DE102014217269A1 - Circuit arrangement for feeding a load and method for its operation - Google Patents

Circuit arrangement for feeding a load and method for its operation Download PDF

Info

Publication number
DE102014217269A1
DE102014217269A1 DE102014217269.1A DE102014217269A DE102014217269A1 DE 102014217269 A1 DE102014217269 A1 DE 102014217269A1 DE 102014217269 A DE102014217269 A DE 102014217269A DE 102014217269 A1 DE102014217269 A1 DE 102014217269A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
load
converter
energy source
circuit arrangement
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102014217269.1A
Other languages
German (de)
Inventor
Cleef Thackwell
Gerd Stöhr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE102014217269.1A priority Critical patent/DE102014217269A1/en
Publication of DE102014217269A1 publication Critical patent/DE102014217269A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/16Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring
    • H02P25/18Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring with arrangements for switching the windings, e.g. with mechanical switches or relays
    • H02P25/184Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring with arrangements for switching the windings, e.g. with mechanical switches or relays wherein the motor speed is changed by switching from a delta to a star, e.g. wye, connection of its windings, or vice versa
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/007Physical arrangements or structures of drive train converters specially adapted for the propulsion motors of electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/40Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by capacitors
    • 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
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/16Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring
    • H02P25/18Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring with arrangements for switching the windings, e.g. with mechanical switches or relays
    • H02P25/188Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring with arrangements for switching the windings, e.g. with mechanical switches or relays wherein the motor windings are switched from series to parallel or vice versa to control speed or torque
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00Converter types
    • B60L2210/10DC to DC converters
    • B60L2210/12Buck converters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00Converter types
    • B60L2210/10DC to DC converters
    • B60L2210/14Boost converters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2220/00Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/10Electrical machine types
    • B60L2220/12Induction machines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2220/00Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/10Electrical machine types
    • B60L2220/14Synchronous machines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/42Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/421Speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/42Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423Torque
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Zum Schaffen einer drehmoment- bzw. kraftunterbrechungsfreie Stern-Dreieck-Umschaltung für eine Asynchronmaschine wird eine Schaltungsanordnung (100; 200; 300) zum Speisen einer ein offenes, eine vorgegebene Phasenzahl aufweisendes Mehrphasensystem bildenden Last (110) aus einer im wesentlichen zum Liefern einer ersten Gleichspannung eingerichteten ersten Energiequelle (101) oder aus der ersten und einer im wesentlichen zum Liefern einer zweiten Gleichspannung eingerichteten zweiten Energiequelle (201) mit einer die vorgegebene Phasenzahl aufweisenden Mehrphasenspannung vorgeschlagen, umfassend eine erste Umrichterstufe (114) zum Speisen einer mit der vorgegebenen Phasenzahl übereinstimmenden Anzahl erster Anschlüsse (U, V, W) der Last aus der ersten Energiequelle und eine zweite Umrichterstufe (115) zum Speisen einer mit der vorgegebenen Phasenzahl übereinstimmenden Anzahl zweiter Anschlüsse (X, Y, Z) der Last aus der ersten oder der zweiten Energiequelle, wobei die erste und die zweite Umrichterstufe dazu eingerichtet sind, zum Speisen der Last die ersten und zweiten Anschlüsse der Last wahlweise zu einer Sternschaltung oder einer Ringschaltung zu verbinden.In order to provide a star-delta switch for an asynchronous machine without torque, circuitry (100, 200, 300) for feeding a load (110) forming an open multiphase system having a predetermined number of phases is provided to substantially provide a first one DC voltage-configured first energy source (101) or from the first and a substantially provided for supplying a second DC voltage second energy source (201) proposed with the predetermined phase number polyphase voltage, comprising a first converter stage (114) for supplying a matching with the predetermined phase number Number of first terminals (U, V, W) of the load from the first energy source and a second converter stage (115) for supplying a number of second terminals (X, Y, Z) corresponding to the predetermined number of phases of the load from the first or the second energy source , where the first and the second converter stage are adapted to connect the first and second terminals of the load optionally to a star connection or a ring circuit for feeding the load.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Speisen einer Last. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Schaltungsanordnung. The invention relates to a circuit arrangement for feeding a load. The invention further relates to a method for operating such a circuit arrangement.

Stand der Technik State of the art

In Antriebssträngen moderner Elektro- und Hybridfahrzeuge werden heute permanentmagneterregte Synchronmaschinen aufgrund ihrer hohen erreichbaren Drehmomente und Wirkungsgrade sowie kleinen benötigten Bauräume gegenüber Asynchronmaschinen bevorzugt. Ständige und plötzliche Preisschwankungen zur Herstellung darin eingesetzter Permanentmagnete benötigter Seltenerdrohmaterialien beschränken jedoch eine langfristige Entwicklungsstrategie einer Serienproduktion dieser Maschinen. Es ist daher wünschenswert, anstelle der permanentmagneterregten Synchronmaschinen die einfacheren und kostengünstigeren Asynchronmaschinen einzusetzen. In drive trains modern electric and hybrid vehicles today permanent magnet synchronous machines are preferred due to their high achievable torques and efficiencies and small space requirements compared with asynchronous machines. However, constant and sudden price fluctuations for the production of rare earth raw materials used therein permanent magnets limit a long-term development strategy of mass production of these machines. It is therefore desirable to use the simpler and less expensive asynchronous machines instead of the permanent magnet synchronous machines.

Zum Ausschöpfen mit Asynchronmaschinen erreichbarer Drehmomente in allen Drehzahlbereichen ist im Betrieb eine Stern-Dreieck-Umschaltung notwendig, da eine Asynchronmaschine bei geringen Drehzahlen wegen ihrer in Sternschaltung höheren Ströme ein höheres Drehmoment aufweist als in Dreieckschaltung. Jedoch werden in der Sternschaltung die Drehmomentanforderungen für höhere Drehzahlen nicht erreicht. Bei der Dreieckschaltung steht dagegen nicht genug Drehmoment im Konstantflussbereich bei niedrigen Drehzahlen zur Verfügung. In order to exploit torques that can be achieved with asynchronous machines in all speed ranges, a star-delta changeover is necessary during operation, since an asynchronous machine has a higher torque at lower speeds because of its higher currents in star connection than in delta connection. However, in the star connection the torque requirements for higher speeds are not achieved. In the delta circuit, on the other hand, there is not enough torque in the constant flux range at low speeds.

Dieses Betriebsverhalten der Asynchronmaschine ist in 8 an einem Beispiel dargestellt. Dabei sind entlang der Ordinate Drehmomente M über einer entlang der Abszisse aufgetragenen Drehzahl D der Asynchronmaschine aufgetragen. Für einen Betrieb in Sternschaltung ergibt sich ein mit MS bezeichneter Verlauf des Drehmoments, und für einen Betrieb in Dreieckschaltung wird ein mit MD bezeichneter Verlauf des Drehmoments erhalten. Zweckmäßig erfolgt im Betrieb der Asynchronmaschine eine Stern-Dreieck-Umschaltung bei einem Drehzahlwert DU. This operating behavior of the asynchronous machine is in 8th illustrated by an example. Torques M are plotted along the abscissa along the rotational speed D of the asynchronous machine along the ordinate. For a star-connected operation, there is a characteristic of the torque designated by MS, and for operation in delta connection, a curve of the torque denoted by MD is obtained. Suitably takes place in the operation of the asynchronous a star-delta switching at a speed value DU.

Aus der Druckschrift WO 2012/163433 A2 ist ein Asynchronmotor mit lastabhängiger Stern- oder Dreieck-Beschaltung bekannt. Insbesondere wird in dieser Druckschrift eine Vorrichtung für die Energieversorgung eines Asynchronmotors sowie ein Verfahren zum Ansteuern eines Sternschützes und eines Dreieckschützes eines Asynchronmotors beschrieben, die dazu dienen sollen, Asynchronmotoren über einen großen Lastbereich mit einem verbesserten Wirkungsgrad zu betreiben. From the publication WO 2012/163433 A2 is an asynchronous motor with load-dependent star or delta wiring known. In particular, this document describes a device for the power supply of an asynchronous motor and a method for driving a star contactor and a delta contactor of an asynchronous motor, which are intended to operate asynchronous motors over a large load range with improved efficiency.

Dazu wird in der zitierten Druckschrift vorgeschlagen, dass die Vorrichtung ein Sternschütz und ein Dreieckschütz für den Asynchronmotor und eine Logikeinheit umfasst, wobei die Logikeinheit dazu ausgebildet ist, anhand der vorliegenden Motorlast des Asynchronmotors das Sternschütz und/oder Dreieckschütz für den Asynchronmotor anzusteuern. Die Umschaltung zwischen einer Sternschaltung bei einer Motorlast im Bereich von 0%–50% der Motornennlast und einer Dreieckschaltung bei einer Motorlast im Bereich von 30%–100% der Motornennlast erfolgt dabei dynamisch und selbsterkennend auf Basis der vorliegenden Motorlast des Asynchronmotors, insbesondere durch die Erfassung des Motorstroms mit Hilfe des Logikmoduls, welches das Stern- bzw. das Dreieckschütz zu- und/oder wegschaltet. Der Asynchronmotor ist mit dem Dreieckschütz und dem Sternschütz so verbunden, dass durch Zu- bzw. Abschalten des Dreiecksschützes bzw. Sternschützes sich eine veränderte Netztopologie für die Motorwicklungen ergibt und damit eine Absenkung bzw. Erhöhung der Versorgungsspannung an den Motorwicklungen des Asynchronmotors erfolgen kann. Im Unterschied zu konventionellen Stern-Dreieckstartern mit automatischer zeitabhängiger Umschaltung vom Sternschütz auf das Dreieckschütz wird die motorlastabhängige Ansteuerung des Dreiecksschützes und des Sternschützes über die Logikeinheit vorgenommen, welche als Eingangsgröße die vorliegende Motorlast des Asynchronmotors analysiert. For this purpose, it is proposed in the cited document that the device comprises a star contactor and a delta contactor for the asynchronous motor and a logic unit, wherein the logic unit is adapted to control the star contactor and / or delta contactor for the asynchronous motor based on the present motor load of the asynchronous motor. The switching between a star connection at an engine load in the range of 0% -50% of the rated motor load and a delta connection at an engine load in the range of 30% -100% of the rated motor load takes place dynamically and self-recognizing based on the present motor load of the asynchronous motor, in particular by the Detection of the motor current with the aid of the logic module, which activates and / or switches off the star or delta contactor. The asynchronous motor is connected to the delta contactor and the star contactor in such a way that switching the triangular contactor or star contactor results in a modified network topology for the motor windings and thus lowering or increasing the supply voltage to the motor windings of the asynchronous motor. In contrast to conventional star-delta starters with automatic time-dependent switching from the star contactor to the delta contactor, the motor load-dependent control of the triangular contactor and the star contactor is carried out via the logic unit, which analyzes the present motor load of the asynchronous motor as an input variable.

Ferner ist angegeben, dass die Schaltvorgänge mit dem Dreiecksschütz und dem Sternschütz ebenso durch andere geeignete Schalteinrichtungen, wie Sanftstarter, Thyristorschalter, Relais, usw., realisiert werden können. Weiter ist angegeben, dass die Logikeinheit in eine bestehende Steuerung, wie ein Überlastrelais, allgemeiner in Überwachungseinrichtungen, z.B. Simocode der Firma SIEMENS, oder übergeordnete Steuerungen, z.B. SPS, Simocode der Firma SIEMENS, integriert werden kann. Furthermore, it is stated that the switching operations with the triangular contactor and the star contactor can also be realized by other suitable switching devices, such as soft starters, thyristor switches, relays, etc. It is further stated that the logic unit can be integrated into an existing controller, such as an overload relay, more generally in monitoring devices, e.g. Simocode of the company SIEMENS, or superordinate controls, e.g. PLC, Simocode from SIEMENS, can be integrated.

Es zeigt sich jedoch, dass Stern-Dreieck-Umschaltungen wie die in der Druckschrift WO 2012/163433 A2 beschriebene eine relativ lange Umschaltzeit benötigen, die in einem von T. Kume, T. Iwakane, T. Sawa, T. Yoshida und I. Nagai in dem Fachaufsatz "A wide constant power range vector controlled AC motor drive using winding changeover technique", erschienen in IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 27, no. 5, pp. 934–939, 1991 , beschriebenen Beispiel 100 bis 150 Millisekunden beträgt. Während dieser Zeit muss der Speisestrom des Motors ausgeschaltet werden, und man erhält eine entsprechende, spürbare Drehmoment- bzw. Kraftunterbrechung, die einen Einsatz in Elektro- und Hybridfahrzeugen verhindert. It turns out, however, that star-delta switchings like those in the document WO 2012/163433 A2 described require a relatively long switching time in one of T. Kume, T. Iwakane, T. Sawa, T. Yoshida and I. Nagai in the paper "A wide constant power range vector controlled AC motor drive using a winding changeover technique", published in IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 27, no. 5, pp. 934-939, 1991 100 to 150 milliseconds described example. During this time, the supply current of the engine must be turned off, and you get a corresponding, noticeable torque or power interruption, which prevents use in electric and hybrid vehicles.

Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile DESCRIPTION OF THE INVENTION: Problem, Solution, Advantages

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine drehmoment- bzw. kraftunterbrechungsfreie Stern-Dreieck-Umschaltung für eine Asynchronmaschine zu schaffen. The invention has the object to provide a torque or power interruption-free star-delta switching for an asynchronous machine.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltungsanordnung zum Speisen einer ein offenes, eine vorgegebene Phasenzahl aufweisendes Mehrphasensystem bildenden Last aus einer im wesentlichen zum Liefern einer ersten Gleichspannung eingerichteten ersten Energiequelle oder aus der ersten und einer im wesentlichen zum Liefern einer zweiten Gleichspannung eingerichteten zweiten Energiequelle mit einer die vorgegebene Phasenzahl aufweisenden Mehrphasenspannung, umfassend eine erste Umrichterstufe zum Speisen einer mit der vorgegebenen Phasenzahl übereinstimmenden Anzahl erster Anschlüsse der Last aus der ersten Energiequelle und eine zweite Umrichterstufe zum Speisen einer mit der vorgegebenen Phasenzahl übereinstimmenden Anzahl zweiter Anschlüsse der Last aus der ersten oder der zweiten Energiequelle, wobei die erste und die zweite Umrichterstufe dazu eingerichtet sind, zum Speisen der Last die ersten und zweiten Anschlüsse der Last wahlweise zu einer Sternschaltung oder einer Ringschaltung zu verbinden. This object is achieved by a circuit arrangement for feeding a load forming an open polyphase system having a predetermined number of phases from a first energy source essentially configured to provide a first DC voltage or from the first and a second energy source essentially configured to provide a second DC voltage the predetermined phase number having multiphase voltage, comprising a first converter stage for supplying a number of first terminals of the load from the first energy source corresponding to the predetermined phase number and a second converter stage for supplying a number of second terminals of the load from the first or the second corresponding to the predetermined phase number Power source, wherein the first and the second converter stage are adapted to supply the load, the first and second terminals of the load optionally to a star connection or a ring switching to connect.

Dabei ist gemäß den Begriffen aus der allgemeinen Lehre der Mehrphasen-Wechselströme, die an die Definitionen aus dem Lehrbuch von Moeller: Leitfaden der Elektrotechnik, Band I, Grundlagen der Elektrotechnik, 14. Auflage 1971, B.G. Teubner Stuttgart, ISBN 3-519-06400-6, Verl.-Nr. 6400, Kapitel 11 Mehrphasen-Wechselströme, Seiten 420 ff. , angelehnt sind und hier sowohl für stetige als auch gepulste Wechselspannungen bzw. -ströme verwandt werden, mit Mehrphasenspannung eine Anzahl von Wechselspannungen bezeichnet, die untereinander gleichmäßig über eine Periodendauer verteilte Phasenlagen aufweisen; im Zeigerdiagramm sind die Zeiger der Wechselspannungen mit zueinander gleichen Phasenwinkeln verteilt. Genau genommen handelt es sich dabei um eine symmetrische Mehrphasenspannung. Die Anzahl der Wechselspannungen ist die Phasenzahl. In this case, according to the terms of the general teaching of the multiphase alternating currents, which conform to the definitions of Textbook of Moeller: Guide of Electrical Engineering, Volume I, Fundamentals of Electrical Engineering, 14th Edition 1971, BG Teubner Stuttgart, ISBN 3-519-06400-6, Verl.-Nr. 6400, chapter 11 multiphase alternating currents, pages 420 ff. , are ajar and are used here for both continuous and pulsed AC voltages or currents, referred to as multiphase voltage, a number of AC voltages having mutually evenly distributed over a period intervals phase angles; in the vector diagram, the hands of the alternating voltages are distributed with mutually equal phase angles. Strictly speaking, this is a symmetrical polyphase voltage. The number of alternating voltages is the number of phases.

