DE102019204695A1 - COMPENSATION CIRCUIT FOR INTERFERENCE CURRENTS - Google Patents

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Abstract

Eine Schaltung (100) zur Reduzierung eines Störstroms (105), zum Beispiel eines Gleichtaktstroms oder eines Ableitstroms, in einem leitenden Element (110). Die Schaltung (100) umfasst ein passives Netzwerk (120), das mit dem leitenden Element (110) verbunden ist. Das passive Netzwerk (120) umfasst wenigstens einen Reihenkondensator. Die Schaltung umfasst einen Kompensations-Umrichter (115), der mit dem passiven Netzwerk (120) verbunden ist. Die Schaltung umfasst eine Steuerung (125), die ausgebildet ist, den Kompensations-Umrichter (115) derart anzusteuern, dass ein durch das passive Netzwerk (120) fließender Strom (130), den Störstrom (105) verringert.A circuit (100) for reducing an interference current (105), for example a common-mode current or a leakage current, in a conductive element (110). The circuit (100) comprises a passive network (120) connected to the conductive element (110). The passive network (120) comprises at least one series capacitor. The circuit comprises a compensation converter (115) which is connected to the passive network (120). The circuit comprises a controller (125) which is designed to control the compensation converter (115) in such a way that a current (130) flowing through the passive network (120) reduces the interference current (105).

Description

Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen eine Schaltung zur Reduzierung eines Störstroms, zum Beispiel eines Gleichtaktstroms oder eines Ableitstroms in einem leitenden Element, zum Beispiel in einem Schutzleiter eines Antriebssystems.Embodiments of the invention create a circuit for reducing an interference current, for example a common mode current or a leakage current in a conductive element, for example in a protective conductor of a drive system.

Dem Fachmann ist grundsätzlich bekannt, dass wenn Halbbrücken eines Umrichters eines Antriebssystems Spannungen schalten, parasitäre Kapazitäten beispielsweise der Wicklungen des Motors und dessen Zuleitung gegen den Stator und gegen den Schutzleiter umgeladen werden. Der beim Umladen der parasitären Kapazitäten entstehende Strom, der auch Gleichtaktstrom oder Ableitstrom genannt wird, soll innerhalb des Umrichters geschlossen werden, um Gleichtaktstörungen beispielsweise in der Steuerung, in der Batterie oder im Gleichrichter zu vermeiden.The person skilled in the art is basically aware that when half bridges of a converter of a drive system switch voltages, parasitic capacitances, for example of the windings of the motor and its supply line, are reloaded against the stator and against the protective conductor. The current that occurs when the parasitic capacitances are recharged, which is also called common-mode current or leakage current, should be closed within the converter in order to avoid common-mode interference, for example in the controller, in the battery or in the rectifier.

Eine induktive Einkopplung eines Gegensignals (beispielsweise zwischen dem Umrichter und den Motorleitungen) kann den unerwünschten Gleichtaktstrom grundsätzlich unterbinden. Eine induktive Einkopplung ist jedoch oft nicht attraktiv, weil erforderliche Bauteile weit zu groß werden. Die Gleichtaktströme erreichen die höchsten Pegel, wenn beispielsweise drei Halbbrücken synchron getaktet ein Taktverhältnis von 50% aufweisen. Das entspricht 0 V Ausgangsspannung auf allen drei Phasen des Umrichters. Ein Einkopplungstransformator müsste die dabei entstehende Spannungszeitfläche aufnehmen können, ohne zu sättigen. Aus einer beispielhaften Berechnung bei einer Pulsfrequenz von 10 kHz (entspricht einer Periodendauer von 100 µs) bei einer Zwischenkreisspannung von 800 V und einer maximalen magnetischen Flussdichte eines nanokristallinen Transformatorkernes von 0,8 T ergibt sich ein Querschnitt des Transformatorkernes von 250 cm2 bei einer Windung pro Wicklung. Dieser Querschnitt ergibt sich aus einer Berechnung, wonach ein Viertel der Periodendauer mit der Zwischenkreisspannung multipliziert wird und durch die Sättigungsflussdichte des Transformatorkernes dividiert wird. Der benötigte Querschnitt des Transformatorkernes kann grundsätzlich durch Erhöhung der Windungszahl proportional reduziert werden. So resultiert eine Windungszahl von 10 in einem Querschnitt von 25 cm2. 10 Windungen um einen derartigen Transformatorkern bei einem beispielhaften Strom von 200 A sind jedoch technisch nicht attraktiv und führen zu weit zu großen Bauteilen. Zudem benötigt eine Auslegung ab 500 kHz (die aufgrund endlicher Filtersteilheit sowieso nicht direkt oder nur schwierig realisierbar ist) 2 Windungen und damit einen immer noch zu großen Transformatorkern. Deshalb besteht der Bedarf nach einem verbesserten Ansatz.An inductive coupling of a counter signal (for example between the converter and the motor cables) can fundamentally prevent the undesired common-mode current. However, inductive coupling is often not attractive because the components required are far too large. The common-mode currents reach the highest level when, for example, three half-bridges clocked synchronously have a clock ratio of 50%. This corresponds to 0 V output voltage on all three phases of the converter. A coupling transformer would have to be able to absorb the resulting voltage-time area without saturating. An exemplary calculation at a pulse frequency of 10 kHz (corresponds to a period of 100 µs) with an intermediate circuit voltage of 800 V and a maximum magnetic flux density of a nanocrystalline transformer core of 0.8 T results in a transformer core cross section of 250 cm 2 with one turn per winding. This cross-section results from a calculation, according to which a quarter of the period is multiplied by the intermediate circuit voltage and divided by the saturation flux density of the transformer core. The required cross-section of the transformer core can be reduced proportionally by increasing the number of turns. A number of turns of 10 results in a cross-section of 25 cm 2 . However, 10 turns around such a transformer core at an exemplary current of 200 A are technically not attractive and lead to large components too far. In addition, a design from 500 kHz (which cannot be implemented directly or only with difficulty due to the finite filter steepness) requires 2 turns and thus a transformer core that is still too large. Therefore, there is a need for an improved approach.

Zudem sind ein Spannungsumrichter, elektrisches Antriebssystem und Verfahren zum Reduzieren von Störspannungen aus der Offenlegungsschrift DE 10 2015 215 898 A1 bekannt.In addition, a voltage converter, electrical drive system and method for reducing interference voltages are from the laid-open specification DE 10 2015 215 898 A1 known.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Nachteile des Standes der Technik (wenigstens teilweise) zu beseitigen bzw. zu reduzieren.The object of the present invention is to (at least partially) eliminate or reduce disadvantages of the prior art.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 18.The object is achieved by a circuit according to claim 1 and a method according to claim 18.

Ein Basisausführungsbeispiel schafft eine Schaltung zur Reduzierung eines Störstroms, zum Beispiel eines Gleichtaktstroms oder eines Ableitstroms, in einem leitenden Element wird bereitgestellt. Die Schaltung umfasst ein passives Netzwerk, das mit dem leitenden Element verbunden ist. Das passive Netzwerk umfasst wenigstens einen Reihenkondensator. Die Schaltung umfasst zudem einen Kompensations-Umrichter, der mit dem passiven Netzwerk verbunden ist und eine Steuerung, die ausgebildet ist, den Kompensations-Umrichter derart anzusteuern, dass ein durch das passive Netzwerk fließender Strom, den Störstrom verringert.A basic exemplary embodiment provides a circuit for reducing an interference current, for example a common mode current or a leakage current, in a conductive element is provided. The circuit comprises a passive network connected to the conductive element. The passive network includes at least one series capacitor. The circuit also includes a compensation converter which is connected to the passive network and a controller which is designed to control the compensation converter in such a way that a current flowing through the passive network reduces the interference current.

Ausführungsbeispielen liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Störströme in einem leitenden Element, wie z.B. in einem Schutzleiter eines Antriebssystems, das entsprechend einer Variante einen Umrichter aufweisen kann, durch eine einfach aufgebaute Kompensationsschaltung kompensiert (im Sinne von vermindert) werden können. Eine solche Kompensationsschaltung ist über einen in Reihe geschalteten Kondensator, der Teil der Kompensationsschaltung ist, mit dem leitenden Element verbunden und umfasst einen Kompensations-Umrichter, der z. B. analog zu dem Umrichter des Antriebssystems aufgebaut sein kann. Bei diesem Aufbau kann der Kompensations-Umrichter kapazitiv den Störstrom im leitenden Element ableiten oder entgegenwirken. Die Kompensationsschaltung zeichnet sich durch einfachen Aufbau mit leichten und kostengünstigen Bauteilen aus.Embodiments are based on the knowledge that interference currents in a conductive element, e.g. can be compensated (in the sense of reduced) in a protective conductor of a drive system, which according to a variant can have a converter, by means of a simply constructed compensation circuit. Such a compensation circuit is connected to the conductive element via a series-connected capacitor which is part of the compensation circuit and comprises a compensation converter which, for. B. can be constructed analogously to the converter of the drive system. With this structure, the compensation converter can capacitively divert or counteract the interference current in the conductive element. The compensation circuit is characterized by a simple structure with lightweight and inexpensive components.

In einer Ausführungsform kann das passive Netzwerk ferner wenigstens ein induktives Bauelement und/oder ein Widerstandselement und/oder einen weiteren Reihenkondensator umfassen. Eine Anordnung höherer Ordnung kann vorteilhafter Weise im Vergleich zu einer reinen kapazitiven Anordnung die Impedanz zwischen einer elektrischen störenden Einrichtung und dem leitenden Element vorteilhaft abbilden und damit den Störstrom vorteilhaft verringern bzw. kompensieren.In one embodiment, the passive network can furthermore comprise at least one inductive component and / or a resistance element and / or a further series capacitor. A higher-order arrangement can advantageously map the impedance between an electrical interfering device and the conductive element in comparison to a purely capacitive arrangement and thus advantageously reduce or compensate for the interfering current.

