WO2021099013A1 - Activating inductive electrical loads in part-load operation with reduced switching losses - Google Patents

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WO2021099013A1
WO2021099013A1 PCT/EP2020/076687 EP2020076687W WO2021099013A1 WO 2021099013 A1 WO2021099013 A1 WO 2021099013A1 EP 2020076687 W EP2020076687 W EP 2020076687W WO 2021099013 A1 WO2021099013 A1 WO 2021099013A1
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time
modulation
inductive load
time interval
current
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PCT/EP2020/076687
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Inventor
Jochen Wessner
Illia Manushyn
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements 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
    • H02P27/06Arrangements 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
    • H02P27/08Arrangements 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 with pulse width modulation
    • H02P27/085Arrangements 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 with pulse width modulation wherein the PWM mode is adapted on the running conditions of the motor, e.g. the switching frequency
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control specially adapted for optimising the efficiency at low load

Definitions

  • the present invention relates to the operation of inductive electrical loads on electrical converters, such as, for example, inverters, the effective current being specified by pulse width modulation.
  • three- or multi-phase AC motors are preferably used, which have a high degree of efficiency and, in contrast to DC motors, do not have brushes that are susceptible to wear.
  • Such drive systems are used, for example, in elevators, in pumps and in drive trains for electrically powered vehicles.
  • electrical energy sources that can be carried in the vehicle, such as batteries or fuel cells, generally supply a direct voltage.
  • three-phase alternating current is used, which is rectified with a rectifier.
  • Inverters are used to convert the direct voltage into a three- or multi-phase alternating voltage.
  • DE 19608039 Al discloses a control device with which an inverter can respond to the changing Can respond to requirements that the efficiency of the electric motor can be improved, especially in the partial load range.
  • a method for operating an electrical converter was developed.
  • This converter applies a DC voltage presented at its input to an inductive load by driving at least one switching element in pulse width modulation, so that a specified effective current flows through the inductive load.
  • a current that is constantly changing flows through the pulse width modulation, and the effective current is the direct current that would convert the same electrical power at an ohmic resistor as the pulse width modulated current.
  • the converter can in particular be designed, for example, as a DC-DC converter for an inductive direct current load or as an inverter for an inductive alternating current load.
  • a time program is used to control the at least one switching element.
  • This time program contains at least one time interval, which is divided into
  • the idle times in the context of this invention are not to be confused with the regular switch-off times, which alternate periodically with switch-on times in the case of pulse width modulation. Rather, the rest periods are significantly longer periods of time compared to the period of the pulse width modulation, in which no switching processes take place and the respective switching element remains in the switched-off state.
  • the introduction of rest times in the control time program therefore has the tendency that the transfer of the total amount of energy required by the load is concentrated on the remaining modulation times.
  • the converter the inductive load and the leads to this load are usually designed for certain maximum instantaneous voltages and instantaneous currents.
  • the switching element can also be loaded with high instantaneous voltages when it is switched off. These voltages arise due to the self-induction of the inductive load.
  • an operating phase of the inductive load is therefore advantageously selected in which the inductive load is operated with a maximum of 20%, preferably with a maximum of 10% and very particularly preferably with a maximum of 5% of its nominal power.
  • an electric motor which is provided for operation with a single-phase or multiphase alternating current, or, quite generally, any load intended for operation with such an alternating current, is advantageously selected.
  • the time interval which now contains both idle times and modulation times, corresponds to a half-wave of the alternating current. According to the previous state of the art, pulse width modulation took place throughout the entire half-wave of the alternating current.
  • the electrical converter is particularly advantageously designed as an inverter that connects one or more alternating current phases of the inductive load by activating switching elements either with the positive pole or the negative pole of the direct voltage provided at the input of the inverter.
  • alternating currents can be generated in a wide frequency range, so that an electric motor can be operated in a correspondingly wide speed range.
  • the time interval begins with a modulation time that comprises at least two pulses. The rest of the time interval is rest time. In this way, the instantaneous value of the current can be brought to a maximum value very quickly, for example with a suitable sequence of pulses in an essentially linear increase.
  • the amount of energy required by the inductive load during the time interval is therefore only supplied to these pulses and then gradually consumed by the load. With the load remaining the same, the current drops again essentially linearly until it reaches the value zero and remains there for the remainder of the half-cycle. This is a significant departure from the usual sinusoidal shape of AC current, but the effective current is still the desired one. Therefore, for example, an electric motor in the partial load range can be operated without any problems with the alternating current modified in this way.
  • the number and the spacing of the pulses can depend in particular, for example, on what current load the switching element can carry for what time and what cooling time is then required. In particular in the case of switching elements based on semiconductors, excessive heating can reduce the service life.
  • the time interval begins with a first rest period.
  • This first rest period is followed by at least one modulation period.
  • the time interval ends with a second rest period.
  • the modulation times include a first secondary modulation time, a main modulation time that follows later and a second secondary modulation time that follows even later. These modulation times can merge seamlessly into one another, but they can also be separated from one another by idle times.
  • the main modulation time the inductive load is supplied with at least 50% of the amount of energy required during the entire time interval.
  • the additional modulation during the secondary modulation times approximates the time course of the current flowing through the inductive load caused by the modulation during the main modulation time to a sinusoidal shape. In this way, for example, harmonics that are generated by a time curve that deviates greatly from the sinusoidal shape and that can cause undesired electromagnetic emissions, for example, can be suppressed.
  • the inductive load is supplied with the energy required during the entire time interval in a single pulse.
  • the saving of switching processes is then maximal, because only one switch-on process and one switch-off process have to be carried out in the entire time interval.
  • the instantaneous value of the current is maximally concentrated in this one pulse.
  • This type of control is therefore particularly suitable for no-load operation, in which, on the one hand, very little energy has to be transmitted to the inductive load and, on the other hand, the switching losses would be particularly significant if switching more frequently.
  • the method can be implemented entirely or partially by computer.
  • the invention therefore also relates to a computer program with machine-readable instructions which, when they are executed on one or more computers, cause the computer or computers to carry out the method.
  • control devices for vehicles and embedded systems for technical devices which are also able to execute machine-readable instructions, are to be regarded as computers.
  • the invention also relates to a machine-readable data carrier and / or to a download product with the computer program.
  • a download product is a digital product that can be transmitted via a data network, ie can be downloaded by a user of the data network and that can be offered for sale for immediate download in an online shop, for example.
  • a computer can be equipped with the computer program, with the machine-readable data carrier or with the download product.
