WO2018019944A1 - Drive converter for a switched reluctance machine - Google Patents

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WO2018019944A1
WO2018019944A1 PCT/EP2017/069026 EP2017069026W WO2018019944A1 WO 2018019944 A1 WO2018019944 A1 WO 2018019944A1 EP 2017069026 W EP2017069026 W EP 2017069026W WO 2018019944 A1 WO2018019944 A1 WO 2018019944A1
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reluctance machine
converter
frequency
drive converter
drive
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PCT/EP2017/069026
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Rik W. De Doncker
Silvano TARABORRELLI
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Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH)
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    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters

Definitions

  • the invention relates to a drive converter for a switched reluctance machine and to a system comprising this drive converter and the reluctance machine.
  • a reluctance machine such as a reluctance motor is a type of electric motor in which the torque in the rotor is generated solely by the reluctance force.
  • the rotor has pronounced poles and consists of a highly permeable, soft magnetic material. switched
  • Reluctance machines have a different number of distinct teeth on the rotor and stator.
  • the stator teeth are wound with coils that are alternately turned on and off.
  • the teeth with the energized windings each attract the nearest teeth of the rotor like an electromagnet and are turned off when (or shortly before) the teeth of the rotor face the stator teeth attracting them. In this position, the next phase is switched on on other stator teeth that attract other rotor teeth.
  • a switched reluctance motor has three or more phases. But there are also special designs with only two or one phase. In order to switch at the right time, the machine is usually with a
  • Rotor position sensor provided. But there are also non-leadless control method based on the stator current or torque.
  • Reluctance machines (- motors) of this type are characterized by high robustness and low construction costs. Like asynchronous machines, they do not generate torque when they are not energized. A residual magnetization often still leads to a small cogging torque in the de-energized state. At low speeds they are superior to the asynchronous machines in terms of torque density due to the high producible pole pair numbers, clearly inferior at higher.
  • the drive inverter for such a reluctance machine for targeted The energization of the stator teeth used to be usually asymmetric
  • the number of phases is not limited to the three phases ph1, ph2 and ph3 shown in FIG. 1 and can vary as desired depending on the application.
  • DC supply voltage V D c is usually connected via a rectifier connected to a power supply.
  • the available voltage level corresponds, for example at
  • the dual active bridge operates as a bidirectional DC-DC converter and provides the required voltage level for the half-bridge inverter, see Fig.2 with power supply 1, input inverter 2, transformer 3, a second inverter 4, a filter Capacitor 5 and an asymmetric half-bridge inverter 6.
  • the components 2, 3 and 4 form the so-called dual-active bridge and the components 5 and 6 to the asymmetric half-bridge converter for
  • connection to the reluctance machine can be replaced by an AC voltage source with a suitable amplitude.
  • the transformer 3 allows high transmission ratios and ensures the galvanic isolation.
  • the inverters 2 and 4 allow one
  • the converter 4 can also be replaced by a diode rectifier, if a bidirectional power flow is not required or desired.
  • the capacitor 5 smoothes the voltage
  • the drive converter according to FIG. 2 is shown with three phases, it can also be adapted for one or more phases.
  • the drive converter according to the prior art has the disadvantage that its topology requires a large amount of components for conducting the current.
  • the current path from the transformer 3 to the phase of the reluctance machine here comprises four components arranged one behind the other, which due to their number lead to excessive conduction and switching losses. Furthermore, the high number of hard-switching components means that the so configured
  • a drive converter for a switched reluctance machine with a certain number of phase inputs comprising an input part for connection to a voltage source and for supplying an output part of the drive converter, which is provided for connection to the reluctance machine, with an AC voltage having one or more Phases, wherein the output part by one or more
  • Frequency converter is formed, wherein each of the frequency converter is powered by the one or more phases of the AC voltage and the number of frequency converter is adapted to the number of phase inputs of the reluctance machine and each of the frequency converter is designed to feed one of the phase inputs.
  • the drive converter according to the invention can be connected both to direct voltage (DC) and to alternating voltage (AC) voltage sources, it being possible for the input part of the secondary inverter to be connected directly to the AC voltage source, for example the supply current network, in the case of a suitable AC voltage source.
  • the number of frequency converters corresponds to the number of phase inputs of the reluctance machine, wherein a phase input can supply one or more phases. In this case, for example, several phases of the reluctance machine can be connected as a common phase input to a single frequency converter. In a
  • each of the frequency converter is connected to a single phase of the reluctance machine.
  • Reluctance machines can vary from application to application.
  • the drive converter according to the invention can be used for any number of phases or phase inputs of the reluctance machine.
  • the input part of the drive inverter is the part to which the current or voltage source (AC or DC) is connected
  • the output part is the part of the drive inverter to which the reluctance machine is connected. Between the input and output part, a transformer can be arranged.
  • frequency inverters require only a small number of switches for supplying the reluctance machine and other components are not required on the output side of the drive converter, in particular no combination of an inverter, a filter Capacitor and an asymmetrical half-bridge inverter.
  • the current path between the transformer and the switched reluctance machine comprises only a few components, which reduces conduction and switching losses.
  • electromagnetic interference In one embodiment is the
  • Frequency converter a controlled rectifier.
  • the frequency converters are also able, like a half-bridge converter, to magnetize and de-magnetize the inductance of the phase of the switched reluctance machine and thus to recover the energy stored in the inductance.
  • the frequency converter comprises two switches per supply phase to supply the to the frequency converter
  • the current path between input part and switched reluctance machine comprises a minimum of two switches per current path, which is line and line
  • the switches are thyristors or other bidirectional blocking devices such as reverse blocking IGBTs or constructs such as two oppositely-connected MOSFETs, series-connected MOSFETs, or a series-connected IGBT with a diode, thus providing blocking in both directions be switched cyclically.
  • a bidirectional blocking device such as reverse blocking IGBTs or constructs such as two oppositely-connected MOSFETs, series-connected MOSFETs, or a series-connected IGBT with a diode, thus providing blocking in both directions be switched cyclically.
  • a bidirectional blocking devices such as reverse blocking IGBTs or constructs such as two oppositely-connected MOSFETs, series-connected MOSFETs, or a series-connected IGBT with a diode
  • the frequency converter comprises at least one snubber capacitor. This smoothes the output voltage.
  • the input part comprises a one or more phase input inverter for connection to a DC voltage source and a one or more phase transformer connected to the frequency inverters of the output part.
  • This arrangement is used, for example, when the drive converter to a
  • DC source is connected, as to adjust the
  • Output voltage at the output part the transformation in the AC mode is made by means of a transformer and thus the input DC must first be converted into an alternating current.
  • the input inverter comprises a plurality of suitably arranged switches for converting the DC voltage into an AC voltage.
  • the transformer in the drive inverter can be operated at a desired AC voltage with the desired frequency, since now the input part is no longer fed by the AC voltage of the voltage sources and thus no longer depends on this.
  • the dynamics of the current switching between the switches (eg thyristors or other bidirectional blocking switches) of the frequency converter is only due to the leakage inductance of the switches (eg thyristors or other bidirectional blocking switches) of the frequency converter is only due to the leakage inductance of the switches (eg thyristors or other bidirectional blocking switches) of the frequency converter is only due to the leakage inductance of the switches (eg thyristors or other bidirectional blocking switches) of the frequency converter is only due to the leakage inductance
  • the input inverter is configured to operate in a pulse width modulation mode to generate a sinusoidal current or in a so-called block mode.
  • the block mode provides a three-phase rectangular AC voltage with a
  • Frequency converters are fed.
  • the input inverter operates at frequencies different from the grid frequency of a power grid. Such an operation is made possible by a connection to a DC power source, since here the input current can be converted by the inverter into a desired AC voltage with the desired frequency.
  • the frequency of the input inverter is higher than the mains frequency of the power grid. This will cause the ripple of the current in the
  • the drive converter can be operated in the soft switching range in order to minimize the switching losses.
  • the load switches of the input inverter are designed such that they enable a hard switching on and off since the topology according to the invention Includes fewer components and thus the switching losses in the heartphoneden area are lower than in topologies according to the prior art.
  • the input inverter comprises
  • Inverter reduced in a soft switching.
  • the invention further relates to a system of a switched
  • Reluctance machine and a connected to the reluctance machine drive according to the invention for the electrical supply of
  • the number of phases of the reluctance machine is equal to the number of frequency converters.
  • two or more phases of the reluctance machine are combined to form a common phase input for the respective frequency converter.
  • Such systems can be used for example in car drives, combined heat and power plants, heat pumps, compressors, for high-speed machines such as milling, generators or turbines.
  • the reluctance machine is operated as a motor or generator.
  • the current in the frequency converter flows in the same direction as in the case of
  • Reluctance machine inverted as a motor and the power flow flows in the opposite direction.
  • Phase current in a four-phase switched reluctance machine the phase current according to Figure 7 in an enlarged section;
  • FIG. 1 shows a topology of a drive converter PA1 according to the prior art with asymmetrical half-bridge converters.
  • the inverter PA1 is supplied with a DC voltage V D c. This voltage V D c is at
  • the number of phases is not limited to the three phases ph1, ph2 and ph3 shown in FIG. 1 and can vary as desired depending on the application.
  • Supply voltage V D c is usually via a rectifier
  • the available voltage level corresponds to, for example, DC Voltage sources, with the required phase voltage. Therefore, a
  • Inverter needed, which adapts both voltage levels (supply voltage and required phase voltage). In addition, a high needed
  • FIG. 2 shows a current standard topology of a drive converter PA2 connected to a power supply 1 with a so-called dual-active bridge and an asymmetrical half-bridge converter for supplying the reluctance machine.
  • This standard topology PA2 comprises an input inverter 2, a transformer 3, a second inverter 4, a filter capacitor 5 and an asymmetrical half-bridge converter 6.