In einer Ausführungsform kann der Kompensations-Umrichter einen Multilevel-Umrichter umfassen. Dadurch kann der Ausgansstrom des Kompensations-Umrichters an den Störstrom vorteilhaft angepasst werden.In one embodiment, the compensation converter can comprise a multilevel converter. This allows the output current of the Compensation converter can be advantageously adapted to the interference current.

In einer Ausführungsform kann das passive Netzwerk ein mehrphasiges passives Netzwerk mit wenigstens zwei Phasen umfassen, wobei jede Phase des mehrphasigen passiven Netzwerks mit dem leitenden Element verbunden ist und wenigstens einen Reihenkondensator umfasst. Gemäß dieser Ausführungsform kann Kompensations-Umrichter wenigstens zwei Zweige umfassen, wobei jeder Zweig der wenigstens zwei Zweige des Kompensations-Umrichters mit einer Phase des mehrphasigen passiven Netzwerks verbunden ist. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, um einen Störstrom zu verringern, der durch eine mehrphasige elektrische Einrichtung verursacht wird.In one embodiment, the passive network can comprise a polyphase passive network having at least two phases, each phase of the polyphase passive network being connected to the conductive element and comprising at least one series capacitor. According to this embodiment, compensation converter can comprise at least two branches, each branch of the at least two branches of the compensation converter being connected to a phase of the polyphase passive network. This embodiment is advantageous in order to reduce an interference current caused by a multi-phase electrical device.

In einer Ausführungsform kann jede Phase des mehrphasigen passiven Netzwerks ferner wenigstens ein induktives Bauelement und/oder ein Widerstandselement umfassen. Eine Anordnung höherer Ordnung kann im Vergleich zu einer reinen kapazitiven Anordnung die Impedanz zwischen einer elektrischen störenden Einrichtung und dem leitenden Element vorteilhaft abbilden und damit den Störstrom vorteilhaft verringern bzw. kompensieren.In one embodiment, each phase of the polyphase passive network can furthermore comprise at least one inductive component and / or one resistance element. In comparison to a purely capacitive arrangement, a higher-order arrangement can advantageously map the impedance between an electrically interfering device and the conductive element and thus advantageously reduce or compensate for the interfering current.

In einer Ausführungsform kann die Schaltung in einem System enthalten sein. Das System kann ferner einen Haupt-Umrichter umfassen, wobei der Störstrom in dem leitenden Element durch wenigstens einen Schaltvorgang in dem Haupt-Umrichter verursacht wird. Die Steuerung des Kompensations-Umrichters kann ausgebildet sein, um wenigstens ein Ventilbauelement des Kompensations-Umrichters abhängig von einem oder mehreren Steuersignalen des Haupt-Umrichters anzusteuern. Dadurch können die Schaltvorgänge des Kompensations-Umrichters in zeitliche Übereinstimmung mit den Schaltvorgängen des störenden Haupt-Umrichters vorteilhaft gebracht werden.In one embodiment, the circuit can be included in a system. The system may further comprise a main converter, the interference current in the conductive element being caused by at least one switching operation in the main converter. The control of the compensation converter can be designed to control at least one valve component of the compensation converter as a function of one or more control signals from the main converter. As a result, the switching processes of the compensation converter can advantageously be brought into time correspondence with the switching processes of the disruptive main converter.

In einer Ausführungsform können der Haupt-Umrichter und der Kompensations-Umrichter dieselbe Umrichter-Topologie aufweisen. Dadurch kann das Steuersignal des Ventilbauelements des Kompensations-Umrichters von dem Steuersignal des topologisch entsprechenden Ventilbauelements des Haupt-Umrichters vorteilhaft abgeleitet werden.In one embodiment, the main converter and the compensation converter can have the same converter topology. As a result, the control signal of the valve component of the compensation converter can advantageously be derived from the control signal of the topologically corresponding valve component of the main converter.

In einer Ausführungsform kann der Kompensations-Umrichter eine Mehrzahl von Ventilbauelementen umfassen und die Steuerung des Kompensations-Umrichters kann ausgebildet sein, jedes Ventilbauelement der Mehrzahl von Ventilbauelementen abhängig von einem Steuersignal eines Ventilbauelements des Haupt-Umrichters, das diesem Ventilbauelement des Kompensations-Umrichters topologisch entspricht, anzusteuern. Dadurch können die Steuersignale der Ventilbauelemente des Kompensations-Umrichters von den Steuersignalen der topologisch entsprechenden Ventilbauelemente des Haupt-Umrichters vorteilhaft abgeleitet werden.In one embodiment, the compensation converter can comprise a plurality of valve components and the control of the compensation converter can be designed, each valve component of the plurality of valve components depending on a control signal of a valve component of the main converter, which topologically corresponds to this valve component of the compensation converter , head for. As a result, the control signals of the valve components of the compensation converter can advantageously be derived from the control signals of the topologically corresponding valve components of the main converter.

In einer Ausführungsform kann das Ansteuern jedes Ventilbauelements der Mehrzahl von Ventilbauelementen ein Invertieren des Steuersignals des topologisch entsprechenden Ventilbauelements des Haupt-Umrichters umfassen. Dadurch kann eine gegenphasige Ansteuerung des Kompensations-Umrichters im Verhältnis zu dem Haupt-Umrichter vorteilhaft erreicht werden, wodurch der Störstrom vorteilhaft verringert bzw. kompensiert wird.In one embodiment, the activation of each valve component of the plurality of valve components can include inverting the control signal of the topologically corresponding valve component of the main converter. In this way, an anti-phase control of the compensation converter in relation to the main converter can advantageously be achieved, whereby the interference current is advantageously reduced or compensated.

In einer Ausführungsform kann das Ansteuern jedes Ventilbauelements der Mehrzahl von Ventilbauelementen ferner ein Verzögern des Steuersignals des topologisch entsprechenden Ventilbauelements des Haupt-Umrichters umfassen. Dadurch kann die Verzögerung der Schaltvorgänge des Haupt-Umrichters, die zum Beispiel durch die Totzeit herbeigeführt wird, vorteilhaft kompensiert werden.In one embodiment, the actuation of each valve component of the plurality of valve components can further include delaying the control signal of the topologically corresponding valve component of the main converter. As a result, the delay in the switching operations of the main converter, which is brought about, for example, by the dead time, can advantageously be compensated for.

In einer Ausführungsform kann das Verzögern ein Verzögern um eine einstellbare Zeit umfassen. Dadurch kann zum Beispiel eine variable Totzeit vorteilhaft kompensiert werden.In one embodiment, the delaying can include delaying by an adjustable time. In this way, for example, a variable dead time can advantageously be compensated.

In einer Ausführungsform kann die Steuerung ferner ausgebildet sein, die einstellbare Zeit abhängig von einem oder mehreren Betriebsparametern eines Zweiges des Haupt-Umrichters, in dem das topologisch entsprechende Ventilbauelement des Haupt-Umrichters angeordnet ist, festzulegen. Dadurch kann die Variabilität der Schaltvorgänge des Haupt-Umrichters in Bezug auf die Steuersignale der Ventilbauelemente des Haupt-Umrichters zum Beispiel in Abhängigkeit von der Stromrichtung oder Stromstärke des Ausgansstroms des Haupt-Umrichters vorteilhaft berücksichtigt werden.In one embodiment, the controller can furthermore be designed to define the adjustable time as a function of one or more operating parameters of a branch of the main converter in which the topologically corresponding valve component of the main converter is arranged. As a result, the variability of the switching operations of the main converter with regard to the control signals of the valve components of the main converter can be advantageously taken into account, for example as a function of the current direction or current intensity of the output current of the main converter.

In einer Ausführungsform können der Haupt-Umrichter und der Kompensations-Umrichter an einen Zwischenkreis angeschlossen sind. Dadurch kann eine vorteilhaft einfache Systemarchitektur erreicht werden.In one embodiment, the main converter and the compensation converter can be connected to an intermediate circuit. This enables an advantageously simple system architecture to be achieved.

In einer Ausführungsform kann der Haupt-Umrichter mit einem Zwischenkreis verbunden sein und der der Kompensations-Umrichter an den Zwischenkreis mittels eines Hilfs-Wandlers angeschlossen sein. Dadurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass die Ventilbauelemente des Kompensations-Umrichters eine niedrigere Spannungsfestigkeit als die Spannungsfestigkeit der Ventilbauelemente des Haupt-Umrichters aufweisen können.In one embodiment, the main converter can be connected to an intermediate circuit and that of the compensation converter can be connected to the intermediate circuit by means of an auxiliary converter. This can advantageously achieve that the valve components of the compensation converter can have a lower dielectric strength than the dielectric strength of the valve components of the main converter.

In einer Ausführungsform kann das Ansteuern ein Auslösen eines Durchlasszustandes der Ventilbauelemente des Kompensations-Umrichters umfassen. Dadurch kann eine zeitliche Übereinstimmung der Schaltvorgänge des Haupt-Umrichters und des Kompensations-Umrichters vorteilhaft erreicht werden.In one embodiment, the actuation can trigger an on state of the Include valve components of the compensation converter. As a result, the switching operations of the main converter and the compensation converter can advantageously coincide over time.

In einer Ausführungsform kann eine erste Impedanz des passiven Netzwerks bei einer Frequenz oder mehreren Frequenzen von einer zweiten Impedanz zwischen dem Haupt-Umrichter und dem leitenden Element bei der Frequenz oder den Frequenzen um höchstens einen vorgebestimmten Wert abweicht. Dadurch kann eine gewünschte Dämpfung des Störstroms vorteilhaft erreicht werden.In one embodiment, a first impedance of the passive network at one frequency or several frequencies can differ from a second impedance between the main converter and the conductive element at the frequency or frequencies by at most a predetermined value. As a result, a desired damping of the interference current can advantageously be achieved.