  • FIG. 2 exemplary control with modulation time (12) at the beginning of the half-wave of an alternating current (4a);
  • FIG. 3 exemplary control with modulation time in the middle of the period of an alternating current
  • FIG. 4 exemplary control with main modulation time and secondary modulation time
  • FIG. 5 Exemplary arrangement of converter 1 and inductive load 4 for the use of the method.
  • FIG. 1 is a flowchart of an exemplary embodiment of the method 100 for operating an electrical converter 1.
  • an inductive load 4 is selected which is intended for operation with single or multi-phase alternating current, this being an electric motor, for example, according to block 105a can.
  • a partial load operating phase 4 ′ of the inductive load 4 is selected.
  • a time program 10 is determined for the control of switching elements 3a-3f of the converter 1, the modulation times 12 with pulse width modulation and rest times 13 without Contains pulse width modulation.
  • the switching elements 3a-3f are controlled with the time program 10, so that the specified effective current 4a flows through the inductive load 4, but a considerable amount of switching operations of the switching elements 3a-3f is saved compared to constant pulse width modulation without idle times 13.
  • a time interval 11 can begin with a modulation time 12 which comprises at least two pulses 14a-14c of the pulse width modulation. According to block 112, the remainder of the time interval 11 can then be idle time.
  • the time interval 11 can begin with a first rest time 13a. According to block 114, at least one modulation time 12 can follow this first idle time 13a. According to block 115, the time interval 11 can end with a second idle time 13b.
  • the modulation times 12 can include a first secondary modulation time 12a, a subsequent main modulation time 12b and a still later subsequent second secondary modulation time 12c.
  • the main modulation time 12b at least 50% of the amount of energy required during the entire time interval 11 is supplied to the inductive load 4.
  • the additional modulation during the secondary modulation times 12a and 12c serves, according to block 118, to approximate the time curve of the current flowing through the inductive load 4 caused by the modulation during the main modulation time 12b to a sinusoidal shape.
  • the energy required during the entire time interval 11 can be supplied to the inductive load 4 in a single pulse 14.
  • FIG. 2 shows examples of time programs 10, according to which the switching elements 3a-3f of the electrical converter 1 can be activated, as well as the ones derived therefrom resulting time curve I, in each case, of the current flowing through the inductive load 4.
  • the first time program 10 for the time interval 11 comprises a modulation time 12 with three pulses 14a-14c and a subsequent rest time 13.
  • the current I rises steeply.
  • the switch-off times between the pulses 14a-14c the current I falls back somewhat.
  • no more energy is supplied, but only consumed by the inductive load 4.
  • the current I therefore drops continuously.
  • a sinusoidal half-wave of a conventional alternating voltage Uo is shown for comparison.
  • the second time program 10 for the time interval 11 comprises the shortened modulation time 12 ', which only contains the first pulse 14a. This is followed directly by the extended rest period 13 '.
  • the entire amount of energy that the inductive load 4 requires during the time interval 11 must be transported into this inductive load 4 much more quickly.
  • the rise in the current is therefore much steeper here than the rise in the current I fed from three pulses 14a-14c.
  • FIG. 3 shows an example of a time program 10 in which a modulation time 12 in the middle of the half-wave of a conventional alternating voltage Uo is framed by two rest periods 13a and 13b.
  • the modulation time 12 here contains four pulses 14a-14d of the pulse width modulation.
  • the current I rises steeply during each pulse 14a-14d, falls back somewhat in the switch-off times between the pulses 14a-14d, and after the end of the modulation time 12 falls steadily back to zero.
  • FIG. 4 shows a further example of a time program 10 in which a main modulation time 12b is framed by two secondary modulation times 12a and 12c.
  • each of these modulation times 12a-12c contains only one pulse 14a-14c.
  • the other times are idle times 13.
  • the time curve of the current I is at least somewhat approximated to a sinusoidal shape.
  • FIG. 5 shows an exemplary arrangement of an electrical converter 1 designed as an inverter and an inductive load 4.
  • the converter 1 connects the three phases U, V, W of its output lb either with the positive pole or with the rapid pulsing of the switching elements 3a-3f Negative pole of its input la, to which a direct voltage 2 is applied.
  • a current 4 a is driven through the inductive load 4.
  • the current 4a has a predetermined effective value.
  • the inductive load 4 is a in this example
  • Electric motor with three windings which are each supplied by a phase U, V, W of the converter 1 and have a common non-earthed star point.
  • Each winding is to be regarded as a series connection of an inductance L and a resistor R, because the wire used for the windings also has an ohmic resistance and this cannot be neglected.

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  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

The invention relates to a method (100) for operating an electrical converter (1), which applies (120) a direct-current voltage (2) presented at the input (1a) to an inductive load (4) in pulse width modulation by actuation of at least one switching element (3a-3f), such that a defined effective current (4a) flows through the inductive load (4), wherein a timer program (10) is used (110) for the actuation and contains at least one interval (11) which is divided into • one or more idle periods (13), in which no pulse width modulation takes place, and • one or more modulation periods (12), in which the amount of energy required over the entire interval (11) is supplied to the inductive load (4) by means of pulse width modulation.

Description

Beschreibung description
Titel: Title:
Ansteuern induktiver elektrischer Lasten im Teillastbetrieb mit verminderten Schaltverlusten Control of inductive electrical loads in partial load operation with reduced switching losses
Die vorliegende Erfindung betrifft das Betreiben induktiver elektrischer Lasten an elektrischen Wandlern, wie beispielsweise Invertern, wobei der effektive Strom durch Pulsweitenmodulation vorgegeben wird. The present invention relates to the operation of inductive electrical loads on electrical converters, such as, for example, inverters, the effective current being specified by pulse width modulation.
Stand der Technik State of the art
In einem elektrischen Antriebsystem, das elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt, werden bevorzugt drei- oder mehrphasige Wechselstrommotoren verwendet, die einen guten Wirkungsgrad haben und im Gegensatz zu Gleichstrommotoren ohne verschleißanfällige Bürsten auskommen. Derartige Antriebssysteme werden beispielsweise in Aufzügen, in Pumpen sowie in Antriebssträngen für elektrisch angetriebene Fahrzeuge eingesetzt. Im Fahrzeug mitführbare elektrische Energiequellen, wie etwa Batterien oder Brennstoffzellen, liefern jedoch in der Regel eine Gleichspannung. Für Industrieanwendungen wird meistens dreiphasiger Wechselstrom benutzt, der mit einem Gleichrichter gleichgerichtet wird. In an electrical drive system that converts electrical energy into mechanical energy, three- or multi-phase AC motors are preferably used, which have a high degree of efficiency and, in contrast to DC motors, do not have brushes that are susceptible to wear. Such drive systems are used, for example, in elevators, in pumps and in drive trains for electrically powered vehicles. However, electrical energy sources that can be carried in the vehicle, such as batteries or fuel cells, generally supply a direct voltage. For industrial applications mostly three-phase alternating current is used, which is rectified with a rectifier.
