DE102011050719B4 - Emergency operable three-phase motor drive circuit - Google Patents
Emergency operable three-phase motor drive circuit Download PDFInfo
- Publication number
- DE102011050719B4 DE102011050719B4 DE102011050719.1A DE102011050719A DE102011050719B4 DE 102011050719 B4 DE102011050719 B4 DE 102011050719B4 DE 102011050719 A DE102011050719 A DE 102011050719A DE 102011050719 B4 DE102011050719 B4 DE 102011050719B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- motor
- inverter
- energy storage
- storage device
- inverter unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P4/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of electric motors that can be connected to two or more different electric power supplies
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
- H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/70—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
- F05B2260/76—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades the adjusting mechanism using auxiliary power sources
Abstract
Notbetriebsfähige Antriebsschaltung (50, 54, 100) für einen Drehstrommotor (38) mit beidseitig kontaktierbaren Motorsträngen (30), umfassend zwei Wechselrichtereinheiten (16a, 16b), die jeweils mit einer Kontaktseite (76a, 76b) der Motorstränge (30) verbunden sind, wobei jede Wechselrichtereinheit (16a, 16b) in einer separaten Umrichtereinrichtung (13a, 13b) mit Zwischenkreis (18a, 18b) umfasst ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wechselrichtereinheit (16a) durch einen von einem Versorgungsnetz (12) gespeisten DC-Zwischenkreis (18a) versorgbar ist, und die zweite Wechselrichtereinheit (16b) durch eine DC-Energiespeichereinrichtung (110) versorgbar ist, so dass der Motor (38) in einer ersten Normalbetriebsart durch verkettete Strangspannungen der Wechselrichtereinheiten (16a, 16b) in einem Doppelwechselrichterbetrieb durch das Versorgungsnetz (12) und die Energiespeichereinrichtung (110) bestrombar ist, und parallel oder unabhängig hiervon die Energiespeichereinrichtung (110) aufladbar ist, und in einer zweiten Notbetriebsart der Motor (38) alleine durch die Energiespeichereinrichtung (110) oder alleine durch das Versorgungsnetz (12) bestrombar ist, wofür zumindest zwei Y-Schaltelemente (40, 44) vorgesehen sind, um jeweils eine der beiden Kontaktseiten (76a, 76b) der Motorstränge (30) zur Bildung einer Y-Schaltung für die Notbetriebsart kurzzuschließen, wobei Notbetriebsteuerleitungen (58a, 58b) der beiden Umrichtereinrichtungen (13a, 13b) vorgesehen sind, um die jeweilige gegenüberliegende Kontaktseite (76a, 76b) der Motorstränge (30) über die Y-Schaltelemente (40, 44) kurzzuschließen.Emergency operable drive circuit (50, 54, 100) for a three-phase motor (38) with contactable motor strings (30) comprising two inverter units (16a, 16b) each connected to a contact side (76a, 76b) of the motor strings (30), wherein each inverter unit (16a, 16b) is included in a separate converter unit (13a, 13b) with intermediate circuit (18a, 18b), characterized in that the first inverter unit (16a) is replaced by a DC bus (12) fed by a supply network (12). 18a), and the second inverter unit (16b) is powered by a DC energy storage device (110) such that the motor (38) operates in a first normal mode by concatenated line voltages of the inverter units (16a, 16b) in a dual inverter operation through the utility grid (12) and the energy storage device (110) can be energized, and in parallel or independently thereof, the energy storage device (11 0) is chargeable, and in a second emergency mode, the motor (38) alone by the energy storage device (110) or solely by the supply network (12) can be energized, for which at least two Y-switching elements (40, 44) are provided to one each the two contact sides (76a, 76b) of the motor strands (30) short circuit to form a Y-circuit for the emergency mode, wherein emergency operation control lines (58a, 58b) of the two converter means (13a, 13b) are provided to the respective opposite contact side (76a, 76b) of the motor strands (30) via the Y-switching elements (40, 44) shorted.
Description
STAND DER TECHNIK STATE OF THE ART
Die vorliegende Erfindung betrifft eine notbetriebsfähige Motorantriebsschaltung für einen Drehstrommotor mit beidseitig kontaktierbaren Motorsträngen. Die Schaltung umfasst zwei Wechselrichtereinheiten, die jeweils mit einer Kontaktseite der Motorstränge verbunden sind nach der Lehre des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Schaltung. The present invention relates to a non-operational motor drive circuit for a three-phase motor with mutually contactable motor strands. The circuit comprises two inverter units, which are each connected to a contact side of the motor strands according to the teaching of
Gattungsgemäße Motorantriebsschaltung werden beispielsweise in Pitchantrieben von Wind- oder Wasserkraftanlagen zur Verstellung des Anstellwinkels (Pitches) eines Rotors oder Turbine gegen ein Anströmmedium wie Wind oder Wasser eingesetzt. Zur Verstellung des Anstellwinkels wird in vielen Fällen ein Drehstrommotor verwendet, der mittels einer Umrichtereinrichtung bestromt wird. Die Umrichtereinrichtung besteht im Prinzip aus einem Gleichrichter, der aus einer AC-Netzspannung eine DC-Gleichspannung für einen Gleichspannungszwischenkreis herstellt, wobei dieser Zwischenkreis einen Wechselrichter speist. Die Gleichrichtung kann ungesteuert oder gesteuert, beispielsweise mit einer Phasenanschnittssteuerung, erfolgen. Ebenfalls denkbar sind aktive Einspeiseeinheiten, die rückspeisefähig sein können. Die konkrete Ausgestaltung des Gleichrichters entspricht dem Stand der Technik, im Folgenden wird deshalb diese Einheit, die einen DC-Zwischenkreis versorgt, immer als Gleichrichter beschrieben. Der Wechselrichter dient dazu, die DC-Gleichspannung des Zwischenkreises in eine Wechselspannung zur Bestromung des Drehstrommotors umzuwandeln. Die Wechselrichter arbeiten auf Basis leistungselektronischer Schalter, zum Beispiel mittels dreier Halbbrücken, die beispielsweise als MOSFET, IGBT-Transistoren oder IGCT-Transistoren ausgelegt sind. Diese erzeugen durch Pulsweitenmodulation eine veränderliche Spannung, wobei die Höhe der Ausgangsspannung sowie die Frequenz in weiten Grenzen geregelt werden können, um sowohl Asynchron- als auch Synchronmotoren anzutreiben. Hierdurch können beliebige Drehzahlen bzw. Drehmomente der Drehstrommotoren eingestellt werden. Die Motorstränge des Motors sind dabei in einer Stern- oder Dreiecksschaltung zumindest auf einer Kontaktseite miteinander verbunden. Generic motor drive circuit are used for example in pitch drives of wind or hydroelectric power plants for adjusting the pitch (pitch) of a rotor or turbine against a Anströmmedium such as wind or water. To adjust the angle of attack, a three-phase motor is used in many cases, which is energized by means of a converter. The converter device consists in principle of a rectifier, which produces a DC-DC voltage for a DC voltage intermediate circuit from an AC mains voltage, this intermediate circuit feeding an inverter. The rectification can be uncontrolled or controlled, for example with a phase control. Also conceivable are active feed units, which can be capable of being regenerated. The concrete embodiment of the rectifier corresponds to the prior art, in the following, therefore, this unit, which supplies a DC link, always described as a rectifier. The inverter is used to convert the DC DC voltage of the DC link into an AC voltage for energizing the three-phase motor. The inverters operate on the basis of power electronic switches, for example by means of three half-bridges, which are designed, for example, as MOSFET, IGBT transistors or IGCT transistors. These generate a variable voltage by pulse width modulation, wherein the height of the output voltage and the frequency can be controlled within wide limits in order to drive both asynchronous and synchronous motors. As a result, any rotational speeds or torques of the three-phase motors can be adjusted. The motor strings of the motor are connected to each other in a star or delta connection at least on one side of the contact.
Zur Erhöhung einer Ausfallsicherheit und Verringerung von Stillstandszeiten können derartige Antriebsschaltungen einen Notenergiespeicher umfassen, der auf Basis einer Hilfsenergiequelle, meist Batterie oder Akkumulator, eine Gleichstromversorgung bereitstellen kann. Hierbei ergibt sich das Problem, dass eine AC-Antriebsvorrichtung im Notbetrieb mit DC-Spannung versorgt wird. Dieses Problem wird dadurch gelöst, dass ein Drehstrom-Antriebsmotor durch Einspeisung eines Gleichstroms in den DC-Zwischenkreis eines Umrichters betreibbar ist. Hierbei ergibt sich allerdings das Problem, dass bei einem Defekt der Wechselrichtereinheit der Antrieb vollständig ausfällt und der Motor und damit das angeschaltete mechanische System ausfällt. To increase reliability and reduce downtimes such drive circuits may include a Notenergiespeicher that can provide based on an auxiliary power source, usually battery or accumulator, a DC power supply. This results in the problem that an AC drive device is supplied with DC voltage during emergency operation. This problem is solved in that a three-phase drive motor is operable by supplying a direct current into the DC link of an inverter. However, the problem arises here that in the event of a defect of the inverter unit, the drive completely fails and the motor and thus the switched-on mechanical system fail.
Die Erfindung betrifft eine Notbetriebsfähigkeit einer Motor-Antriebsschaltung auf Basis einer Doppelwechselrichterstruktur, in der durch Redundanz der Wechselrichtereinheit sowie einer DC-Notenergieversorgung eine erhöhte Ausfallsicherheit beim Betrieb des Drehstrommotors gewährleistet werden kann. Aus dem Stand der Technik sind hierzu verschiedenartige Konzepte bekannt, beispielsweise die redundante Auslegung des gesamten Antriebssystems, wobei zwei oder mehrere Umrichtereinrichtungen sowie zwei oder mehrere Drehstrommotoren eingesetzt werden. Daneben gibt es Antriebsschaltungen, bei denen ein einzelner Motor durch zwei parallel umschaltbare Umrichtereinrichtungen angesteuert werden kann. Hierdurch wird in der ersten Betriebsart (Normalbetrieb) ein redundant gehaltener Antriebszweig für eine zweite Betriebsart (Notbetrieb) vorgehalten, wodurch Herstell- und Wartungsaufwand ohne Zusatznutzen für den Normalbetrieb erhöht sind. The invention relates to a Notbetriebsfähigkeit a motor drive circuit based on a double inverter structure in which redundancy of the inverter unit and a DC emergency power supply increased reliability during operation of the three-phase motor can be ensured. Various concepts are known from the prior art, for example, the redundant design of the entire drive system, wherein two or more inverter devices and two or more three-phase motors are used. In addition, there are drive circuits in which a single motor can be controlled by two inverter devices that can be switched in parallel. As a result, in the first operating mode (normal operation), a redundantly held drive branch is maintained for a second operating mode (emergency operation), whereby manufacturing and maintenance costs are increased without additional benefit for normal operation.
Aus dem Stand der Technik sind Doppelwechselrichter-Antriebsschaltungen bekannt, wobei Voraussetzung hierfür ein Drehstrommotor mit beidseitig zugänglichen Motorsträngen ist, d.h. einem Motor, bei dem die Motorstränge, d.h. einzelne miteinander verbundene Ständer- aber auch Läuferwicklungen, von zwei Kontaktseiten von außen zugänglich sind. Die Motorstränge einer ersten Kontaktseite werden in der Regel mit einer ersten Umrichtereinrichtung und die der zweiten Kontaktseite mit einer zweiten Umrichtereinrichtung verbunden. Durch abgestimmte Ansteuerung der Wechselrichter, die in den Umrichtereinrichtungen umfasst sind, können höhere Motorleistungen durch diesen Doppelumrichterbetrieb erreicht werden. Solche Doppelumrichterschaltungen erzielen eine höhere Leistung aus der Tatsache, dass bei gleicher Zwischenkreisspannung eine höhere Spannung an den Drehstrommotor angelegt werden kann als bei einer konventionellen Umrichtereinrichtung; der Motor kann somit für eine vorgegebene Leistung mit höherer Bemessungsspannung aber kleinerem Bemessungsstrom ausgelegt werden. Die maximale Leiterspannung, die einen Servoregler-Umrichter an einen in Sternschaltung konfigurierten Motor anlegen kann, ist die DC-Zwischenkreisspannung. Bei einem konventionellen Umrichter wirkt diese Spannung als verkettete Spannung über eine (Δ-Schaltung) bzw. zwei Motorstränge (Y-Schaltung). Bei einem Doppelumrichter kann diese maximale Spannung als Strangspannung wirken, während gleichzeitig die Wicklungsstränge mit den gleichen Strömen beaufschlagt werden können und somit identische Drehmomente erreicht werden können. Die Erhöhung der Spannung um den Faktor 3 führt zu einer Erhöhung der Bemessungsdrehzahl und damit der Motorleistung. Alternativ kann bei einer angepassten Motorauswahl der Bemessungsstrom von vornherein um den Faktor 3 abgesenkt werden, so dass leistungsärmere Umrichter eingesetzt werden können. Double inverters drive circuits are known from the prior art, which is a prerequisite for a three-phase motor with motor chains accessible on both sides, ie a motor in which the motor strands, ie individual connected stator but also rotor windings, are accessible from the outside by two contact sides. The motor strings of a first contact side are usually connected to a first converter means and the second contact side to a second converter means. By coordinated control of the inverters, which are included in the converter devices, higher motor powers can be achieved by this double converter operation. Such double converter circuits achieve higher performance from the fact that at the same intermediate circuit voltage, a higher voltage can be applied to the three-phase motor than in a conventional converter device; The motor can thus be designed for a given power with a higher rated voltage but a smaller rated current. The maximum line voltage that a servo drive inverter can apply to a star-configured motor is the DC link voltage. In a conventional converter, this voltage acts as a chained voltage across one (Δ circuit) or two motor strings (Y circuit). For a double inverter, this maximum voltage can be a string voltage act while at the same time the winding strands can be acted upon with the same currents and thus identical torques can be achieved. The increase of the voltage by a factor of 3 leads to an increase of the rated speed and thus of the motor power. Alternatively, with an adapted motor selection, the rated current can be reduced by a factor of 3 from the outset so that low-power converters can be used.
Für einen Doppelumrichterbetrieb ist es erforderlich, dass die beiden Umrichter synchron miteinander arbeiten. Eine solche Synchronisation kann beispielsweise durch eine Kommunikations-Steuerleitung erreicht werden, die eine Synchronisierung und eine Einstellung wichtiger Parameter ermöglicht. Hierbei kann es vorteilhaft sein, dass die beiden Zwischenkreise der beiden Umrichtereinrichtungen, die die beiden Seiten der Motorstränge des Drehstrommotors bestromen, miteinander verbunden sind, um einen Energieaustausch zwischen den beiden Zwischenkreisen der Umrichtereinrichtungen zu ermöglichen. For a double inverter operation it is necessary that the two inverters work synchronously with each other. Such synchronization can be achieved, for example, by a communication control line which allows synchronization and adjustment of important parameters. In this case, it may be advantageous for the two intermediate circuits of the two converter devices, which energize the two sides of the motor strands of the three-phase motor, to be connected to one another in order to enable an energy exchange between the two intermediate circuits of the converter devices.
Allerdings hat sich insbesondere bei sicherheitsrelevanten Antriebssystemen, wie einem Pitchantrieb, herausgestellt, dass Umrichtereinrichtungen insbesondere bei Überspannung, Blitzschlag oder Überlast deutlich stärker ausfallgefährdet sind als die elektromechanischen Antriebsmotoren. Solche sicherheitsrelevanten Anwendungen können neben einer Pitchregelung einer Wind- oder Wasserkraftanlage, bei der der Ausfall zur Zerstörung der Energieanlage führen kann, beispielsweise Ansteuerschaltungen für Aufzugsantriebe, Torantriebe, Fahrzeugantriebe, Pumpen- oder Verdichterantriebe oder sonstige sicherheitsrelevante Antriebssysteme sein. However, in particular in safety-relevant drive systems, such as a pitch drive, it has been found that converter devices, especially in the case of overvoltage, lightning or overload, are significantly more susceptible to breakdown than the electromechanical drive motors. Such safety-related applications can be in addition to a pitch control of a wind or hydroelectric power plant, in which the failure can lead to the destruction of the power plant, for example, drive circuits for elevator drives, door drives, vehicle drives, pump or compressor drives or other safety-related drive systems.
Daher ergibt sich aus dem Stand der Technik das Problem, eine Motorantriebsschaltung derart zu erweitern, dass sie im Doppelumrichterbetrieb eine hohe Redundanz und Ausfallsicherheit aufweist, wobei bei Anordnung zweier Umrichtereinrichtungen ein erhöhtes Ausfallrisiko verringert und gleichzeitig die Vorteile einer Doppelrichterschaltung für ein sicherheitsrelevantes Antriebssystem ausgenutzt werden können. Therefore, from the prior art, the problem of extending a motor drive circuit such that it has a high redundancy and reliability in double inverter operation, with the arrangement of two inverter devices reduces an increased risk of failure while the advantages of a double judge circuit can be exploited for a safety-related drive system ,
Aus der gattungsgemäßen Druckschrift
Die
In der
Die
Daneben betrifft die
Die
Die oben genannten Nachteile werden durch eine Antriebsschaltung und einem Antriebsverfahren zum Betrieb einer Antriebsschaltung nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. The above-mentioned disadvantages are solved by a drive circuit and a drive method for operating a drive circuit according to the independent claims.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG DISCLOSURE OF THE INVENTION
In einem ersten erfinderischen Aspekt wird eine notbetriebsfähige Antriebsschaltung für einen Drehstrommotor mit beidseitig kontaktierbaren Motorsträngen vorgeschlagen, die zwei Wechselrichtereinheiten, die jeweils mit einer Kontaktseite der Motorstränge verbunden sind, umfasst. Jede Wechselrichtereinheit ist in einer separaten Umrichtereinrichtung mit Zwischenkreis umfasst. Die erste Wechselrichtereinheit ist durch einen von einem Versorgungsnetz gespeisten DC-Zwischenkreis versorgbar, und die zweite Wechselrichtereinheit ist durch eine DC-Energiespeichereinrichtung versorgbar, so dass der Motor in einer ersten Normalbetriebsart durch verkettete Strangspannungen der Wechselrichtereinheiten in einem Doppelwechselrichterbetrieb durch das Versorgungsnetz und durch die Energiespeichereinrichtung bestrombar und parallel oder unabhängig hiervon die Energiespeichereinrichtung aufladbar ist und in einer zweiten Notbetriebsart alleine durch die DC-Energiespeichereinrichtung oder durch das Versorgungsnetz bestrombar ist, wofür zumindest zwei Y-Schaltelemente vorgesehen sind, um jeweils eine der beiden Kontaktseite der Motorstränge zur Bildung einer Y-Schaltung für die Notbetriebsart kurzzuschließen, wobei Notbetriebsteuerleitungen der beiden Umrichtereinrichtungen vorgesehen sind, um die jeweilige gegenüberliegende Kontaktseite der Motorstränge über die Y-Schaltelemente kurzzuschliessen. In a first inventive aspect, a non-operational drive circuit for a three-phase motor with contactable motor strands on both sides is proposed, which comprises two inverter units, which are each connected to a contact side of the motor strands. Each inverter unit is included in a separate DC link converter. The first inverter unit can be supplied by a DC link fed by a supply network, and the second inverter unit can be supplied by a DC energy storage device, so that the motor in a first normal mode by linked phase voltages of the inverter units in a double inverter operation through the supply network and through the energy storage device can be energized and parallel or independently thereof, the energy storage device is chargeable and in a second emergency mode alone powered by the DC energy storage device or by the supply network, for which at least two Y-switching elements are provided to each one of the two contact side of the motor strands to form a Y- Short circuit for the emergency mode, wherein emergency operation control lines of the two inverter devices are provided to the respective opposite contact side of the motor strands on the Y- Short circuiting of switching elements.
Mit anderen Worten schlägt die Erfindung eine Doppelwechselrichterantriebsschaltung vor, bei der ein Drehstrommotor, der beidseitig kontaktierbare Motorstränge, insbesondere drei Motorstränge, aber auch mehrere Motorstränge aufweisen kann, mittels zweier Wechselrichtereinheiten bestrombar ist. In der Verbindung zwischen jeder Wechselrichtereinheit und einer Kontaktseite der Motorstränge kann ein Entkopplungs-Schaltelement zur schaltbaren Verbindung bzw. im Fehlerfall zur Abkopplung angeordnet sein. An mindestens einer Kontaktseite, denkbar aber auch an beiden Kontaktseiten, ist zumindest ein Schaltelement, beispielsweise ein elektromechanisches Schützelement oder ein elektronisches Schaltelement angeordnet, das bei Ausfall einer Wechselrichtereinheit in eine zweite Schaltstellung umschalten kann, so dass in der zweiten Betriebsart eine Bestromung durch die verbleibende aktive Wechselrichtereinheit mittels der Energiespeichereinrichtung möglich ist. Die Motorbestromung kann in der zweiten Betriebsart über die erste oder die zweite Wechselrichtereinheit erfolgen, bevorzugt über die zweite Wechselrichtereinheit, da diese bevorzugt über ein Schaltelement trennbar und daher im Wesentlichen direkt mit der Energiespeichereinrichtung verbunden ist. Die erste Wechselrichtereinheit ist an einem durch ein Versorgungsnetz bestromten DC-Zwischenkreis und die zweite Wechselrichtereinheit ist über einen DC-Zwischenkreis an eine DC-Energiespeichereinrichtung zumindest mittelbar angeschlossen. Die DC-Energiespeichereinrichtung kann beispielsweise ein oder mehrere Doppelschichtkondensatoren, Akkumulatoren oder vergleichbare wiederaufladbare DC-Energiespeichermittel umfassen. Sie kann Gleichspannung speichern und kann in einer ersten Betriebsart (Normalbetrieb) über die Motorstränge des Motors mit Aufladeenergie versorgt werden. Zusätzlich ist vorteilhaft denkbar, dass die DC-Energiespeichereinrichtung durch eine unabhängige Aufladeeinrichtung durch das Versorgungsnetz aufgeladen werden kann. In der zweiten Betriebsart (Notbetrieb) kann mittels eines oder mehrerer Schaltelemente eine Versorgung des Motors mittels Energie der Energiespeichereinrichtung und der zweiten Wechselrichtereinrichtung gewährleistet werden. In other words, the invention proposes a double inverter drive circuit in which a three-phase motor which can have contactable motor strands on both sides, in particular three motor strands, but also several motor strands, can be supplied with current by means of two inverter units. In the connection between each inverter unit and a contact side of the motor strings, a decoupling switching element can be arranged for switchable connection or in the event of a fault for decoupling. At least one contact side, but also conceivable on both contact sides, at least one switching element, such as an electromechanical contactor element or an electronic switching element is arranged, which can switch to a second switching position in case of failure of an inverter unit, so that in the second mode of energization by the remaining active inverter unit is possible by means of the energy storage device. In the second operating mode, the motor current can be supplied via the first or the second inverter unit, preferably via the second inverter unit, since it is preferably separable via a switching element and therefore connected substantially directly to the energy storage device. The first inverter unit is connected to a DC link fed by a supply network, and the second inverter unit is connected at least indirectly via a DC link to a DC energy storage device. The DC energy storage device may comprise, for example, one or more double-layer capacitors, accumulators or comparable rechargeable DC energy storage means. It can store DC voltage and can be supplied with charging energy via the motor strings of the motor in a first operating mode (normal operation). In addition, it is advantageously conceivable that the DC energy storage device can be charged by an independent charging device through the supply network. In the second operating mode (emergency operation), a supply of the motor by means of energy of the energy storage device and the second inverter device can be ensured by means of one or more switching elements.
Somit kann ein Normalbetrieb realisiert werden, in dem der Motor mittels beider Wechselrichtereinheiten und einer Netz- und Akkuversorgung bestromt werden kann, so dass, sofern etwa gleich hohe DC-Zwischenkreisspannungen zur Verfügung gestellt werden können, eine um ca. 70 Prozent höhere Antriebsleistung des Motors erreicht werden kann. In einem solchen Fall können beispielsweise bei einem 400-Volt-Drehstromnetz Motoren eingesetzt werden, die in Sternschaltung für 690-Volt-Netze vorgesehen sind. Der Leistungsbereich kann somit um den Faktor 1,73 erhöht werden. Dabei entstehen im Motorbetrieb geringere Stromrippel, d.h. ein geringeres Maß an THD-Oberwellen (Total Harmonic Distortions), so dass eine störende Netzrückwirkung verringert wird. Des Weiteren können induktivitätsärmere Motoren, z.B. HS-Motoren (High-Speed-Motoren), eingesetzt werden, um eine vergleichbare Antriebsleistung bzw. Drehmoment und Drehzahl zu erreichen. Thus, a normal operation can be realized, in which the motor can be energized by means of both inverter units and a mains and battery power, so that, if about the same DC link voltages can be provided, by about 70 percent higher drive power of the engine can be achieved. In such a case, for example, can be used in a 400-volt three-phase network motors, which are provided in star connection for 690-volt networks. The power range can thus be increased by a factor of 1.73. This results in lower current ripple in motor operation, i. a lower level of THD harmonics (Total Harmonic Distortions), so that disturbing network feedback is reduced. Furthermore, lower inductance motors, e.g. HS motors (high-speed motors), used to achieve a comparable drive power or torque and speed.
Als Motor kann ein standardmäßiger Drehstrommotor verwendet werden, bei dem alle sechs Wicklungsenden herausgeführt sind, wie es bei Asynchronmotoren typischerweise der Fall ist. Bei Synchronmotoren, insbesondere Permanentsynchronmotoren, ist der Zugang zu allen sechs Wicklungsenden in der Regel ohne großen Aufwand möglich. Die notbetriebsfähige Motorantriebsschaltung verbindet die Vorteile eines Doppelwechselrichterbetriebs mit einer hohen Redundanz, d.h. Störsicherheit, so dass bei einem sicherheitsrelevanten Antrieb, z.B. Verstellung des Rotorblatts einer Wind- oder Wasserkraftanlage, aber auch bei einem Fahrzeugantrieb, eines Aufzug- oder Torantriebs, eines Pumpen- oder Verdichterantriebs eine hohe Ausfallsicherheit gewährleistet werden kann. As a motor, a standard three-phase motor can be used in which all six coil ends are led out, as is the case typically with asynchronous motors. In synchronous motors, especially permanent synchronous motors, access to all six coil ends is usually possible without much effort. The emergency operable motor drive circuit combines the advantages of a double inverter operation with a high degree of redundancy, ie interference immunity, so that in a safety-relevant drive, eg adjustment of the rotor blade of a wind or hydroelectric power plant, but also in a Vehicle drive, a lift or door drive, a pump or compressor drive high reliability can be guaranteed.
Da in sicherheitsrelevanten Antrieben der Einsatz von Doppelwechselrichtereinheiten zu einem erhöhtem Ausfallrisiko der Halbleiterbauteile führen kann, ist erfindungsgemäß zumindest ein Schaltelement in den Motorstrangleitungen derart angeordnet, dass bei Ausfall zumindest einer Wechselrichtereinheit, insbesondere der netzbestromten Umrichtereinrichtung, eine Bestromung des Drehstrommotors durch die verbleibende zweite, energiespeicherversorgte Wechselrichtereinheit möglich ist. Hierbei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Schaltelement die Motorstränge einer Kontaktseite kurzschließt, um eine Sternschaltung (Y-Schaltung) zu realisieren. Es kann des Weiteren möglich sein, korrespondierende Motorstränge beider Kontaktseiten derart miteinander zu verbinden, dass eine Dreiecksschaltung (Δ-Schaltung) realisierbar wird. Since in safety-relevant drives the use of double inverter units can lead to an increased risk of failure of the semiconductor components, according to the invention at least one switching element in the motor string lines arranged such that in case of failure of at least one inverter unit, in particular the mains powered inverter, energization of the three-phase motor by the remaining second, energy storage powered Inverter unit is possible. In this case, it is provided according to the invention that the switching element short-circuits the motor strands of a contact side in order to realize a star connection (Y circuit). It may furthermore be possible to connect corresponding motor strands of both contact sides to one another such that a triangular circuit (Δ circuit) can be realized.
So wird erfindungsgemäß zumindest ein Schaltelement vorgesehen, um im Bedarfsfall, beispielsweise in der zweiten Betriebsart, zumindest eine Kontaktseite der Motorstränge zur Bildung einer Y-Schaltung kurzzuschließen und bevorzugt dabei von der angeschlossenen Wechselrichtereinheit zu trennen. Das Schaltelement schließt alle Kontakte der Motorstränge einer Kontaktseite kurz, so dass bei Bestromung der Motorstränge der gegenüberliegenden Kontaktseite ein Sternbetrieb des Motors möglich ist. Somit kann zumindest eine, vorteilhafterweise beide, Wechselrichtereinheiten eine Y-Bestromung des Motors durchführen, sofern auf jeder Kontaktseite ein Y-Schaltelement vorgesehen ist. Im Rahmen einer Sternschaltung kann ein hohes Anlaufdrehmoment erzeugt werden, wobei die Drehzahl limitiert ist. Insbesondere im Falle hoher Anfahrlast kann eine Sternschaltung vorteilhaft beim Hochfahren des Motors eingesetzt werden. Anschließend kann beispielsweise in der ersten Betriebsart mit beidseitig bestromenden Wechselrichtereinheiten umgeschaltet werden.Thus, according to the invention, at least one switching element is provided in order, if necessary, for example in the second operating mode, to short-circuit at least one contact side of the motor strings to form a Y-circuit and preferably to disconnect it from the connected inverter unit. The switching element short-circuits all contacts of the motor strings of a contact side, so that when the motor strings of the opposite contact side are energized, a star operation of the motor is possible. Thus, at least one, advantageously both, inverter units perform a Y energization of the motor, provided on each contact page, a Y-switching element is provided. As part of a star connection, a high starting torque can be generated, the speed is limited. In particular, in the case of high starting load star connection can be advantageously used when starting the engine. Subsequently, it is possible, for example, to switch over in the first operating mode with inverter units supplying current to both sides.
Alternativ oder zusätzlich kann zumindest ein Schaltelement vorgesehen sein, um im Notbetriebsfall die Kontaktseiten der Motorstränge zur Bildung einer Δ-Schaltung zu verbinden. Das Schaltelement kann jeweils um 120° versetzte Motorstränge der beiden Kontaktseiten in der zweiten Betriebsart kurzschließen, so dass eine Dreiecksschaltung der Motorstränge realisiert werden kann, wobei eine Bestromung von der einen sowie von der anderen Wechselrichtereinheitsseite, bevorzugt von der zweiten, energiespeicherversorgten Wechselrichtereinheit möglich ist. In diesem Fall genügt ein einzelnes Schaltelement, um den Motor in eine notbetriebsfähige Schaltung zu integrieren, so dass ein beidseitiger Bestromungsbetrieb mittels einer Wechselrichtereinheit möglich ist. In allen Fällen muss allerdings verhindert werden, dass bei dem zweiten Schaltzustand des Schaltelements weiterhin beide Wechselrichtereinheiten aktiv arbeiten, da es ansonsten zu einem Kurzschluss der Wechselrichtereinheiten kommen kann. Im Rahmen einer Dreiecksschaltung der Motorstränge kann der Motor mit voller Drehzahl aber einem reduzierten Drehmoment betrieben werden. Somit kann je nach Anordnung in Sternschaltung oder Dreieckschaltung der Schaltelemente eine Sternschaltung bzw. Dreieckschaltung realisiert werden, um entweder ein hohes Drehmoment oder eine hohe Drehzahl in der zweiten Betriebsart gewährleisten zu können. Alternatively or additionally, at least one switching element may be provided in order to connect the contact sides of the motor strands to form a Δ-circuit in emergency operation. The switching element can each short-circuited by 120 ° motor strands of the two contact sides in the second mode, so that a triangular circuit of the motor strands can be realized, with an energization of one and the other inverter unit side, preferably from the second, energy storage powered inverter unit is possible. In this case, a single switching element is sufficient to integrate the motor in an emergency operable circuit, so that a two-sided Bestromungsbetrieb means of an inverter unit is possible. In all cases, however, it must be prevented that in the second switching state of the switching element both inverter units continue to work actively, since otherwise a short circuit of the inverter units may occur. As part of a triangle circuit of the motor strands, the motor can be operated at full speed but a reduced torque. Thus, depending on the arrangement in star connection or delta connection of the switching elements, a star connection or delta connection can be realized in order to be able to ensure either a high torque or a high speed in the second operating mode.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung kann in der ersten Betriebsart durch eine abgestimmte Ansteuerung, beispielsweise eine abgestimmte oder synchronisierte PWM-Spannungsvorgabe der beiden Wechselrichtereinheiten die Energiespeichereinrichtung sowohl über die erste Wechselrichtereinheit und die Motorstränge hinweg aufladbar sein, als auch durch generatorische Energie des Motors (
- – Batterieladefunktionalität: Der Ladezustand der an der zweiten Wechselrichtereinheit angeschlossenen Energiespeichereinrichtung kann über den Leistungsfluss der ersten Wechselrichtereinheit in den Motor gesteuert werden. Es können sehr hohe Ladeströme bis zum Maximalstrom der ersten Wechselrichtereinheit zur Verfügung gestellt werden, die klassischerweise nur aufwendig realisierbar sind.
- – Bremsenergie bzw. generatorische Energie des Motors kann von der zweiten Wechselrichtereinheit aufgenommen und in der Energiespeichereinrichtung gespeichert werden. Durch diese Rekuperation kann die mittlere Verlustleistung der Antriebsschaltung verringert und ein Brems-Chopper und Bremswiderstand verkleinert ausgeführt bzw. nicht mehr benötigt werden. Besonders vorteilhaft ist diese Betriebsart, falls der Energiespeicher auch einen dynamischen Energiefluss erlaubt, z.B. wenn Kondensatoren oder Ultracaps anstelle von oder ergänzend zu typischen wiederaufladbaren Batterien eingesetzt werden.
- – Die von der ersten Wechselrichtereinheit dem Versorgungsnetz entzogene Leistung kann durch das Zusammenspiel mit der Energiespeichereinrichtung geglättet und Leistungsspitzen der Netzbelastung unterdrückt werden. Glättungskondensatoren, Induktivitätsdrosseln oder andere Glättungsbauelemente können geringer dimensioniert, weggelassen oder geschont werden. So werden beispielsweise bei Übertragung von Energie über Schleifringe in den drehenden Teil eines Rotors (z.B. Windkraftanlage), die Schleifringe des Pitchsystems geschont.
- – Boost-Funktion mittels Energiespeichereinrichtung, so dass kurzfristig Energie zur Abfederung von Leistungsspitzen aus der Energiespeichereinrichtung entnommen werden kann – beispielsweise für eine Schnell- oder Notfahrt. Hierdurch wird das Versorgungsnetz entlastet und hohe Stromspitzen vermieden.
- Battery charging functionality: The state of charge of the energy storage device connected to the second inverter unit can be controlled via the power flow of the first inverter unit into the motor. Very high charging currents up to the maximum current of the first inverter unit can be made available, which are classically only expensive to implement.
- - Braking energy or regenerative energy of the engine can be picked up by the second inverter unit and stored in the energy storage device. As a result of this recuperation, the average power loss of the drive circuit can be reduced and a brake chopper and braking resistor can be made smaller or no longer needed. This operating mode is particularly advantageous if the energy store also allows dynamic energy flow, for example if capacitors or ultracaps are used instead of or in addition to typical rechargeable batteries.
- The power withdrawn from the supply network by the first inverter unit can be smoothed by the interaction with the energy storage device and power peaks of the network load can be suppressed. Smoothing capacitors, inductance chokes or other smoothing devices can be made smaller, omitted or conserved. For example, when transferring energy via slip rings in the rotating part of a rotor (eg wind turbine), the slip rings of the pitch system are spared.
- - Boost function by means of energy storage device, so that energy can be removed for cushioning power peaks from the energy storage device in the short term - for example, for a quick or emergency drive. As a result, the supply network is relieved and high current peaks avoided.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung kann jede Wechselrichtereinheit in einer Umrichtereinrichtung umfasst sein, wobei die beiden Umrichtereinrichtungen zu Synchronisationszwecken mit einer Kommunikations-Steuerleitung miteinander verbunden sind, und/oder zumindest ein Drehwinkel des Motors durch zumindest eine Umrichtereinrichtung, bevorzugt beide Umrichtereinrichtungen über zumindest einen Drehwinkelsensor bestimmbar ist. Durch die Kommunikations-Steuerleitung, die beispielsweise ein Feldbussystem realisiert, kann in der ersten Betriebsart eine Umrichtereinrichtung als Master-Umrichtereinrichtung und eine zweite Umrichtereinrichtung als Slave-Umrichtereinrichtung geschaltet sein, die wie oben bereits dargestellt eine Taktung der Master-Umrichtereinrichtung zur Erzeugung abgestimmter PWM-Signale der Slave-Umrichtereinrichtung für einen phasenrichtigen Betrieb des Motors zur Verfügung stellt. Über die Kommunikations-Steuerleitung können beispielsweise PWM-Schaltdaten, Schaltfrequenz, Schaltphasendaten für eine Schaltfrequenzsynchronisation, Läuferdrehwinkel, feldorientierte Regelparameter, wie Feldausrichtung, Vektorregeldaten und Raumzeigerausrichtung von Läufer und/oder Statormagnetfeld, Phasen- und Frequenzinformationen etc. zwischen den Wechselrichtereinheiten bzw. deren Steuermitteln übertragen werden. Des Weiteren können die Versorgungsspannungen parametriert oder Bremswiderstands-Einschaltschwellen synchron eingestellt werden. Die Kommunikations-Steuerleitung kann digital als Feldbus ausgeführt sein, und beispielsweise bei Ausfall der Zwischenkreisspannung der ersten oder zweiten Umrichtereinrichtung oder sonstige Störungen einen Notbetriebsfall signalisieren und alternativ oder auch additiv einen Drehwinkel- und/oder eine Drehgeschwindigkeit oder vergleichbaren Drehwinkel des Motors bestimmen. Auf Basis des Drehwinkelsensors kann beispielsweise die Feldorientierung eingestellt werden. Sind an beiden Umrichtereinrichtungen Drehwinkelsensoren angeschlossen, so können bei Ausfall des Drehwinkelsensors einer ersten Umrichtereinrichtung die Daten des Drehwinkelsensors der ersten Umrichtereinrichtung zur Steuerung der zweiten Umrichtereinrichtung herangezogen werden, wobei die entsprechenden Sensordaten ebenfalls über die Kommunikations-Steuerleitung ausgetauscht werden können. Hierdurch ergibt sich eine Erhöhung der Redundanz bei der Sensorbestimmung der Zustandsgrößen des Drehstrommotors. According to an advantageous further development, each inverter unit may be included in a converter device, wherein the two converter devices are connected to a communication control line for synchronization purposes, and / or at least one rotation angle of the motor can be determined by at least one converter device, preferably both converter devices via at least one rotation angle sensor , In the first operating mode, a converter device as the master converter device and a second converter device as a slave converter device can be connected by the communication control line, which, for example, implements a fieldbus system, which, as already illustrated above, enables a clocking of the master converter device to produce tuned PWM signals. Signals of the slave inverter device for a phase-correct operation of the engine provides. For example, PWM switching data, switching frequency, switching phase data for switching frequency synchronization, rotor rotation angle, field-oriented control parameters, such as field alignment, vector control data and space vector alignment of rotor and / or stator magnetic field, phase and frequency information, etc. can be transmitted between the inverter units and their control means via the communication control line become. Furthermore, the supply voltages can be parameterized or braking resistor switch-on thresholds can be set synchronously. The communication control line can be implemented digitally as a field bus, and signal an emergency operating case, for example, if the intermediate circuit voltage of the first or second converter unit or other faults fails and, alternatively or also additively, determine a rotational angle and / or a rotational speed or comparable rotational angle of the motor. On the basis of the rotation angle sensor, for example, the field orientation can be adjusted. If rotational angle sensors are connected to both converter devices, if the rotational angle sensor of a first converter device fails, the data of the rotational angle sensor of the first converter device can be used to control the second converter device, wherein the corresponding sensor data can likewise be exchanged via the communication control line. This results in an increase in the redundancy in the sensor determination of the state variables of the three-phase motor.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung kann zumindest ein Schaltelement vorgesehen sein, um in der zweiten Betriebsart zumindest eine Kontaktseite der Motorstränge von einer Wechselrichtereinheit zu trennen. Somit können die Halbbrücken einer Wechselrichtereinheit, insbesondere der ersten Wechselrichtereinheit, in der zweiten Betriebsart von der Kontaktseite des Drehstrommotors getrennt werden. Hierdurch haben interne Kurzschlüsse einer Wechselrichtereinheit bzw. der Netz-Wechselrichtereinheit in der zweiten Betriebsart keinen Einfluss. Des Weiteren kann zum Schutz des Motors und der Leistungshalbleiterbauelemente der Wechselrichtereinheiten eine Abkopplung der unbestromten Kontaktseite des Motors von der inaktiven Wechselrichtereinheit erreicht werden, um weiteren Schaden zu vermeiden. According to an advantageous further development, at least one switching element can be provided in order to separate at least one contact side of the motor strings from an inverter unit in the second operating mode. Thus, the half bridges of an inverter unit, in particular the first inverter unit, in the second mode of operation can be separated from the contact side of the three-phase motor. As a result, internal short circuits of an inverter unit or the power inverter unit in the second mode have no influence. Furthermore, in order to protect the motor and the power semiconductor components of the inverter units, decoupling of the non-energized contact side of the motor from the inactive inverter unit can be achieved in order to avoid further damage.
Des Weiteren und unabhängig davon kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterentwicklung zumindest ein Schaltelement ein Halbleiterschaltelement sein. Dieses Schaltelement kann beispielsweise ein Halbleiter-Sternpunkt-Schaltelement sein. Grundsätzlich können die Schaltelemente beliebig aufgebaut sein und beispielsweise als dreipoliger oder mehrpoliger elektromechanischer Schütz ausgelegt sein. Insbesondere können die Schaltelemente in der zweiten Betriebsart die jeweils inaktive bzw. ausgefallene Wechselrichtereinheit, insbesondere die netzgespeiste Umrichtereinrichtung, von den Motorsträngen trennen und somit zumindest sechs Schaltkontakte aufweisen. Allerdings ergibt sich insbesondere im Falle eines Y-Schaltelements, das die Aufgabe hat, die Motorstränge einer Kontaktseite kurzzuschließen, aber auch für ein Δ-Schaltelement oder ein Freischaltelement bzw. Entkopplungs-Schaltelement die Möglichkeit, dieses als wartungsfreies Halbleiter-Schaltelement auszuführen. So kann das Halbleiter-Schaltelement eine Brückengleichrichtereinheit umfassen, die die Ströme der einzelnen Motorstränge gleichrichten kann, und ein Thyristor-Schaltelement aufweisen, das durch Zünden des Thyristors die gleichgerichtete DC-Spannung zwischen den Motorsträngen einer Kontaktseite kurzschließt, und somit einen Kurzschluss der Motorstränge realisiert. Alternativ kann eine Kombination aus Brückengleichrichter und Transistor-Schaltelement, eine Antiparallelschaltung einer Dioden-Tranistor-Reihenschaltung oder ein Triac-Schaltelement oder vergleichbare Halbleiter-Schaltelemente eingesetzt werden. Durch Einsatz eines Halbleiter-Schaltelements kann eine mechanische Abnutzung des Schaltelements vermieden werden, sowie eine hohe mechanische Belastbarkeit, Schaltfunkenunterdrückung und eine hohe Lebensdauer bei geringer Wartung und Kosten gewährleistet werden. Furthermore, and independently of this, according to a further advantageous development, at least one switching element may be a semiconductor switching element. This switching element may for example be a semiconductor star point switching element. In principle, the switching elements can be constructed as desired and designed, for example, as a three-pole or multi-pole electromechanical contactor. Especially For example, the switching elements in the second operating mode can separate the respective inactive or failed inverter unit, in particular the grid-fed converter unit, from the motor strings and thus have at least six switch contacts. However, in particular in the case of a Y-switching element, which has the task of short-circuiting the motor strands of a contact side, but also for a Δ-switching element or a disconnecting element or decoupling switching element, the possibility to perform this as a maintenance-free semiconductor switching element. Thus, the semiconductor switching element may comprise a bridge rectifier unit, which can rectify the currents of the individual motor strings, and have a thyristor switching element which short-circuits the rectified DC voltage between the motor strings of a contact side by igniting the thyristor, and thus realizes a short circuit of the motor strings , Alternatively, a combination of bridge rectifier and transistor switching element, an anti-parallel circuit of a diode-Tranistor series circuit or a triac switching element or similar semiconductor switching elements can be used. By using a semiconductor switching element, a mechanical wear of the switching element can be avoided, and a high mechanical strength, switching spark suppression and a long service life can be ensured with low maintenance and costs.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung kann die erste Wechselrichtereinheit mit einer an einem Versorgungsnetz angeschlossenen Gleichrichtereinheit mit DC-Zwischenkreis zur Bildung einer ersten Umrichtereinrichtung und bevorzugt wegschaltbar von den Motorsträngen verbunden sein, und die zweite Wechselrichtereinheit im wesentlichen unmittelbar mit der Energiespeichereinrichtung über einen zweiten DC-Zwischenkreis zur Bildung einer zweiten Umrichtereinrichtung verbunden sein. Somit kann die erste Umrichtereinrichtung konventionell aufgebaut sein, und im Wesentlichen unmittelbar mit einem Versorgungsnetz verbunden sein. Die erste Umrichtereinrichtung kann zwischengeschaltet im DC-Zwischenkreis eine weitere DC-Energiespeichereinrichtung umfassen, es ist auch denkbar, dass schaltbar eine Verbindung zwischen den beiden Zwischenkreisen der ersten und zweiten Umrichtereinrichtung hergestellt werden kann, so dass bei Ausfall der Netzversorgung ein Doppelwechselrichterbetrieb durch die Energiespeichervorrichtung aufrecht erhalten werden kann. Durch die Wegschaltbarkeit der ersten Umrichtereinrichtung kann im Notfall der Motor durch die zweite Umrichtereinrichtung betrieben werden, ohne dass elektrische Defekte innerhalb der ersten Umrichtereinrichtung stören. Daneben ist beispielsweise bei gegebener schaltbaren Verbindung von Energiespeichereinrichtung zum Zwischenkreis der ersten und zweiten Wechselrichtereinheit denkbar, dass im Rahmen der zweiten Betriebsart bei Ausfall der zweiten Wechselrichtereinheit der Energiespeicher den Zwischenkreis der ersten Wechselrichtereinheit bestromen kann, so dass ein Notbetrieb mittels der Energiespeichereinrichtung und der ersten Wechselrichtereinheit durchführbar ist. Hierzu kann die zweite Wechselrichtereinheit mittels eines oder mehrerer Schaltelemente abgekoppelt und die Motorstränge zur Bildung einer Y- oder Δ-Schaltung verschaltet werden. According to an advantageous further development, the first inverter unit can be connected to a rectifier unit with DC link connected to a supply network to form a first converter device and preferably wegschaltbar of the motor strands, and the second inverter unit substantially directly with the energy storage device via a second DC link to Forming a second converter device to be connected. Thus, the first inverter means may be of conventional construction and substantially directly connected to a utility grid. It is also conceivable that a connection between the two intermediate circuits of the first and second converter means can be made switchable, so that in case of failure of the mains supply a double inverter operation by the energy storage device upright can be obtained. Due to the switchability of the first converter device, the motor can be operated by the second converter device in an emergency, without disturbing electrical defects within the first converter device. In addition, for example, given a switchable connection of energy storage device to the DC link of the first and second inverter unit conceivable that in the second mode in case of failure of the second inverter unit, the energy storage can energize the DC link of the first inverter unit, so that an emergency operation by means of the energy storage device and the first inverter unit is feasible. For this purpose, the second inverter unit can be decoupled by means of one or more switching elements and the motor strings are connected to form a Y or Δ circuit.
Grundsätzlich kann die Energiespeichereinrichtung als wiederaufladbarer elektrischer Energiespeicher ausgeführt sein, der beispielsweise auf einem elektrochemischen Wirkprinzip (Kondensator, Akkumulator oder ähnliches), magnetischen Wirkprinzip (supraleitende Spulen) oder auf einem mechanischen Wirkprinzip (Schwungradspeicher etc.) beruht. Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung kann die Energiespeichereinrichtung Kondensatoren, Ultrakondensatoren, wiederaufladbare Batterien oder eine Kombination hiervon aufweisen. Hierzu können günstig verfügbare, hochkapazitive und oft wiederaufladbare Energiespeicher eingesetzt und beispielsweise in Kombination zur Stromversorgung genutzt werden. Derartige elektrochemische Energiespeicher sind mechanisch robust und für hohe Temperaturschwankungen relativ unempfindlich. In principle, the energy storage device can be embodied as a rechargeable electrical energy store which is based for example on an electrochemical active principle (capacitor, accumulator or the like), magnetic operating principle (superconducting coils) or on a mechanical operating principle (flywheel storage, etc.). According to an advantageous further development, the energy storage device may comprise capacitors, ultracapacitors, rechargeable batteries or a combination thereof. For this purpose, low-cost, high-capacity and often rechargeable energy storage can be used and used for example in combination with the power supply. Such electrochemical energy stores are mechanically robust and relatively insensitive to high temperature fluctuations.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung kann eine Nullstromreglereinheit mit beiden Wechselrichtereinheiten verbunden sein, um in der ersten Betriebsart einen Nullstrom durch die Motorstränge zur Aufladung der Energiespeichereinrichtung zu regeln. Somit können mit den beiden Umrichtereinrichtungen eine Regelung der Nullstromkomponente zur Aufladung der Energiespeichereinrichtung und zur Kompensation in der ersten Betriebsart vorgenommen werden. Ein Nullstrom liegt vor, wenn die Summe der drei Motorströme nicht Null ist. Diese Nullstromkomponente ist in der ersten Betriebsart abgesehen vom Aufladefall unerwünscht, da sie zu unerwünschten Verlusten im Motor und den Umrichtereinheiten führt und auch Drehmomentschwankungen verursachen kann. Die Ursache des Nullstroms liegt unter anderem in parasitären Unsymmetrien der beiden Wechselrichter, z.B. in unterschiedlichen Durchlassspannungen, unterschiedlichen Schaltzeiten der Halbleiter oder Messfehler der Stromsensoren, die sich über die Stromregelung auf die Istwerte auswirken. Zur Verringerung des Stromflusses und des Energieverbrauchs kann außerhalb des Aufladefalls der Nullstrom in der ersten Betriebsart minimiert und im Aufladefall zur Aufladung der Energiespeichereinrichtung gezielt eingestellt werden, wobei ein entsprechendes Regelungsverfahren eingesetzt werden kann. According to an advantageous further development, a zero current regulator unit can be connected to both inverter units in order to regulate a zero current through the motor strings for charging the energy storage device in the first operating mode. Thus, with the two converter devices, a regulation of the zero-current component for charging the energy storage device and for compensation in the first operating mode can be carried out. A zero current is present when the sum of the three motor currents is not zero. This zero-current component is undesirable in the first mode of operation apart from the case of charging, since it leads to undesirable losses in the motor and the converter units and can also cause torque fluctuations. The cause of the zero current is, inter alia, parasitic asymmetries of the two inverters, e.g. in different forward voltages, different switching times of the semiconductors or measurement errors of the current sensors, which affect the current values via the current control. In order to reduce the current flow and the energy consumption, the zero current in the first operating mode can be minimized outside of the charging case and selectively adjusted in the charging case for charging the energy storage device, wherein a corresponding control method can be used.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung kann die Energiespeichereinrichtung in der zweiten Betriebsart mit den Zwischenkreisen beider Wechselrichtereinheiten mittels eines Umschaltelements verbindbar sein, so dass ein Doppelwechselrichterbetrieb durchführbar ist. Die Kopplung kann durch einen elektromechanischen Schütz oder ein elektronisches Schaltelement hergestellt werden, so dass die DC-Zwischenkreise beider Wechselrichtereinheiten schaltbar verbindbar sind. Fällt beispielsweise die Netzversorgung aus, oder tritt ein Defekt in der Gleichrichtereinheit der ersten Wechselrichtereinrichtung auf, so kann in die zweite Betriebsart umgeschaltet und die Zwischenkreise beider Wechselrichtereinheiten mit Energie der Energiespeichereinrichtung versorgt werden, so dass auch in der zweiten Betriebsart ein Doppelrichterbetrieb aufrecht erhalten und somit die Vorteile des Doppelrichterbetriebs auch im Notbetrieb erhalten bleiben. According to an advantageous further development, the energy storage device in the second operating mode can be connected to the intermediate circuits of both inverter units by means of a switching element be, so that a double inverter operation is feasible. The coupling can be produced by an electromechanical contactor or an electronic switching element, so that the DC intermediate circuits of both inverter units are switchably connectable. If, for example, the mains supply fails, or if a defect occurs in the rectifier unit of the first inverter device, it is possible to switch to the second operating mode and to supply the intermediate circuits of both inverter units with energy from the energy storage device so that dual-directional operation is maintained even in the second operating mode and thus the advantages of the double straightening operation are retained even in emergency operation.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung kann die Energiespeichereinrichtung in der zweiten Betriebsart von der zweiten Wechselrichtereinheit abkoppelbar und mit dem Zwischenkreis der ersten Wechselrichtereinheit mittels eines oder mehrerer Umschaltelemente verbindbar sein, so dass eine Bestromung des Motors über die erste Wechselrichtereinheit durchführbar ist. So kann in der zweiten Betriebsart, d.h. einer Motorbestromung alleine durch die Energiespeichereinrichtung eine Ansteuerung des Motors über die erste Wechselrichtereinheit erfolgen, beispielsweise bei einem auftretenden Defekt der zweiten Wechselrichtereinheit. Hierdurch wird die Redundanz und Fehlersicherheit der Schaltung erhöht. According to an advantageous further development, the energy storage device in the second operating mode can be decoupled from the second inverter unit and connectable to the intermediate circuit of the first inverter unit by means of one or more switching elements, so that a current supply of the motor via the first inverter unit can be performed. Thus, in the second mode, i. Motor energization alone by the energy storage device, a control of the motor via the first inverter unit, for example, in a defect occurring the second inverter unit. This increases the redundancy and fault tolerance of the circuit.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung kann die Energiespeichereinrichtung in der ersten Betriebsart von dem Zwischenkreis der zweiten Wechselrichtereinheit abkoppelbar und der zweite Zwischenkreis mittels eines oder mehrerer Umschaltelemente mit einer durch das Versorgungsnetz bereitgestellten DC-Gleichspannung verbindbar sein. So kann bei einem Defekt oder Ausfall der Energiespeichereinrichtung ein Doppelwechselrichterbetrieb bei alleiniger Netzversorgung gewährleistet werden. Hierdurch wird die Redundanz und Fehlersicherheit der Schaltung erhöht. According to an advantageous further development, the energy storage device in the first operating mode can be disconnected from the intermediate circuit of the second inverter unit and the second intermediate circuit can be connected by means of one or more switching elements to a DC voltage provided by the supply network. Thus, in the event of a defect or failure of the energy storage device, double inverter operation can be ensured with sole mains supply. This increases the redundancy and fault tolerance of the circuit.
Somit kann in der zweiten Betriebsart eine Bestromung des Motors durch die zweite Wechselrichtereinheit, durch die erste Wechselrichtereinheit, oder in einem abgestimmten Doppelwechselrichterbetrieb durch beide Wechselrichtereinheiten erfolgen, wobei eine Ausfallwahrscheinlichkeit bei Defekt eines Leistungshalbleitermoduls stark verringert wird. Thus, in the second operating mode, the motor is energized by the second inverter unit, by the first inverter unit, or in a coordinated double inverter operation by both inverter units, whereby a failure probability in the case of a defect of a power semiconductor module is greatly reduced.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betrieb einer Antriebsschaltung vorgeschlagen, bei dem in einer ersten Normalbetriebsart ein Doppelwechselrichterbetrieb des Motors durch Bestromung mittels des Versorgungsnetzes und der Energiespeichereinrichtung durchgeführt wird, wobei insbesondere bei geringer Motorlast die Energiespeichereinrichtung aufgeladen wird, und in einer zweiten Notbetriebsart, insbesondere Ausfall des Versorgungsnetzes, ein Wechselrichter- oder Doppelwechselrichterbetrieb des Motors bei Vorsorgung alleine durch die Energiespeichereinrichtung oder das Versorgungsnetz durchgeführt wird. Durch dieses Betriebsverfahren kann eine hohe Fehlerrobustheit und Verfügbarkeit des Antriebs, insbesondere eines sicherheitsrelevanten Antriebs wie Pitch-Stellantrieb, Liftantrieb oder Ähnlichem erreicht werden. Die Energiespeichereinrichtung wird im Normalbetrieb genutzt und fortlaufend geladen, so dass ein Ausfall des Energiespeichers sofort erkannt werden kann. Im Notbetrieb können die Vorteile eines Doppelwechselrichterbetriebes erhalten oder ein gewöhnlicher Wechselrichterbetrieb aufrechterhalten werden. In Folge werden eine hohe Redundanz der Ansteuerelektronik, eine geringe Ausfallwahrscheinlichkeit und eine erhöhte Leistungsausbeute erreicht. In a further aspect of the invention, a method for operating a drive circuit is proposed in which in a first normal mode a double inverter operation of the motor is performed by energization by means of the supply network and the energy storage device, in particular at low engine load, the energy storage device is charged, and in a second Notbetriebsart, in particular failure of the supply network, an inverter or double inverter operation of the engine is carried out in case of care alone by the energy storage device or the supply network. By this operating method, a high error robustness and availability of the drive, in particular a safety-related drive such as pitch actuator, lift drive or the like can be achieved. The energy storage device is used in normal operation and charged continuously, so that a failure of the energy storage can be detected immediately. In emergency mode, the benefits of dual inverter operation can be maintained or normal inverter operation can be maintained. As a result, a high redundancy of the control electronics, a low probability of failure and increased power output can be achieved.
Das obige Betriebsverfahren weist eine erste Betriebsart auf, die einem an sich bekannten Doppelumrichterbetrieb entspricht und dessen Vorteile aufweist, wobei eine erste Umrichterseite durch ein Versorgungsnetz und eine zweite Umrichterseite mit der DC-Energiespeichereinrichtung versorgt wird. Bei Ausfall einer Umrichtereinrichtung, beispielsweise bei Netzausfall der ersten Umrichtereinrichtung, bei Ausfall der Gleichrichtereinheit, der ersten Wechselrichtereinheit oder des ersten DC-Zwischenkreises kann mittels eines Schaltelements oder durch Kurzschlussschaltung der gegenüberliegenden Wechselrichtereinheit in die zweite Betriebsart umgeschaltet werden, bei dem vorteilhafterweise die defekte Wechselrichtereinheit bzw. Umrichtereinrichtung abgekoppelt bzw. kurzgeschlossen wird, und mit der verbleibenden intakten Wechselrichtereinheit bzw. Umrichtereinrichtung ein Notbetrieb unter Versorgung durch die Energiespeichereinrichtung durchführbar ist. Die zweite Betriebsart kann grundsätzlich eine Dreiecksschaltung oder eine Sternschaltung des Motors realisieren, wobei zwischen Stern- und Dreiecksschaltung beispielsweise in einer Anlaufphase umgeschaltet werden kann, so dass bei verminderter Drehzahl oder vermindertem Drehmoment ein Notbetrieb aufrechterhalten werden kann. The above operating method has a first mode, which corresponds to a double-inverter operation known per se and has its advantages, wherein a first inverter side is supplied by a supply network and a second inverter side with the DC energy storage device. In case of failure of a converter device, for example in case of power failure of the first inverter device in case of failure of the rectifier unit, the first inverter unit or the first DC link can be switched by means of a switching element or by short circuit of the opposite inverter unit in the second mode in which advantageously the defective inverter unit or Converter device is decoupled or short-circuited, and with the remaining intact inverter unit or inverter an emergency operation under supply by the energy storage device is feasible. The second operating mode can basically realize a triangular circuit or a star connection of the motor, it being possible to switch between star and delta connection, for example in a start-up phase, so that emergency operation can be maintained at reduced speed or reduced torque.
In einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens kann eine Umschaltung zwischen erster und zweiter Betriebsart in Abhängigkeit eines Leistungsverlustes des Drehstrommotors, einem Ausfall oder Verringern der DC-Zwischenkreisspannung der ersten Wechselrichtereinheit (
ZEICHNUNGEN DRAWINGS
Weitere Vorteile ergeben sich aus der vorliegenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Further advantages result from the present description of the drawing. In the drawings, embodiments of the invention are shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.
Es zeigen: Show it:
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Im Nachfolgenden soll als erste Betriebsart eine „Normalbetriebsart“ und als zweite Betriebsart eine „Notbetriebsart“ verstanden werden In the figures, the same or similar components are numbered with the same reference numerals. In the following, the first operating mode is to be understood as a "normal operating mode" and the second operating mode as an "emergency operating mode"
Die
Alternativ hierzu zeigt
In
Im Verhältnis und Ausrichtung der beiden Spannungszeiger U1 und U2 ergibt sich eine komplexe Motorspannung UM und ein Motorstrom IM aufgrund des ohmschen und induktiven Verhaltens des Motors
In der ersten Betriebsart kann jeder der beiden Wechselrichter
Falls die Aussteuergrenzen der maximalen Zwischenkreisspannungen erreicht worden sind, kann der Leistungsfluss zur Energiespeichervorrichtung
Durch die unabhängige Einstellung der beiden Spannungszeiger in der ersten Beriebsart, insbesondere bei Regelungsprioritätsverzicht des Motorsverhaltens, können die beiden Wechselrichtereinheiten
- – durch Erhöhung des Leistungsflusses der ersten Wechselrichtereinheit kann eine erhöhte Aufladeleistung der Energiespeichereinrichtung bereitgestellt wird; und/oder
- – eine Feldstärkung oder -schwächung des Magnetfeldes des Motors erreicht wird, so dass eine Ladeleistungsübertragung und gleichzeitige Drehzahlregelung erfolgt; und/oder
- – durch Einkopplung einer Stromnullkomponente eine Ladeleistungsübertragung durch die Motorstränge durchgeführt wird. In diesem Regelfall kann der Stromraumzeiger verändert werden und es wird auf eine optimierte Motorregelung verzichtet. Somit kann das Drehmoment des Motors verändert werden, so dass beispielsweise durch Erhöhung des Drehmoments mehr Leistung zur Energiespeichereinrichtung übertragen werden kann. Allerdings kann hierbei die Drehzahl des Motors nicht mehr geregelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann mittels einer Feldschwächung oder -stärkung die Stromzeigerlänge verändert und somit der Wirkungsgrad der Maschine beeinflusst werden. Eine Drehzahlregelung ist weiterhin möglich. Zusätzlich oder alternativ kann eine Nullstromkomponente oder ein überlagerter Gleichstrom in den Strom eingekoppelt werden, der zusätzlich eine Leistungsübertragung ermöglicht, allerdings ein pulsierendes Drehmoment hervorrufen kann. Gängige Regler können die vorgenannten Regelbedingungen erfüllen und entsprechend angepasst werden.
- By increasing the power flow of the first inverter unit, an increased charging power of the energy storage device can be provided; and or
- - A field strengthening or weakening of the magnetic field of the motor is achieved, so that a charging power transmission and simultaneous speed control takes place; and or
- - By charging a current zero component, a charging power transmission is performed by the motor strands. In this case, the current space pointer can be changed and it is dispensed with an optimized engine control. Thus, the torque of the engine can be changed, so that more power can be transmitted to the energy storage device, for example by increasing the torque. However, in this case the speed of the motor can no longer be regulated. Alternatively or additionally, by means of a field weakening or strengthening the current pointer length can be changed and thus the efficiency of the machine can be influenced. A speed control is still possible. Additionally or alternatively, a zero-current component or a superimposed direct current can be coupled into the current, which additionally enables a power transmission, but can cause a pulsating torque. Common regulators can meet the aforementioned control conditions and be adapted accordingly.
Schließlich zeigt
Mittels der in
Die erfindungsgemäße Antriebsschaltung geht zurück auf eine Doppelumrichterschaltung, bei der auf der Seite der zweiten Wechselrichtereinheit eine Energiespeichereinrichtung angeschlossen ist, um im Notbetrieb bei Ausfall des netzgespeisten Umrichterzweiges eine Stern- oder Dreieckschaltung mit der zweiten Umrichtereinrichtung zu gewährleisten. Die Energiespeichereinrichtung kann im Normalbetrieb durch die Motorströme hindurch von der ersten Wechselrichtereinrichtung geladen werden, generatorische Energie des Motors aufnehmen und Leistungsspitzen glätten. Im Notbetrieb kann der Motor sowohl in einer Sternschaltung, bei der ein volles Drehmoment bei reduzierter Maximaldrehzahl möglich ist, als auch in einer Dreieckschaltung, die eine Maximaldrehzahl bei reduziertem Drehmoment ermöglicht, betrieben werden. Für die Dreieckschaltung ist lediglich ein einziges Schaltelement für den Notbetrieb notwendig. Als Drehstrommotor kann ein Standardmotor verwendet werden, bei dem alle Motorstrangenden herausgeführt sind, wobei dies bei Asynchronmotoren einen Standard darstellt und bei Synchronmaschinen grundsätzlich möglich ist. Da zwei Umrichtereinrichtungen verwendet werden können deren Drehgeber oder Drehgeberauswertungen für Redundanzzwecke genutzt werden. Eine alternative Speisung des Zwischenkreises der ersten Umrichtereinrichtung über einen Notenergiespeicher ist möglich. Die Zwischenkreise der beiden Umrichtereinrichtungen können miteinander gekoppelt sein, um bei Ausfall der Netz-Gleichrichtereinheit einen durchgängigen Doppelumrichterbetrieb weiterhin zu ermöglichen. Statt im Doppelumrichternormalbetrieb kann im Notbetrieb alternierend für eine gewisse Zeitspanne eine Umrichtereinrichtung und für eine andere Zeitspanne eine zweite Umrichtereinrichtung in Stern- oder Dreieckschaltung den Motor betreiben, wodurch die Lebensdauer der Antriebsschaltung verlängert werden kann. In bestimmten Phasen, in denen hohe Leistungen zur Verfügung gestellt werden müssen, kann in den Doppelumrichterbetrieb umgeschaltet werden, und im Niederlastfall der Motor in einem Einrichterbetrieb betrieben werden. Dies ist insbesondere bei Windkraftanlagen von Vorteil, da im normalen Pitchbetrieb typischerweise keine hohen Drehzahlen und Drehleistungen notwendig sind, so dass tage- oder wochenweise die Umrichtereinrichtungen alternierend oder einseitig betrieben werden können. Durch eine Datenkommunikation der beiden Umrichtereinrichtungen kann eine Minimierungsregelung oder Laderegelung bezüglich der Nullstromanteile ermöglicht werden. Werden sowohl Schaltelemente für die Stern- als auch für die Dreiecksschaltung vorgesehen, so kann im Notbetrieb zwischen diesen beiden Grundschaltungsarten umgeschaltet werden. Es genügt selbst in einer Notbetriebs-Sternschaltung ein einziges Schaltelement, falls sicher gestellt werden kann, dass die Energiespeicher-versorgte Umrichtereinrichtung weiterhin betreibbar bleiben wird, insbesondere wenn sie robuster ausgelegt, beziehungsweise redundant eingerichtet ist. Mittels einer Kommunikations-Steuerleitung zwischen den beiden Umrichtereinrichtungen können Fehlermeldungen, Laderegelinformationen, Nullstromregelinformationen und Synchronisierungsinformationen ausgetauscht werden, wodurch ein effizienter Doppelumrichterbetrieb ermöglicht werden kann. The drive circuit according to the invention is based on a double converter circuit in which an energy storage device is connected on the side of the second inverter unit in order to ensure a star or delta connection with the second converter device in the event of failure of the mains-powered converter branch. In normal operation, the energy storage device can be charged by the first inverter device through the motor currents, pick up regenerative energy of the motor and smooth out power peaks. In emergency operation, the motor can be operated both in a star connection, in which a full torque at reduced maximum speed is possible, as well as in a delta circuit, which allows a maximum speed with reduced torque. For the delta connection only a single switching element for emergency operation is necessary. As a three-phase motor, a standard motor can be used, in which all motor string ends are led out, which is a standard in asynchronous motors and is basically possible with synchronous machines. Since two inverter devices can be used whose encoders or encoder evaluations are used for redundancy purposes. An alternative supply of the intermediate circuit of the first converter device via a Notenergiespeicher is possible. The intermediate circuits of the two converter devices can be coupled together in order to continue to enable a continuous double inverter operation in case of failure of the network rectifier unit. Instead of the double inverter normal operation can operate in emergency operation alternately for a certain period of time a converter and for another period a second converter in star or delta connection the motor, whereby the life of the drive circuit can be extended. In certain phases, in which high power must be provided, can be switched to the double converter operation, and operated in a low load case, the engine in a Einrichterbetrieb. This is particularly advantageous in wind turbines, since in normal pitch operation typically no high speeds and rotational power are necessary, so that day or week, the inverter devices can be operated alternately or one-sided. By data communication of the two converter devices, a minimization control or charge control with respect to the zero-current components can be made possible. If both switching elements for the star and the triangular circuit provided, it can be switched in emergency mode between these two types of base circuit. It is sufficient even in an emergency operation star connection, a single switching element, if it can be ensured that the energy storage powered converter device will remain operable, especially if it is designed to be more robust, or set up redundant. By means of a communication control line between the two converter devices, error messages, charge control information, zero current control information and synchronization information can be exchanged, whereby an efficient double inverter operation can be enabled.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102011050719.1A DE102011050719B4 (en) | 2011-05-30 | 2011-05-30 | Emergency operable three-phase motor drive circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102011050719.1A DE102011050719B4 (en) | 2011-05-30 | 2011-05-30 | Emergency operable three-phase motor drive circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102011050719A1 DE102011050719A1 (en) | 2012-12-06 |
DE102011050719B4 true DE102011050719B4 (en) | 2016-06-02 |
Family
ID=47173074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102011050719.1A Active DE102011050719B4 (en) | 2011-05-30 | 2011-05-30 | Emergency operable three-phase motor drive circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102011050719B4 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016215786A1 (en) | 2016-08-23 | 2018-03-01 | Robert Bosch Gmbh | Control device for an electric machine, electric drive system and method for controlling an electric machine |
Families Citing this family (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013009036A1 (en) * | 2013-05-28 | 2014-12-04 | Lti Drives Gmbh | driving device |
DE102013212403A1 (en) * | 2013-06-27 | 2014-04-03 | Voith Patent Gmbh | Electric power system i.e. pump-storage power system, for generating electrical power, has electric line designed as high temperature-superconductive line in intermediate circuit, and synchronous machine arranged in hollow chamber or shaft |
DE102014223212A1 (en) * | 2014-11-13 | 2016-05-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Electrical circuit and rail vehicle |
DE102015120658A1 (en) | 2015-11-27 | 2017-06-01 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | Method and device for controlling an electrical or electronic switching element |
DE102016107419A1 (en) | 2016-04-21 | 2017-10-26 | Beckhoff Automation Gmbh | Concept for storing energy |
DE102016111859A1 (en) * | 2016-06-29 | 2018-01-04 | Wobben Properties Gmbh | Blade adjustment of a wind turbine, wind turbine and method for blade adjustment and use of an integrated circuit in a blade adjustment |
DE102017220098A1 (en) * | 2017-11-10 | 2019-05-16 | Robert Bosch Gmbh | Power conversion device, electric drive system and method for operating an electric machine |
DE102018216334A1 (en) * | 2018-02-08 | 2019-08-08 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for external monitoring of a power converter |
EP3626489A1 (en) | 2018-09-19 | 2020-03-25 | Thermo King Corporation | Methods and systems for energy management of a transport climate control system |
EP3626490A1 (en) | 2018-09-19 | 2020-03-25 | Thermo King Corporation | Methods and systems for power and load management of a transport climate control system |
US11034213B2 (en) | 2018-09-29 | 2021-06-15 | Thermo King Corporation | Methods and systems for monitoring and displaying energy use and energy cost of a transport vehicle climate control system or a fleet of transport vehicle climate control systems |
US11273684B2 (en) | 2018-09-29 | 2022-03-15 | Thermo King Corporation | Methods and systems for autonomous climate control optimization of a transport vehicle |
US11059352B2 (en) | 2018-10-31 | 2021-07-13 | Thermo King Corporation | Methods and systems for augmenting a vehicle powered transport climate control system |
US10875497B2 (en) | 2018-10-31 | 2020-12-29 | Thermo King Corporation | Drive off protection system and method for preventing drive off |
US10926610B2 (en) | 2018-10-31 | 2021-02-23 | Thermo King Corporation | Methods and systems for controlling a mild hybrid system that powers a transport climate control system |
US10870333B2 (en) | 2018-10-31 | 2020-12-22 | Thermo King Corporation | Reconfigurable utility power input with passive voltage booster |
US11022451B2 (en) | 2018-11-01 | 2021-06-01 | Thermo King Corporation | Methods and systems for generation and utilization of supplemental stored energy for use in transport climate control |
DE102018127785A1 (en) | 2018-11-07 | 2020-05-07 | Audi Ag | Electrical energy system for a motor vehicle |
US11554638B2 (en) | 2018-12-28 | 2023-01-17 | Thermo King Llc | Methods and systems for preserving autonomous operation of a transport climate control system |
US11072321B2 (en) | 2018-12-31 | 2021-07-27 | Thermo King Corporation | Systems and methods for smart load shedding of a transport vehicle while in transit |
JP7049521B2 (en) * | 2019-02-25 | 2022-04-06 | 三菱電機株式会社 | Motor drive and refrigeration cycle equipment |
US11376922B2 (en) | 2019-09-09 | 2022-07-05 | Thermo King Corporation | Transport climate control system with a self-configuring matrix power converter |
US11214118B2 (en) | 2019-09-09 | 2022-01-04 | Thermo King Corporation | Demand-side power distribution management for a plurality of transport climate control systems |
EP3789221A1 (en) | 2019-09-09 | 2021-03-10 | Thermo King Corporation | Prioritized power delivery for facilitating transport climate control |
US11458802B2 (en) | 2019-09-09 | 2022-10-04 | Thermo King Corporation | Optimized power management for a transport climate control energy source |
US11420495B2 (en) | 2019-09-09 | 2022-08-23 | Thermo King Corporation | Interface system for connecting a vehicle and a transport climate control system |
CN112467720A (en) | 2019-09-09 | 2021-03-09 | 冷王公司 | Optimized power distribution for a transport climate control system between one or more power supply stations |
US11203262B2 (en) | 2019-09-09 | 2021-12-21 | Thermo King Corporation | Transport climate control system with an accessory power distribution unit for managing transport climate control loads |
US10985511B2 (en) | 2019-09-09 | 2021-04-20 | Thermo King Corporation | Optimized power cord for transferring power to a transport climate control system |
US11135894B2 (en) | 2019-09-09 | 2021-10-05 | Thermo King Corporation | System and method for managing power and efficiently sourcing a variable voltage for a transport climate control system |
US11489431B2 (en) | 2019-12-30 | 2022-11-01 | Thermo King Corporation | Transport climate control system power architecture |
DE102020123733A1 (en) | 2020-09-11 | 2022-03-17 | Audi Aktiengesellschaft | Drive device for a motor vehicle and method for operating a drive device for a motor vehicle |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19957064A1 (en) * | 1999-11-26 | 2001-06-13 | Sew Eurodrive Gmbh & Co | cover |
WO2009070089A1 (en) * | 2007-11-29 | 2009-06-04 | Joensson Ragnar | Method and system for controlling an electric ac motor |
JP2009273348A (en) * | 2008-04-07 | 2009-11-19 | Mitsubishi Electric Corp | Motor drive device, refrigerating air conditioner and motor drive method |
DE102008037064A1 (en) * | 2008-08-08 | 2010-02-11 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Circuit arrangement for an electric drive |
US7800331B2 (en) * | 2007-11-27 | 2010-09-21 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Method and system for operating an electric motor coupled to multiple power supplies |
US8058830B2 (en) * | 2007-07-30 | 2011-11-15 | GM Global Technology Operations LLC | Charging energy sources with a rectifier using double-ended inverter system |
-
2011
- 2011-05-30 DE DE102011050719.1A patent/DE102011050719B4/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19957064A1 (en) * | 1999-11-26 | 2001-06-13 | Sew Eurodrive Gmbh & Co | cover |
US8058830B2 (en) * | 2007-07-30 | 2011-11-15 | GM Global Technology Operations LLC | Charging energy sources with a rectifier using double-ended inverter system |
US7800331B2 (en) * | 2007-11-27 | 2010-09-21 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Method and system for operating an electric motor coupled to multiple power supplies |
WO2009070089A1 (en) * | 2007-11-29 | 2009-06-04 | Joensson Ragnar | Method and system for controlling an electric ac motor |
JP2009273348A (en) * | 2008-04-07 | 2009-11-19 | Mitsubishi Electric Corp | Motor drive device, refrigerating air conditioner and motor drive method |
DE102008037064A1 (en) * | 2008-08-08 | 2010-02-11 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Circuit arrangement for an electric drive |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016215786A1 (en) | 2016-08-23 | 2018-03-01 | Robert Bosch Gmbh | Control device for an electric machine, electric drive system and method for controlling an electric machine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102011050719A1 (en) | 2012-12-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102011050719B4 (en) | Emergency operable three-phase motor drive circuit | |
DE102010060380B3 (en) | Emergency-operated pitch motor drive circuit | |
DE102010016105B4 (en) | Emergency-powered pitch drive device for a wind or hydroelectric power plant | |
DE60027806T2 (en) | Apparatus for propelling a vehicle using inverter controlled motors and transmissions | |
DE102007017253B4 (en) | Control system for a polyphase rotating electrical machine | |
DE10156694B4 (en) | circuitry | |
EP3039764B1 (en) | System for transmitting electrical power | |
DE102016114101A1 (en) | TRANSFORMERLESS ELECTRIC INSULATED BOARD CHARGER WITH SOLID BUTTER SWITCH CONTROL | |
WO2010069830A1 (en) | Operating arrangement for an electrically operated vehicle | |
WO2014086624A2 (en) | Method for providing a supply voltage and electrical drive system | |
DE102010064325A1 (en) | System with an electric machine | |
DE102013202652A1 (en) | Charging circuit for an energy storage device and method for charging an energy storage device | |
EP2941363B2 (en) | Supplying electric traction motors of a rail vehicle with electrical energy using a plurality of internal combustion engines | |
WO2014140068A2 (en) | Method and device for operating an on-board power system | |
DE102007013462B4 (en) | Power electronic circuit arrangement for a rotary field machine | |
DE102012210010A1 (en) | Energy storage device for producing power supply voltage for e.g. synchronous machine in hybrid car, has module intermediate circuit coupled with conversion circuit for selectively switching or bridging in supply strands | |
WO2012104333A1 (en) | Method for producing reactive current with a converter and converter arrangement and energy supply plant | |
DE102014114787B4 (en) | Pitch motor drive circuit for a wind or hydroelectric power plant and associated operating method | |
DE102010047338B4 (en) | Motor vehicle with circuit arrangement and method for operating such a motor vehicle | |
DE102012209179A1 (en) | Energy storage device i.e. lithium-ion battery for producing power supply voltage for electric machine that is utilized e.g. electric car, has switch switching cell modules in power supply lines to provide supply voltage to output terminal | |
DE102010025266A1 (en) | Transport vehicle with a plurality of electrical machines | |
WO2013041317A2 (en) | Drive system and method for controlling a battery operated vehicle | |
DE102013201909A1 (en) | Energy store device has control device that drives switch of respective associated energy store modules according to detected states of charge of energy store modules respectively before communication failure | |
DE102012202855A1 (en) | Direct voltage tap assembly for energy storage device for electrical propulsion system, has boost converter located between half-bridge circuits based on potential difference between circuits and direct current voltage | |
WO2019015777A1 (en) | Arrangement for feeding electric power into an ac network by means of an asynchronous machine, and method for operating the asynchronous machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: KAUFMANN & STUMPF PATENTANWALTS-PARTNERSCHAFT, DE Representative=s name: STUMPF PATENTANWAELTE PARTGMBB, DE |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: STUMPF PATENTANWAELTE PARTGMBB, DE |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: LTI REENERGY GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: LTI DRIVES GMBH, 35633 LAHNAU, DE Effective date: 20140527 Owner name: LTI REENERGY GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: LTI DRIVES GMBH, 59423 UNNA, DE Effective date: 20111114 |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: STUMPF PATENTANWAELTE PARTGMBB, DE Effective date: 20140527 Representative=s name: STUMPF PATENTANWAELTE PARTGMBB, DE Effective date: 20111114 |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: KEBA INDUSTRIAL AUTOMATION GERMANY GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: LTI REENERGY GMBH, 59423 UNNA, DE |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: STUMPF PATENTANWAELTE PARTGMBB, DE |