabei die dritte Leitungsengstelle des dritten Leiters und/oder ein Endbereich des vierten Leiters zumindest einen, vorzugsweise mehrere, Richtungswechsel aufweisen. Beispiels- weise können der dritte und vierte Leiter z. B. mäanderförmig angeordnet sein, wobei auch andere richtungsändernde Geometrien möglich sind. Auch diese Variante ermöglichen auf vorteilhafte LU500997

Weise, auf einem kleinem Raum eine möglichst lange Kurzschließeinrichtung unterzubringen.

Zudem oder alternativ kann die weitere (zwischen der dritten Leitungsengstelle und dem vierten

Leiter vorhandene) Isolationsschicht durch einen Stromfluss durch die dritte Leitungsengstelle er- wärmbar sein. D. h. die weitere Isolationsschicht kann somit an den dritten Leiter bzw. die dritte

Leitungsengstelle thermisch gekoppelt sein, um, insbesondere im Kurzschlussfall, Wärme von der dritten Leitungsengstelle aufzunehmen. Zudem oder alternativ kann die weitere Isolationsschicht (z. B. ein Kunststoff) auch ausgebildet sein, bei Erreichen einer vorbestimmten Temperatur zu schmelzen und/oder zu verdampfen. Bevorzugt kann dabei über das Material der weiteren Isolati- onsschicht und/oder über die Ausdehnung, insbesondere Dicke, der weiteren Isolationsschicht ein

Zeitintervall einstellbar sein bis die weitere Isolationsschicht die vorbestimmte Temperatur erreicht bzw. zerstört wird und damit auch ein Zeitintervall bis die zweite Kurzschließeinrichtung (z. B. durch

Funkenüberschlag, respektive Lichtbogen) elektrisch leitend wird. Hinsichtlich des Zeitintervalls bzw. der Durchschlagseigenschaften kann die zweite Kurzschließeinrichtung dabei identisch zur ers- ten Kurzschließeinrichtung ausgebildet sein. Alternativ können die beiden Kurzschließeinrichtun- gen jedoch auch unterschiedlich ausgelegt sein.

Zudem oder alternativ kann der vierte Leiter auch eine Leitungsengstelle aufweisen, die im Folgen- den zur besseren Unterscheidung als vierte Leitungsengstelle bezeichnet werden kann. Mit ande- ren Worten kann bei der zweiten Kurzschließeinrichtung sowohl der dritte Leiter eine (dritte) Lei- tungsengstelle als auch der vierte Leiter eine (vierte) Leitungsengstelle aufweisen. Vorzugsweise ist die vierte Leitungsengstelle dabei in einem Endbereich (z. B. an einem distalen Ende) des vierten

Leiters angeordnet. Weiterhin kann die vierte Leitungsengstelle des vierten Leiters benachbart zur dritten Leitungsengstelle des dritten Leiters angeordnet sein. Die dritte und vierte Leitungseng- stelle können somit, vorzugsweise dicht, beieinander und/oder in unmittelbarer Nähe angeordnet sein. Bevorzugt werden die dritte und vierte Leitungsengstelle somit lediglich durch die vorge- nannte weitere Isolationsschicht voneinander getrennt. Durch das entsprechende Vorsehen von zwei benachbart angeordneter Leitungsengstellen kann auf vorteilhafte Weise das Übersprechen bzw. Ausbilden einer leitenden Verbindung zwischen dem dritten und vierten Leiter eingestellt wer- den.

Nach einem weiteren Aspekt kann die erste und/oder die zweite Kurzschließeinrichtung innerhalb einer Leiterplatte angeordnet sein. Zudem oder alternativ kann die erste und/oder die zweite Kurz-

schließeinrichtung auch zwischen zwei aneinander befestigten Leiterplatten angeordnet sein. Be- LU500997 vorzugt ist vorgesehen, dass alle Leitungen des Umrichters in einer Innenlage einer Leiterplatte ge- führt sind. Das entsprechende Anordnen der Leiter und insbesondere der ersten und/oder zweiten

Kurzschließeinrichtung innerhalb der Leiterplatte hat dabei den Vorteil, dass die im Kurzschlussfall freiwerdende Energie möglichst innerhalb der Leiterplatte und damit nicht an anderen Oberfläche freigesetzt wird. Eine Plasmawolke an der Oberfläche der Leiterplatte, welche z. B. hinsichtlich Be- rührschutz und umherfliegender Bauteile infolge eines Druckstoßes ein Sicherheitsrisiko darstellen würde, kann damit effektiv vermieden werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann der netzseitige Stromrichter ein dreiphasiger Stromrichter sein. Der netzseitige Stromrichter kann somit netzseitig zumindest drei Netzanschlüsse aufweisen,

Die Netzanschlüsse können dabei zum Anschließen jeweils einer Phase eines Drehstrom-Energie- versorgungsnetzes dienen und/oder ausgebildet sein. Zudem oder alternativ kann auch der lastsei- tige Stromrichter ein dreiphasiger Stromrichter sein. Entsprechend kann der lastseitige Stromrich- ter lastseitig zumindest drei Lastanschlüsse aufweisen. Die Lastanschlüsse können dabei zum An- schließen jeweils einer Phase einer Drehstromlast (z. B. jeweils einer Phase eines Drehstrom-Asyn- chronmotors) dienen und/oder ausgebildet sein.

Nach einem weiteren Aspekt kann der Gleichspannungs-Zwischenkreis eine Zwischenkreiskonden- sator aufweisen. Bevorzugt dient der Zwischenkreiskondensator dabei zur Kompensation von Lei- tungsinduktivitäten bzw. zur Glättung der Spannung im Gleichspannungs-Zwischenkreis. Weiterhin können über den vorgenannten Zwischenkreiskondensator der erste und zweite Schaltungszweig elektrisch gekoppelt sein. Beispielsweise kann eine Elektrode des Zwischenkreiskondensators mit dem ersten Schaltungszweig (elektrisch leitend) verbunden sein, während eine zweite Elektrode des Zwischenkreiskondensators mit dem zweiten Schaltungszweig (elektrisch leitend) verbunden sein kann.

Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt wird eine Verwendung eines Umrichters, wie in die- sem Dokument beschrieben, zum Anschließen einer elektrischen Last (z. B. eines Elektromotors) an ein Energieversorgungsnetz bereitgestellt, Dabei sollen die im Zusammenhang mit dem Umrichter beschrieben Merkmale auch im Zusammenhang mit dessen Verwendung als offenbart gelten und beanspruchbar sein. Entsprechendes soll auch umgekehrt gelten. Das Verwenden des Umrichters umfasst dabei ein, vorzugsweise selbsttätiges, Ausbilden mindestens einer elektrisch leitenden Ver- bindung mittels der zumindest einen Kurzschließeinrichtung des Umrichters durch einen Kurz-

schlussstrom im Gleichspannungs-Zwischenkreis. D. h. bevorzugt kann infolge des Kurzschluss- LU500997 stroms bzw. vermittelt durch den Kurzschlussstrom ein, vorzugsweise automatisches, Ausbilden ei- nes neuen bzw. zusätzlichen Strompfads erfolgen, wobei dieser vorzugsweise zum Umleiten des

Kurzschlussstroms dient.

Im Fall, dass die zumindest einen Kurzschließeinrichtung die vorgenannte erste Kurzschließeinrich- tung umfasst, kann die Verwendung ferner ein, vorzugsweise thermisches, Zerstören der zwischen der ersten Leitungsengstelle und dem zweiten Leiter vorhandene Isolationsschicht bei einem Kurz- schlussstrom über den ersten Leiter umfassen, sodass eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Leiter vorliegt. Bevorzugt kann hierbei die zwischen der ersten Leitungs- engstelle und dem zweiten Leiter vorhandene Isolationsschicht durch einen Stromfluss durch die erste Leitungsengstelle erwärmbar sein, wobei die Isolationsschicht (z. B. ein Kunststoff) ausgebil- det sein kann, bei Erreichen einer vorbestimmten Temperatur zu schmelzen und/oder zu verdamp- fen. D. h., mit anderen Worten kann die Verwendung — im Falle eines Kurzschlussstroms — ein ge- zieltes Induzieren einer thermischen Belastung an der ersten Leitungsengstelle umfassen, um dadurch die Isolationsschicht zu schmelzen und/oder zu verdampfen, sodass der erste und zweite

Leiter (z. B. durch Funkenüberschlag, respektive Lichtbogen) elektrisch leitend verbunden sind. Im

Fall, dass der Umrichter zusätzlich auch eine vorgenannte zweite Kurzschliefeinrichtung umfasst, kann die Verwendung zudem oder alternativ auch ein, vorzugsweise thermisches, Zerstôren der zwischen der dritten Leitungsengstelle und dem vierten Leiter vorhandene weitere Isolations- schicht bei einem Kurzschlussstrom über den dritten Leiter, sodass eine elektrisch leitende Verbin- dung zwischen dem dritten und vierten Leiter vorliegt.

Die zuvor beschriebenen Aspekte und Merkmale der Erfindung sind dabei beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug- nahme auf die beigefligten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Figur 1: eine schematische Darstellung eines Umrichters gemäß einer ersten Ausführungs- form;

Figur 2: eine schematische Darstellung eines Umrichters gemäß einer zweiten Ausführungs- form;

Figur 3: eine schematische Darstellung eines Umrichters gemäß einer dritten Ausführungs- form;

Figur 4: eine schematische Detaildetaildarstellung einer Kurzschließeinrichtung gemäß ei- ner Ausführungsform;

Figur 5: eine schematische Schnittdarstellung einer in einer Leiterplatte eingebetteten

Kurzschließeinrichtung gemäß einer Ausführungsform;

Figur 6: exemplarischer zeitlicher Verlauf eines Kurzschlussstroms innerhalb eines Umrich- ters mit einer Kurzschließeinrichtung gemäß einer Ausführungsform.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen beschrieben und zum Teil nicht gesondert beschrieben.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Umrichters 100 gemäß einer ersten Ausführungs- form. Vorzugsweise handelt es sich bei dem gattungsgemäßen Umrichter 100 dabei um einen Fre- quenzumrichter, d. h. eine Vorrichtung zur Umwandlung einer eingespeisten Wechselspannung in eine andere Wechselspannung (z. B. mit veränderter Frequenz und/oder Amplitude). Der Umrich- ter 100, der z. B. von einem Gehäuse 101 umhaust werden kann, kann bevorzugt zum Anschließen einer elektrischen Last 1, beispielsweise in Form eines Elektromotors, an ein Energieversorgungs- netz 2 dienen, wobei es sich bei dem Energieversorgungsnetz 2 vorliegend — lediglich beispielhaft — um ein Drehstrom-Energieversorgungsnetz handeln kann. Der, vorzugsweise rückspeisefähige,

Umrichter 100 weist hierbei einen netzseitigen Stromrichter 10 auf. Der netzseitige Stromrichter 10 kann zum Anschluss an das Energieversorgungsnetz 2 dienen und entsprechend ein oder meh- rere Anschlüsse, vorliegend beispielhaft drei Anschlüsse 11, 12 und 13, zum Anschluss an das Ener- gieversorgungsnetz 2 umfassen. Lediglich beispielhaft kann der netzseitige Stromrichter 10 z. B. als ein Diodengleichrichter ausgebildet sein, der eingerichtet ist, eine netzseitige Wechselspannung in eine Gleichspannung zu wandeln.