Eine mit einer solchen Mehrphasenspannung zu speisende Last weist eine mit der Phasenzahl übereinstimmende Anzahl von Phasen oder Strängen auf und bildet damit ein Mehrphasensystem. Sind diese Stränge der Last untereinander nicht verbunden, d.h. gegeneinander isoliert, und können somit unabhängig voneinander gespeist werden, bildet die Last ein offenes Mehrphasensystem. Jeder der Stränge weist einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss auf. Damit stimmt sowohl die Anzahl erster Anschlüsse der Last als auch die Anzahl zweiter Anschlüsse der Last mit der vorgegebenen Phasenzahl überein. Die Reihenfolge, mit der die Phasenlagen der Wechselspannungen der Mehrphasenspannung entlang einer Zeitachse bzw. die Zeiger der Wechselspannungen im Zeigerdiagramm aufeinander folgen, ist hier als Phasenfolge bezeichnet. Jede der Wechselspannungen ist einem bestimmten der Stränge der Last zuführbar. Somit gibt die Phasenfolge zugleich auch eine Reihenfolge der Stränge der Last an, in welcher Reihenfolge die Stränge gespeist werden. Insbesondere sind die ersten und die zweiten Anschlüsse jede für sich in dieser bestimmten, übereinstimmenden Phasenfolge zu speisen. Mit anderen Worten umschrieben ist zwischen je einem der ersten Anschlüsse und je einem derselben Stelle der Phasenfolge zugeordneten der zweiten Anschlüsse je ein Strang der Last, der auch als Strompfad bezeichnet werden kann, angeordnet. A load to be fed with such a multiphase voltage has a number of phases or strings which match the number of phases and thus forms a multiphase system. Are these strands of the load not connected to each other, i. isolated from each other, and thus can be fed independently, the load forms an open multi-phase system. Each of the strands has a first terminal and a second terminal. Thus, both the number of first terminals of the load and the number of second terminals of the load coincide with the predetermined number of phases. The order in which the phase positions of the alternating voltages of the polyphase voltage follow one another along a time axis or the vectors of the alternating voltages in the vector diagram is referred to here as phase sequence. Each of the alternating voltages can be fed to a specific one of the strings of the load. Thus, the phase sequence also indicates an order of the strings of the load, in which order the strings are fed. In particular, the first and the second terminals are each to feed themselves in this particular, matching phase sequence. In other words, between each one of the first terminals and one of the same location of the phase sequence associated with the second terminals one strand of the load, which can also be referred to as a current path, arranged.

Unter einer Sternschaltung wird nun den Begriffen aus der allgemeinen Lehre der Mehrphasen-Wechselströme folgend eine Zusammenschaltung der einzelnen Stränge der Last bezeichnet, bei der alle zweiten Anschlüsse mit einem gemeinsamen Sternpunkt zusammengefasst sind und je eine der Wechselspannungen der Mehrphasenspannung je einem der ersten Anschlüsse zugeführt wird. Eine Ringschaltung ist dagegen eine Zusammenschaltung der einzelnen Stränge der Last, bei der der zweite Anschluss jedes der Stränge der Last in je einem Abzweigpunkt mit dem ersten Anschluss desjenigen Strangs der Last verbunden ist, der in der Phasenfolge auf den erstgenannten Strang folgt. Dabei wird je eine der Wechselspannungen der Mehrphasenspannung je einem der Abzweigpunkte zugeführt. Bei der Sternschaltung liegt also an jedem Strang der Last die zugeordnete Wechselspannung der Mehrphasenspannung an. bei der Ringschaltung liegt an jedem Strang der Last die vektorielle Differenz der Spannungszeiger je zweier in der Phasenfolge aufeinanderfolgender Wechselspannungen der Mehrphasenspannung an. Under a star connection, the terms from the general teaching of multiphase alternating currents are now referred to as an interconnection of the individual strings of the load, in which all second terminals are combined with a common star point and one of the alternating voltages of the polyphase voltage is supplied to one of the first terminals , On the other hand, a ring circuit is an interconnection of the individual strings of the load, in which the second terminal of each of the strings of the load is connected in each branch point to the first terminal of the string of the load which follows the former string in the phase sequence. In each case one of the alternating voltages of the polyphase voltage is supplied to one of the branch points. In the star connection, therefore, the assigned AC voltage of the polyphase voltage is applied to each string of the load. In the case of the ring circuit, the vectorial difference of the voltage phasors of each of two alternating voltages of the multiphase voltage that follow one another in the phase sequence is applied to each strand of the load.

Die Umrichterstufen, die dazu eingerichtet sind, wahlweise zum Bilden einer Sternschaltung und einer Ringschaltung gesteuert zu werden, sind dazu bevorzugt mit Halbbrücken aus je zwei elektronischen Schalterelementen, vorzugsweise Halbleiter-Schalterelementen, besonders bevorzugt mit Transistoren oder sogenannten IGBTs gebildet, ausgestaltet. Die elektronischen Schalterelemente jeder der Halbbrücken sind mit ihren Hauptstrompfaden in Reihenschaltung angeordnet, wobei je einer der Endpunkte der Reihenschaltung mit je einem von zwei Anschlüssen einer der Energiequellen elektrisch leitend verbunden ist. Der Verbindungspunkt der Reihenschaltung je einer der Halbbrücken, auch als Anzapfung dieser Halbbrücke bezeichnet, ist mit je einem der ersten oder der zweiten Anschlüsse der Last verbunden. Alle Halbbrücken, deren Anzapfungen mit einem der ersten Anschlüsse der Last verbunden sind, sind zur ersten Umrichterstufe zusammengefasst. Alle Halbbrücken, deren Anzapfungen mit einem der zweiten Anschlüsse der Last verbunden sind, sind zur zweiten Umrichterstufe zusammengefasst. Damit sind die Anzapfungen und somit die Halbbrücken innerhalb jeder der Umrichterstufen ebenfalls in der beschriebenen Phasenfolge angeordnet bzw. dieser Phasenfolge zugeordnet. The converter stages, which are set up to be selectively controlled to form a star connection and a ring circuit, are preferably designed with half bridges each consisting of two electronic switch elements, preferably semiconductor switch elements, particularly preferably transistors or so-called IGBTs. The electronic switching elements of each of the half-bridges are arranged with their main current paths in series, wherein one of the end points of the series circuit is electrically conductively connected to one of two terminals of one of the energy sources. The connection point of the series connection each one of the half bridges, also referred to as a tap of this half-bridge is connected to one of the first or the second terminals of the load. All half bridges, whose Taps are connected to one of the first terminals of the load are combined to the first inverter stage. All half-bridges whose taps are connected to one of the second terminals of the load are combined to form the second converter stage. Thus, the taps and thus the half-bridges within each of the converter stages are also arranged in the phase sequence described or assigned to this phase sequence.

Zum Bilden einer Sternschaltung ist bevorzugt die zweite Umrichterstufe derart steuerbar, dass die Anzapfungen aller Halbbrücken der zweiten Umrichterstufe leitend miteinander zu einem Sternpunkt verbunden sind. Dazu sind alle elektronischen Schalterelemente dieser Halbbrücken der zweiten Umrichterstufe, die mit demselben Anschluss einer der Energiequellen elektrisch leitend verbunden sind, oder alle elektronischen Schalterelemente dieser Halbbrücken der zweiten Umrichterstufe überhaupt leitend zu schalten. Diese Schaltung ist derart vorzunehmen, dass aus den Energiequellen kein Strom in die Halbbrücken bzw. den Sternpunkt fließen kann, wozu die Energiequellen wenigstens halbseitig, d.h. einpolig, von diesem Sternpunkt getrennt sein müssen. In order to form a star connection, the second converter stage is preferably controllable such that the taps of all half bridges of the second converter stage are conductively connected to one another in a star point. For this purpose, all the electronic switch elements of these half bridges of the second converter stage, which are electrically conductively connected to the same connection of one of the energy sources, or to switch all electronic switch elements of these half bridges of the second converter stage at all. This circuit is to be made in such a way that no current can flow from the energy sources into the half-bridges or the neutral point, for which purpose the energy sources are at least half-sided, i. unipolar, must be separated from this star point.

Zum Bilden einer Ringschaltung werden die erste und die zweite Umrichterstufe derart synchron gesteuert, dass jeweils eine Halbbrücke der ersten Umrichterstufe mit der in der Phasenfolge voraufgehenden oder nachfolgenden Halbbrücke der zweiten Umrichterstufe, d.h. deren elektronische Schalterelemente, synchron geschaltet werden. Damit ist eine Verbindung bzw. Zusammenschaltung der einzelnen Stränge der Last, bei der der zweite Anschluss jedes der Stränge der Last in je einem Abzweigpunkt mit dem ersten Anschluss desjenigen Strangs der Last verbunden ist, der in der Phasenfolge auf den erstgenannten Strang folgt, gegeben. In order to form a ring circuit, the first and the second converter stage are controlled synchronously such that in each case a half-bridge of the first converter stage is connected to the preceding or following half-bridge in the phase sequence of the second converter stage, i. whose electronic switch elements are switched synchronously. Thus, an interconnection of the individual strings of the load, in which the second terminal of each of the strings of the load is connected in each branch point to the first terminal of that strand of the load following in the phase sequence to the former strand, is given.

Je nach Vorgabe der Phasenzahl der Wechselspannungen und damit der Stränge der Last wird deren Zusammenschaltung zur Ringschaltung bei drei Phasen als Dreieckschaltung, bei vier Phasen als Viereckschaltung, bei sechs Phasen als Sechseckschaltung, usw. bezeichnet. Einen besonders bevorzugten Fall bildet das Dreiphasensystem mit drei Wechselspannungen und drei Strängen, wie es als Drehstromsystem in der elektrischen Energieversorgung verbreitet ist. Demgemäß ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung die Last als offenes Dreiphasensystem ausgebildet, und die Umrichterstufen weisen je drei Halbbrücken auf, je eine Halbbrücke für jede der Phasen. Depending on the specification of the phase number of the alternating voltages and thus the strings of the load their interconnection to the ring circuit in three phases as a delta connection, in four phases as a quadrilateral circuit, in six phases as hexagonal circuit, etc., referred to. A particularly preferred case is the three-phase system with three alternating voltages and three strings, as it is widespread as a three-phase system in the electrical power supply. Accordingly, in a preferred embodiment of the circuit arrangement according to the invention, the load is designed as an open three-phase system, and the converter stages each have three half-bridges, one half-bridge for each of the phases.

An dieser Stelle sei erwähnt, dass aus der Druckschrift DE 10 2006 003 398 A1 ein doppelendiges Umrichtersystem für ein Fahrzeug zum Antreiben eines Motors oder einer anderen Last des Fahrzeugs bekannt ist: Das doppelendige Umrichtersystem umfasst eine erste Energiequelle und ein erstes Umrichtersystem, das mit der ersten Energiequelle gekoppelt und ausgebildet ist, um die Last anzutreiben. Das doppelendige Umrichtersystem umfasst des weiteren eine sekundäre Energiequelle, einen zweiten Kondensator, der parallel zu der sekundären Energiequelle geschaltet ist, und ein zweites Umrichtersystem, das mit der sekundären Energiequelle gekoppelt und ausgebildet ist, um die Last anzutreiben. Ein Controller umfasst einen Ausgang, der mit dem ersten Umrichtersystem und dem zweiten Umrichtersystem gekoppelt ist, um dem ersten Umrichtersystem und dem zweiten Umrichtersystem mindestens ein pulsweitenmoduliertes Signal zu liefern. In diesem doppelendigen Umrichtersystem existiert ein wichtiger Betriebszustand, bei dem die primäre Energiequelle der Last die gesamte Leistung liefert. In diesem Fall liefert die sekundäre Energiequelle keine Leistung und befindet sich auch nicht in einem Ladezustand. Ein Weg, damit dies auftritt, ist, einfach die drei oberen oder die drei unteren Halbleiterschalter in dem zweiten Umrichtersystem zu schließen, um bei den Wicklungen des Motors eine künstliche Sternschaltung zu erzeugen. Während ein Erzeugen einer künstlichen Sternschaltung jegliche Schaltverluste in dem zweiten Umrichtersystem beseitigt, beschränkt es auch die Spannung, die an den Motor angelegt werden kann, auf die, die das erste Umrichtersystem selbst erzeugen könnte. Als ein Ergebnis erreicht der Motor die Grenze, bei der bei einer niedrigeren Drehzahl eine Feldschwächung auftreten muss. Es ist möglich, durch Erzeugen einer Spannung durch das zweite Umrichtersystem, die um 90° zu dem Strom des Motors phasenverschoben ist, die verfügbare Motorspannung weiter zu erhöhen. At this point it should be mentioned that from the document DE 10 2006 003 398 A1 a double ended inverter system for a vehicle for driving an engine or other load of the vehicle is known: The dual ended inverter system includes a first power source and a first power converter system coupled to the first power source and configured to drive the load. The dual ended inverter system further includes a secondary power source, a second capacitor connected in parallel with the secondary power source, and a second power converter system coupled to the secondary power source and configured to drive the load. A controller includes an output coupled to the first inverter system and the second inverter system to provide the first inverter system and the second inverter system with at least one pulse width modulated signal. In this double-ended inverter system, there is an important operating condition in which the primary source of energy provides the load with the full power. In this case, the secondary power source will not deliver power and will not be in a state of charge. One way to do this is simply to close the three upper or the three lower semiconductor switches in the second inverter system to create an artificial star connection in the windings of the motor. While creating an artificial star circuit eliminates any switching losses in the second inverter system, it also restricts the voltage that can be applied to the motor to that which the first inverter system itself could produce. As a result, the motor reaches the limit where field weakening must occur at a lower speed. It is possible to further increase the available motor voltage by generating a voltage through the second inverter system that is 90 degrees out of phase with the current of the motor.

Weiterhin ist in der Druckschrift DE 10 2006 003 398 A1 angegeben, dass, wenn die Ausgangsspannung des zweiten Umrichtersystems zu der des Phasenstroms um 90° phasenverschoben ist, das zweite Umrichtersystem keine Wirkleistung verarbeitet. Die durch das zweite Umrichtersystem erzeugte Spannung trägt jedoch zu der verfügbaren Spannung des ersten Umrichtersystems bei, so dass die maximal verfügbare Spannung des Systems erhöht wurde. Im Wesentlichen liefert das zweite Umrichtersystem einen Teil (weniger oder gleich 100 %) der Blindleistung, die durch die Last verbraucht wird, während das erste Umrichtersystem die gesamte Wirkleistung und die verbleibende Blindleistung liefert. Furthermore, in the document DE 10 2006 003 398 A1 indicates that when the output voltage of the second inverter system is out of phase with that of the phase current by 90 °, the second inverter system does not process active power. However, the voltage generated by the second inverter system contributes to the available voltage of the first inverter system, so that the maximum available voltage of the system has been increased. In essence, the second inverter system provides a portion (less than or equal to 100%) of the reactive power consumed by the load while the first inverter system provides the total active power and remaining reactive power.

Eine Stern-Dreieck-Umschaltung wie bei der vorliegenden Erfindung wird damit allerdings nicht erhalten. However, star-delta switching as in the present invention is not obtained therewith.