Ein Verfahren zur Reduzierung eines Störstroms, zum Beispiel eines Gleichtaktstrom oder eines Ableitstroms, in einem leitenden Element wird bereitgestellt. Das Verfahren umfasst: Ansteuern eines Kompensations-Umrichters, wobei der Kompensations-Umrichter mit einem passiven Netzwerk verbunden ist, wobei das passive Netzwerk mit dem leitenden Element verbunden ist, und wobei das passive Netzwerk wenigstens einen Reihenkondensator umfasst, derart, dass ein durch das passive Netzwerk fließender Strom, den Störstrom verringert.A method for reducing an interference current, for example a common mode current or a leakage current, in a conductive element is provided. The method comprises: controlling a compensation converter, wherein the compensation converter is connected to a passive network, wherein the passive network is connected to the conductive element, and wherein the passive network comprises at least one series capacitor, such that one through the passive Network flowing current that reduces interference current.

In einem Ausführungsbeispiel kann das Verfahren das Ansteuern des Kompensations-Umrichters Ansteuern wenigstens eines Ventilbauelements des Kompensations-Umrichters abhängig von einem oder mehreren Steuersignalen eines Haupt-Umrichters umfasst, wobei der Störstrom in dem leitenden Element durch wenigstens einen Schaltvorgang in dem Haupt-Umrichters verursacht wird. Dadurch können die Schaltvorgänge des Kompensations-Umrichters in zeitliche Übereinstimmung mit den Schaltvorgängen des störenden Haupt-Umrichters vorteilhaft gebracht werden.In one embodiment, the method can include controlling the compensation converter, controlling at least one valve component of the compensation converter depending on one or more control signals of a main converter, the interference current in the conductive element being caused by at least one switching process in the main converter . As a result, the switching processes of the compensation converter can advantageously be brought into time correspondence with the switching processes of the disruptive main converter.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.Preferred embodiments of the invention are described below with reference to the drawings.

In den Zeichnungen ist dargestellt:

  • 1 zeigt schematisch eine Schaltung zur Reduzierung eines Störstroms in einem leitenden Element gemäß einer Ausführungsform.
  • 2 zeigt eine Ausführungsform des passiven Netzwerks.
  • 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Kompensations-Umrichters und des passiven Netzwerks.
  • 4 zeigt ein System mit einer Schaltung zur Reduzierung eines Störstroms in einem leitenden Element.
  • 5 besteht aus 5a bis 5e; 5a zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems; 5b bis 5e zeigen Verläufe von Steuersignalen und Ausgangsspannungen in dem System.
  • 6 zeigt ein Verfahren zur Reduzierung eines Störstroms in einem leitenden Element gemäß einer Ausführungsform.
The drawings show:
  • 1 shows schematically a circuit for reducing an interference current in a conductive element according to an embodiment.
  • 2 Figure 3 shows an embodiment of the passive network.
  • 3 shows an embodiment of the compensation converter and the passive network.
  • 4th shows a system with a circuit for reducing an interference current in a conductive element.
  • 5 consists 5a to 5e ; 5a shows an embodiment of the system according to the invention; 5b to 5e show curves of control signals and output voltages in the system.
  • 6th FIG. 11 shows a method for reducing an interference current in a conductive element according to an embodiment.

1 zeigt schematisch eine Schaltung 100 zur Reduzierung eines Störstroms 105 in einem leitenden Element 110 gemäß einer Ausführungsform. Die Schaltung 100 umfasst in einer einfachen Implementierung einen Kompensations-Umrichter 115, der mit einem passiven Netzwerk 120 verbunden ist. Das passive Netzwerk 120 ist ferner mit dem leitenden Element 110 verbunden. 1 shows schematically a circuit 100 to reduce an interference current 105 in a conductive element 110 according to one embodiment. The circuit 100 comprises a compensation converter in a simple implementation 115 who is using a passive network 120 connected is. The passive network 120 is also with the conductive element 110 connected.

Bei dem leitenden Element 110 kann es sich beispielsweise um einen Schutzleiter (z.B. eines Antriebssystems) handeln, in welchem ein Störstrom 105 vorliegt. Der Störstrom 105 entsteht in dem leitenden Element 110 durch die Einwirkung einer an der 1 nicht gezeigten elektrischen Einrichtung, z. B. eines Umrichters eines Antriebssystems, in dem Schaltvorgänge stattfinden.With the conductive element 110 it can, for example, be a protective conductor (eg of a drive system) in which an interference current 105 present. The interference current 105 arises in the conductive element 110 by the action of one at the 1 electrical device not shown, e.g. B. a converter of a drive system in which switching operations take place.

Das passive Netzwerk 120 umfasst wenigstens einen Reihenkondensator, so dass der Ausgangsstrom des Kompensations-Umrichters 115 in das leitende Element 110 kapazitiv eingekoppelt wird.The passive network 120 comprises at least one series capacitor, so that the output current of the compensation converter 115 into the conductive element 110 is coupled capacitively.

Der Kompensations-Umrichter 115 wird von einer Steuerung 125 angesteuert. Die Steuerung 125 steuert den Kompensations-Umrichter 115 bzw. deren Elemente derart, dass der durch das passive Netzwerk 120 fließende Strom 130 (d. h. der Ausgangsstrom des Kompensations-Umrichters 115) den Störstrom 105 in dem leitenden Element 110 verringert. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Kompensations-Umrichter 115 durch die Steuerung 125 derart angesteuert werden, dass der Strom 130 gegenphasig zu dem Strom 105 ist und dass er somit den Strom 105 teilweise oder vollständig kompensiert.The compensation converter 115 is controlled by a controller 125 controlled. The control 125 controls the compensation converter 115 or their elements in such a way that the passive network 120 flowing stream 130 (ie the output current of the compensation converter 115 ) the interference current 105 in the conductive element 110 decreased. According to one embodiment, the compensation converter 115 through the controller 125 be controlled in such a way that the current 130 out of phase with the current 105 is and that he is thus the current 105 partially or fully compensated.

Um den Kompensations-Umrichter 115 anzusteuern, kann die Steuerung 125 Signale der störenden elektrischen Einrichtung und/oder den Strom 105 erfassen und verarbeiten. So können beispielsweise Signale, die die Schaltvorgänge in der störenden elektrischen Einrichtung steuern, durch die Steuerung 125 erfasst und derart verarbeitet werden, dass Schaltvorgänge in den Kompensations-Umrichter 115 den Schaltvorgängen in der störenden elektrischen Einrichtung zeitlich entsprechen. Dabei kann die Phase der Schaltvorgänge in dem Kompensations-Umrichter 115 gegenüber der Phase der Schaltvorgänge in der störenden elektrischen Einrichtung z. B. invertiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Strom 105 durch die Steuerung 125 erfasst werden, um die Ansteuerung des Kompensations-Umrichters 115 durch die Steuerung 125 gegenphasig zu dem Störstrom 105 erfolgen. Im Ergebnis wird der Störstrom 105 verringert.To the compensation converter 115 can be controlled by the controller 125 Signals from the interfering electrical device and / or the current 105 capture and process. For example, signals that control the switching processes in the interfering electrical device can be passed through the controller 125 detected and processed in such a way that switching operations in the compensation converter 115 correspond in time to the switching processes in the interfering electrical device. The phase of the switching processes in the compensation converter 115 compared to the phase of switching operations in the interfering electrical device z. B. be inverted. Alternatively or additionally, the electricity 105 through the controller 125 recorded in order to control the compensation Converter 115 through the controller 125 in phase opposition to the interference current 105 respectively. As a result, the interference current becomes 105 decreased.

Der Kompensations-Umrichter 115 kann gemäß Ausführungsformen eine ein- oder mehrphasige Topologie aufweisen. Ferner kann der Kompensations-Umrichter 115 gemäß Ausführungsformen eine 2- bzw. Multilevel-Topologie aufweisen.The compensation converter 115 can have a single-phase or multiphase topology according to embodiments. The compensation converter can also 115 according to embodiments have a 2 or multilevel topology.

2 zeigt eine Ausführungsform des passiven Netzwerks 120. Das passive Netzwerk in 2 umfasst einen Reihenkondensator 205 und einen zu dem Reihenkondensator 205 parallel eingerichteten Pfad. Der parallele Pfad umfasst ein induktives Bauelement 210, einen elektrischen Widerstand 215 und einen weiteren Reihenkondensator 220, der die galvanische Trennung zwischen dem Kompensations-Umrichter und dem leitenden Element, dessen Störstrom durch den Strom des Kompensations-Umrichters teilweise oder vollständig zu kompensieren ist, gewährleistet. Das passive Netzwerk kann jedoch eine beliebige RLC-Anordnung umfassen, die einen Reihenkondensator aufweist. Eine Anordnung höherer Ordnung des passiven Netzwerks kann im Vergleich zu einer reinen kapazitiven Anordnung die Impedanz zwischen der elektrischen störenden Einrichtung und dem leitenden Element 110 vorteilhaft abbilden und damit den Störstrom 105 vorteilhaft verringern bzw. kompensieren. So beträgt beispielsweise bei einer Abweichung der Impedanzen von 1 % die maximal erreichbare Dämpfung 40 dB; bei einer Abweichung von 10 % beträgt die maximal erreichbare Dämpfung 20 dB. In einem Ausführungsbeispiel kann die Impedanz zwischen der störenden elektrischen Einrichtung und dem leitenden Element 110 Kapazitäten eines elektrischen Motors und dessen Zuleitung gegen den Stator und den Schutzleiter umfassen. Eine solche Impedanz hat typischerweise (in Summe) einen Wert von unter 10 nF; alternativ kann diese Impedanz einen Wert von unter 3,5 nF haben. In einem Ausführungsbeispiel kann die Kapazität des Reihenkondensators des passiven Netzwerks 120 gleich den parasitären Kapazitäten des Antriebssystems (beispielsweise einer Phase des Motors und dessen Zuleitung) sein. 2 Figure 3 shows an embodiment of the passive network 120 . The passive network in 2 includes a series capacitor 205 and one to the series capacitor 205 path set up in parallel. The parallel path includes an inductive component 210 , an electrical resistor 215 and another series capacitor 220 , which ensures the galvanic separation between the compensation converter and the conductive element, whose interference current is to be partially or fully compensated by the current of the compensation converter. However, the passive network can comprise any RLC arrangement that includes a series capacitor. A higher-order arrangement of the passive network can reduce the impedance between the electrical interfering device and the conductive element in comparison to a purely capacitive arrangement 110 map advantageously and thus the interference current 105 advantageously reduce or compensate. For example, if the impedances deviate by 1%, the maximum achievable attenuation is 40 dB; with a deviation of 10%, the maximum achievable attenuation is 20 dB. In one embodiment, the impedance between the interfering electrical device and the conductive element 110 Include capacities of an electric motor and its lead to the stator and the protective conductor. Such an impedance typically has (in total) a value of less than 10 nF; alternatively, this impedance can have a value below 3.5 nF. In one embodiment, the capacitance of the series capacitor of the passive network 120 equal to the parasitic capacitances of the drive system (for example one phase of the motor and its supply line).

3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Kompensations-Umrichters 115 und des passiven Netzwerks 120. Der Kompensations-Umrichter 115 umfasst drei Phasen 115a, 115b, 115c. Der Ausgang jeder der Phasen 115a, 115b, 115c ist verbunden mit jeweils einer Phase des passiven Netzwerks 120. Die Ausführungsform des passiven Netzwerks 120 gemäß 3 zeigt einen Reihenkondensator in jeder Phase des passiven Netzwerks 120. In anderen Ausführungsformen kann jede Phase des passiven Netzwerks 120 andere Schaltungen umfassen, z. B. die Schaltung gemäß 2. Jede der Phasen des passiven Netzwerks 120 in 3 ist verbunden mit dem leitenden Element 110. Die Ausführungsform gemäß 3 ist vorteilhaft, um einen Störstrom zu verringern, der durch eine dreiphasige elektrische Einrichtung (z.B. einen dreiphasigen Umrichter) verursacht wird. So kann der Kompensations-Umrichter 115 insbesondere derart angesteuert werden, dass jede der Phasen 115a, 115b, 115c den Steuerstrom einer der drei Phasen der störenden elektrischen Einrichtung verringert, z. B. durch das Ansteuern des Kompensations-Umrichter derart, dass Schaltvorgänge in den Kompensations-Umrichter 115 den Schaltvorgängen in der störenden elektrischen Einrichtung zeitlich entsprechen. 3 shows an embodiment of the compensation converter 115 and the passive network 120 . The compensation converter 115 comprises three phases 115a , 115b , 115c . The output of each of the phases 115a , 115b , 115c is connected to one phase of the passive network 120 . The embodiment of the passive network 120 according to 3 shows a series capacitor in each phase of the passive network 120 . In other embodiments, any phase of the passive network 120 other circuits include e.g. B. the circuit according to 2 . Each of the phases of the passive network 120 in 3 is connected to the conductive element 110 . The embodiment according to 3 is advantageous to reduce an interference current caused by a three-phase electrical device (for example, a three-phase converter). This is how the compensation converter can 115 in particular are controlled in such a way that each of the phases 115a , 115b , 115c reduces the control current of one of the three phases of the interfering electrical device, e.g. B. by controlling the compensation converter in such a way that switching operations in the compensation converter 115 correspond in time to the switching processes in the interfering electrical device.

4 zeigt ein System 400 mit einer Schaltung 100 zur Reduzierung eines Störstroms 105 in einem leitenden Element 110. Das System 400 umfasst einen Haupt-Umrichter 410 (z. B. einen Antriebsumrichter eines Antriebssystems). Der Haupt-Umrichter 410 und weitere in 4 nicht gezeigte Elemente, z. B. ein Antriebsmotor und dessen Zuleitung, weisen gegenüber dem leitenden Element 110 (z. B. einem Schutzleiter des Antriebssystems) eine parasitäre Impedanz 420 auf, die eine Kapazität umfasst. Schaltvorgänge im Haupt-Umrichter 410 verursachen einen Störstrom 430 (z. B. einen Gleichtaktstrom oder einen Ableitstrom), der durch das leitende Element 110 fließt. 4th shows a system 400 with a circuit 100 to reduce an interference current 105 in a conductive element 110 . The system 400 includes a main converter 410 (e.g. a drive inverter of a drive system). The main converter 410 and more in 4th elements not shown, e.g. B. a drive motor and its lead, point towards the conductive element 110 (e.g. a protective conductor of the drive system) a parasitic impedance 420 that includes a capacity. Switching processes in the main converter 410 cause an interference current 430 (e.g. a common mode current or a leakage current) flowing through the conductive element 110 flows.

Das System 400 umfasst ferner eine Schaltung 100 wie z. B. die Schaltung gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform. Die Schaltung 100 in 4 umfasst die bereits im Zusammenhang mit 1 beschriebenen Elemente: einen Kompensations-Umrichter 115, ein passiven Netzwerk 120 und eine Steuerung 125. Die Steuerung 125 des Systems 400 ist verbunden mit dem Haupt-Umrichter 410, so dass sie Signale 440 des Haupt-Umrichters 410 erfassen und verarbeiten kann. Beispielsweise kann die Steuerung 125 des Systems 400 den Kompensations-Umrichter 115 mit Steuersignalen des Haupt-Umrichters invertiert ansteuern. Im Ergebnis, je nach Übereinstimmung der Impedanzen 120 und 420 und zeitlicher Übereinstimmung der Schaltvorgänge der Umrichter 115 und 420, kompensiert der Strom 130 des Kompensations-Umrichters 115 den Strom 430 durch die parasitäre Impedanz 420 teilweise oder vollständig. Der Störstrom 105 wird damit verringert.The system 400 further comprises a circuit 100 such as B. the circuit according to the in 1 embodiment shown. The circuit 100 in 4th includes those already related to 1 elements described: a compensation converter 115 , a passive network 120 and a controller 125 . The control 125 of the system 400 is connected to the main inverter 410 so that they signals 440 of the main converter 410 can capture and process. For example, the controller 125 of the system 400 the compensation converter 115 control inverted with control signals from the main converter. As a result, depending on the impedance match 120 and 420 and timing of the inverter switching processes 115 and 420 the current compensates 130 of the compensation converter 115 the stream 430 due to the parasitic impedance 420 partially or completely. The interference current 105 is thus reduced.

5 besteht aus 5a bis 5e. 5a zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems; 5b bis 5e zeigen dazugehörige Verläufe von Steuersignalen und Ausgangsspannungen. 5a zeigt einen Haupt-Umrichter 510, der drei Halbbrückenzweige 510a, 510b, 510c umfasst. Die Ausgänge der Zweige des Haupt-Umrichters 510 sind unter Verwendung einer Zuleitung 515 mit einer elektrischen Maschine 520 (z. B. mit einem Elektromotor) verbunden. Die Zuleitung 515 und die mit dieser Zuleitung verbundenen Elemente der elektrischen Maschine 520 (z.B. die Wicklungen des Stators) weisen gegen einen Schutzleiter 525 parasitäre Kapazitäten 530 auf. Schaltvorgänge in den Halbbrückenzweigen 510a, 510b, 510c bewirken eine Änderung der Ausgangsspannungen der Zweige (z. B. der in 5a gezeigten Spannung u1) gegen den Schutzleiter 525. Somit verursacht jeder Schaltvorgang im Haupt-Umrichter 510 einen Stromfluss durch die parasitären Kapazitäten 530 und damit einen Strom 535 in dem Schutzleiter 525. Der Störstrom 535 wird auch Ableitstrom genannt, wenn er im Frequenzbereich bis 20 kHz liegt, und Gleichtaktstrom bzw. elektromagnetischer Gleichtaktstrom, wenn er im Frequenzbereich bis ca. 5 MHz liegt. 5 consists 5a to 5e . 5a shows an embodiment of the system according to the invention; 5b to 5e show the associated curves of control signals and output voltages. 5a shows a main converter 510 , the three half-bridge branches 510a , 510b , 510c includes. The outputs of the branches of the main converter 510 are using a feed line 515 with an electric machine 520 (e.g. with an electric motor). The supply line 515 and the elements of the connected to this supply line electric machine 520 (e.g. the windings of the stator) point against a protective conductor 525 parasitic capacitances 530 on. Switching operations in the half-bridge branches 510a , 510b , 510c cause a change in the output voltages of the branches (e.g. that in 5a shown voltage u 1 ) against the protective conductor 525 . Thus, every switching operation causes in the main converter 510 a current flow through the parasitic capacitances 530 and thus a stream 535 in the protective conductor 525 . The interference current 535 is also called leakage current if it is in the frequency range up to 20 kHz, and common-mode current or electromagnetic common-mode current if it is in the frequency range up to approx. 5 MHz.

Der Haupt-Umrichter 510 ist zudem durch eine Zuleitung 540 mit einer Spannungsquelle 545 verbunden. Bei der Spannungsquelle 545 kann es sich um eine Batterie oder um einen an ein Stromnetz angeschlossenen Gleichrichter handeln. Ferner zeigt die 5a einen Zwischenkreiskondensator 550, der einerseits mit dem Gleichspannungsausgang der Spannungsquelle 545 und andererseits mit den Gleichspannungs-Eingängen der Halbbrücken 510a, 510b, 510c verbunden ist. Darüber hinaus sind in 5a zwei Kondensatoren 555 zu sehen (sogenannte Y-Kondensatoren), die jeweils mit einem der zwei Pole des Kondensators 550 und dem Schutzleiter 525 verbunden sind.The main converter 510 is also through a supply line 540 with a voltage source 545 connected. At the voltage source 545 it can be a battery or a rectifier connected to the mains. Furthermore, the 5a an intermediate circuit capacitor 550 , the one with the DC voltage output of the voltage source 545 and on the other hand with the DC voltage inputs of the half bridges 510a , 510b , 510c connected is. In addition, in 5a two capacitors 555 to see (so-called Y capacitors), each with one of the two poles of the capacitor 550 and the protective conductor 525 are connected.

5a zeigt darüber hinaus einen Kompensations-Umrichter 560, der eingangsseitig mit dem Zwischenkreiskondensator 550 verbunden ist. Der Kompensations-Umrichter kann mit dem Zwischenkreiskondensator 550 direkt oder unter Verwendungen eines Spannungswandlers verbunden werden. Der Kompensations-Umrichter 560 umfasst drei Halbbrückenzweige 560a, 560b, 560c. Er ist ausgangsseitig mit drei Kompensations-Kondensatoren 565 verbunden - jede der drei Phasen des Kompensations-Umrichters 560 mit einem der drei Kondensatoren 565. Jeder der drei Kondensatoren 565 wird ferner mit dem Schutzleiter 525 verbunden und stellt somit einen Reihenkondensator dar. Der Kompensations-Umrichter 560 wird durch eine in 5a nicht gezeigte Steuerung angesteuert. Die Steuerung des Kompensations-Umrichters 560 erfolgt auf der Basis (abhängig von) Steuersignalen des Haupt-Umrichters 510. Je nach Übereinstimmung der Impedanzen der parasitären Kapazitäten 530 und der Kompensations-Kondensatoren 565 sowie zeitlicher Übereinstimmung der Schaltvorgänge im Haupt-Umrichter 510 und im Kompensations-Umrichter 560, wird der Störstrom 535 durch einen durch den Kompensations-Umrichter 560 eingeprägten Strom 570 verringert bzw. kompensiert. 5a also shows a compensation converter 560 , the input side with the intermediate circuit capacitor 550 connected is. The compensation converter can use the intermediate circuit capacitor 550 connected directly or using a voltage converter. The compensation converter 560 includes three half-bridge branches 560a , 560b , 560c . It has three compensation capacitors on the output side 565 connected - each of the three phases of the compensation converter 560 with one of the three capacitors 565 . Each of the three capacitors 565 is also connected to the protective conductor 525 connected and thus represents a series capacitor. The compensation converter 560 is through an in 5a control not shown activated. The control of the compensation converter 560 takes place on the basis of (depending on) control signals from the main inverter 510 . Depending on the correspondence of the impedances of the parasitic capacitances 530 and the compensation capacitors 565 as well as the timing of the switching processes in the main converter 510 and in the compensation converter 560 , becomes the interference current 535 by one by the compensation converter 560 impressed current 570 reduced or compensated.

In den nachfolgenden 5b bis 5e wird die Ansteuerung des Kompensations-Umrichters 560 in Abhängigkeit von Steuersignalen des Haupt-Umrichters 510 erläutert. Die Erläuterung erfolgt anhand von Zeitverläufen von Schaltzuständen S1 und S2 des Halbbrückenzweiges 510a des Haupt-Umrichters 510 und Schaltzuständen S3 und S4 des Halbbrückenzweiges 560a des Kompensations-Umrichters 560. Die nachfolgend erläuterte Ansteuerung stellt eine Beschreibung der in 1 eingeführten Steuerung 125 dar. In anderen Worten heißt das, dass die Steuerung 125 ausgebildet ist, um einen eine Ansteuerung des Kompensationsumrichters 115 entsprechend einer oder mehreren der nachfolgend erläuterten Schritte durchzuführen.In the following 5b to 5e is the control of the compensation converter 560 depending on control signals from the main inverter 510 explained. The explanation is based on the time courses of switching states S 1 and S 2 of the half-bridge branch 510a of the main converter 510 and switching states S 3 and S 4 of the half-bridge branch 560a of the compensation converter 560 . The control explained below provides a description of the in 1 introduced control 125 In other words, it means that the controller 125 is designed to control the compensation converter 115 to carry out according to one or more of the steps explained below.

Der Zustand S1 betrifft den Schalter des Halbbrückenzweiges 510a, dessen Kollektor mit dem höheren Potential des Zwischenkreiskondensators 550 verbunden ist, d. h. eines sogenannten High-Side-Schalters. Der Schaltzustand S2 betrifft denjenigen Schalter des Halbbrückenzweiges 510a, dessen Emitter mit dem niedrigeren Potential des Zwischenkreiskondensators 550 verbunden ist, d. h. eines sogenannten Low-Side-Schalters. Der Schaltzustand S3 betrifft den High-Side-Schalter des Halbbrückenzweiges 560a des Kompensations-Umrichters 560 und der Schaltzustand S4 betrifft den Low-Side-Schalter des Zweiges 560a.The state S 1 relates to the switch of the half-bridge branch 510a , whose collector with the higher potential of the intermediate circuit capacitor 550 is connected, ie a so-called high-side switch. The switching state S 2 relates to that switch of the half-bridge branch 510a , its emitter with the lower potential of the intermediate circuit capacitor 550 is connected, ie a so-called low-side switch. The switching state S 3 relates to the high-side switch of the half-bridge branch 560a of the compensation converter 560 and the switching state S 4 relates to the low-side switch of the branch 560a .

Des Weiteren werden Zeitverläufe der Ausgangsspannung u1 des Zweiges 510a und der Ausgangsspannung u2 des Zweiges 560a dargestellt. Die 5b und 5d betreffen Situationen, in denen der momentane Wert des Ausgangsstroms i1 des Zweiges 510a positiv ist; 5c und 5e betreffen Situationen, in denen der Strom i1 negativ ist. Ferner beziehen sich 5b und 5c auf Betriebssituationen des Haupt-Umrichters 510, in denen der Effektivwert des Stroms i1 oberhalb eines bestimmten Prozentsatzes des Nominalstroms liegt, z. B. oberhalb von 5 % des Nominalstroms. Die 5d und 5e beziehen sich auf Betriebssituationen des Haupt-Umrichters 510, in denen der Effektivwert des Stroms i1 nicht oberhalb des vorgenannten Schwellenwertes liegt.Furthermore, the time profiles of the output voltage u 1 of the branch 510a and the output voltage u 2 of the branch 560a shown. The 5b and 5d relate to situations in which the instantaneous value of the output current i 1 of the branch 510a is positive; 5c and 5e relate to situations in which the current i 1 is negative. Also relate 5b and 5c on the operating situations of the main converter 510 , in which the effective value of the current i 1 is above a certain percentage of the nominal current, e.g. B. above 5% of the nominal current. The 5d and 5e relate to the operating situations of the main converter 510 in which the effective value of the current i 1 is not above the aforementioned threshold value.

In 5b betrifft der obere Teil den Haupt-Umrichter 510; der untere Teil betrifft den Kompensations-Umrichter 560. Zum Zeitpunkt t0 ist der Schalter S1 geschlossen und der Schalter S2 geöffnet. Die Ausgangsspannung u1 entspricht der positiven Zwischenkreisspannung. Zum Zeitpunkt t1 wird der Schalter S1 geöffnet und der Ausgangsstrom i1 kommutiert auf die Freilaufdiode des Schalters S2. Die Ausgangsspannung u1 ändert sich zum Zeitpunkt t1 und entspricht ab dem Zeitpunkt t1 der negativen Zwischenkreisspannung. Zum Zeitpunkt t2 wird der Schalter S2 geschlossen. Die Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt t2 und dem Zeitpunkt t1 wird auch Totzeit (ttot) genannt. Der Schaltvorgang der Spannung u1 zum Zeitpunkt t1 verursacht den Störstrom 535 in dem Schutzleiter 525.In 5b the upper part concerns the main converter 510 ; the lower part concerns the compensation converter 560 . At time t 0 , switch S 1 is closed and switch S 2 is open. The output voltage u 1 corresponds to the positive intermediate circuit voltage. At time t 1 , switch S 1 is opened and output current i 1 commutates to the freewheeling diode of switch S 2 . The output voltage u 1 changes at time t 1 and corresponds to the negative intermediate circuit voltage from time t 1 . At time t 2 , switch S 2 is closed. The time difference between time t 2 and time t 1 is also called dead time (t dead). The switching process of the voltage u 1 at time t 1 causes the interference current 535 in the protective conductor 525 .

Zum Zeitpunkt t1 wird der Schalter S3 geschlossen. Dadurch wird bewirkt, dass die Ausgangsspannung u2 des Kompensations-Umrichters 560 zum Zeitpunkt t1 von der negativen Zwischenkreisspannung auf die positive Zwischenkreisspannung (und somit gegenphasig zu dem Schaltvorgang des Haupt-Umrichters 510 zum Zeitpunkt t1) geschaltet wird. Mit anderen Worten entspricht in der Betriebssituation gemäß 5b der Zeitpunkt des Einschaltens des Schalters S3 des Kompensations-Umrichters 560 dem Zeitpunkt des Ausschaltens des Schalters S1 des Haupt-Umrichters 510. Ausgelöst durch den Schaltvorgang zum Zeitpunkt t1 wird der mit dem Zweig 560a verbundene Kondensator 565 umgeladen, wodurch der Kompensationsstrom 570 fließt und den Störstrom 535 verringert.At time t 1 , switch S 3 is closed. This has the effect that the output voltage u 2 of the compensation converter 560 at time t 1 from the negative intermediate circuit voltage to the positive intermediate circuit voltage (and thus in phase opposition to the switching process of the main converter 510 is switched at time t 1 ). In other words, in the operating situation according to 5b the time at which the switch S 3 of the compensation converter is switched on 560 the time at which the switch S 1 of the main converter is switched off 510 . The one with the branch is triggered by the switching process at time t 1 560a connected capacitor 565 reloaded, whereby the compensation current 570 flows and the interference current 535 decreased.

Nach dem Umladen des Kondensators 565 wird der Schalter S3 zum Zeitpunkt t3 ausgeschaltet. Die Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt t3 und dem Zeitpunkt t1 wird so gewählt, um das Umladen des entsprechenden Kondensators 565 zu ermöglichen und kann beispielsweise einen bestimmten Prozentsatz der Taktperiode (z. B. 10% bzw. 20 %) betragen.After reloading the capacitor 565 the switch S 3 is switched off at time t 3 . The time difference between point in time t 3 and point in time t 1 is chosen so that the corresponding capacitor can be recharged 565 to enable and can for example be a certain percentage of the clock period (z. B. 10% or 20%).

Zum Zeitpunkt t4 wird der Schalter S2 geöffnet. Der Strom i1 fließt jedoch weiterhin durch die Freilaufdiode des Schalters S2 und bewirkt somit keine Änderung der Ausgangsspannung u1. Zum Zeitpunkt t5 wird der Schalter S1 geschlossen und damit die Ausgangsspannung u1 von der negativen Zwischenkreisspannung auf die positive Zwischenkreisspannung geändert. Die Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt t5 und dem Zeitpunkt t4 wird Totzeit genannt und kann der im Zusammenhang mit den Zeitdifferenz zwischen den Zeitpunkten t2 und t1 (d.h. der o.g. Totzeit ttot) gleich sein. Die Änderung der Ausgangsspannung u2 des Kompensations-Umrichters 560 erfolgt zum Zeitpunkt t5, so dass sie der Änderung der Ausgangsspannung u1 des Haupt-Umrichters 510 zeitlich entspricht.At time t 4 , switch S 2 is opened. However, the current i 1 continues to flow through the freewheeling diode of the switch S 2 and thus does not change the output voltage u 1 . At time t 5 , switch S 1 is closed and the output voltage u 1 is thus changed from the negative intermediate circuit voltage to the positive intermediate circuit voltage. The time difference between point in time t 5 and point in time t 4 is called dead time and can be the same as that in connection with the time difference between points in time t 2 and t 1 (ie the above dead time t dead). The change in the output voltage u 2 of the compensation converter 560 takes place at time t 5 , so that it follows the change in output voltage u 1 of the main converter 510 corresponds in time.

Das Schließen des Schalters S4 erfolgt damit nicht zeitgleich mit dem Öffnen des ihm entsprechenden Schalters S2, sondern erst nach dem Ablauf der Totzeit ttot (gerechnet vom Zeitpunkt t4, zu dem der Schalter S2 geöffnet wird). Im Ergebnis wird der Zeitpunkt des Schließens des Schalters S4 gegenüber dem Zeitpunkt des Öffnens des (ihm topologisch entsprechenden) Schalters S2 verzögert. Das Schließen des Schalters S4 bewirkt einen Umladevorgang in dem dem Zweig 560a entsprechenden Kompensationskondensator 565, wodurch der Kompensationsstrom 570 gegenphasig zu dem Störstrom 535 fließt. Nach dem erfolgten Umladen des Kompensations-Kondensators wird der Schalter S4 zum Zeitpunkt t6 wieder geöffnet.The switch S 4 is therefore not closed at the same time as the switch S 2 corresponding to it is opened, but only after the dead time ttot has elapsed (calculated from time t 4 at which switch S 2 is opened). As a result, the time at which the switch S 4 closes is delayed compared to the time at which the switch S 2 (topologically corresponding to it) is opened. Closing the switch S 4 causes a charge reversal in the branch 560a corresponding compensation capacitor 565 whereby the compensation current 570 in phase opposition to the interference current 535 flows. After the compensation capacitor has been recharged, switch S 4 is opened again at time t 6 .

In 5c betrifft der obere Teil den Haupt-Umrichter 510; der untere Teil betrifft den Kompensations-Umrichter 560. Zum Zeitpunkt t0 ist der Schalter S1 geschlossen und der Schalter S2 geöffnet. Die Ausgangsspannung u1 entspricht der positiven Zwischenkreisspannung. Zum Zeitpunkt t1 wird der Schalter S1 geöffnet. Der Strom i1 fließt jedoch weiterhin durch die Freilaufdiode des Schalters S1 und bewirkt somit keine Änderung der Ausgansspannung u1. Zum Zeitpunkt t2 wird der Schalter S2 geschlossen und der Ausgansstrom i1 kommutiert auf den Schalter S2. Dadurch ändert sich zum Zeitpunkt t2 die Ausgangsspannung u1 und entspricht ab dem Zeitpunkt t2 der negativen Zwischenkreisspannung. Ähnlich wie bei 5b wird die Zeitdifferent zwischen dem Zeitpunkt t2 und t1 Totzeit ttot genannt. Der Schaltvorgang der Spannung u1 zum Zeitpunkt t2 verursacht den Störstrom 535 in dem Schutzleiter 525.In 5c the upper part concerns the main converter 510 ; the lower part concerns the compensation converter 560 . At time t 0 , switch S 1 is closed and switch S 2 is open. The output voltage u 1 corresponds to the positive intermediate circuit voltage. At time t 1 , switch S 1 is opened. However, the current i 1 continues to flow through the freewheeling diode of the switch S 1 and thus does not cause any change in the output voltage u 1 . At time t 2 the switch S 2 is closed and the output current i 1 commutates to the switch S 2 . As a result, the output voltage u 1 changes at time t 2 and corresponds to the negative intermediate circuit voltage from time t 2 . Similar to 5b the time difference between time t 2 and t 1 is called dead time t dead . The switching process of the voltage u 1 at time t 2 causes the interference current 535 in the protective conductor 525 .

Zum Zeitpunkt t2 wird der Schalter S3 geschlossen. Mit anderen Worten erfolgt das Schließen des Schalters S3 nicht zeitgleich mit dem Öffnen des ihm topologisch entsprechenden Schalters S1, sondern wird um die Totzeit (gerechnet vom Zeitpunkt t1 d.h. vom Zeitpunkt des Öffnens des Schalters S1) verzögert. Ein solches Verzögern erfolgt somit bei einem negativen Ausgangsstrom i1; bei einem positiven Ausgansstrom (d.h. in der in 5b gezeigten Betriebssituation) erfolgt das Schließen des Schalters S3 zum Zeitpunkt t1 und mithin ohne Verzögerung.At time t 2 , switch S 3 is closed. In other words, the closing of the switch S 3 does not take place at the same time as the opening of the topologically corresponding switch S 1 , but is delayed by the dead time (calculated from time t 1, ie from the time of opening of switch S 1 ). Such a delay therefore takes place with a negative output current i 1 ; with a positive output current (i.e. in the in 5b operating situation shown) the closing of the switch S 3 takes place at time t 1 and therefore without delay.

Die Spannung u2 wird dadurch von der negativen Zwischenkreisspannung auf die positive Zwischenkreisspannung (und damit gegenphasig zu dem Schaltvorgang des Haupt-Umrichters 510 zum Zeitpunkt t2) umgeschaltet. Dadurch fließt durch den dem Zweig 560a entsprechenden Kompensationskondensator 565 ein Strom 570 und verringert den Störstrom 535. Nach dem erfolgten Umladevorgang wird der Schalter S3 - wie in 5b - zum Zeitpunkt t3 ausgeschaltet.The voltage u 2 is thereby changed from the negative intermediate circuit voltage to the positive intermediate circuit voltage (and thus in phase opposition to the switching process of the main converter 510 switched at time t 2 ). This flows through the branch 560a corresponding compensation capacitor 565 a stream 570 and reduces the interference current 535 . After the reloading process, the switch S 3 - as in 5b - switched off at time t 3 .

Zum Zeitpunkt t4 wird der Schalter S2 geöffnet und der negative Strom i1 kommutiert zu diesem Zeitpunkt auf die Freilaufdiode des Schalters S1. Die Ausgansspannung u1 ändert sich zum Zeitpunkt t4 und entspricht sodann der positiven Zwischenkreisspannung. Der Schaltvorgang des Haupt-Umrichters erzeugt zum Zeitpunkt t4 einen Störstrom 535. Der Schalter S4 wird zum Zeitpunkt t4 geschlossen und somit ohne Verzögerung gegenüber dem Schaltvorgang des dem Schalter S4 topologisch entsprechenden Schalters S2. Der Störstrom 535 wird damit zum Zeitpunkt t4 durch das gegenphasige Schalten des Schalters S4 verringert bzw. kompensiert. Der Schalter S1 wird nach Ablauf der Totzeit ttot zum Zeitpunkt t5 geschlossen; der Schalter S4 wird - wie in 5b - zum Zeitpunkt t6 geöffnet.At time t 4 , switch S 2 is opened and the negative current i 1 commutates to the freewheeling diode of switch S 1 at this time. The output voltage u 1 changes at time t 4 and then corresponds to the positive intermediate circuit voltage. The switching process of the main converter generates an interference current at time t 4 535 . The switch S 4 is closed at the point in time t 4 and thus without delay compared to the switching process of the switch S 2 that corresponds topologically to switch S 4 . The interference current 535 is thus reduced or compensated for at time t 4 by switching switch S 4 in antiphase. The switch S 1 is closed after the dead time t dead at time t 5 ; the switch S 4 is - as in 5b - Open at time t 6 .

Zustände und Schaltvorgänge in 5d, die den Zuständen und Schaltvorgängen in 5b entsprechen, werden durch entsprechende Zeitpunkte t0, t3, t4, t5 und t6 gekennzeichnet und werden im Zusammenhang mit 5d nicht erneut beschrieben. Die Vorgänge um die Zeitpunkte t1 und t2 werden nachstehend erläutert.States and switching processes in 5d that correspond to the states and switching processes in 5b correspond, are identified by corresponding times t 0 , t 3 , t 4 , t 5 and t 6 and are associated with 5d not described again. The processes at times t 1 and t 2 are explained below.

Bedingt durch einen Ausgangsstrom i1, der einen Bruchteil des Nominalstroms des Umrichters beträgt, ändert sich die Ausgangsspannung u1 nach dem Ausschalten des Schalters S1 zum Zeitpunkt t1 in der in 5d gezeigten Betriebssituation mit einer geringeren Flankensteilheit als die entsprechende Flankensteilheit in der in 5b gezeigten Betriebssituation. Der Schalter S3 wird während eines Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt t1 und dem Zeitpunkt t2 zum Zeitpunkt t1A eingeschaltet, um den Schaltvorgang des Kompensations-Umrichters 560 zu einem Zeitpunkt (d.h. zum Zeitpunkt t1A) während des o.g. Zeitintervalls zu bewirken. Damit wird der Schalter S3 in Bezug auf den ihm topologisch entsprechenden Schalter S1 verzögert (und zwar abhängig von dem Ausgansstrom i1 des Haupt-Umrichters 510) angesteuert. Der Schaltvorgang der Ausgangsspannung u2 zum Zeitpunkt t1A verringert den Störstrom 535, der durch den Schaltvorgang der Spannung u1 im Zeitintervall t1 bis t2 verursacht wird.Due to an output current i 1 , which is a fraction of the nominal current of the converter, the output voltage u 1 changes after switching off the switch S 1 at time t 1 in the 5d operating situation shown with a lower edge steepness than the corresponding edge steepness in the in 5b operating situation shown. The switch S 3 is switched on during a time interval between time t 1 and time t 2 at time t 1A in order to switch the compensation converter on 560 at a point in time (ie at point in time t 1A ) during the above-mentioned time interval. This means that the switch S 3 is delayed with respect to the switch S 1 that corresponds to it topologically (depending on the output current i 1 of the main converter 510 ) controlled. The switching process of the output voltage u 2 at time t 1A reduces the interference current 535 which is caused by the switching process of the voltage u 1 in the time interval t 1 to t 2 .

Zustände und Schaltvorgänge in 5e, die den Zuständen und Schaltvorgängen in 5c entsprechen, werden durch entsprechende Zeitpunkte t0, t1, t2, t3 und t6 gekennzeichnet und werden im Zusammenhang mit 5e nicht erneut beschrieben. Die Vorgänge um die Zeitpunkte t4 und t5 werden nachstehend erläutert.States and switching processes in 5e that correspond to the states and switching processes in 5c correspond, are identified by corresponding times t 0 , t 1 , t 2 , t 3 and t 6 and are used in connection with 5e not described again. The processes at times t 4 and t 5 are explained below.

Bedingt durch einen Ausgangsstrom i1, der einen Bruchteil des Nominalstroms des Umrichters beträgt, ändert sich die Ausgangsspannung u1 nach dem Ausschalten des Schalters S2 zum Zeitpunkt t4 in der in 5e gezeigten Betriebssituation mit einer geringeren Flankensteilheit als die entsprechende Flankensteilheit in der in 5c gezeigten Betriebssituation. Der Schalter S4 wird während eines Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt t4 und dem Zeitpunkt t5 zum Zeitpunkt t5A eingeschaltet, um den Schaltvorgang des Kompensations-Umrichters 560 zu einem Zeitpunkt während des o.g. Zeitintervalls zu bewirken. Damit wird der Schalter S4 in Bezug auf den ihm topologisch entsprechenden Schalter S3 verzögert angesteuert. Der Schaltvorgang der Ausgangsspannung u2 zum Zeitpunkt t4A verringert den Störstrom 535, der durch den Schaltvorgang der Spannung u1 im Zeitintervall t4 bis t5 verursacht wird.Due to an output current i 1 , which is a fraction of the nominal current of the converter, the output voltage u 1 changes after switching off the switch S 2 at time t 4 in the 5e operating situation shown with a lower edge steepness than the corresponding edge steepness in the in 5c operating situation shown. The switch S 4 is switched on during a time interval between time t 4 and time t 5 at time t 5A in order to switch the compensation converter on 560 at a point in time during the above-mentioned time interval. The switch S 4 is thus activated with a delay in relation to the switch S 3 that corresponds to it topologically. The switching process of the output voltage u 2 at time t 4A reduces the interference current 535 , which is caused by the switching process of the voltage u 1 in the time interval t 4 to t 5 .

6 illustriert ein Verfahren 600 zur Reduzierung eines Störstroms in einem leitenden Element gemäß einer Ausführungsform. Das Verfahren kann im Zusammenhang mit den in 1 bis 5 gezeigten Schaltungen und Systemen angewandt werden. 6th illustrates a procedure 600 for reducing an interference current in a conductive element according to an embodiment. The procedure can be used in connection with the in 1 to 5 circuits and systems shown are applied.

Im Verfahrensschritt 610, wird ein Kompensations-Umrichters angesteuert derart, dass ein durch ein passives Netzwerk fließender Strom einen Störstrom in dem leitenden Element verringert. Das passive Netzwerk ist mit dem leitenden Element sowie mit einem Kompensations-Umrichter verbunden. Das passive Netzwerk umfasst wenigstens einen Reihenkondensator.In the process step 610 , a compensation converter is controlled in such a way that a current flowing through a passive network reduces an interference current in the conductive element. The passive network is connected to the conductive element as well as to a compensation converter. The passive network includes at least one series capacitor.

Im optionalen Verfahrensschritt 620 wird wenigstens ein Ventilbauelement des Kompensations-Umrichters abhängig von einem oder mehreren Steuersignalen eines Haupt-Umrichters angesteuert. Der Störstrom wird in dem leitenden Element durch wenigstens einen Schaltvorgang in dem Haupt-Umrichter verursacht.In the optional process step 620 at least one valve component of the compensation converter is activated as a function of one or more control signals from a main converter. The interference current is caused in the conductive element by at least one switching operation in the main converter.

Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfahrensschritte können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwendung eines Hardware-Apparats), wie zum Beispiel einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Computer oder einer elektronischen Schaltung durchgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden.Although some aspects have been described in connection with a device, it goes without saying that these aspects also represent a description of the corresponding method, so that a block or a component of a device is also to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step. Analogously, aspects that have been described in connection with or as a method step also represent a description of a corresponding block or details or features of a corresponding device. Some or all of the method steps can be carried out by a hardware apparatus (or using a hardware Apparatus), such as a microprocessor, a programmable computer or an electronic circuit. In some embodiments, some or more of the most important process steps can be performed by such apparatus.

Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software oder zumindest teilweise in Hardware oder zumindest teilweise in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer BluRay Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Deshalb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein.Depending on the specific implementation requirements, exemplary embodiments of the invention can be implemented in hardware or in software or at least partially in hardware or at least partially in software. The implementation can be carried out using a digital storage medium such as a floppy disk, a DVD, a BluRay disk, a CD, a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM or a FLASH memory, a hard disk or any other magnetic or optical memory Memory are carried out on the electronically readable control signals are stored, which can interact with a programmable computer system or cooperate in such a way that the respective method is carried out. Therefore, the digital storage medium can be computer readable.

Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.Some exemplary embodiments according to the invention thus include a data carrier which has electronically readable control signals which are able to communicate with a programmable Computer system to cooperate in such a way that one of the methods described herein is performed.

Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode dahin gehend wirksam ist, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer abläuft.In general, embodiments of the present invention can be implemented as a computer program product with a program code, the program code being effective to carry out one of the methods when the computer program product runs on a computer.

Der Programmcode kann beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein.The program code can for example also be stored on a machine-readable carrier.

Andere Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wobei das Computerprogramm auf einem maschinen-lesbaren Träger gespeichert ist. Mit anderen Worten ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens somit ein Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft.Other exemplary embodiments include the computer program for performing one of the methods described herein, the computer program being stored on a machine-readable carrier. In other words, an exemplary embodiment of the method according to the invention is thus a computer program which has a program code for carrying out one of the methods described here when the computer program runs on a computer.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist. Der Datenträger oder das digitale Speichermedium oder das computerlesbare Medium sind typischerweise greifbar und/oder nicht flüchtig.A further exemplary embodiment of the method according to the invention is thus a data carrier (or a digital storage medium or a computer-readable medium) on which the computer program for performing one of the methods described herein is recorded. The data carrier or the digital storage medium or the computer-readable medium are typically tangible and / or non-transitory.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit ein Datenstrom oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet, transferiert zu werden.A further exemplary embodiment of the method according to the invention is thus a data stream or a sequence of signals which represents or represents the computer program for performing one of the methods described herein. The data stream or the sequence of signals can, for example, be configured to be transferred via a data communication connection, for example via the Internet.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Computer oder ein programmierbares Logikbauelement, die dahin gehend konfiguriert oder angepasst ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen.Another exemplary embodiment comprises a processing device, for example a computer or a programmable logic component, which is configured or adapted to carry out one of the methods described herein.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist.Another exemplary embodiment comprises a computer on which the computer program for performing one of the methods described herein is installed.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung umfasst eine Vorrichtung oder ein System, die bzw. das ausgelegt ist, um ein Computerprogramm zur Durchführung zumindest eines der hierin beschriebenen Verfahren zu einem Empfänger zu übertragen. Die Übertragung kann beispielsweise elektronisch oder optisch erfolgen. Der Empfänger kann beispielsweise ein Computer, ein Mobilgerät, ein Speichergerät oder eine ähnliche Vorrichtung sein. Die Vorrichtung oder das System kann beispielsweise einen Datei-Server zur Übertragung des Computerprogramms zu dem Empfänger umfassen.A further exemplary embodiment according to the invention comprises a device or a system which is designed to transmit a computer program for performing at least one of the methods described herein to a receiver. The transmission can take place electronically or optically, for example. The receiver can be, for example, a computer, a mobile device, a storage device or a similar device. The device or the system can for example comprise a file server for transmitting the computer program to the recipient.

Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein programmierbares Logikbauelement (beispielsweise ein feldprogrammierbares Gatterarray, ein FPGA) dazu verwendet werden, manche oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Allgemein werden die Verfahren bei einigen Ausführungsbeispielen seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung durchgeführt. Diese kann eine universell einsetzbare Hardware wie ein Computerprozessor (CPU) sein oder für das Verfahren spezifische Hardware, wie beispielsweise ein ASIC.In some exemplary embodiments, a programmable logic component (for example a field-programmable gate array, an FPGA) can be used to carry out some or all of the functionalities of the methods described herein. In some exemplary embodiments, a field-programmable gate array can interact with a microprocessor in order to carry out one of the methods described herein. In general, in some exemplary embodiments, the methods are performed by any hardware device. This can be universally applicable hardware such as a computer processor (CPU) or hardware specific to the method such as an ASIC.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.The above-described embodiments are merely illustrative of the principles of the present invention. It is to be understood that modifications and variations of the arrangements and details described herein will be apparent to other skilled persons. It is therefore intended that the invention be limited only by the scope of protection of the following patent claims and not by the specific details presented herein with reference to the description and explanation of the exemplary embodiments.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102015215898 A1 [0004]DE 102015215898 A1 [0004]

Claims (19)

Schaltung (100) zur Reduzierung eines Störstroms (105) in einem leitenden Element (110), die Schaltung (100) umfassend: ein passives Netzwerk (120), wobei das passive Netzwerk (120) mit dem leitenden Element (110) verbunden ist, und wobei das passive Netzwerk (110) wenigstens einen Reihenkondensator umfasst, einen Kompensations-Umrichter (115), wobei der Kompensations-Umrichter (115) mit dem passiven Netzwerk (120) verbunden ist, und eine Steuerung (125), die ausgebildet ist, den Kompensations-Umrichter (115) derart anzusteuern, dass ein durch das passive Netzwerk (120) fließender Strom (130), den Störstrom (105) verringert.A circuit (100) for reducing an interference current (105) in a conductive element (110), the circuit (100) comprising: a passive network (120), wherein the passive network (120) is connected to the conductive element (110), and wherein the passive network (110) comprises at least one series capacitor, a compensation converter (115), the compensation converter (115) being connected to the passive network (120), and a controller (125) which is designed to control the compensation converter (115) in such a way that a current (130) flowing through the passive network (120) reduces the interference current (105). Schaltung (100) gemäß Anspruch 1, wobei das passive Netzwerk (120) ferner wenigstens ein induktives Bauelement (210) und/oder ein Widerstandselement (215) und/oder einen weiteren Reihenkondensator (220) umfasst.Circuit (100) according to Claim 1 , wherein the passive network (120) further comprises at least one inductive component (210) and / or a resistance element (215) and / or a further series capacitor (220). Schaltung (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kompensations-Umrichter einen Multilevel-Umrichter umfasst.Circuit (100) according to one of the preceding claims, wherein the compensation converter comprises a multilevel converter. Schaltung (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das passive Netzwerk (120) ein mehrphasiges passives Netzwerk mit wenigstens zwei Phasen umfasst, jede Phase des mehrphasigen passiven Netzwerks mit dem leitenden Element verbunden ist und wenigstens einen Reihenkondensator umfasst, und der Kompensations-Umrichter (115) wenigstens zwei Zweige (115a, 115b, 115c) umfasst und, wobei jeder Zweig der wenigstens zwei Zweige (115a, 115b, 115c) des Kompensations-Umrichters (115) mit einer Phase des mehrphasigen passiven Netzwerks (120) verbunden ist.Circuit (100) according to one of the preceding claims, wherein the passive network (120) comprises a multi-phase passive network with at least two phases, each phase of the polyphase passive network is connected to the conductive element and comprises at least one series capacitor, and the compensation converter (115) comprises at least two branches (115a, 115b, 115c) and, each branch of the at least two branches (115a, 115b, 115c) of the compensation converter (115) having a phase of the polyphase passive network (120 ) connected is. Schaltung (100) gemäß Anspruch 4, wobei jede Phase des mehrphasigen passiven Netzwerks (120) ferner wenigstens ein induktives Bauelement (210) und/oder ein Widerstandselement (215) umfasst.Circuit (100) according to Claim 4 , wherein each phase of the polyphase passive network (120) further comprises at least one inductive component (210) and / or one resistance element (215). System (400) umfassend: die Schaltung (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, und einen Haupt-Umrichter (410), wobei der Störstrom (105) in dem leitenden Element (110) durch wenigstens einen Schaltvorgang in dem Haupt-Umrichter (410) verursacht wird, wobei die Steuerung (125) ausgebildet ist, wenigstens ein Ventilbauelement des Kompensations-Umrichters (115) abhängig von einem oder mehreren Steuersignalen (440) des Haupt-Umrichters (410) anzusteuern.System (400) comprising: the circuit (100) according to one of the preceding claims, and a main converter (410), the interference current (105) in the conductive element (110) being caused by at least one switching operation in the main converter (410), wherein the controller (125) is designed to control at least one valve component of the compensation converter (115) depending on one or more control signals (440) of the main converter (410). System (400) gemäß Anspruch 6, wobei der Haupt-Umrichter (410) und der Kompensations-Umrichter (115) dieselbe Umrichter-Topologie aufweisen.System (400) according to Claim 6 , wherein the main converter (410) and the compensation converter (115) have the same converter topology. System (400) gemäß Anspruch 7, wobei der Kompensations-Umrichter (115) eine Mehrzahl von Ventilbauelementen umfasst, und die Steuerung ferner ausgebildet ist, jedes Ventilbauelement der Mehrzahl von Ventilbauelementen abhängig von einem Steuersignal eines Ventilbauelements des Haupt-Umrichters (410), das diesem Ventilbauelement des Kompensations-Umrichters (115) topologisch entspricht, anzusteuern.System (400) according to Claim 7 , wherein the compensation converter (115) comprises a plurality of valve components, and the controller is further designed, each valve component of the plurality of valve components depending on a control signal of a valve component of the main converter (410) that this valve component of the compensation converter ( 115) corresponds topologically to be controlled. System (400) gemäß Anspruch 8, wobei das Ansteuern jedes Ventilbauelements der Mehrzahl von Ventilbauelementen ein Invertieren des Steuersignals des topologisch entsprechenden Ventilbauelements des Haupt-Umrichters (410) umfasst.System (400) according to Claim 8 wherein the actuation of each valve component of the plurality of valve components comprises inverting the control signal of the topologically corresponding valve component of the main converter (410). System (400) gemäß Anspruch 9, wobei das Ansteuern jedes Ventilbauelements der Mehrzahl von Ventilbauelementen ferner ein Verzögern des Steuersignals des topologisch entsprechenden Ventilbauelements des Haupt-Umrichters (410) umfasst.System (400) according to Claim 9 wherein the actuation of each valve component of the plurality of valve components further comprises delaying the control signal of the topologically corresponding valve component of the main converter (410). System (400) gemäß Anspruch 10, wobei das Verzögern ein Verzögern um eine einstellbare Zeit umfasst.System (400) according to Claim 10 , wherein the delaying comprises delaying for an adjustable time. System (400) gemäß Anspruch 11, wobei die Steuerung ferner ausgebildet ist, die einstellbare Zeit abhängig von einem oder mehreren Betriebsparametern eines Zweiges (510a) des Haupt-Umrichters (510), in dem das topologisch entsprechende Ventilbauelement des Haupt-Umrichters (510) angeordnet ist, festzulegen.System (400) according to Claim 11 , wherein the controller is further designed to set the adjustable time depending on one or more operating parameters of a branch (510a) of the main converter (510) in which the topologically corresponding valve component of the main converter (510) is arranged. System (400) gemäß Anspruch 12, wobei der eine oder die mehreren Betriebsparameter umfassen eine Stromrichtung eines Ausgangsstroms (i1) des Zweiges (510a) des Haupt-Umrichters (510) und/oder eine Stromstärke des Ausgangsstrom (i1) des Zweiges (510a) des Haupt-Umrichters (510) und/oder einen Schaltzustand (S1, S2) des Zweiges (510a) des Haupt-Umrichters (510).System (400) according to Claim 12 , wherein the one or more operating parameters comprise a current direction of an output current (i 1 ) of the branch (510a) of the main converter (510) and / or a current intensity of the output current (i 1 ) of the branch (510a) of the main converter ( 510) and / or a switching state (S 1 , S 2 ) of the branch (510a) of the main converter (510). System (400) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 13, wobei der Haupt-Umrichter (510) und der Kompensations-Umrichter (560) an einen Zwischenkreis (550) angeschlossen sind.System (400) according to one of the Claims 6 to 13 , wherein the main converter (510) and the compensation converter (560) are connected to an intermediate circuit (550). System (400) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 13, wobei der Haupt-Umrichter (410) mit einem Zwischenkreis verbunden ist, und wobei der Kompensations-Umrichter (115) an den Zwischenkreis mittels eines Hilfs-Wandlers angeschlossen ist.System (400) according to one of the Claims 6 to 13 , wherein the main converter (410) is connected to an intermediate circuit, and wherein the compensation converter (115) is connected to the intermediate circuit by means of an auxiliary converter. System (400) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 15, wobei das Ansteuern ein Auslösen eines Durchlasszustandes umfasst.System (400) according to one of the Claims 8 to 15th wherein the actuation comprises triggering an on state. System (400) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine erste Impedanz des passiven Netzwerks (120) bei einer Frequenz oder mehreren Frequenzen von einer zweiten Impedanz (420) zwischen dem Haupt-Umrichter (410) und dem leitenden Element (110) bei der Frequenz oder den Frequenzen um höchstens einen vorgebestimmten Wert abweicht.The system (400) according to any of the preceding claims, wherein a first impedance of the passive network (120) at one or more frequencies of a second impedance (420) between the main converter (410) and the conductive element (110) at the Frequency or the frequencies deviates by a maximum of a predetermined value. Verfahren (600) zur Reduzierung eines Störstroms in einem leitenden Element, das Verfahren umfassend: Ansteuern (610) eines Kompensations-Umrichters, wobei der Kompensations-Umrichter mit einem passiven Netzwerk verbunden ist, wobei das passive Netzwerk mit dem leitenden Element verbunden ist, und wobei das passive Netzwerk wenigstens einen Reihenkondensator umfasst, derart, dass ein durch das passive Netzwerk fließender Strom, den Störstrom verringert.A method (600) for reducing an interference current in a conductive element, the method comprising: Driving (610) a compensation converter, wherein the compensation converter is connected to a passive network, wherein the passive network is connected to the conductive element, and wherein the passive network comprises at least one series capacitor, such that a through the passive network flowing current, which reduces the interference current. Verfahren (600) gemäß Anspruch 18, wobei das Ansteuern des Kompensations-Umrichters ein Ansteuern (620) wenigstens eines Ventilbauelements des Kompensations-Umrichters abhängig von einem oder mehreren Steuersignalen eines Haupt-Umrichters umfasst, wobei der Störstrom in dem leitenden Element durch wenigstens einen Schaltvorgang in dem Haupt-Umrichters verursacht wird.Method (600) according to Claim 18 , wherein the control of the compensation converter comprises a control (620) of at least one valve component of the compensation converter depending on one or more control signals of a main converter, wherein the interference current in the conductive element is caused by at least one switching operation in the main converter .
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