  • the components 2, 3 and 4 form the so-called dual-active bridge and the components 5 and 6 the asymmetrical half-bridge inverter for
  • the dual-active bridge 2, 3, 4 operates as a bidirectional DC-DC converter and provides the required voltage level for the half-bridge inverter 6 ready.
  • the components 1 and 2 can be replaced by an AC voltage source with a suitable amplitude.
  • the transformer 3 can for high transmission ratios of
  • Inverter 4 can also be replaced by a diode rectifier, provided that a bidirectional power flow is not required or desired.
  • the capacitor 5 smoothes the voltage across the inverter 4 and the asymmetric half-bridge inverter 6.
  • the drive converter PA2 according to the prior art has the disadvantage that the topology of a large amount of
  • Transformer 3 to the phase ph1, ph2, ph3 of the reluctance machine here comprises four successively arranged components 3-6, which lead due to their number too high conduction and Umschaltmaschineen. Furthermore, the high number of hard-switching components means that the drive inverter PA2 represents a serious electromagnetic disturbance.
  • the drive converter 1 1 comprises an input part 1 1 a for connection to the AC voltage source 7 with an AC voltage having three phases Itr1, Itr2, Itr3 and for supplying the output part 1 1 b of the drive converter 1 1, which is provided for connection to the reluctance machine 12, wherein the output part 1 1 b is formed in this example by four frequency converter 10, wherein each of the frequency converter 10 is fed by the three phases of the AC voltage Itr1, Itr2, Itr3 and the number of frequency converter 10 (here four) equal to the number of four phase inputs ph1, ph2, ph3, ph4 of the reluctance machine 12 and each of the
  • Frequency converter 10 feeds one of the phase inputs ph1, ph2, ph3, ph4. Since the voltage source 7 already provides AC voltage, that needs
  • Input part 1 1 a in this case do not include an inverter for generating an AC voltage.
  • the number "four" of the phase inputs may also be a different number in other embodiments
  • the number of frequency converters 10 is correspondingly adapted in the output part 11b
  • the frequency converters 10 shown here comprise two switches 10a for supply per injected phase Itr1, Itr2, Itr3
  • the current path between input part 11a and switched reluctance machine comprises a minimum number of two switches 10a per current path, which minimizes conduction and switching losses the minimum number of hard-switching components 10a in the invention
  • the switches 10a are thyristors, which are cyclically switched.
  • other bidirectional blocking devices such as reverse blocking IGBTs or constructs such as two oppositely-connected MOSFETs may be used instead of thyristors 4 shows another embodiment of an inventive
  • the output part 1 1 b in this embodiment corresponds to the output part 1 1 b of Figure 3.
  • the input part 1 1 a is in contrast to the embodiment in Figure 3 connected to a DC power source and therefore additionally includes an input inverter 8 with three phases here and a transformer 9 with three phases Itr1, Itr2, Itr3 connected in each case to the four frequency 10.
  • the switches may be 10a thyristors, which are switched cyclically.
  • a current profile at the output of the frequency converter 10 can be set to the phase inputs ph1, ph2, ph3, ph4 of the reluctance machine by means of the firing angle of the thyristors 10a.
  • the input inverter 8 can be designed to be operated in a pulse width modulation mode for generating a sinusoidal current or in a so-called block mode.
  • the block mode provides a three-phase rectangular AC voltage with a phase difference of 120 degrees between the phases that are fed into the frequency converter.
  • the input inverter 8 can operate at frequencies that are different from the mains frequency of a power grid, for example, at frequencies higher than the grid frequency of the power network in contrast to a drive converter according to Figure 3, which is connected directly to an AC power grid and thus of the frequency of the offered AC voltage depends.
  • the load switches 8a of the input inverter 8 may be configured to allow hard on and off switching.
  • the input inverter 8 may also include snubber capacitors (not shown here) for soft on and off switching, thus reducing the switching losses of the inverter
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of a system 13 according to the invention with a reluctance machine 12 and one to the reluctance machine 12
  • the number of phases of the reluctance machine 12 is equal to the number of frequency converters in the drive converter 1 1. In an alternative embodiment, two or more phases of the reluctance machine 12 are common to one another
  • the reluctance machine 12 is operated as a motor or generator. In the case of the reluctance machine 12 as a generator, the current in the frequency converter flows in the same direction as in the case of
  • Reluctance machine 12 as a motor, but the voltage is compared to the
  • Reluctance machine 12 inverted as a motor and the power flow flows in the opposite direction.
  • FIG. 6 shows phase current in a four-phase switched reluctance machine as a result of the drive converter 1 1 according to the invention, each having one frequency converter 10 per phase input of the reluctance machine.
  • the illustrated waveform represents the currents of the phases ph1, ph2, ph3, ph4 in the four turns of the switched reluctance machine. While the rotor of a reluctance machine is rotating, the stator teeth are each circularly demagnetized and demagnetized with a same direction of polarization, each phase of the Machine is magnetized for a time range (respective steep current increase), is kept magnetized in the subsequent time range
  • FIG. 7 shows the phase current for ph1, ph2, ph3 and ph4 in accordance with FIG enlarged section.
  • the phase current for ph4 is zero, see Fig.6.
  • FIG. 8 shows the transformer current Itr1, itr2, itr3 in a drive converter 1 1 according to the invention according to FIG. 4 for a four-phase switched one
  • Transformer current Itr1, itr2, itr3 according to Figure 8 in an enlarged section.
  • the dynamics of current switching between the thyristors 10a is limited only by the stray inductance of the transformer.
  • the current ripple in the machine phases has a frequency six times higher than the switching frequency of each thyristor in the frequency converters.
  • frequency converters are able to magnetize and de-magnetize the inductance of the phases of the switched reluctance machine, and thus those in the inductance
  • Iph 1 output current of the (first) frequency converter in the first phase of the

Abstract

The invention relates to a drive converter (11) for a switched reluctance machine (12) having a particular number of phase inputs (ph1, ph2, ph3, ph4), and to a system (13) comprising this drive converter (11) and the reluctance machine (12). The drive converter comprises an input section (11a) for connection to a voltage source (7) and for supplying an output section (11b) of the drive converter (11), which is provided for connection to the reluctance machine (12), with an AC voltage having one or more phases (Itr1, Itr2, Itr3), wherein the output section (11b) is formed by one or more frequency converters (10), wherein each of the frequency converters (10) is supplied by the one or more phases of the AC voltage (Itr1, Itr2, Itr3), and the number of frequency converters (10) is adapted to the number of phase inputs (ph1, ph2, ph3, ph4) of the reluctance machine (12).

Description

Antriebsumrichter für geschaltete Reluktanzmaschine  Drive inverter for switched reluctance machine
Gebiet der Erfindung Field of the invention
Die Erfindung bezieht sich auf einen Antriebsumrichter für eine geschaltete Reluktanzmaschine und auf ein System aus diesem Antriebsumrichter und der Reluktanzmaschine. The invention relates to a drive converter for a switched reluctance machine and to a system comprising this drive converter and the reluctance machine.
Hintergrund der Erfindung Background of the invention
Eine Reluktanzmaschine wie beispielsweise ein Reluktanzmotor ist eine Bauform eines Elektromotors, bei dem das Drehmoment im Rotor ausschließlich durch die Reluktanzkraft erzeugt wird. Der Rotor besitzt ausgeprägte Pole und besteht aus einem hochpermeablen, weichmagnetischen Material. Geschaltete A reluctance machine such as a reluctance motor is a type of electric motor in which the torque in the rotor is generated solely by the reluctance force. The rotor has pronounced poles and consists of a highly permeable, soft magnetic material. switched
Reluktanzmaschinen haben eine unterschiedliche Anzahl ausgeprägter Zähne an Rotor und Stator. Die Statorzähne sind mit Spulen bewickelt, die abwechselnd ein- und ausgeschaltet werden. Die Zähne mit den bestromten Wicklungen ziehen jeweils die nächstgelegenen Zähne des Rotors wie ein Elektromagnet an und werden abgeschaltet, wenn (oder kurz bevor) die Zähne des Rotors den sie anziehenden Statorzähnen gegenüberstehen. In dieser Position wird die nächste Phase auf anderen Statorzähnen eingeschaltet, die andere Rotorzähne anziehen. Im Allgemeinen hat ein geschalteter Reluktanzmotor drei oder mehr Phasen. Es gibt aber auch Sonderbauformen mit nur zwei oder einer Phase. Um im richtigen Zeitpunkt umzuschalten, wird die Maschine in der Regel mit einem Reluctance machines have a different number of distinct teeth on the rotor and stator. The stator teeth are wound with coils that are alternately turned on and off. The teeth with the energized windings each attract the nearest teeth of the rotor like an electromagnet and are turned off when (or shortly before) the teeth of the rotor face the stator teeth attracting them. In this position, the next phase is switched on on other stator teeth that attract other rotor teeth. In general, a switched reluctance motor has three or more phases. But there are also special designs with only two or one phase. In order to switch at the right time, the machine is usually with a
Rotorlagegeber versehen. Es gibt aber auch lagergeberlose Steuerverfahren anhand des Statorstroms oder des Drehmomentes. Reluktanzmaschinen (- motoren) dieser Bauart zeichnen sich durch hohe Robustheit und einen geringen Bauaufwand aus. Wie Asynchronmaschinen bilden sie im unbestromten Zustand bei Drehung kein Drehmoment aus. Eine Restmagnetisierung führt oft dennoch zu einem kleinen Rastmoment im stromlosen Zustand. Bei niedrigen Drehzahlen sind sie den Asynchronmaschinen bezüglich Drehmomentdichte aufgrund der hohen herstellbaren Polpaarzahlen überlegen, bei höheren deutlich unterlegen. Rotor position sensor provided. But there are also non-leadless control method based on the stator current or torque. Reluctance machines (- motors) of this type are characterized by high robustness and low construction costs. Like asynchronous machines, they do not generate torque when they are not energized. A residual magnetization often still leads to a small cogging torque in the de-energized state. At low speeds they are superior to the asynchronous machines in terms of torque density due to the high producible pole pair numbers, clearly inferior at higher.