Weiterhin umfasst der Umrichter 100 einen weiteren lastseitigen Stromrichter 20. Der lastseitige

Stromrichter 20 kann dabei zum Anschluss an die Last 1 dienen und entsprechend ein oder mehrere

Anschlüsse, vorliegend beispielhaft drei Anschlüsse 21, 22 und 23, zum Anschluss an die Last 2 um- fassen. Beispielsweise kann der lastseitige Stromrichter 20 als ein, vorzugsweise selbstgeführter,

Wechselrichter (z. B. ein IGBT-Wechselrichter) ausgebildet sein, der ausgebildet ist, eine Gleich- spannung in eine lastseitige Wechselspannung zu wandeln,

Ferner weist der Umrichter 100 einen Gleichspannungs-Zwischenkreis 30 auf. Uber den Gleichspan- LU500997 nungs-Zwischenkreis 30 sind der netzseitige Stromrichter 10 und der lastseitige Stromrichter 20 elektrisch leitend miteinander verbunden. Lediglich beispielhaft kann der Gleichspannungs-Zwi- schenkreis 30 dazu einen ersten Schaltungszweig 31 und einen zweiten Schaltungszweig 32 umfas- sen. Der erste Schaltungszweig 31 kann dabei einen positiven gleichspannungsseitigen Anschluss des netzseitigen Stromrichters 10 mit einem positiven gleichspannungsseitigen Anschluss des last- seitigen Stromrichters 20 verbinden, während der zweite Schaltungszweig 32 einen negativen gleichspannungsseitigen Anschluss des netzseitigen Stromrichters 10 mit einem negativen gleich- spannungsseitigen Anschluss des lastseitigen Stromrichters 20 verbinden kann. Bevorzugt weist der

Gleichspannungs-Zwischenkreis 30 ferner einen Zwischenkreiskondensator 33 zur Glättung der

Spannung im Gleichspannungs-Zwischenkreis 30 auf. Hierbei kann der dargestellte Zwischenkreis- kondensator 33 als Ersatzschaltbild für eine beliebige Zwischenkreiskapazität verstanden werden, sodass der Gleichspannungs-Zwischenkreis 30 z. B. auch mehrere, z. B. parallel! und/oder in Reihe geschaltete, Zwischenkreiskondensatoren 33 umfassen kann. Der Zwischenkreiskondensator 33 kann dazu z. B. den ersten und zweiten Schaltungszweig 31, 32 elektrisch miteinander koppeln.

Um nun auf vorteilhafte Weise einen schnellen und sicheren Kurzschlussschutz im Umrichter 100 bzw. im Gleichspannungs-Zwischenkreis 30 bereitzustellen, weist der Gleichspannungs-Zwischen- kreis 30 ferner zumindest eine Kurzschließeinrichtung auf, wobei die vorliegende beispielhafte Aus- führungsform nur eine (erste) Kurzschließeinrichtung 40 umfasst. Bevorzugt dient die zumindest eine Kurzschließeinrichtung 40 dabei zum Ausbilden eines zusätzlichen Strompfads im Fehlerfall.

Hierbei kann es sich z. B. um einen der folgenden exemplarischen Fehlerfälle handeln: ein interner

Kurzschluss (z. B. einer Diode) im netzseitigen Stromrichter 10, ein defektes Bauteil im lastseitigen

Stromrichter 20 (z. B. ein Defekt in einer IGBT-Schaltung), ein Kurzschluss des Zwischenkreiskon- — densators 33, ein allgemeiner Isolationsfehler im Gleichspannungs-Zwischenkreis 30 und/oder ein

Isolationsfehler im Gleichspannungs-Zwischenkreis 30 durch Fremdeinwirkung (z. B. durch Feuch- tigkeit, Staub oder Metallspäne). Die zumindest eine Kurzschließeinrichtung, ist ausgebildet, durch einen Kurzschlussstrom im Gleichspannungs-Zwischenkreis 30 (z. B. infolge eines der vorgenannten

Fälle) selbsttätig mindestens eine (zusätzliche) elektrisch leitende Verbindung auszubilden, wobei die mindestens eine elektrisch leitende Verbindung bevorzugt zum Umleiten und/oder Umkanali- sieren des Kurzschlussstroms dient.

Wie vorliegend dargestellt ist, kann die zumindest eine Kurzschließeinrichtung hierzu eine erste

Kurzschließeinrichtung 40 umfassen, deren beispielhafter Aufbau im Detail noch im Zusammen- hang mit Figur 4 noch eingehender beschrieben werden wird. Die erste Kurzschließeinrichtung 40 kann dabei einen ersten Leiter 41 und einen zweiten Leiter 42 umfassen. Der zweite Leiter kann LU500997 dabei vom ersten Leiter 41 (z. B. durch ein isolierendes Leiterplattenmaterial) elektrisch isoliert sein. Ferner kann der erste Leiter 41 eine erste Leitungsengstelle 43 (z. B. in Form einer abschnitts- weisen Verjüngung des ersten Leiters 41) aufweisen. Vorliegend ist die erste Leitungsengstelle 43 dabei lediglich beispielhafte zick-zack-förmig ausgebildet, d. h. der erste Leiter 41 verläuft dort in einer Zickzacklinie mit mehreren Richtungswechseln. Die entsprechenden Spitzen ermöglichen da- bei auf vorteilhafte Weise eine hohe Feldkonzentration und damit eine bewusste Schwächung der dortigen Isolation. Die erste Leitungsengstelle (43) kann ferner derart ausgebildet sein und der zweite Leiter 42 ferner derart an der ersten Leitungsengstelle 43 des ersten Leiters 41 vorbeigeführt sein (vgl. z. B. Figur 4), dass eine zwischen der ersten Leitungsengstelle 43 und dem zweiten Lei- ter 42 vorhandene Isolationsschicht 44 (z. B. ein Kunststoff wie Polyurethan) bei einem Kurzschluss- strom über den ersten Leiter 41, vorzugsweise thermisch, zerstört wird, sodass die vorgenannten mindestens eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten Leiter 41 und dem zweiten

Leiter 42 vorliegt.