Zur Wandlung der Gleichspannung in eine drei- oder mehrphasige Wechselspannung kommen Inverter zum Einsatz. Inverters are used to convert the direct voltage into a three- or multi-phase alternating voltage.
Dabei ändern sich im Fährbetrieb permanent die Anforderungen an das Drehmoment und an die Drehzahl. So wird zum Beschleunigen eine höhere Drehzahl und zum Halten der Geschwindigkeit an einer Steigung ein höheres Drehmoment angefordert. Die DE 19608039 Al offenbart eine Regelungsvorrichtung, mit der ein Wechselrichter so auf die wechselnden Anforderungen reagieren kann, dass der Wirkungsgrad des Elektromotors insbesondere im Teillastbereich verbessert werden kann. The demands on torque and speed are constantly changing during ferry operation. A higher speed is required to accelerate and a higher torque is required to maintain the speed on an incline. DE 19608039 Al discloses a control device with which an inverter can respond to the changing Can respond to requirements that the efficiency of the electric motor can be improved, especially in the partial load range.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Im Rahmen der Erfindung wurde ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Wandlers entwickelt. Dieser Wandler legt eine an seinem Eingang vorgelegte Gleichspannung durch das Ansteuern mindestens eines Schaltelements in Pulsweitenmodulation an eine induktive Last an, so dass ein vorgegebener effektiver Strom durch die induktive Last fließt. Durch die Pulsweitenmodulation fließt also ein Strom, der sich ständig verändert, und der effektive Strom ist derjenige Gleichstrom, der an einem ohmschen Widerstand die gleiche elektrische Leistung umsetzen würde wie der pulsweitenmodulierte Strom. Der Wandler kann insbesondere beispielsweise als DC-DC-Wandler für eine induktive Gleichstromlast oder als Inverter für eine induktive Wechselstromlast ausgebildet sein. In the context of the invention, a method for operating an electrical converter was developed. This converter applies a DC voltage presented at its input to an inductive load by driving at least one switching element in pulse width modulation, so that a specified effective current flows through the inductive load. A current that is constantly changing flows through the pulse width modulation, and the effective current is the direct current that would convert the same electrical power at an ohmic resistor as the pulse width modulated current. The converter can in particular be designed, for example, as a DC-DC converter for an inductive direct current load or as an inverter for an inductive alternating current load.
Es wird ein Zeitprogramm für das Ansteuern des mindestens einen Schaltelements verwendet. Dieses Zeitprogramm enthält mindestens ein Zeitintervall, das unterteilt ist in A time program is used to control the at least one switching element. This time program contains at least one time interval, which is divided into
• eine oder mehrere Ruhezeiten, in denen keine Pulsweitenmodulation stattfindet, und • one or more rest periods in which no pulse width modulation takes place, and
• eine oder mehrere Modulationszeiten, in denen der induktiven Last mittels Pulsweitenmodulation die während des gesamten Zeitintervalls benötigte Energiemenge zugeführt wird. • One or more modulation times in which the inductive load is supplied with the amount of energy required during the entire time interval by means of pulse width modulation.
Es wurde erkannt, dass es für das Funktionieren von stromgeführten induktiven Lasten primär darauf ankommt, dass im Mittel über eine hinreichend kleine Zeitskala (etwa die Periode eines für den Betrieb der Last vorgesehenen Wechselstroms) der korrekte effektive Strom fließt und die Last ihre erwartete Energiemenge erhält. Der genaue zeitliche Verlauf des Stroms ist hingegen deutlich weniger wichtig. So ist es beispielsweise anders als bei vielen anderen Lasten nicht notwendig, einen besonders glatten Gleichstrom oder einen exakt sinusförmigen Verlauf eines Wechselstroms nachzubilden. Indem aber auf dieses Erfordernis verzichtet wird, wird es möglich, der Last die benötigte Energiemenge mit deutlich weniger Schaltvorgängen der Schaltelemente zuzuführen. Dies verringert die Schaltverluste im elektrischen Wandler. Es wurde erkannt, dass gerade im Teillast- oder gar Leerlaufbetrieb von Elektromotoren der Anteil der Schaltverluste an den Gesamtverlusten deutlich zunimmt: Wenn der angeforderte effektive Strom um den Faktor 20 reduziert wird, reduzieren sich die Schaltverluste nach dem bisherigen Stand der Technik lediglich um den Faktor 2. Im Leerlaufbetrieb kann dadurch der Wirkungsgrad des Inverters auf unter 25 % sinken. Hier wird nun eine deutliche Verbesserung bewirkt um den Preis, dass der zeitliche Verlauf des Stroms mehr oder weniger deutlich vom glatten Gleichstrom bzw. sinusförmigen Wechselstrom abweicht. It was recognized that for the functioning of current-controlled inductive loads, it is primarily important that the correct effective current flows on average over a sufficiently small time scale (e.g. the period of an alternating current provided for operating the load) and that the load receives its expected amount of energy . The exact timing of the current, however, is much less important. For example, unlike with many other loads, it is not necessary to simulate a particularly smooth direct current or an exactly sinusoidal curve of an alternating current. By dispensing with this requirement, however, it becomes possible to supply the required amount of energy to the load with significantly fewer switching operations of the switching elements. This reduces the switching losses in the electrical converter. It was recognized that the proportion of switching losses in the total losses increases significantly when electric motors are operated at partial load or even idling: If the required effective current is reduced by a factor of 20, the switching losses according to the current state of the art are only reduced by that factor 2. In idle operation, this can reduce the efficiency of the inverter to below 25%. A significant improvement is now brought about at the price that the time course of the current deviates more or less clearly from the smooth direct current or sinusoidal alternating current.
Die Ruhezeiten im Sinne dieser Erfindung sind nicht mit den turnusmäßigen Ausschaltzeiten zu verwechseln, die sich bei der Pulsweitenmodulation periodisch mit Einschaltzeiten abwechseln. Vielmehr handelt es sich bei den Ruhezeiten um im Vergleich zur Periode der Pulsweitenmodulation wesentlich längere Zeiträume, in denen keine Schaltvorgänge stattfinden und das jeweilige Schaltelement im ausgeschalteten Zustand verbleibt. Die Einführung der Ruhezeiten in das Zeitprogramm des Ansteuerns hat damit die Tendenz, dass die Übertragung der insgesamt von der Last benötigten Energiemenge auf die verbliebenen Modulationszeiten aufkonzentriert wird. The idle times in the context of this invention are not to be confused with the regular switch-off times, which alternate periodically with switch-on times in the case of pulse width modulation. Rather, the rest periods are significantly longer periods of time compared to the period of the pulse width modulation, in which no switching processes take place and the respective switching element remains in the switched-off state. The introduction of rest times in the control time program therefore has the tendency that the transfer of the total amount of energy required by the load is concentrated on the remaining modulation times.