Die Antriebsumrichter für eine solche Reluktanzmaschine zur gezielten Bestromung der Statorzähne waren früher üblicherweise asymmetrische The drive inverter for such a reluctance machine for targeted The energization of the stator teeth used to be usually asymmetric
Halbbrücken-Umrichter wie in Fig.1 dargestellt. Ein solcher Umrichter wird mit einer Gleichspannung VDc gespeist. Diese Spannung VDc ist bei Half-bridge inverter as shown in Fig.1. Such a converter is supplied with a DC voltage V D c. This voltage V D c is at
Vernachlässigung eines Spannungsabfalls über den Schaltern die maximale Spannung, die an die Wicklungen der Reluktanzmaschine angelegt werden kann. Die Anzahl an Phasen ist dabei nicht auf die drei in Fig.1 gezeigten Phasen ph1 , ph2 und ph3 limitiert und kann je nach Anwendung beliebig variieren. Die Neglecting a voltage drop across the switches, the maximum voltage that can be applied to the windings of the reluctance machine. The number of phases is not limited to the three phases ph1, ph2 and ph3 shown in FIG. 1 and can vary as desired depending on the application. The
Versorgungsgleichspannung VDc wird üblicherweise über einen Gleichrichter angeschlossen an eine Stromversorgung bereitgestellt. In vielen Anwendungen korrespondiert das verfügbare Spannungsniveau, beispielsweise bei DC supply voltage V D c is usually connected via a rectifier connected to a power supply. In many applications, the available voltage level corresponds, for example at
Gleichspannungsquellen, mit der benötigten Phasen-Spannung. Daher wird ein Umrichter benötigt, der beide Spannungsniveaus (Versorgungsspannung und benötigte Phasenspannung) anpasst. Bei hohen Spannungsverhältnissen wird typischerweise ein Hochfrequenztransformator eingesetzt, wodurch eine galvanische Trennung vorhanden ist.  DC voltage sources, with the required phase voltage. Therefore, an inverter is needed that adjusts both voltage levels (supply voltage and required phase voltage). At high voltage conditions, a high-frequency transformer is typically used, whereby a galvanic isolation is present.
Für einen Antriebsumrichter mit bidirektionaler Topologie und galvanischer Trennung kann man eine sogenannte Dual-Active-Bridge für die For a drive inverter with bidirectional topology and galvanic isolation, a so-called dual-active bridge for the
Stromversorgungsseite und einen asymmetrischen Halbbrücken-Umrichter zur Versorgung der Reluktanzmaschine verwenden. Die Dual-Active-Bridge arbeitet als bidirektionaler DC-DC-Umrichter und stellt das benötigte Spannungsniveau für den Halbbrücken-Umrichter bereit, siehe Fig.2 mit Spannungsversorgung 1 , Eingangs-Wechselrichter 2, Transformator 3, ein zweiter Wechselrichter 4, eine Filter-Kondensator 5 und ein asymmetrischer Halbbrücken-Umrichter 6. Hierbei bilden die Komponenten 2, 3 und 4 die sogenannte Dual-Active-Bridge und die Komponenten 5 und 6 den asymmetrischen Halbbrücken-Umrichter zum Power supply side and use an asymmetric half-bridge inverter to power the reluctance machine. The dual active bridge operates as a bidirectional DC-DC converter and provides the required voltage level for the half-bridge inverter, see Fig.2 with power supply 1, input inverter 2, transformer 3, a second inverter 4, a filter Capacitor 5 and an asymmetric half-bridge inverter 6. Here, the components 2, 3 and 4 form the so-called dual-active bridge and the components 5 and 6 to the asymmetric half-bridge converter for
Anschluss an die Reluktanzmaschine. Hierbei können die Komponenten 1 und 2 durch eine Wechselspannungsquelle mit geeigneter Amplitude ersetzt werden. Der Transformator 3 erlaubt hohe Übersetzungsverhältnisse und stellt die galvanische Trennung sicher. Die Umrichter 2 und 4 erlauben einen Connection to the reluctance machine. Here, the components 1 and 2 can be replaced by an AC voltage source with a suitable amplitude. The transformer 3 allows high transmission ratios and ensures the galvanic isolation. The inverters 2 and 4 allow one
bidirektionalen Leistungsfluss. Der Umrichter 4 kann dabei auch durch einen Diodengleichrichter ersetzt werden, sofern ein bidirektionaler Leistungsfluss nicht benötigt oder gewünscht wird. Der Kondensator 5 glättet dabei die Spannung über den Umrichter 4 und den asymmetrischen Halbbrücken-Umrichter 6. Obwohl der Antriebsumrichter nach Fig.2 mit drei Phasen gezeigt ist, kann dieser auch für eine oder mehrere Phase angepasst werden. Der Antriebumrichter nach dem Stand der Technik hat den Nachteil, dass dessen Topologie eine große Menge an Komponenten zur Leitung des Stroms benötigt. Der Strompfad vom Transformator 3 zur Phase der Reluktanzmaschine umfasst hier vier hintereinander angeordnete Komponenten, die aufgrund ihrer Anzahl zu hohen Leitungs- und Umschaltverlusten führen. Des Weiteren führt die hohe Anzahl an hartschaltenden Komponenten dazu, dass der so ausgestaltete bidirectional power flow. The converter 4 can also be replaced by a diode rectifier, if a bidirectional power flow is not required or desired. The capacitor 5 smoothes the voltage Although the drive converter according to FIG. 2 is shown with three phases, it can also be adapted for one or more phases. The drive converter according to the prior art has the disadvantage that its topology requires a large amount of components for conducting the current. The current path from the transformer 3 to the phase of the reluctance machine here comprises four components arranged one behind the other, which due to their number lead to excessive conduction and switching losses. Furthermore, the high number of hard-switching components means that the so configured
Antriebsumrichter eine ernsthafte elektromagnetische Störgröße darstellt. Drive inverter is a serious electromagnetic disturbance.
Es wäre wünschenswert, einen Antriebsumrichter mit einer Topologie zur It would be desirable to have a drive converter with a topology for
Verfügung zu haben, der zumindest die voranstehend aufgeführten Nachteile des Stands der Technik beseitigt. Having at disposal, which eliminates at least the above-mentioned disadvantages of the prior art.
Zusammenfassung der Erfindung Summary of the invention
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Antriebsumrichter zur Verfügung zu stellen, der geringe Leitungs- und Umschaltverluste aufweist und keine ernsthafte elektromagnetische Störungsquelle mehr darstellt. It is an object of the present invention to provide a drive converter which has low conduction and switching losses and is no longer a serious electromagnetic interference source.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Antriebsumrichter für eine geschaltete Reluktanzmaschine mit einer bestimmten Anzahl an Phaseneingängen, umfassend einen Eingangsteil zum Anschluss an eine Spannungsquelle und zur Versorgung eines Ausgangsteils des Antriebsumrichters, der zum Anschluss an die Reluktanzmaschine vorgesehen ist, mit einer Wechselspannung mit ein oder mehreren Phasen, wobei das Ausgangsteil durch ein oder mehrere This object is achieved by a drive converter for a switched reluctance machine with a certain number of phase inputs, comprising an input part for connection to a voltage source and for supplying an output part of the drive converter, which is provided for connection to the reluctance machine, with an AC voltage having one or more Phases, wherein the output part by one or more
Frequenzumrichter gebildet wird, wobei jeder der Frequenzumrichter durch die ein oder mehreren Phasen der Wechselspannung gespeist wird und die Anzahl der Frequenzumrichter auf die Anzahl der Phaseneingänge der Reluktanzmaschine angepasst ist und jeder der Frequenzumrichter dazu vorgesehen ist, einen der Phaseneingänge zu speisen. Der erfindungsgemäße Antriebsumrichter ist sowohl an Gleichspannungs- (DC) als auch an Wechselspannung-(AC)-Spannungsquellen anschließbar, wobei bei einer geeigneten AC-Spannungsquelle das Eingangsteil des Antnebsumrichters direkt an die AC-Spannungsquelle, beispielsweise das Versorgungsstromnetz, angeschlossen werden kann. Die Anzahl an Frequenzumrichtern entspricht der Anzahl der Phaseneingänge der Reluktanzmaschine, wobei ein Phaseneingang ein oder mehrere Phasen versorgen kann. Hierbei können beispielsweise mehrerer Phasen der Reluktanzmaschine als gemeinsamer Phaseneingang an einen einzelnen Frequenzumrichter angeschlossen sein. In einer Frequency converter is formed, wherein each of the frequency converter is powered by the one or more phases of the AC voltage and the number of frequency converter is adapted to the number of phase inputs of the reluctance machine and each of the frequency converter is designed to feed one of the phase inputs. The drive converter according to the invention can be connected both to direct voltage (DC) and to alternating voltage (AC) voltage sources, it being possible for the input part of the secondary inverter to be connected directly to the AC voltage source, for example the supply current network, in the case of a suitable AC voltage source. The number of frequency converters corresponds to the number of phase inputs of the reluctance machine, wherein a phase input can supply one or more phases. In this case, for example, several phases of the reluctance machine can be connected as a common phase input to a single frequency converter. In a
Ausführungsform ist jeder der Frequenzumrichter an eine einzelne Phase der Reluktanzmaschine angeschlossen. Die Anzahl der Phasen der  Embodiment, each of the frequency converter is connected to a single phase of the reluctance machine. The number of phases of
Reluktanzmaschine können dabei von Anwendung zu Anwendung variieren. Der erfindungsgemäße Antriebsumrichter kann für eine beliebige Anzahl an Phasen beziehungsweise Phaseneingängen der Reluktanzmaschine benutzt werden. Als Eingangsteil des Antriebsumrichters wird der Teil bezeichnet, an den die Strombeziehungsweise Spannungsquelle (Wechselspannungs- oder Reluctance machines can vary from application to application. The drive converter according to the invention can be used for any number of phases or phase inputs of the reluctance machine. The input part of the drive inverter is the part to which the current or voltage source (AC or DC) is connected
Gleichspannungsquelle) angeschlossen ist. Als Ausgangsteil wird der Teil des Antriebsumrichters bezeichnet, an den die Reluktanzmaschine angeschlossen ist. Zwischen Eingangs- und Ausgangsteil kann ein Transformator angeordnet sein. DC voltage source) is connected. The output part is the part of the drive inverter to which the reluctance machine is connected. Between the input and output part, a transformer can be arranged.