Bevorzugt soll somit im Kurzschlussfall eine bewusste (lokale) Schädigung der ersten Kurzschließ- einrichtung 40 zur Ausbildung eines zusätzlichen Strompfads erfolgen, weshalb die erste Kurzschlie-

Beinrichtung 40 auch als Soll-Durchschlagsstelle bezeichnet werden kann. Bevorzugt weist dazu auch der zweite Leiter 42 eine (z.B. ebenfalls zick-zack-förmig ausgebildete) Leitungsengstelle 45 auf, die zur besseren Unterscheidung als „zweite“ Leitungsengstelle 45 bezeichnet werden soll. Wie vorliegend beispielhaft dargestellt, kann die zweite Leitungsengstelle 45 dabei in einem Endbereich des zweiten Leiters 42 angeordnet sein und/oder benachbart zur ersten Leitungsengstelle 43 des ersten Leiters 41 angeordnet sein. Die erste und zweite Leitungsengstelle 43, 45 können somit, vor- zugsweise dicht, beieinander und/oder in unmittelbarer Nähe angeordnet sein und lediglich durch die, vorzugsweise dünne, Isolationsschicht 44 voneinander getrennt werden. Hierdurch kann, wie vorstehend bereits beschrieben wurde, auf vorteilhafte Weise im Kurzschlussfall selbsttätig eine

Stromverlagerung über den sodann mit dem ersten Leiters 41 verbundenen zweiten Leiters 42 er- möglicht werden, derart, dass dieser zweite Leiter 42 den Fehlerstrom aus dem Gleichspannungs-

Zwischenkreis 30 übernimmt und an eine geeignete Stelle ableitet, was nachfolgender noch einge- hender beschrieben werden wird. Da das Ausbilden des zusätzlichen Strompfads nur wenige Milli- sekunden (vgl. Figur 6) benötigt und damit deutlich schneller als ein, vorzugsweise zusätzlich vor- handener, Leistungsschutzschalter (typ. 10-20 ms) ist, kann auf vorteilhafte Weise insgesamt ein schneller und zuverlässiger Kurzschlussschutz für den Umrichter 100 bereitgestellt werden.

Nachdem vorstehend die grundsätzliche Funktionsweise der ersten Kurzschließeinrichtung 40 be- LU500997 schrieben wurde, soll nachfolgend auf die konkrete Anordnung der ersten Kurzschließeinrich- tung 40 im Gleichspannungs-Zwischenkreis 30 eingegangen werden. Gemäß der dargestellten bei- spielhafte Ausführungsform kann dabei der erste Leiter 41 der ersten Kurzschließeinrichtung 40 im ersten Schaltungszweig 31 des Gleichspannungs-Zwischenkreises 30 angeordnet sein. D. h. der erste Leiter 41 kann somit bevorzugt als ein (Teil-)Abschnitt des ersten Schaltungszweigs 31 ausge- bildet sein. Beispielsweise kann dazu ein erstes Ende des ersten Leiters 41 bzw. der ersten Leitungs- engstelle 43 über ein (erstes) Leiterstück 31a des ersten Schaltungszweigs 31 mit dem netzseitigen

Stromrichter 10 elektrisch leitend verbunden sein und ein zweites Ende des ersten Leiters 41 bzw. der ersten Leitungsengstelle 43 über ein (zweites) Leiterstück 31b des ersten Schaltungszweigs 31 mit dem lastseitigen Stromrichter 20 elektrisch leitend verbunden sein. Ferner kann gemäß der vorliegenden beispielhafte Ausführungsform der zweite Leiter 42 der ersten Kurzschließeinrichtung 40 im zweiten Schaltungszweigs 32 des Gleichspannungs-Zwischenkreises 30 angeordnet sein. D. h. der zweite Leiter 42 kann somit bevorzugt als ein (Teil-)Abschnitt des zweiten Schaltungszweigs 32 — ausgebildet sein. Beispielsweise kann dazu ein erstes Ende des zweiten Leiters 42 bzw. der zweiten

Leitungsengstelle 45 über ein (erstes) Leiterstück 32a des zweiten Schaltungszweigs 32 mit dem netzseitigen Stromrichter 10 elektrisch leitend verbunden sein und ein zweites Ende des zweiten

Leiters 42 bzw. der zweiten Leitungsengstelle 45 über ein (zweites) Leiterstück 32b des zweiten

Schaltungszweigs 32 mit dem lastseitigen Stromrichter 20 elektrisch leitend verbunden sein. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch im Fehlerfall eine gezielte Verbindung zwischen den Schaltungs- zweigen 31 und 32 des Gleichspannungs-Zwischenkreises 30 ermöglicht werden, um dadurch nach- folgende Komponenten vom Stromfluss abzutrennen.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Umrichters 100 gemäß einer zweiten Ausfüh- rungsform. Der grundlegende Aufbau des Umrichters 100 aus netzseitigem Stromrichter 10 und lastseitigem Stromrichter 20, die über einen Gleichspannungs-Zwischenkreis 30 einen elektrisch leitend verbunden sind, ist dabei identisch zur der vorstehend beschriebenen Ausführungsform.

Allerdings unterscheidet sich in der vorliegenden exemplarischen Ausführungsform die Anbin- dung/Anordnung der ersten Kurzschließeinrichtung 40. Zwar kann auch gemäß dieser Variante der erste Leiter 41 der ersten Kurzschließeinrichtung 40 wiederum im ersten Schaltungszweig 31 des

Gleichspannungs-Zwischenkreises 30 angeordnet sein. D. h., der erste Leiter 41 bzw. die erste Lei- tungsengstelle 43 kann z. B. mittels eines ersten Leiterstücks 31a des ersten Schaltungszweigs 31 mit dem netzseitigen Stromrichter 10 elektrisch leitend verbunden sein und mittels eines zweiten

Leiterstücks 31b des ersten Schaltungszweigs 31 mit dem lastseitigen Stromrichter 20 elektrisch leitend verbunden sein. Der zweite Leiter 42 bzw. die zweite Leitungsengstelle 45 der ersten Kurz- LU500997 schließeinrichtung 40 ist vorliegend beispielhaft jedoch (über ein Leiterstück 46) mit dem ersten

Netzanschluss 11 des netzseitigen Stromrichters 10 elektrisch leitend verbunden. Auf vorteilhafte

Weise kann dadurch im Fehlerfall eine Stromverlagerung bzw. Ableitung des Kurzschlussstroms zum Eingang des netzseitigen Stromrichters 10 erfolgen, sodass die Energie am netzseitigen Strom- richter 10, insbesondere an dort ggf. vorhandenen Dioden, vorbeigeführt werden kann.