Die Erfindung ermöglicht eine Steigerung der Leistung und des Wirkungsgrades der Last durch eine Anwendung einer Stern-Ring-Umschaltung, insbesondere einer Stern-Dreieck-Umschaltung bei einem Dreiphasensystem. Insbesondere ermöglicht es die Erfindung, diese Umschaltung leistungsunterbrechungsfrei auszuführen, da im Betrieb der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung keine Umschaltzeitintervalle bzw. Austastzeitintervalle vorgesehen werden müssen, in denen die Energiezufuhr aus den Energiequellen unterbrochen werden müsste. Dies wird durch den Einsatz der zweiten Umrichterstufe zusätzlich zur ersten Umrichterstufe erreicht. Durch die beschriebene Steuerung der Halbbrücken der Umrichterstufen wird übergangslos eine Bildung entweder eines Sternpunktes für eine Sternschaltung durch zumindest halbseitiges Leitend-Schalten aller Halbbrücken der zweiten Umrichterstufen oder eine Bildung virtueller und/oder realer Abzweigpunkte für eine Ringschaltung durch Synchronisation der Halbbrücken in der beschriebenen Weise erhalten. Dabei ist mit der Bildung eines realen Abzweigpunkts eine elektrisch leitende Zusammenschaltung eines ersten und eines zweiten Anschlusses der Last in der beschriebenen Weise bezeichnet; ein solcher realer Abzweigpunkt wird insbesondere aus der ersten Energiequelle gespeist. Mit der Bildung eines virtuellen Abzweigpunkts ist das elektrisch getrennte, aber synchrone Speisen dieses ersten Anschlusses der Last aus der ersten Energiequelle und des zweiten Anschlusses der Last aus der zweiten Energiequelle bezeichnet, wobei den bezeichneten Anschlüssen zeitgleich übereinstimmende Spannungen, d.h. Wechselspannungen, zugeführt werden, so dass diese Anschlüsse stets auf demselben elektrischen Potential liegen. The invention enables an increase in the power and the efficiency of the load by using a star-ring switching, in particular a star-delta switching in a three-phase system. In particular, the invention makes it possible to perform this switching power interruption free, since during operation of the circuit arrangement according to the invention no Umschaltzeitintervalle or blanking intervals must be provided, in which the energy supply from the energy sources should be interrupted. This is achieved by using the second converter stage in addition to the first converter stage. The described control of the half bridges of the converter stages, a formation of either a star point for a star connection by at least half-sided Leitend switching all half bridges of the second converter stages or a formation of virtual and / or real Abzweigpunkte for a ring circuit by synchronization of the half bridges is obtained in the manner described without transition , In this case, the formation of a real branch point denotes an electrically conductive interconnection of a first and a second terminal of the load in the manner described; such a real branch point is fed in particular from the first energy source. With the formation of a virtual branch point, the electrically separate but synchronous feeding of this first terminal of the load from the first power source and the second terminal of the load from the second power source is indicated, wherein the designated terminals are supplied at the same time matching voltages, ie AC voltages, so that these connections are always at the same electrical potential.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung gekennzeichnet durch eine Ausbildung zum Speisen der Last ausschließlich aus der ersten Energiequelle, wofür wenigstens ein Schalterelement vorgesehen ist zum wahlweisen Gewinnen der zweiten Gleichspannung aus der ersten Gleichspannung der ersten Energiequelle und zum Liefern dieser aus der ersten Gleichspannung der ersten Energiequelle gewonnenen zweiten Gleichspannung an die zweite Umrichterstufe. Das wenigstens eine Schalterelement, auch als Verbindungsschalter bezeichnet, ist ebenfalls vorteilhaft als elektronisches Schalterelement ausgebildet, bevorzugt mit einem oder mehreren Transistoren oder IGBTs und dient zum wahlweisen Liefern der ersten Gleichspannung aus der ersten Energiequelle als zweite Gleichspannung an die zweite Umrichterstufe, wobei die Schaltungsanordnung nur die erste Energiequelle aufweist, eine gesonderte zweite Energiequelle kann entfallen. Bevorzugt sind dabei die Umrichterstufen und der wenigstens eine Verbindungsschalter zu eine gemeinsamen Leistungselektronik-Baugruppe zusammengefasst, wozu unterschiedliche, für sich genommen bekannte Integrationstechniken angewandt sein können. Dadurch wird, obgleich zwei Umrichterstufen vorgesehen sind, insgesamt ein kompakter und kostengünstiger Aufbau erhalten. According to a preferred embodiment, the circuit arrangement according to the invention is characterized by a training for feeding the load exclusively from the first power source, for which at least one switch element is provided for selectively obtaining the second DC voltage from the first DC voltage of the first power source and for supplying these from the first DC voltage first power source obtained second DC voltage to the second converter stage. The at least one switch element, also referred to as a connection switch, is also advantageously designed as an electronic switch element, preferably with one or more transistors or IGBTs and serves to selectively supply the first DC voltage from the first power source as a second DC voltage to the second converter stage, the circuit arrangement only having the first energy source, a separate second energy source can be omitted. Preferably, the converter stages and the at least one connection switch are combined to form a common power electronics module, for which purpose different integration techniques known per se can be used. As a result, although two converter stages are provided, overall a compact and inexpensive construction is obtained.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung gekennzeichnet durch eine Ausbildung der ersten und/oder der zweiten Energiequelle mit wenigstens einem Akkumulator und/oder wenigstens einer Brennstoffzelle. Diese Ausführungsform ist bevorzugt in elektrisch betriebenen Fahrzeugen, insbesondere Straßenfahrzeugen, oder in Hybridfahrzeugen einsetzbar. Vorteilhaft ist die erste und/oder die zweite Energiequelle durch eine Traktionsbatterie eines derartigen Fahrzeugs gebildet. Damit ist ein sehr leistungsfähiger Betrieb der Last mit hohem Wirkungsgrad in einem solchen Fahrzeug mit den darin verfügbaren Energiequellen möglich. In a further preferred embodiment, the circuit arrangement according to the invention is characterized by a design of the first and / or the second energy source with at least one accumulator and / or at least one fuel cell. This embodiment is preferably used in electrically powered vehicles, in particular road vehicles, or in hybrid vehicles. Advantageously, the first and / or the second energy source is formed by a traction battery of such a vehicle. Thus, a very efficient operation of the load with high efficiency in such a vehicle with the energy sources available therein is possible.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung gekennzeichnet durch eine Ausbildung der ersten und/oder der zweiten Energiequelle mit wenigstens einem Kondensator, insbesondere mit wenigstens einem Superkondensator. According to a further preferred embodiment, the circuit arrangement according to the invention is characterized by a design of the first and / or the second energy source with at least one capacitor, in particular with at least one supercapacitor.

Wie dazu aus der Internet-Enzyklopädie "Wikipedia" – vgl. den Internetauftritt " http://de.wikipedia.org/wiki/Superkondensator ", Eintrag gelesen am 05.06.2014 um 11:35 Uhr – entnehmbar ist, sind Superkondensatoren, auch Ultrakondensatoren genannt, elektrochemische Kondensatoren und als solche eine Weiterentwicklung aus Doppelschichtkondensatoren. Sie besitzen im Gegensatz zu Keramik-, Folien- und Elektrolytkondensatoren kein Dielektrikum im herkömmlichen Sinne. Die Kapazitätswerte dieser Kondensatoren ergeben sich aus der Summe zweier hochkapazitiver Speicherprinzipien:

  • • aus der statischen Speicherung elektrischer Energie durch Ladungstrennung in Helmholtz-Doppelschichten in einer Doppelschichtkapazität und
  • • aus der elektrochemischen Speicherung elektrischer Energie durch faradayschen Ladungstausch mit Hilfe von Redoxreaktionen in einer Pseudokapazität.
As can be seen from the internet encyclopedia "Wikipedia" - cf. the internet appearance " http://de.wikipedia.org/wiki/Superkondensator ", Posted on 06/05/2014 at 11:35 AM - As can be seen, supercapacitors, also called ultracapacitors, are electrochemical capacitors and, as such, a further development of double-layer capacitors, unlike ceramic, foil and electrolytic capacitors, they have no dielectric in the conventional one The capacitance values of these capacitors result from the sum of two high-capacitive storage principles:
  • • from the static storage of electrical energy by charge separation in Helmholtz double layers in a double-layer capacitance and
  • • from the electrochemical storage of electrical energy by faradaic charge exchange by means of redox reactions in a pseudo-capacitance.

Doppelschicht- und Pseudokapazität summieren sich in allen elektrochemischen Kondensatoren zu einer Gesamtkapazität. Double-layer and pseudo-capacitance add up to a total capacity in all electrochemical capacitors.

Superkondensatoren gliedern sich, bedingt durch die Ausführung ihrer Elektroden, in drei unterschiedliche Kondensatorfamilien:

  • • Doppelschichtkondensatoren besitzen Kohlenstoffelektroden oder deren Derivate mit einer sehr hohen statischen Doppelschichtkapazität. Der Anteil an faradayscher Pseudokapazität an der Gesamtkapazität ist nur gering.
  • • Pseudokondensatoren besitzen Elektroden aus Metalloxiden oder aus leitfähigen Polymeren und haben einen sehr hohen Anteil an faradayscher Pseudokapazität.
  • • Hybridkondensatoren besitzen asymmetrische Elektroden, eine mit einer hohen Doppelschicht-, die zweite mit einer hohen Pseudokapazität. Zu den Hybridkondensatoren gehören Lithium-Ionen-Kondensatoren.
Due to the design of their electrodes, supercapacitors are divided into three different capacitor families:
  • • Double-layer capacitors have carbon electrodes or their derivatives with a very high static double-layer capacity. The proportion of Faraday pseudo capacity in the total capacity is small.
  • • Pseudo-capacitors have electrodes made of metal oxides or of conductive polymers and have a very high proportion of Faraday pseudo-capacitance.
  • • Hybrid capacitors have asymmetric electrodes, one with a high bilayer, the second with a high pseudo capacitance. The hybrid capacitors include lithium-ion capacitors.

In Superkondensatoren ist der Elektrolyt die leitfähige Verbindung zwischen zwei Elektroden. Das unterscheidet sie von Elektrolytkondensatoren, bei denen der Elektrolyt die Kathode ist und somit die zweite Elektrode bildet. Superkondensatoren gehören zu den passiven elektronischen Bauelementen und überbrücken die Lücke zwischen Kondensatoren und Akkumulatoren. Sie haben unter den Kondensatoren die höchsten Kapazitätswerte pro Bauelement, die mit bis zu 10.000 F/1,2 V etwa 10.000-fach größer sind als die von Elektrolytkondensatoren. Im Vergleich zu Akkumulatoren gleichen Gewichts weisen Superkondensatoren nur etwa 10 % von deren Energiedichte auf, allerdings ist ihre Leistungsdichte etwa 10 bis 100-fach größer. Superkondensatoren können deshalb sehr viel schneller ge- und entladen werden. Sie überstehen außerdem sehr viel mehr Schaltzyklen als Akkus und eignen sich deshalb als deren Ersatz oder Ergänzung, wenn eine große Schaltbeanspruchung gefordert wird. In supercapacitors, the electrolyte is the conductive connection between two electrodes. This distinguishes them from electrolytic capacitors, in which the electrolyte is the cathode and thus forms the second electrode. Supercapacitors are passive electronic devices that bridge the gap between capacitors and accumulators. Among the capacitors, they have the highest capacitance per component, which is 10,000 times greater than that of electrolytic capacitors at up to 10,000 F / 1.2V. In comparison to accumulators of the same weight, supercapacitors have only about 10% of their energy density, but their power density is about 10 to 100 times greater. Supercapacitors can therefore be charged and discharged much faster. They also withstand much more switching cycles than rechargeable batteries and are therefore suitable as their replacement or supplement when a large switching stress is required.

Das Einsatzgebiet von Superkondensatoren reicht von der Bereitstellung kleinster Ströme zum Datenerhalt von statischen Speichern (SRAM) in elektronischen Geräten bis in den Bereich der Leistungselektronik, so z.B. als Speicher elektrischer Energie im sogenannten KERS-System von Formel-1-Rennwagen oder bei der Rückgewinnung von Bremsenergie, der sogenannten Rekuperation, in Fahrzeugen wie Bussen und Bahnen. The field of application of supercapacitors ranges from the provision of smallest streams for data retention from static memories (SRAM) in electronic devices to the field of power electronics, e.g. as a storage of electrical energy in the so-called KERS system of Formula 1 racing cars or in the recovery of braking energy, the so-called recuperation, in vehicles such as buses and trains.

Auch aus dem Aufsatz „Superkondensatoren – Elektrochemische Doppelschichtkondensatoren“, erschienen in MTZ – Motortechnische Zeitschrift, Ausgabe 02/2013, Seiten 158–163, Autoren: Dr.-Ing. Julia Kowal, Dipl.-Ing. Julia Drillkens, Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Dirk Uwe Sauer, erschienen bei Springer Automotive Media Wiesbaden GmbH (2013) , ist entnehmbar, dass alternativ zu Batterien für die Speicherung elektrischer Energie auch eine Kondensatortechnologie zur Verfügung steht, die als elektrochemische Doppelschichtkondensatoren bezeichnet ist, auch Supercaps, Ultracaps oder Superkondensatoren genannt. Systematisch gesehen gehören elektrochemische Doppelschichtkondensatoren zur Gruppe der Kondensatoren. Sie weisen einen Aufbau mit porösen Elektroden und gelösten Ionen in einem organischen Elektrolyten auf. Also from the essay "Supercapacitors - Electrochemical Double Layer Capacitors", published in MTZ - Motortechnische Zeitschrift, Issue 02/2013, pages 158-163, authors: Dr.-Ing. Julia Kowal, Dipl.-Ing. Julia Drillkens, Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Dirk Uwe Sauer, published by Springer Automotive Media Wiesbaden GmbH (2013) , It can be seen that as an alternative to batteries for the storage of electrical energy and a capacitor technology is available, which is referred to as electrochemical double-layer capacitors, also called supercaps, ultracaps or supercapacitors. Systematically, electrochemical double-layer capacitors belong to the group of capacitors. They have a structure with porous electrodes and dissolved ions in an organic electrolyte.

Ferner wird in diesem Aufsatz beschrieben, dass bei diesen Supercaps die Speicherung der Energie im elektrischen Feld zwischen einer Kohlenstoffoberfläche auf der einen und einer Helmholtz-Schicht aus Ionen auf der anderen Seite erfolgt. Aufgrund der porösen Oberflächenstruktur der Elektroden und des geringen Abstands der Helmholtz-Schicht im Bereich von einigen Nanometern können sie im Vergleich zu konventionellen Kondensatoren viel mehr Energie pro Volumen speichern. Sie weisen eine schnelle Ansprechzeit und die Fähigkeit auf, sehr hohe Ströme liefern zu können. Daraus ergibt sich eine ebensolche Leistungsfähigkeit. Gleichzeitig erreichen die Supercaps um zwei bis drei Größenordnungen höhere Zyklenlebensdauern, da die Energiespeicherung im Wesentlichen elektrostatisch und ohne elektrochemische Reaktion abläuft. Die Elektrodenmaterialien werden daher keinen strukturellen Änderungen der Kristallstruktur unterworfen, was die Elektroden sehr stabil macht. Aufgrund dieser Eigenschaften nehmen Supercaps in Bezug auf Energie und Leistung eine Zwischenstellung zwischen Batterien und Kondensatoren ein. Sie sind damit ideale Energiespeicher für alle Anwendungen, bei denen hohe Leistungen für kurze Zeit und große Zyklenzahlen benötigt werden. Furthermore, it is described in this article that these supercaps store the energy in the electric field between a carbon surface on one side and a Helmholtz layer of ions on the other side. Due to the porous surface structure of the electrodes and the small distance of the Helmholtz layer in the range of a few nanometers, they can save much more energy per volume compared to conventional capacitors. They have a fast response time and the ability to deliver very high currents. This results in a similar performance. At the same time, the supercaps reach two to three orders of magnitude higher cycle lifetimes, since the energy storage essentially proceeds electrostatically and without electrochemical reaction. The electrode materials are therefore not subjected to structural changes in the crystal structure, which makes the electrodes very stable. Because of these characteristics, supercaps have an intermediate position between batteries and capacitors in terms of energy and power. They are thus ideal energy storage devices for all applications where high performance is required for a short time and large numbers of cycles.

Damit sind derartige Superkondensatoren vorteilhaft als Energiespeicher auch für die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung einsetzbar. Ist z.B. die zweite Energiequelle mit wenigstens einem derartigen Superkondensator ausgebildet, wird diesem Superkondensator Energie bevorzugt in einem sogenannten Rekuperationsmodus zugeführt. Vorteilhaft wird ein derartiger Rekuperationsmodus beim Bremsen von Fahrzeugen ausgeführt, wobei aus der kinetischen Energie des Fahrzeugs elektrische Energie rückgewonnen wird. Derart rückgewonnene Energie kann dem Superkondensator zugeleitet und darin gespeichert werden. Im Fall der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung kann in der Last gespeicherte elektrische und/oder mechanische, d.h. potentielle und/oder kinetische, Energie, die insbesondere aus der ersten Energiequelle aufgenommen wurde, im Rekuperationsmodus in den Superkondensator geleitet werden. Bevorzugt kann ein solcher Rekuperationsmodus auch mit bestimmter Steuerung der Umrichterstufen ausgeführt werden, etwa durch halbseitiges Leitend-Schalten und halbseitiges Sperren der Halbbrücken der ersten Umrichterstufe, wodurch diese einen von der ersten Energiequelle abgetrennten Sternpunkt für die ersten Anschlüsse der Last bildet. Über die zweite Umrichterstufe wird dann die Energie dem Superkondensator zugeführt. Thus, such supercapacitors are advantageously used as energy storage for the circuit arrangement according to the invention. Is e.g. the second energy source is formed with at least one such supercapacitor, energy is preferably supplied to this supercapacitor in a so-called recuperation mode. Such a Rekuperationsmodus is advantageously carried out when braking vehicles, with the kinetic energy of the vehicle electrical energy is recovered. Such recovered energy can be supplied to the supercapacitor and stored therein. In the case of the circuit arrangement according to the invention, electrical and / or mechanical stored in the load, i. potential and / or kinetic energy, which was taken in particular from the first energy source, are passed in recuperation in the supercapacitor. Preferably, such a recuperation mode can also be carried out with specific control of the converter stages, for example by half-side conduction switching and half-side blocking of the half bridges of the first converter stage, whereby this forms a star point separated from the first energy source for the first terminals of the load. The energy is then supplied to the supercapacitor via the second converter stage.