Das bedeutet, dass während dieser Modulationszeiten höhere Momentanströme fließen. Hier gibt es praktische Grenzen, da der Wandler, die induktive Last und die Zuleitungen zu dieser Last in der Regel für bestimmte maximale Momentanspannungen und Momentanströme ausgelegt sind. Mit hohen Momentanspannungen kann insbesondere auch das Schaltelement beim Ausschalten belastet werden. Diese Spannungen entstehen auf Grund von Selbstinduktion der induktiven Last. This means that higher instantaneous currents flow during these modulation times. There are practical limits here, as the converter, the inductive load and the leads to this load are usually designed for certain maximum instantaneous voltages and instantaneous currents. In particular, the switching element can also be loaded with high instantaneous voltages when it is switched off. These voltages arise due to the self-induction of the inductive load.
Es ist also nicht unbedingt sinnvoll, im Volllastbetrieb der induktiven Last durch das besagte Aufkonzentrieren der übertragenen Energiemenge Schaltvorgänge einsparen zu wollen. Hingegen kann im Teillastbetrieb der Wirkungsgrad des elektrischen Wandlers deutlich verbessert werden. Gerade in Betriebsphasen, in denen der angeforderte effektive Strom im Vergleich zum Nennstrom bei Volllast sehr gering ist, sind die Momentanströme und Momentanspannungen trotz des Aufkonzentrierens noch deutlich unterhalb der spezifizierten Maximalwerte. Vorteilhaft wird daher eine Betriebsphase der induktiven Last gewählt, in der die induktive Last mit maximal 20 %, bevorzugt mit maximal 10 % und ganz besonders bevorzugt mit maximal 5 %, ihrer Nennleistung betrieben wird. It is therefore not necessarily sensible to want to save switching operations in full load operation of the inductive load by concentrating the amount of energy transferred. In contrast, the efficiency of the electrical converter can be significantly improved in partial load operation. Especially in operational phases, in where the requested effective current is very low compared to the nominal current at full load, the instantaneous currents and instantaneous voltages are still well below the specified maximum values despite the concentration. An operating phase of the inductive load is therefore advantageously selected in which the inductive load is operated with a maximum of 20%, preferably with a maximum of 10% and very particularly preferably with a maximum of 5% of its nominal power.
Fahrzeuge werden im Straßenverkehr typischerweise nur für einen sehr geringen Anteil ihrer Betriebszeit mit Höchstgeschwindigkeit gefahren. Dementsprechend machen der Teillast- und der Leerlaufbetrieb zusammen den größten Anteil der Betriebszeit des elektrischen Antriebsstrangs aus. Daher werden durch die Reduzierung der Schaltverluste im Antriebsstrang von Fahrzeugen durchaus nennenswerte Energiemengen eingespart. Da Fahrzeuge in der Regel einen begrenzten Energievorrat mitführen, schlägt sich die eingesparte Energie auch in einer erhöhten Reichweite nieder. Analoges gilt für andere Bordaggregate als Fahrmotoren, die ebenfalls über einen Inverter mit Wechselstrom versorgt werden. So wird beispielsweise der Kompressor einer Klimaanlage des Fahrzeugs ebenfalls den größten Anteil seiner Betriebszeit im Teillast- oder Leerlaufbetrieb laufen. In road traffic, vehicles are typically only driven at top speed for a very small proportion of their operating time. Accordingly, part-load and idle operation together make up the largest proportion of the operating time of the electric drive train. Therefore, by reducing the switching losses in the drive train of vehicles, significant amounts of energy are saved. Since vehicles usually have a limited supply of energy with them, the energy saved is also reflected in an increased range. The same applies to on-board units other than traction motors, which are also supplied with alternating current via an inverter. For example, the compressor in a vehicle's air conditioning system will also run for the greater part of its operating time in partial load or idle mode.
Daher wird vorteilhaft ein Elektromotor, der für den Betrieb mit einem ein- oder mehrphasigen Wechselstrom vorgesehen ist, oder ganz allgemein eine beliebige für den Betrieb mit einem solchen Wechselstrom vorgesehene Last, gewählt.Therefore, an electric motor which is provided for operation with a single-phase or multiphase alternating current, or, quite generally, any load intended for operation with such an alternating current, is advantageously selected.
Das Zeitintervall, das nun sowohl Ruhezeiten als auch Modulationszeiten enthält, entspricht einer Halbwelle des Wechselstroms. Nach dem bisherigen Stand der Technik fand während der gesamten Halbwelle des Wechselstroms durchgängig eine Pulsweitenmodulation statt. The time interval, which now contains both idle times and modulation times, corresponds to a half-wave of the alternating current. According to the previous state of the art, pulse width modulation took place throughout the entire half-wave of the alternating current.
Wie zuvor erläutert, ist der elektrische Wandler besonders vorteilhaft als Inverter ausgebildet, der eine oder mehrere Wechselstromphasen der induktiven Last durch das Ansteuern von Schaltelementen jeweils wahlweise mit dem Pluspol oder dem Minuspol der am Eingang des Inverters vorgelegten Gleichspannung verbindet. Mit einem solchen Inverter lassen sich Wechselströme in einem weiten Frequenzbereich erzeugen, so dass ein Elektromotor in einem entsprechend breiten Drehzahlbereich betrieben werden kann. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung beginnt das Zeitintervall mit einer Modulationszeit, die mindestens zwei Pulse umfasst. Der Rest des Zeitintervalls ist Ruhezeit. Auf diese Weise lässt sich der Momentanwert des Stroms sehr schnell auf einen Maximalwert bringen, beispielsweise mit einer geeigneten Abfolge der Pulse in einem im Wesentlichen linearen Anstieg. Die während des Zeitintervalls von der induktiven Last benötigte Energiemenge wird also nur auf diese Pulse verteilt zugeführt und anschließend von der Last sukzessive verbraucht. Hierbei fällt der Strom bei gleichbleibender Last wiederum im Wesentlichen linear wieder ab, bis er den Wert Null erreicht und dort für den Rest der Halbwelle verbleibt. Dies ist eine deutliche Abkehr von der üblichen Sinusform des Wechselstroms, aber der effektive Strom ist nach wie vor der gewünschte. Daher lässt sich beispielsweise ein Elektromotor im Teillastbereich problemlos mit dem solchermaßen abgewandelten Wechselstrom betreiben. Die Anzahl und der Abstand der Pulse können sich insbesondere beispielsweise danach richten, welche Strombelastung das Schaltelement für welche Zeit tragen kann und welche Abkühlzeit anschließend erforderlich ist. Insbesondere bei Schaltelementen auf Halbleiterbasis kann eine zu starke Erwärmung die Lebensdauer herabsetzen. As explained above, the electrical converter is particularly advantageously designed as an inverter that connects one or more alternating current phases of the inductive load by activating switching elements either with the positive pole or the negative pole of the direct voltage provided at the input of the inverter. With such an inverter, alternating currents can be generated in a wide frequency range, so that an electric motor can be operated in a correspondingly wide speed range. In a particularly advantageous embodiment, the time interval begins with a modulation time that comprises at least two pulses. The rest of the time interval is rest time. In this way, the instantaneous value of the current can be brought to a maximum value very quickly, for example with a suitable sequence of pulses in an essentially linear increase. The amount of energy required by the inductive load during the time interval is therefore only supplied to these pulses and then gradually consumed by the load. With the load remaining the same, the current drops again essentially linearly until it reaches the value zero and remains there for the remainder of the half-cycle. This is a significant departure from the usual sinusoidal shape of AC current, but the effective current is still the desired one. Therefore, for example, an electric motor in the partial load range can be operated without any problems with the alternating current modified in this way. The number and the spacing of the pulses can depend in particular, for example, on what current load the switching element can carry for what time and what cooling time is then required. In particular in the case of switching elements based on semiconductors, excessive heating can reduce the service life.
In einerweiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung beginnt das Zeitintervall mit einer ersten Ruhezeit. An diese erste Ruhezeit schließt sich mindestens eine Modulationszeit an. Das Zeitintervall endet mit einer zweiten Ruhezeit. Hierhinter steckt die Erkenntnis, dass gemäß der üblichen Sinusform des Wechselstroms gerade am Anfang und am Ende der Halbwelle im Vergleich zum Maximum der Halbwelle vergleichsweise wenig Energie an die Last geliefert wird. Diese Energiebeträge können daher zum Zentrum der Halbwelle verschoben werden, so dass am Anfang und am Ende der Halbwelle Schaltvorgänge eingespart werden können. In a further particularly advantageous embodiment, the time interval begins with a first rest period. This first rest period is followed by at least one modulation period. The time interval ends with a second rest period. This is based on the knowledge that, according to the usual sinusoidal shape of the alternating current, comparatively little energy is supplied to the load at the beginning and at the end of the half-wave compared to the maximum of the half-wave. These amounts of energy can therefore be shifted to the center of the half-wave, so that switching operations can be saved at the beginning and at the end of the half-wave.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfassen die Modulationszeiten eine erste Nebenmodulationszeit, eine später folgende Hauptmodulationszeit sowie eine noch später folgende zweite Nebenmodulationszeit. Dabei können diese Modulationszeiten jeweils nahtlos ineinander übergehen, aber auch durch Ruhezeiten voneinander getrennt sein. Während der Hauptmodulationszeit wird der induktiven Last mindestens 50 % der während des gesamten Zeitintervalls benötigten Energiemenge zugeführt. Die zusätzliche Modulation während der Nebenmodulationszeiten nähert den durch die Modulation während der Hauptmodulationszeit bewirkten Zeitverlauf des durch die induktive Last fließenden Stroms an eine Sinusform an. Auf diese Weise können beispielsweise Oberwellen, die durch einen stark von der Sinusform abweichenden Zeitverlauf erzeugt werden und beispielsweise unerwünschte elektromagnetische Abstrahlungen verursachen können, unterdrückt werden. In a further advantageous embodiment, the modulation times include a first secondary modulation time, a main modulation time that follows later and a second secondary modulation time that follows even later. These modulation times can merge seamlessly into one another, but they can also be separated from one another by idle times. During the main modulation time the inductive load is supplied with at least 50% of the amount of energy required during the entire time interval. The additional modulation during the secondary modulation times approximates the time course of the current flowing through the inductive load caused by the modulation during the main modulation time to a sinusoidal shape. In this way, for example, harmonics that are generated by a time curve that deviates greatly from the sinusoidal shape and that can cause undesired electromagnetic emissions, for example, can be suppressed.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird der induktiven Last die während des gesamten Zeitintervalls benötigte Energie in einem einzigen Puls zugeführt. Die Einsparung von Schaltvorgängen ist dann maximal, weil im gesamten Zeitintervall nur noch ein Einschaltvorgang und ein Ausschaltvorgang durchgeführt werden müssen. Zugleich ist jedoch der Momentanwert des Stroms maximal in diesem einen Puls aufkonzentriert. Daher eignet sich diese Art des Ansteuerns besonders für den Leerlaufbetrieb, in dem zum Einen nur sehr wenig Energie an die induktive Last übertragen werden muss und zum Anderen die Schaltverluste bei häufigerem Schalten besonders stark ins Gewicht fallen würden. In a further particularly advantageous embodiment, the inductive load is supplied with the energy required during the entire time interval in a single pulse. The saving of switching processes is then maximal, because only one switch-on process and one switch-off process have to be carried out in the entire time interval. At the same time, however, the instantaneous value of the current is maximally concentrated in this one pulse. This type of control is therefore particularly suitable for no-load operation, in which, on the one hand, very little energy has to be transmitted to the inductive load and, on the other hand, the switching losses would be particularly significant if switching more frequently.
Das Verfahren kann insbesondere ganz oder teilweise computerimplementiert sein. Daher bezieht sich die Erfindung auch auf ein Computerprogramm mit maschinenlesbaren Anweisungen, die, wenn sie auf einem oder mehreren Computern ausgeführt werden, den oder die Computer dazu veranlassen, das Verfahren auszuführen. In diesem Sinne sind auch Steuergeräte für Fahrzeuge und Embedded-Systeme für technische Geräte, die ebenfalls in der Lage sind, maschinenlesbare Anweisungen auszuführen, als Computer anzusehen. In particular, the method can be implemented entirely or partially by computer. The invention therefore also relates to a computer program with machine-readable instructions which, when they are executed on one or more computers, cause the computer or computers to carry out the method. In this sense, control devices for vehicles and embedded systems for technical devices, which are also able to execute machine-readable instructions, are to be regarded as computers.