Zusätzlich zu der vorstehend beschrieben ersten Kurzschließeinrichtung 40 weist der Gleichspan- nungs-Zwischenkreis 30 in der dargestellten beispielhaften Ausführungsform eine weitere (zweite)

Kurzschließeinrichtung 50 auf. Diese zweite Kurzschließeinrichtung 50 kann dabei (wie beispielhaft dargestellt) in ihrem prinzipiellen Aufbau grundsätzlich identisch zur ersten Kurzschließeinrichtung 40 ausgebildet sein, wobei die entsprechenden Komponenten jedoch zur besseren Unterscheidbar- keit unterschiedlich referenziert werden.

So kann die zweite Kurzschließeinrichtung 50 einen dritten Leiter 51 und einen vierten Leiter 52 umfassen, wobei der vierte Leiter 52 vom dritten Leiter 51 (z. B. durch ein isolierendes Leiterplat- tenmaterial) elektrisch isoliert sein kann. Ferner kann der dritte Leiter 51 eine „dritte“ Leitungseng- stelle 53 (z. B. in Form einer abschnittsweisen Verjüngung des ersten Leiters) aufweisen. Vorliegend ist die dritte Leitungsengstelle 53 wiederum — lediglich beispielhaft — zick-zack-förmig ausgebildet.

Die dritte Leitungsengstelle 53 kann dabei derart ausgebildet sein und der vierte Leiter 52 derart an der dritten Leitungsengstelle 53 des dritten Leiters 51 vorbeigeführt sein, dass eine zwischen der dritten Leitungsengstelle 53 und dem vierten Leiter 52 vorhandene weitere Isolationsschicht 54 (z.

B. ein Kunststoff wie Polyurethan) bei einem Kurzschlussstrom über den dritten Leiter 51, vorzugs- weise thermisch, zerstört wird, sodass eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem dritten

Leiter 51 und dem vierten Leiter 52 vorliegt.

Wie beispielhaft dargestellt, kann auch der vierte Leiter 52 wiederum eine (z. B. ebenfalls zick-zack- förmig ausgebildete) vierte Leitungsengstelle 55 aufweisen. Diese kann dabei, wie vorliegend dar- gestellt ist, in einem Endbereich des vierten Leiters 52 angeordnet sein und/oder benachbart zur dritten Leitungsengstelle 53 des dritten Leiters 51 angeordnet sein. Die dritte und vierte Leitungs- engstelle 53, 55 können somit, vorzugsweise dicht, beieinander und/oder in unmittelbarer Nähe angeordnet sein und lediglich durch die, vorzugsweise dünne, weitere Isolationsschicht 54 vonei- nander getrennt werden. Wie vorstehend bereits für die erste Kurzschließeinrichtung 40 beschrie- ben worden ist, kann somit auch mittels der zweiten Kurzschließeinrichtung 50 auf vorteilhafte

Weise im Kurzschlussfall selbsttätig ein weiterer Strompfad zum Ableiten des Kurzschlussstroms LU500997 ausgebildet werden.

Vorliegend ist exemplarisch vorgesehen, dass auch mittels der zweiten Kurzschließeinrichtung 50 ebenfalls ein Ableiten eines Kurzschlussstroms zum Eingang des netzseitigen Stromrichters 10 mög- lich ist. Dazu kann der dritte Leiter 51 der zweiten Kurzschließeinrichtung 50 im zweiten Schaltungs- zweig 32 des Gleichspannungs-Zwischenkreises 30 angeordnet sein. D. h. der dritte Leiter 51 kann somit bevorzugt als ein (Teil-)Abschnitt des zweiten Schaltungszweigs 32 ausgebildet sein. Beispiels- weise kann dazu ein erstes Ende des dritte Leiters 51 bzw. der dritten Leitungsengstelle 53 über ein (erstes) Leiterstück 32a des zweiten Schaltungszweigs 32 mit dem netzseitigen Stromrichter 10 elektrisch leitend verbunden sein und ein zweites Ende des dritten Leiters 51 bzw. der dritten Lei- tungsengstelle 53 über ein (zweites) Leiterstück 32b des zweiten Schaltungszweigs 32 mit dem last- seitigen Stromrichter 20 elektrisch leitend verbunden sein.

Um die Verbindung zum Eingang des netzseitigen Stromrichters 10 herzustellen, kann der vierte

Leiter 52 bzw. die vierte Leitungsengstelle 55 der zweiten Kurzschließeinrichtung 50 (z. B. über ein

Leiterstück 56) mit dem zweiten Netzanschluss 12 des netzseitigen Stromrichters 10 elektrisch lei- tend verbunden sein. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch im Fehlerfall eine Stromverlagerung bzw. Ableitung des Kurzschlussstroms zum zweiten Netzanschluss 12 des netzseitigen Stromrich- ters 10 erfolgen. Durch das beispielhafte Vorsehen von zwei Kurzschließeinrichtungen 40 und 50 im Gleichspannungs-Zwischenkreis 30 kann somit je nach Fehlerfall ein zuverlässiger Schutz des

Umrichters 100 erreicht werden. Beispielsweise würden bei einer Überlastung im Gleichspannungs-

Zwischenkreis 30 (verdeutlicht durch Pfeil 81) beide Kurzschließeinrichtungen 40 und 50 anspre- chen, wohingegen bei einem Fehler nach Erde (verdeutlicht durch die Pfeile 82 und 83) auch jeweils nur einer der beiden Kurzschließeinrichtungen, d. h. z. B. nur die erste Kurzschließeinrichtung 40 oder nur die zweite Kurzschließeinrichtung 50 ansprechen kann.

Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Umrichters 100 gemäß einer dritten Ausführungs- form. Auch diese Ausführungsform weist exemplarisch zwei Kurzschließeinrichtungen 40 und 50 im

Gleichspannungs-Zwischenkreis 30 auf. Wie vorstehend bereits im Zusammenhang mit Figur 2 im

Detail beschrieben worden ist, kann gemäß dieser beispielhaften Variante der erste Leiter 41 der ersten Kurzschließeinrichtung 40 wiederum im ersten Schaltungszweig 31 des Gleichspannungs-

Zwischenkreises 30 angeordnet sein und der dritte Leiter 51 der zweiten Kurzschließeinrichtung 50 wiederum im zweiten Schaltungszweig 51 des Gleichspannungs-Zwischenkreises 30 angeordnet sein. Im Vergleich zu der Variante gemäß Figur 2 sind vorliegend jedoch der zweite Leiter 52 der ersten Kurzschließeinrichtung 40 und der vierte Leiter 52 der zweiten Kurzschließeinrichtung 50 LU500997 nicht mit dem Eingang des netzseitigen Stromrichters 10 verbunden.