Die Verwendung eines oder mehrerer Frequenzumrichter löst die Nachteile des Stands der Technik, indem die Frequenzumrichter lediglich eine geringe Anzahl an Schaltern zur Versorgung der Reluktanzmaschine benötigen und weitere Komponenten auf der Ausgangsseite des Antriebsumrichters nicht benötigt werden, insbesondere keine Kombination aus einem Wechselrichter, einem Filter- Kondensator und einem asymmetrischen Halbbrücken-Umrichter. Somit umfasst der Strompfad zwischen Transformator und geschalteter Reluktanzmaschine nur wenige Komponenten, was Leitungs- und Umschaltverluste reduziert. Des The use of one or more frequency converters solves the disadvantages of the prior art in that the frequency inverters require only a small number of switches for supplying the reluctance machine and other components are not required on the output side of the drive converter, in particular no combination of an inverter, a filter Capacitor and an asymmetrical half-bridge inverter. Thus, the current path between the transformer and the switched reluctance machine comprises only a few components, which reduces conduction and switching losses. Of
Weiteren führt die geringe Anzahl an hartschaltenden Komponenten beim erfindungsgemäßen Antriebsumrichter zu einer Reduzierung möglicher Furthermore, the small number of hard-switching components in the drive converter according to the invention leads to a reduction of possible
elektromagnetischer Störungen. In einer Ausführungsform ist dabei der electromagnetic interference. In one embodiment is the
Frequenzumrichter ein gesteuerter Gleichrichter. Die Frequenzumrichter sind zudem wie ein Halbbrücken-Umrichter in der Lage, die Induktivität der Phase der geschalteten Reluktanzmaschine zu magnetisieren und zu de-magnetisieren und so die in der Induktivität zwischengespeicherte Energie wieder rückzugewinnen. Frequency converter a controlled rectifier. The frequency converters are also able, like a half-bridge converter, to magnetize and de-magnetize the inductance of the phase of the switched reluctance machine and thus to recover the energy stored in the inductance.
In einer Ausführungsform umfasst der Frequenzumrichter pro eingespeister Phase zwei Schalter zur Versorgung des an den Frequenzumrichter In one embodiment, the frequency converter comprises two switches per supply phase to supply the to the frequency converter
angeschlossenen Phaseneingangs der Reluktanzmaschine. Somit umfasst der Strompfad zwischen Eingangsteil und geschalteter Reluktanzmaschine eine Minimalzahl von zwei Schaltern pro Strompfad, was Leitungs- und connected phase input of the reluctance machine. Thus, the current path between input part and switched reluctance machine comprises a minimum of two switches per current path, which is line and line
Umschaltverluste minimiert. Des Weiteren führt die minimale Anzahl an hartschaltenden Komponenten beim erfindungsgemäßen Antriebsumrichter zu einer Minimierung des elektromagnetischen Störeffekts durch den Switching losses minimized. Furthermore, the minimum number of hard-switching components in the drive converter according to the invention leads to a minimization of the electromagnetic interference effect by the
erfindungsgemäßen Antriebsumrichter. In einer Ausführungsform sind die Schalter dabei Thyristoren oder andere bidirektionale sperrende Bauteile wie Reverse Blocking IGBT oder Konstrukte wie zwei gegensätzlich geschaltete MOSFETs, MOSFETs in Serie mit einer Diode oder ein IGBT in Serie mit einer Diode, sodass man in beide Richtung eine Sperrung erhält, die zyklisch geschaltet werden. Hierbei kann in einer weiteren Ausführungsform ein Drive converter according to the invention. In one embodiment, the switches are thyristors or other bidirectional blocking devices such as reverse blocking IGBTs or constructs such as two oppositely-connected MOSFETs, series-connected MOSFETs, or a series-connected IGBT with a diode, thus providing blocking in both directions be switched cyclically. Here, in another embodiment, a
Stromprofil am Ausgang der Frequenzumrichter zu den Phaseneingängen der Reluktanzmaschine mittels des Zündwinkels der Thyristoren eingestellt werden.  Current profile at the output of the frequency converter to the phase inputs of the reluctance machine can be adjusted by means of the firing angle of the thyristors.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Frequenzumrichter mindestens einen Snubber-Kondensator. Hiermit lässt sich die Ausgangsspannung glätten. In a further embodiment, the frequency converter comprises at least one snubber capacitor. This smoothes the output voltage.
In einer Ausführungsform umfasst der Eingangsteil einen zum Anschluss an eine Gleichspannungsquelle vorgesehenen Eingangs-Wechselrichter mit ein oder mehreren Phasen und einen Transformator mit ein oder mehreren Phasen angeschlossen an die Frequenzumrichter des Ausgangsteils. Diese Anordnung wird beispielsweise dann verwendet, wenn der Antriebsumrichter an eine In one embodiment, the input part comprises a one or more phase input inverter for connection to a DC voltage source and a one or more phase transformer connected to the frequency inverters of the output part. This arrangement is used, for example, when the drive converter to a
Gleichspannungsquelle angeschlossen ist, da zur Einstellung der DC source is connected, as to adjust the
Ausgangsspannung am Ausgangsteil die Transformation im Wechselstrommodus mittels eines Transformators vorgenommen wird und somit der Eingangs- Gleichstrom zuerst in einem Wechselstrom umgewandelt werden muss. Der Eingangswechselrichter umfasst zur Umwandlung der Gleichspannung in eine Wechselspannung mehrere geeignet angeordnete Schalter. Hiermit kann der Transformator im Antriebsumrichter bei einer gewünschten Wechselspannung mit gewünschter Frequenz betrieben werden, da nun der Eingangsteil nicht mehr von der Wechselspannung der Spannungsquellen gespeist wird und somit auch nicht mehr von dieser abhängt. Hierbei ist die Dynamik der Stromumschaltung zwischen den Schaltern (z.B. Thyristoren oder andere bidirektionale sperrende Schalter) der Frequenzumrichter nur durch die Streuinduktivität des Output voltage at the output part the transformation in the AC mode is made by means of a transformer and thus the input DC must first be converted into an alternating current. The input inverter comprises a plurality of suitably arranged switches for converting the DC voltage into an AC voltage. Hereby, the transformer in the drive inverter can be operated at a desired AC voltage with the desired frequency, since now the input part is no longer fed by the AC voltage of the voltage sources and thus no longer depends on this. In this case, the dynamics of the current switching between the switches (eg thyristors or other bidirectional blocking switches) of the frequency converter is only due to the leakage inductance of the
Transformators begrenzt. Limited transformer.