In Variationen dieser Ausgestaltung kann wenigstens ein Kondensator und/oder wenigstens ein Superkondensator zusätzlich zu der ersten und/oder der zweiten Energiequelle, parallel dazu angeordnet, vorgesehen sein, wobei der wenigstens eine Kondensator und/oder Superkondensator z.B. parallel zu wenigstens einer Brennstoffzelle und/oder wenigstens einem Akkumulator der Energiespeicherung zum Ausgleich von Belastungsschwankungen und/oder -spitzen und/oder zur Spannungsglättung und/oder zur Entstörung dient. In variations of this embodiment, at least one capacitor and / or at least one supercapacitor may be provided in addition to the first and / or the second energy source disposed parallel thereto, the at least one Capacitor and / or supercapacitor, for example, parallel to at least one fuel cell and / or at least one accumulator of the energy storage to compensate for load fluctuations and / or peaks and / or voltage smoothing and / or suppression serves.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist die erste Energiequelle über wenigstens einen ersten Gleichspannungswandler mit der ersten Umrichterstufe gekoppelt und/oder ist die zweite Energiequelle über wenigstens einen zweiten Gleichspannungswandler mit der zweiten Umrichterstufe gekoppelt. Ist nur eine erste Energiequelle vorgesehen, wird nur ein Gleichspannungswandler benötigt. Diese Gleichspannungswandler, auch als sogenannte „Boost/Buck Converter“ ausgestaltet und bezeichnet, sind dazu ausgebildet, durch bestimmte Steuerung die an die Last zu liefernden Spannungen während der Stern-Ring-Umschaltung konstant zu halten, da ansonsten unerwünschte Schwingungen im transienten Verhalten der Schaltungsanordnung auftreten können. Insbesondere wird diese Steuerung durch eine passende Änderung eines Modulationsindexes in der Spannungswandlung bewirkt. According to a preferred development of the circuit arrangement according to the invention, the first energy source is coupled to the first converter stage via at least one first DC-DC converter and / or the second energy source is coupled to the second converter stage via at least one second DC-DC converter. If only a first energy source is provided, only one DC-DC converter is needed. These DC-DC converters, also designed and designated as so-called "boost / buck converters", are designed to keep constant the voltages to be supplied to the load during the star-ring switching by certain control, since otherwise undesirable oscillations in the transient behavior of the circuit arrangement may occur. In particular, this control is effected by an appropriate change of a modulation index in the voltage conversion.

In einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist die Last mit einer elektrischen Maschine mit offenen Wicklungen gebildet. Besonders bevorzugt ist die Last mit einer Asynchronmaschine mit offenen Wicklungen gebildet. Damit ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung vorteilhaft für Antriebe einsetzbar. Sie ermöglicht einen kraft- bzw. drehmomentunterbrechungsfreien Betrieb einer solchen elektrischen Maschine, insbesondere eine kraft- bzw. drehmomentunterbrechungsfreie Stern-Ring-Umschaltung dieser elektrischen Maschine. In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist die Last als dreiphasige Asynchronmaschine ausgebildet. Damit ermöglicht die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung einen kraft- bzw. drehmomentunterbrechungsfreien Betrieb der dreiphasigen Asynchronmaschine, insbesondere eine kraft- bzw. drehmomentunterbrechungsfreie Stern-Dreieck-Umschaltung der dreiphasigen Asynchronmaschine. Da eine derartige Asynchronmaschine sehr kostengünstig und einfach ohne Verwendung kostspieliger Permanentmagnete aufgebaut ist, lässt sich mit der Erfindung ein sehr einfach und kostengünstig aufgebauter Antrieb verwirklichen, der auch und bevorzugt für elektrisch betriebene Fahrzeuge und dort insbesondere für einen Traktionsantrieb einsetzbar ist. Durch die Erfindung werden Wirkungsgrad und Drehmoment dieses Antriebs unter Verwendung einer Asynchronmaschine in dem Umfang verbessert, dass sie sich soweit wie möglich den diesbezüglichen Werten einer permanentmagneterregten Synchronmaschine annähern. Unter Einsatz einer Asynchronmaschine wird bei gleichem Bauraum wie für eine permanentmagneterregte Synchronmaschine eine vergleichbare Leistung erzielt. Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wahlweise auch zum Betreiben einer permanentmagneterregten Synchronmaschine anstelle der Asynchronmaschine einsetzbar. In a preferred embodiment of the circuit arrangement according to the invention, the load is formed with an electric machine with open windings. Particularly preferably, the load is formed with an asynchronous machine with open windings. Thus, the circuit arrangement according to the invention can advantageously be used for drives. It allows a power or torque interruption-free operation of such an electric machine, in particular a force or torque interruption-free star-ring switching this electric machine. In a particularly preferred embodiment, the load is designed as a three-phase asynchronous machine. Thus, the circuit arrangement according to the invention enables a power or torque interruption-free operation of the three-phase asynchronous machine, in particular a force or torque interruption-free star-delta switching of the three-phase asynchronous machine. Since such an asynchronous machine is constructed very inexpensively and simply without the use of expensive permanent magnets, can be realized with the invention, a very simple and inexpensive constructed drive, which is also and preferably used for electrically powered vehicles and there especially for a traction drive. The invention improves the efficiency and torque of this drive by using an asynchronous machine to the extent that they approach, as much as possible, the respective values of a permanent magnet synchronous machine. Using an asynchronous machine, a comparable performance is achieved with the same installation space as for a permanent magnet synchronous machine. In addition, the circuit arrangement according to the invention can optionally also be used for operating a permanent-magnet-excited synchronous machine instead of the asynchronous machine.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung gekennzeichnet durch eine Steuerstufe zum Steuern der Umrichterstufen und/oder des wenigstens einen Schalterelements und/oder der Gleichspannungswandler. Durch ein gemeinsames Steuern aller in der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wahlweise eingesetzten elektronischen Schalterelemente, bevorzugt also derjenigen der Halbbrücken der Umrichterstufen und zusätzlich des wenigstens einen Verbindungsschalters sowie gegebenenfalls auch des wenigstens einen Gleichspannungswandlers, d.h. „Boost/Buck Converters“, mittels einer gemeinsamen Steuerstufe wird ein einfacher und kompakter Aufbau der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung erhalten, mit dem eine Synchronisation der beschriebenen Art einfach, präzise und fehlerfrei erzielt wird. Insbesondere die Vermeidung von Synchronisationsfehlern zwischen den Umrichterstufen ist bedeutsam. According to a further preferred embodiment, the circuit arrangement according to the invention is characterized by a control stage for controlling the converter stages and / or the at least one switch element and / or the DC-DC converter. By jointly controlling all optionally used in the circuit arrangement according to the invention electronic switch elements, preferably that of the half bridges of the converter stages and additionally the at least one connection switch and optionally also the at least one DC-DC converter, i. "Boost / Buck Converters", by means of a common control stage, a simple and compact construction of the circuit arrangement according to the invention is obtained, with which a synchronization of the type described is achieved simply, precisely and without errors. In particular, the avoidance of synchronization errors between the converter stages is significant.

Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Schaltungsanordnung der vorstehend beschriebenen Art, wobei zum Speisen der Last aus der ersten oder der ersten und der zweiten Energiequelle die ersten und zweiten Anschlüsse der Last durch Steuern wenigstens der Umrichterstufen wahlweise zu einer Sternschaltung oder einer Ringschaltung verbunden werden. Insbesondere bei einer Ausbildung der Last mit einer elektrischen Maschine, bevorzugt einer Asynchronmaschine, erfolgt die Verbindung zur Sternschaltung bei niedrigen Drehzahlen und die Verbindung zur Ringschaltung bei hohen Drehzahlen. The above object is further achieved by a method of operating a circuit arrangement of the type described above, wherein for feeding the load from the first or the first and the second energy source, the first and second terminals of the load by controlling at least the inverter stages optionally to a star connection or a ring circuit can be connected. In particular, in a design of the load with an electric machine, preferably an asynchronous machine, the connection to the star connection at low speeds and the connection to the ring circuit at high speeds.

Zum Bilden der Sternschaltung werden die elektronischen Schalterelemente der Halbbrücken in der zweiten Umrichterstufe derart leitend bzw. nichtleitend geschaltet, dass in der zweiten Umrichterstufe ein Sternpunkt gebildet und zugleich eine Abtrennung dieses Sternpunkts von der ersten oder der ersten und der zweiten Energiequelle bewirkt wird. Beim Speisen beider Umrichterstufen aus der als einziger Energiequelle vorgesehenen ersten Energiequelle werden insbesondere der wenigstens eine Verbindungsschalter nichtleitend geschaltet und die Halbbrücken der zweiten Umrichterstufe wenigstens halbseitig leitend geschaltet. Beim getrennten Speisen der zweiten Umrichterstufe aus der gesonderten zweiten Energiequelle werden die Halbbrücken der zweiten Umrichterstufe bevorzugt halbseitig leitend und halbseitig nichtleitend geschaltet, so dass über die mit einem ersten Anschluss der zweiten Energiequelle verbundenen, leitenden Schalterelemente der Halbbrücken der zweiten Umrichterstufe der Sternpunt gebildet wird und durch die mit einem zweiten Anschluss der zweiten Energiequelle verbundenen, nichtleitenden Schalterelemente der Halbbrücken der zweiten Umrichterstufe ein Stromfluss aus der zweiten Energiequelle unterbunden wird. To form the star connection, the electronic switching elements of the half bridges in the second converter stage are switched such that a star point is formed in the second converter stage and at the same time a separation of this star point from the first or the first and the second energy source is effected. When feeding both converter stages from the first energy source provided as the first energy source, in particular the at least one connection switch is switched non-conducting and the half-bridges of the second converter stage at least switched on one side conductive. In the case of separate feeding of the second converter stage from the separate second energy source, the half bridges of the second converter stage are preferably connected in a semi-conducting and half-conducting non-conducting manner, so that over connected to a first terminal of the second power source, the conductive switch elements of the half-bridges of the second inverter stage of the star point is formed and prevented by the connected to a second terminal of the second power source, non-conductive switch elements of the half-bridges of the second converter stage, a current flow from the second energy source.

Zum Bilden der Dreieckschaltung wird eine Synchronisation der Halbbrücken der ersten und der zweiten Umrichterstufe derart vorgenommen, dass je einer der ersten Anschlüsse der Last mit dem in der Phasenfolge um eine bestimmte Anzahl von Stellen in der Phasenfolge, insbesondere um eine Stelle, benachbarten der zweiten Anschlüsse der Last synchron gespeist, bevorzugt leitend verbunden, wird. Wie bereits vorstehend erläutert, werden als zum Bilden einer Ringschaltung die erste und die zweite Umrichterstufe derart synchron gesteuert, dass jeweils eine Halbbrücke der ersten Umrichterstufe mit der in der Phasenfolge voraufgehenden oder nachfolgenden Halbbrücke der zweiten Umrichterstufe, d.h. deren elektronische Schalterelemente, synchron geschaltet werden. Damit ist eine Verbindung bzw. Zusammenschaltung der einzelnen Stränge der Last, bei der der zweite Anschluss jedes der Stränge der Last in je einem Abzweigpunkt mit dem ersten Anschluss desjenigen Strangs der Last verbunden ist, der in der Phasenfolge auf den erstgenannten Strang folgt, gegeben. Dadurch wird eine einen tatsächlichen elektrischen Abzweigpunkt bildende Verbindung oder eine Übereinstimmung der diesen Anschlüssen zugeführten Spannungen erzielt, die wie ein tatsächlicher elektrischer Abzweigpunkt wirkt und vorstehend auch als virtueller Abzweigpunkt bezeichnet ist. To form the delta connection, a synchronization of the half bridges of the first and the second converter stage is carried out such that one of the first terminals of the load with the in the phase sequence by a certain number of points in the phase sequence, in particular by one point, adjacent the second terminals the load is fed synchronously, preferably conductively connected, is. As already explained above, as for forming a ring circuit, the first and the second converter stage are synchronously controlled so that in each case a half-bridge of the first converter stage is connected to the preceding or subsequent half-bridge in the phase sequence of the second converter stage, i. whose electronic switch elements are switched synchronously. Thus, an interconnection of the individual strings of the load, in which the second terminal of each of the strings of the load is connected in each branch point to the first terminal of that strand of the load following in the phase sequence to the former strand, is given. Thereby, a connection forming an actual electrical branch point or a match of the voltages applied to these terminals is achieved, which acts as an actual electrical branch point and is also referred to above as a virtual branch point.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht auf einfache Weise die angestrebte, leistungs- bzw. kraft- oder drehmomentunterbrechungsfreie Stern-Ring-Umschaltung. Bevorzugt ist das erfindungsgemäße Verfahren zum Steuern von Traktionsantrieben in elektrisch betriebenen Fahrzeugen einsetzbar. The inventive method allows in a simple way the desired, power or torque or torque interruption-free star-ring switching. Preferably, the inventive method for controlling traction drives in electrically operated vehicles can be used.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Umrichterstufen pulsweitenmoduliert gesteuert. Damit ist die erfindungsgemäße Stern-Ring-Umschaltung sehr einfach und wirkungsvoll mit einer Leistungssteuerung durch Pulsweitenmodulation kombinierbar, ohne dafür weitere Schaltungsbauelemente, insbesondere aufwendige und kostspielige Leistungshalbleiter, einsetzen zu müssen. Diese Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht somit die Bereitstellung und das Betreiben eines einfach aufgebauten, kompakten und leistungsfähigen Antriebs. In an advantageous embodiment of the method according to the invention, the converter stages are controlled pulse width modulated. Thus, the star-ring switching invention is very simple and effective combined with a power control by pulse width modulation, without having to use other circuit components, especially complex and expensive power semiconductors. This development of the method according to the invention thus makes it possible to provide and operate a simply constructed, compact and powerful drive.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

In der Zeichnung, in der übereinstimmende Elemente in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen sind und zu der auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird, zeigen: In the drawing, in which matching elements in all figures are given the same reference numerals and to which a repeated description of these elements is omitted, show:

1 ein erstes Beispiel für eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in blockschematischer Darstellung, 1 a first example of a circuit arrangement according to the invention in block schematic representation,

2 das erste Beispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nach 1 in blockschematischer Darstellung in einem Betriebszustand mit einer Sternschaltung, 2 the first example of the circuit arrangement according to the invention 1 in a block diagram in an operating state with a star connection,

3 das erste Beispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nach 1 in blockschematischer Darstellung in einem Betriebszustand mit Bildung eines ersten Abzweigpunktes einer Dreieckschaltung, 3 the first example of the circuit arrangement according to the invention 1 in a block diagram in an operating state with formation of a first branch point of a delta connection,

4 das erste Beispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nach 1 in blockschematischer Darstellung in einem weiteren Betriebszustand mit Bildung eines zweiten Abzweigpunktes einer Dreieckschaltung, 4 the first example of the circuit arrangement according to the invention 1 in block schematic representation in a further operating state with the formation of a second branch point of a delta connection,

5 Diagramme mit Schaltverläufen für die Umrichterstufen und die Verbindungsschalter in Stern- und Dreieckschaltung und im Umschaltzeitpunkt, 5 Diagrams with switching profiles for the converter stages and the connection switches in star and delta connection and at the changeover time,

6 ein zweites Beispiel für eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in blockschematischer Darstellung, 6 a second example of a circuit arrangement according to the invention in block schematic representation,

7 ein drittes Beispiel für eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in blockschematischer Darstellung, und 7 a third example of a circuit arrangement according to the invention in block schematic representation, and

8 ein Diagramm mit einem Beispiel für einen Verlauf eines Drehmoments M einer Asynchronmaschine über der Drehzahl zur Verdeutlichung des Betriebsverhaltens. 8th a diagram showing an example of a curve of a torque M of an asynchronous machine over the speed to illustrate the performance.

Die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im nachfolgenden näher beschrieben. The embodiments of the invention shown in the drawing will be described in more detail below.