Gemäß der vorliegenden beispielhaften Variante ist der zweite Leiter 42 der ersten Kurzschließein- richtung über eine, vorzugsweise potentialfreie, Verbindungsleitung 60 mit dem vierten Leiter der zweiten Kurzschließeinrichtung 50 elektrisch leitend verbunden. Beispielsweise kann dazu ein ers- tes (distales) Ende der Verbindungsleitung 60 mit dem zweiten Leiter 42 bzw. der zweiten Leitungs- engstelle 43 der ersten Kurzschließeinrichtung 40 verbunden sein und/oder ein zweites (distales)

Ende der Verbindungsleitung 60 mit dem vierten Leiter 52 bzw. der vierten Leitungsengstelle 43 der zweiten Kurzschließeinrichtung 50 verbunden sein. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch ein

Zusammenführen der beiden Kurzschließeinrichtungen 40 und 50 ermöglicht werden, um dadurch im Fehlerfall ggf. nachfolgende Komponenten vom Stromfluss abzutrennen.

Figur 4 zeigt eine schematische Detaildetaildarstellung einer Kurzschließeinrichtung gemäß einer

Ausführungsform. Lediglich beispielhaft sind die entsprechenden Komponenten dabei in Bezug auf die Nomenklatur der ersten Kurzschließeinrichtung 40 beschrieben. Für den Fachmann ist es jedoch sofort offensichtlich, dass auch die zweite Kurzschließeinrichtung 50 entsprechend ausgebildet sein kann. Die beispielhaft dargestellte erste Kurzschließeinrichtung 40 weist dabei einen ersten Leiter 41 (z. B. in Form einer Leiterbahn) und einen zweiten Leiter 42 (z. B. in Form einer Leiterbahn). Der zweite Leiter 42 ist hierbei vom ersten Leiter 41, z. B. durch ein nicht näher dargestelltes isolieren- des Leiterplattenmaterial, elektrisch isoliert. Ferner der erste Leiter 41 eine Leitungsengstelle auf, die zur besseren Unterscheidung als erste Leitungsengstelle 43 bezeichnet werden soll. Bei der ers- ten Leitungsengstelle 43 handelt es sich bevorzugt um eine (lokale) Verjüngung des Leiterquer- schnitts. D. h. der erste Leiter 41 kann im Bereich der ersten Leitungsengstelle 43 z. B. dünner als vor und/oder nach der ersten Leitungsengstelle 43 ausgebildet sein. Lediglich beispielhaft kann die erste Leitungsengstelle 43 z. B. zick-zack-fôrmig ausgebildet sein, d. h. der erste Leiter 41 kann dort in einer Zickzacklinie mit entsprechenden Leiterspitzen verlaufen.

Auch der zweite Leiter 42 kann ferner, wie beispielhaft dargestellt ist, eine Leitungsengstelle auf, die zur besseren Unterscheidung als zweite Leitungsengstelle 45 bezeichnet werden soll, Beispiels- weise kann die zweite Leitungsengstelle 45, wie dargestellt, in einem Endbereich des zweiten Lei- ters 42 angeordnet sein. Bevorzugt ist dabei auch die zweite Leitungsengstelle 45 des zweiten Lei- ters 42 zick-zack-fôrmig ausgebildet. Weiterhin kann die zweite Leitungsengstelle 45 des zweiten

Leiters 42 benachbart zur ersten Leitungsengstelle 43 des ersten Leiters 41 angeordnet sein. Bei-

spielsweise können die erste und zweite Leitungsengstelle 43, 45, vorzugsweise in geringem Ab- LU500997 stand zueinander, planparallel versetzt angeordnet sein. Die erste und zweite Leitungsengstelle 43, 45 können somit lediglich durch eine, vorzugsweise dünne, Isolationsschicht 44 (nicht ausdrücklich dargestellt) voneinander getrennt werden. Durch diese Geometrie der ersten Kurzschließeinrich- tung 40 kann auf vorteilhafte Weise eine (definierte) Soll-Durchschlagsstelle bereitgestellt werden, die im Fehlerfall ein entsprechendes Ausbilden einer leitenden Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Leiter 41, 42 durch ein kurschlussstrominduziertes Zerstören der Isolationsschicht 44 ermöglicht.

Figur 5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer in einer Leiterplatte 70 eingebetteten Kurz- schließeinrichtung gemäß einer Ausführungsform. Für eine möglichst hohe Bediensicherheit beim beanspruchten Umrichter 100 ist bevorzugt vorgesehen, alle Leitungen des Umrichters 100 vom

Netzeingang bis zum Lastausgang in einer Innenlage einer Leiterplatte 70 zu führen. Figur 5 zeigt hierzu eine entsprechende Schnittdarstellung im Bereich der ersten Kurzschließeinrichtung 40 im

Gleichspannungs-Zwischenkreis 30. In der Mitte der Leiterplatte, welche z. B. aus keramischen Ma- terialien, Kunststoffen wie Polyamid bzw. Polytetrafluorethylen, und/oder anderen Materialien be- stehen kann, ist vorliegend beispielhaft die erste Kurzschließeinrichtung 40 angeordnet. Dargestellt ist dabei ein Schnitt durch die erste und zweite Leitungsengstelle 43, 45, welche durch eine Isolati- onsschicht 44 voneinander getrennt werden. Der Abstand der ersten Leitungsengstelle 43 von der 8 zweiten Leitungsengstelle 45 bzw. die Dicke der trennenden Isolationsschicht 44 kann dabei, wie vorliegend dargestellt, geringer als die laterale Ausdehnung des jeweils ersten bzw. zweiten Leiters 41, 42 im Bereich der jeweiligen Leitungsengstelle 43, 45 sein. Weiterhin kann die Leiterplatte 70 weitere Leitungslagen umfassen, wobei vorliegend hierzu lediglich beispielhaft die Leitungslagen 71, 72, 73 und 74 dargestellt sind. Durch ein entsprechendes Anordnen der ein oder mehreren

Kurzschließeinrichtungen innerhalb der Leiterplatte 70 hat dabei den Vorteil, dass die im Kurz- schlussfall freiwerdende Energie möglichst innerhalb der Leiterplatte und damit nicht an anderen

Oberfläche freigesetzt wird.

