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WO2000079675A1 - Method for identifying a load that can be connected according to demand to a power inverter, and a corresponding load identification system - Google Patents

Method for identifying a load that can be connected according to demand to a power inverter, and a corresponding load identification system Download PDF

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Publication number
WO2000079675A1
WO2000079675A1 PCT/AT2000/000161 AT0000161W WO0079675A1 WO 2000079675 A1 WO2000079675 A1 WO 2000079675A1 AT 0000161 W AT0000161 W AT 0000161W WO 0079675 A1 WO0079675 A1 WO 0079675A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
load
inverter
voltage
circuit
detection system
Prior art date
Application number
PCT/AT2000/000161
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Christoph Panhuber
Christian Angerer
Original Assignee
Fronius Schweissmaschinen Produktion Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fronius Schweissmaschinen Produktion Gmbh & Co. Kg filed Critical Fronius Schweissmaschinen Produktion Gmbh & Co. Kg
Priority to AU55091/00A priority Critical patent/AU5509100A/en
Publication of WO2000079675A1 publication Critical patent/WO2000079675A1/en

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

Definitions

  • the invention relates to a method for recognizing a load connected to an inverter and to a load detection system for an inverter, in particular an island inverter, as described in claims 1 and 16
  • Load detection systems are already known in which a load is connected to an inverter on the secondary side of a transformer. In these, however, the load detection takes place on the secondary side of the transformer in the form of a simple one
  • the invention has for its object to provide a method and a load detection system in which a load can be detected without additional effort for galvanic isolation
  • This object of the invention is achieved by the measures in the characterizing part of claim 1. It is advantageous here that load detection can be carried out on the p ⁇ mar side of the transformer. This also means that no galvanically isolated feedback of the signals is required, and it is also possible that even low loads, such as a 15 watt energy-saving lamp, can be recognized by the evaluation circuit without great effort, since the sensitivity for load detection can be set or changed in a simple form by changing the threshold values or reference values or the percentage deviation.Another advantage is that with a loads of this type can also be used to detect loads which cause only a slight or no increase in the amplitude of the load curve of the energy source, but only cause a phase shift. This means that non-detection of low loads is ruled out.
  • a major advantage also harbors then that an energy-saving operation of the inverter is achieved, since it is only activated for a short time for load detection in idle mode and thus the idle losses without connected load are reduced or kept very small. Energy-saving operation of the inverter is thus achieved, so that the operating time - it is significantly increased for such an island inverter, which is operated with a battery.
  • the idle losses are reduced by the primary-side load detection, since a simple circuit structure with few components and thus with low idle losses has been created.
  • the invention further comprises a load detection system as described in claim 16.
  • FIG. 1 shows a circuit diagram of an inverter with the load detection system according to the invention, in a simplified, schematic representation
  • FIG. 2 shows a characteristic curve of the output voltage of the inverter according to FIG. 1 in a simplified, schematic representation
  • FIG. 3 shows a characteristic curve of the output current of the inverter according to FIG. 1 in a simplified, schematic representation
  • FIG. 4 shows a characteristic curve of the input signals of the inverter according to FIG. 1 in a simplified, schematic representation
  • 5 shows a further exemplary embodiment of a circuit diagram of an inverter with the load detection system according to the invention, in a simplified, schematic representation
  • FIG. 6 shows an exemplary embodiment of the load detection system for an inverter according to FIG. 1 or 5, in a simplified, schematic illustration,
  • FIG. 8 shows a characteristic curve of the input signals of the load detection system according to FIG. 6 in a simplified, schematic representation
  • FIG. 1 to 4 show an exemplary embodiment of an inverter 1, in particular an island inverter, with a load detection system and voltage and current signals that run over time
  • the inverter 1 is connected to the energy source 2, in particular the battery 4, via input terminals 5, 6 and supply lines 7, 8, an internal resistance 9 of the battery 4 and a line resistance 10 being shown schematically in the supply lines 7, 8 of the supply lines 7, 8 are shown
  • the inverter 1 comprises, for the transmission of energy, a transformer 1 1 via which the secondary load 3 is galvanically separated from the primary circuit, and a bridge circuit 12, in particular a full bridge, with the center of the both bridge branches a P ⁇ mar side 1 of the transformer 1 1 is connected
  • the load 3 can be connected via output terminals 15, 16, with an activated power supply to the load at the output terminals 15, 16 3 with an AC voltage of, for example, 230V.
  • the inverter 1, in particular the bridge circuit 12, is undertaken by a control device 17, in particular a microprocessor control, the switching elements of the bridge circuit 12 being schematically connected to the control device 17.
  • a control device 17 in particular a microprocessor control
  • the switching elements of the bridge circuit 12 being schematically connected to the control device 17.
  • the further components required for such a system or for such an inverter 1, such as bypass capacitors, short circuit detection devices, etc. have not been shown
  • a load detection system 18 is now arranged between the input terminals 5, 6, that is to say in the energy supply circuit of the p ⁇ mar side 13 of the transformer 11.
  • the load detection system 18 is formed by a measuring circuit 19 and an evaluation circuit 20. It is also possible for the evaluation circuit 20 is integrated directly in the control device 17.
  • the function of the load detection system 18 is subsequently described with the aid of the curve diagrams shown in FIGS. 2 to 4.
  • the diagram in FIG. 2 shows a sinusoidal output voltage 21 present at the output terminals 15, 16 and in FIG 15, 16 flowing sinusoidal output current 22 in the no-load condition, that is, without a connected load 3, is shown in FIG. 4, an input voltage 23 or the voltage at the battery 4 is shown, which is detected at the input terminals 5, 6 by the measuring circuit 19
  • a load detection that is to say a distinction between the idle state without a connected load 3 and a loaded state with a connected load 3 on the p ⁇ mar side 1 of the transformer 11 is realized.
  • This ensures that - not as is known from the prior art - one load detection carried out on the secondary side 14 of the transformer 11. for example by measuring the current at the output terminals 15, 16, is realized, but that this takes place directly on the primary side 13.
  • the system known from the prior art has the major disadvantage that, similarly to the galvanic isolation by the transformer 11, the measurement signals for the current measurement for the control device 7 are likewise galvanically isolated on the primary side 13 of the transformer 11, with great effort must be transmitted to the control device 17, and thus considerable costs arise or such inverters are very sensitive due to the high electronic complexity.
  • Inverter 1 connected, so when a load 3 is connected, the load 3 is appropriately supplied with an AC voltage.
  • the control device 17 controls the bridge circuit 12 in such a way that an opposite pole voltage is successively applied to the primary winding of the transformer 11 by opening or closing the switching elements in opposite directions. This results in an energy transfer to the secondary side 14 of the transformer 11 and the load 3 can thus be supplied with energy.
  • the principle of operation will not be discussed in detail, since any tax or Control method can be used for an inverter 1 and / or for the bridge circuit 12.
  • a load detection for the load 3 connected to the secondary side 14 is carried out on the primary side of the transformer 11, i.e. that the load detection system 18 checks whether a load 3 is connected to the output terminals 15, 16 or not.