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung Preferred embodiment of the invention

In 1 ist mit dem Bezugszeichen 100 ein erstes, in blockschematischer Darstellung wiedergegebenes Beispiel für eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung bezeichnet. Die Schaltungsanordnung 100 umfasst eine erste Energiequelle 101, die zum Liefern im Wesentlichen einer ersten Gleichspannung eingerichtet ist und z.B. mit einem Akkumulator und/oder einer Brennstoffzelle ausgebildet ist. Bevorzugt ist die erste Energiequelle 101 im vorliegenden Beispiel mit einer Traktionsbatterie, auch als Hochvolt- oder HV-Batterie bezeichnet, eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs ausgebildet. Ein Pluspol 102 und ein Minuspol 103 der ersten Energiequelle 101 sind mit einem ersten bzw. einem zweiten Eingangsanschluss 104 bzw. 105 eines ersten Gleichspannungswandlers 106 verbunden, dem über einen Steuereingang 107 ein Steuersignal zum Steuern einer über einen Pluspol P und einen Minuspol N bildenden Ausgangsanschlüsse abgebbaren Spannung bzw. Leistung durch eine passende Änderung eines Modulationsindexes in der Spannungswandlung zuführbar ist. Ein Glättungskondensator 109 ist zwischen den Ausgangsanschlüssen P, N des ersten Gleichspannungswandlers 106 angeordnet. Ein weiterer Glättungskondensator kann zwischen den Eingangsanschlüssen 104, 105 des ersten Gleichspannungswandlers 106 angeordnet sein, ist jedoch von diesem umfasst und damit in 1 nicht explizit dargestellt. Zwischen dem Pluspol P und dem Minuspol N des ersten Gleichspannungswandlers 106 steht damit eine geglättete Gleichspannung zum Speisen einer Last zur Verfügung. In 1 is with the reference numeral 100 a first, reproduced in block schematic representation example of a circuit arrangement according to the invention. The circuit arrangement 100 includes a first energy source 101 , which is arranged to supply substantially a first DC voltage and, for example, with a Accumulator and / or a fuel cell is formed. The first energy source is preferred 101 formed in the present example with a traction battery, also referred to as high-voltage or HV battery, an electrically driven vehicle. A plus pole 102 and a negative pole 103 the first energy source 101 are with a first and a second input terminal 104 respectively. 105 a first DC-DC converter 106 connected via a control input 107 a control signal for controlling a voltage or power which can be output via a positive terminal P and a negative terminal N can be supplied by a suitable change of a modulation index in the voltage conversion. A smoothing capacitor 109 is between the output terminals P, N of the first DC-DC converter 106 arranged. Another smoothing capacitor can be placed between the input terminals 104 . 105 of the first DC-DC converter 106 However, it is encompassed by this and thus in 1 not explicitly shown. Between the positive pole P and the negative pole N of the first DC-DC converter 106 is thus a smoothed DC voltage for feeding a load available.

Diese Last ist in 1 als Asynchronmaschine ausgestaltet und mit dem Bezugszeichen 110 bezeichnet. Die Asynchronmaschine 110 bildet ein offenes Dreiphasensystem mit drei Strängen, die hier als Wicklungsstränge ausgebildet sind, und weist daher die Phasenzahl 3 auf. Von diesen Strängen ist ein erster Strang 111 zwischen einem ersten Anschluss U und einem zweiten Anschluss X angeordnet; ein zweiter Strang 112 ist zwischen einem ersten Anschluss V und einem zweiten Anschluss Y angeordnet, und ein dritter Strang 113 ist zwischen einem ersten Anschluss W und einem zweiten Anschluss Z angeordnet. Über die Anschlüsse U, V, W, X, Y, Z werden die Stränge 111, 112, 113 der Asynchronmaschine 110 mit einer Dreiphasenspannung gespeist. Dazu umfasst die Schaltungsanordnung 110 eine erste Umrichterstufe 114, durch die die ersten Anschlüsse U, V, W der Stränge 111, 112, 113 der Asynchronmaschine 110 gespeist werden, und eine zweite Umrichterstufe 115, durch die die zweiten Anschlüsse X, Y, Z der Stränge 111, 112, 113 der Asynchronmaschine 110 gespeist werden. This load is in 1 designed as an asynchronous machine and with the reference numeral 110 designated. The asynchronous machine 110 forms an open three-phase system with three strands, which are designed here as winding strands, and therefore has the number of phases 3 on. From these strands is a first strand 111 disposed between a first terminal U and a second terminal X; a second strand 112 is disposed between a first terminal V and a second terminal Y, and a third strand 113 is disposed between a first terminal W and a second terminal Z. About the connections U, V, W, X, Y, Z are the strands 111 . 112 . 113 the asynchronous machine 110 fed with a three-phase voltage. This includes the circuit arrangement 110 a first inverter stage 114 through which the first terminals U, V, W of the strands 111 . 112 . 113 the asynchronous machine 110 be fed, and a second inverter stage 115 through which the second terminals X, Y, Z of the strands 111 . 112 . 113 the asynchronous machine 110 be fed.

Die erste Umrichterstufe 114 weist eine erste, eine zweite und eine dritte Halbbrücke 116, 117 bzw. 118 auf. Darin umfasst die erste Halbbrücke 116 ein erstes elektronisches Schalterelement Q11 und ein dazu in Reihenschaltung angeordnetes zweites elektronisches Schalterelement Q14, die zweite Halbbrücke 117 ein erstes elektronisches Schalterelement Q12 und ein dazu in Reihenschaltung angeordnetes zweites elektronisches Schalterelement Q15 und die dritte Halbbrücke 118 ein erstes elektronisches Schalterelement Q13 und ein dazu in Reihenschaltung angeordnetes zweites elektronisches Schalterelement Q16. Endpunkte der Halbbrücken 116, 117, 118, die von deren ersten Schalterelementen Q11, Q12, Q13 gebildet werden, sind mit dem Pluspol P des ersten Gleichspannungswandlers 106 verbunden. Gegenüberliegende Endpunkte der Halbbrücken 116, 117, 118, die von deren zweiten Schalterelementen Q14, Q15, Q16 gebildet werden, sind mit dem Minuspol N des ersten Gleichspannungswandlers 106 verbunden. Ein Verbindungspunkt der Reihenschaltung, d.h. eine Anzapfung, zwischen den Schalterelementen Q11, Q14 der ersten Halbbrücke 116 ist mit dem ersten Anschluss U des ersten Strangs 111 der Asynchronmaschine 110 verbunden. In entsprechender Weise ist eine Anzapfung zwischen den Schalterelementen Q12, Q15 der zweiten Halbbrücke 117 mit dem ersten Anschluss V des zweiten Strangs 112 und ist eine Anzapfung zwischen den Schalterelementen Q13, Q16 der dritten Halbbrücke 118 mit dem ersten Anschluss W des dritten Strangs 113 der Asynchronmaschine 110 verbunden. The first inverter stage 114 has a first, a second and a third half-bridge 116 . 117 respectively. 118 on. This includes the first half bridge 116 a first electronic switch element Q11 and a second electronic switch element Q14, arranged in series connection, the second half-bridge 117 a first electronic switch element Q12 and a second electronic switch element Q15 arranged in series therewith and the third half-bridge 118 a first electronic switch element Q13 and a second electronic switch element Q16 arranged in series therewith. Endpoints of the half-bridges 116 . 117 . 118 , which are formed by their first switching elements Q11, Q12, Q13, are connected to the positive pole P of the first DC-DC converter 106 connected. Opposing endpoints of the half bridges 116 . 117 . 118 , which are formed by the second switching elements Q14, Q15, Q16, are connected to the negative pole N of the first DC-DC converter 106 connected. A connection point of the series connection, ie a tap, between the switching elements Q11, Q14 of the first half-bridge 116 is with the first port U of the first strand 111 the asynchronous machine 110 connected. Similarly, there is a tap between the switching elements Q12, Q15 of the second half-bridge 117 with the first terminal V of the second strand 112 and is a tap between the switching elements Q13, Q16 of the third half-bridge 118 with the first terminal W of the third strand 113 the asynchronous machine 110 connected.

Die zweite Umrichterstufe 115 weist ebenfalls eine erste, eine zweite und eine dritte Halbbrücke 119, 120 bzw. 121 auf. Darin umfasst die erste Halbbrücke 119 ein erstes elektronisches Schalterelement Q21 und ein dazu in Reihenschaltung angeordnetes zweites elektronisches Schalterelement Q24, die zweite Halbbrücke 120 ein erstes elektronisches Schalterelement Q22 und ein dazu in Reihenschaltung angeordnetes zweites elektronisches Schalterelement Q25 und die dritte Halbbrücke 121 ein erstes elektronisches Schalterelement Q23 und ein dazu in Reihenschaltung angeordnetes zweites elektronisches Schalterelement Q26. Endpunkte der Halbbrücken 119, 120, 121, die von deren ersten Schalterelementen Q21, Q22, Q23 gebildet werden, sind in einem ersten Knotenpunkt 122 miteinander verbunden. Gegenüberliegende Endpunkte der Halbbrücken 119, 120, 121, die von deren zweiten Schalterelementen Q24, Q25, Q26 gebildet werden, sind in einem zweiten Knotenpunkt 123 miteinander verbunden. Ein Verbindungspunkt der Reihenschaltung, d.h. eine Anzapfung, zwischen den Schalterelementen Q21, Q24 der ersten Halbbrücke 119 ist mit dem zweiten Anschluss X des ersten Strangs 111 der Asynchronmaschine 110 verbunden. In entsprechender Weise ist eine Anzapfung zwischen den Schalterelementen Q22, Q25 der zweiten Halbbrücke 120 mit dem zweiten Anschluss Y des zweiten Strangs 112 und ist eine Anzapfung zwischen den Schalterelementen Q23, Q26 der dritten Halbbrücke 121 mit dem zweiten Anschluss Z des dritten Strangs 113 der Asynchronmaschine 110 verbunden. The second converter stage 115 also has a first, a second and a third half-bridge 119 . 120 respectively. 121 on. This includes the first half bridge 119 a first electronic switch element Q21 and a second electronic switch element Q24 arranged in series connection therewith, the second half-bridge 120 a first electronic switch element Q22 and a second electronic switch element Q25 arranged in series therewith and the third half-bridge 121 a first electronic switch element Q23 and a second electronic switch element Q26 arranged in series therewith. Endpoints of the half-bridges 119 . 120 . 121 , which are formed by their first switching elements Q21, Q22, Q23, are in a first node 122 connected with each other. Opposing endpoints of the half bridges 119 . 120 . 121 that are formed by their second switch elements Q24, Q25, Q26 are in a second node 123 connected with each other. A connection point of the series connection, ie a tap, between the switching elements Q21, Q24 of the first half-bridge 119 is to the second terminal X of the first strand 111 the asynchronous machine 110 connected. Similarly, there is a tap between the switch elements Q22, Q25 of the second half-bridge 120 with the second terminal Y of the second strand 112 and is a tap between the switching elements Q23, Q26 of the third half-bridge 121 with the second terminal Z of the third strand 113 the asynchronous machine 110 connected.

Im Gegensatz zur ersten Umrichterstufe 114 sind bei der zweiten Umrichterstufe die Endpunkte der Halbbrücken 119, 120, 121 nicht unmittelbar an den Pluspol P bzw. den Minuspol N des ersten Gleichspannungswandlers 106 angeschlossen, sondern an die Knotenpunkte 122 bzw. 123. Der erste Knotenpunkt 122 ist über einen ersten Verbindungsschalter V1 mit dem Pluspol P des ersten Gleichspannungswandlers 106 verbunden. Der zweite Knotenpunkt 123 ist über einen zweiten Verbindungsschalter V2 mit dem Minuspol N des ersten Gleichspannungswandlers 106 verbunden. Mittels der Verbindungsschalter V1, V2 kann der zweite Umrichter somit wahlweise mit dem ersten Gleichspannungswandler 106 verbunden bzw. von diesem getrennt werden. Dadurch ist das Speisen der Stränge 111, 112, 113 der Asynchronmaschine 110 an den zweiten Anschlüssen X, Y, Z aus der ersten Energiequelle 101 über die zweite Umrichterstufe 115 wahlweise zu- oder abschaltbar. In contrast to the first inverter stage 114 are the end points of the half bridges for the second inverter stage 119 . 120 . 121 not directly to the positive pole P or the negative pole N of the first DC-DC converter 106 connected, but to the nodes 122 respectively. 123 , The first node 122 is via a first connection switch V1 to the positive pole P of the first DC-DC converter 106 connected. The second node 123 is via a second connection switch V2 with the negative terminal N of the first DC-DC converter 106 connected. By means of the connection switch V1, V2, the second inverter can thus optionally with the first DC-DC converter 106 connected or disconnected from this. This is the food of the strands 111 . 112 . 113 the asynchronous machine 110 at the second terminals X, Y, Z from the first power source 101 via the second converter stage 115 optionally switched on or off.

Die Schalterelemente Q11, Q12, Q13, Q14, Q15, Q16, Q21, Q22, Q23, Q24, Q25 und Q26 der Umrichterstufen 114, 115 und die Verbindungsschalter V1, V2 sind mit bipolaren Transistoren ausgebildet, deren Kollektor-Emitter-Strecken, d.h. Hauptstrompfade, mit Freilaufdioden überbrückt sind. The switch elements Q11, Q12, Q13, Q14, Q15, Q16, Q21, Q22, Q23, Q24, Q25 and Q26 of the inverter stages 114 . 115 and the connection switches V1, V2 are formed with bipolar transistors whose collector-emitter paths, ie main current paths, are bridged with free-wheeling diodes.

In 2 ist schematisch ein erster Betriebszustand der Schaltungsanordnung nach 1 dargestellt, in dem die Stränge 111, 112, 113 der Asynchronmaschine 110 durch die Umrichterstufen 114, 115 und die Verbindungsschalter V1, V2 in Sternschaltung betrieben werden, d.h. in diesem ersten Betriebszustand werden die die ersten und zweiten Anschlüsse U, V, W und X, Y, Z der Asynchronmaschine 110 zu einer Sternschaltung verbunden. Dazu von den Schalterelementen Q11, Q12, Q13, Q14, Q15, Q16, Q21, Q22, Q23, Q24, Q25 und Q26 der Umrichterstufen 114, 115 und den Verbindungsschaltern V1, V2 eingenommene Schaltzustände sind durch über die betreffenden Schalterelemente gedruckte Kreuze 124 zum Symbolisieren eines nichtleitenden Zustands und durch über die betreffenden Schalterelemente gedruckte Balken 125 zum Symbolisieren eines leitenden Zustands angedeutet. Dabei sind in 2 nur die Schaltzustände der Schalterelemente Q21, Q22, Q23, Q24, Q25 und Q26 der zweiten Umrichterstufe 115 und der Verbindungsschalter V1, V2 explizit dargestellt, da diese bevorzugt statisch eingenommen werden, sich also während des Betriebs der Asynchronmaschine in Sternschaltung nicht ändern, wohingegen die Schalterelemente Q11, Q12, Q13, Q14, Q15 und Q16 der ersten Umrichterstufe 114 zum Speisen der Asynchronmaschine 110 bevorzugt pulsweitenmoduliert angesteuert werden. In 2 is schematically a first operating state of the circuit according to 1 shown in which the strands 111 . 112 . 113 the asynchronous machine 110 through the inverter stages 114 . 115 and the connection switches V1, V2 are operated in a star connection, ie in this first operating state, the first and second terminals U, V, W and X, Y, Z of the asynchronous machine 110 connected to a star connection. This is done by the switching elements Q11, Q12, Q13, Q14, Q15, Q16, Q21, Q22, Q23, Q24, Q25 and Q26 of the inverter stages 114 . 115 and the connection switches V1, V2 assumed switching states are printed by the respective switch elements crosses 124 for symbolizing a non-conducting state and bars printed over the respective switch elements 125 for symbolizing a conductive state indicated. Here are in 2 only the switching states of the switching elements Q21, Q22, Q23, Q24, Q25 and Q26 of the second converter stage 115 and the connection switch V1, V2 explicitly shown, since these are preferably taken statically, so do not change during operation of the asynchronous machine in star connection, whereas the switch elements Q11, Q12, Q13, Q14, Q15 and Q16 of the first inverter stage 114 for feeding the asynchronous machine 110 preferably be controlled pulse width modulated.

