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WO2007025946A1 - Regelvorrichtung für eine dreiphasige drehstrommaschine - Google Patents

Regelvorrichtung für eine dreiphasige drehstrommaschine Download PDF

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Publication number
WO2007025946A1
WO2007025946A1 PCT/EP2006/065718 EP2006065718W WO2007025946A1 WO 2007025946 A1 WO2007025946 A1 WO 2007025946A1 EP 2006065718 W EP2006065718 W EP 2006065718W WO 2007025946 A1 WO2007025946 A1 WO 2007025946A1
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WO
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inverter
phase
converter
control device
voltage
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/065718
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English (en)
French (fr)
Inventor
Folker Renken
Original Assignee
Vdo Automotive Ag
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Filing date
Publication date
Application filed by Vdo Automotive Ag filed Critical Vdo Automotive Ag
Priority to US12/065,540 priority Critical patent/US20080247204A1/en
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the invention relates to a control device for a three-phase machine.
  • Three-phase three-phase machines are used in particular for feeding a vehicle electrical system in generator operation of a motor vehicle and / or in engine operation.
  • the so-called hybrid drive is becoming increasingly important.
  • the vehicle in addition to an internal combustion engine and the three-phase three-phase machine for driving the vehicle.
  • Components that are arranged in a motor vehicle must be able to withstand very high temperature fluctuations and allow long operation.
  • the object of the invention is to provide a control device for a three-phase three-phase machine, which is simple and inexpensive.
  • the invention is characterized by a control device for a three-phase three-phase machine with a DC-DC converter and an inverter, which is coupled on the input side to the DC-DC converter and the output side can be coupled to the three-phase machine.
  • DC choppers are also referred to as DC / DC converters and have the property of converting direct current from a given voltage into direct current of another voltage.
  • the DC-DC converter can easily set an amount of voltage or current on the input side of the inverter and then the inverter can be controlled exclusively in block mode.
  • the inverter can thus serve only as a polarity reverser.
  • the DC-DC converter is coupled to the inverter via a voltage intermediate circuit and the inverter is a voltage-impressed inverter, which can also be referred to as an inverter with voltage input on the input side. This is easy to implement.
  • the DC-DC converter is coupled to the inverter via a current intermediate circuit and the inverter is a current-stamped inverter, which can also be referred to as an inverter with input-side current injection.
  • the capacitor cost can be kept very low.
  • the DC-DC converter is designed as a step-down converter. This is particularly easy to implement.
  • the DC-DC converter is a multiphase setting divider trained. This has the advantage that the input-side voltage or the input-side current with which the inverter is fed can be adjusted very dynamically, in particular quickly, and thus a very high control quality can be achieved. Furthermore, the currents can be divided into individual branches of the buck converter. In addition, a current load for a capacitor, which can be arranged on the input side of the inverter, becomes smaller as the number of branches of the step-down actuator increases.
  • FIG. 2 shows a further control device for the three-phase three-phase machine
  • FIG. 3 shows a more detailed illustration of the regulating device according to FIG. 2,
  • FIG. 4 shows a DC chopper
  • FIG. 5 is a more detailed representation of the further control device according to Figure 3 and
  • a control device is associated with a three-phase machine 10 (FIG. 1).
  • the three-phase machine can be, for example, an asynchronous machine or a synchronous machine. It is supplied for example from a DC voltage source 1, which may be, for example, a vehicle electrical system and / or a battery of a motor vehicle (engine operation). However, it can also feed the DC voltage source 1 in generator mode.
  • the three-phase machine is preferably used in a motor vehicle, but can also be used for any other application.
  • the control device comprises a DC chopper 4, which is coupled via an intermediate circuit with an inverter 6. In the embodiment according to FIG. 1, the intermediate circuit is a voltage intermediate circuit 8 with a capacitor C_0P.
  • the DC-DC converter 4 is coupled to the DC voltage source 1. With L Ml, L M2 and L_M3 the inductances of the three-phase machines are designated.
  • the DC-DC converter 4 is designed as a buck converter and for this purpose comprises a parallel to the voltage source electrically connected capacitor C_0D and connected in parallel and arranged in series switch S_01 and switch S_02.
  • the switches each comprise parallel-formed diodes.
  • an inductance L OP is arranged which forms an output filter with the capacitor C OP.
  • the capacitor C OP thus forms, on the one hand, part of the output filter of the DC adjuster and, on the other hand, also the capacitor of the voltage intermediate circuit 8.
  • the inverter 6 comprises first to third bridge branches B1 to B3, each having switches S1, S3 arranged on a high side and a low side. S5, or S4, S6, S2.
  • the three-phase three-phase machine is supplied with AC voltage via the bridge branches B1 to B3.
  • the upper switches Sl, S3, S5 and the lower switches S4, S6, S2 are always driven for half a fundamental period and thus operated in a 180-degree block mode.
  • the sum of the bridge currents, called phase currents, on the DC side gives a current with a low AC component.
  • the capacitor C_0P in the DC voltage input is loaded much less in comparison to a pulse-controlled inverter.
  • the current can be tracked with the DC chopper in the input.
  • the switches Sl, S3, S5, S4, S6, S2 of the individual bridge branches Bl to B3 are each offset by 120 degrees.
  • the DC-DC converter 4 in the form of a step-down converter is shown by way of example only.
  • any DC chopper also called DC / DC converter can be used, which can work bidirectionally.
  • Any DC / DC converter that can increase, reduce or reduce the size of a voltage can be used.
  • a particularly preferred embodiment of the DC adjuster 4 is explained in more detail with reference to FIG.
  • the DC chopper 4 is designed as a multi-phase DC chopper.
  • a three-phase DC chopper 4 It is exemplified as a three-phase DC chopper 4 and includes three bridge arms, which are each associated with upper and lower switches SlH, S2H, S3H, SIL, S2L, S3L, with upper switches are those which are arranged on the so-called high-side and the lower switches are designated as those which are arranged on the low-side, ie the lower potential with respect to the DC potential.
  • the multiphase DC chopper 4 comprises inductances L_P1, L_P2, L_P3 assigned to the respective bridge branches.
  • the three-phase DC chopper 4 is designed as a buck converter.
  • an increased control dynamics can be achieved, for example, in the three-phase DC chopper 4 optionally a triple control dynamics compared to the DC chopper according to Figure 3, if in each case the maximum switching frequencies of the switches SlH to S3H and SIL until S3L or S_01 and S_02 is utilized. In this way, the cost of the required capacity, which is implemented by capacitors can be reduced and so the cost of manufacturing can be reduced even further.
  • a major advantage of the possible block operation is that the three-phase three-phase machine is only driven with fundamental pulses.
  • EMC electrical interference
  • the intermediate circuit is designed as a current intermediate circuit 12. In this way, can be completely dispensed with a capacitor in the input of the inverter 6. Only the inductance L_d on the input side of the inverter 6 is located.
  • a direct current adjuster 4 which is likewise embodied by way of example as a step-down converter, is illustrated in more detail with reference to FIG.
  • the capacitor C OP can be formed with a significantly lower capacity and thus it can also be made significantly more compact and thus cheaper.
  • the capacitor C_0P and the inductance L OP form an output filter of the DC adjuster 4.
  • the upper switches Sl, S3, S5 are each offset by 120 degrees to each other, each for 120 degrees.
  • the respective same bridge branch located lower switch S4, S6, S2 are also offset by 120 degrees to each other driven and indeed for each 120 degrees, however, offset by 180 degrees to the respective upper switches of the associated bridge branch.
  • On the upper side for example, this leads to one of the switches S1, S3, S5 conducting current for one third of the fundamental oscillation period.
  • the inductance L d acts on the DC side of the inverter as a throttle for smoothing the current.
  • FIG. 6 a shows, by way of example, the voltages U IN, U 2N, U 3N at the bridge branches B1-B3 with respect to the neutral point N, which can also be called a star point.
  • U dl here is the voltage potential at the high-side input
  • U dll the voltage potential of a low-side input of the inverter 6 referred to the neutral point N denotes.
  • the difference between the two voltages results in the voltage U_d at the input of the inverter 6.
  • FIG. 6b shows the respective voltages between the respective bridge branches B1 to B3, specifically the indices in each case denote the respective voltage differences between the bridge branches B1 to B3.
  • the voltage U_d is the voltage at the input of the inverter 6.
  • FIGS. 6c to e show the currents I_1 to I_3 in the first to third bridge branches B1 to B3.
  • FIG. 6f shows the current I d flowing at the input of the inverter 6.
  • the form of representation is idealized for an infinitely large inductance L_d. In practice, the inductance L d is chosen smaller, which leads to a certain ripple of the current.

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Abstract

Eine Regelvorrichtung für eine dreiphasige Drehstrommaschine hat einen Gleichstromsteller (4) und einen Wechselrichter (6), der eingangsseitig mit dem Gleichstromsteller (4) gekoppelt ist und ausgangsseitig mit der Drehstrommaschine (10) koppelbar ist.

Description

Beschreibung
Regelvorrichtung für eine dreiphasige Drehstrommaschine
Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung für eine Drehstrommaschine. Dreiphasige Drehstrommaschinen werden insbesondere eingesetzt zum Speisen eines Bordnetzes im Generatorbetrieb eines Kraftfahrzeugs und/oder im Motorbetrieb. Hier gewinnt zunehmend der so genannte Hybridantrieb an Bedeutung. In diesem Falle weist das Fahrzeug neben einer Brennkraftmaschine auch die dreiphasige Drehstrommaschine zum Antrieb des Fahrzeugs auf. Komponenten, die in einem Kraftfahrzeug angeordnet sind, müssen sehr hohe Temperaturschwankungen aushalten können und einen langen Betrieb ermöglichen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Regelvorrichtung für eine dreiphasige Drehstrommaschine zu schaffen, die einfach und kostengünstig ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung zeichnet sich aus durch eine Regelvorrichtung für eine dreiphasige Drehstrommaschine mit einem Gleichstromsteller und einem Wechselrichter, der eingangsseitig mit dem Gleichstromsteller gekoppelt ist und ausgangsseitig mit der Drehstrommaschine koppelbar ist. Gleichstromsteller werden auch als DC/DC-Wandler bezeichnet und haben die Eigenschaft Gleichstrom einer gegebenen Spannung in Gleichstrom einer anderen Spannung umzuformen. Durch den Gleichstromsteller kann einfach ein Betrag einer Spannung oder eines Stroms eingangsseitig des Wechselrichters eingestellt werden und dann der Wechselrichter ausschließlich in Blockbetrieb angesteuert werden. Der Wechselrichter kann somit lediglich als Polwender dienen. Auf diese Weise ist zum einen die Steuerbarkeit der Drehstrommaschine gewährleistet und zum anderen ist der Aufwand für einen oder mehrere Kondensatoren der Regelvorrichtung relativ gering und insbesondere kann ein Einsatz von teuren Elektrolytkondensatoren vermieden werden. Dies ist wünschenswert, da derartige Kondensatoren einen erheblichen Platzbedarf haben und außerdem bei dem Einsatz von Elektrolytkondensatoren ein erhebliches Risiko besteht, da die Elektrolyte in der Regel brennbar sind.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Gleichstromsteller über einen Spannungszwischenkreis mit dem Wechselrichter gekoppelt und der Wechselrichter ist ein span- nungseingeprägter Wechselrichter, der auch als Wechselrichter mit eingangsseitiger Spannungseinprägung bezeichnet werden kann. Dies ist einfach realisierbar.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Regelvorrichtung ist der Gleichstromsteller über einen Stromzwischenkreis mit dem Wechselrichter gekoppelt und der Wechselrichter ein stromeingeprägter Wechselrichter, der auch als Wechselrichter mit eingangsseitiger Stromeinprägung bezeichnet werden kann. Auf diese Weise kann der Kondensatoraufwand besonders gering gehalten werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Regelvorrichtung ist der Gleichstromsteller als Tiefsetzsteiler ausgebildet. Dies ist besonders einfach realisierbar.
Gemäß eine weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Regelvorrichtung ist der Gleichstromsteller als mehrphasiger Tief- setzsteiler ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass so die eingangsseitige Spannung beziehungsweise der eingangsseitige Strom, mit dem der Wechselrichter gespeist wird sehr dynamisch, insbesondere schnell, eingestellt werden kann und so eine sehr hohe Regelgüte erreicht werden kann. Ferner können sich die Ströme auf einzelne Zweige des Tiefsetzstellers aufteilen. Darüber hinaus wird so eine Strombelastung für einen Kondensator, der eingangsseitig des Wechselrichters angeordnet sein kann, mit zunehmender Anzahl der Zweige des Tief- setzstellers geringer.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine Regelvorrichtung für eine dreiphasige Drehstrommaschine,
Figur 2 eine weitere Regelvorrichtung für die dreiphasige Drehstrommaschine,
Figur 3 eine detailliertere Darstellung der Regelvorrichtung gemäß Figur 2,
Figur 4 einen Gleichstromsteller,
Figur 5 eine detailliertere Darstellung der weiteren Regelvorrichtung gemäß Figur 3 und
Figuren 6a bis f Spannungs- und Stromverläufe bei der weiteren Regelvorrichtung gemäß Figur 5. Eine Regelvorrichtung ist einer Drehstrommaschine 10 (Figur 1) zugeordnet. Die Drehstrommaschine kann beispielsweise eine Asynchronmaschine oder eine Synchronmaschine sein. Sie wird beispielsweise aus einer Gleichspannungsquelle 1 versorgt, die beispielsweise ein Bordnetz und/oder eine Batterie eines Kraftfahrzeugs sein kann (Motorbetrieb). Sie kann jedoch auch im Generatorbetrieb die Gleichspannungsquelle 1 speisen. Die Drehstrommaschine wird bevorzugt eingesetzt in einem Kraftfahrzeug, kann jedoch auch für eine beliebige andere Anwendung eingesetzt werden. Die Regelvorrichtung umfasst einen Gleichstromsteller 4, der über einen Zwischenkreis mit einem Wechselrichter 6 gekoppelt ist. Der Zwischenkreis ist in der Ausführungsform gemäß der Figur 1 ein Spannungszwischenkreis 8 mit einem Kondensator C_0P. Der Gleichstromsteller 4 ist mit der Gleichspannungsquelle 1 gekoppelt. Mit L Ml, L M2 und L_M3 sind die Induktivitäten der Drehstrommaschinen bezeichnet .
Eine mögliche konkretere Ausgestaltung der Regelvorrichtung gemäß der Figur 1 ist anhand der Figur 3 dargestellt. Der Gleichstromsteller 4 ist als Tiefsetzsteller ausgebildet und umfasst dazu einen parallel zu der Spannungsquelle elektrisch geschalteten Kondensator C_0D und parallel dazu geschaltete und in Serie angeordnete Schalter S_01 und Schalter S_02. Die Schalter umfassen jeweils parallel ausgebildete Dioden. An einem Abgriffspunkt, der sich elektrisch zwischen den Schaltern S 01 und S 02 befindet ist eine Induktivität L OP angeordnet die mit dem Kondensator C OP ein Ausgangsfilter bildet. Durch geeignetes Ansteuern der Schalter S_01 und S_02 kann über den Kondensator C OP eine geeignete Eingangsspannung für den Wechselrichter eingestellt werden, die somit variierbar ist abhängig von der Ansteuerung der Schalter S 01 und S 02. Der Kondensator C OP bildet somit einerseits Teil des Ausgangsfilters des Gleichstromstellers und andererseits auch den Kondensator des Spannungszwischenkreises 8. Der Wechselrichter 6 umfasst erste bis dritte Bruckenzweige Bl bis B3 mit jeweils auf einer High-Side und einer Low-Side angeordneten Schaltern Sl, S3, S5, beziehungsweise S4, S6, S2. Über die Bruckenzweige Bl bis B3 wird die dreiphasige Drehstrommaschine mit Wechselspannung versorgt. Die oberen Schalter Sl, S3, S5 beziehungsweise die unteren Schalter S4, S6, S2 werden immer eine halbe Grundschwingungsperiode lang angesteuert und somit in einem 180 Grad Blockbetrieb betrieben. Die Summe der Bruckenstrome, die als Phasenstrome bezeichnet werden, auf der Gleichspannungsseite ergibt einen Strom mit einem geringen Wechselanteil. Dies hat zur Folge, dass der Kondensator C_0P im Gleichspannungseingang im Vergleich zu einem pulsgesteuerten Wechselrichter wesentlich geringer belastet wird. Ferner kann der Strom mit dem Gleichstromsteller im Eingang nachgefuhrt werden.
Die Schalter Sl, S3, S5, S4, S6, S2 der einzelnen Bruckenzweige Bl bis B3 werden jeweils versetzt um 120 Grad angesteuert .
Der als Tiefsetzsteiler ausgebildete Gleichstromsteller 4 in der Figur 4 ist lediglich exemplarisch dargestellt. Grundsatzlich kann jeder Gleichstromsteller, auch DC/DC-Konverter bezeichnet, eingesetzt werden, der bidirektional arbeiten kann. Jeder beliebige DC/DC-Konverter, der eine Spannung vergrößern, verkleinern oder verkleinern und vergrößern kann, kann eingesetzt werden. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Gleichstromstellers 4 ist anhand der Figur 4 näher erläutert. Bei dieser Ausführungsform ist der Gleichstromsteller 4 als mehrphasiger Gleichstromsteller ausgebildet. Er ist beispielhaft als dreiphasiger Gleichstromsteller 4 ausgebildet und umfasst drei Brückenzweige, denen jeweils obere und untere Schalter SlH, S2H, S3H, SIL, S2L, S3L zugeordnet sind, wobei mit oberen Schaltern diejenigen bezeichnet sind, die auf der so genannten High-Side angeordnet sind, und die unteren Schalter als diejenigen bezeichnet sind, die auf der Low- Side, also dem niedrigeren Potenzial bezogen auf das Gleichspannungspotenzial, angeordnet sind. Ferner umfasst der mehrphasige Gleichstromsteller 4 den jeweiligen Brückenzweigen zugeordnete Induktivitäten L_P1, L_P2, L_P3. Auch der dreiphasige Gleichstromsteller 4 ist als Tiefsetzsteller ausgebildet. Durch die Mehrphasigkeit des Gleichstromstellers 4 kann eine erhöhte Regeldynamik erreicht werden, so zum Beispiel bei dem dreiphasigen Gleichstromsteller 4 gegebenenfalls eine dreifache Regeldynamik im Vergleich zu dem Gleichstromsteller gemäß der Figur 3, wenn in beiden Fällen jeweils die maximalen Schaltfrequenzen der Schalter SlH bis S3H und SIL bis S3L beziehungsweise S_01 und S_02 ausgenützt wird. Auf diese Weise kann der Aufwand für die erforderliche Kapazität, die durch Kondensatoren umgesetzt ist verringert werden und so die Kosten für die Herstellung noch weiter verringert werden.
Ein großer Vorteil des möglichen Blockbetriebs ist, dass die dreiphasige Drehstrommaschine nur noch mit Grundschwingungspulsen angesteuert wird. Dadurch ist die elektrische Störstrahlung (EMV) des Systems aus Regelvorrichtung und dreiphasiger Drehstrommaschine 10 erheblich verringert, da kein hö- her frequenzgepulstes Nutzsignal die Regelvorrichtung ver- lässt .
In einer weiteren Ausführungsform der Regelvorrichtung (siehe Figur 2) ist der Zwischenkreis als Stromzwischenkreis 12 ausgebildet. Auf diese Weise kann auf einen Kondensator im Eingang des Wechselrichters 6 komplett verzichtet werden. Es befindet sich lediglich die Induktivität L_d eingangsseitig des Wechselrichters 6. Eine detailliertere Darstellung dieser Ausführungsform für einen ebenfalls beispielhaft als Tief- setzsteller ausgebildeten Gleichstromstellers 4 ist anhand der Figur 5 näher dargestellt. Im Unterschied zu der Figur 3 kann der Kondensator C OP mit einer deutlich niedrigeren Kapazität ausgebildet werden und somit kann dieser auch deutlich kompakter und damit kostengünstiger ausgebildet sein. Auch hier bilden der Kondensator C_0P und die Induktivität L OP einen Ausgangsfilter des Gleichstromstellers 4.
Die oberen Schalter Sl, S3, S5 werden jeweils um 120 Grad versetzt zueinander angesteuert und zwar jeweils für 120 Grad. Die dem jeweiligen gleichen Brückenzweig befindlichen unteren Schalter S4, S6, S2 werden ebenfalls versetzt um 120 Grad zueinander angesteuert und zwar auch für jeweils 120 Grad jedoch um 180 Grad versetzt zu den jeweiligen oberen Schaltern des zugehörigen Brückenzweigs. Dies führt auf der oberen Seite beispielsweise dazu, dass jeweils einer der Schalter Sl, S3, S5 Strom führt für ein Drittel der Grundschwingungsperiode. Die Induktivität L d wirkt auf der Gleichspannungsseite des Wechselrichters als Drossel zum Glätten des Stroms.
Figur 6.a zeigt dazu beispielhaft die Spannungen U IN, U 2N, U 3N an den Brückenzweigen Bl - B3 bezogen auf den Neutral- punkt N, der auch als Sternpunkt bezeichnet werden kann. Mit U dl ist hierbei das Spannungspotenzial an dem High-Side- Eingang und mit U dll das Spannungspotenzial einem Low-Side- Eingang des Wechselrichters 6 bezogen auf den Neutralpunkt N bezeichnet. Die Differenz der beiden Spannungen ergibt die Spannung U_d am Eingang des Wechselrichters 6.
In Figur 6b sind die jeweiligen Spannungen zwischen den jeweiligen Brückenzweige Bl bis B3 dargestellt und zwar bezeichnen die Indizes jeweils den jeweiligen Spannungsdifferenzen zwischen den Brückenzweigen Bl bis B3. Die Spannung U_d ist die Spannung an dem Eingang des Wechselrichters 6.
In den Figuren 6c bis e sind die Ströme I_l bis I_3 in den ersten bis dritten Brückenzweigen Bl bis B3 dargestellt. In der Figur 6f ist der am Eingang des Wechselrichters 6 fließende Strom I d dargestellt. Die Darstellungsform ist idealisiert für eine unendlich große Induktivität L_d. In der Praxis ist die Induktivität L d kleiner gewählt, was zu einer gewissen Welligkeit des Stroms führt.

Claims

Patentansprüche
1. Regelvorrichtung für eine dreiphasige Drehstrommaschine mit einem Gleichstromsteller (4) und mit einem Wechselrichter
(6), der eingangsseitig mit dem Gleichstromsteller (4) gekoppelt ist und ausgangsseitig mit der Drehstrommaschine (10) koppelbar ist.
2. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Gleichstromsteller (4) über einen Spannungszwischenkreis (8) mit dem Wechselrichter (6) gekoppelt ist und der Wechselrichter ein Wechselrichter (6) mit eingangsseitiger Spannungseinprägung ist.
3. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Gleichstromsteller (4) über einen Stromzwischenkreis (12) mit dem Wechselrichter (6) gekoppelt ist und der Wechselrichter (6) ein Wechselrichter mit eingangsseitiger Stromeinprägung ist.
4. Regelvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der Gleichstromsteller (4) als Tiefsetzsteiler ausgebildet ist.
5. Regelvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der Gleichstromsteller (4) als mehrphasiger Tiefsetz- steller ausgebildet ist.
PCT/EP2006/065718 2005-09-02 2006-08-28 Regelvorrichtung für eine dreiphasige drehstrommaschine WO2007025946A1 (de)

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DE (1) DE102005041825A1 (de)
WO (1) WO2007025946A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITTO20090367A1 (it) * 2009-05-08 2010-11-09 Torino Politecnico Procedimento e sistema di conversione statica per la regolazione della potenza in una rete elettrica in corrente alternata
DE102010038511A1 (de) 2010-07-28 2012-02-02 Robert Bosch Gmbh Überspannungsschutzschaltung für mindestens einen Zweig einer Halbbrücke, Wechselrichter, Gleichspannungswandler und Schaltungsanordnung zum Betrieb einer elektrischen Maschine

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008295280A (ja) 2007-04-27 2008-12-04 Meidensha Corp モータ駆動装置
DE102009010566A1 (de) 2009-02-18 2010-12-09 Schmidhauser Ag Bidirektionaler Gleichstromsteller und System
JP5163673B2 (ja) * 2010-03-11 2013-03-13 オムロン株式会社 制御回路、この制御回路を備えるパワーコンディショナ、ならびに太陽光発電システム
DE102010042915A1 (de) 2010-10-26 2012-04-26 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Antriebssystems
DE102011006096A1 (de) 2011-03-25 2012-09-27 Zf Friedrichshafen Ag Laderegelungssystem
DE102012216691A1 (de) 2012-09-18 2014-03-20 Bombardier Transportation Gmbh Stromrichterschaltung und Verfahren zur Steuerung der Stromrichterschaltung
WO2014068686A1 (ja) * 2012-10-30 2014-05-08 株式会社安川電機 電力変換装置
DE102014203781A1 (de) * 2014-02-28 2015-09-03 Schmidhauser Ag Frequenzumrichter
US10199487B1 (en) * 2018-05-15 2019-02-05 The Florida International University Board Of Trustees Multi-drain gallium-nitride module with multiple voltage ratings
WO2020254366A1 (en) * 2019-06-19 2020-12-24 Vitesco Technologies GmbH Exhaust gas aftertreatment system and method for controlling an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2514843A1 (de) * 1974-04-05 1975-10-16 Ragonot Seb Schaltungsanordnung zur stromversorgung eines verbrauchers aus einer gleichspannungsquelle
DE4042377A1 (de) * 1990-04-27 1991-12-05 Volker Prof Fleckenstein System und verfahren zum betrieb eines gleichspannungsgespeisten antriebs
US6144194A (en) * 1998-07-13 2000-11-07 Linear Technology Corp. Polyphase synchronous switching voltage regulators
US6897641B1 (en) * 2004-06-24 2005-05-24 Edward Herbert Buck (or boost) converter with very fast output current transitions and low ripple voltage

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4325275A1 (de) * 1993-07-28 1995-02-02 Abb Patent Gmbh Stromrichterschaltung zur Speisung eines Gleichspannungszwischenkreises
DE19628585C2 (de) * 1996-07-16 2001-12-20 Danfoss As Verfahren zum Kommutieren eines bürstenlosen Motors und Speiseschaltung für einen bürstenlosen Motor
US5661646A (en) * 1996-09-25 1997-08-26 The Babcock & Wilcox Company Multi-phase DC-DC chopper with different number of phases
US5942818A (en) * 1998-02-06 1999-08-24 Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. Control apparatus for engine-driven permanent magnet type synchronous generators
US6577087B2 (en) * 2001-05-10 2003-06-10 Ut-Battelle, Llc Multilevel DC link inverter
JP4438833B2 (ja) * 2007-07-04 2010-03-24 トヨタ自動車株式会社 電力変換装置の異常検出装置および異常検出方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2514843A1 (de) * 1974-04-05 1975-10-16 Ragonot Seb Schaltungsanordnung zur stromversorgung eines verbrauchers aus einer gleichspannungsquelle
DE4042377A1 (de) * 1990-04-27 1991-12-05 Volker Prof Fleckenstein System und verfahren zum betrieb eines gleichspannungsgespeisten antriebs
US6144194A (en) * 1998-07-13 2000-11-07 Linear Technology Corp. Polyphase synchronous switching voltage regulators
US6897641B1 (en) * 2004-06-24 2005-05-24 Edward Herbert Buck (or boost) converter with very fast output current transitions and low ripple voltage

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITTO20090367A1 (it) * 2009-05-08 2010-11-09 Torino Politecnico Procedimento e sistema di conversione statica per la regolazione della potenza in una rete elettrica in corrente alternata
WO2010128477A1 (en) * 2009-05-08 2010-11-11 Et99 S.R.L. Static conversion method and system for the regulation of power in an alternating current electrical network
US8687396B2 (en) 2009-05-08 2014-04-01 Et99 S.R.L. Static conversion method and system for the regulation of power in an alternating current electrical network
DE102010038511A1 (de) 2010-07-28 2012-02-02 Robert Bosch Gmbh Überspannungsschutzschaltung für mindestens einen Zweig einer Halbbrücke, Wechselrichter, Gleichspannungswandler und Schaltungsanordnung zum Betrieb einer elektrischen Maschine
WO2012013375A1 (de) 2010-07-28 2012-02-02 Robert Bosch Gmbh Überspannungsschutzschaltung für mindestens einen zweig einer halbbrücke, wechselrichter, gleichspannungswandler und schaltungsanordnung zum betrieb einer elektrischen maschine

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