In einer Ausführungsform ist der Eingangs-Wechselrichter dazu ausgestaltet, in einem Puls-Breite-Modulations-Modus zur Erzeugung eines sinusoidalen Stroms oder in einem sogenannten Block-Modus betrieben zu werden. Der Block-Modus liefert dabei eine dreiphasige Rechteck-Wechselspannung mit einem In one embodiment, the input inverter is configured to operate in a pulse width modulation mode to generate a sinusoidal current or in a so-called block mode. The block mode provides a three-phase rectangular AC voltage with a
Phasenunterschied von 120 Grad zwischen den Phasen, die in die Phase difference of 120 degrees between the phases in the
Frequenzumrichter eingespeist werden. In einer Ausführungsform arbeitet der Eingangs-Wechselrichter bei Frequenzen, die unterschiedlich zur Netzfrequenz eines Stromnetzes sind. Ein solcher Betrieb wird durch einen Anschluss an eine Gleichstromquelle ermöglicht, da hier der Eingangsstrom durch den Wechselrichter in eine gewünschte Wechselspannung mit gewünschter Frequenz umgerichtet werden kann. In einer Ausführungsform ist dabei die Frequenz des Eingangs-Wechselrichters höher als die Netzfrequenz des Stromnetzes. Dadurch wird die Welligkeit des Stroms in den Frequency converters are fed. In one embodiment, the input inverter operates at frequencies different from the grid frequency of a power grid. Such an operation is made possible by a connection to a DC power source, since here the input current can be converted by the inverter into a desired AC voltage with the desired frequency. In one embodiment, the frequency of the input inverter is higher than the mains frequency of the power grid. This will cause the ripple of the current in the
Ausgangsphasen reduziert, eine höhere Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotors in der Reluktanzmaschine erlaubt und eine höhere Kontrollbandbreite ermöglicht. Grundsätzlich kann der Antriebsumrichter im weichschaltenden Bereich betrieben werden, um die Schaltverluste zu minimieren In einer weiteren Ausführungsform sind die Lastschalter des Eingangs-Wechselrichters so ausgestaltet, dass sie ein hartes Ein- und Ausschalten ermöglichen, da die erfindungsgemäße Topologie weniger Komponenten umfasst und somit die Schaltverluste im hartschaltenden Bereich geringer sind als bei Topologien gemäß dem Stand der Technik. Reduced output phases, allowing a higher rotational speed of the rotor in the reluctance machine and allows a higher control bandwidth. In principle, the drive converter can be operated in the soft switching range in order to minimize the switching losses. In a further embodiment, the load switches of the input inverter are designed such that they enable a hard switching on and off since the topology according to the invention Includes fewer components and thus the switching losses in the hartschaltenden area are lower than in topologies according to the prior art.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Eingangs-Wechselrichter In a further embodiment, the input inverter comprises
Snubber-Kondensatoren für ein weiches Ein- und Ausschalten der Schalter im Eingangs-Wechselrichter. Dadurch werden die Schaltverluste des Snubber capacitors for soft switching on and off of the switches in the input inverter. As a result, the switching losses of
Wechselrichters bei einem weichen Schalten reduziert. Inverter reduced in a soft switching.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein System aus einer geschalteten The invention further relates to a system of a switched
Reluktanzmaschine und einem an die Reluktanzmaschine angeschlossenen erfindungsgemäßen Antriebsumrichter zur elektrischen Versorgung der Reluctance machine and a connected to the reluctance machine drive according to the invention for the electrical supply of
Reluktanzmaschine. Damit lässt sich das System mit geringeren Leitungs- und Umschaltverluste betrieben. Des Weiteren stellt das System nur noch eine gegenüber dem Stand der Technik reduzierte elektromagnetische Störgröße dar. In einer Ausführungsform ist dabei die Anzahl der Phasen der Reluktanzmaschine gleich der Anzahl der Frequenzumrichter. In einer alternativen Ausführungsform sind zwei oder mehrere Phasen der Reluktanzmaschine zu einem gemeinsamen Phaseneingang für den jeweiligen Frequenzumrichter zusammengeschlossen. Solche Systeme können beispielsweise in Autoantrieben, Blockheizkraftwerken, Wärmepumpen, Verdichtern, für schnelldrehende Maschinen wie beispielsweise Fräsen, Stromaggregate oder Turbinen verwendet werden. Reluctance machine. This allows the system to be operated with lower line and switching losses. Furthermore, the system only represents a reduced electromagnetic interference quantity compared to the prior art. In one embodiment, the number of phases of the reluctance machine is equal to the number of frequency converters. In an alternative embodiment, two or more phases of the reluctance machine are combined to form a common phase input for the respective frequency converter. Such systems can be used for example in car drives, combined heat and power plants, heat pumps, compressors, for high-speed machines such as milling, generators or turbines.
In einer weiteren Ausführungsform wird die Reluktanzmaschine als Motor oder Generator betrieben. Im Falle der Reluktanzmaschine als Generator fließt der Strom im Frequenzumrichter in dieselbe Richtung wie im Falle der In another embodiment, the reluctance machine is operated as a motor or generator. In the case of the reluctance machine as a generator, the current in the frequency converter flows in the same direction as in the case of
Reluktanzmaschine als Motor, die Spannung ist aber gegenüber der Reluctance machine as a motor, but the voltage is compared to the
Reluktanzmaschine als Motor invertiert und der Leistungsfluss fließt in die entgegengesetzte Richtung. Kurze Beschreibung der Abbildungen Reluctance machine inverted as a motor and the power flow flows in the opposite direction. Brief description of the illustrations
Diese und andere Aspekte der Erfindung werden im Detail in den Abbildungen wie folgt gezeigt: Topologie eines Antriebumrichters nach dem Stand der Technik mit asymmetrischen Halbbrücken-Umrichtern; These and other aspects of the invention are shown in detail in the figures as follows: Topology of a drive converter according to the prior art with asymmetric half-bridge converters;
Gegenwärtige Standard-Topologie eines Antriebumrichters mit einer sogenannten Dual-Active-Bridge und einem asymmetrischen Halbbrücken-Umrichter;  Current standard topology of a drive converter with a so-called dual-active bridge and an asymmetric half-bridge converter;
ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Antriebumrichters für eine Reluktanzmaschine zum Anschluss an eine geeignete Wechselspannungsquelle;  An embodiment of a drive converter according to the invention for a reluctance machine for connection to a suitable AC voltage source;
ein anderes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Antriebumrichters für eine Reluktanzmaschine zum Anschluss an eine Gleichspannungsquelle;  another embodiment of a drive converter according to the invention for a reluctance machine for connection to a DC voltage source;
ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems mit einer Reluktanzmaschine und einem an die Reluktanzmaschine  An embodiment of a system according to the invention with a reluctance and one to the reluctance machine
angeschlossen Antriebumrichter;  connected drive inverter;
Phasenstrom in einer vier-phasigen geschalteten Reluktanzmaschine; der Phasenstrom gemäß Fig.7 in einem vergrößerten Ausschnitt;  Phase current in a four-phase switched reluctance machine; the phase current according to Figure 7 in an enlarged section;
Transformatorstrom in einem erfindungsgemäßen Antriebsumrichter nach Fig.4 für eine vier-phasige geschaltete Reluktanzmaschine;  Transformer current in a drive converter according to the invention according to Figure 4 for a four-phase switched reluctance machine;
der Transformatorstrom gemäß Fig.9 in einem vergrößerten Ausschnitt.  the transformer current according to Figure 9 in an enlarged section.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele Detailed description of the embodiments
Fig .1 zeigt eine Topologie eines Antriebumrichters PA1 nach dem Stand der Technik mit asymmetrischen Halbbrücken-Umrichtern. Der Umrichter PA1 wird mit einer Gleichspannung VDc gespeist. Diese Spannung VDc ist bei 1 shows a topology of a drive converter PA1 according to the prior art with asymmetrical half-bridge converters. The inverter PA1 is supplied with a DC voltage V D c. This voltage V D c is at
Vernachlässigung eines Spannungsabfalls über den Schaltern die maximale Spannung, die an die Wicklungen der Reluktanzmaschine angelegt werden kann. Die Anzahl an Phasen ist dabei nicht auf die drei in Fig.1 gezeigten Phasen ph1 , ph2 und ph3 limitiert und kann je nach Anwendung beliebig variieren. Die Neglecting a voltage drop across the switches, the maximum voltage that can be applied to the windings of the reluctance machine. The number of phases is not limited to the three phases ph1, ph2 and ph3 shown in FIG. 1 and can vary as desired depending on the application. The
Versorgungsspannung VDc wird üblicherweise über einen Gleichrichter Supply voltage V D c is usually via a rectifier
angeschlossen an eine Stromversorgung bereitgestellt. In vielen Anwendungen korrespondiert das verfügbare Spannungsniveau, beispielsweise bei DC- Spannungsquellen, mit der benötigten Phasen-Spannung. Daher wird ein connected to a power supply. In many applications, the available voltage level corresponds to, for example, DC Voltage sources, with the required phase voltage. Therefore, a
Umrichter benötigt, der beide Spannungsniveaus (Versorgungsspannung und benötigte Phasenspannung) anpasst. Außerdem benötigt ein hohes Inverter needed, which adapts both voltage levels (supply voltage and required phase voltage). In addition, a high needed
Spannungsverhältnis zwischen beiden Spannungsniveaus eine galvanische Trennung, die in der Topologie des Antriebsumrichters PA1 nicht vorhanden ist. Voltage ratio between both voltage levels a galvanic isolation, which is not present in the topology of the drive inverter PA1.
Fig.2 zeigt eine gegenwärtige Standard-Topologie eines Antriebumrichters PA2 angeschlossen an eine Spannungsversorgung 1 mit einer sogenannten Dual- Active-Bridge und einem asymmetrischen Halbbrücken-Umrichter zur Versorgung der Reluktanzmaschine. Diese Standard-Topologie PA2 umfasst einen Eingangs- Wechselrichter 2, einen Transformator 3, einen zweiten Wechselrichter 4, einen Filter-Kondensator 5 und einen asymmetrischer Halbbrücken-Umrichter 6. Hierbei bilden die Komponenten 2, 3 und 4 die sogenannte Dual-Active-Bridge und die Komponenten 5 und 6 den asymmetrischen Halbbrücken-Umrichter zum 2 shows a current standard topology of a drive converter PA2 connected to a power supply 1 with a so-called dual-active bridge and an asymmetrical half-bridge converter for supplying the reluctance machine. This standard topology PA2 comprises an input inverter 2, a transformer 3, a second inverter 4, a filter capacitor 5 and an asymmetrical half-bridge converter 6. Here, the components 2, 3 and 4 form the so-called dual-active bridge and the components 5 and 6 the asymmetrical half-bridge inverter for
Anschluss an die Reluktanzmaschine. Die Dual-Active-Bridge 2, 3, 4 arbeitet als bidirektionaler DC-DC-Umrichter und stellt das benötigte Spannungsniveau für den Halbbrücken-Umrichter 6 bereit. Hierbei können die Komponenten 1 und 2 durch eine Wechselspannungsquelle mit geeigneter Amplitude ersetzt werden. Der Transformator 3 kann für hohe Übersetzungsverhältnisse der Connection to the reluctance machine. The dual-active bridge 2, 3, 4 operates as a bidirectional DC-DC converter and provides the required voltage level for the half-bridge inverter 6 ready. Here, the components 1 and 2 can be replaced by an AC voltage source with a suitable amplitude. The transformer 3 can for high transmission ratios of
Spannungsniveaus ausgelegt werden und stellt die galvanische Trennung sicher. Die Umrichter 2 und 4 erlauben einen bidirektionalen Leistungsfluss. Der Voltage levels are designed and ensures the galvanic isolation. Inverters 2 and 4 allow bidirectional power flow. Of the
Umrichter 4 kann dabei auch durch einen Diodengleichrichter ersetzt werden, sofern ein bidirektionaler Leistungsfluss nicht benötigt oder gewünscht wird. Der Kondensator 5 glättet dabei die Spannung über der Umrichter 4 und den asymmetrischen Halbbrücken-Umrichter 6. Obwohl der Antriebsumrichter PA2 in Fig.2 mit drei Phasen ph1 , ph2, ph3 gezeigt ist, kann dieser auch für eine oder mehrere Phase angepasst werden. Der Antriebumrichter PA2 nach dem Stand der Technik hat den Nachteil, dass dessen Topologie eine große Menge an Inverter 4 can also be replaced by a diode rectifier, provided that a bidirectional power flow is not required or desired. The capacitor 5 smoothes the voltage across the inverter 4 and the asymmetric half-bridge inverter 6. Although the drive converter PA2 shown in Figure 2 with three phases ph1, ph2, ph3, this can also be adapted for one or more phase. The drive converter PA2 according to the prior art has the disadvantage that the topology of a large amount of
Komponenten 2 - 6 zur Leitung des Stroms benötigt. Der Strompfad vom Components 2 - 6 needed to conduct the electricity. The current path of
Transformator 3 zur Phase ph1 , ph2, ph3 der Reluktanzmaschine umfasst hier vier hintereinander angeordnete Komponenten 3 - 6, die aufgrund ihrer Anzahl zu hohen Leitungs- und Umschaltverlusten führen. Des Weiteren führt die hohe Anzahl an hartschaltenden Komponenten dazu, dass der Antriebsumrichter PA2 eine ernsthafte elektromagnetische Störgröße darstellt. Transformer 3 to the phase ph1, ph2, ph3 of the reluctance machine here comprises four successively arranged components 3-6, which lead due to their number too high conduction and Umschaltverlusten. Furthermore, the high number of hard-switching components means that the drive inverter PA2 represents a serious electromagnetic disturbance.