Figur 6 zeigt einen exemplarischen zeitlichen Stromverlauf im Kurzschlussfall an eines beanspruch- ten Umrichters 100 mit einer ersten Kurzschließeinrichtung 40 gemäß einer Ausführungsform. Zu- nächst steigt dabei der Kurzschlussstrom im Gleichspannungs-Zwischenkreis 30 des Umrichters 100 (Kurve 5a) quasi linear an. Nach einem Intervall At spricht sodann die erste Kurzschließeinrichtung 40 des Umrichters an, d. h. die Isolationsschicht 44 der ersten Kurzschließeinrichtung 40 wird zer- stört und die erste Kurzschließeinrichtung 40 wird (z. B. durch Funkenüberschlag, respektive Licht- bogen) elektrisch leitend bzw. liegt dann eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Leiter 41, 42 vor. Entsprechend bricht der Kurzschlussstrom im Gleichspannungs-Zwi- LU500997 schenkreis 30 ein und es findet eine Stromverlagerung über die erste Kurzschließeinrichtung 40 statt. Der sodann über die erste Kurzschließeinrichtung 40 fließende Strom ist dabei in Kurve 5b darstellt. Dieser steigt dabei weiter an bis letztlich vorzugsweise der Stromfluss durch ein Schalten eines dem Umrichter 100 netzseitig vorgelagertes strombegrenzendes Schaltelement 3 (z. B. ein

Leistungsschutzschalter und/oder eine Schmelzsicherung) beendet wird. Das Zeitintervall At bis zum Zünden der ersten Kurzschließeinrichtung 40 kann dabei durch ein entsprechendes Auslegen der ersten Leitungsengstelle 43 bzw. über das Material der Isolationsschicht 44 und/oder über die

Ausdehnung, insbesondere Dicke, der Isolationsschicht 44 einstellbar sein, was beispielsweise mit- tels entsprechender Vorversuche ermittelt werden kann.

Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben wor- den ist, ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen ausgeführt werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Folglich soll die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele begrenzt sein, sondern soll alle Ausführungsbeispiele umfassen, die in den Bereich der beigefügten Patentansprü- che fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merk- male der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen.

Bezugszeichenliste LU500997 1 Last 2 Energieversorgungsnetz 3 Schutzschalter

4 PE-Leiter 5a Stromverlauf vor Zünden der KurzschlieBeinrichtung 5b Stromverlauf nach Zünden der KurzschlieBeinrichtung netzseitige Stromrichter

10 11 erster Netzanschluss 12 zweiter Netzanschluss 13 dritter Netzanschluss 20 lastseitigen Stromrichter 21, 22, 23 Anschlüsse

30 Gleichspannungs-Zwischenkreis 31 ersten Schaltungszweig 31a erstes Leiterstück 31b zweites Leiterstück 32 zweiter Schaltungszweig

32a erstes Leiterstück 32b zweites Leiterstück 33 Zwischenkreiskondensator 40 erste KurzschlieBeinrichtung 41 erste Leiter

42 zweiter Leiter 43 erste Leitungsengstelle 44 Isolationsschicht 45 zweite Leitungsengstelle 46 Leiterstück

50 zweite Kurzschließeinrichtung 51 dritter Leiter 52 vierter Leiter 53 dritte Leitungsengstelle 54 weitere Isolationsschicht vierte Isolationsschicht

56 Leiterstück LU500997 70 Leiterplatte 71,72, 73, 74 Leitungslagen 81 Überlastung im Gleichspannungs-Zwischenkreis 82, 83 Fehler nach Erde 100 Umrichter 101 Gehäuse ka

Claims (17)

ANSPRÜCHE

1. Umrichter (100) zum Anschließen einer elektrischen Last (1), vorzugsweise eines Elektromo- tors, an ein Energieversorgungsnetz (2), aufweisend einen netzseitigen Stromrichter (10) und einen lastseitigen Stromrichter (20), wobei der netzseitige Stromrichter (10) und der lastseitige Stromrichter (20) über einen Gleichspannungs-Zwischenkreis (30) elektrisch leitend miteinan- der verbunden sind; dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungs-Zwischenkreis (30) zumindest eine Kurzschließeinrichtung (40, 50) aufweist, wobei die zumindest eine Kurzschließeinrichtung (40, 50) ausgebildet ist, durch einen Kurzschlussstrom im Gleichspannungs-Zwischenkreis (30) selbsttätig mindestens eine elektrisch leitende Verbindung zum Umleiten des Kurzschluss- stroms auszubilden.

2. Umrichter (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Kurz- schließeinrichtung (40, 50) eine erste Kurzschließeinrichtung (40) umfasst, wobei die erste Kurzschließeinrichtung (40) einen ersten Leiter (41) und einen, vom ersten Leiter (41) elektrisch isolierten, zweiten Leiter (42) umfasst; wobei der erste Leiter (41) eine erste Leitungsengstelle (43) aufweist; und wobei die erste Leitungsengstelle (43) derart ausgebildet ist und der zweite Leiter (42) derart an der ersten Leitungsengstelle (43) des ersten Leiters (41) vorbeigeführt ist, dass eine zwischen der ersten Leitungsengstelle (43) und dem zweiten Leiter (42) vorhandene Isolations- schicht (44) bei einem Kurzschlussstrom über den ersten Leiter (41) zerstört wird, so dass die mindestens eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten Leiter (41) und dem zwei- ten Leiter (42) vorliegt.

3. Umrichter (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Lei- ter (41, 42) a) zumindest abschnittsweise wellenförmig, zick-zack-förmig und/oder, vorzugsweise scharfkantig, mäanderförmig angeordnet sind; und/oder b) zumindest abschnittsweise parallel zueinander angeordnet sind; und/oder c) zumindest einen, vorzugsweise mehrere, Richtungswechsel aufweisen.