Ebenso bezieht sich die Erfindung auch auf einen maschinenlesbaren Datenträger und/oder auf ein Downloadprodukt mit dem Computerprogramm. Ein Downloadprodukt ist ein über ein Datennetzwerk übertragbares, d.h. von einem Benutzer des Datennetzwerks downloadbares, digitales Produkt, das beispielsweise in einem Online-Shop zum sofortigen Download feilgeboten werden kann. Weiterhin kann ein Computer mit dem Computerprogramm, mit dem maschinenlesbaren Datenträger bzw. mit dem Downloadprodukt ausgerüstet sein. The invention also relates to a machine-readable data carrier and / or to a download product with the computer program. A download product is a digital product that can be transmitted via a data network, ie can be downloaded by a user of the data network and that can be offered for sale for immediate download in an online shop, for example. Furthermore, a computer can be equipped with the computer program, with the machine-readable data carrier or with the download product.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt. Further measures improving the invention are illustrated in more detail below together with the description of the preferred exemplary embodiments of the invention with reference to figures.
Ausführungsbeispiele Embodiments
Es zeigt: It shows:
Figur 1 Ausführungsbeispiel des Verfahrens 100; Figure 1 embodiment of the method 100;
Figur 2 Beispielhafte Ansteuerung mit Modulationszeit (12) zu Beginn der Halbwelle eines Wechselstroms (4a); FIG. 2 exemplary control with modulation time (12) at the beginning of the half-wave of an alternating current (4a);
Figur 3 Beispielhafte Ansteuerung mit Modulationszeit in der Mitte der Periode eines Wechselstroms; FIG. 3 exemplary control with modulation time in the middle of the period of an alternating current;
Figur 4 Beispielhafte Ansteuerung mit Hauptmodulationszeit und Nebenmodulationszeit; FIG. 4 exemplary control with main modulation time and secondary modulation time;
Figur 5 Beispielhafte Anordnung aus Wandler 1 und induktiver Last 4 für den Einsatz des Verfahrens. FIG. 5 Exemplary arrangement of converter 1 and inductive load 4 for the use of the method.
Figur 1 ist ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens 100 zum Betreiben eines elektrischen Wandlers 1. In Schritt 105 wird eine induktive Last 4 gewählt, die für den Betrieb mit ein- oder mehrphasigem Wechselstrom vorgesehen ist, wobei dies gemäß Block 105a insbesondere beispielsweise ein Elektromotor sein kann. In Schritt 106 wird eine Teillast-Betriebsphase 4' der induktiven Last 4 gewählt. In Schritt 110 wird ein Zeitprogramm 10 für die Ansteuerung von Schaltelementen 3a-3f des Wandlers 1 ermittelt, das Modulationszeiten 12 mit Pulsweitenmodulation sowie Ruhezeiten 13 ohne Pulsweitenmodulation enthält. In Schritt 120 werden die Schaltelemente 3a-3f mit dem Zeitprogramm 10 angesteuert, so dass der vorgegebene effektive Strom 4a durch die induktive Last 4 fließt, aber gegenüber einer ständigen Pulsweitenmodulation ohne Ruhezeiten 13 ein erhebliches Maß an Schaltvorgängen der Schaltelemente 3a-3f eingespart wird. FIG. 1 is a flowchart of an exemplary embodiment of the method 100 for operating an electrical converter 1. In step 105, an inductive load 4 is selected which is intended for operation with single or multi-phase alternating current, this being an electric motor, for example, according to block 105a can. In step 106, a partial load operating phase 4 ′ of the inductive load 4 is selected. In step 110, a time program 10 is determined for the control of switching elements 3a-3f of the converter 1, the modulation times 12 with pulse width modulation and rest times 13 without Contains pulse width modulation. In step 120, the switching elements 3a-3f are controlled with the time program 10, so that the specified effective current 4a flows through the inductive load 4, but a considerable amount of switching operations of the switching elements 3a-3f is saved compared to constant pulse width modulation without idle times 13.
Innerhalb des Kastens 110 sind beispielhaft einige Möglichkeiten angegeben, wie das Zeitprogramm 10 zusammengestellt werden kann. Within the box 110, some possibilities are given as examples of how the time program 10 can be put together.
Gemäß Block 111 kann ein Zeitintervall 11 mit einer Modulationszeit 12 beginnen, die mindestens zwei Pulse 14a-14c der Pulsweitenmodulation umfasst. Gemäß Block 112 kann dann der Rest des Zeitintervalls 11 Ruhezeit sein. According to block 111, a time interval 11 can begin with a modulation time 12 which comprises at least two pulses 14a-14c of the pulse width modulation. According to block 112, the remainder of the time interval 11 can then be idle time.
Gemäß Block 113 kann das Zeitintervall 11 mit einer ersten Ruhezeit 13a beginnen. An diese erste Ruhezeit 13a kann sich gemäß Block 114 mindestens eine Modulationszeit 12 anschließen. Gemäß Block 115 kann das Zeitintervall 11 mit einer zweiten Ruhezeit 13b enden. According to block 113, the time interval 11 can begin with a first rest time 13a. According to block 114, at least one modulation time 12 can follow this first idle time 13a. According to block 115, the time interval 11 can end with a second idle time 13b.
Gemäß Block 116 können die Modulationszeiten 12 eine erste Nebenmodulationszeit 12a, eine später folgende Hauptmodulationszeit 12b und eine noch später folgende zweite Nebenmodulationszeit 12c umfassen. Während der Hauptmodulationszeit 12b wird der induktiven Last 4 gemäß Block 117 mindestens 50 % der während des gesamten Zeitintervalls 11 benötigten Energiemenge zugeführt. Die zusätzliche Modulation während der Nebenmodulationszeiten 12a und 12c dient gemäß Block 118 dazu, den durch die Modulation während der Hauptmodulationszeit 12b bewirkten Zeitverlauf des durch die induktive Last 4 fließenden Stroms an eine Sinusform anzunähern. According to block 116, the modulation times 12 can include a first secondary modulation time 12a, a subsequent main modulation time 12b and a still later subsequent second secondary modulation time 12c. During the main modulation time 12b, according to block 117, at least 50% of the amount of energy required during the entire time interval 11 is supplied to the inductive load 4. The additional modulation during the secondary modulation times 12a and 12c serves, according to block 118, to approximate the time curve of the current flowing through the inductive load 4 caused by the modulation during the main modulation time 12b to a sinusoidal shape.
Gemäß Block 119 kann der induktiven Last 4 die während des gesamten Zeitintervalls 11 benötigte Energie in einem einzigen Puls 14 zugeführt werden. According to block 119, the energy required during the entire time interval 11 can be supplied to the inductive load 4 in a single pulse 14.
Figur 2 zeigt Beispiele für Zeitprogramme 10, nach dem die Schaltelemente 3a-3f des elektrischen Wandlers 1 angesteuert werden können, sowie den daraus jeweils resultierenden Zeitverlauf I, des durch die induktive Last 4 fließenden Stroms. FIG. 2 shows examples of time programs 10, according to which the switching elements 3a-3f of the electrical converter 1 can be activated, as well as the ones derived therefrom resulting time curve I, in each case, of the current flowing through the inductive load 4.