In dem dargestellten ersten Betriebszustand der Sternschaltung sind alle Schalterelemente Q21, Q22, Q23, Q24, Q25 und Q26 der zweiten Umrichterstufe 115 dauerhaft, d.h. durchgehend für die gesamte Zeitdauer, in der dieser erste Betriebszustand andauert, in den leitenden Zustand geschaltet, so dass die zweiten Anschlüsse X, Y, Z der Asynchronmaschine 110 dauerhaft miteinander zum Sternpunkt verbunden sind. Die Verbindungsschalter V1, V2 sind dauerhaft im nichtleitenden Zustand und trennen somit den Sternpunkt von der ersten Energiequelle dauerhaft ab. In the illustrated first operating state of the star connection, all the switch elements Q21, Q22, Q23, Q24, Q25 and Q26 are the second converter stage 115 permanently, ie continuously for the entire period in which this first operating state persists, switched to the conducting state, so that the second terminals X, Y, Z of the asynchronous machine 110 permanently connected to each other to the star point. The connection switches V1, V2 are permanently in the non-conducting state and thus permanently disconnect the neutral point from the first energy source.

In einer nicht dargestellten Abwandlung dieses ersten Betriebszustands kann der zweite Verbindungsschalter V2 im leitenden Zustand verbleiben und werden statt dessen die zweiten Schalterelemente Q24, Q25, Q26 der Halbbrücken 119, 120, 121 der zweiten Umrichterstufe 115 in den nichtleitenden Zustand geschaltet, wohingegen die ersten Schalterelemente Q21, Q22, Q23 der Halbbrücken 119, 120, 121 der zweiten Umrichterstufe 115 auch weiterhin im leitenden Zustand und der erste Verbindungsschalter V1 im nichtleitenden Zustand verbleiben. In einer Abwandlung der Schaltungsanordnung 100 kann diese Abwandlung des Betriebszustands der Sternschaltung dahingehend ausgenutzt werden, dass auf den zweiten Verbindungsschalter ganz verzichtet und dieser durch eine unmittelbare, feste leitende Verbindung zwischen dem zweiten Knotenpunkt 123 und dem Minuspol N des ersten Gleichspannungswandlers 106 ersetzt wird. Dadurch kann ein Schalterelement eingespart werden. Da, wie nachfolgend gezeigt wird, im Betriebszustand der Ring. bzw. Dreieckschaltung der zweite Verbindungsschalter V2 ohnehin dauerhaft im leitenden Zustand betrieben wird, haben diese Abwandlungen der Schaltungsanordnung 100 und des ersten Betriebszustands auf den Betrieb in Dreieckschaltung keinen Einfluss. In a modification of this first operating state not shown, the second connection switch V2 may remain in the conducting state and instead the second switching elements Q24, Q25, Q26 of the half bridges 119 . 120 . 121 the second converter stage 115 switched to the non-conducting state, whereas the first switching elements Q21, Q22, Q23 of the half-bridges 119 . 120 . 121 the second converter stage 115 continue to remain in the conductive state and the first connection switch V1 in the non-conductive state. In a modification of the circuit arrangement 100 This modification of the operating state of the star connection can be exploited to the effect that the second connection switch is completely dispensed with and this by an immediate, fixed conductive connection between the second node 123 and the negative terminal N of the first DC-DC converter 106 is replaced. As a result, a switch element can be saved. Since, as shown below, in the operating state of the ring. or delta connection of the second connection switch V2 is operated permanently in the conductive state anyway, have these modifications of the circuit arrangement 100 and the first operating state to the operation in delta connection no influence.

In 3 ist schematisch ein zweiter Betriebszustand der Schaltungsanordnung nach 1 dargestellt, in dem die Stränge 111, 112, 113 der Asynchronmaschine 110 durch die Umrichterstufen 114, 115 und die Verbindungsschalter V1, V2 in Dreieckschaltung betrieben werden, d.h. in diesem ersten Betriebszustand werden die die ersten und zweiten Anschlüsse U, V, W und X, Y, Z der Asynchronmaschine 110 zu einer Dreieckschaltung verbunden. In 3 is schematically a second operating state of the circuit according to 1 shown in which the strands 111 . 112 . 113 the asynchronous machine 110 through the inverter stages 114 . 115 and the connection switches V1, V2 are operated in delta connection, that is, in this first operating state, the first and second terminals U, V, W and X, Y, Z of the asynchronous machine 110 connected to a delta connection.

Zum Bilden dieser Dreieckschaltung werden die Halbbrücken 116, 117, 118 der ersten Umrichterstufe 114 und die Halbbrücken 119, 120, 121 der zweiten Umrichterstufe 115 derart synchron gesteuert, dass je einer der ersten Anschlüsse U, V, W der Asynchronmaschine 110 mit dem in der Phasenfolge um eine Stelle benachbarten der zweiten Anschlüsse X, Y, Z der Asynchronmaschine 110 leitend verbunden wird, d.h. es werden jeweils eine Halbbrücke 116, 117 bzw. 118 der ersten Umrichterstufe 114 mit der in der Phasenfolge voraufgehenden oder nachfolgenden Halbbrücke 119, 120 bzw. 121 der zweiten Umrichterstufe 115, d.h. deren elektronische Schalterelemente Q11, Q12, Q13, Q14, Q15, Q16, Q21, Q22, Q23, Q24, Q25 und Q26, synchron geschaltet. Damit ist eine Verbindung bzw. Zusammenschaltung der einzelnen Stränge 111, 112, 113 der Asynchronmaschine 110, bei der der zweite Anschluss X, Y, Z jedes der Stränge 111, 112, 113 der Asynchronmaschine 110 in je einem Abzweigpunkt mit dem ersten Anschluss U, V, W desjenigen Strangs 111, 112 bzw. 113 der Asynchronmaschine 110 verbunden ist, der in der Phasenfolge auf den erstgenannten Strang 111, 112, 113 folgt, gegeben. To form this delta connection, the half-bridges become 116 . 117 . 118 the first inverter stage 114 and the half-bridges 119 . 120 . 121 the second converter stage 115 controlled so synchronously that each one of the first terminals U, V, W of the asynchronous machine 110 with the adjacent in the phase sequence by a point of the second terminals X, Y, Z of the asynchronous machine 110 is conductively connected, ie there will be a half bridge 116 . 117 respectively. 118 the first inverter stage 114 with the preceding or following in the phase sequence half-bridge 119 . 120 respectively. 121 the second converter stage 115 , ie their electronic switch elements Q11, Q12, Q13, Q14, Q15, Q16, Q21, Q22, Q23, Q24, Q25 and Q26, synchronized. This is a connection or interconnection the individual strands 111 . 112 . 113 the asynchronous machine 110 in which the second port X, Y, Z of each of the strands 111 . 112 . 113 the asynchronous machine 110 in each case a branch point with the first port U, V, W of that strand 111 . 112 respectively. 113 the asynchronous machine 110 connected in the phase sequence on the former strand 111 . 112 . 113 follows, given.

Im Einzelnen bedeutet dies für die Bildung einer Dreieckschaltung in der Schaltungsanordnung 100 des ersten Ausführungsbeispiels nach 1:

  • Die erste Halbbrücke 116 der ersten Umrichterstufe 114 wird mit der dritten Halbbrücke 121 der zweiten Umrichterstufe 115 synchron gesteuert;
  • – dazu werden insbesondere das erste Schalterelement Q11 der ersten Halbbrücke 116 der ersten Umrichterstufe 114 und das erste Schalterelement Q23 der dritten Halbbrücke 121 der zweiten Umrichterstufe 115 zueinander synchron geschaltet
  • – sowie das zweite Schalterelement Q14 der ersten Halbbrücke 116 der ersten Umrichterstufe 114 und das zweite Schalterelement Q26 der dritten Halbbrücke 121 der zweiten Umrichterstufe 115 zueinander synchron geschaltet.
  • Die zweite Halbbrücke 117 der ersten Umrichterstufe 114 wird mit der ersten Halbbrücke 119 der zweiten Umrichterstufe 115 synchron gesteuert;
  • – dazu werden insbesondere das erste Schalterelement Q12 der zweiten Halbbrücke 117 der ersten Umrichterstufe 114 und das erste Schalterelement Q21 der ersten Halbbrücke 119 der zweiten Umrichterstufe 115 zueinander synchron geschaltet
  • – sowie das zweite Schalterelement Q15 der zweiten Halbbrücke 117 der ersten Umrichterstufe 114 und das zweite Schalterelement Q24 der ersten Halbbrücke 119 der zweiten Umrichterstufe 115 zueinander synchron geschaltet.
  • Die dritte Halbbrücke 118 der ersten Umrichterstufe 114 wird mit der zweiten Halbbrücke 120 der zweiten Umrichterstufe 115 synchron gesteuert;
  • – dazu werden insbesondere das erste Schalterelement Q13 der dritten Halbbrücke 118 der ersten Umrichterstufe 114 und das erste Schalterelement Q22 der zweiten Halbbrücke 120 der zweiten Umrichterstufe 115 zueinander synchron geschaltet
  • – sowie das zweite Schalterelement Q16 der dritten Halbbrücke 118 der ersten Umrichterstufe 114 und das zweite Schalterelement Q25 der zweiten Halbbrücke 120 der zweiten Umrichterstufe 115 zueinander synchron geschaltet.
In detail, this means for the formation of a delta connection in the circuit arrangement 100 of the first embodiment according to 1 :
  • • The first half bridge 116 the first inverter stage 114 becomes with the third half-bridge 121 the second converter stage 115 synchronously controlled;
  • - In particular, the first switch element Q11 of the first half-bridge 116 the first inverter stage 114 and the first switch element Q23 of the third half-bridge 121 the second converter stage 115 synchronized with each other
  • - And the second switch element Q14 of the first half-bridge 116 the first inverter stage 114 and the second switch element Q26 of the third half-bridge 121 the second converter stage 115 synchronized with each other.
  • • The second half bridge 117 the first inverter stage 114 becomes with the first half bridge 119 the second converter stage 115 synchronously controlled;
  • - In particular, the first switch element Q12 of the second half-bridge 117 the first inverter stage 114 and the first switch element Q21 of the first half-bridge 119 the second converter stage 115 synchronized with each other
  • - And the second switch element Q15 of the second half-bridge 117 the first inverter stage 114 and the second switch element Q24 of the first half-bridge 119 the second converter stage 115 synchronized with each other.
  • • The third half bridge 118 the first inverter stage 114 becomes with the second half bridge 120 the second converter stage 115 synchronously controlled;
  • - In particular, the first switch element Q13 of the third half-bridge 118 the first inverter stage 114 and the first switch element Q22 of the second half-bridge 120 the second converter stage 115 synchronized with each other
  • - And the second switch element Q16 of the third half-bridge 118 the first inverter stage 114 and the second switch element Q25 of the second half-bridge 120 the second converter stage 115 synchronized with each other.

Die beiden Verbindungsschalter V1 und V2 bleiben für die Bildung der Dreieckschaltung dauerhaft leitend geschaltet. The two connection switches V1 and V2 remain permanently conductive for the formation of the delta connection.

In 3 ist dazu beispielhaft ein Schaltzustand symbolisiert, in dem im Rahmen der synchronen Steuerung der ersten Halbbrücke 116 der ersten Umrichterstufe 114 mit der dritten Halbbrücke 121 der zweiten Umrichterstufe 115 das erste Schalterelement Q11 der ersten Halbbrücke 116 der ersten Umrichterstufe 114 und das erste Schalterelement Q23 der dritten Halbbrücke 121 der zweiten Umrichterstufe 115 leitend und das zweite Schalterelement Q14 der ersten Halbbrücke 116 der ersten Umrichterstufe 114 und das zweite Schalterelement Q26 der dritten Halbbrücke 121 der zweiten Umrichterstufe 115 nichtleitend geschaltet sind. Durch den leitend geschalteten ersten Verbindungsschalter V1 besteht dann eine leitende Verbindung zwischen dem ersten Anschluss U des ersten Strangs 111 und dem zweiten Anschluss Z des dritten Strangs 113 der Asynchronmaschine 110, die in 3 hervorgehoben und mit dem Bezugszeichen 126 bezeichnet ist. Die Verbindung 126 stellt einen Abzweigpunkt der Dreieckschaltung dar, der hier mit dem Pluspol P des ersten Gleichspannungswandlers 106 verbunden ist. In 3 is symbolized by way of example a switching state in which in the context of synchronous control of the first half-bridge 116 the first inverter stage 114 with the third half bridge 121 the second converter stage 115 the first switch element Q11 of the first half-bridge 116 the first inverter stage 114 and the first switch element Q23 of the third half-bridge 121 the second converter stage 115 conductive and the second switch element Q14 of the first half-bridge 116 the first inverter stage 114 and the second switch element Q26 of the third half-bridge 121 the second converter stage 115 are switched non-conductive. The conductive first connection switch V1 then provides a conductive connection between the first connection U of the first strand 111 and the second terminal Z of the third strand 113 the asynchronous machine 110 , in the 3 highlighted and with the reference numeral 126 is designated. The connection 126 represents a branch point of the delta connection, here with the positive pole P of the first DC-DC converter 106 connected is.

In 4 ist in Abwandlung des in 3 dargestellten Schaltzustands als ein dritter Betriebszustand der Schaltungsanordnung nach 1 beispielhaft ein Schaltzustand symbolisiert, in dem im Rahmen der synchronen Steuerung der ersten Halbbrücke 116 der ersten Umrichterstufe 114 mit der dritten Halbbrücke 121 der zweiten Umrichterstufe 115 nun das erste Schalterelement Q11 der ersten Halbbrücke 116 der ersten Umrichterstufe 114 und das erste Schalterelement Q23 der dritten Halbbrücke 121 der zweiten Umrichterstufe 115 nichtleitend und das zweite Schalterelement Q14 der ersten Halbbrücke 116 der ersten Umrichterstufe 114 und das zweite Schalterelement Q26 der dritten Halbbrücke 121 der zweiten Umrichterstufe 115 leitend geschaltet sind. Durch den leitend geschalteten zweiten Verbindungsschalter V2 besteht weiterhin eine leitende Verbindung zwischen dem ersten Anschluss U des ersten Strangs 111 und dem zweiten Anschluss Z des dritten Strangs 113 der Asynchronmaschine 110, die in 4 hervorgehoben und mit dem Bezugszeichen 127 bezeichnet ist. Die Verbindung 127 stellt den gleichen Abzweigpunkt der Dreieckschaltung wie in 3 dar; dieser Abzweigpunkt ist jetzt allerdings mit dem Minuspol N des ersten Gleichspannungswandlers 106 verbunden. In 4 is in modification of the in 3 shown switching state as a third operating state of the circuit according to 1 exemplifies a switching state, in which in the context of the synchronous control of the first half-bridge 116 the first inverter stage 114 with the third half bridge 121 the second converter stage 115 now the first switch element Q11 of the first half-bridge 116 the first inverter stage 114 and the first switch element Q23 of the third half-bridge 121 the second converter stage 115 nonconductive and the second switch element Q14 of the first half-bridge 116 the first inverter stage 114 and the second switch element Q26 of the third half-bridge 121 the second converter stage 115 are switched on. Due to the conductively connected second connection switch V2, there continues to be a conductive connection between the first connection U of the first strand 111 and the second terminal Z of the third strand 113 the asynchronous machine 110 , in the 4 highlighted and with the reference numeral 127 is designated. The connection 127 sets the same branch point of the delta connection as in 3 group; However, this branch point is now with the negative terminal N of the first DC-DC converter 106 connected.

Zum Steuern der Umrichterstufen 114, 115 und der Verbindungsschalter V1, V2 in der vorbeschriebenen Weise umfasst die Schaltungsanordnung 100 nach 1 eine Steuerstufe 128. Diese ist über Steuerleitungen 129 mit den Umrichterstufen 114, 115 und den Verbindungsschaltern V1, V2 verbunden. Über eine weitere Steuerleitung 130 wird auch der erste Gleichspannungswandler 106 an dessen Steuereingang 107 gesteuert. For controlling the inverter stages 114 . 115 and the connection switch V1, V2 in the above-described manner includes the circuit arrangement 100 to 1 a tax step 128 , This is via control lines 129 with the converter stages 114 . 115 and the connection switches V1, V2 connected. Via another control line 130 will also be the first DC-DC converter 106 at its control input 107 controlled.