4. Umrichter (100) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht (44) durch einen Stromfluss durch die erste Leitungsengstelle (43) erwärmbar ist, und dass die

Isolationsschicht (44) ausgebildet ist, bei Erreichen einer vorbestimmten Temperatur zu LU500997 schmelzen und/oder zu verdampfen.

5. Umrichter (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Leiter (42), vorzugsweise ein Endbereich des zweiten Leiters (42), eine zweite Leitungsengstelle (45) aufweist, wobei die zweite Leitungsengstelle (45) des zweiten Leiters (42) benachbart zur ersten Leitungsengstelle (43) des ersten Leiters (41) angeordnet ist.

6. Umrichter (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleich- spannungs-Zwischenkreis (30) einen ersten Schaltungszweig (31) aufweist, der den netzseiti- gen Stromrichter (10) und den lastseitigen Stromrichter (20) miteinander verbindet, und dass der erste Leiter (41) der ersten Kurzschließeinrichtung (40) im ersten Schaltungszweig (31) oder vor dem ersten Schaltungszweig (31) angeordnet ist,

7. Umrichter (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleich- spannungs-Zwischenkreis (30) einen zweiten Schaltungszweig (32) aufweist, der den netzseiti- gen Stromrichter (10) und den lastseitigen Stromrichter (20) miteinander verbindet, und dass der zweite Leiter (42) der ersten Kurzschließeinrichtung (40) im zweiten Schaltungszweig (32) oder vor dem zweiten Schaltungszweig (32) angeordnet ist,

8. Umrichter (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der netzsei- tige Stromrichter (10) einen ersten Netzanschluss (11) zum Verbinden mit dem Energieversor- gungsnetz (2) aufweist, und dass der zweite Leiter (42) der ersten Kurzschließeinrichtung (40) mit dem ersten Netzanschluss (11) des netzseitigen Stromrichters (10) verbunden ist.

9. Umrichter (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungs-Zwischenkreis (30) eine zweite Kurzschließeinrichtung (50) umfasst, wobei die zweite Kurzschließeinrichtung (50) einen dritten Leiter (51) und einen, elektrisch vom dritten Leiter (51) isolierten, zweiten Leiter (52) umfasst; wobei der dritte Leiter (51) eine dritte Leitungsengstelle (53) aufweist; und wobei die dritte Leitungsengstelle (53) derart ausgebildet ist und der vierte Leiter (52) derart an der dritten Leitungsengstelle (53) des dritten Leiters (51) vorbeigeführt ist, dass eine zwischen der dritten Leitungsengstelle (53) und dem vierten Leiter (52) vorhandene weitere Isolationsschicht (54) bei einem Kurzschlussstrom über den dritten Leiter (51) zerstört wird, so dass die mindestens eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem dritten Leiter (51) und dem vierten Leiter (52) vorliegt.

10. Umrichter (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungs-Zwi- LU500997 schenkreis (30) einen zweiten Schaltungszweig (32) aufweist, der den netzseitigen Stromrichter (10) und den lastseitigen Stromrichter (20) miteinander verbindet, und dass der dritte Leiter (51) der zweiten Kurzschließeinrichtung (50) im zweiten Schaltungszweig (52) angeordnet ist.

11. Umrichter (100) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der netzseitige Stromrichter (10) einen zweiten Netzanschluss (12) zum Verbinden mit dem Energieversor- gungsnetz (2) aufweist, und dass der vierte Leiter (52) der zweiten Kurzschließeinrichtung (50) mit dem zweiten Netzanschluss (12) des netzseitigen Stromrichters (10) verbunden ist.

12. Umrichter (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der vierte Leiter (52) der zweiten Kurzschließeinrichtung (50) über eine, vorzugsweise potentialfreie, Ver- bindungsleitung (60) mit dem zweiten Leiter (42) der ersten Kurzschließeinrichtung (40) ver- bunden ist.

13. Umrichter (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, a) dass der dritte und vierte Leiter (51, 52) zumindest abschnittsweise al) zumindest abschnittsweise wellenförmig, zick-zack-förmig, vorzugsweise scharfkantig, mäanderförmig angeordnet sind; und/oder a2) zumindest abschnittsweise parallel zueinander angeordnet sind; und/oder a3) zumindest einen, vorzugsweise mehrere, Richtungswechsel aufweisen; und/oder b) dass die weitere Isolationsschicht (54) durch einen Stromfluss durch die dritte Leitungs- engstelle (53) erwärmbar ist, und dass die weitere Isolationsschicht (54) ausgebildet ist, bei Erreichen einer vorbestimmten Temperatur zu schmelzen und/oder zu ver- dampfen; und/oder c) dass der vierte Leiter (52), vorzugsweise ein Endbereich des vierten Leiters (52), eine vierte Leitungsengstelle (55) aufweist, wobei die vierte Leitungsengstelle (55) des vier- ten Leiters (52) angrenzend zur dritten Leitungsengstelle (53) des dritten Leiters (51) angeordnet ist.

14. Umrichter (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Kurzschließeinrichtung (40, 50) innerhalb einer Leiterplatte (70) und/oder zwischen zwei aneinander befestigten Leiterplatten angeordnet ist.

15. Umrichter (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der LU500997 netzseitige Stromrichter (10) ein dreiphasiger Stromrichter ist und/oder dass der lastseitige Stromrichter (20) ein dreiphasiger Stromrichter ist.

16. Umrichter (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungs-Zwischenkreis (30) einen Zwischenkreiskondensator (33) aufweist, wobei vorzugsweise über den Zwischenkreiskondensator (33) der erste und zweite Schaltungszweig (31, 32) elektrisch gekoppelt sind.

17. Verwendung eines Umrichters (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, zum Anschließen einer elektrischen Last (1), vorzugsweise eines Elektromotors, an ein Energieversorgungs- netz (2), aufweisend ein, selbsttätiges Ausbilden mindestens einer elektrisch leitenden Verbin- dung mittels der zumindest einen Kurzschließeinrichtung (40, 50) des Umrichters (100) durch einen Kurzschlussstrom im Gleichspannungs-Zwischenkreis (30). * KK x kx