Fig.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Antriebumrichters 1 1 zum Anschluss an eine geeignete Spannungsquelle 7, in diesem Beispiel eine Wechselspannungsquelle. Der Antriebsumrichter 1 1 umfasst ein Eingangsteil 1 1 a zum Anschluss an die Wechselspannungsquelle 7 mit einer Wechselspannung mit drei Phasen Itr1 , Itr2, Itr3 und zur Versorgung des Ausgangsteils 1 1 b des Antriebsumrichters 1 1 , der zum Anschluss an die Reluktanzmaschine 12 vorgesehen ist, wobei das Ausgangsteil 1 1 b in diesem Beispiel durch vier Frequenzumrichter 10 gebildet wird, wobei jeder der Frequenzumrichter 10 durch die drei Phasen der Wechselspannung Itr1 , Itr2, Itr3 gespeist wird und die Anzahl der Frequenzumrichter 10 (hier vier) gleich der Anzahl der vier Phaseneingänge ph1 , ph2, ph3, ph4 der Reluktanzmaschine 12 ist und jeder der 3 shows an exemplary embodiment of a drive converter 11 according to the invention for connection to a suitable voltage source 7, in this example an AC voltage source. The drive converter 1 1 comprises an input part 1 1 a for connection to the AC voltage source 7 with an AC voltage having three phases Itr1, Itr2, Itr3 and for supplying the output part 1 1 b of the drive converter 1 1, which is provided for connection to the reluctance machine 12, wherein the output part 1 1 b is formed in this example by four frequency converter 10, wherein each of the frequency converter 10 is fed by the three phases of the AC voltage Itr1, Itr2, Itr3 and the number of frequency converter 10 (here four) equal to the number of four phase inputs ph1, ph2, ph3, ph4 of the reluctance machine 12 and each of the
Frequenzumrichter 10 einen der Phaseneingänge ph1 , ph2, ph3, ph4 speist. DA die Spannungsquelle 7 bereits Wechselspannung bereitstellt, braucht das Frequency converter 10 feeds one of the phase inputs ph1, ph2, ph3, ph4. Since the voltage source 7 already provides AC voltage, that needs
Eingangsteil 1 1 a in diesem Fall keinen Wechselrichter zur Erzeugung einer Wechselspannung umfassen. Die Anzahl„vier" der Phaseneingänge kann in anderen Ausführungsformen auch eine andere Anzahl betragen. Entsprechend wird die Anzahl der Frequenzumrichter 10 im Ausgangsteil 1 1 b angepasst. Die hier gezeigten Frequenzumrichter 10 umfassen pro eingespeister Phase Itr1 , Itr2, Itr3 zwei Schalter 10a zur Versorgung des jeweils an den Frequenzumrichter 10 angeschlossenen Phaseneingang ph1 , ph2, ph3, ph4 der Reluktanzmaschine 12. Somit umfasst der Strompfad zwischen Eingangsteil 1 1 a und geschalteter Reluktanzmaschine eine Minimalzahl von zwei Schaltern 10a pro Strompfad, was Leitungs- und Umschaltverluste minimiert. Des Weiteren führt die minimale Anzahl an hartschaltenden Komponenten 10a beim erfindungsgemäßen Input part 1 1 a in this case do not include an inverter for generating an AC voltage. The number "four" of the phase inputs may also be a different number in other embodiments The number of frequency converters 10 is correspondingly adapted in the output part 11b The frequency converters 10 shown here comprise two switches 10a for supply per injected phase Itr1, Itr2, Itr3 Thus, the current path between input part 11a and switched reluctance machine comprises a minimum number of two switches 10a per current path, which minimizes conduction and switching losses the minimum number of hard-switching components 10a in the invention
Antriebsumrichter 1 1 zu einer Minimierung des elektromagnetischen Störeffekts durch den erfindungsgemäßen Antriebsumrichter 1 1 . In einer Ausführungsform sind die Schalter 10a dabei Thyristoren, die zyklisch geschaltet werden. In einer anderen Ausführungsform können anstelle von Thyristoren auch andere bidirektionale sperrende Bauteile wie Reverse Blocking IGBT oder Konstrukte wie zwei gegensätzlich geschaltete MOSFETs verwendet werden Fig.4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drive converter 1 1 to minimize the electromagnetic interference effect by the drive converter 1 1 according to the invention. In one embodiment, the switches 10a are thyristors, which are cyclically switched. In another embodiment, other bidirectional blocking devices such as reverse blocking IGBTs or constructs such as two oppositely-connected MOSFETs may be used instead of thyristors 4 shows another embodiment of an inventive
Antriebumrichters 1 1 zum Anschluss an eine Gleichspannungsquelle 7. Das Ausgangsteil 1 1 b in diesem Ausführungsbeispiel entspricht dem Ausgangsteil 1 1 b aus Fig.3. Das Eingangsteil 1 1 a ist im Gegensatz zu der Ausführungsform in Fig.3 an eine Gleichstromquelle angeschlossen und umfasst daher zusätzlich einen Eingangs-Wechselrichter 8 mit hier drei Phasen und einen Transformator 9 mit drei Phasen Itr1 , Itr2, Itr3 angeschlossen jeweils an die vier Frequenzumrichter 10. Auch hier können die Schalter 10a Thyristoren sein, die zyklisch geschaltet werden. Hierbei kann ein Stromprofil am Ausgang der Frequenzumrichter 10 zu den Phaseneingängen ph1 , ph2, ph3, ph4 der Reluktanzmaschine mittels des Zündwinkels der Thyristoren 10a eingestellt werden. Hierbei ist die Dynamik der Stromumschaltung zwischen den Thyristoren 10a nur durch die Streuinduktivität des Transformators 9 begrenzt. Der Eingangs-Wechselrichter 8 kann dabei dazu ausgestaltet sein, in einem Puls-Breite-Modulations-Modus zur Erzeugung eines sinusoidalen Stroms oder in einem sogenannten Block-Modus betrieben zu werden. Der Block-Modus liefert dabei eine dreiphasige Rechteck- Wechselspannung mit einem Phasenunterschied von 120 Grad zwischen den Phasen, die in die Frequenzumrichter eingespeist werden. Der Eingangs- Wechselrichter 8 kann dabei bei Frequenzen arbeiten, die unterschiedlich zur Netzfrequenz eines Stromnetzes sind, beispielsweise bei Frequenzen höher als die Netzfrequenz des Stromnetzes im Gegensatz zu einem Antriebsumrichter nach Fig.3, der direkt an ein Wechselspannungs-Stromnetz angeschlossen ist und somit von der Frequenz der angebotenen Wechselspannung abhängt. Die Lastschalter 8a des Eingangs-Wechselrichters 8 können so ausgestaltet sein, dass sie ein hartes Ein- und Ausschalten ermöglichen. Der Eingangs- Wechselrichter 8 kann auch Snubber-Kondensatoren (hier nicht gezeigt) für ein weiches Ein- und Ausschalten umfassen, womit die Umschaltverluste des Drive converter 1 1 for connection to a DC voltage source 7. The output part 1 1 b in this embodiment corresponds to the output part 1 1 b of Figure 3. The input part 1 1 a is in contrast to the embodiment in Figure 3 connected to a DC power source and therefore additionally includes an input inverter 8 with three phases here and a transformer 9 with three phases Itr1, Itr2, Itr3 connected in each case to the four frequency 10. Again, the switches may be 10a thyristors, which are switched cyclically. In this case, a current profile at the output of the frequency converter 10 can be set to the phase inputs ph1, ph2, ph3, ph4 of the reluctance machine by means of the firing angle of the thyristors 10a. Here, the dynamics of the current switching between the thyristors 10 a is limited only by the leakage inductance of the transformer 9. The input inverter 8 can be designed to be operated in a pulse width modulation mode for generating a sinusoidal current or in a so-called block mode. The block mode provides a three-phase rectangular AC voltage with a phase difference of 120 degrees between the phases that are fed into the frequency converter. The input inverter 8 can operate at frequencies that are different from the mains frequency of a power grid, for example, at frequencies higher than the grid frequency of the power network in contrast to a drive converter according to Figure 3, which is connected directly to an AC power grid and thus of the frequency of the offered AC voltage depends. The load switches 8a of the input inverter 8 may be configured to allow hard on and off switching. The input inverter 8 may also include snubber capacitors (not shown here) for soft on and off switching, thus reducing the switching losses of the inverter
Wechselrichters reduziert werden. Fig.5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems 13 mit einer Reluktanzmaschine 12 und einem an die Reluktanzmaschine 12 Inverter can be reduced. 5 shows an exemplary embodiment of a system 13 according to the invention with a reluctance machine 12 and one to the reluctance machine 12
angeschlossen Antriebumrichter 1 1 . Damit lässt sich das System 13 mit geringeren Leitungs- und Umschaltverluste betrieben. Des Weiteren stellt das System 13 nur noch eine gegenüber dem Stand der Technik reduzierte connected drive inverter 1 1. Thus, the system 13 can be operated with lower conduction and switching losses. Furthermore, that represents System 13 only one compared to the prior art reduced
elektromagnetische Störgröße dar. In einer Ausführungsform ist dabei die Anzahl der Phasen der Reluktanzmaschine 12 gleich der Anzahl der Frequenzumrichter in dem Antriebsumrichter 1 1 . In einer alternativen Ausführungsform sind zwei oder mehrere Phasen der Reluktanzmaschine 12 zu einem gemeinsamen In this case, in one embodiment, the number of phases of the reluctance machine 12 is equal to the number of frequency converters in the drive converter 1 1. In an alternative embodiment, two or more phases of the reluctance machine 12 are common to one another
Phaseneingang für den jeweiligen Frequenzumrichter zusammengeschlossen. In einer weiteren Ausführungsform wird die Reluktanzmaschine 12 als Motor oder Generator betrieben. Im Falle der Reluktanzmaschine 12 als Generator fließt der Strom im Frequenzumrichter in dieselbe Richtung wie im Falle der  Phase input for the respective frequency converter combined. In another embodiment, the reluctance machine 12 is operated as a motor or generator. In the case of the reluctance machine 12 as a generator, the current in the frequency converter flows in the same direction as in the case of
Reluktanzmaschine 12 als Motor, die Spannung ist aber gegenüber der Reluctance machine 12 as a motor, but the voltage is compared to the
Reluktanzmaschine 12 als Motor invertiert und der Leistungsfluss fließt in die entgegengesetzte Richtung.  Reluctance machine 12 inverted as a motor and the power flow flows in the opposite direction.