  • the load 3 is formed, for example, by an incandescent lamp, energy-saving lamp or another AC voltage consumer and is either connected directly to the output terminals 15, 16 or with the interposition of a switching device, such as a light switch, optionally by a user to the inverter 1 can be switched.
  • the control device 17 periodically activates the inverter 1, in particular the bridge circuit 12, that is to say that after the activation of the inverter 1, a load detection is carried out first, so that it can be determined whether a corresponding current flow in the output circuit, that is to say via the output terminals 15, 16, takes place or not. If no load 3 was identified, the bridge circuit 12 and the other components of the Switch 1 is deactivated again and a new load detection is carried out after a predetermined, presettable period of time has elapsed.
  • the time intervals for the periodic activation of the bridge circuit 12 and the other components can be preset by the user or these are preset by the manufacturer and are preferably in such a range that the user has a delay in
  • the activation of the inverter 1, in particular the bridge circuit 12 results in a current and voltage flow from the positive potential of the energy source 2 in alternating directions via the polar side 13 of the transformer 11 and the choke to the negative potential of the energy source 2, the corresponding sinusoidal output voltage 21 and the corresponding output current 22 also being produced
  • the measuring circuit 19 constantly or continuously monitors the input voltage 23 at the input terminals 5, 6 or the battery voltage, and when the bridge circuit 12 is not activated, a no-load voltage 24, as shown in a stippled manner, is detected without significant interference signals or voltage drops due to an inductive one Loading the inverter 1 or the transformer 11 or a capacitive loading indicated by dashed lines by a capacitor results in a corresponding voltage drop at the energy source 2 when the bridge circuit 12 is activated. Furthermore, the inductive or capacitive loading causes a phase shift between the voltage and the current at the output caused by approximately 90 °, as at times 25 to 29 between the
  • the additional ohmic internal resistance 9 of the battery 4 and the line resistance 10 of the supply lines 7, 8 on the p ⁇ mar side 13 of the transformer 11 also result in an ohmic voltage drop on the battery 4 as a result of a load on the battery 4 by the inverter 1 possible that a series resistor is arranged in the primary supply circuit of the transformer 11, whereby a defined minimum load can be achieved.
  • a sinusoidal change in the terminal voltage or a sinusoidal output curve, in particular an open circuit voltage voltage 30, on the battery 4 or on the input terminals 5, 6 and measured which has a double frequency to the generated output voltage 21, for example of 100 Hz.
  • This sine wave fluctuating battery voltage is detected by the measuring circuit 19 at the input terminals 5, 6 and forwarded to the evaluation circuit 20
  • the measuring circuit 12 it is possible for the measuring circuit 12 to be formed, for example, by a resistance bridge
  • the load-related voltage drop can be seen in FIG. 4 on the basis of the open-circuit voltage 30 shown in full lines compared to the constant open-circuit voltage 24.
  • the change from the open-circuit voltage 24 to the fluctuating open-circuit voltage 30 enables the
  • Evaluation circuit 20 recognize that a load detection is to be carried out. Evaluation circuit 20 now evaluates the voltage fluctuation which occurs at energy source 2 at input terminals 5, 6 of inverter 11 in such a way that at least two voltage values at at least two different times 25 to 29 or measurement - Points, in particular at times 26 and 27, are determined, whereupon a comparison with stored reference values or setpoints is carried out.
  • times 26 and 27 for determining the voltage values are matched to twice the frequency for output voltage 21, thereby achieving that due to the open circuit voltage 30 formed at twice the frequency of the output voltage 21, it is always ensured that two different voltage values can be determined and thus a step evaluation, that is to say a minimum / maximum evaluation of the voltage load, can be carried out as a matter of course ch, it is possible for the input voltage, in particular the voltage values of the battery, to be recorded at a plurality of times 25 to 29
  • the measurement frequency between successive measurements for determining the voltage drop is four times the frequency of the output voltage 21 of the inverter 1
  • Successive voltage measurements are carried out within a period of time, which amounts to a quarter of the period of the output voltage 21 to be able to
  • the input voltage actual values, in particular the voltage values can be determined for comparison with the reference values in such a way that a difference value, in particular a differential voltage 31, of the determined voltage values is calculated at the specified measuring points or at times 26, 27, which is then subsequently is compared by the evaluation circuit 20 with a fixed reference value. If this result now exceeds a predetermined threshold value or reference value, the evaluation circuit 20 recognizes that a load 3 is connected to the inverter 1 and activates the inverter 1 permanently.
  • the evaluation is carried out in the form of percentage deviations from a reference value, that is to say that if the predetermined percentage deviation in the voltage dips on the battery 4 is exceeded or reached, or if the upper and / or lower values are exceeded or undershot a load 3 is detected in the upper threshold value.
  • Evaluation circuit 20 no deviation or only a slight deviation, which occurs, for example, due to a change in resistance of the battery 4 or from leakage losses of the transformer 11, is present and there is therefore no exceeding of the defined threshold value or the percentage deviation.
  • the evaluation circuit 20 then sends a signal to the control device 17, with which it is informed that no load 3 is connected to the output terminals 15, 16.
  • the control device 17 then deactivates the bridge circuit 20, as a result of which an unnecessary load on the battery 4 is avoided and considerable energy savings are thus achieved.
  • this difference value is exceeded via a defined reference value or threshold value or a predetermined percentage maximum deviation, as a result of which the evaluation circuit 20 detects the load 3 at the output of the inverter 1.
  • This evaluation result is transmitted to the Forwarded control device 17, whereupon the control device 17 sets a so-called continuous operation of the inverter 1, ie that all components, in particular the bridge circuit 12, remain activated and thus an energy supply to the load 3 is ensured
  • Target values or threshold values can be carried out. This adjustment cycle is explained in more detail
  • the evaluation circuit 20 continuously monitors the input voltage 23 carried out, ie. that, for example, a certain evaluation of the differential voltage 33. in particular the differential value, and a subsequent comparison with the target value is carried out at certain preset time intervals, so that when the reference value or the percentage deviation is undershot, it can be recognized that the load 3 has been deactivated and continuous operation is thus canceled by control device 17 by means of a signal from evaluation circuit 20.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of an inverter 1, in which a high-frequency inverter 1 is now shown, the same reference numerals being used for the same parts or components.
  • the function for the primary-side load detection corresponds to the functional description for FIGS. 1 to 4.
  • the load detection system 18 is in turn connected to the input terminals 5, 6 of the inverter 1.
  • the illustrated high-frequency inverter 1 is an inverter 1 known from the prior art, as a result of which it works on the principle of operation
  • Inverter 1 is not discussed in detail. Of course, it is possible that any high-frequency or low-frequency inverter 1 can be equipped with the primary-side load detection system 18 according to the invention.
  • This inverter 1 is in turn assigned an energy source 2, in particular a battery 4, which is now connected to a high-frequency transformer 11, for example for a frequency between 20 to 40 kHz, and a switching element 34.
  • the switching element 34 chops the DC voltage supplied into a high-frequency voltage, which is transmitted to the secondary side 14 via the transformer 11.