5 zeigt beispielhaft Diagramme mit Schaltverläufen für die Schalterelemente Q11 bis Q16 und Q21 bis Q26 der Umrichterstufen 114, 115 und die Verbindungsschalter V1, V2 in Stern- und Dreieckschaltung und im Umschaltzeitpunkt tu zwischen Stern- und Dreieckschaltung, aufgetragen als Signalwert entlang der Ordinate über der Zeit t entlang der Abszisse. Dabei ist mit einem Signalwert "0" der Schaltverläufe ein nichtleitend geschalteter Zustand und mit einem Signalwert "1" ein leitend geschalteter Zustand des jeweiligen Schalterelements Q11 bis Q16 und Q21 bis Q26 bzw. des jeweiligen Verbindungsschalters V1, V2 bezeichnet. Links vom Umschaltzeitpunkt tu, d.h. für Zeiten t kleiner als tu, sind im Diagramm nach 5 Schaltverläufe für den Sternbetrieb wiedergegeben. Rechts vom Umschaltzeitpunkt tu, d.h. für Zeiten t größer als tu, sind Schaltverläufe für den Dreiecksbetrieb wiedergegeben. Mit t1 ist ein erster Zeitpunkt bezeichnet, an dem die Schaltungsanordnung nach 1 den in 2 dargestellten und dazu beschriebenen ersten Betriebszustand bzw. Schaltzustand einnimmt. Mit t2 ist ein zweiter Zeitpunkt bezeichnet, an dem die Schaltungsanordnung nach 1 den in 3 dargestellten und dazu beschriebenen zweiten Betriebszustand bzw. Schaltzustand einnimmt, und Mit t3 ist ein dritter Zeitpunkt bezeichnet, an dem die Schaltungsanordnung nach 1 den in 4 dargestellten und dazu beschriebenen dritten Betriebszustand bzw. Schaltzustand einnimmt. Zum Umschaltzeitpunkt tu erfolgt die Umschaltung von Sternschaltung in Dreieckschaltung. Die in 5 dargestellten Schaltverläufe bilden eine Art eines „Unterschwingungsverfahrens“, auch als „Carrier-Based Pulse Width Modulation“ bezeichnet. 5 shows exemplary diagrams with switching curves for the switching elements Q11 to Q16 and Q21 to Q26 of the inverter stages 114 . 115 and the connection switches V1, V2 in star and delta connection and in the switching time tu between star and delta connection, plotted as a signal value along the ordinate over time t along the abscissa. In this case, with a signal value "0" of the switching waveforms a non-switched state and with a signal value "1" a conductive state of the respective switch element Q11 to Q16 and Q21 to Q26 or the respective connection switch V1, V2 respectively. To the left of the switching time tu, ie for times t less than tu, are in the diagram after 5 Switching curves for star operation reproduced. Right of the switching time tu, ie for times t greater than tu, switching characteristics for the triangular operation are reproduced. With t1 a first time is designated at which the circuit arrangement after 1 the in 2 shown and described to first operating state or switching state occupies. With t2 is designated a second time at which the circuit arrangement after 1 the in 3 illustrated and described second operating state or switching state occupies, and with t3 is a third time designated at which the circuit arrangement according to 1 the in 4 illustrated and described to third operating state or switching state occupies. At the switching time tu, the switching from star connection to delta connection takes place. In the 5 shown switching waveforms form a kind of "undershoot", also referred to as "carrier-based pulse width modulation".

Aus 5 ist deutlich erkennbar, dass bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zwischen Sternbetrieb und Dreiecksbetrieb keine Umschaltzeit, d.h. keine Betriebsunterbrechung, auftritt, sondern vielmehr diese beiden Betriebsarten beim Umschalten unmittelbar ineinander übergehen. Damit wird ein drehmoment- bzw. kraftunterbrechungsfreies Umschalten zwischen Stern- und Dreiecksbetrieb erzielt. Out 5 is clearly seen that in the circuit arrangement according to the invention between star operation and triangular operation no switching time, ie no business interruption, occurs, but rather pass these two modes when switching directly into each other. Thus, a torque or power interruption-free switching between star and delta operation is achieved.

6 zeigt ein zweites Beispiel für eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in blockschematischer Darstellung, bezeichnet mit dem Bezugszeichen 200. In Abwandlung der Schaltungsanordnung 100 nach 1 sind bei diesem Beispiel die Verbindungsschalter V1, V2 entfallen. Stattdessen umfasst die Schaltungsanordnung 200 eine zweite Energiequelle 201, die von der weiterhin vorhandenen ersten Energiequelle 101 unabhängig und elektrisch getrennt angeordnet ist. Auch die zweite Energiequelle ist bevorzugt als Akkumulator, z.B. Traktionsbatterie, oder Brennstoffzelle ausgestaltet. Bei der Schaltungsanordnung 200 werden die ersten Anschlüsse U, V, W der Stränge der Last, die hier wiederum bevorzugt durch eine Asynchronmaschine 110 gebildet ist, wieder aus der ersten Energiequelle 101 über den ersten Gleichspannungswandler 106 und die erste Umrichterstufe 114 gespeist, die in 6 der Einfachheit halber in einem gemeinsamen Schaltungsblock 202 dargestellt sind. In einem praktischen Aufbau können die Bauelemente des ersten Gleichspannungswandlers 106 und der ersten Umrichterstufe 114 auch in einem gemeinsamen Leistungselektronik-Modul zusammengefasst sein. In entsprechender Weise ist ein zweiter Gleichspannungswandler vorgesehen, über den die zweiten Anschlüsse X, Y, Z der Stränge der Last, d.h. der Asynchronmaschine 110, nun aus der zweiten Energiequelle 201 über die zweite Umrichterstufe 115 gespeist werden. In der Darstellung der 6 sind dieser zweite Gleichspannungswandler und die zweite Umrichterstufe 115 vereinfachend in einem weiteren gemeinsamen Schaltungsblock 203 zusammengefasst. In einem praktischen Aufbau können die Bauelemente des zweiten Gleichspannungswandlers und der zweiten Umrichterstufe 115 auch wieder in einem gemeinsamen Leistungselektronik-Modul zusammengefasst sein, und besonders bevorzugt bilden die Bauelemente des ersten Gleichspannungswandlers 106, der ersten Umrichterstufe 114, des zweiten Gleichspannungswandlers und der zweiten Umrichterstufe 115 alle zusammen ein einziges gemeinsames Leistungselektronik-Modul. Ein Glättungskondensator 204 ist parallel zur zweiten Energiequelle 201 angeordnet. 6 shows a second example of a circuit arrangement according to the invention in block-schematic representation, designated by the reference numeral 200 , In a modification of the circuit arrangement 100 to 1 are the connection switch V1, V2 omitted in this example. Instead, the circuitry includes 200 a second energy source 201 from the still existing first source of energy 101 is arranged independently and electrically separated. The second energy source is preferably designed as an accumulator, eg traction battery, or fuel cell. In the circuit arrangement 200 are the first terminals U, V, W of the strands of the load, which in turn here by an asynchronous machine 110 is formed, again from the first source of energy 101 over the first DC-DC converter 106 and the first inverter stage 114 fed in 6 for the sake of simplicity in a common circuit block 202 are shown. In a practical construction, the components of the first DC-DC converter 106 and the first inverter stage 114 also be summarized in a common power electronics module. In a corresponding manner, a second DC-DC converter is provided, via which the second terminals X, Y, Z of the strings of the load, ie the asynchronous machine 110 , now from the second energy source 201 via the second converter stage 115 be fed. In the presentation of the 6 These are the second DC-DC converter and the second converter stage 115 simplified in another common circuit block 203 summarized. In a practical construction, the components of the second DC-DC converter and the second converter stage 115 be summarized again in a common power electronics module, and particularly preferably form the components of the first DC-DC converter 106 , the first inverter stage 114 , the second DC-DC converter and the second converter stage 115 all together a single common power electronics module. A smoothing capacitor 204 is parallel to the second energy source 201 arranged.

7 zeigt in einer weiteren, vorteilhaften Abwandlung der Schaltungsanordnung 200 nach 6 ein drittes Beispiel für eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in blockschematischer Darstellung, bezeichnet mit dem Bezugszeichen 300. In der Schaltungsanordnung 300 ist die zweite Energiequelle mit einem Kondensator, bevorzugt einem sogenannten Superkondensator 301, ausgebildet. Dieser ist über die zweite Umrichterstufe 115 an die zweiten Anschlüsse X, Y, Z der Stränge der Asynchronmaschine 110 angeschlossen. Bevorzugt wird dem Superkondensator 301 in einem Rekuperationsmodus, d.h. bei einem mit Hilfe der Asynchronmaschine vorgenommenen Bremsvorgang eines hier beispielhaft gewählten Fahrzeugs, in dem die Schaltungsanordnung 300 eingesetzt ist, durch die Asynchronmaschine aus der kinetischen Energie des Fahrzeugs rückgewonnene elektrische Energie zugeführt und darin gespeichert. Vorteilhaft werden zu diesem Zweck die Umrichterstufen 114, 115 und der erste Gleichspannungswandler 106 bzw. der Schaltungsblock 202 entsprechend gesteuert; z.B. wird durch halbseitiges Nichtleitend-Schalten der Halbbrücken 116, 117, 118 ersten Umrichterstufe 114 die erste Energiequelle 101 von der Asynchronmaschine 110 abgetrennt und durch Leitend-Schalten der anderen Hälften der Halbbrücken 116, 117, 118 ersten Umrichterstufe 114 die Asynchronmaschine 110 als Generator in Sternschaltung betrieben, der über die zweite Umrichterstufe 115 den Superkondensator 301 lädt. 7 shows in a further advantageous modification of the circuit arrangement 200 to 6 a third example of a circuit arrangement according to the invention in block schematic representation, designated by the reference numeral 300 , In the circuit arrangement 300 is the second energy source with a capacitor, preferably a so-called supercapacitor 301 , educated. This is via the second converter stage 115 to the second terminals X, Y, Z of the strings of the asynchronous machine 110 connected. The supercapacitor is preferred 301 in a Rekuperationsmodus, ie at a made with the help of the asynchronous braking process of a vehicle chosen here by way of example, in which the circuit arrangement 300 is used, supplied by the asynchronous machine from the kinetic energy of the vehicle recovered electrical energy and stored therein. Advantageous for this purpose, the converter stages 114 . 115 and the first DC-DC converter 106 or the circuit block 202 controlled accordingly; For example, by half-side non-conductive switching of the half-bridges 116 . 117 . 118 first inverter stage 114 the first energy source 101 from the asynchronous machine 110 disconnected and by conducting the other halves of the half-bridges 116 . 117 . 118 first inverter stage 114 the asynchronous machine 110 when Generator operated in star connection, via the second converter stage 115 the supercapacitor 301 invites.

Die Schaltungsanordnungen 200 und 300 nach den 6 und 7 weisen ebenfalls eine Steuerstufe 128 auf, die der vereinfachten Darstellung halber nicht wiedergegeben ist. Wiedergegeben ist dagegen der bereits zu 1 erwähnte weitere Glättungskondensator zwischen den Eingangsanschlüssen 104, 105 des ersten Gleichspannungswandlers 106, die Eingangsanschlüsse des gemeinsamen Schaltungsblocks 202 bilden. Dieser Glättungskondensator ist mit dem Bezugszeichen 108 bezeichnet und parallel zur ersten Energiequelle 101 angeordnet. The circuit arrangements 200 and 300 after the 6 and 7 also have a tax level 128 on, which is not shown for the sake of simplicity. On the other hand, it is already played 1 mentioned another smoothing capacitor between the input terminals 104 . 105 of the first DC-DC converter 106 , the input terminals of the common circuit block 202 form. This smoothing capacitor is denoted by the reference numeral 108 and parallel to the first energy source 101 arranged.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100 100
Schaltungsanordnung, erstes Beispiel Circuit arrangement, first example
101 101
Erste Energiequelle von 100 (Traktionsbatterie) First energy source of 100 (Traction battery)
102 102
Pluspol von 101 Positive pole of 101
103 103
Minuspol von 101 Negative pole of 101
104 104
Erster Eingangsanschluss von 106 First input terminal of 106
105 105
Zweiter Eingangsanschluss von 106 Second input connection of 106
106 106
Erster Gleichspannungswandler First DC-DC converter
107 107
Steuereingang von 106 Control input from 106
108 108
Weiterer Glättungskondensator zwischen 104 und 105 bzw. parallel zu 101 Another smoothing capacitor between 104 and 105 or parallel to 101
109 109
Glättungskondensator zwischen P und N Smoothing capacitor between P and N.
110 110
Asynchronmaschine: Last Asynchronous machine: load
111 111
Erster Strang von 110 First strand of 110
112 112
Zweiter Strang von 110 Second strand of 110
113 113
Dritter Strang von 110 Third strand of 110
114 114
Erste Umrichterstufe First inverter stage
115 115
Zweite Umrichterstufe Second converter stage
116 116
Erste Halbbrücke von 114 First half bridge of 114
117 117
Zweite Halbbrücke von 114 Second half bridge of 114
118 118
Dritte Halbbrücke von 114 Third half bridge of 114
119 119
Erste Halbbrücke von 115 First half bridge of 115
120 120
Zweite Halbbrücke von 115 Second half bridge of 115
121 121
Dritte Halbbrücke von 115 Third half bridge of 115
122 122
Erster Knotenpunkt von 115 First node of 115
123 123
Zweiter Knotenpunkt von 115 Second node of 115
124 124
Kreuz als Symbol für nichtleitenden Zustand von Q11–Q26, V1, V2 Cross symbolizing non-conducting state of Q11-Q26, V1, V2
125 125
Balken als Symbol für leitenden Zustand von Q11–Q26, V1, V2 Bar symbolizing the conductive state of Q11-Q26, V1, V2
126 126
Abzweigpunkt, Verbindung von U und Z mit P Branch point, connection of U and Z with P
127 127
Abzweigpunkt, Verbindung von U und Z mit N Branch point, connection of U and Z to N
128 128
Steuerstufe control stage
129 129
Steuerleitungen von 128 an 114, 115, V1, V2 Control cables from 128 at 114 . 115 , V1, V2
130 130
Weitere Steuerleitung von 128 an 107 Further control line from 128 at 107
200 200
Schaltungsanordnung, zweites Beispiel Circuitry, second example
201 201
Zweite Energiequelle Second energy source
202 202
Schaltungsblock; z.B. Leistungselektronik-Modul Circuit block; e.g. Power electronics module
203 203
Weiterer Schaltungsblock; z.B. Leistungselektronik-Modul Another circuit block; e.g. Power electronics module
204 204
Glättungskondensator smoothing capacitor
300 300
Schaltungsanordnung, drittes Beispiel Circuitry, third example
301 301
Kondensator; bevorzugt Superkondensator Capacitor; prefers supercapacitor
D D
Drehzahl der Asynchronmaschine Speed of the asynchronous machine
DU YOU
Drehzahlwert der Asynchronmaschine bei Stern-Dreieck-Umschaltung Speed value of the asynchronous machine with star-delta changeover
M M
Drehmoment der Asynchronmaschine Torque of the asynchronous machine
MD MD
Verlauf von M bei Betrieb der Asynchronmaschine in Dreieckschaltung Course of M during operation of the asynchronous machine in delta connection
MS MS
Verlauf von M bei Betrieb der Asynchronmaschine in Sternschaltung Course of M during operation of the asynchronous machine in star connection
N N
Minuspol von 106 Negative pole of 106
P P
Pluspol von 106 Positive pole of 106
Q11 Q11
Erstes Schalterelement von 116 in 114 First switch element of 116 in 114
Q12 Q12
Erstes Schalterelement von 117 in 114 First switch element of 117 in 114
Q13 Q13
Erstes Schalterelement von 118 in 114 First switch element of 118 in 114
Q14 Q14
Zweites Schalterelement von 116 in 114 Second switch element of 116 in 114
Q15 Q15
Zweites Schalterelement von 117 in 114 Second switch element of 117 in 114
Q16 Q16
Zweites Schalterelement von 118 in 114 Second switch element of 118 in 114
Q21 Q21
Erstes Schalterelement von 119 in 115 First switch element of 119 in 115
Q22 Q22
Erstes Schalterelement von 120 in 115 First switch element of 120 in 115
Q23 Q23
Erstes Schalterelement von 121 in 115 First switch element of 121 in 115
Q24 Q24
Zweites Schalterelement von 119 in 115 Second switch element of 119 in 115
Q25 Q25
Zweites Schalterelement von 120 in 115 Second switch element of 120 in 115
Q26 Q26
Zweites Schalterelement von 121 in 115 Second switch element of 121 in 115
t t
Zeit Time
t1 t1
Erster Zeitpunkt: erster Betriebszustand First time: first operating state
t2 t2
Zweiter Zeitpunkt: zweiter Betriebszustand Second time: second operating state
t3 t3
Dritter Zeitpunkt: dritter Betriebszustand Third time: third operating state
tu tu
Umschaltzeitpunkt switchover
V1 V1
Erster Verbindungsschalter First connection switch
V2 V2
Zweiter Verbindungsschalter Second connection switch
U U
Erster Anschluss von 111 First connection of 111
V V
Erster Anschluss von 112 First connection of 112
W W
Erster Anschluss von 113 First connection of 113
X X
Zweiter Anschluss von 111 Second connection of 111
Y Y
Zweiter Anschluss von 112 Second connection of 112
Z Z
Zweiter Anschluss von 113 Second connection of 113