Fig.6 zeigt Phasenstrom in einer vier-phasigen geschalteten Reluktanzmaschine als Ergebnis des verwendeten erfindungsgemäßen Antriebsumrichters 1 1 mit je einem Frequenzumrichter 10 pro Phaseneingang der Reluktanzmaschine. Die dargestellte Kurvenform stellt die Ströme der Phasen ph1 , ph2, ph3, ph4 in den vier Windungen der geschalteten Reluktanzmaschine dar. Während der Rotor einer Reluktanzmaschine sich dreht, werden die Statorzähne jeweils mit einer gleichen Polarisierungsrichtung umlaufend auf- und abmagnetisiert, wobei jede Phase der Maschine für einen Zeitbereich magnetisiert wird (jeweiliger steiler Stromanstieg), im nachfolgenden Zeitbereich magnetisiert gehalten wird 6 shows phase current in a four-phase switched reluctance machine as a result of the drive converter 1 1 according to the invention, each having one frequency converter 10 per phase input of the reluctance machine. The illustrated waveform represents the currents of the phases ph1, ph2, ph3, ph4 in the four turns of the switched reluctance machine. While the rotor of a reluctance machine is rotating, the stator teeth are each circularly demagnetized and demagnetized with a same direction of polarization, each phase of the Machine is magnetized for a time range (respective steep current increase), is kept magnetized in the subsequent time range
(gleichbleibendes Niveau ab 40 s), danach abmagnetisiert wird (steiler (constant level from 40 s), then demagnetized (steeper
Stromabstieg) und für einen nachfolgenden Zeitbereich in diesem Descending the current) and for a subsequent time range in this
entmagnetisierten Zustand gehalten wird (kein Strom in die Phase, beispielsweise Strom = 0 für ph1 zwischen17 s und 43 s). Diese vier Zeitbereiche de-magnetized state (no current in the phase, for example current = 0 for ph1 between 17 s and 43 s). These four time periods
(Aufmagnetisierung, gleichbleibende Magnetisierung, Abmagnetisierung, keine Magnetisierung) sind bei niedrigen Drehzahlen deutlich zu erkennen. Bei hohen Drehzahlen fehlt typischerweise das gleichbleibende Niveau, da aufgrund der hohen Drehzahl des Rotors direkt nach der Magnetisierung des jeweiligen Statorzahns dessen Abmagnetisierung folgt. (Magnetization, constant magnetization, demagnetization, no magnetization) are clearly visible at low speeds. At high speeds typically lacks the constant level, since due to the high speed of the rotor directly after the magnetization of the respective stator tooth whose demagnetization follows.
Fig.7 zeigt den Phasenstrom für ph1 , ph2, ph3 und ph4 gemäß Fig.6 in einem vergrößerten Ausschnitt. In diesem Ausschnitt zwischen 10 s und 30 s ist der Phasenstrom für ph4 gleich Null, siehe dazu Fig.6. Um ein bestimmtes Stromprofil zu erhalten, können die Zündwinkel der Schalter (Thyristoren) in den FIG. 7 shows the phase current for ph1, ph2, ph3 and ph4 in accordance with FIG enlarged section. In this section between 10 s and 30 s, the phase current for ph4 is zero, see Fig.6. In order to obtain a certain current profile, the firing angle of the switches (thyristors) in the
Frequenzumrichtern moduliert werden. Hierbei ist die Dynamik der Frequency converters are modulated. Here is the dynamics of
Stromumschaltung zwischen den Thyristoren nur durch die Streuinduktivität des Transformators im Eingangsteil des Antriebsumrichters begrenzt. Current switching between the thyristors limited only by the leakage inductance of the transformer in the input part of the drive inverter.
Fig.8 zeigt den Transformatorstrom Itr1 , itr2, itr3 in einem erfindungsgemäßen Antriebsumrichter 1 1 nach Fig.4 für eine vier-phasige geschaltete FIG. 8 shows the transformer current Itr1, itr2, itr3 in a drive converter 1 1 according to the invention according to FIG. 4 for a four-phase switched one
Reluktanzmaschine als Funktion der Zeit in s. Fig.9 zeigt den Reluctance machine as a function of time in s. Fig.9 shows the
Transformatorstrom Itr1 , itr2, itr3 gemäß Fig.8 in einem vergrößerten Ausschnitt. Die Dynamik der Stromumschaltung zwischen den Thyristoren 10a ist nur durch die Streuinduktivität des Transformators begrenzt. Die Stromwelligkeit in den Maschinenphasen hat eine Frequenz, die um das sechsfache höher ist als die Schaltfrequenz eines jeden Thyristors in den Frequenzumrichtern. Die  Transformer current Itr1, itr2, itr3 according to Figure 8 in an enlarged section. The dynamics of current switching between the thyristors 10a is limited only by the stray inductance of the transformer. The current ripple in the machine phases has a frequency six times higher than the switching frequency of each thyristor in the frequency converters. The
Frequenzumrichter sind zudem ähnlich wie ein Halbbrücken-Umrichter in der Lage, die Induktivität der Phasen der geschalteten Reluktanzmaschine zu magnetisieren und zu de-magnetisieren und so die in der Induktivität  In addition, like a half-bridge converter, frequency converters are able to magnetize and de-magnetize the inductance of the phases of the switched reluctance machine, and thus those in the inductance
zwischengespeicherte Energie wieder rückzugewinnen. to regain cached energy.
Die hier gezeigten Ausführungsbeispiele stellen nur Beispiele für die vorliegende Erfindung dar und dürfen daher nicht einschränkend verstanden werden. The embodiments shown here are only examples of the present invention and therefore should not be understood as limiting.
Alternativen durch den Fachmann in Erwägung gezogene Ausführungsformen sind gleichermaßen vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung umfasst. Alternatives contemplated by one skilled in the art are equally within the scope of the present invention.
Liste der Bezugszeichen List of reference numbers
1 ,7 Spannungsquelle (Wechsel- oder Gleichspannungsquelle) 1, 7 voltage source (AC or DC voltage source)
2 Eingangs-Wechselrichter  2 input inverters
3 Transformator 3 transformer
4 zweiter Wechselrichter  4 second inverter
5 Filter-Kondensator  5 filter capacitor
6 asymmetrischer Halbbrücken-Umrichter  6 asymmetric half-bridge inverters
8 Eingangs-Wechselrichter des erfindungsgemäßen Antriebsumrichters 8a Last-Schalter des Eingangswechselrichters  8 input inverter of the drive converter 8a according to the invention load switch of the input inverter
9 Transformator des erfindungsgemäßen Antriebsumrichters  9 transformer of the drive converter according to the invention
10 Frequenzumrichter des erfindungsgemäßen Antriebsumrichters 10a Schalter des Frequenzumrichters, Thyristoren  10 frequency converter of the drive converter 10a according to the invention switch of the frequency converter, thyristors
1 1 erfindungsgemäßer Antriebsumrichter  1 1 inventive drive converter
1 1 a Eingangsteil des erfindungsgemäßen Antriebsumrichters 1 1 a input part of the drive converter according to the invention
1 1 b Ausgangsteil des erfindungsgemäßen Antriebsumrichters  1 1 b output part of the drive converter according to the invention
12 Reluktanzmaschine  12 reluctance machine
13 System aus Reluktanzmaschine und Antriebsumrichter PA1 , PA2 Antriebsumrichter nach dem Stand der Technik  13 Reluctance machine and drive inverter system PA1, PA2 State-of-the-art drive inverter
VDc Gleichspannung V D c DC voltage
Iph 1 Ausgangsstrom des (ersten) Frequenzumrichters in erste Phase der  Iph 1 output current of the (first) frequency converter in the first phase of the
Reluktanzmaschine  reluctance
Iph2 Ausgangsstrom des (zweiten) Frequenzumrichters in zweite Phase der  Iph2 output current of the (second) frequency converter in second phase of the
Reluktanzmaschine  reluctance
Iph3 Ausgangsstrom des (dritten) Frequenzumrichters in dritte Phase der  Iph3 output current of the (third) frequency converter in the third phase of the
Reluktanzmaschine  reluctance
Iph4 Ausgangsstrom des (vierten) Frequenzumrichters in vierte Phase der  Iph4 output current of the (fourth) frequency converter in fourth phase of the
Reluktanzmaschine  reluctance
Itr1 - 3 Ausgangsströme der Phasen des Transformators in die jeweiligen Itr1 - 3 output currents of the phases of the transformer in the respective
Frequenzumrichter  frequency converter
ph1 erste Phase / Phaseneingang der Reluktanzmaschine ph1 first phase / phase input of the reluctance machine
ph2 zweite Phase / Phaseneingang der Reluktanzmaschine ph3 dritte Phase / Phaseneingang der Reluktanzmaschine ph4 vierte Phase / Phaseneingang der Reluktanzmaschine ph2 second phase / phase input of the reluctance machine ph3 third phase / phase input of the reluctance machine ph4 fourth phase / phase input of the reluctance machine

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Einen Antriebsumrichter (1 1 ) für eine geschaltete Reluktanzmaschine (12) mit einer bestimmten Anzahl an Phaseneingängen (ph1 , ph2, ph3, ph4), umfassend einen Eingangsteil (1 1 a) zum Anschluss an eine A drive converter (1 1) for a switched reluctance machine (12) having a certain number of phase inputs (ph 1, ph 2, ph 3, ph 4), comprising an input part (11a) for connection to a
Spannungsquelle (7) und zur Versorgung eines Ausgangsteils (1 1 b) des Antriebsumrichters (1 1 ), der zum Anschluss an die Reluktanzmaschine (12) vorgesehen ist, mit einer Wechselspannung mit ein oder mehreren Phasen (Itr1 , Itr2, Itr3), wobei das Ausgangsteil (1 1 b) durch ein oder mehrere  Voltage source (7) and for supplying an output part (1 1 b) of the drive converter (1 1), which is provided for connection to the reluctance machine (12), with an AC voltage having one or more phases (Itr1, Itr2, Itr3), wherein the output part (1 1 b) by one or more
Frequenzumrichter (10) gebildet wird, wobei jeder der Frequenzumrichter Frequency converter (10) is formed, each of the frequency converter
(10) durch die ein oder mehreren Phasen der Wechselspannung (Itr1 , Itr2, Itr3) gespeist wird und die Anzahl der Frequenzumrichter (10) auf die Anzahl der Phaseneingänge (ph1 , ph2, ph3, ph4) der Reluktanzmaschine (12) angepasst ist und jeder der Frequenzumrichter (10) dazu vorgesehen ist einen der Phaseneingänge (ph1 , ph2, ph3, ph4) zu speisen. (10) is fed by the one or more phases of the AC voltage (Itr1, Itr2, Itr3) and the number of frequency converters (10) is adapted to the number of phase inputs (ph1, ph2, ph3, ph4) of the reluctance machine (12) and each of the frequency converters (10) is designed to feed one of the phase inputs (ph1, ph2, ph3, ph4).
2. Der Antriebsumrichter (1 1 ) nach Anspruch 1 , 2. The drive converter (1 1) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Frequenzumrichter (10) pro eingespeiste Phase zwei Schalter (10a) zur Versorgung des an den Frequenzumrichter (10) angeschlossenen that the frequency converter (10) per two fed phase, two switches (10a) for the supply to the frequency converter (10) connected
Phaseneingangs (ph1 , ph2, ph3, ph4) der Reluktanzmaschine (12) umfasst. Phase input (ph1, ph2, ph3, ph4) of the reluctance machine (12).
3. Der Antriebsumrichter (1 1 ) nach Anspruch 2, 3. The drive converter (1 1) according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Schalter (10a) Thyristoren oder andere bidirektionale sperrende the switches (10a) are thyristors or other bidirectional blocking ones
Bauteile wie Reverse Blocking IGBT oder Konstrukte wie zwei gegensätzlich geschaltete MOSFETs sind. Components such as reverse blocking IGBT or constructs are like two oppositely connected MOSFETs.
4. Der Antriebsumrichter (1 1 ) nach Anspruch 3, 4. The drive converter (1 1) according to claim 3,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass ein Stromprofil am Ausgang der Frequenzumrichter (10) zu den  that a current profile at the output of the frequency converter (10) to the
Phaseneingängen (ph1 , ph2, ph3, ph4) der Reluktanzmaschine (12) mittels des Zündwinkels der Thyristoren (10a) eingestellt wird. Der Antriebsumrichter (1 1 ) nach einem der voranstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, Phase inputs (ph1, ph2, ph3, ph4) of the reluctance machine (12) by means of the firing angle of the thyristors (10a) is set. The drive converter (1 1) according to one of the preceding claims, characterized
dass der Frequenzumrichter (10) mindestens einen Snubber-Kondensator umfasst. the frequency converter (10) comprises at least one snubber capacitor.
Der Antriebsumrichter (1 1 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, The drive converter (1 1) according to one of the preceding claims, characterized
dass der Eingangsteil (1 1 a) einen zum Anschluss an eine that the input part (1 1 a) for connection to a
Gleichspannungsquelle (7) vorgesehenen Eingangs-Wechselrichter (8) mit ein oder mehreren Phasen und einen Transformator (9) mit ein oder mehreren Phasen (Itr1 , Itr2, Itr3) angeschlossen an die Frequenzumrichter (10) umfasst. DC voltage source (7) provided with one or more phases input inverter (8) and a transformer (9) having one or more phases (Itr1, Itr2, Itr3) connected to the frequency converter (10).
Der Antriebsumrichter (1 1 ) nach Anspruch 6, The drive converter (1 1) according to claim 6,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der Eingangs-Wechselrichter (8) dazu ausgestaltet ist, in einem Puls- Breite-Modulations-Modus zur Erzeugung eines sinusoidalen Stroms oder in einem sogenannten Block-Modus betrieben zu werden. in that the input inverter (8) is designed to be operated in a pulse width modulation mode for generating a sinusoidal current or in a so-called block mode.
Der Antriebsumrichter (1 1 ) nach Anspruch 6 oder 7, The drive converter (1 1) according to claim 6 or 7,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der Eingangs-Wechselrichter (8) bei Frequenzen arbeitet, die unterschiedlich zur Netzfrequenz eines Stromnetzes sind. the input inverter (8) operates at frequencies different from the mains frequency of a power grid.
Der Antriebsumrichter (1 1 ) nach Anspruch 8, The drive converter (1 1) according to claim 8,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Frequenz des Eingangs-Wechselrichters (8) höher als die that the frequency of the input inverter (8) is higher than the
Netzfrequenz des Stromnetzes ist. Mains frequency of the power grid is.
Der Antriebsumrichter (1 1 ) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, The drive converter (1 1) according to one of claims 6 to 9,
dadurch gekennzeichnet, dass Lastschalter (8a) des Eingangs-Wechselrichters (8) so ausgestaltet sind, dass sie ein hartes Ein- und Ausschalten ermöglichen. characterized, that load switches (8a) of the input inverter (8) are designed so that they allow a hard switching on and off.
1 1 . Der Antriebsumrichter (1 1 ) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, 1 1. The drive converter (1 1) according to one of claims 6 to 9,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Eingangs-Wechselrichter (8) Snubber-Kondensatoren für ein weiches Ein- und Ausschalten umfasst.  the input inverter (8) comprises snubber capacitors for soft on and off switching.
12. Ein System (13) aus einer geschalteten Reluktanzmaschine (12) und einem an die Reluktanzmaschine (12) angeschlossenem Antriebsumrichter (1 1 ) nach Anspruch 1 zur elektrischen Versorgung der Reluktanzmaschine (12). 12. A system (13) comprising a switched reluctance machine (12) and a to the reluctance machine (12) connected drive converter (1 1) according to claim 1 for the electrical supply of the reluctance machine (12).
13. Das System (13) nach Anspruch 12, wobei die Anzahl der Phasen (ph1 , ph2, ph3, ph4) der Reluktanzmaschine (12) gleich der Anzahl der The system (13) of claim 12, wherein the number of phases (ph1, ph2, ph3, ph4) of the reluctance machine (12) is equal to the number of times
Frequenzumrichter (10) ist.  Frequency converter (10) is.
14. Das System (13) nach Anspruch 12, wobei zwei oder mehr Phasen (ph1 , ph2, ph3, ph4) der Reluktanzmaschine (12) zu einem gemeinsamen 14. The system (13) of claim 12, wherein two or more phases (ph1, ph2, ph3, ph4) of the reluctance machine (12) to a common
Phaseneingang (ph1 , ph2, ph3, ph4) für den Frequenzumrichter (10) zusammengeschlossen sind.  Phase input (ph1, ph2, ph3, ph4) for the frequency converter (10) are connected together.
15. Das System (13) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die The system (13) of any one of claims 12 to 14, wherein the
Reluktanzmaschine (12) als Motor oder Generator betrieben wird.  Reluctance machine (12) is operated as a motor or generator.
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