Das erste Zeitprogramm 10 für das Zeitintervall 11 umfasst eine Modulationszeit 12 mit drei Pulsen 14a-14c sowie eine daran anschließende Ruhezeit 13. Während jedes der Pulse 14a-14c steigt der Strom I steil an. In den Ausschaltzeiten zwischen den Pulsen 14a-14c fällt der Strom I jeweils wieder etwas zurück. Wenn der letzte Puls 14 beendet ist, wird keine Energie mehr zugeführt, sondern nur noch durch die induktive Last 4 verbraucht. Der Strom I fällt daher beständig ab. Zur Einordnung des Zeitverlaufs ist zum Vergleich eine sinusförmige Halbwelle einer herkömmlichen Wechselspannung Uo eingezeichnet. The first time program 10 for the time interval 11 comprises a modulation time 12 with three pulses 14a-14c and a subsequent rest time 13. During each of the pulses 14a-14c, the current I rises steeply. In the switch-off times between the pulses 14a-14c, the current I falls back somewhat. When the last pulse 14 has ended, no more energy is supplied, but only consumed by the inductive load 4. The current I therefore drops continuously. To classify the course of time, a sinusoidal half-wave of a conventional alternating voltage Uo is shown for comparison.
Das zweite Zeitprogramm 10 für das Zeitintervall 11 umfasst die verkürzte Modulationszeit 12', die nur den ersten Puls 14a enthält. Direkt hieran schließt sich die verlängerte Ruhezeit 13' an. Hier muss die gesamte Energiemenge, die die induktive Last 4 während des Zeitintervalls 11 benötigt, wesentlich schneller in diese induktive Last 4 transportiert werden. Daher ist der Anstieg des Stroms hier wesentlich steiler als der Anstieg des aus drei Pulsen 14a-14c gespeisten Stroms I. The second time program 10 for the time interval 11 comprises the shortened modulation time 12 ', which only contains the first pulse 14a. This is followed directly by the extended rest period 13 '. Here, the entire amount of energy that the inductive load 4 requires during the time interval 11 must be transported into this inductive load 4 much more quickly. The rise in the current is therefore much steeper here than the rise in the current I fed from three pulses 14a-14c.
Figur 3 zeigt ein Beispiel für ein Zeitprogramm 10, in dem eine Modulationszeit 12 in der Mitte der Halbwelle einer herkömmlichen Wechselspannung Uo von zwei Ruhezeiten 13a und 13b eingerahmt wird. Die Modulationszeit 12 enthält hier vier Pulse 14a-14d der Pulsweitenmodulation. Der Strom I steigt während jedes Pulses 14a-14d jeweils steil an, fällt in den Ausschaltzeiten zwischen den Pulsen 14a-14d etwas zurück und sinkt nach dem Ende der Modulationszeit 12 beständig ab bis zurück auf Null. FIG. 3 shows an example of a time program 10 in which a modulation time 12 in the middle of the half-wave of a conventional alternating voltage Uo is framed by two rest periods 13a and 13b. The modulation time 12 here contains four pulses 14a-14d of the pulse width modulation. The current I rises steeply during each pulse 14a-14d, falls back somewhat in the switch-off times between the pulses 14a-14d, and after the end of the modulation time 12 falls steadily back to zero.
Figur 4 zeigt ein weiteres Beispiel für ein Zeitprogramm 10, in dem eine Hauptmodulationszeit 12b von zwei Nebenmodulationszeiten 12a und 12c eingerahmt wird. Jede dieser Modulationszeiten 12a-12c enthält in diesem einfachen Beispiel jeweils nur einen Puls 14a-14c. Die übrigen Zeiten sind Ruhezeiten 13. Wie in Figur 4 angedeutet ist, wird der Zeitverlauf des Stroms I zumindest ein Stück weit einer Sinusform angenähert. Ein Merkmal dieses Ausführungsbeispiels ist, dass es zwischen den Pulsen 14a-14c Phasen gibt, in denen der Strom I komplett unterbrochen ist (d.h., auf Null zurückfällt). FIG. 4 shows a further example of a time program 10 in which a main modulation time 12b is framed by two secondary modulation times 12a and 12c. In this simple example, each of these modulation times 12a-12c contains only one pulse 14a-14c. The other times are idle times 13. As indicated in FIG. 4, the time curve of the current I is at least somewhat approximated to a sinusoidal shape. A feature of this In the exemplary embodiment, there are phases between the pulses 14a-14c in which the current I is completely interrupted (ie, it drops back to zero).
Figur 5 zeigt eine beispielhafte Anordnung aus einem als Inverter ausgebildeten elektrischen Wandler 1 und einer induktiven Last 4. Der Wandler 1 verbindet durch schnelle Taktung der Schaltelemente 3a-3f die drei Phasen U, V, W seines Ausgangs lb jeweils wahlweise mit dem Pluspol oder dem Minuspol seines Eingangs la, an dem eine Gleichspannung 2 angelegt wird. Dadurch wird ein Strom 4a durch die induktive Last 4 getrieben. Der Strom 4a hat einen vorgegebenen Effektivwert. Die induktive Last 4 ist in diesem Beispiel einFIG. 5 shows an exemplary arrangement of an electrical converter 1 designed as an inverter and an inductive load 4. The converter 1 connects the three phases U, V, W of its output lb either with the positive pole or with the rapid pulsing of the switching elements 3a-3f Negative pole of its input la, to which a direct voltage 2 is applied. As a result, a current 4 a is driven through the inductive load 4. The current 4a has a predetermined effective value. The inductive load 4 is a in this example
Elektromotor mit drei Wicklungen, die durch jeweils eine Phase U, V, W des Wandlers 1 versorgt werden und einen gemeinsamen nicht geerdeten Sternpunkt haben. Jede Wicklung ist als Reihenschaltung aus einer Induktivität L und einem Widerstand R anzusehen, weil der für die Wicklungen verwendete Draht auch jeweils einen ohmschen Widerstand aufweist und dieser nicht vernachlässigbar ist. Electric motor with three windings, which are each supplied by a phase U, V, W of the converter 1 and have a common non-earthed star point. Each winding is to be regarded as a series connection of an inductance L and a resistor R, because the wire used for the windings also has an ohmic resistance and this cannot be neglected.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren (100) zum Betreiben eines elektrischen Wandlers (1), der eine an seinem Eingang (la) vorgelegte Gleichspannung (2) durch das Ansteuern mindestens eines Schaltelements (3a-3f) in Pulsweitenmodulation an eine induktive Last (4) anlegt (120), so dass ein vorgegebener effektiver Strom (4a) durch die induktive Last (4) fließt, wobei für das Ansteuern ein Zeitprogramm (10) verwendet wird (110), welches mindestens ein Zeitintervall (11) enthält, das unterteilt ist in 1. Method (100) for operating an electrical converter (1) which applies a DC voltage (2) presented at its input (la) to an inductive load (4) by controlling at least one switching element (3a-3f) in pulse width modulation ( 120), so that a predetermined effective current (4a) flows through the inductive load (4), a time program (10) being used for the control (110) which contains at least one time interval (11) which is divided into
• eine oder mehrere Ruhezeiten (13), in denen keine Pulsweitenmodulation stattfindet, und • one or more rest periods (13) in which no pulse width modulation takes place, and
• eine oder mehrere Modulationszeiten (12), in denen der induktiven Last (4) mittels Pulsweitenmodulation die während des gesamten Zeitintervalls (11) benötigte Energiemenge zugeführt wird. • one or more modulation times (12) in which the inductive load (4) is supplied with the amount of energy required during the entire time interval (11) by means of pulse width modulation.
2. Verfahren (100) nach Anspruch 1, wobei eine induktive Last (4) gewählt wird (105), die für den Betrieb mit einem ein- oder mehrphasigen Wechselstrom (4a) vorgesehen ist, wobei das Zeitintervall (11) einer Halbwelle (4b) dieses Wechselstroms (4a) entspricht. 2. The method (100) according to claim 1, wherein an inductive load (4) is selected (105) which is provided for operation with a single or multi-phase alternating current (4a), the time interval (11) of a half-wave (4b ) corresponds to this alternating current (4a).
3. Verfahren (100) nach Anspruch 2, wobei ein Elektromotor als induktive Last (4) gewählt wird (105a). 3. The method (100) according to claim 2, wherein an electric motor is selected as the inductive load (4) (105a).
4. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 3, wobei der elektrische Wandler (1) als Inverter ausgebildet ist, der eine oder mehrere Wechselstromphasen (U, V, W) der induktiven Last (4) durch das Ansteuern von Schaltelementen (3a-3f) jeweils wahlweise mit dem Pluspol oder dem Minuspol der am Eingang (la) des Inverters (1) vorgelegten Gleichspannung (2) verbindet. 4. The method (100) according to any one of claims 2 to 3, wherein the electrical converter (1) is designed as an inverter, the one or more alternating current phases (U, V, W) of the inductive load (4) by controlling switching elements ( 3a-3f) each optionally with the positive pole or the negative pole of the DC voltage (2) presented at the input (la) of the inverter (1).
5. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Zeitintervall (11) mit einer Modulationszeit (12) beginnt (111), die mindestens zwei Pulse (14a-14c) umfasst, und wobei der Rest des Zeitintervalls (11)5. The method (100) according to any one of claims 1 to 4, wherein the time interval (11) begins (111) with a modulation time (12) which comprises at least two pulses (14a-14c), and wherein the remainder of the time interval (11 )
Ruhezeit (13) ist (112). Idle time (13) is (112).
6. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Zeitintervall (11) mit einer ersten Ruhezeit (13, 13a) beginnt (113), sich an diese erste Ruhezeit (13, 13a) mindestens eine Modulationszeit (12) anschließt (114) und das Zeitintervall (11) mit einer zweiten Ruhezeit (13, 13b) endet (115). 6. The method (100) according to any one of claims 1 to 4, wherein the time interval (11) begins with a first rest time (13, 13a) (113), at least one modulation time (12) is based on this first rest time (13, 13a) then (114) and the time interval (11) with a second rest period (13, 13b) ends (115).
7. Verfahren (100) nach Anspruch 6, wobei die Modulationszeiten (12) eine erste Nebenmodulationszeit (12a) , eine später folgende Hauptmodulationszeit (12b) und eine noch später folgende zweite Nebenmodulationszeit (12c) umfassen (116), wobei der induktiven Last (4) während der Hauptmodulationszeit (12b) mindestens 50 % der während des gesamten Zeitintervalls (11) benötigen Energiemenge zugeführt wird (117) und wobei die zusätzliche Modulation während der Nebenmodulationszeiten (12a, 12c) den durch die Modulation während der Hauptmodulationszeit (12b) bewirkten Zeitverlauf des durch die induktive Last (4) fließenden Stroms an eine Sinusform annähert (118). 7. The method (100) according to claim 6, wherein the modulation times (12) comprise a first secondary modulation time (12a), a later following main modulation time (12b) and a still later following second secondary modulation time (12c) (116), wherein the inductive load ( 4) during the main modulation time (12b) at least 50% of the amount of energy required during the entire time interval (11) is supplied (117) and the additional modulation during the secondary modulation times (12a, 12c) is caused by the modulation during the main modulation time (12b) Time course of the current flowing through the inductive load (4) approximates a sinusoidal shape (118).
8. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der induktiven Last (4) die während des gesamten Zeitintervalls (11) benötigte Energie in einem einzigen Puls (14) zugeführt wird (119). 8. The method (100) according to any one of claims 1 to 4, wherein the inductive load (4) is supplied (119) with the energy required during the entire time interval (11) in a single pulse (14).
9. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine Betriebsphase (4') der induktiven Last (4) gewählt wird (106), in der die induktive Last (4) mit maximal 20 %, bevorzugt mit maximal 10 % und ganz besonders bevorzugt mit maximal 5 %, ihrer Nennleistung betrieben wird. 9. The method (100) according to any one of claims 1 to 8, wherein an operating phase (4 ') of the inductive load (4) is selected (106) in which the inductive load (4) with a maximum of 20%, preferably with a maximum of 10 % and very particularly preferably with a maximum of 5%, their nominal power is operated.
10. Computerprogramm, enthaltend maschinenlesbare Anweisungen, die, wenn sie auf einem oder mehreren Computern ausgeführt werden, den oder die Computer dazu veranlassen, das Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen. 10. Computer program containing machine-readable instructions which, when executed on one or more computers, cause the computer or computers to carry out the method (100) according to any one of claims 1 to 9.
11. Maschinenlesbarer Datenträger und/oder Downloadprodukt mit dem Computerprogramm nach Anspruch 10. 11. Machine-readable data carrier and / or download product with the computer program according to claim 10.
12. Computer, ausgerüstet mit dem Computerprogramm nach Anspruch 10, und/oder mit dem maschinenlesbaren Datenträger und/oder Downloadprodukt nach Anspruch 11. 12. Computer equipped with the computer program according to claim 10 and / or with the machine-readable data carrier and / or download product according to claim 11.
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