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2012/163433 A2 [0005, 0008] WO 2012/163433 A2 [0005, 0008]
  • DE 102006003398 A1 [0018, 0019] DE 102006003398 A1 [0018, 0019]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • T. Kume, T. Iwakane, T. Sawa, T. Yoshida und I. Nagai in dem Fachaufsatz "A wide constant power range vector controlled AC motor drive using winding changeover technique", erschienen in IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 27, no. 5, pp. 934–939, 1991 [0008] T. Kume, T. Iwakane, T. Sawa, T. Yoshida and I. Nagai in the paper "A wide constant power range vector controlled AC motor drive using a winding changeover technique", published in IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 27, no. 5, pp. 934-939, 1991 [0008]
  • Lehrbuch von Moeller: Leitfaden der Elektrotechnik, Band I, Grundlagen der Elektrotechnik, 14. Auflage 1971, B.G. Teubner Stuttgart, ISBN 3-519-06400-6, Verl.-Nr. 6400, Kapitel 11 Mehrphasen-Wechselströme, Seiten 420 ff. [0011] Textbook of Moeller: Guide of Electrical Engineering, Volume I, Fundamentals of Electrical Engineering, 14th Edition 1971, BG Teubner Stuttgart, ISBN 3-519-06400-6, Verl.-Nr. 6400, chapter 11 multiphase alternating currents, pages 420 ff. [0011]
  • http://de.wikipedia.org/wiki/Superkondensator [0026] http://en.wikipedia.org/wiki/Superkondensator [0026]
  • „Superkondensatoren – Elektrochemische Doppelschichtkondensatoren“, erschienen in MTZ – Motortechnische Zeitschrift, Ausgabe 02/2013, Seiten 158–163, Autoren: Dr.-Ing. Julia Kowal, Dipl.-Ing. Julia Drillkens, Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Dirk Uwe Sauer, erschienen bei Springer Automotive Media Wiesbaden GmbH (2013) [0031] "Supercapacitors - Electrochemical Double Layer Capacitors", published in MTZ - Motortechnische Zeitschrift, Issue 02/2013, pages 158-163, authors: Dr.-Ing. Julia Kowal, Dipl.-Ing. Julia Drillkens, Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Dirk Uwe Sauer, published by Springer Automotive Media Wiesbaden GmbH (2013) [0031]

Claims (10)

Schaltungsanordnung (100; 200; 300) zum Speisen einer ein offenes, eine vorgegebene Phasenzahl aufweisendes Mehrphasensystem bildenden Last (110) aus einer im wesentlichen zum Liefern einer ersten Gleichspannung eingerichteten ersten Energiequelle (101) oder aus der ersten (101) und einer im wesentlichen zum Liefern einer zweiten Gleichspannung eingerichteten zweiten Energiequelle (201) mit einer die vorgegebene Phasenzahl aufweisenden Mehrphasenspannung, umfassend eine erste Umrichterstufe (114) zum Speisen einer mit der vorgegebenen Phasenzahl übereinstimmenden Anzahl erster Anschlüsse (U, V, W) der Last (110) aus der ersten Energiequelle (101) und eine zweite Umrichterstufe (115) zum Speisen einer mit der vorgegebenen Phasenzahl übereinstimmenden Anzahl zweiter Anschlüsse (X, Y, Z) der Last (110) aus der ersten (101) oder der zweiten Energiequelle (201), wobei die erste (114) und die zweite Umrichterstufe (115) dazu eingerichtet sind, zum Speisen der Last (110) die ersten (U, V, W) und zweiten (X, Y, Z) Anschlüsse der Last (110) wahlweise zu einer Sternschaltung oder einer Ringschaltung zu verbinden. Circuit arrangement ( 100 ; 200 ; 300 ) for feeding a load forming an open multiphase system having a predetermined number of phases ( 110 ) of a first energy source, essentially configured to provide a first DC voltage ( 101 ) or from the first ( 101 ) and a second energy source substantially configured to provide a second DC voltage ( 201 ) having a predetermined phase number having multi-phase voltage, comprising a first converter stage ( 114 ) for feeding a number of first terminals (U, V, W) of the load which coincide with the predetermined number of phases ( 110 ) from the first energy source ( 101 ) and a second converter stage ( 115 ) for feeding a number of second terminals (X, Y, Z) of the load which coincide with the predetermined number of phases ( 110 ) from the first ( 101 ) or the second energy source ( 201 ), the first ( 114 ) and the second converter stage ( 115 ) are adapted to feed the load ( 110 ) the first (U, V, W) and second (X, Y, Z) connections of the load ( 110 ) optionally to connect to a star connection or a ring circuit. Schaltungsanordnung (100) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Ausbildung zum Speisen der Last (110) ausschließlich aus der ersten Energiequelle (101), wofür wenigstens ein Schalterelement (V1, V2) vorgesehen ist zum wahlweisen Gewinnen der zweiten Gleichspannung aus der ersten Gleichspannung der ersten Energiequelle (101) und zum Liefern dieser aus der ersten Gleichspannung der ersten Energiequelle (101) gewonnenen zweiten Gleichspannung an die zweite Umrichterstufe (115). Circuit arrangement ( 100 ) according to claim 1, characterized by a training for feeding the load ( 110 ) exclusively from the first energy source ( 101 ), for which at least one switch element (V1, V2) is provided for optionally obtaining the second DC voltage from the first DC voltage of the first energy source ( 101 ) and for supplying them from the first DC voltage of the first energy source ( 101 ) obtained second DC voltage to the second converter stage ( 115 ). Schaltungsanordnung (100; 200) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Ausbildung der ersten (101) und/oder der zweiten Energiequelle (201) mit wenigstens einem Akkumulator und/oder wenigstens einer Brennstoffzelle. Circuit arrangement ( 100 ; 200 ) according to claim 1 or 2, characterized by a design of the first ( 101 ) and / or the second energy source ( 201 ) with at least one accumulator and / or at least one fuel cell. Schaltungsanordnung (300) nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Ausbildung der ersten (101) und/oder der zweiten Energiequelle (201) mit wenigstens einem Kondensator, insbesondere mit wenigstens einem Superkondensator (301). Circuit arrangement ( 300 ) according to claim 1, 2 or 3, characterized by a design of the first ( 101 ) and / or the second energy source ( 201 ) with at least one capacitor, in particular with at least one supercapacitor ( 301 ). Schaltungsanordnung (100; 200; 300) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Energiequelle (101) über wenigstens einen ersten Gleichspannungswandler (106) mit der ersten Umrichterstufe (114) gekoppelt ist und/oder dass die zweite Energiequelle (201) über wenigstens einen zweiten Gleichspannungswandler mit der zweiten Umrichterstufe (115) gekoppelt ist. Circuit arrangement ( 100 ; 200 ; 300 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first energy source ( 101 ) via at least one first DC-DC converter ( 106 ) with the first converter stage ( 114 ) and / or that the second energy source ( 201 ) via at least one second DC-DC converter with the second converter stage ( 115 ) is coupled. Schaltungsanordnung (100; 200; 300) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Last (110) mit einer elektrischen Maschine mit offenen Wicklungen gebildet ist. Circuit arrangement ( 100 ; 200 ; 300 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the load ( 110 ) is formed with an electric machine with open windings. Schaltungsanordnung (100; 200; 300) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Last (110) mit einer Asynchronmaschine mit offenen Wicklungen gebildet ist. Circuit arrangement ( 100 ; 200 ; 300 ) according to claim 6, characterized in that the load ( 110 ) is formed with an asynchronous machine with open windings. Schaltungsanordnung (100; 200; 300) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuerstufe (128) zum Steuern der Umrichterstufen (114, 115) und/oder des wenigstens einen Schalterelements (V1, V2) und/oder der Gleichspannungswandler (106). Circuit arrangement ( 100 ; 200 ; 300 ) according to at least one of the preceding claims, characterized by a control stage ( 128 ) for controlling the converter stages ( 114 . 115 ) and / or the at least one switch element (V1, V2) and / or the DC-DC converter ( 106 ). Verfahren zum Betreiben einer nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildeten Schaltungsanordnung (100; 200; 300), dadurch gekennzeichnet, dass zum Speisen der Last (110) aus der ersten (101) oder der ersten (101) und der zweiten Energiequelle (201) die ersten (U, V, W) und zweiten (X, Y, Z) Anschlüsse der Last (110) durch Steuern wenigstens der Umrichterstufen (114; 115) wahlweise zu einer Sternschaltung oder einer Ringschaltung verbunden werden. Method for operating a circuit arrangement (according to at least one of the preceding claims) ( 100 ; 200 ; 300 ), characterized in that for feeding the load ( 110 ) from the first ( 101 ) or the first ( 101 ) and the second energy source ( 201 ) the first (U, V, W) and second (X, Y, Z) connections of the load ( 110 ) by controlling at least the converter stages ( 114 ; 115 ) are selectively connected to a star connection or a ring circuit. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Umrichterstufen (114; 115) pulsweitenmoduliert gesteuert werden. Method according to Claim 9, characterized in that the converter stages ( 114 ; 115 ) are controlled pulse width modulated.
DE102014217269.1A 2014-08-29 2014-08-29 Circuit arrangement for feeding a load and method for its operation Pending DE102014217269A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014217269.1A DE102014217269A1 (en) 2014-08-29 2014-08-29 Circuit arrangement for feeding a load and method for its operation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014217269.1A DE102014217269A1 (en) 2014-08-29 2014-08-29 Circuit arrangement for feeding a load and method for its operation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014217269A1 true DE102014217269A1 (en) 2016-03-03

Family

ID=55312049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014217269.1A Pending DE102014217269A1 (en) 2014-08-29 2014-08-29 Circuit arrangement for feeding a load and method for its operation

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014217269A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014224476A1 (en) 2014-12-01 2016-06-02 Volkswagen Aktiengesellschaft Electric drive unit, hybrid drive device and vehicle
DE102020124571A1 (en) 2020-09-22 2021-07-08 Audi Aktiengesellschaft Powertrain device comprising a star-delta switchover and a mechanical switchover, as well as a motor vehicle
DE102020126340A1 (en) 2020-10-08 2022-04-14 Audi Aktiengesellschaft Inverter for a drive device of an electrically driven motor vehicle

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3875491A (en) * 1972-07-26 1975-04-01 Bbc Brown Boveri & Cie Arrangement for supplying multi-phase electric power consumers by means of converters
DE4308836A1 (en) * 1993-03-19 1994-09-22 Abb Patent Gmbh Method for operating a three-phase motor using a converter with a variable frequency and voltage
DE102006003398A1 (en) 2005-01-26 2006-08-10 General Motors Corp. (N.D.Ges.D. Staates Delaware), Detroit Topology of a double ended inverter drive system for a hybrid vehicle
WO2012163433A2 (en) 2011-06-03 2012-12-06 Siemens Aktiengesellschaft Asynchronous motor with load-dependent star or delta connection
DE102012101156A1 (en) * 2012-02-14 2013-08-14 Lti Drives Gmbh Network feed device, energy supply system and method for operating a network feed device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3875491A (en) * 1972-07-26 1975-04-01 Bbc Brown Boveri & Cie Arrangement for supplying multi-phase electric power consumers by means of converters
DE4308836A1 (en) * 1993-03-19 1994-09-22 Abb Patent Gmbh Method for operating a three-phase motor using a converter with a variable frequency and voltage
DE102006003398A1 (en) 2005-01-26 2006-08-10 General Motors Corp. (N.D.Ges.D. Staates Delaware), Detroit Topology of a double ended inverter drive system for a hybrid vehicle
WO2012163433A2 (en) 2011-06-03 2012-12-06 Siemens Aktiengesellschaft Asynchronous motor with load-dependent star or delta connection
DE102012101156A1 (en) * 2012-02-14 2013-08-14 Lti Drives Gmbh Network feed device, energy supply system and method for operating a network feed device

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Superkondensatoren - Elektrochemische Doppelschichtkondensatoren", erschienen in MTZ - Motortechnische Zeitschrift, Ausgabe 02/2013, Seiten 158-163, Autoren: Dr.-Ing. Julia Kowal, Dipl.-Ing. Julia Drillkens, Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Dirk Uwe Sauer, erschienen bei Springer Automotive Media Wiesbaden GmbH (2013)
http://de.wikipedia.org/wiki/Superkondensator
Kowal, J. et al. Superkondensatoren elektrochemische Doppelschichtkondensatoren, in: MTZ - Motortechnische Zeitschrift, Vol. 74, 2013, Nr.2, S. 158 - 163, ISSN 0024-8525 *
Kume, T. et al. A Wide Constant Power Range Vector Controlled AC Motor Drive Using Winding Changeover Technique, in: IEEE Trsansactions in Industry Applications, Vol. 27, 1991, Nr. 5, S. 924 - 939, ISSN 0093-9994
Kume, T. et al. A Wide Constant Power Range Vector Controlled AC Motor Drive Using Winding Changeover Technique, in: IEEE Trsansactions in Industry Applications, Vol. 27, 1991, Nr. 5, S. 924 - 939, ISSN 0093-9994 *
Lehrbuch von Moeller: Leitfaden der Elektrotechnik, Band I, Grundlagen der Elektrotechnik, 14. Auflage 1971, B.G. Teubner Stuttgart, ISBN 3-519-06400-6, Verl.-Nr. 6400, Kapitel 11 Mehrphasen-Wechselströme, Seiten 420 ff.
T. Kume, T. Iwakane, T. Sawa, T. Yoshida und I. Nagai in dem Fachaufsatz "A wide constant power range vector controlled AC motor drive using winding changeover technique", erschienen in IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 27, no. 5, pp. 934-939, 1991

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014224476A1 (en) 2014-12-01 2016-06-02 Volkswagen Aktiengesellschaft Electric drive unit, hybrid drive device and vehicle
US10500937B2 (en) 2014-12-01 2019-12-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Electric drive unit, hybrid drive device, and vehicle
DE102020124571A1 (en) 2020-09-22 2021-07-08 Audi Aktiengesellschaft Powertrain device comprising a star-delta switchover and a mechanical switchover, as well as a motor vehicle
DE102020126340A1 (en) 2020-10-08 2022-04-14 Audi Aktiengesellschaft Inverter for a drive device of an electrically driven motor vehicle
DE102020126340B4 (en) 2020-10-08 2023-09-21 Audi Aktiengesellschaft Inverter for a drive device of an electrically driven motor vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3333005B1 (en) Modular power electronics unit for charging an electrically powered vehicle
EP3224075B1 (en) Battery system comprising a hybrid battery and an npc inverter which is connected on the input side to the battery, and method for operating an npc inverter which is connected on the input side to a hybrid battery
DE102019130738A1 (en) Battery with a battery module and method for its operation
EP2362522B1 (en) Charging device for an electric car
DE102016114101A1 (en) TRANSFORMERLESS ELECTRIC INSULATED BOARD CHARGER WITH SOLID BUTTER SWITCH CONTROL
WO2013091951A2 (en) System and device for charging the energy storage cells of an energy storage device
WO2012038162A1 (en) Battery comprising an integrated dc/ac converter
DE102014223227A1 (en) Drive device and method for operating a drive device
WO2008155209A1 (en) Battery pack with switch for high-current operation
WO2013143805A2 (en) Battery system, motor vehicle having a battery system, and method for starting up a battery system
DE102011089297A1 (en) Energy storage device, system with energy storage device and method for driving an energy storage device
WO2011092099A1 (en) Electrical on-board network and method for operating an electrical on-board network
EP3501884A1 (en) Transformer device for a charging station for electric vehicles with at least two load points
WO2013000522A1 (en) Capacitor arrangement for an intermediate circuit of a voltage transformer
DE102010039886A1 (en) Drive system for a battery-operated vehicle
WO2013143847A2 (en) Energy storing device with cooling elements, and method for cooling energy storing cells
EP2673860A1 (en) Charging an energy store
DE102013202652A1 (en) Charging circuit for an energy storage device and method for charging an energy storage device
DE102011006761A1 (en) Switching matrix of switching system, has switching devices that are arranged to switch supply terminals with respect to output ports in response to control signals to form series/parallel/bridging circuit with power sources
DE102012210010A1 (en) Energy storage device for producing power supply voltage for e.g. synchronous machine in hybrid car, has module intermediate circuit coupled with conversion circuit for selectively switching or bridging in supply strands
WO2013041330A2 (en) Method for balancing the charge states of battery cells in a battery and battery for implementation of the method
WO2014154495A1 (en) Energy storage device and system having an energy storage device
DE102014217269A1 (en) Circuit arrangement for feeding a load and method for its operation
DE102007013462A1 (en) Power electronic circuit arrangement for a rotary field machine
DE102012209179A1 (en) Energy storage device i.e. lithium-ion battery for producing power supply voltage for electric machine that is utilized e.g. electric car, has switch switching cell modules in power supply lines to provide supply voltage to output terminal

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed