WO2018166650A1 - Method for operating a first converter and a second converter - Google Patents

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WO2018166650A1
WO2018166650A1 PCT/EP2018/000090 EP2018000090W WO2018166650A1 WO 2018166650 A1 WO2018166650 A1 WO 2018166650A1 EP 2018000090 W EP2018000090 W EP 2018000090W WO 2018166650 A1 WO2018166650 A1 WO 2018166650A1
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Ricardo RICHTER
Stefan Zeh
Martin Weinmann
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Diehl Ako Stiftung & Co. Kg
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Abstract

The invention relates to a method (34) for operating a first converter (4) and a second converter (6), each of which has a bridge circuit (16) having switchable semiconductor switches (18). The switchable semiconductor switches (18) of the first converter (4) are triggered at first switching times (42), and the switchable semiconductor switches (18) of the second converter (6) are triggered at second switching times (44). The first switching times (42) and the second switching times (44) are created in such a way that repeatedly occurring time frames (56) containing neither first switching times (42) nor second switching times (44) are formed.

Description

Diehl AKO Stiftung & Co. KG, 88239 Wangen  Diehl AKO Foundation & Co. KG, 88239 Wangen
Verfahren zum Betrieb eines ersten Umrichters und eines Method for operating a first converter and a
zweiten Umrichters  second inverter
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines ersten Umrichters und eines zweiten Umrichters, die jeweils eine Brückenschaltung mit schaltbaren Halbleiterschaltern aufweisen. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung mit einem ersten Umrichter und mit einem zweiten Umrichter. The invention relates to a method for operating a first converter and a second converter, each having a bridge circuit with switchable semiconductor switches. The invention further relates to a device with a first converter and with a second converter.
Aus der EP 1 983 641 A2 ist bekannt, dass eine zentrale Regeleinheit mehrere Umrichterbrücken steuert. Die Umrichterbrücken werden synchronisiert und steuern dieselbe Last (z.B. Motor) an. Die Synchronisation erfolgt durch Einbringung von Drosseln in den Schaltkreis. Ziel der Synchronisation ist die Verringerung von Ringströmen durch die parallelgeschalteten Umrichterbrücken. From EP 1 983 641 A2 it is known that a central control unit controls several converter bridges. The inverter bridges are synchronized and drive the same load (e.g., motor). Synchronization is accomplished by introducing chokes into the circuit. The aim of the synchronization is to reduce ring currents through the parallel-connected inverter bridges.
Die Synchronisierung von Umrichterbrücken zur Ansteuerung derselben Last ist ebenfalls aus der EP 2 270 970 A1 bekannt. Zur Verringerung von Ringströmen durch die Umrichter werden die Pulsweiten und Schaltzeitpunkte aller Halbbrücken an derselben Phase synchronisiert. Das Verfahren setzt voraus, dass dieselbe Last betrieben wird und somit die jeweiligen Pulsweiten gleich sind. The synchronization of inverter bridges for driving the same load is also known from EP 2 270 970 A1. To reduce ring currents through the inverters, the pulse widths and switching times of all half bridges are synchronized on the same phase. The method assumes that the same load is operated and thus the respective pulse widths are the same.
Die US 7,584,009 B2 beschreibt den Parallelbetrieb von einphasigen Umrichtern für Audioanwendungen, wobei die Audioumrichter von verschiedenen digitalen Steuerungen gesteuert werden, um die Audioqualität zu erhöhen. Die Synchronisation wird dadurch erreicht, dass alle digitalen Steuerungen mit derselben CPU-Taktleitung versorgt werden. Außerdem wird eine Steuerleitung verwendet, auf welcher der Master Synchronisationspulse aussendet. Dieser Synchronisationspuls hat allerdings nur den Zweck, dass die Slaves ihre Synchronität überprüfen können und gegebenenfalls abschalten können. Problematisch an dieser Ausgestaltung ist, dass sich die Umrichter wechselseitig stören. Aus der EP 1 995 863 A2 sind Umrichter bekannt, welche parallel an ein Drehstromnetz angeschlossen werden. Um die harmonischen Spannungsverzerrungen im angeschlossenen Drehstromnetz gering zu halten, werden die PWM-Perioden synchronisiert und phasenversetzt betrieben. Die Synchronisation erfolgt dadurch, dass ein Master Pulse aussendet und die Slaves ihren PWM-Träger darauf einregeln. US 7,584,009 B2 describes the parallel operation of single-phase converters for audio applications, where the audio inverters are controlled by various digital controllers to increase the audio quality. Synchronization is achieved by supplying all digital controllers with the same CPU clock line. In addition, a control line is used, on which the master transmits synchronization pulses. However, this synchronization pulse only has the purpose that the slaves can check their synchronicity and can switch off if necessary. The problem with this design is that the inverters interfere with each other. From EP 1 995 863 A2 converters are known, which are connected in parallel to a three-phase network. In order to keep the harmonic voltage distortions in the connected three-phase network low, the PWM periods are synchronized and operated out of phase. Synchronization occurs when a master sends out pulses and the slaves adjust their PWM carrier.
Die DE 10 2005 052 702 B4 beschreibt eine Hardwareschaltung, welche PWM-Signale verzögern kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Verfahren zum Betrieb eines ersten Umrichters und eines zweiten Umrichters, die jeweils eine Brückenschaltung mit schaltbaren Halbleiterschaltern aufweisen, sowie eine besonders geeignete Vorrichtung mit einer mittels eines ersten Umrichters angetriebenen ersten Last und mit einer mittels eines zweiten Umrichters angetriebenen zweiten Last anzugeben, wobei vorteilhafterweise eine Störung der Umrichter untereinander verringert und zweckmäßigerweise vermieden ist. DE 10 2005 052 702 B4 describes a hardware circuit which can delay PWM signals. The invention is based on the object, a particularly suitable method for operating a first inverter and a second converter, each having a bridge circuit with switchable semiconductor switches, and a particularly suitable device with a driven by a first inverter first load and one by means of a second Specify inverter driven second load, advantageously a disturbance of the inverter is reduced and advantageously avoided.
Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 9 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche. With regard to the method, this object is achieved by the features of claim 1 and in terms of the device by the features of claim 9 according to the invention. Advantageous developments and refinements are the subject of the respective subclaims.
Das Verfahren dient dem Betrieb eines ersten Umrichters und eines zweiten Umrichters. Hierbei dient der erste Umrichter insbesondere der Bestromung einer ersten Last und der zweite Umrichter der Bestromung einer zweiten Last. Die erste und die zweite Last sind unterschiedlich und beispielsweise jeweils ein Elektromotor, insbesondere ein bürstenloser Elektromotor, wie ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC). Geeigneterweise sind die Elektromotoren Synchronmotoren. Alternativ hierzu ist zumindest einer der Elektromotoren ein Asynchronmotor. Jeder Umrichter weist eine Anzahl an schaltbaren Halbleitern auf, die jeweils zu einer Brückenschaltung zusammengeschaltet sind. DieThe method is used to operate a first converter and a second converter. In this case, the first converter in particular serves the energization of a first load and the second converter of the energization of a second load. The first and the second load are different and, for example, each an electric motor, in particular a brushless electric motor, such as a brushless DC motor (BLDC). Suitably, the electric motors are synchronous motors. Alternatively, at least one of the electric motors is an asynchronous motor. Each inverter has a number of switchable semiconductors, which are each connected together to form a bridge circuit. The
Brückenschaltungen sind jeweils insbesondere zwischen einem oberen und einem unteren Potential angeordnet, wobei die beiden Potentiale elektrische Potentiale sind, zwischen denen beispielsweise eine elektrische Spannung zwischen 100 Volt und 2.000 Volt, zwischen 200 Volt und 800 Volt und beispielsweise gleich 500 Volt anliegt. Jede Brückenschaltung umfasst bevorzugt eine Anzahl an Brückenzweigen, die zueinander parallel zwischen den beiden Potentialen geschaltet sind. Zum Beispiel weist jeder der Brückenzweige jeweils zwei der schaltbaren Halbleiterschalter auf, die geeigneterweise in Reihe geschaltet sind. Zusammenfassend weist jede Brückenschaltung zweckmäßigerweise drei Halbbrücken (Brückenzweige) auf, die jeweils zwei der schaltbaren Halbleiterschalter umfasst. Die schaltbaren Halbleiterschalter sind zweckmäßigerweise Leistungshalbleiterschalter, die insbesondere vorgesehen und eingerichtet sind, eine elektrische Spannung größer als 200 Volt, 300 Volt, 400 Volt, 500 Volt oder 1.000 Volt zu schalten. Geeigneterweise sind die Halbleiterschalter vorgesehen und eingerichtet, einen elektrischen Strom größer als 2 Ampere, 5 Ampere oder 10 Ampere zu tragen. Die schaltbaren Halbleiterschalter sind beispielsweise Feldeffekttransistoren, insbesondere MOSFET's, JFET's, GTO's oder IGBT's. Beispielsweise ist zu jedem der schaltbaren Halbleiterschalter eine Diode, insbesondere eine Freilaufdiode, parallel geschaltet. Bridge circuits are each arranged in particular between an upper and a lower potential, wherein the two potentials are electrical potentials between which, for example, an electrical voltage between 100 volts and 2,000 volts, between 200 volts and 800 volts and for example equal to 500 volts is applied. Each bridge circuit preferably comprises a number of bridge branches, which are connected in parallel between the two potentials. For example, each of the Bridge branches in each case two of the switchable semiconductor switches, which are suitably connected in series. In summary, each bridge circuit expediently has three half-bridges (bridge branches), which each comprise two of the switchable semiconductor switches. The switchable semiconductor switches are expediently power semiconductor switches, which are in particular provided and configured to switch an electrical voltage greater than 200 volts, 300 volts, 400 volts, 500 volts or 1,000 volts. Suitably, the semiconductor switches are provided and configured to carry an electrical current greater than 2 amperes, 5 amps or 10 amps. The switchable semiconductor switches are, for example, field-effect transistors, in particular MOSFETs, JFETs, GTOs or IGBTs. For example, a diode, in particular a free-wheeling diode, is connected in parallel with each of the switchable semiconductor switches.
Vorzugsweise weist jeder Umrichter sechs derartige schaltbare Halbleiterschalter auf, und die schaltbaren Halbleiterschalter sind jeweils zu einer B6-Brücke verschaltet, die somit drei Brückenzweige aufweist. Geeigneterweise sind die Umrichter als Wechselrichter ausgestaltet, mittels derer bei Betrieb zweckmäßigerweise ein dreiphasiger Wechselstrom erzeugt wird. Der erste Umrichter und der zweite Umrichter weisen zweckmäßigerweise jeweils eine Steuerung auf, mittels derer die jeweiligen schaltbaren Halbleiterschalter angesteuert werden. Hierfür sind die Steuerungen zweckmäßigerweise signaltechnisch und/oder elektrisch mit den jeweiligen schaltbaren Halbleiterschaltern gekoppelt. Geeigneterweise dient das Verfahren dem Betrieb einer Vorrichtung, die die beiden Umrichter aufweist. Die Vorrichtung selbst ist beispielsweise eine Wärmepumpe. Preferably, each inverter has six such switchable semiconductor switches, and the switchable semiconductor switches are each connected to a B6 bridge, which thus has three bridge arms. Conveniently, the inverters are designed as inverters, by means of which a three-phase alternating current is expediently generated during operation. The first converter and the second converter expediently each have a control, by means of which the respective switchable semiconductor switches are controlled. For this purpose, the controls are expediently signal-technically and / or electrically coupled to the respective switchable semiconductor switches. Suitably, the method is for operating a device having the two inverters. The device itself is for example a heat pump.
Das Verfahren sieht vor, dass die schaltbaren Halbleiterschalter des ersten Umrichters zu ersten Schaltzeitpunkten angesteuert werden. Jedem der schaltbaren Halbleiterschalter des ersten Umrichters ist jeweils zumindest ein Anteil der ersten Schaltzeitpunkte zugeordnet. Zu jedem der ersten Schaltzeitpunkte wird der Schaltzustand des jeweils zugeordneten schaltbaren Halbleiterschalters geändert und dieser somit von einem elektrisch leitenden in einen elektrisch nicht leitenden bzw. von einem elektrisch nicht leitenden in einen elektrisch leitenden Zustand versetzt. Ebenso werden die schaltbaren Halbleiterschalter des zweiten Umrichters zu zweiten Schaltzeitpunkten angesteuert. Hierbei ist wiederum jeweils jedem der schaltbaren Halbleiterschalter zumindest eine Anzahl der zweiten Schaltzeitpunkte zugeordnet. Bei jedem zweiten Schaltzeitpunkt wird der Schaltzustand des jeweils zugeordneten schaltbaren Halbleiterschalters geändert und somit dieser von einem elektrisch leitenden in einen elektrisch nicht leitenden bzw. von einem elektrisch nicht leitenden in einen elektrisch leitenden Zustand versetzt. Die ersten und zweiten Schaltzeitpunkte werden insbesondere anhand eines Betriebspunkts bestimmt, wobei der Betriebspunkt für den ersten Umrichter beispielsweise unterschiedlich zu zu dem Betriebspunkt des zweiten Umrichters ist, sodass sich die ersten Schaltzeitpunkte von den zweiten Schaltpunkten unterscheiden. Die ersten Schaltzeitpunkte und die zweiten Schaltzeitpunkte werden derart festgelegt, dass wiederholt auftretende Zeitfenster gebildet werden, innerhalb derer weder erste Schaltzeitpunkte noch zweite Schaltzeitpunkte vorhanden sind. Die Zeitfenster sind insbesondere Zeitkorridore. Geeigneterweise treten die Zeitfenster periodisch wiederholt auf. Zweckmäßigerweise werden die beiden Umrichter derart angesteuert, dass sich die auftretenden Zeitfenster zeitlich wenigstens teilweise überlagern. Beispielsweise dient das Verfahren dem Betrieb weiterer Umrichter, wobei auch hier die Schaltpunkte des weiteren Umrichters derart festgelegt werden, dass diese sich außerhalb der Zeitfenster befinden. The method provides that the switchable semiconductor switches of the first inverter are driven to first switching times. Each of the switchable semiconductor switches of the first converter is assigned at least a portion of the first switching times. For each of the first switching times, the switching state of the respectively associated switchable semiconductor switch is changed and this thus offset from an electrically conductive to an electrically non-conductive or from an electrically non-conductive to an electrically conductive state. Likewise, the switchable semiconductor switches of the second inverter are driven to second switching times. In turn, each of the switchable semiconductor switches is assigned in each case at least a number of the second switching times. At each second switching time of the switching state of the respective associated switchable semiconductor switch is changed, and thus this of an electrically conductive in an electrically non-conductive or by an electrically non-conductive in an electrically conductive state. The first and second switching times are determined in particular based on an operating point, wherein the operating point for the first inverter, for example, is different from the operating point of the second inverter, so that the first switching times differ from the second switching points. The first switching times and the second switching times are determined such that repeatedly occurring time windows are formed within which neither first switching times nor second switching times are present. The time windows are in particular time corridors. Suitably, the time windows occur periodically repeatedly. Appropriately, the two inverters are driven in such a way that overlap the time windows occurring at least partially in time. For example, the method is used for the operation of other converters, wherein here, the switching points of the other inverter are set so that they are outside the time window.
Jeder Schaltvorgang der schaltbaren Halbleiterschalter erzeugt elektromagnetische Wellen, welche auf etwaige Leitungen, eine etwaige Elektronik und/oder eine Steuerung des jeweiligen Umrichters sowie des weiteren Umrichters einkoppeln und dort zu signifikanten Störungen führen können. Hierbei werden Schaltstörungen von einem Umrichter auf den anderen beobachtet. Aufgrund des Verfahrens wird die Einschaltzeit für die oberen und für die unteren schaltbaren Halbleiterschalter der jeweiligen Brückenschaltung begrenzt, weswegen die zeitliche Korridore (Zeitfenster) entstehen, in denen es zu keinen Schaltstörungen kommt. Infolgedessen ist in den zeitlichen Korridoren eine Störung der Umrichter untereinander vermieden oder zumindest verringert. Each switching operation of the switchable semiconductor switches generates electromagnetic waves, which couple to any lines, any electronics and / or control of the respective inverter and the other inverter and can lead to significant disturbances there. Switching disturbances are observed from one inverter to the other. Due to the method, the turn-on time for the upper and lower switchable semiconductor switches of the respective bridge circuit is limited, which is why the temporal corridors (time window) arise in which there are no switching faults. As a result, a disturbance of the inverter is avoided or at least reduced in the temporal corridors.
Geeigneterweise wird während der Zeitfenster jeweils ein Messwert oder mehrere Messwerte erfasst. Insbesondere erfolgt die Erfassung des Messwerts oder der mehreren Messwerte innerhalb jedes der auftretenden Zeitfenster, und beispielsweise wird bei dem ersten Umrichter und bei dem zweiten Umrichter jeweils mindestens ein zugeordneter Messwert erfasst, sodass nach Ablauf des Zeitfensters zwei oder mehr Messwerte erfasst sind. Beispielsweise wird im zeitlich nachfolgenden Zeitfenster wiederum der gleiche Messwert erfasst. Alternativ hierzu werden andere Messwerte erfasst. Aufgrund der Erfassung der Messwerte sind somit Messdaten vorhanden, anhand derer der Zustand des jeweiligen Umrichters beispielsweise bestimmt werden kann und/oder die zur Ansteuerung der Umrichter dienen, und insbesondere zur Erstellung der (ersten und/oder zweiten) Schaltzeitpunkte. Die wechselseitige Beeinflussung der Umrichter aufgrund der Schaltvorgänge der schaltbaren Halbleiterschalter ist besonders störend, wenn die Messwerte analog erfasst werden. Mit anderen Worten werden analoge Mess- Signale aufgrund der wechselseitigen Beeinflussung verfälscht. Aufgrund der Zeitfenster ist somit eine Verfälschung vermieden. Somit können innerhalb der Zeitfenster (Korridore) Messungen stattfinden, ohne dass diese durch das Schalten der schaltbaren Halbleiterschalter beeinträchtigt werden. Der Messwert ist beispielsweise ein elektrischer Stromfluss, sodass während des Zeitfensters der elektrische Stromfluss erfasst wird. Auf diese Weise ist eine Leistung des jeweiligen Umrichters vergleichsweise einfach bestimmbar, und der elektrische Stromfluss kann unverfälscht während der Zeitfenster erfasst werden. Zusammenfassend werden zumindest in einem Teil der Zeitfenster Messdaten erfasst. Suitably, one or more measured values are recorded during the time window. In particular, the detection of the measured value or of the multiple measured values takes place within each of the occurring time windows, and for example at least one assigned measured value is detected in the first converter and in the second converter, so that two or more measured values are recorded after the time window has expired. For example, the same measured value is in turn recorded in the temporally subsequent time window. Alternatively, other readings are collected. Due to the detection of the measured values, measurement data are therefore available, by means of which the state of the respective converter can be determined, for example, and / or which serve to drive the inverters, and in particular to generate the (first and / or second) switching times. The mutual influencing of the converters due to the switching operations of the switchable semiconductor switches is particularly disturbing if the measured values are recorded in the same way. In other words, analogue measurement Signals falsified due to mutual interference. Due to the time window thus adulteration is avoided. Thus measurements can take place within the time windows (corridors) without being affected by the switching of the switchable semiconductor switches. The measured value is, for example, an electrical current flow, so that during the time window the electric current flow is detected. In this way, a power of the respective converter is comparatively easily determinable, and the electric current flow can be detected unadulterated during the time window. In summary, measurement data are acquired at least in part of the time windows.
Vorzugsweise umfasst jeder der Umrichter eine Anzahl an Anschlussklemmen, wobei die Anzahl zweckmäßigerweise gleich der Anzahl von elektrischen Phasen ist, die mittels des jeweiligen Umrichters erstellt werden. Zweckmäßigerweise ist jede Anschlussklemme elektrisch mit einem Brückenzweig der jeweiligen Brückenschaltung kontaktiert. Im Montagezustand erfolgt eine Bestromung der etwaigen Last mittels der Anschlussklemmen, die elektrisch mit der jeweiligen Last verbunden sind. Die ersten und/oder zweiten Schaltzeitpunkte werden vorzugsweise derart erstellt, dass während der Zeitfenster keine elektrische Potentialdifferenz zwischen den Anschlussklemmen des ersten Umrichters anliegt. Ebenfalls liegt während der Zeitfenster keine elektrische Potentialdifferenz zwischen den Anschlussklemmen des zweiten Umrichters an. Vorzugsweise ist das elektrische Potential der elektrischen Phasen jedes Umrichters gleich. Zum Beispiel ist zumindest während eines Anteils der Zeitfenster eine elektrische Potentialdifferenz zwischen den Anschlussklemmen des ersten Umrichters und den Anschlussklemmen des zweiten Umrichters vorhanden, oder während der Zeitfenster ist das elektrische Potential der Anschlussklemmen des ersten Umrichters gleich dem elektrische Potential der Anschlussklemmen des zweiten Umrichters. Preferably, each of the inverters comprises a number of terminals, the number being conveniently equal to the number of electrical phases created by the respective inverter. Conveniently, each terminal is electrically contacted with a bridge branch of the respective bridge circuit. In the assembled state, the current load is supplied by means of the connection terminals, which are electrically connected to the respective load. The first and / or second switching times are preferably created such that during the time window no electrical potential difference between the terminals of the first inverter is applied. Also, there is no electrical potential difference between the terminals of the second inverter during the time window. Preferably, the electrical potential of the electrical phases of each inverter is the same. For example, at least during a portion of the time slots, there is an electrical potential difference between the terminals of the first inverter and the terminals of the second inverter, or during the time slots, the electrical potential of the terminals of the first inverter is equal to the electrical potential of the terminals of the second inverter.
Geeigneterweise sind hierbei alle elektrischen Stromphasen der Brückenschaltung auf das untere (elektrische) Potential (den Minuspol eines etwaigen Spannungszwischenkreises) geklemmt. Hierbei ist dem ersten Umrichter und dem zweiten Umrichter beispielsweise der gleiche Spannungszwischenkreis zugeordnet oder jeder der beiden Umrichter ist jeweils ein unterschiedlicher Spannungszwischenkreis zugeordnet. Beispielsweise erfolgt eine Erzeugung eines elektrischen Stromflusses und/oder einer mittels des Umrichters generierten elektrischen Spannung mittels Raumzeigermodulation. Zweckmäßigerweise liegt während der Zeitfenster ein Null-Vektor an, sodass zweckmäßigerweise die Messwerterfassung während des Null-Vektors erfolgt, sofern die Messwerterfassung vorhanden ist. Zusammenfassend wird bevorzugt eine Raumzeigermodulation herangezogen, wobei die Umrichter zweckmäßigerweise 3-phasig (Stromphase) sind. Geeigneterweise erfolgt eine Reglung mittels der Raumzeigermodulation. Somit existieren für die drei elektrischen Stromphasen, die jeweils mit dem oberen oder dem unteren Potential verbunden werden können, insgesamt 8 Schaltzustände. Diejenigen Schaltzustände, die eine Verbindung des oberen Potentials über die jeweilige Last, insbesondere den Motor, zum unteren Potential herstellen werden insbesondere aktive Schaltzustände genannt. Als Freilaufzustand, auch Nullvektor bezeichnet, werden insbesondere die zwei Schaltzustände bezeichnet, die alle Stromphasen an dem gleichen Potential anbinden. In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung liegt in den Zeitfenstern jeweils der Nullvektor an. Zusammenfassend erfolgt die Messwerterfassung in dem Nullvektor, wo bevorzugt alle Anschlussklemmen und somit auch die Stromphasen der Brückenschaltungen auf den Minuspol (unteres Potential) des etwaigen Spannungszwischenkreises geklemmt sind. Suitably, in this case all electrical current phases of the bridge circuit are clamped to the lower (electrical) potential (the negative pole of a possible voltage intermediate circuit). In this case, for example, the same voltage intermediate circuit is assigned to the first converter and the second converter, or each of the two converters is assigned a different voltage intermediate circuit in each case. For example, an electric current flow and / or an electrical voltage generated by the converter is generated by means of space vector modulation. Expediently, a zero vector is present during the time window, so that the measured value detection expediently takes place during the zero vector, provided that the measured value detection is present. In summary, a space vector modulation is preferably used, wherein the converters are expediently 3-phase (current phase). Suitably, control is done by means of space vector modulation. Thus, there are a total of 8 switching states for the three electrical current phases, which can each be connected to the upper or the lower potential. Those switching states which establish a connection of the upper potential via the respective load, in particular the motor, to the lower potential are called in particular active switching states. In particular, the two switching states which connect all current phases at the same potential are referred to as free-wheeling state, also referred to as zero vector. In a particularly advantageous development, the zero vector is applied in the time windows. In summary, the measured value is detected in the zero vector, where preferably all terminals and thus also the current phases of the bridge circuits are clamped to the negative pole (lower potential) of the potential voltage intermediate circuit.
Beispielsweise werden die ersten Schaltzeitpunkte oder die zweiten Schaltzeitpunkte, geeigneterweise sowohl die ersten Schaltzeitpunkte als auch die zweiten Schaltzeitpunkte, mittels Pulsweitenmodulation (PWM) erstellt. Mit anderen Worten wird der erste Umrichter und der zweite Umrichter pulsweitenmoduliert betrieben. Hierbei ist dem ersten Umrichter eine erste Frequenz und eine erste Phase und dem zweiten Umrichter eine zweite Frequenz und eine zweite Phase zugeordnet. Die erste und die zweite Frequenz ist zweckmäßigerweise zwischen 4 kHz und einigen hundert kHz, wie beispielsweise 800 kHz, 700 kHz, 600 kHz, 500 kHz, 400 kHz, 300 kHz oder 200 kHz. Geeigneterweise ist die erste Frequenz und/oder die zweite Frequenz zwischen 4 kHz und 100 kHz. Bevorzugt ist die erste Frequenz und/oder die zweite Frequenz 8 kHz. Aufgrund der Frequenzen sind Perioden der Pulsweitenmodulation definiert. Die erste Phase bzw. die zweite Phase bestimmt den jeweiligen Zeitpunkt, zu dem die Perioden, die zur jeweiligen Frequenz korrespondieren, starten und ist beispielsweise bezüglich eines absoluten Zeitpunkts oder hinsichtlich einer relativen Zeit, wie dem Einschalten eines der beiden Umrichter, bestimmt. For example, the first switching times or the second switching times, suitably both the first switching times and the second switching times, by means of pulse width modulation (PWM) created. In other words, the first converter and the second converter are operated with pulse width modulation. In this case, the first converter is assigned a first frequency and a first phase and the second converter has a second frequency and a second phase. The first and second frequencies are suitably between 4 kHz and a few hundred kHz, such as 800 kHz, 700 kHz, 600 kHz, 500 kHz, 400 kHz, 300 kHz or 200 kHz. Suitably, the first frequency and / or the second frequency is between 4 kHz and 100 kHz. Preferably, the first frequency and / or the second frequency is 8 kHz. Due to the frequencies, periods of pulse width modulation are defined. The first phase or the second phase determines the respective time at which the periods corresponding to the respective frequency start, and is determined, for example, with respect to an absolute time or with respect to a relative time, such as the switching on of one of the two converters.
Beispielsweise sind dem ersten Umrichter und dem zweiten Umrichter unterschiedliche PWM-Trägersignale zugeordnet, die zweckmäßigerweise jeweils die zugeordnete Frequenz aufweisen. Die Position der PWM-Trägersignale insbesondere wird mittels der jeweiligen Phase (erste Phase und/oder zweite Phase) bestimmt. Geeigneterweise sind die PWM-Trägersignale des ersten und des zweiten Umrichters gleichartig, beispielsweise eine Sägezahnfunktion, wobei sich die PWM-Trägersignale der beiden Umrichter zweckmäßigerweise nur aufgrund der jeweiligen Frequenz und/oder der jeweiligen Pha- se unterscheiden. Beispielsweise wird eine zentrierte oder eine asymmetrische Pulsweitenmodulation herangezogen. Zusammenfassend sind die Schaltzeitpunkte der jeweiligen schaltbaren Halbleiterschalter mittels Pulsweitenmodulation erstellt. Geeigneterweise werden der erste Umrichter oder der zweite Umrichter, zweckmäßigerweise beide Umrichter, pulsweitenmoduliert digital gesteuert, wobei zum Beispiel jedem Umrichter jeweils eine Steuerung zugeordnet ist, sodass für jeden Umrichter als Steuerung eine unterschiedliche digitale Steuerung verwendet wird. For example, the first inverter and the second inverter assigned to different PWM carrier signals, which expediently each have the associated frequency. The position of the PWM carrier signals in particular is determined by means of the respective phase (first phase and / or second phase). Suitably, the PWM carrier signals of the first and the second converter are similar, for example, a sawtooth function, wherein the PWM carrier signals of the two converters expediently only due to the respective frequency and / or the respective phase se differentiate. For example, a centered or an asymmetric pulse width modulation is used. In summary, the switching times of the respective switchable semiconductor switches are created by means of pulse width modulation. Suitably, the first converter or the second converter, expediently both converters, are digitally controlled in pulse-width modulation, wherein, for example, one controller is assigned to each converter, so that a different digital controller is used as controller for each converter.
Zusammenfassend werden insbesondere die Brückenschaltungen mit der Pulsweitenmodulation (PWM) betrieben. Die Ausgangsklemmen (Stromphasen) jedes Umrichters werden dabei jeweils über die schaltbaren Halbleiterschalter der jeweiligen Halbbrücke entweder mit dem oberen oder mit dem unteren Potential (Zwischenkreispotential) elektrisch verbunden. Der Wechsel zwischen den Potentialen erfolgt beispielsweise periodisch mit einer Trägerfrequenz (erste Frequenz, zweite Frequenz) von 4 kHz bis zu einigen 100 kHz. Innerhalb einer Periode wird die Pulsweite - die Dauer der Verweilzeit auf dem oberen Potential (Zwischenkreispotential) - variiert, insbesondere in Abhängigkeit einer Spannungsanforderung. Auf diese Weise wird die sich ergebende mittlere elektrische Spannung pro Periode eingestellt und über Modulation der Pulsweite in jeder Phase wird zweckmäßigerweise die Stromgröße geregelt. In summary, in particular the bridge circuits are operated with the pulse width modulation (PWM). The output terminals (current phases) of each inverter are electrically connected via the switchable semiconductor switches of the respective half-bridge either to the upper or to the lower potential (DC link potential). The change between the potentials takes place, for example, periodically with a carrier frequency (first frequency, second frequency) from 4 kHz to a few 100 kHz. Within one period, the pulse width - the duration of the dwell time at the upper potential (DC link potential) - varies, in particular as a function of a voltage requirement. In this way, the resulting average electrical voltage per period is adjusted and by modulation of the pulse width in each phase, the current size is suitably regulated.
Zusammenfassend kommt insbesondere ein zentriertes PWM-Verfahren zum Einsatz. Jeder Umrichter umfasst vorzugswiese zur Generierung eines PWM-Trägersignals einen Phasenzähler, der nach einer PWM-Periode wieder zurückgesetzt wird und den Vorgang zyklisch wiederholt. Mit anderen Worten wird der Phasenzähler mit der ersten bzw. zweiten Frequenz zurückgesetzt. Bei der zentrierten PWM sind die Schaltzeitpunkte (Ein- und Ausschaltzeitpunkt) jedes schaltbaren Halbleiterschalters symmetrisch um die Mitte jeder Periode (Periodenmittelpunkt) platziert. Auf diese Weise wird beispielsweise die Einschaltzeit eines der schaltbaren Halbleiterschalter (oberer Halbleiterschalter) bestimmt, und vorzugsweise der Anschluss der zugeordneten Anschlussklemme an das obere Potential. Die übrige Zeit, während dieser schaltbare Halbleiterschalter ausgeschaltet ist, wird der weitere schaltbare Halbleiterschalter des gleichen Brückenzweiges (unterer Halbleiterschalter) angesteuert, um die Anschlussklemme und somit die Stromphase mit dem niedrigen unteren Potential zu verbinden. In summary, a centered PWM method is used in particular. Each inverter preferably comprises a phase counter for generating a PWM carrier signal, which is reset after a PWM period and repeats the process cyclically. In other words, the phase counter is reset at the first and second frequencies, respectively. In the centered PWM, the switching times (on and off timing) of each switchable semiconductor switch are placed symmetrically about the middle of each period (period center). In this way, for example, the turn-on of one of the switchable semiconductor switch (upper semiconductor switch) is determined, and preferably the connection of the associated terminal to the upper potential. The rest of the time, while this switchable semiconductor switch is turned off, the further switchable semiconductor switch of the same bridge branch (lower semiconductor switch) is driven to connect the terminal and thus the current phase with the low lower potential.
Zusammenfassend sind insbesondere der erste und der zweite Umrichter pulsweiten- modulierte Umrichter mit jeweils der Brückenschaltung, wobei die Pulsweite eines jeden Umrichters derart gesteuert wird, dass die Zeitfenster (zeitlicher Korridor) entstehen, in welchen kein Halbleiterschalter der Brückenschaltungen umgeschaltet wird. Sofern mehrere Umrichter vorhanden sind, weisen diese ebenfalls weitere Frequenzen und weitere Phasen auf. In summary, in particular the first and the second inverter pulse width modulated inverter, each with the bridge circuit, wherein the pulse width of each Inverter is controlled such that the time window (temporal corridor) arise in which no semiconductor switch of the bridge circuits is switched. If several inverters are present, they also have additional frequencies and further phases.
Zweckmäßigerweise werden die Zeitfenster anhand der ersten Phase und der ersten Frequenz bestimmt. Geeigneterweise treten die Zeitfenster somit mit der ersten Frequenz, einem ganzzahligen Vielfachen der ersten Frequenz oder einem rationalen Bruch der ersten Frequenz periodisch auf. Beispielsweise ist ein Ende oder ein Anfang des Zeitfensters derart gewählt, dass dieses mit dem Ende oder dem Anfang jeweils einer der mittels der ersten Phase und der ersten Frequenz definierten Perioden korrespondiert. Zweckmäßigerweise jedoch sind, sofern insbesondere eine zentrierte Pulsweitenmodulation herangezogen wird, die Zeitfenster In der Mitte jeder Periode vorhanden und entspricht somit dem Anfang der ersten Periode zuzüglich der Hälfte der mittels der ersten Frequenz definierten Periodendauer. Alternativ oder besonders bevorzugt in Kombination hierzu ist während jeder Periode, die mittels der ersten Frequenz definiert ist, ein weiteres Zeitfenster vorhanden, welches beispielsweise dem Anfang und/oder dem Ende der jeweiligen Periode zugeordnet ist. Geeigneterweise ist das Zeitfenster symmetrisch bezüglich dem Mittelpunkt der Periode und/oder dem Anfang bzw. Ende jeder Periode, die mittels der ersten Frequenz definiert ist. Aufgrund der Bestimmung des Zeitfensters anhand der ersten Phase und der ersten Frequenz sind die Zeitfenster im Voraus bekannt. Daher ist, insbesondere sofern eine Messwerterfassung erfolgt, ein Betrieb vereinfacht. The time windows are expediently determined on the basis of the first phase and the first frequency. Suitably, the time windows thus periodically occur at the first frequency, an integer multiple of the first frequency, or a rational fraction of the first frequency. For example, an end or a beginning of the time window is selected such that it corresponds to the end or the beginning of each of the periods defined by means of the first phase and the first frequency. Expediently, however, provided that in particular a centered pulse width modulation is used, the time window exists in the middle of each period and thus corresponds to the beginning of the first period plus half of the period defined by means of the first frequency. Alternatively or particularly preferably in combination with this, during each period, which is defined by means of the first frequency, there is a further time window which, for example, is associated with the beginning and / or the end of the respective period. Suitably, the time window is symmetrical with respect to the mid-point of the period and / or the beginning or end of each period defined by the first frequency. Due to the determination of the time window based on the first phase and the first frequency, the time windows are known in advance. Therefore, especially when a measured value is detected, operation is simplified.
Beispielsweise wird eine Leistungsanforderung an den ersten Umrichter oder an den zweiten Umrichter bestimmt. Geeigneterweise wird die Leistungsanforderung sowohl an den ersten Umrichter als auch an den zweiten Umrichter bestimmt, wobei sich beispielsweise die Leistungsanforderungen an die beiden Umrichter unterscheiden. Anhand der Leistungsanforderung werden die ersten Schaltzeitpunkte und die zweiten Schaltzeitpunkte bestimmt. Diejenigen ersten Schaltzeitpunkte und diejenigen zweiten Schaltzeitpunkte, die sich außerhalb der Zeitfenster befinden, werden unverändert als erste bzw. zweite Schaltzeitpunkte herangezogen. Diejenigen ersten Schaltzeitpunkte und diejenigen zweiten Schaltzeitpunkte, die sich innerhalb zumindest eines der Zeitfenster befinden, werden in einer Alternative beispielsweise verworfen. Zweckmäßigerweise wird auch der hierauf zeitlich nachfolgende Schaltzeitpunkt verworfen, sodass bei jedem Verwerfen zwei Schaltzeitpunkte verworfen und somit nicht beachtet werden. Infolge- dessen werden zwei Betätigungen eines der schaltbaren Halbleiterschalter nicht durchgeführt, sodass die Zeitfenster vorhanden sind. For example, a power request to the first inverter or to the second inverter is determined. Suitably, the power requirement is determined for both the first inverter and the second inverter, for example, with different power requirements to the two inverters. On the basis of the power demand, the first switching times and the second switching times are determined. Those first switching times and those second switching times that are outside the time windows are used unchanged as first or second switching times. For example, those first switching times and those second switching times that are within at least one of the time slots are discarded in one alternative. Conveniently, the temporally following switching time is also discarded, so that discarded at each rejection two switching times and thus ignored. As a result- of which two operations of one of the switchable semiconductor switches are not performed so that the time slots are present.
In einer Alternative hierzu werden diejenigen ersten Schaltzeitpunkte und diejenigen zweiten Schaltzeitpunkte, die sich innerhalb zumindest eines der Zeitfenster befinden, auf eine Begrenzung desjenigen Zeitfensters verschoben, innerhalb dessen die ersten bzw. zweiten Schaltzeitpunkte ursprünglich lagen. Diese verschobenen ersten bzw. zweiten Schaltzeitpunkte werden nunmehr als erste bzw. zweite Schaltzeitpunkte herangezogen. Somit bildet die Gesamtheit der etwaigen verschobenen sowie nicht verschobenen Schaltzeitpunkte die ersten und zweiten Schaltzeitpunkte. Aufgrund der Verschiebung bzw. des Verwerfens korrespondiert die mittels der beiden Umrichter abgegebene Leistung nicht zu der Leistungsanforderung, weswegen mittels der beiden Umrichter entweder eine geringfügig zu große oder eine geringfügig zu kleine Leistung bereitgestellt ist. Es ist hierbei jedoch sichergestellt, dass während der Zeitfenster keine ersten und zweiten Schaltzeitpunkte vorhanden sind, sodass eine etwaige Erfassung eines Messwerts nicht gestört wird. In an alternative to this, those first switching times and those second switching times that are within at least one of the time windows are shifted to a limit of the time window within which the first or second switching times were originally. These shifted first and second switching times are now used as the first and second switching times. Thus, the totality of any shifted and non-shifted switching times forms the first and second switching times. Due to the shift or discarding the output by means of the two inverter power does not correspond to the power requirement, which is why provided by the two converters either a slightly too large or a slightly too small power. However, it is ensured in this case that during the time window no first and second switching times are present, so that any detection of a measured value is not disturbed.
Zusammenfassend werden insbesondere zur Erstellung der Zeitfenster geeigneterweise die aktiven Schaltzustände zeitlich begrenzt oder verlängert und/oder die Freilaufzustände, falls nötig, vorzugsweise zeitlich verlängert oder verkürzt. Unter- oder überschreitet die Einschaltzeit eines schaltbaren Halbleiterschalters die Grenze eines der Zeitfenster, so wird entweder die Einschaltzeit auf die Korridorgrenze (Begrenzung des Zeitfensters) begrenzt oder der schaltbare Halbleiterschalter, insbesondere eine der Stromphasen, verweilt für die komplette Periodendauer auf dem ursprünglichen/nächstgelegenen Potential. In summary, the active switching states are suitably limited in time or lengthened and / or the freewheeling states, if necessary, preferably extended or shortened, in particular for the creation of the time windows. If the switch-on time of a switchable semiconductor switch undershoots or exceeds the limit of one of the time windows, then either the switch-on time is limited to the corridor limit (limitation of the time window) or the switchable semiconductor switch, in particular one of the current phases, lingers at the original / closest potential for the entire cycle duration ,
Zweckmäßigerweise wird als zweite Frequenz ein ganzzahliges Vielfaches der ersten Frequenz gewählt. Insbesondere treten auf diese Weise die Zeitfenster mit der ersten Frequenz auf, und die Zeitfenster sind bereits aufgrund dessen im Voraus bekannt. Zusammenfassend unterscheiden sich die Trägerfrequenzen der Pulsweitenmodulation der beiden Umrichter um ein ganzes Vielfaches, wobei die erste und die zweite Frequenz jeweils eine Trägerfrequenz ist. Die tiefere Trägerfrequenz ist beispielsweise zwischen 4 kHz und 10 kHz und geeigneterweise zwischen 4 kHz und 8 kHz. Die höhere Trägerfrequenz, also die zweite Frequenz, ist beispielsweise zwischen 8 kHz und 20 kHz und zweckmäßigerweise zwischen 8 kHz und 16 kHz. Geeigneterweise ist die zweite Fre- quenz doppelt so hoch wie die erste Frequenz. Sofern mehrere Umrichter vorhanden sind, sind zweckmäßigerweise sämtliche Frequenzen ganzzahlige Vielfache der ersten Frequenz, sodass die erste Frequenz die niedrigste Frequenz der Vorrichtung darstellt, die die Umrichter aufweisen. Conveniently, an integer multiple of the first frequency is selected as the second frequency. In particular, the time slots having the first frequency occur in this way, and the time slots are already known in advance because of this. In summary, the carrier frequencies of the pulse width modulation of the two inverters differ by a whole multiple, wherein the first and the second frequency are each a carrier frequency. The lower carrier frequency is for example between 4 kHz and 10 kHz and suitably between 4 kHz and 8 kHz. The higher carrier frequency, ie the second frequency, is for example between 8 kHz and 20 kHz and expediently between 8 kHz and 16 kHz. Suitably, the second free frequency twice as high as the first frequency. If a plurality of inverters are present, all frequencies are expediently integer multiples of the first frequency, so that the first frequency represents the lowest frequency of the device comprising the inverters.
Bestimmte Randbedingungen erfordern manchmal, dass die beiden Umrichter mit unterschiedlichen PWM-Trägerfreq uenzen (erste Frequenz, zweite Frequenz) betrieben werden. In diesem Fall wird insbesondere der zweite Umrichter mit einer PWM- Trägerfreq uenz (der zweiten Frequenz) betrieben, welche ein ganzzahliges Vielfaches der ersten Frequenz ist. Beispielsweise dient der erste Umrichter dem Betrieb eines Motors mit großer Leistung und weist die erste Frequenz (niedrigste Trägerfrequenz) von 8 kHz auf. Mittels des zweiten Umrichters wird ein Motor mit geringerer Leistung mit der zweiten Frequenz von 16 kHz betrieben. Somit ergeben sich für beide Frequenzen die Zeitfenster mit einer Frequenz von 16 kHz, was eine Abtastung der etwaigen erfassten Messwerte mit einer Abtastrate von 16 kHz ermöglicht. In einer Alternative treten die Zeitfenster mit einer Frequenz von 8 kHz auf, und die Abtastung der erfassten Messwerte wird entsprechend gefiltert, sodass die innerhalb der Zeitfenster erfassten Messwerte stärker gewichtet werden. Certain constraints sometimes require the two inverters to operate at different PWM carrier frequencies (first frequency, second frequency). In this case, in particular, the second converter is operated with a PWM carrier frequency (the second frequency), which is an integer multiple of the first frequency. For example, the first inverter is for operating a high power motor and has the first frequency (lowest carrier frequency) of 8 kHz. By means of the second converter, a lower power motor is operated at the second frequency of 16 kHz. Thus, the time slots with a frequency of 16 kHz result for both frequencies, which enables a sampling of the possible measured values recorded with a sampling rate of 16 kHz. In an alternative, the time slots occur at a frequency of 8 kHz, and the sampling of the acquired measured values is filtered accordingly, so that the measured values recorded within the time windows are weighted more heavily.
Geeigneterweise wird die zweite Phase derart verschoben, dass die erste Phase der zweiten Phase entspricht. Mit anderen Worten wird der Abstand der zweiten Phase zu der ersten Phase, sofern eine vorhanden ist, verringert, sodass dieser auf null (0) übergeführt wird, weswegen nach der Verschiebung der Abstand der beiden Phasen zueinander null (0) ist. Infolgedessen startet bei jeder Periode mit der ersten Frequenz ebenfalls eine Periode mit der zweiten Frequenz. Somit ist das Zeitfenster ebenfalls anhand der zweiten Phase sowie der zweiten Frequenz bestimmt und tritt lediglich zu bestimmten Zeiten auf, beispielsweise zu Beginn oder Ende jeder Periode mit der zweiten Frequenz. Ein Unterschied zwischen den beiden Phasen tritt beispielsweise bei einem Start der Umrichter/des Verfahrens auf, sofern die beiden Pulsweitenmodulationen nicht gleichzeitig gestartet werden. Alternativ tritt ein derartiger Phasenversatz auf, falls während des Betriebs eine Störung bei einem der beiden Umrichter auftritt, beispielsweise bei dem PWM-Trägersignal. Zur Anpassung, also zum Verschieben, wird beispielsweise eine Periode verändert, insbesondere eine der Perioden des zweiten Umrichters. Beispielsweise wird hierbei eine der Perioden verlängert oder verkürzt, sodass im Anschluss hieran der Abstand der beiden Phasen zueinander null (0) ist. Besonders bevorzugt wird die Verschiebung bzw. Anpassung der zweiten Phase. Mit anderen Worten erfolgt eine Verschiebung der zweiten Phase maximal um einen bestimmten Abschnitt. Mit anderen Worten wird eine der Perioden des zweiten Umrichters lediglich um den Abschnitt verlängert bzw. verkürzt. Sofern im Anschluss hieran weiterhin die zweite Phase nicht der ersten Phase entspricht, erfolgt eine erneute Verschiebung. Mit anderen Worten wird die Verschiebung bei mehreren Perioden hintereinander ausgeführt, sodass die zweite Phase der ersten Phase nach der Anzahl an Verschiebungen entspricht. Auf diese Weise erfolgt kein abrupter Übergang bei der Verschiebung der zweiten Phase, sodass eine mittels des zweiten Umrichters angetriebene Last vergleichsweise gering mechanisch belastet wird. Suitably, the second phase is shifted such that the first phase corresponds to the second phase. In other words, the distance of the second phase to the first phase, if any, is reduced so that it is converted to zero (0), and therefore, after the displacement, the distance of the two phases from each other is zero (0). As a result, at each period with the first frequency also starts a period with the second frequency. Thus, the time window is also determined based on the second phase and the second frequency and occurs only at certain times, for example, at the beginning or end of each period with the second frequency. A difference between the two phases occurs, for example, at a start of the inverter / the method, unless the two pulse width modulations are started simultaneously. Alternatively, such a phase offset occurs if a fault occurs in one of the two inverters during operation, such as the PWM carrier signal. For adaptation, ie for shifting, for example, a period is changed, in particular one of the periods of the second converter. By way of example, one of the periods is lengthened or shortened, so that the distance between the two phases relative to one another is zero (0). Particularly preferred is the shift or adaptation of the second phase. In other words, a shift of the second phase takes place at most around a certain section. In other words, one of the periods of the second inverter is only shortened or shortened by the section. If, following this, the second phase still does not correspond to the first phase, a new shift takes place. In other words, the shift is carried out at several periods in succession, so that the second phase of the first phase corresponds to the number of shifts. In this way, there is no abrupt transition during the displacement of the second phase, so that a load driven by means of the second converter is loaded comparatively little mechanically.
In einer vorteilhaften Alternative wird vom ersten Umrichter, über eine den ersten Umrichter mit wenigstens einem weiteren Umrichter verbindende Synchronisationsleitung, ein Synchronisationspuls ausgesendet, durch den in dem wenigstens einen weiteren Umrichter ein schaltfreies Zeitfenster in einer vorgegebenen zeitlichen Relation gebildet wird. In an advantageous alternative, a synchronization pulse is emitted by the first converter via a synchronization line connecting the first converter with at least one further converter, by means of which a switch-free time window is formed in a predetermined time relation in the at least one further converter.
Beispielsweise sind der erste und der zweite Umrichter miteinander verschaltet, geeigneterweise mittels eines BUS-Systems. Insbesondere wird der erste Umrichter als ein Master-Umrichter und der zweite Umrichter als ein Slave-Umrichter herangezogen. Hierbei wird zweckmäßigerweise die Pulsweitenmodulation des Slave-Umrichters, also des zweiten Umrichters, auf die Pulsweitenmodulation des Master-Umrichters, also des ersten Umrichters, synchronisiert. Mit anderen Worten wird die zweite Phase derart verschoben, dass die erste Phase der zweiten Phase entspricht. Zweckmäßigerweise wird hierfür eine Synchronisationsleitung herangezogen, mittels derer die beiden Umrichter miteinander signaltechnisch verbunden sind. Die Synchronisationsleitung ist insbesondere ein temporärer und/oder funktioneller Bestandteil des etwaigen BUS-Systems. Sofern weitere Umrichter vorhanden sind, sind diese zweckmäßigerweise Slave-Umrichter, und der Phasenunterschied der Pulsweitenmodulation der weiteren Slave-Umrichter zur Pulsweitenmodulation des Master-Umrichters wird gemessen und die Phasen der weiteren Umrichter derart angepasst, dass diese ebenfalls der ersten Phase entsprechen. For example, the first and the second inverter are interconnected, suitably by means of a BUS system. In particular, the first converter is used as a master converter and the second converter as a slave converter. In this case, the pulse width modulation of the slave converter, that is to say of the second converter, is expediently synchronized to the pulse width modulation of the master converter, that is to say of the first converter. In other words, the second phase is shifted such that the first phase corresponds to the second phase. Conveniently, a synchronization line is used for this, by means of which the two converters are connected to each other by signal technology. The synchronization line is in particular a temporary and / or functional component of the possible BUS system. If further inverters are present, these are expediently slave inverters, and the phase difference of the pulse width modulation of the further slave converters for pulse width modulation of the master inverter is measured and the phases of the further converters are adapted such that they also correspond to the first phase.
Zusammenfassend wird die Periodendauer der Pulsweitenmodulation der jeweiligen Brückenschaltungen auf eine Synchronisation mit der Pulsweitenmodulation des Master- Umrichters (erster Umrichter) eingestellt, insbesondere eingeregelt. Die Pulsweite des zweiten Umrichters sowie der etwaigen weiteren Umrichter wird gesteuert, beispielsweise geregelt, indem die Pulsweite des zweiten und der etwaigen weiteren Umrichter limitiert und synchronisiert werden. Mit anderen Worten ist der erste Umrichter der Master- Umrichter und der zweite Umrichter ein Slave-Umrichter, wobei durch den Slave-In summary, the period duration of the pulse width modulation of the respective bridge circuits is synchronized with the pulse width modulation of the master bridge. Inverter (first inverter) set, in particular adjusted. The pulse width of the second converter and of any further converter is controlled, for example regulated, by limiting and synchronizing the pulse width of the second and any further converters. In other words, the first inverter is the master inverter and the second inverter is a slave inverter, whereby the slave
Umrichter die Pulsweitenmodulation des Slave-Umrichters auf die Pulsweitenmodulation des Master-Umrichters synchronisiert wird, bevorzugt über die Synchronisationsleitung. Vorteilhafterweise wird auf jedem weiteren (Slave-)Umrichter der Phasenunterschied der Pulsweitenmodulation zur Pulsweitenmodulation des Master-Umrichters gemessen. Zweckmäßigerweise wird die Periodendauer der Pulsweitenmodulation der jeweiligenInverter the pulse width modulation of the slave inverter is synchronized to the pulse width modulation of the master inverter, preferably via the synchronization line. Advantageously, the phase difference of the pulse width modulation for pulse width modulation of the master inverter is measured on each additional (slave) converter. Appropriately, the period of the pulse width modulation of the respective
Brückenschaltungen auf eine Synchronisation mit der Master-Pulsweitenmodulation eingeregelt. Bridge circuits adjusted to a synchronization with the master pulse width modulation.
Die Vorrichtung ist beispielsweise eine Wärmepumpe und weist eine erste Last auf, die mittels eines ersten Umrichters angetrieben ist. Zudem umfasst die Vorrichtung eine zweite Last, die mittels eines zweiten Umrichters angetrieben ist. Die erste Last bzw. die zweite Last ist geeigneterweise ein bürstenloser Motor, wobei die erste Last zweckmäßigerweise von der zweiten Last mechanisch getrennt ist. Die Lasten sind beispielsweise bürstenlose Elektromotoren, insbesondere Synchron- oder Asynchronmotoren. Bei- spielsweise sind die Umrichter Wechselrichter. Jeder Umrichter weist beispielsweise eine Steuereinheit (Steuerung) auf, die insbesondere eine digitale Steuerung ist. Jeder Umrichter weist eine Brückenschaltung mit schaltbaren Halbleitern auf. Hierbei sind die schaltbaren Halbleiterschalter des jeweiligen Umrichters zweckmäßigerweise zu einer B6-Schaltung miteinander verschaltet, und jede Brückenschaltung weist somit drei Brü- ckenzweige (Halbbrücken) auf, die jeweils zwei der schaltbaren Halbleiterschalter umfasst. Mit jedem Brückenzweig ist vorzugsweise eine Stromphase gegen eine Anschlussklemme des jeweiligen Umrichters geführt. The device is, for example, a heat pump and has a first load which is driven by means of a first converter. In addition, the device comprises a second load which is driven by means of a second converter. The first load or load is suitably a brushless motor, the first load being suitably mechanically separated from the second load. The loads are, for example, brushless electric motors, in particular synchronous or asynchronous motors. For example, the inverters are inverters. Each converter has, for example, a control unit (control), which is in particular a digital controller. Each inverter has a bridge circuit with switchable semiconductors. In this case, the switchable semiconductor switches of the respective converter are expediently interconnected to form a B6 circuit, and each bridge circuit thus has three bridge branches (half bridges), each of which comprises two of the switchable semiconductor switches. With each bridge branch, a current phase is preferably conducted against a connection terminal of the respective converter.
Die Umrichter sind gemäß einem Verfahren betrieben, bei dem die schaltbaren Halb- leiterschalter des ersten Umrichters zu ersten Schaltzeitpunkten angesteuert werden, und bei dem die schaltbaren Halbleiterschalter des zweiten Umrichters zu zweiten Schaltzeitpunkten angesteuert werden. Die ersten Schaltzeitpunkte und die zweiten Schaltzeitpunkte sind derart eingestellt, dass wiederholt auftretende Zeitfenster gebildet werden, innerhalb derer weder erste Schaltzeitpunkte noch zweite Schaltzeitpunkte vor- handen sind. Insbesondere treten die Zeitfenster periodisch auf. Zum Beispiel umfasst die Vorrichtung eine Steuereinheit, beispielsweise einen Mikrocontroller, der geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet ist, das Verfahren durchzuführen. The converters are operated in accordance with a method in which the switchable semiconductor switches of the first converter are driven at first switching times, and in which the switchable semiconductor switches of the second converter are driven at second switching times. The first switching times and the second switching times are set such that recurring time windows are formed, within which neither first switching times nor second switching times are present. In particular, the time windows occur periodically. For example, includes the device is a control unit, for example a microcontroller, which is suitable, in particular provided and configured to carry out the method.
Beispielsweise sind beide Umrichter mittels einer gemeinsamen digitalen Steuerung gesteuert. Mittels der gleichen digitalen Steuereinheit sind die etwaigen Pulsweitenmodulationen der Stromphasen einfach synchronisierbar, da alle Pulsweitenmodulationen an die gleiche Taktleitung angeschlossen sind und die etwaigen Phasenzähler gleichzeitig gestartet werden können. Damit ist eine Realisierung der Zeitfenster vereinfacht, und eine etwaige Erfassung von Messwerten, insbesondere ein Abtastvorgang für die elektrischen Ströme, kann innerhalb der Zeitfenster erfolgen. For example, both converters are controlled by means of a common digital control. By means of the same digital control unit, the possible pulse width modulations of the current phases can be easily synchronized, since all pulse width modulations are connected to the same clock line and the possible phase counters can be started simultaneously. Thus, a realization of the time windows is simplified, and any detection of measured values, in particular a scanning process for the electrical currents, can take place within the time windows.
Bevorzugt sind mindestens zwei unterschiedliche digitale Steuerungen (Steuereinheiten) für die Steuerung der Brückenschaltungen im Einsatz. Unter "unterschiedlich" wird insbesondere verstanden, dass eine etwaige Pulsweitenmodulationen, insbesondere etwaige PWM-Generatoren, der unterschiedlichen digitalen Steuerungen nicht per se die Phasenlage (Phase) der anderen digitalen Steuerung kennen. Typischerweise verfügen diese mindestens zwei unterschiedlichen digitalen Steuerungen auch jeweils über einen eigenen Taktgeber in Form eines Quarzoszillators. Mit anderen Worten sind die Pulsweitenmodulationen unabhängig voneinander. Bei dem Einsatz von mehreren digitalen Steuereinheiten (Mikrocontroller) weisen die Pulsweitenmodulationen keine gemeinsame Taktleitung auf, und Pulsweitenmodulationen der jeweiligen Umrichter starten zu verschiedenen Zeiten. At least two different digital controllers (control units) are preferably used for the control of the bridge circuits. By "different" is meant, in particular, that any pulse width modulations, in particular any PWM generators, of the different digital controllers do not per se know the phase position (phase) of the other digital controller. Typically, these at least two different digital controllers also each have their own clock in the form of a quartz oscillator. In other words, the pulse width modulations are independent of each other. When using several digital control units (microcontroller), the pulse width modulations have no common clock line, and pulse width modulation of the respective inverter start at different times.
Um die Güte etwaiger erfasster Messwerte zu erhöhen und/oder eine Beeinflussung der Umrichter untereinander zu verringern, werden die Pulsweitenmodulationen der beiden Umrichter bevorzugt synchronisiert, und die jeweiligen Pulsweiten der beiden Umrichter werden insbesondere eingeschränkt, sodass die Zeitfenster gebildet werden. Während der Zeitfenster wird der Schaltzustand keines schaltbaren Halbleiterschalters geändert. Ein etwaiges Abtasten der Messwerte erfolgt während eines der Zeitfenster, wobei der abgetastete Wert beispielsweise ein analoger Wert ist, der mittels einer AD-Wandlung in einen digitalen Wert gewandelt wird. Zweckmäßigerweise wird für jede Stromphase ein Messwert erfasst. In order to increase the quality of any detected measured values and / or to reduce interference between the inverters, the pulse width modulations of the two inverters are preferably synchronized, and the respective pulse widths of the two inverters are particularly limited so that the time windows are formed. During the time window, the switching state of no switchable semiconductor switch is changed. Any sampling of the measured values takes place during one of the time windows, wherein the sampled value is, for example, an analog value which is converted into a digital value by means of an AD conversion. Appropriately, a measured value is detected for each current phase.
Insbesondere sind beide Umrichter gegen einen gemeinsamen Zwischenkreis geführt (Spannungszwischenkreis), welcher zwei unterschiedliche Potentiale aufweist, nämlich ein unteres und ein oberes Potential. Die Potentialdifferenz zwischen den beiden Potentialen ist geeigneterweise zwischen 100 Volt und 1.000 Volt. Alternativ hierzu werden die Umrichter, vorzugsweise die Brückenschaltungen der Umrichter, aus zwei unterschiedlichen Zwischenkreisen (Gleichspannungszwischenkreise) gespeist. Insbesondere ist der Zwischenkreis bzw. sind die Zwischenkreise jeweils ein Bestandteil der Vorrichtung. Beispielsweise wird der Zwischenkreis mittels eines Gleichrichters gespeist. Zum Beispiel sind die Umrichter digital gesteuerte Umrichter. Zusammenfassend sind insbesondere die beiden Brückenschaltungen (Umrichterbrücken) mit demselben Gleichspannungszwischenkreis elektrisch verbunden. Alternativ sind die Brückenschaltungen aus unterschiedlichen Gleichspannungszwischenkreisen gespeist. So ist z.B. der einem der Umrichter zugeordnete Gleichspannungszwischenkreis mittels eines aktiven Front Ends (PFC) gespeist, und dem anderen Umrichter ist ein weiterer Gleichspannungszwischenkreis zugeordnet, der wiederum ohne aktive PFC aus einem (Versorger-) Netz gespeist wird. In particular, both inverters are guided against a common intermediate circuit (voltage intermediate circuit), which has two different potentials, namely a lower and an upper potential. The potential difference between the two potentials is suitably between 100 volts and 1,000 volts. Alternatively, the inverters, preferably the bridge circuits of the inverters, are fed from two different intermediate circuits (DC intermediate circuits). In particular, the intermediate circuit or the intermediate circuits are each a component of the device. For example, the intermediate circuit is fed by means of a rectifier. For example, the inverters are digitally controlled inverters. In summary, in particular the two bridge circuits (converter bridges) are electrically connected to the same DC voltage intermediate circuit. Alternatively, the bridge circuits are fed from different DC voltage intermediate circuits. For example, one of the inverters associated DC link is fed by means of an active front end (PFC), and the other inverter is associated with a further DC link, which in turn is fed without active PFC from a (utility) network.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist der erste Umrichter mit wenigstens einem weiteren Umrichter über eine Synchronisationsleitung verbunden. In an advantageous development of the first inverter is connected to at least one other inverter via a synchronization line.
Die Erfindung betrifft ferner den Parallelbetrieb von zumindest zwei bürstenlosen Motoren wie z. B. Synchronmotoren - auch bürstenlose Gleichstrommotoren genannt - oder Asynchronmotoren. Jeder Motor wird von einem Umrichter gespeist. Somit sind zumindest zwei Umrichter vorhanden, die gemäß obigen Verfahren betrieben sind. Die Umrichter sind beispielsweise digital gesteuerte (Antriebs-) The invention further relates to the parallel operation of at least two brushless motors such. B. synchronous motors - also called brushless DC motors - or asynchronous motors. Each motor is powered by one inverter. Thus, there are at least two inverters operated according to the above method. The inverters are, for example, digitally controlled (drive)
Umrichter. Als "digital gesteuerter (Antriebs-)Umrichter" wird insbesondere eine Leistungselektronik in Form einer selbstgeführten sechspulsigen Brückenschaltung (Umrichterbrücke) mit sechs schaltbaren Halbleiterschaltern, beispielsweise Leistungstransistoren, und dessen digitale Steuerung verstanden.  Inverter. As a "digitally controlled (drive) inverter" in particular a power electronics in the form of a self-commutated six-pulse bridge circuit (converter bridge) with six switchable semiconductor switches, such as power transistors, and its digital control understood.
Die Brückenschaltungen sind mit einer elektrischen Gleichspannung aus einem Gleichspannungszwischenkreis versorgt und liefern an den Ausgangsklemmen einen dreiphasigen Drehstrom (Stromphasen) für den angeschlossenen Motor. Die Steuerung der schaltbaren Halbleiterschalter (Leistungstransistoren) erfolgt zweckmäßigerweise mittels einer digitalen Steuereinheit wie z. B. einen Mikrocontroller oder digitalen Signalprozessor. Die speisende Gleichspannung der Umrichter wird vorzugsweise aus dem Wechselspannungsnetz mittels eines Netzgleichrichters (Gleichrichter) erzeugt. Die im Zusammenhang mit dem Verfahren/dem Parallelbetrieb ausgeführten Weiterbildungen und Vorteile sind sinngemäß auch auf die Vorrichtung zu übertragen und umgekehrt. The bridge circuits are supplied with a DC electrical voltage from a DC intermediate circuit and supply at the output terminals a three-phase current (current phases) for the connected motor. The control of the switchable semiconductor switch (power transistors) is advantageously carried out by means of a digital control unit such. As a microcontroller or digital signal processor. The feeding DC voltage of the inverter is preferably generated from the AC voltage network by means of a mains rectifier (rectifier). The refinements and advantages embodied in connection with the method / parallel operation are also to be transferred analogously to the device and vice versa.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen: Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:
Fig. 1 ein vereinfachtes Ersatzschaltbild einer Vorrichtung mit einem ersten Umrichter und mit einem zweiten Umrichter, 1 is a simplified equivalent circuit diagram of a device with a first converter and with a second converter,
Fig. 2 schematisch vereinfacht eine Weiterbildung der Vorrichtung, 2 schematically simplified, a development of the device,
Fig. 3 ein Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung, 3 shows a method for operating the device,
Fig. 4 einen zeitlichen Verlauf von ersten und zweiten Schaltzeitpunkten sowie von Zeitfenstern ohne Schaltzeitpunkte, 4 shows a time profile of first and second switching times as well as time windows without switching times,
Fig. 5-7 vereinfacht die Erstellung der Schaltzeitpunkte, und Fig. 5-7 simplifies the creation of the switching times, and
Fig. 8 eine Verschiebung einer zweiten Phase des zweiten Umrichters. Fig. 8 shows a shift of a second phase of the second inverter.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
In Fig. 1 ist ein vereinfachtes Ersatzschaltbild einer Vorrichtung 2 mit einem ersten Umrichter 4 und einem zweiten Umrichter 6 gezeigt. Mittels des ersten Umrichters 4 ist eine erste Last 8 und mittels des zweiten Umrichters 6 eine zweite Last 10 angetrieben. Die erste Last 8 und die zweite Last 10 sind jeweils dreiphasige bürstenlose Synchronmotoren, und der erste Umrichter 4 ist prinzipgleich, bevorzugt baugleich, zu dem zweiten Umrichter 6. Der erste Umrichter 4 weist drei erste Anschlussklemmen 12 auf, die elektrisch mit der ersten Last 8 kontaktiert sind. Einer der Anschlussklemmen 12 ist hierbei einer ersten Stromphase 13a, eine weitere der Anschlussklemmen 12 einer zweiten Stromphase 13b und die verbleibende Anschlussklemme 12 einer dritten Stromphase 13c zugeordnet. Mit anderen Worten ist der erste Umrichter 4 dreiphasig. Zudem ist jede der Anschlussklemmen 12 jeweils mit einem Brückenzweig 14 einer Brückenschaltung 16 kontaktiert. Hierbei weist jeder der Brückenzweige 14 zwei schaltbare Halbleiterschalter 18 in Form von MOSFETs auf. Somit ist die Brückenschaltung 16 eine BeSchaltung, und zwischen den zueinander in Reihe geschalteten schaltbaren Halbleiter- Schaltern 18 jedes der Brückenzweige 14 befindet sich eine Kontaktstelle mit den Anschlussklemmen 12. FIG. 1 shows a simplified equivalent circuit diagram of a device 2 with a first converter 4 and a second converter 6. By means of the first converter 4, a first load 8 and by means of the second converter 6, a second load 10 is driven. The first load 8 and the second load 10 are each three-phase brushless synchronous motors, and the first inverter 4 is the same, preferably identical, to the second inverter 6. The first inverter 4 has three first terminals 12, which are electrically connected to the first load eighth are contacted. One of the connection terminals 12 is assigned to a first current phase 13a, a further one of the connection terminals 12 to a second current phase 13b and the remaining terminal 12 to a third current phase 13c. In other words, the first inverter 4 is three-phase. Besides, each one is the terminals 12 each contacted with a bridge branch 14 of a bridge circuit 16. In this case, each of the bridge branches 14 has two switchable semiconductor switches 18 in the form of MOSFETs. Thus, the bridge circuit 16 is a switching circuit, and between the series-connected switchable semiconductor switches 18 of each of the bridge branches 14 is a contact point with the terminals 12th
Die Brückenzweige 18 sind zwischen einem oberen Potential 20 und einem unteren Potential 22 geschaltet, die jeweils elektrische Potentiale sind. Hierbei sind mittels dreier der schaltbaren Halbleiterschalter 18, nämlich die sogenannten oberen schaltbarenThe bridge branches 18 are connected between an upper potential 20 and a lower potential 22, which are each electrical potentials. Here are by means of three of the switchable semiconductor switch 18, namely the so-called upper switchable
Halbleiterschalter, die Anschlussklemmen 12 gegen das obere Potential 20 führbar. Mit anderen Worten werden bei Betätigung der oberen Halbleiterschalter 18 die Anschlussklemmen 12 auf das obere Potential 20 gelegt. Falls die oberen Halbleiterschalter 18 nicht betätigt sind, und sich somit in dem elektrisch nicht leitenden Zustand befinden, sind die unteren Halbleiterschalter 18, also die verbleibenden Halbleiterschalter 18 des ersten Umrichters 14 betätigt, und die Anschlussklemmen 12 sind mit dem unteren Potential 22 elektrisch kontaktiert, sodass die Anschlussklemmen 12 bzw. die jeweilige Anschlussklemme 12 das untere Potential 22 aufweist. Das obere Potential 20 und das untere Potential 22 ist gegen einen Zwischenkreiskon- densator 24 geführt, mittels dessen die Potentialdifferenz zwischen dem oberen und dem unteren Potential 20, 22 in Höhe von beispielsweise 500 Volt bereitgestellt ist. Der Zwi- schenkreiskondensator 24 selbst ist ein Bestandteil eines (Gleichstrom-)Zwischenkreises 26, welcher mittels eines nicht näher dargestellten Gleichrichters gespeist wird, der mit einem Versorgernetzwerk gekoppelt ist. Zudem weist der erste Umrichter 4 eine Steuereinheit 28 auf, mittels derer die Halbleiterschalter 18 in Abhängigkeit von Anforderungen betätigt werden. Hierfür ist die Steuereinheit 18 in nicht näher dargestellter Weise mit den Gates der schaltbaren Halbleiterschalter 18 elektrisch kontaktiert. Der zweite Umrichter 6 ist prinzipgleich, bevorzugt baugleich, zu dem ersten Umrichter 4 und weist somit ebenfalls die Brückenschaltung 16 mit den Halbleiterschaltern 18 sowie die Anschlussklemmen 12 und die Steuereinheit 28 auf. Die Steuereinheit 28 des ersten Umrichters 4 ist mittels einer Synchronisationsleitung (SYNC-Leitung) 30 mit der Steuereinheit 28 des zweiten Umrichters 6 signaltechnisch verbunden. Zur Verminderung einer Störanfälligkeit ist die Synchronisationsleitung 30 mit einem nicht näher dargestellten RC-Filter gedämpft. Das untere Potential 22 des zweiten Umrichters 6 ist gegen das untere Potential 22 des ersten Umrichters 4 und das obere Potential 20 des zweiten Umrichters 6 ist gegen das obere Potential 20 des ersten Umrichters 4 geführt, sodass der zweite Umrichter 6 ebenfalls mit dem Zwischenkreiskondensator 24 elektrisch verbunden ist. Zusammenfassend sind die beiden Umrichter 4,6 gegen den gemeinsamen (Gleich- strom-)Zwischenkreis 26 geführt. Semiconductor switch, the terminals 12 against the upper potential 20 feasible. In other words, upon actuation of the upper semiconductor switches 18, the terminals 12 are set to the upper potential 20. If the upper semiconductor switches 18 are not actuated, and thus are in the electrically non-conductive state, the lower semiconductor switches 18, that is, the remaining semiconductor switches 18 of the first inverter 14 are actuated, and the terminals 12 are electrically contacted with the lower potential 22, so that the terminals 12 and the respective terminal 12 has the lower potential 22. The upper potential 20 and the lower potential 22 are conducted against a DC link capacitor 24, by means of which the potential difference between the upper and the lower potential 20, 22 in the amount of, for example, 500 volts is provided. The intermediate circuit capacitor 24 itself is a component of a (DC) intermediate circuit 26, which is fed by means of a rectifier, not shown, which is coupled to a utility network. In addition, the first converter 4 has a control unit 28, by means of which the semiconductor switches 18 are actuated as a function of requirements. For this purpose, the control unit 18 is electrically contacted in a manner not shown with the gates of the switchable semiconductor switch 18. The second inverter 6 is the same principle, preferably identical, to the first inverter 4 and thus also has the bridge circuit 16 with the semiconductor switches 18 and the terminals 12 and the control unit 28. The control unit 28 of the first converter 4 is signal-connected by means of a synchronization line (SYNC line) 30 to the control unit 28 of the second converter 6. To reduce a susceptibility to the synchronization line 30 is not shown in detail RC filter damped. The lower potential 22 of the second inverter 6 is directed against the lower potential 22 of the first converter 4, and the upper potential 20 of the second converter 6 is directed against the upper potential 20 of the first converter 4, so that the second converter 6 is also electrically connected to the intermediate circuit capacitor 24 connected is. In summary, the two inverters 4, 6 are guided against the common (direct current) intermediate circuit 26.
In Fig. 2 ist eine Weiterbildung der Vorrichtung 2 gezeigt. Diese weist eine Anzahl weiterer Umrichter 32 auf, die mittels der Synchronisationsleitung 30 mit dem ersten Umrichter 4 sowie mit dem zweiten Umrichter 6 signaltechnisch verbunden sind. Die weiteren Umrichter 32 sind ebenfalls prinzipgleich, bevorzugt baugleich, zu dem ersten und dem zweiten Umrichter 4, 6 und die Synchronisationsleitung 30 ist ein Bestandteil eines BUS- Systems, mittels derer sämtliche Umrichter 4, 6, 32 miteinander signaltechnisch verbunden sind. Hierbei bildet der erste Umrichter 4 einen Master-Umrichter und der zweite Umrichter 6 sowie die weiteren Umrichter 32 bilden Slave-Umrichter. Die Einstellung bzw. Zuordnung als Master-Umrichter bzw. Slave-Umrichter erfolgt mittels Programmierung der jeweiligen Steuereinheit 28. Sofern lediglich der erste und der zweite Umrichter 4, 6 vorhanden sind, sind diese ebenfalls als BUS-System miteinander verschaltet, und der erste Umrichter 4 ist der Master-Umrichter, und der zweite Umrichter 6 ist der Slave-Umrichter. 2, a development of the device 2 is shown. This has a number of other inverters 32, which are connected by means of the synchronization line 30 with the first inverter 4 and the second inverter 6 signal technology. The other inverters 32 are also of the same principle, preferably of identical construction, to the first and the second converter 4, 6 and the synchronization line 30 is a component of a BUS system, by means of which all converters 4, 6, 32 are connected to each other by signal technology. Here, the first inverter 4 forms a master inverter and the second inverter 6 and the other inverter 32 form slave inverters. The setting or assignment as a master inverter or slave inverter by means of programming the respective control unit 28. If only the first and the second inverter 4, 6 are present, they are also interconnected as a bus system, and the first inverter 4 is the master inverter, and the second inverter 6 is the slave inverter.
In Fig. 3 ist ein Verfahren 34 zum Betrieb der Vorrichtung 2 dargestellt. In einem ersten Arbeitsschritt 36 wird eine Leistungsanforderung 38 an den ersten Umrichter 4 sowie an den zweiten Umrichter 6 bestimmt. Die Leistungsanforderung 38 korrespondiert zu der Leistung, mittels derer die jeweilige Last 8, 10 betrieben werden soll. Insbesondere variiert die Leistungsanforderung 38 über die Zeit und/oder die Leistungsanforderung 8 an den ersten Umrichter 4 ist unterschiedlich zu der Leistungsanforderung 38 an den zweiten Umrichter. In einem sich anschließenden zweiten Arbeitsschritt 40 werden für die schaltbaren Halbleiterschalter 18 des ersten Umrichters 4 erste Schaltzeitpunkte 42 und für die schaltbaren Halbleiterschalter 18 des zweiten Umrichters 6 zweite Schaltzeitpunkte 44 bestimmt, wie in Fig. 4 dargestellt. Hierbei sind die Schaltzeitpunkte 42, 44 jeweils einem der schaltbaren Halbleiterschalter 18 des jeweiligen Umrichters 4, 6 zugeordnet, und an den jeweiligen Schaltzeitpunkten 42, 44 wird mittels der Steuereinheit 28 der jeweilige Halb- leiterschalter 18 betätigt, sodass dieser von dem elektrisch leitenden in den elektrisch nicht leitenden Zustand bzw. von dem elektrisch nicht leitenden in den elektrisch leitenden Zustand versetzt wird. Die ersten Schaltzeitpunkte 42 werden mittels Pulsweitenmodulation erstellt, wobei dem ersten Umrichter 4 eine erste Frequenz 46 und eine erste Phase 48 zugeordnet sind. Anhand der ersten Frequenz 46 ist eine Periodendauer 50 bestimmt, und anhand der ersten Phase 48 ist festgelegt, zu welchem absoluten oder relativen Zeitpunkt die jeweiligen Perioden 50 starten. Während einer Periode 50 wird ein Phasenzähler 52 gezählt, der jeweils zu Beginn der Periode 50 auf einen Ausgangswert gesetzt und bis zum Ende der Periode 50 kontinuierlich hochgezählt wird. Hierbei weist jede der Perioden 50 einen Periodenmittelpunkt 54 auf, der den Mittelpunkt jeder der Perioden 50 charakterisiert. Die Periodenmittelpunkte 54 treten ebenfalls mit der ersten Frequenz 46 auf. Die ersten Schaltzeitpunkte 42 jeder der Perioden 50 sind zeitlich symmetrisch um den Perioden- mittelpunkt 54 der jeweiligen Periode 50 angeordnet. Hierbei sind zu Start und Ende jeder der Perioden 50 die oberen Halbleiterschalter 18, also diejenigen, die zwischen das obere Potential 20 und die Anschlussklemmen 12 geschaltet sind, im elektrisch nicht leitendem Zustand, sodass die erste, zweite und dritte Stromphase 13a, 13b, 13c das untere Potential 22 aufweist. FIG. 3 shows a method 34 for operating the device 2. In a first step 36, a power demand 38 to the first inverter 4 and to the second inverter 6 is determined. The power requirement 38 corresponds to the power by means of which the respective load 8, 10 is to be operated. In particular, the power demand 38 varies over time and / or the power demand 8 to the first inverter 4 is different from the power demand 38 to the second inverter. In a subsequent second step 40, first switching times 42 are determined for the switchable semiconductor switches 18 of the first converter 4 and second switching times 44 for the switchable semiconductor switches 18 of the second converter 6, as shown in FIG. 4. Here, the switching times 42, 44 are each assigned to one of the switchable semiconductor switches 18 of the respective converter 4, 6, and at the respective switching times 42, 44 by means of the control unit 28 of the respective half conductor switch 18 is actuated, so that it is set from the electrically conductive to the electrically non-conductive state or from the electrically non-conductive to the electrically conductive state. The first switching times 42 are created by means of pulse width modulation, wherein the first inverter 4 is assigned a first frequency 46 and a first phase 48. On the basis of the first frequency 46, a period 50 is determined, and based on the first phase 48 it is determined at which absolute or relative time the respective periods 50 start. During a period 50, a phase counter 52 is counted, which is set to an initial value at the beginning of the period 50 and continuously counted up to the end of the period 50. Here, each of the periods 50 has a period midpoint 54 that characterizes the midpoint of each of the periods 50. The period centers 54 also occur at the first frequency 46. The first switching times 42 of each of the periods 50 are arranged symmetrically in time about the period center point 54 of the respective period 50. Here, at the start and end of each of the periods 50, the upper semiconductor switches 18, ie those connected between the upper potential 20 and the terminals 12, are in the electrically non-conducting state, so that the first, second and third current phases 13a, 13b, 13c the lower potential 22 has.
In dem Beispiel finden sich anhand der Leistungsanforderung 38 zunächst pro Periode 50 einer der ersten Schaltzeitpunkte 42, die den Halbleiterschaltern 18 des der ersten Stromphase 13a zugeordneten Brückenzweigs 14 zugeordnet sind, sodass der obere Halbleiterschalter 18 und der untere Halbleiterschalter 18 dieses Brückenzweiges 14 zu dem ersten Schaltzeitpunkt 42 betätigt würden. Hierbei erfolgt die Betätigung der beidenIn the example, based on the power requirement 38, first one period 50 of one of the first switching times 42 assigned to the semiconductor switches 18 of the bridge branch 14 associated with the first current phase 13a, so that the upper semiconductor switch 18 and the lower semiconductor switch 18 of this bridge branch 14 to the first Switching time 42 would be operated. Here, the actuation of the two takes place
Halbleiterschalter 18 zeitgleich oder um einen vergleichsweise geringen zeitlichen Versatz zueinander, sodass ein Kurzschluss zwischen den beiden Potentialen 20, 22 vermieden ist. Mit anderen Worten wird zunächst der untere Halbleiterschalter und im An- schluss hieran der obere Halbleiterschalter 18 betätigt. Infolgedessen weist die erste Stromphase 13a zunächst das untere Potential 22 auf und dann das obere Potential 20. Semiconductor switch 18 at the same time or by a relatively small time offset from each other, so that a short circuit between the two potentials 20, 22 is avoided. In other words, first the lower semiconductor switch and subsequently the upper semiconductor switch 18 is actuated thereon. As a result, the first current phase 13a has first the lower potential 22 and then the upper potential 20.
Im Anschluss hieran findet sich pro Periode 50 einer der ersten Schaltzeitpunkte 42 für die Halbleiterschalter 18, die der zweiten Stromphase 13b zugeordnet sind. Im Anschluss hieran finden sich die ersten Schaltzeitpunkte 42 für die dritte Stromphase 13c, die somit zeitlich nach den ersten Schaltzeitpunkten 42 für die zweite Stromphase 13b und für die erste Stromphase 13a erfolgen. Im Anschluss hieran tritt zeitlich der Periodenmittelpunkt 54 auf. Im Anschluss hieran finden sich wiederum einer der ersten Schaltzeitpunkte 42 für die dritte Stromphase 13c, dann einer der ersten Schaltzeitpunkte 42 für die zweite Stromphase 13b und im Anschluss hieran einer der ersten Schalt- Zeitpunkte 42 für die erste Stromphase 13a. Following this there is per period 50 one of the first switching times 42 for the semiconductor switches 18, which are associated with the second current phase 13b. Following this, there are the first switching times 42 for the third current phase 13 c, which thus temporally after the first switching times 42 for the second current phase 13 b and for the first current phase 13a. Following this, the period center 54 occurs in time. This is followed by one of the first switching times 42 for the third current phase 13c, then one of the first switching times 42 for the second current phase 13b, and then one of the first switching times 42 for the first current phase 13a.
Infolgedessen sind Zeitfenster 56 gebildet, innerhalb derer keine ersten Schaltzeitpunkte 42 vorhanden sind, nämlich um den Periodenmittelpunkt 54 sowie dem Anfang bzw. dem Ende jeder der Perioden 50. Somit sind die Zeitfenster 56 anhand des Periodenmittel- punktes 54 und/oder des Periodenanfangs bzw. -endes bestimmt, welche wiederum anhand der ersten Phase 48 und der ersten Frequenz 46 bestimmt sind. Daher sind die Zeitfenster 56 anhand der ersten Phase 48 und anhand der ersten Frequenz 46 bestimmt. Für den zweiten Umrichter 6 werden ebenfalls in gleicher Art und Weise die zweiten Schaltzeitpunkte 44 erstellt. Auch die zweiten Schaltzeitpunkte 44 sind mittels Pulsweitenmodulation erstellt, wobei die zweiten Schaltzeitpunkte 44 wiederum symmetrisch bezüglich jedes der Periodenmittelpunkte 54 jeder der Perioden 50 des zweiten Umrichters 6 angeordnet sind. Mit anderen Worten handelt es sich wiederum um ein zentriertes PWM-Verfahren. Hierbei sind dem zweiten Umrichter 6 eine zweite Frequenz 58 und eine zweite Phase 60 zugeordnet. Folglich unterscheidet sich die Dauer der Peri- ode 50 des zweiten Umrichters 6 von der Periode 50 des ersten Umrichters 4. Die zweiteAs a result, time windows 56 are formed, within which no first switching times 42 are present, namely the period center 54 and the beginning or the end of each of the periods 50th Thus, the time window 56 based on the period center 54 and / or the beginning of the period or which in turn are determined based on the first phase 48 and the first frequency 46. Therefore, the time slots 56 are determined based on the first phase 48 and the first frequency 46. For the second inverter 6, the second switching times 44 are also created in the same manner. The second switching times 44 are also created by means of pulse width modulation, the second switching times 44 in turn being arranged symmetrically with respect to each of the period centers 54 of each of the periods 50 of the second converter 6. In other words, it is again a centered PWM method. Here, the second inverter 6, a second frequency 58 and a second phase 60 are assigned. Consequently, the duration of the period 50 of the second inverter 6 differs from the period 50 of the first converter 4. The second
Frequenz 58 entspricht 16 kHz und die erste Frequenz 46 entspricht 8 kHz. Somit ist als zweite Frequenz 58 ein ganzzahliges Vielfaches, nämlich das Doppelte der ersten Frequenz 46 gewählt. Zu Beginn und Ende jeder der Perioden 50 und um den Periodenmittelpunkt 54 jeder derFrequency 58 is 16 kHz and the first frequency 46 is 8 kHz. Thus, an integer multiple, namely twice the first frequency 46 is selected as the second frequency 58. At the beginning and at the end of each of the periods 50 and around the period center 54 each of the
Perioden 50 des zweiten Umrichters 6 sind zweite Zeitfenster 62 gebildet, während derer die erste Phase 13a, die zweite Phase 13b und die dritte Phase 13c des zweiten Umrichters 6 entweder auf dem unteren Potential 22 oder auf dem oberen Potential 20 ist, wobei entweder sämtliche obere Halbleiterschalter 18 oder sämtliche untere Halbleiter- Schalter 18 betätigt sind. Jedes zweite der zweiten Zeitfenster 62 ist zeitgleich einem derPeriods 50 of the second inverter 6 are formed second time windows 62, during which the first phase 13a, the second phase 13b and the third phase 13c of the second inverter 6 either at the lower potential 22 or at the upper potential 20, wherein either all upper Semiconductor switch 18 or all lower semiconductor switches 18 are actuated. Every second of the second time windows 62 is simultaneously one of
Zeitfenster 56, sodass während der Zeitfenster 56 weder die ersten Schaltzeitpunkte 42, noch die zweiten Schaltzeitpunkte 44 vorhanden sind. Mit anderen Worten sind die ersten Schaltzeitpunkte 42 und die zweiten Schaltzeitpunkte 44 derart platziert, dass während der wiederholt auftretenden Zeitfenster 56 weder die ersten Schaltzeitpunkte 42 noch die zweiten Schaltzeitpunkte vorhanden sind. Hierfür ist die zweite Phase 60 derart mit der ersten Phase 48 synchronisiert, wofür die Synchronisationsleitung 30 herangezogen wird, sodass jede zweite der Perioden 50 des zweiten Umrichters 6 zeitgleich mit einer der Perioden 50 des ersten Umrichters 4 startet. Zur Sicherstellung, dass auch stets die Zeitfenster 56 realisiert sind, werden eine ersteTime window 56, so that during the time window 56, neither the first switching times 42, nor the second switching times 44 are present. In other words, the first switching times 42 and the second switching times 44 are placed such that neither the first switching times 42 nor the second switching times are present during the repeatedly occurring time windows 56. For this purpose, the second phase 60 is such synchronized with the first phase 48, for which the synchronization line 30 is used, so that every other of the periods 50 of the second inverter 6 starts simultaneously with one of the periods 50 of the first inverter 4. To ensure that always the time window 56 are realized, a first
Schranke 64, eine zweite Schranke 66, eine dritte Schranke 68 sowie eine vierte Barrier 64, a second barrier 66, a third barrier 68 and a fourth
Schranke 70 herangezogen. Die zweite Schranke 66 und die dritte Schranke 68 sowie die erste Schranke 64 und die vierte Schranke 70 sind symmetrisch um den Periodenmittelpunkt 54 der jeweiligen Periode 50 angeordnet und für sämtliche Perioden 50 des ersten Umrichters 4 sowie des zweiten Umrichters 6 jeweils gleich. Barrier 70 used. The second barrier 66 and the third barrier 68 as well as the first barrier 64 and the fourth barrier 70 are arranged symmetrically about the period center 54 of the respective period 50 and are the same for all periods 50 of the first converter 4 and of the second converter 6.
Sofern - wie in Fig. 5 für die dritte Stromphase 13c dargestellt - beispielsweise anhand der Leistungsanforderung 38 die ersten Schaltzeitpunkte 42 zwischen der zweiten Schranke 66 und der dritten Schranke 68 liegen, würden die ersten Schaltzeitpunkte 42 innerhalb des Zeitfensters 56 sein. Sofern dies der Fall ist, werden diejenigen Schaltzeitpunkte, die sich innerhalb des Zeitfensters 56 befinden, auf die Begrenzung des Zeitfensters 56 verschoben, also auf die zweite und dritte Schranke 66,68, wie in Fig. 6 gezeigt. In einer weiteren Alternative, die in Fig. 7 gezeigt ist, werden die Schaltzeitpunkte 42, die innerhalb des Zeitfensters 56 liegen würden, verworfen, sodass für die dritte Stromphase 13c weniger erste Schaltzeitpunkte 42 vorhanden sind. Diese Anpassung der ersten Schaltzeitpunkte erfolgt in gleicher Weise für die zweiten Schaltzeitpunkte 44 für den zweiten Umrichter 6. Zusätzlich werden diejenigen Schaltzeitpunkte 42, 44, die sich nicht zwischen der ersten Schranke 64 und der zweiten Schranke 66 oder zwischen der dritten Schranke 68 und der vierten Schranke 70 befinden, also die sich insbesondere zwischen der vierten Schranke 70 und der ersten Schranke 64 befinden, auf die Begrenzung des jeweiligen Zeitfensters 56, also auf die erste Schranke 64 bzw. die vierte Schranke 70, verschoben oder verworfen. Auch erfolgt die Verschiebung bzw. das Ver- werfen, sofern sich die zweiten Schaltzeitpunkte 44 innerhalb des zweiten ZeitfenstersIf, as shown in FIG. 5 for the third current phase 13c, the first switching times 42 lie between the second barrier 66 and the third barrier 68, for example based on the power requirement 38, the first switching times 42 would be within the time window 56. If this is the case, those switching times which are within the time window 56 are shifted to the limit of the time window 56, ie to the second and third barrier 66, 68, as shown in FIG. In a further alternative, which is shown in FIG. 7, the switching instants 42, which would lie within the time window 56, are rejected, so that there are fewer first switching times 42 for the third current phase 13c. This adjustment of the first switching times is carried out in the same way for the second switching times 44 for the second inverter 6. In addition, those switching times 42, 44, not between the first barrier 64 and the second barrier 66 or between the third barrier 68 and the fourth Barrier 70 are located, so are located in particular between the fourth barrier 70 and the first barrier 64, the limitation of the respective time window 56, ie on the first barrier 64 and the fourth barrier 70, moved or rejected. Also, the shift or the throw, provided that the second switching times 44 within the second time window
62 befinden würden. 62 would be located.
In einem sich anschließenden dritten Arbeitsschritt 72 werden die Halbleiterschalter 18 entsprechend der ersten bzw. zweiten Schaltzeitpunkte 52 angesteuert, also jeweils zu den ersten bzw. zweiten Schaltzeitpunkten 42, 44. In einem vierten Arbeitsschritt 74, der im Wesentlichen zeitgleich zu dem dritten Arbeitsschritt 72 erfolgt, wird während der Zeitfenster 56 jeweils ein Messwert 76 erfasst. Der Messwert 76 ist ein elektrischer Strom- fluss der der jeweiligen elektrischen Phase 13a, 13b, 13c zugeordnet ist, und den folglich die jeweilige elektrische Phase 13a, 13b, 13c führt. Die Erfassung des elektrischen Stromflusses erfolgt in analoger Weise, wobei aufgrund des Ausbleibens von Schaltvorgängen der Halbleiterschalter 18 während der Zeitfenster 56 keine übermäßigen elektromagnetischen Wellen ausgesandt werden, welche in die Steuereinheit 28 sowie etwaige weitere, nicht dargestellte Leitungen einkoppeln, und welche den Messvorgang verfälschen würden. Infolgedessen ist eine Genauigkeit erhöht und die Beeinflussung der Umrichter 4, 6 untereinander vermieden. In a subsequent third step 72, the semiconductor switches 18 are driven in accordance with the first and second switching times 52, ie in each case to the first and second switching times 42, 44th In a fourth step 74, the takes place substantially at the same time as the third operation 72, a measured value 76 is recorded during the time window 56. The measured value 76 is an electric current flow which is associated with the respective electrical phase 13a, 13b, 13c and which consequently leads the respective electrical phase 13a, 13b, 13c. The detection of the electric current flow takes place in an analogous manner, due to the absence of switching operations of the semiconductor switches 18 during the time window 56 no excessive electromagnetic waves are emitted, which couple into the control unit 28 and any other lines, not shown, and which would falsify the measurement process , As a result, an accuracy is increased and the influence of the inverter 4, 6 with each other avoided.
Ferner wird ein fünfter Arbeitsschritt 78 ausgeführt, welcher die zweite Phase 60 der ersten Phase 48 angleicht, so dass die zweite Periode 50 des zweiten Umrichters 6 zeitgleich mit den Perioden 50 des ersten Umrichters 4 starten. Mit anderen Worten wird der fünfte Arbeitsschritt 78 ausgeführt, damit die zweite Phase 60 der ersten Phase 48 entspricht, und die Periodenmittelpunkte 54 zeitgleich sind. Wie in Fig. 8 dargestellt, ist in diesem Beispiel die zweite Frequenz 58 gleich der ersten Frequenz 46, sodass die Dauer der Perioden 50 des ersten Umrichters 4 der Dauer der Perioden 50 des zweiten Umrichters 6 entsprechen. Furthermore, a fifth step 78 is carried out, which adjusts the second phase 60 of the first phase 48, so that the second period 50 of the second converter 6 start at the same time as the periods 50 of the first converter 4. In other words, the fifth step 78 is executed so that the second phase 60 corresponds to the first phase 48, and the period centers 54 are the same time. As shown in FIG. 8, in this example, the second frequency 58 is equal to the first frequency 46, so that the duration of the periods 50 of the first inverter 4 correspond to the duration of the periods 50 of the second inverter 6.
In Fig. 8 ist die erste Phase 48 und die zweite Phase 56 ungleich, so dass zwischen den Periodenmittelpunkten 54 der beiden Phasenzähler 42 ein Phasenversatz 80 entsteht. Infolgedessen sind die Zeitfenster 56 nicht vorhanden oder verkürzt. Immer wenn der Periodenmittelpunkt 54 des ersten Umrichters 4 auftritt, wird mittels der Steuereinheit 28 des ersten Umrichters 4 ein Synchronisationspuls 81 über die SynchronisationsleitungIn FIG. 8, the first phase 48 and the second phase 56 are unequal, so that a phase offset 80 arises between the period centers 54 of the two phase counters 42. As a result, the time slots 56 are not present or shortened. Whenever the period center 54 of the first converter 4 occurs, a synchronization pulse 81 is transmitted via the synchronization line by means of the control unit 28 of the first converter 4
30 zu der Steuereinheit 28 des zweiten Umrichters 6 geleitet. Anhand des Synchronisationspulses 81 wird der Phasenversatz 80 in dem zweiten Umrichter 6, der als Slave- Umrichter fungiert, berechnet. Der Phasenversatz 80 wird in einen Regler 82 der Steuereinheit 28 eingespeist, der beispielsweise ein Pl-Regler ist. Mittels des Reglers 82 wird die Periodendauer 50 des zweiten Umrichters angepasst, welche somit die Stellgröße des Reglers 82 ist. Hierbei wird die Periode 50 um einen Abschnitt 84 verkürzt oder verlängert, sodass die zweite Frequenz 58 verändert ist. Nach dieser (verkürzten) Periode 50 startet der Phasenzähler 52 neu, und die nächste Periode 50 startet. Aufgrund der Verkürzung der Periode 50 ist während der nachfolgenden Periode 50 der Phasenver- satz 80 verringert, und mittels des Reglers 82 erfolgt wiederum eine Verkürzung der Pe- riode 50. Nach mehrfachem Ausführen ist der Phasenversatz 80 somit entfernt, und die erste Phase 48 entspricht der zweiten Phase 60. 30 to the control unit 28 of the second inverter 6 passed. Based on the synchronization pulse 81, the phase offset 80 in the second inverter 6, which acts as a slave inverter is calculated. Phase offset 80 is fed to a controller 82 of control unit 28, which is, for example, a PI controller. By means of the controller 82, the period 50 of the second inverter is adjusted, which is thus the manipulated variable of the controller 82. Here, the period 50 is shortened or extended by a portion 84, so that the second frequency 58 is changed. After this (shortened) period 50, the phase counter 52 restarts and the next period 50 starts. Due to the shortening of the period 50, the phase offset 80 is reduced during the subsequent period 50, and by means of the regulator 82 a shortening of the period is again effected. 50. After repeated execution, the phase offset 80 is thus removed, and the first phase 48 corresponds to the second phase 60.
Günstigerweise wird die Reglerausgangsgröße - der Phasenversatz 80 - auf einen maximalen Abschnitt 84 in positiver oder negativer Richtung begrenzt. Aufgrund des Abschnittes 84 ist die Verschiebung auf ein Toleranzband um die Dauer der Periode 50 des zweiten Umrichters 6 begrenzt, weswegen eine Änderung der zweiten Frequenz 58, also der PWM-Frequenz des zweiten Umrichters 6, vergleichsweise gering ist. Aufgrund der andauernden Wiederholung der Verschiebung bis der Phasenversatz 80 null (0) entspricht, schwingt sich der Regler 82 ein und synchronisiert die Perioden 50 der beiden Umrichter 4, 6. Hierbei erfolgt die Synchronisation auf die Perioden 50 des ersten Umrichters 4, der der Master-Umrichter ist. Conveniently, the controller output - the phase offset 80 - is limited to a maximum portion 84 in the positive or negative direction. Due to the section 84, the shift to a tolerance band is limited by the duration of the period 50 of the second converter 6, which is why a change of the second frequency 58, ie the PWM frequency of the second converter 6, is comparatively small. Due to the constant repetition of the shift until the phase offset 80 equals zero (0), the controller 82 oscillates and synchronizes the periods 50 of the two inverters 4, 6. Here, the synchronization to the periods 50 of the first inverter 4, which is the master -Umrichter is.
Zusammenfassend zeigt Fig. 1 ein vereinfachtes Ersatzschaltbild der dreiphasigen Umrichter 4, 6 zur Wandlung einer Gleichspannung in jeweils eine 3-phasige Wechselspannung. Die Vorrichtung 2 weist den Zwischenkreiskondensator 24 und 1 shows a simplified equivalent circuit diagram of the three-phase converters 4, 6 for converting a DC voltage into a 3-phase AC voltage in each case. The device 2 has the DC link capacitor 24 and
die Brückenschaltung 16 in Form einer Sechspuls-Brückenschaltung auf. Die drei Anschlussklemmen 12 sind jeweils in der Mitte, zwischen den oberen und den unteren Halbleiterschaltern 18, die Leistungsschalter sind, angeschlossen. Durch Änderung der Schaltzustände wird die jeweilige Anschlussklemme 12, und somit auch die zugeordnete Stromphase 13a, 13b, 13c wahlweise mit dem oberen oder mit dem unteren Potential 20, 22 verbunden, die mittels des Zwischenkreiskondensators 24 bereitgestellt sind, und es kann ein elektrischer Strom über die Anschlussklemmen 12 fließen. the bridge circuit 16 in the form of a six-pulse bridge circuit. The three terminals 12 are respectively connected in the middle, between the upper and lower semiconductor switches 18, which are power switches. By changing the switching states, the respective terminal 12, and thus also the associated current phase 13a, 13b, 13c optionally connected to the upper or to the lower potential 20, 22, which are provided by the DC link capacitor 24, and it can be an electric current via the terminals 12 flow.
Fig. 4 skizziert den Phasenzähler 52 des ersten Umrichters 4 und den Phasenzähler 52 des zweiten Umrichters 6, die jeweils ein Bestandteil einer zentrierten Pulsweitenmodulation sind. Hierbei ist die Pulsweitenmodulation (PWM) des ersten Umrichters 4 eine Master-PWM, und die Pulsweitenmodulation des zweiten Umrichters 6 ist eine Slave- PWM. Anhand der Pulsweitenmodulation werden die drei Stromphasen 13a, 13b, 13c angesteuert bzw. erstellt. In dieser PWM-Form werden die Ein- und die Ausschaltzeitpunkte der oberen (schaltbaren) Halbleiterschalter 18 symmetrisch um die Periodenmittelpunkte 54 platziert. 4 outlines the phase counter 52 of the first converter 4 and the phase counter 52 of the second converter 6, each of which is a component of a centered pulse width modulation. Here, the pulse width modulation (PWM) of the first inverter 4 is a master PWM, and the pulse width modulation of the second inverter 6 is a slave PWM. Based on the pulse width modulation, the three current phases 13a, 13b, 13c are controlled or created. In this PWM form, the on and off timings of the upper (switchable) semiconductor switches 18 are placed symmetrically about the period centers 54.
Die Schranken 64, 66, 68, 70 bilden je einen Schnittpunkt mit dem Phasenzähler 52 und definieren eine Mindest- und Maximaleinschaltzeit der schaltbaren Halbleiterschalter 18. Durch die Begrenzung der Einschaltzeiten der schaltbaren Halbleiterschalter 18 entstehen die Zeitfenster 56, in denen keiner der schaltbaren Halbleiterschalter 18 seinen Zustand wechselt. In der unteren Bildhälfte ist das gleiche Prinzip für die Slave-PWM abgebildet, die die zweite Frequenz 58 aufweist, die beispielhaft das Doppelte der ersten Fre- quenz 46 ist, also das Doppelte der Frequenz zur Master-PWM. Die Pulsweitenmodulation garantiert jeweils zwei Zeitfenster 56 innerhalb einer Periode 50. Damit sind für beide Pulsweitenmodulationen die Zeitfenster 56, 62 möglich. Innerhalb dieser Zeitfenster 56, 62 können entsprechend störungsarme Messungen stattfinden. Fig. 2 veranschaulicht die Verbindung der unterschiedlichen Steuereinheiten 28 der Umrichter 4, 6, 32, die digitale Steuerungen (MikroController) mit jeweils eigener PWM- Einheit sind. Eine der digitalen Steuerungen (MikroController), nämlich die Steuereinheit 28 des ersten Umrichters 4, übernimmt die Rolle des Masters, der ein Synchronisationssignal, nämlich den mit der ersten Frequenz 46 auftretenden Synchronisationspuls 81 , aussendet. Alle anderen digitalen Steuerungen (Mikrocontroller) agieren als Slaves (14) und empfangen das Synchronisationssignal. Alle Teilnehmer dieses Netzwerks sind neben anderen möglichen Kommunikationsbeschaltungen mit der gemeinsamen Synchronisationsleitung 30 (SYNC-Leitung) verbunden, auf der das Synchronisationssignal vom Master zu den Slaves gelangt. The barriers 64, 66, 68, 70 each form an intersection point with the phase counter 52 and define a minimum and maximum turn-on time of the switchable semiconductor switches 18. By limiting the turn-on of the switchable semiconductor switch 18, the time window 56 arise in which none of the switchable semiconductor switch 18 changes its state. The lower half of the figure shows the same principle for the slave PWM, which has the second frequency 58, which for example is twice the first frequency 46, ie twice the frequency to the master PWM. The pulse width modulation each guarantees two time windows 56 within a period 50. Thus, the time windows 56, 62 are possible for both pulse width modulations. Within these time windows 56, 62 correspondingly low-noise measurements can take place. FIG. 2 illustrates the connection of the different control units 28 of the inverters 4, 6, 32, which are digital controllers (microcontrollers), each with its own PWM unit. One of the digital controllers (microcontroller), namely the control unit 28 of the first converter 4, assumes the role of the master, which transmits a synchronization signal, namely the synchronization pulse 81 occurring at the first frequency 46. All other digital controllers (microcontrollers) act as slaves (14) and receive the synchronization signal. All subscribers of this network, among other possible communication circuits, are connected to the common synchronization line 30 (SYNC line) on which the synchronization signal passes from the master to the slaves.
Fig. 8 stellt Signale der beiden Umrichter 4, 6 dar, deren beide Steuereinheiten 28 (digitale Steuerungen/Mikrocontroller) über die Synchronisationsleitung 30 (SYNC-Leitung) wie in Fig. 2 verbunden sind. Die obere PWM des ersten Umrichters 4 arbeitet als Master und sendet zu einem definierten Zeitpunkt den Synchronisationspuls 81 auf der Syn- chronisationsleitung 30 aus. Die darunterliegende PWM des zweiten Umrichters 6 übernimmt die Rolle eines Slaves und synchronisiert sich über den Regler82, der die zweite Frequenz leicht ändert. FIG. 8 shows signals of the two inverters 4, 6, whose two control units 28 (digital controllers / microcontrollers) are connected via the synchronization line 30 (SYNC line) as in FIG. 2. The upper PWM of the first inverter 4 operates as a master and transmits the synchronization pulse 81 on the synchronization line 30 at a defined time. The underlying PWM of the second inverter 6 assumes the role of a slave and synchronizes via the Regler82, which slightly changes the second frequency.
Die zeitliche Abweichung zwischen dem eingehenden Synchronisationspuls 81 und dem eigenen definierten Zeitpunkt, nämlich der jeweilige Periodenmittelpunkt 54, bildet denThe time difference between the incoming synchronization pulse 81 and the own defined time, namely the respective period center 54, forms the
Phasenversatz 80 (Phasenfehler) und dient dem Regler 82 als Eingang. Der Reglerausgang des Reglers 82 verändert daraufhin die Periodendauer des nächsten PWM-Zyklus. Wurde der Phasenversatz 80 durch die Regelung ausgelöscht, laufen die Master- des ersten Umrichters 4 und Slave-PWM des zweiten Umrichters und etwaiger weiterer Um- richter 32 synchron. Die Zeitfenster 56 (zeitlichen Korridore) stellen einen Zeitbereich, ein Zeitintervall, dar, indem keiner der schaltbaren Halbleiterschalter 18 schaltet. Die Einschaltzeiten der jeweiligen oberen schaltbaren Halbleiterschalter 18 werden durch die erste und vierte Schranke 64, 70 sowie die zweite und dritte Schranke 66, 68 derart begrenzt, dass innerhalb der Zeitfenster 56 keiner der drei Brückenzweige 14 jedes Umrichters 4, 6, 32 einen Schaltvorgang ausführt. Phase offset 80 (phase error) and serves as an input to the controller 82. The controller output of the controller 82 then changes the period of the next PWM cycle. If the phase offset 80 has been canceled by the control, the master of the first converter 4 and slave PWM of the second converter and any further converter 32 run synchronously. The time windows 56 (temporal corridors) represent a time range, a time interval, in which none of the switchable semiconductor switches 18 switches. The switch-on of the respective upper switchable semiconductor switch 18 are limited by the first and fourth barrier 64, 70 and the second and third barrier 66, 68 such that within the time window 56 none of the three bridge arms 14 of each inverter 4, 6, 32 performs a switching operation ,
Würde ein Einschaltverhältnis angefordert werden, welches in die um den jeweiligen Periodenmittelpunkt 54 gebildeten Zeitfenster 56 fallen würde, so wird das Einschaltverhältnis der betroffenen Stromphase 3a, 3b, 3c auf die jeweilige, insbesondere nächstgelegene, Schranke 64, 66 korrigiert oder auf 0% - je nachdem, welche Grenze näher liegt. Würde ein Einschaltverhältnis angefordert werden, welches in die um den Anfang/Ende der jeweiligen Perioden gebildeten Zeitfenster 56 fallen würde, so wird das Einschaltverhältnis der betroffenen Phase auf die erste oder vierte Schranke 64, 70 korrigiert oder auf die Periodengrenze (±100% bzw. Phasenzähler-Anfangs-bzw.-Endwert) - je nachdem, welche Grenze näher liegt. If a duty cycle were to be requested, which would fall into the time window 56 formed around the respective period center 54, then the duty cycle of the affected current phase 3a, 3b, 3c is corrected to the respective, in particular nearest, barrier 64, 66 or to 0% - per after which border is closer. If a duty cycle were to be requested which would fall within the time window 56 formed at the beginning / end of the respective periods, the duty cycle of the affected phase is corrected to the first or fourth limit 64, 70 or to the period limit (± 100% or Phase counter start or end value) - whichever is closer.
Der Abtastvorgang der Phasenströme findet vorzugsweise im Bereich der Zeitfenster 56 statt. In diesem Beispiel dann, wenn der Phasenzähler 52 auf seinen Anfangswert zurückgesetzt wird. Hier sind die Anschlussklemmen 12 (Motorklemmen) auf das untere Potential 22 (negativen Pol) des Gleichspannungszwischenkreises 26 geklemmt, womit über einfache Strommesswiderstände der Mikrocontroller die elektrischen Ströme direkt messen kann. The scanning of the phase currents preferably takes place in the region of the time windows 56. In this example, when the phase counter 52 is reset to its initial value. Here, the terminals 12 (motor terminals) are clamped to the lower potential 22 (negative pole) of the DC intermediate circuit 26, which can measure the electric currents directly via simple current measuring resistors of the microcontroller.
Falls alle PWMs eines einzigen Umrichters von demselben Mikrocontroller gesteuert werden, bietet dieser die Möglichkeit zur Synchronisierung aller PWMs. Das Verfahren 34 beschreibt jedoch die Synchronisierung der PWMs auf unterschiedlichen Umrichtern 4, 6, 32 mittels deren jeweiliger Steuereinheiten 28 (digitalen Steuerungseinhei- ten/Mikrocontroller). Das Verfahren ist in Fig. 3 bis Fig. 8 veranschaulicht. Dabei agiert eine der Steuereinheiten 28 (Mikrocontroller) als Master und sendet in jedem PWM- Zyklus den Synchronisationspuls 81 (SYNC-Puls) auf der dafür vorgesehenen Synchronisationsleitung 30 (SYNC-Leitung) aus. Diese Synchronisationsleitung 30 verbindet alle Steuereinheiten 28 untereinander, wobei der Master auf dieser Leitung senden kann und alle Slaves darauf empfangen können. Es ist unerheblich ob Master und Slaves mit der gleichen PWM-Frequenz oder ob alle Umrichter mit einem ganzzahligen Vielfachen der kleinsten Frequenz betrieben werden. Die kleinste (PWM-)Frequenz ist vorzugsweise dem Master vorbehalten sein. Der Synchronisationspuls 81 wird von der Master- Steuerung (Steuereinheit 28 des ersten Umrichters 4) direkt erzeugt. If all the PWMs of a single inverter are controlled by the same microcontroller, it offers the possibility to synchronize all PWMs. The method 34, however, describes the synchronization of the PWMs on different inverters 4, 6, 32 by means of their respective control units 28 (digital control units / microcontroller). The method is illustrated in FIGS. 3 to 8. In this case, one of the control units 28 (microcontroller) acts as a master and transmits the synchronization pulse 81 (SYNC pulse) in each PWM cycle on the synchronization line 30 (SYNC line) provided for this purpose. This synchronization line 30 connects all the controllers 28 to each other, the master can send on this line and all slaves can receive on it. It does not matter if Master and Slaves are with the same PWM frequency or whether all inverters are operated at an integer multiple of the lowest frequency. The smallest (PWM) frequency is preferably reserved for the master. The synchronization pulse 81 is generated directly by the master controller (control unit 28 of the first inverter 4).
Jede teilnehmende PWM-Steuerung weist vorzugsweise einen eigenen Phasenzähler 52 auf, welcher die mittels der jeweiligen Frequenz 46, 58 bestimmte Periode 50 (PWM- Träger-Periode) in einige hundert feingranulare Schritte linear auflöst. Passiert der Phasenzähler 52 des ersten Umrichters 4 einen bestimmten Wert (SYNC-Zeitpunkt), in dem gezeigten Beispiel der Periodenmittelpunkt 54, wird der Synchronisationspuls 81 auf dieEach participating PWM control preferably has its own phase counter 52 which linearly resolves the period 50 (PWM carrier period) determined by means of the respective frequency 46, 58 into a few hundred finely granular steps. If the phase counter 52 of the first inverter 4 passes a certain value (SYNC time), in the example shown the period center 54, the synchronization pulse 81 is set to the
Synchronisationsleitung 30 gegeben. Synchronization line 30 given.
Der SYNC-Zeitpunkt des ersten Umrichters 4 - also der Zeitpunkt des Synchronisationspuls 81 (SYNC-Puls) innerhalb der Periode 50 des ersten Umrichters 4 (Master-PWM- Periode/CNTRsyncMasterP ase) - ist den übrigen Umrichtern 6, 32 Teilnehmern aufgrund entsprechender Initialisierung bekannt. Der zweite Umrichter 6 sowie die etwaigen weiteren Umrichter 32 halten bei Empfang des Synchronisationspulses 81 den Stand des eigenen Phasenzählers 52 als CNTR_SlavePhase fest. Anhand des Zählerstands des eigenen Phasenzählers 52 (CNTRsiavePhase) und dem bekannten SYNC-Zeitpunkt des ersten Um- richters 4 (CNTRSyncMasterPhase) wird in jedem Slave (zweiter Umrichter 6, weitere Umrichter 32) der eigene Phasenversatz 80 (Phasenfehler) ermittelt. The SYNC timing of the first inverter 4 - ie the timing of the synchronization pulse 81 (SYNC pulse) within the period 50 of the first inverter 4 (master PWM period / CNTRsync master key) - is the other converters 6, 32 participants due to appropriate initialization known. The second inverter 6 and any further converters 32 hold the state of their own phase counter 52 as CNTR_SlavePhase upon receipt of the synchronization pulse 81. On the basis of the count of the own phase counter 52 (CNTRsiavePhase) and the known SYNC time of the first inverter 4 (CNTR Sy ncMasterPhase) the separate phase offset 80 (phase error) is determined in each slave (second inverter 6, further inverter 32).
Dieser Phasenversatz 80 wird als Eingang für den Regler 82 (z. B. Pl-Regler) verwendet. Der Ausgang des Reglers 82 - die Stellgröße - ist die Dauer der eigenen Periode 50. Je nach Implementierung beeinflusst der Regler 82 die Dauer der aktuellen Periode 50, also des momentanen PWM-Zyklus TPWM(n), oder der zeitlich folgenden Periode 50, also des nächsten PWM-Zyklus TpwM(n+1 ): This phase offset 80 is used as input to the controller 82 (eg, PI controller). The output of the controller 82 - the manipulated variable - is the duration of the own period 50. Depending on the implementation, the controller 82 influences the duration of the current period 50, ie the current PWM cycle T PW M (n), or the subsequent period 50 , ie the next PWM cycle TpwM (n + 1):
PhasenversatZ 80 = CNTRsyncMasterP ase - CNTRsiavePhase Phase offset 80 = CNTRsyncMasterPase - CNTRsiavePhase
TPWM (n+1 ) = TPW - f Regier( Phasenversatz 80) TPWM (n + 1) = TPW - f re g ier (phase offset 80)
Der Ausgang des Reglers wird mittels des Abschnitts 84 auf ein Toleranzband um die nominale Periodendauer begrenzt, sodass die Änderung der PWM-Frequenz nur sehr gering ist. Durch die fortwährende Wiederholung dieses Vorgangs, schwingt der Regler 82 ein und synchronisiert sich mit der Master-PWM. Die Störanfälligkeit der Synchronisa- tion der Slaves kann verbessert werden, indem die SYNC-Leitung mit einem RC-Filter gedämpft wird. The output of the regulator is limited by the section 84 to a tolerance band around the nominal period so that the change of the PWM frequency is only very small. By continually repeating this process, the controller 82 oscillates and synchronizes with the master PWM. The susceptibility of the synchronizing Slaves can be improved by attenuating the SYNC line with an RC filter.
Das vorliegende Verfahren 34 dient unter anderem der störungsarmen Messung analoger Signale bei mehreren digital gesteuerten pulsweitenmodulierten Antriebsumrichtern 4, 6, 32 im Parallelbetrieb mit mindestens zwei unterschiedlichen digitalen Steuereinheiten 28. Die Pulsweiten der Brückenschaltungen 16 jedes Umrichters 4, 6, 32 werden derart limitiert, dass in jedem Umrichter 4, 6, 32 zyklisch sich wiederholende Zeitfenster 56 (zeitlicher Korridor) entstehen, in welchem kein Leistungsschalter (schaltbarer Halbleiterschalter 18) umschaltet. Des Weiteren werden die Phasen 48, 60 der Pulsweitenmodulationen der einzelnen digitalen Steuerungen 28 synchronisiert, damit diese Zeitfenster 56 aller beteiligten Umrichter 4, 6, 32 gleichzeitig auftreten. Damit ist es möglich, ein oder mehrere analoge Messwerte 76 (Messsignale) auf einem oder mehreren (Antriebs-)Umrichtern 4, 6, 32 innerhalb der Zeitfenster 56 periodisch abzutasten. Zur Synchronisierung dient die Synchronisationsleitung 30, die einen Master und dessen Slaves miteinander verbindet. Die Master-Steuerung 28 sendet repetierend den Synchronisationspuls 81 (Master-SYNC-Signal) an die Slaves, und diese ändern gegebenenfalls ihre PWM-Frequenz minimal, sodass ihre Phase 60 mit dem Synchronisationspuls 81 (Master-SYNC-Signal) übereinkommt. The present method 34 is used inter alia, the low-interference measurement of analog signals in a plurality of digitally controlled pulse width modulated drive inverters 4, 6, 32 in parallel with at least two different digital control units 28. The pulse widths of the bridge circuits 16 each inverter 4, 6, 32 are limited so that in each inverter 4, 6, 32 cyclically recurring time window 56 (temporal corridor) arise in which no circuit breaker (switchable semiconductor switch 18) switches. Furthermore, the phases 48, 60 of the pulse width modulations of the individual digital controllers 28 are synchronized so that these time slots 56 of all the inverters 4, 6, 32 involved occur simultaneously. This makes it possible to periodically scan one or more analog measured values 76 (measuring signals) on one or more (drive) converters 4, 6, 32 within the time windows 56. To synchronize the synchronization line 30, which connects a master and its slaves together. The master controller 28 repetitively sends the synchronization pulse 81 (master SYNC signal) to the slaves, and these optionally change their PWM frequency minimally so that their phase 60 coincides with the synchronization pulse 81 (master SYNC signal).
Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb von wenigstens zwei pulsweitenmodulierten Umrichtern 4, 6, 32 mit einer Brückenschaltung 16 (Umrichterbrücke) zur Ansteuerung von Motoren 8, 10, mit wenigstens zwei Steuerungen 28, wobei die Pulsweite eines jeden Umrichters 4, 6, 32 derart gesteuert wird, dass ein Zeitfenster 56 (zeitlicher Korridor) entsteht, in welchem kein schaltbarer Halbleiterschalter 18 (Leistungsschalter) der Brückenschaltung 16 umgeschaltet wird. In summary, the invention relates to a method for operating at least two pulse width modulated converters 4, 6, 32 with a bridge circuit 16 (converter bridge) for controlling motors 8, 10, with at least two controllers 28, wherein the pulse width of each inverter 4, 6, 32 is controlled such that a time window 56 (temporal corridor) arises in which no switchable semiconductor switch 18 (power switch) of the bridge circuit 16 is switched.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den einzelnen Ausführungsbeispielen beschriebene Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. BEZUGSZEICHENLISTE The invention is not limited to the embodiments described above. Rather, other variants of the invention can be derived therefrom by the person skilled in the art without departing from the subject matter of the invention. In particular, all the individual features described in connection with the individual embodiments are also combinable with one another in other ways, without departing from the subject matter of the invention. LIST OF REFERENCE NUMBERS
2 Vorrichtung 2 device
4 erster Umrichter  4 first inverter
6 zweiter Umrichter  6 second inverter
8 erste Last  8 first load
10 zweite Last  10 second load
12 Anschlussklemme  12 connection terminal
13a erste Stromphase  13a first phase of the current
13b zweite Stromphase  13b second current phase
13c dritte Stromphase  13c third current phase
14 Brückenzweig  14 bridge branch
16 Brückenschaltung  16 bridge circuit
18 schaltbarer Halbleiterschalter  18 switchable semiconductor switch
20 oberes Potential  20 upper potential
22 unteres Potential  22 lower potential
24 Zwischenkreiskondensator  24 DC link capacitor
26 Gleichstromzwischenkreis  26 DC link
28 Steuereinheit  28 control unit
30 Synchronisationsleitung  30 synchronization line
32 weiterer Umrichter  32 additional inverters
34 Verfahren  34 procedure
36 erster Arbeitsschritt  36 first step
38 Leistungsanforderung  38 power requirement
40 zweiter Arbeitsschritt  40 second step
42 erster Schaltzeitpunkt  42 first switching time
44 zweiter Schaltzeitpunkt  44 second switching time
46 erste Frequenz  46 first frequency
48 erste Phase  48 first phase
50 Periode  50 period
52 Phasenzähler  52 phase counter
54 Periodenmittelpunkt  54 Period center
56 Zeitfenster  56 time slots
58 zweite Frequenz  58 second frequency
60 zweite Phase zweites Zeitfenster erste Schranke zweite Schranke dritte Schranke vierte Schranke dritter Arbeitsschritt vierter Arbeitsschritt60 second phase second time window first barrier second barrier third barrier fourth barrier third step fourth step
Messwert fünfter ArbeitsschrittMeasured value fifth work step
Phasenversatzphase displacement
Synchronisationspulssynchronization pulse
Regler regulator
Abschnitt  section

Claims

PATENTANSPRUCHE PATENT CLAIMS
Verfahren (34) zum Betrieb eines ersten Umrichters (4) und eines zweiten Umrichters (6), die jeweils eine Brückenschaltung (16) mit schaltbaren Halbleiterschaltern (18) aufweisen, Method (34) for operating a first converter (4) and a second converter (6), each having a bridge circuit (16) with switchable semiconductor switches (18),
- wobei die schaltbaren Halbleiterschalter (18) des ersten Umrichters (4) zu ersten Schaltzeitpunkten (42) angesteuert werden,  - Wherein the switchable semiconductor switches (18) of the first inverter (4) are driven to first switching times (42),
- wobei die schaltbaren Halbleiterschalter (18) des zweiten Umrichters (6) zu zweiten Schaltzeitpunkten (44) angesteuert werden, und  - Wherein the switchable semiconductor switches (18) of the second converter (6) are driven to second switching times (44), and
- wobei die ersten Schaltzeitpunkte (42) und die zweiten Schaltzeitpunkte (44) derart erstellt werden, dass wiederholt auftretende Zeitfenster (56) gebildet werden, innerhalb derer weder erste Schaltzeitpunkte (42) noch zweite Schaltzeitpunkte (44) sind.  - Wherein the first switching times (42) and the second switching times (44) are created such that repeatedly occurring time windows (56) are formed within which neither first switching times (42) nor second switching times (44).
Verfahren (34) nach Anspruch 1 , Method (34) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass während der Zeitfenster (56) jeweils ein oder mehrere Messwerte (76), insbesondere ein elektrischer Stromfluss erfasst wird, und/oder dass während der Zeitfenster (56) keine elektrische Potentialdifferenz zwischen Anschlussklemmen (12) der Umrichter (4, 6) anliegt. in that one or more measured values (76), in particular an electrical current flow, are detected during the time window (56), and / or that no electrical potential difference is applied between terminals (12) of the converters (4, 6) during the time window (56).
Verfahren (34) nach Anspruch 1 oder 2, Method (34) according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die ersten Schaltzeitpunkte (42) und die zweiten Schaltzeitpunkte (44) mittels Pulsweitenmodulation erstellt werden, wobei dem ersten Umrichter (4) eine erste Frequenz (46) und eine erste Phase (48) und dem zweitem Umrichter (6) eine zweite Frequenz (58) und eine zweite Phase (60) zugeordnet werden. in that the first switching times (42) and the second switching times (44) are created by means of pulse width modulation, wherein the first converter (4) has a first frequency (46) and a first phase (48) and the second converter (6) has a second frequency ( 58) and a second phase (60).
Verfahren (34) nach Anspruch 3, Method (34) according to claim 3,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Zeitfenster (56) anhand der ersten Phase (48) und der ersten Frequenz (46) bestimmt werden. in that the time windows (56) are determined on the basis of the first phase (48) and the first frequency (46).
Verfahren (34) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, Method (34) according to claim 4, characterized,
dass eine Leistungsanforderung (38) an den ersten Umrichter (4) und/oder den zweiten Umrichter (6) bestimmt wird, anhand derer die Schaltzeitpunkte (42, 44) bestimmt werden, wobei diejenigen Schaltzeitpunkte (42, 44) unverändert herangezogen werden, die sich außerhalb der Zeitfenster (56) befinden, und wobei diejenigen Schaltzeitpunkte (42, 44), die sich innerhalb eines der Zeitfensters (56) befinden, verworfen oder auf eine Begrenzung (64, 66, 68, 70) desjenigen Zeitfensters (56) verschoben werden.  a power requirement (38) is determined for the first converter (4) and / or the second converter (6), by means of which the switching times (42, 44) are determined, wherein those switching times (42, 44) are used unchanged are outside the time slots (56), and wherein those switching times (42, 44) that are within one of the time slots (56) are discarded or shifted to a limit (64, 66, 68, 70) of that time slot (56) become.
Verfahren (34) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, Method (34) according to one of claims 3 to 5,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass als zweite Frequenz (58) ein ganzzahliges Vielfaches der ersten Frequenz (46) gewählt wird.  that an integer multiple of the first frequency (46) is selected as the second frequency (58).
Verfahren (34) nach Anspruch 6, Method (34) according to claim 6,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die zweite Phase (60) derart verschoben wird, dass die erste Phase (48) der zweiten Phase (60) entspricht.  the second phase (60) is shifted such that the first phase (48) corresponds to the second phase (60).
Verfahren (34) nach Anspruch 7, Method (34) according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Verschiebung begrenzt wird.  that the shift is limited.
Verfahren (34) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Method (34) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass vom ersten Umrichter (4), über eine den ersten Umrichter (4) mit wenigstens einem weiteren Umrichter (6, 32) verbindende Synchronisationsleitung (30), ein Synchronisationspuls (81) ausgesendet wird, durch den in dem wenigstens einen weiteren Umrichter (6, 32) ein schaltfreies Zeitfenster (56, 62) in einer vorgegebenen zeitlichen Relation gebildet wird.  a synchronization pulse (81) is emitted by the first converter (4) via a synchronization line (30) connecting the first converter (4) with at least one further converter (6), by which a synchronization pulse (81) is emitted in the at least one further converter (6 , 32) a switch-free time window (56, 62) is formed in a predetermined time relationship.
10. Vorrichtung (2), insbesondere Wärmepumpe, mit einer mittels eines ersten Umrichters (4) angetriebenen ersten Last (8), und mit einer mittels eines zweiten Umrichters (6) angetriebenen zweiten Last (10), wobei der erste und der zweite Um- richter (4, 6) gemäß einem Verfahren (34) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 betrieben sind. 10. Device (2), in particular heat pump, with a means of a first inverter (4) driven first load (8), and with a second inverter (6) driven second load (10), wherein the first and the second order - are operated (4, 6) according to a method (34) according to one of claims 1 to 9.
11. Vorrichtung (2) nach Anspruch 10, 11. Device (2) according to claim 10,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die beiden Umrichter (4, 6) gegen einen gemeinsamen Zwischenkreis (26) geführt sind.  that the two converters (4, 6) are guided against a common intermediate circuit (26).
12. Vorrichtung (2) nach Anspruch 10 oder 11 , 12. Device (2) according to claim 10 or 11,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der erste Umrichter (4) mit wenigstens einem weiteren Umrichter (6, 32) über eine Synchronisationsleitung (30) verbunden ist.  in that the first converter (4) is connected to at least one further converter (6, 32) via a synchronization line (30).
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