  • This high-frequency voltage is subsequently rectified and fed to a bridge circuit 12, in particular a full bridge.
  • the switching element 34 is activated in such a way that the voltage in the intermediate circuit, that is to say at the input of the bridge circuit 12, is kept as constant as possible.
  • the voltage supplied by the bridge circuit 12 is opened in cycles and Closing two switching elements to the load 3 connected in the middle of the left and right bridge branch via the output terminals 15, 16 in the form of an alternating voltage. It is possible for appropriate chokes to be connected upstream between the two output terminals 15 Component, in particular a capacitor 35, switched, whereby an approximately sinusoidal
  • This capacitive component in particular the capacitor 35, also produces a phase shift, preferably of approximately 90 °, between the output current and the output voltage, so that the corresponding control and / or control method, as described in FIGS. 1 to 4, can be used for the load detection system 18 on the p ⁇ mar side
  • FIGS. 6 to 8 show a further exemplary embodiment of a load-side load detection according to the invention, the same reference symbols being used for the same parts or components
  • FIG. 6 shows a signal of an output voltage 21 for a load 3 and in FIG. 8 is a signal course of a measurement signal, which at the input of the evaluation circuit
  • the load detection system 18 in turn has the measuring circuit 19, which is now connected to an amplifier 37, in particular a reversing amplifier with a high-pass filter.
  • the amplifier 37 has the task of evaluating the input signal evaluated by the measuring circuit 19, in particular the input voltage, as described above Figures in order to amplify a fixed value and at the same time to filter out the DC voltage component by means of the high-pass filter. This ensures that the evaluation circuit 20 only has to evaluate the sinusoidal load curve - according to FIG. 8
  • the input signal is measured or the input voltage actual values are determined, and the amplifier 37 amplifies the value circuit 20 are supplied.
  • the evaluation circuit 20 forms a difference value of the two measured voltage values and compares this with stored reference values or a percentage deviation from a specified value or a reference value and thereby determines whether a load 3 is connected to the output of the inverter 1. In particular, if the comparison values or the reference value are exceeded, a load 3 is connected and operation of the inverter 1 is initiated or, if the result is the opposite, active operation is ended.
  • This control or regulating method is preferably suitable for recognizing small loads 3, such as a so-called "fluorescent lamp”.
  • a low-pass filter which is not shown, is arranged after the amplifier 37 or directly into the amplifier 37.
  • the low-pass filter causes a specific phase shift of the measured no-load voltage 30 or the voltage taken off at the input terminals 5, 6 relative to the output voltage 21.
  • amplified input signals are retained and are matched to the output voltage 21, namely to its extreme values zero and maximum. It is thereby achieved that a lower differential voltage 31 is set, so that a substantial increase in the sensitivity of the load detection is achieved.
  • a load 3 is connected to the inverter 1, a further phase shift occurs with a low current consumption of the load 3, a load voltage 32 having full lines being entered in FIG. 8 for this purpose.
  • This load voltage 32 causes a hardly measurable voltage load on the energy source 2, but a phase shift to the open circuit voltage 30.
  • This preferably has an effect on loads 3 which represent small ohmic loads 3 or have a rectifier in their circuit.
  • a difference voltage 33 is again determined by the evaluation device 20 at the fixed times 26, 27, which are synchronized or coordinated with the output voltage 21.
  • the determined differential voltage 33 of the load voltage 32 at times 26, 27 is significantly larger than the differential voltage 31 of the open circuit voltage 30, so that by comparing the load detection is possible for the two successively measured differential voltages 31, 33.
  • a percentage deviation or a reference value comparison can again be carried out by the evaluation circuit 20.
  • a comparison of two successive differential values or differential voltages 3 1 and 33 is preferably carried out in this control or regulating method, so that load detection can be determined on the basis of a corresponding change in the differential value or the differential voltage.
  • an adjustment method can be carried out before the inverter 1 is started up or after the inverter 1 has been in operation for a long time or the battery 4 has been in use for a longer period of time.
  • the purpose of this adjustment method is to compare the individual setpoints or reference values for comparison with the measured or determined values
  • the advantage of the adjustment method is that consideration is given to the individual states of the components, in particular the internal resistance 9 of the battery 4 and the line resistance 10 of the supply lines 7, 8, as well as other ohmic resistances acting on the load detection system 18, and thus reliable detection is possible with small loads 3. It is because of the nature of things that certain ohmic resistances, such as the internal resistance 9 of the battery 4, become longer
  • the user can start the adjustment process at any time by activating a switching element implemented on the housing of the inverter 1 or will at this adjustment procedure is carried out automatically when the inverter 1 is started up for the first time. It only has to be ensured that no load 3 is connected to inverter 1 during the adjustment process.
  • the control device 17 or the evaluation circuit 20 determines an open-circuit value, in particular the differential voltage 31, by starting an interrogation cycle or by a measurement process for recognizing a load 3, that is to say by activating the bridge circuit 12. This or its value is then stored in a non-volatile memory, so that the evaluation circuit 20 can at any time use this value for a comparison with a determined input voltage actual value, that is to say that this idle value is now stored as a reference value or setpoint and accordingly the methods used for the comparison with an actual value, the calculation is carried out on the basis of this determined target value.
  • FIGS. 1 to 8 there are different methods for comparing the evaluation circuit 20, such as a threshold value comparison, a percentage deviation, a phase shift and a simple target / actual value.
  • batteries 4 with different internal resistances 9 can be taken into account.
  • a factory setting of the reference value or setpoint value or the switch-on threshold is not sensible because of different internal resistances of the batteries 4.
  • 4 different reference values are set by the manufacturer for the most diverse batteries and that the user has to set the appropriate battery type when starting up the inverter 1 and then the evaluation circuit 20 can access the correct reference value.
  • the evaluation circuit 20 always stores the last determined value, in particular the differential voltage 31, 33, whereupon the evaluation circuit 20 uses this value for the comparison in the case of a new detection cycle, so that if there is a corresponding deviation, a load 3 can be recognized.
  • the inverter 1 it is necessary for the inverter 1 to be activated in idle mode or for the adjustment process to be carried out at the beginning in order to obtain a defined output value.
  • the relationship between the differential voltage 31 in no-load operation and the differential voltage 33 with a load 3 is independent of the connected energy source 2, in particular the battery 4, and thus a primary-side load detection can also be carried out without these components.
  • FIGS. 1, 2, 3, 4; 5; 6, 7, 8 shown form the subject of independent solutions according to the invention.
  • the tasks and solutions according to the invention in this regard can be found in the detailed descriptions of these figures.
  • Inverter Energy source Load Battery Input terminal Input terminal Supply line Supply line Internal resistance Line resistance Transformer Bridge circuit Primary side Secondary side Output terminal Output terminal Control device Load detection system Measuring circuit Evaluation circuit Output voltage Output voltage Input voltage Quiescent voltage Point in time Point in time Point in time Open circuit voltage Differential voltage Load voltage Differential voltage Switching element Capacitor Measuring signal Amplifier

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Abstract

The invention relates to a method for identifying a load (3) that can be connected according to demand to a power inverter (1), and a corresponding load identification system (18). According to the invention, the power inverter (1) is supplied with power, especially with a direct voltage, from a power source (2), especially from a battery (4). The supplied direct voltage is converted by the power inverter (1) via a bridge circuit (12) and a transformer (11) into an alternating voltage for supplying the load (3) that can be connected to the secondary side (14) of the transformer (11). The load identification system (18) detects or determines a voltage fluctuation occurring at the input terminals (5, 6) of the power inverter (1) or detects or determines a strain on the power source (2). At at least two established points in time or measuring points, an actual value of the input voltage is determined and a differential value is subsequently formed which is compared with a predetermined reference value. The power inverter (1) is activated or deactivated when the differential value exceeds or falls short of the reference value.

Description

Verfahren zum Erkennen einer an einen Wechselrichter bedarfsweise anschaltbaren Last und entsprechendes LasterkennungssystemMethod for recognizing a load that can be connected to an inverter as required and corresponding load detection system
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen einer an einem Wechselrichter ange- schlossenen Last sowie ein Lasterkennungssystem für einen Wechselrichter, insbesondere einen Inselwechselπchter, wie dies in den Ansprüchen 1 und 16 beschrieben istThe invention relates to a method for recognizing a load connected to an inverter and to a load detection system for an inverter, in particular an island inverter, as described in claims 1 and 16
Es sind bereits Lasterkennungssysteme bekannt, bei denen an einem Wechselrichter an der Sekundarseite eines Transformators eine Last angeschlossen wird Bei diesen erfolgt die La- sterkennung jedoch auf der Sekundarseite des Transformators in Form einer einfachenLoad detection systems are already known in which a load is connected to an inverter on the secondary side of a transformer. In these, however, the load detection takes place on the secondary side of the transformer in the form of a simple one
Strommessung Nachteilig ist hierbei, daß aufgrund der galvanischen Trennung durch den Transformator die Steuersignale für eine Steuervorrichtung unter großem Aufwand wiederum galvanisch getrennt auf die Pπmarseite des Transformators für eine Steuerung bzw Regelung übertragen werden müssen und somit erhebliche Kosten entstehen bzw durch den hohen elektronischen Aufwand derartige Wechselrichter sehr empfindlich sindCurrent measurement is disadvantageous here because, due to the galvanic isolation by the transformer, the control signals for a control device have to be transferred in a galvanically isolated manner to the Pπmar side of the transformer for control or regulation at great expense, and thus considerable costs arise or due to the high electronic complexity of such inverters are very sensitive
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Lasterkennungssystem zu schaffen, bei dem ohne zusatzlichen Aufwand für eine galvanischen Trennung eine Last erkannt werden kannThe invention has for its object to provide a method and a load detection system in which a load can be detected without additional effort for galvanic isolation
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die Maßnahmen im Kennzeichenteil des Anspruches 1 gelost Vorteilhaft ist hierbei, daß eine Lasterkennung auf der Pπmarseite des Transformators durchgeführt werden kann Dadurch wird auch keine galvanisch getrennte Rückführung der Signale benotigt und es ist weiters möglich, daß auch geringe Lasten, wie beispielsweise eine 15 Watt Sparlampe, von der Auswerteschaltung ohne großen Aufwand erkannt werden kann, da in einfacher Form die Empfindlichkeit für die Lasterkennung durch Verandern der Schwellwerte oder Referenzwerte bzw der prozentuellen Abweichung eingestellt bzw verändert werden kann Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß bei einer derartigen Lasterkennung auch Lasten erkannt werden können, die nur geringfügige bzw keine Amplitudenerhohung der Belastungskurve der Energiequelle hervorrufen, sondern nur eine Phasenverschiebung verursachen Damit ist eine Nichterkennung geringer Lasten ausgeschlossen Ein wesentlicher Vorteil egt auch dann, daß ein energieeinsparender Betrieb des Wechselrichters erreicht wird, da dieser im Leerlauf nur kurzzeitig für eine Lasterkennung aktiviert wird und somit die Leerlauf Verluste ohne angeschlossener Last verringert bzw sehr klein gehalten werden Da- mit wird ein energieeinsparender Betrieb des Wechselrichters erreicht, sodaß die Betπebsdau- er für einen derartigen Inselwechselrichter, welcher mit einer Batterie betrieben wird, wesentlich erhöht wird. Zusätzlich werden durch die primärseitige Lasterkennung die Leerlaufverluste reduziert, da ein einfacher Schaltungsaufbau mit wenigen Bauelementen und somit mit geringen Leerlaufverlusten geschaffen wurde.This object of the invention is achieved by the measures in the characterizing part of claim 1. It is advantageous here that load detection can be carried out on the pπmar side of the transformer. This also means that no galvanically isolated feedback of the signals is required, and it is also possible that even low loads, such as a 15 watt energy-saving lamp, can be recognized by the evaluation circuit without great effort, since the sensitivity for load detection can be set or changed in a simple form by changing the threshold values or reference values or the percentage deviation.Another advantage is that with a loads of this type can also be used to detect loads which cause only a slight or no increase in the amplitude of the load curve of the energy source, but only cause a phase shift. This means that non-detection of low loads is ruled out. A major advantage also harbors then that an energy-saving operation of the inverter is achieved, since it is only activated for a short time for load detection in idle mode and thus the idle losses without connected load are reduced or kept very small. Energy-saving operation of the inverter is thus achieved, so that the operating time - it is significantly increased for such an island inverter, which is operated with a battery. In addition, the idle losses are reduced by the primary-side load detection, since a simple circuit structure with few components and thus with low idle losses has been created.
Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in den Ansprüchen 2 bis 15 beschrieben. Die sich daraus ergebenden Vorteile sind der Beschreibung zu entnehmen.Further advantageous measures are described in claims 2 to 15. The resulting advantages can be found in the description.
Weiters umfaßt die Erfindung ein Lasterkennungssystem wie es im Anspruch 16 beschrieben ist.The invention further comprises a load detection system as described in claim 16.
Die Aufgabe der Erfindung wird eigenständig auch durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruches 16 gelöst. Vorteilhaft ist hierbei, daß ein derartiges Lasterkennungssystem für jeden aus dem Stand der Technik bekannten Wechselrichter eingesetzt werden bzw. beste - hende Wechselrichter umgerüstet oder nachgerüstet werden können.The object of the invention is also achieved independently by the features in the characterizing part of claim 16. It is advantageous here that such a load detection system can be used for any inverter known from the prior art, or that existing inverters can be converted or retrofitted.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 17 bis 24 beschrieben. Die sich daraus ergebenden Vorteile sind der Beschreibung zu entnehmen.Further advantageous embodiments are described in claims 17 to 24. The resulting advantages can be found in the description.
Die Erfindung wird anschließend durch Ausführungsbeispiele näher beschrieben.The invention is subsequently described in more detail by means of exemplary embodiments.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 ein Schaltungsschema eines Wechselrichters mit dem erfindungsgemäßen Laster- kennungssystem, in vereinfachter, schematischer Darstellung;1 shows a circuit diagram of an inverter with the load detection system according to the invention, in a simplified, schematic representation;
Fig. 2 eine Kennlinie der Ausgangsspannung des Wechselrichters nach Fig. 1. in vereinfachter, schematischer Darstellung;FIG. 2 shows a characteristic curve of the output voltage of the inverter according to FIG. 1 in a simplified, schematic representation;
Fig. 3 eine Kennlinie des Ausgangsstroms des Wechselrichters nach Fig. 1 , in vereinfachter, schematischer Darstellung;3 shows a characteristic curve of the output current of the inverter according to FIG. 1 in a simplified, schematic representation;
Fig. 4 eine Kennlinie der Eingangssignale des Wechselrichters nach Fig. 1 , in vereinfachter, schematischer Darstellung; Fig 5 ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel eines Schaltungsschemas eines Wechselrichters mit dem erfindungsgemaßen Lasterkennungssystem, in vereinfachter, schemati scher Darstellung,4 shows a characteristic curve of the input signals of the inverter according to FIG. 1 in a simplified, schematic representation; 5 shows a further exemplary embodiment of a circuit diagram of an inverter with the load detection system according to the invention, in a simplified, schematic representation,
Fig 6 ein Ausfuhrungsbeispiel des Lasterkennungssystems für einen Wechselrichter nach Fig 1 oder 5, in vereinfachter, schematischer Darstellung,6 shows an exemplary embodiment of the load detection system for an inverter according to FIG. 1 or 5, in a simplified, schematic illustration,
Fig 7 eine Kennlinie der Ausgangsspannung des Wechselrichters nach Fig 1 oder 5, in vereinfachter, schematischer Darstellung,7 shows a characteristic curve of the output voltage of the inverter according to FIG. 1 or 5, in a simplified, schematic representation,
Fig 8 eine Kennlinie der Eingangssignale des Lasterkennungssystems nach Fig 6, in vereinfachter, schematischer Darstellung8 shows a characteristic curve of the input signals of the load detection system according to FIG. 6 in a simplified, schematic representation
Einführend wird festgehalten, daß gleiche Teile der einzelnen Ausfuhrungsbeispiele mit glei- chen Bezugszeichen versehen werden Die in den einzelnen Ausfuhrungsbeispielen angegebenen Lageangaben sind bei einer Lageanderung sinngem ß auf die neue Lage zu übertragenIn the introduction, it is stated that the same parts of the individual exemplary embodiments are provided with the same reference numerals. The position information given in the individual exemplary embodiments is to be applied accordingly to the new position in the event of a change in position
In den Fig 1 bis 4 ist ein Ausfuhrungsbeispiel eines Wechselrichters 1 , insbesondere eines Inselwechselπchters, mit einem Lasterkennungssystem, sowie zeitlich verlaufenden Span- nungs- und Stromsignalen dargestellt1 to 4 show an exemplary embodiment of an inverter 1, in particular an island inverter, with a load detection system and voltage and current signals that run over time
Der Wechselrichter 1 hat die Aufgabe eine aus einer Energiequelle 2 gelieferte Gleichspannung, beispielsweise eine Gleichspannung in der Hohe von 12V= oder 24V=, in eine Wechselspannung zum Versorgen einer Last 3, insbesondere einer Wechselspannungslast, mit ei- nem Effektivwert von in etwa 230V-, umzuwandeln Da eine derartige Versorgung der Last 3 mit einer Wechselspannung von beispielsweise 230V- aus der Energiequelle 2, insbesondere einer Batterie 4 mit einer Gleichspannung von beispielsweise 12V=, aus dem Stand der Technik bereits bekannt ist, wird auf das Funktionsprmzip des Wechselrichters 1 , insbesondere auf die Spannungserhohung, nicht naher eingegangenThe inverter 1 has the task of supplying a direct voltage supplied by an energy source 2, for example a direct voltage in the amount of 12V = or 24V =, to an alternating voltage for supplying a load 3, in particular an alternating voltage load, with an effective value of approximately 230V to convert Since such a supply of the load 3 with an alternating voltage of, for example, 230V from the energy source 2, in particular a battery 4 with a direct voltage of, for example, 12V =, is already known from the prior art, the functional principle of the inverter 1, in particular on the voltage increase, not discussed in more detail
Bei dem schematisch dargestellten Ausfuhrungsbeispiel ist der Wechselrichter 1 über Eingangsklemmen 5, 6 und Versorgungsleitungen 7, 8 mit der Energiequelle 2, insbesondere mit der Batterie 4, verbunden, wobei in die Versorgungsleitungen 7, 8 schematisch ein Innenwiderstand 9 der Batterie 4 und ein Leitungswiderstand 10 der Versorgungsleitungen 7, 8 einge- zeichnet sind Beim Wechselrichter 1 sind der Einfachheit wegen nur die wichtigsten Komponenten dargestellt Der Wechselrichter 1 umfaßt zur Übertragung von Energie einen Transformator 1 1 über welchen die sekundarseitige Last 3 galvanisch vom Pπmarstromkreis getrennt wird, und eine Bruckenschaltung 12, insbesondere eine Vollbrucke, wobei in die Mittelpunkte der bei- den Bruckenzweige eine Pπmarseite 1 des Transformators 1 1 geschaltet ist Weiters ist inIn the exemplary embodiment shown schematically, the inverter 1 is connected to the energy source 2, in particular the battery 4, via input terminals 5, 6 and supply lines 7, 8, an internal resistance 9 of the battery 4 and a line resistance 10 being shown schematically in the supply lines 7, 8 of the supply lines 7, 8 are shown In the case of the inverter 1, only the most important components are shown for the sake of simplicity. The inverter 1 comprises, for the transmission of energy, a transformer 1 1 via which the secondary load 3 is galvanically separated from the primary circuit, and a bridge circuit 12, in particular a full bridge, with the center of the both bridge branches a Pπmar side 1 of the transformer 1 1 is connected
Serie zur Primärwicklung bzw Pπmarseite 13 des Transformators 1 1 eine Drossel angeordnet An einer Sekundärwicklung bzw Sekundarseite 14 des Transformators 1 1 kann über Ausgangsklemmen 15, 16 die Last 3 angeschlossen werden, wobei bei aktiviertem Wechselrichter 1 an den Ausgangsklemmen 15, 16 eine Energieversorgung der Last 3 mit einer Wech- selspannung von beispielsweise 230V- ermöglicht ist Die Steuerung bzw Regelung desSeries to the primary winding or Pπmarseite 13 of the transformer 1 1 a choke arranged On a secondary winding or secondary side 14 of the transformer 1 1, the load 3 can be connected via output terminals 15, 16, with an activated power supply to the load at the output terminals 15, 16 3 with an AC voltage of, for example, 230V. The control of the
Wechselrichters 1 , insbesondere der Bruckenschaltung 12, wird von einer Steuervorrichtung 17, insbesondere einer Mikroprozessorsteuerung, vorgenommen, wobei die Schaltelemente der Bruckenschaltung 12 schematisch mit der Steuervorrichtung 17 verbunden sind Die weiteren für ein derartiges System bzw für einen derartigen Wechselrichter 1 benotigten Kom- ponenten, wie beispielsweise Stutzkondensatoren, Kurzschlußerkennungsvorrichtungen usw , wurden nicht dargestelltThe inverter 1, in particular the bridge circuit 12, is undertaken by a control device 17, in particular a microprocessor control, the switching elements of the bridge circuit 12 being schematically connected to the control device 17. The further components required for such a system or for such an inverter 1, such as bypass capacitors, short circuit detection devices, etc. have not been shown
Zwischen den Eingangsklemmen 5, 6, also im Energieversorgungskreis der Pπmarseite 13 des Transformators 1 1 , ist nunmehr ein erfindungsgemaßes Lasterkennungssystem 18 ange- ordnet Das Lasterkennungssystem 18 wird durch eine Meßschaltung 19 und eine Auswerteschaltung 20 gebildet Dabei ist es auch möglich, daß die Auswerteschaltung 20 direkt in der Steuervorrichtung 17 integriert ist Die Funktion des Lasterkennungssystems 18 wird anschließend anhand der dargestellten Kurvendiagramme der Fig 2 bis 4 beschrieben Hierzu ist im Diagramm nach Fig 2 eine an den Ausgangsklemmen 15, 16 anliegende sinusförmige Ausgangsspannung 21 und in Fig 3 ein zwischen den Ausgangsklemmen 15, 16 fließender sinusförmiger Ausgangsstrom 22 im Leerlauffall, also ohne angeschlossener Last 3, dargestellt In Fig 4 ist eine Eingangsspannung 23 bzw die Spannung an der Batterie 4 dargestellt welche an den Eingangsklemmen 5, 6 von der Meßschaltung 19 erfaßt wirdA load detection system 18 according to the invention is now arranged between the input terminals 5, 6, that is to say in the energy supply circuit of the pπmar side 13 of the transformer 11. The load detection system 18 is formed by a measuring circuit 19 and an evaluation circuit 20. It is also possible for the evaluation circuit 20 is integrated directly in the control device 17. The function of the load detection system 18 is subsequently described with the aid of the curve diagrams shown in FIGS. 2 to 4. For this purpose, the diagram in FIG. 2 shows a sinusoidal output voltage 21 present at the output terminals 15, 16 and in FIG 15, 16 flowing sinusoidal output current 22 in the no-load condition, that is, without a connected load 3, is shown in FIG. 4, an input voltage 23 or the voltage at the battery 4 is shown, which is detected at the input terminals 5, 6 by the measuring circuit 19
Durch einen derartigen Aufbau eines Inselwechselrichters, insbesondere des WechselrichtersThrough such a construction of an island inverter, in particular the inverter
1 , wird eine Lasterkennung, also eine Unterscheidung zwischen Leerlaufzustand ohne angeschlossener Last 3 und belastetem Zustand mit angeschlossener Last 3 auf der Pπmarseite 1 des Transformators 1 1 realisiert Dadurch wird erreicht, daß - nicht wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist - eine auf der Sekundarseite 14 des Transformators 1 1 durchgeführte La- sterkennung. beispielsweise durch eine Strommessung an den Ausgangsklemmen 15, 16, verwirklicht wird, sondern daß diese direkt auf der Primärseite 13 erfolgt. Das aus dem Stand der Technik bekannte System hat nämlich den großen Nachteil, daß ähnlich der galvanischen Trennung durch den Transformator 1 1 die Meßsignale der Strommessung für die Steuervor- richtungl 7 unter großem Aufwand ebenso galvanisch getrennt auf die Primärseite 13 des Transformators 1 1 , also zur Steuervorrichtung 17, übertragen werden müssen und somit erhebliche Kosten entstehen bzw. durch den hohen elektronischen Aufwand derartige Wechselrichter sehr empfindlich sind.1, a load detection, that is to say a distinction between the idle state without a connected load 3 and a loaded state with a connected load 3 on the pπmar side 1 of the transformer 11 is realized. This ensures that - not as is known from the prior art - one load detection carried out on the secondary side 14 of the transformer 11. for example by measuring the current at the output terminals 15, 16, is realized, but that this takes place directly on the primary side 13. The system known from the prior art has the major disadvantage that, similarly to the galvanic isolation by the transformer 11, the measurement signals for the current measurement for the control device 7 are likewise galvanically isolated on the primary side 13 of the transformer 11, with great effort must be transmitted to the control device 17, and thus considerable costs arise or such inverters are very sensitive due to the high electronic complexity.
Wird der Wechselrichter 1 in Betrieb genommen, also die Energiequelle 2, insbesondere die Batterie 4, über die entsprechend angesteuerten Schaltelemente der Vollbrücke mit demIf the inverter 1 is put into operation, that is to say the energy source 2, in particular the battery 4, via the correspondingly controlled switching elements of the full bridge with the
Wechselrichter 1 verbunden, so erfolgt bei einer angeschlossen Last 3 eine entsprechende Versorgung der Last 3 mit einer Wechselspannung. Dabei wird von der Steuervorrichtung 17 die Brückenschaltung 12 derart angesteuert, daß durch gegengleiches Öffnen bzw. Schließen der Schaltelemente aufeinanderfolgend eine gegenpolige Spannung an die Primärwicklung des Transformators 1 1 gelegt wird. Dadurch kommt eine Energieübertragung auf die Sekundärseite 14 des Transformators 1 1 zustande und kann somit die Last 3 mit Energie versorgt werden. Auf das Funktionsprinzip wird nicht näher eingegangen, da jedes beliebige Steuerbzw. Regel verfahren für einen Wechselrichter 1 und/oder für die Brückenschaltung 12 eingesetzt werden kann.Inverter 1 connected, so when a load 3 is connected, the load 3 is appropriately supplied with an AC voltage. The control device 17 controls the bridge circuit 12 in such a way that an opposite pole voltage is successively applied to the primary winding of the transformer 11 by opening or closing the switching elements in opposite directions. This results in an energy transfer to the secondary side 14 of the transformer 11 and the load 3 can thus be supplied with energy. The principle of operation will not be discussed in detail, since any tax or Control method can be used for an inverter 1 and / or for the bridge circuit 12.
Erfindungsgemäß ist nunmehr vorgesehen, daß primärseitig zum Transformator 1 1 eine Lasterkennung für die an der Sekundärseite 14 angeschlossene Last 3 durchgeführt wird, d.h., daß vom Lasterkennungssystem 18 überprüft wird, ob an den Ausgangsklemmen 15, 16 eine Last 3 angeschlossen ist oder nicht. Dabei ist es möglich, daß die Last 3 beispielsweise durch eine Glühlampe, Sparlampe oder einen sonstigen Wechselspannungsverbraucher gebildet ist und entweder direkt mit den Ausgangsklemmen 15, 16 verbunden ist oder unter Zwischenschaltung einer Schaltvorrichtung, wie beispielsweise einem Lichtschalter wahlweise von einem Benutzer an den Wechselrichter 1 geschaltet werden kann.According to the invention, it is now provided that a load detection for the load 3 connected to the secondary side 14 is carried out on the primary side of the transformer 11, i.e. that the load detection system 18 checks whether a load 3 is connected to the output terminals 15, 16 or not. It is possible that the load 3 is formed, for example, by an incandescent lamp, energy-saving lamp or another AC voltage consumer and is either connected directly to the output terminals 15, 16 or with the interposition of a switching device, such as a light switch, optionally by a user to the inverter 1 can be switched.
Um eine entsprechende primärseitige Lasterkennung durchführen zu können, wird periodisch von der Steuervorrichtung 17 der Wechselrichter 1 , insbesondere die Brückenschaltung 12, aktiviert, d.h., daß nach dem Aktivieren des Wechselrichters 1 zuerst eine Lasterkennung durchgeführt wird, sodaß festgestellt werden kann, ob ein entsprechender Stromfluß im Ausgangskreis, also über die Ausgangsklemmen 15. 16, stattfindet oder nicht. Wurde dabei keine Last 3 erkannt, so werden die Brückenschaltung 12 und die weiteren Komponenten des Wechselπchters 1 wieder deaktiviert und nach Ablauf einer festgelegten, voreinstellbaren Zeitdauer wird eine neuerliche Lasterkennung durchgeführt Die Zeitabstande für die periodische Aktivierung der Bruckenschaltung 12 und der weiteren nicht dargestellten Komponenten können vom Benutzer voreingestellt werden bzw sind diese vom Hersteller voreingestellt und liegen bevorzugt in einem derartigen Bereich, daß der Benutzer eine Verzögerung bei derIn order to be able to carry out a corresponding primary-side load detection, the control device 17 periodically activates the inverter 1, in particular the bridge circuit 12, that is to say that after the activation of the inverter 1, a load detection is carried out first, so that it can be determined whether a corresponding current flow in the output circuit, that is to say via the output terminals 15, 16, takes place or not. If no load 3 was identified, the bridge circuit 12 and the other components of the Switch 1 is deactivated again and a new load detection is carried out after a predetermined, presettable period of time has elapsed. The time intervals for the periodic activation of the bridge circuit 12 and the other components (not shown) can be preset by the user or these are preset by the manufacturer and are preferably in such a range that the user has a delay in
Anschaltung der Last 3 an den Wechselrichter 1 nicht bemerkt Durch eine derartige periodische, kurzzeitige Aktivierung kann eine erhebliche Energieeinsparung erreicht werden, wo durch eine längere Betriebsdauer mit derselben Batterie 4 möglich istConnection of the load 3 to the inverter 1 is not noticed. Such a periodic, short-term activation can achieve considerable energy savings, where a longer operating time with the same battery 4 is possible
Wird von der Steuervorrichtung 17 und dem Lasterkennungssystem 18 eine Lasterkennung durchgeführt, so entsteht aufgrund der Aktivierung des Wechselrichters 1 , insbesondere der Bruckenschaltung 12. ein Strom- und Spannungsfluß vom positiven Potential der Energiequelle 2 in abwechselnden Richtungen über die Pπmarseite 13 des Transformators 1 1 und die Drossel zum negativen Potential der Energiequelle 2, wobei auch die entsprechende sinus- formige Ausgangsspannung 21 und der entsprechende Ausgangsstrom 22 entstehenIf the control device 17 and the load detection system 18 carry out a load detection, the activation of the inverter 1, in particular the bridge circuit 12, results in a current and voltage flow from the positive potential of the energy source 2 in alternating directions via the polar side 13 of the transformer 11 and the choke to the negative potential of the energy source 2, the corresponding sinusoidal output voltage 21 and the corresponding output current 22 also being produced
Die Meßschaltung 19 überwacht dabei standig bzw kontinuierlich die Eingangsspannung 23 an den Eingangsklemmen 5, 6, bzw die Batteriespannung, wobei bei nicht aktivierter Bruk- kenschaltung 12 eine Ruhespannung 24, wie stπchliert dargestellt, ohne wesentliche Storsi- gnale bzw Spannungseinbruche erfaßt wird Aufgrund einer induktiven Belastung des Wechselrichters 1 bzw des Transformators 1 1 oder einer mit stπchherten Linien angedeuteten kapazitiven Belastung durch einen Kondensator entsteht bei aktivierter Bruckenschaltung 12 ein entsprechender Spannungsabfall an der Energiequelle 2 Weiters wird durch die induktive oder kapazitive Belastung eine Phasenverschiebung zwischen der Spannung und dem Strom am Ausgang um in etwa 90° hervorgerufen, wie dies zu Zeitpunkten 25 bis 29 zwischen derThe measuring circuit 19 constantly or continuously monitors the input voltage 23 at the input terminals 5, 6 or the battery voltage, and when the bridge circuit 12 is not activated, a no-load voltage 24, as shown in a stippled manner, is detected without significant interference signals or voltage drops due to an inductive one Loading the inverter 1 or the transformer 11 or a capacitive loading indicated by dashed lines by a capacitor results in a corresponding voltage drop at the energy source 2 when the bridge circuit 12 is activated. Furthermore, the inductive or capacitive loading causes a phase shift between the voltage and the current at the output caused by approximately 90 °, as at times 25 to 29 between the
Ausgangsspannung und dem Ausgangsstrom ersichtlich ist Demnach tritt bei der maximalen Spannungsamplitude gleichzeitig ein Stromnulldurchgang aufOutput voltage and the output current can be seen. Accordingly, a current zero crossing occurs simultaneously at the maximum voltage amplitude
Durch den zusatzlichen ohmschen Innenwiderstand 9 der Batterie 4 und den Leitungswider- stand 10 der Versorgungsleitungen 7, 8 auf der Pπmarseite 13 des Transformators 1 1 entsteht auch ein ohmscher Spannungsabfall an der Batterie 4 infolge einer Belastung derselben durch den Wechselrichter 1 Dabei ist es beispielsweise auch möglich, daß im Pπmarversorgungs- kreis des Transformators 1 1 ein Vorwiderstand angeordnet wird, wodurch eine definierte Mindestbelastung erzielt werden kann Insbesondere wird eine sinusahn che Veränderung der Klemmenspannung bzw eine sinusahnhche Ausgangskurve, insbesondere eine Leerlaufspan- nung 30, an der Batterie 4 bzw an den Eingangsklemmen 5, 6 bewirkt und gemessen, wobei diese eine zur erzeugten Ausgangsspannung 21 doppelte Frequenz, beispielsweise von 100 Hz. aufweist Diese sinusahnhch schwankende Batteriespannung wird von der Meßschaltung 19 an den Eingangsklemmen 5, 6 erfaßt und an die Auswerteschaltung 20 weitergeleitet Dazu ist es möglich, daß die Meßschaltung 12 beispielsweise durch eine Widerstandsbrucke gebildet wirdThe additional ohmic internal resistance 9 of the battery 4 and the line resistance 10 of the supply lines 7, 8 on the pπmar side 13 of the transformer 11 also result in an ohmic voltage drop on the battery 4 as a result of a load on the battery 4 by the inverter 1 possible that a series resistor is arranged in the primary supply circuit of the transformer 11, whereby a defined minimum load can be achieved. In particular, a sinusoidal change in the terminal voltage or a sinusoidal output curve, in particular an open circuit voltage voltage 30, on the battery 4 or on the input terminals 5, 6 and measured, which has a double frequency to the generated output voltage 21, for example of 100 Hz. This sine wave fluctuating battery voltage is detected by the measuring circuit 19 at the input terminals 5, 6 and forwarded to the evaluation circuit 20 For this purpose, it is possible for the measuring circuit 12 to be formed, for example, by a resistance bridge
Der lastbedingte Spannungsabfall ist in Fig 4 anhand der in vollen Linien dargestellten Leerlaufspannung 30 gegenüber der konstanten Ruhespannung 24 erkennbar Durch die erfolgte Änderung von der Ruhespannung 24 auf die schwankende Leerlaufspannung 30 kann dieThe load-related voltage drop can be seen in FIG. 4 on the basis of the open-circuit voltage 30 shown in full lines compared to the constant open-circuit voltage 24. The change from the open-circuit voltage 24 to the fluctuating open-circuit voltage 30 enables the
Auswerteschaltung 20 erkennen, daß eine Lasterkennung durchgeführt werden soll Die Auswerteschaltung 20 wertet nunmehr die entstehende Spannungsschwankung der Energiequelle 2 an den Eingangsklemmen 5, 6 des Wechselrichters 1 1 aus und zwar derart, daß zumindest zwei Spannungswerte zu zumindest zwei unterschiedlichen Zeitpunkten 25 bis 29 bzw Meß- punkten, insbesondere zu den Zeitpunkten 26 und 27, ermittelt werden, worauf ein Vergleich mit hinterlegten Referenzwerten bzw Sollwerten durchgeführt wird Dabei werden die Zeitpunkte 26 und 27 für die Ermittlung der Spannungswerte an die doppelte Frequenz zur Ausgangsspannung 21 abgestimmt, wodurch erreicht wird, daß aufgrund der gebildeten Leerlaufspannung 30 mit der doppelten Frequenz zur Ausgangsspannung 21 immer sichergestellt ist, daß zwei unterschiedliche Spannungswerte ermittelt werden können und somit eine Sprungbewertung, also eine Minimum/Maximum Auswertung der Spannungsbelastung, durchgeführt werden kann Selbstverständlich ist es möglich, daß zu mehreren Zeitpunkten 25 bis 29 eine Erfassung der Eingangsspannung, insbesondere der Spannungswerte der Batterie, durchgeführt wirdEvaluation circuit 20 recognize that a load detection is to be carried out. Evaluation circuit 20 now evaluates the voltage fluctuation which occurs at energy source 2 at input terminals 5, 6 of inverter 11 in such a way that at least two voltage values at at least two different times 25 to 29 or measurement - Points, in particular at times 26 and 27, are determined, whereupon a comparison with stored reference values or setpoints is carried out. In this case, times 26 and 27 for determining the voltage values are matched to twice the frequency for output voltage 21, thereby achieving that due to the open circuit voltage 30 formed at twice the frequency of the output voltage 21, it is always ensured that two different voltage values can be determined and thus a step evaluation, that is to say a minimum / maximum evaluation of the voltage load, can be carried out as a matter of course ch, it is possible for the input voltage, in particular the voltage values of the battery, to be recorded at a plurality of times 25 to 29
Insbesondere betragt die Meßfrequenz zwischen aufeinanderfolgenden Messungen zur Ermittlung des Spannungsabfalles ein Vierfaches der Frequenz der Ausgangsspannung 21 des Wechselrichters 1 Bevorzugt werden zwei aufeinanderfolgende Spannungsmessungen z B zu den Zeitpunkten 26 und 27 im Abstand von Pι/2 der Periodendauer der Ausgangsspannung 21 des Wechselrichters durchgeführt, d h aufeinanderfolgende Spannungsmessungen werden innerhalb eine Zeitspanne, welche ein Viertel der Periodendauer der Ausgangsspannung 21 betragt, vorgenommen Zudem wird auf eine Synchronisation der Meßzeitpunkte mit den Nulldurchgangen oder den Scheitel werten der Ausgangsspannung 21 oder auch des Ausgangsstromes 22 geachtet, um die Maximalwerte der Spannungseinbruche der Batterie 4 er- mittein zu können Die Ermittlung der Eingangsspannungs-Istwerte, insbesondere der Spannungswerte, für den Vergleich mit den Referenzwerten kann derart erfolgen, daß ein Differenzwert, insbesondere eine Differenzspannung 31 , der ermittelten Spannungswerte zu den festgelegten Meßpunkten bzw. zu den Zeitpunkten 26, 27 errechnet wird, welcher anschließend von der Auswerte - Schaltung 20 mit einem festgelegten Referenzwert verglichen wird. Überschreitet nunmehr dieses Ergebnis einen vorgegebenen Schwellwert bzw. Referenzwert, so erkennt die Auswerteschaltung 20, daß eine Last 3 am Wechselrichter 1 angeschlossen ist und aktiviert den Wechselrichter 1 dauerhaft. Selbstverständlich ist es möglich, daß die Auswertung in Form von prozentuellen Abweichungen von einem Referenzwert durchgeführt wird, d.h., daß bei Überschreiten oder Erreichen einer festgelegten prozentuellen Abweichung der Spannungseinbrüche an der Batterie 4 oder aber auch bei Über- bzw. Unterschreitung eines oberen und/oder oberen Schwellwertes wiederum eine Last 3 erkannt wird.In particular, the measurement frequency between successive measurements for determining the voltage drop is four times the frequency of the output voltage 21 of the inverter 1 Successive voltage measurements are carried out within a period of time, which amounts to a quarter of the period of the output voltage 21 to be able to The input voltage actual values, in particular the voltage values, can be determined for comparison with the reference values in such a way that a difference value, in particular a differential voltage 31, of the determined voltage values is calculated at the specified measuring points or at times 26, 27, which is then subsequently is compared by the evaluation circuit 20 with a fixed reference value. If this result now exceeds a predetermined threshold value or reference value, the evaluation circuit 20 recognizes that a load 3 is connected to the inverter 1 and activates the inverter 1 permanently. Of course, it is possible that the evaluation is carried out in the form of percentage deviations from a reference value, that is to say that if the predetermined percentage deviation in the voltage dips on the battery 4 is exceeded or reached, or if the upper and / or lower values are exceeded or undershot a load 3 is detected in the upper threshold value.
Es wird nunmehr angenommen, daß kein Verbraucher bzw. keine Last 3 am Wechselrichter 1 angeschlossen ist, wie auch die Bezeichnung Leerlaufspannung 30 aussagt, sodaß von derIt is now assumed that no consumer or no load 3 is connected to the inverter 1, as is also indicated by the designation open circuit voltage 30, so that the
Auswerteschaltung 20 keine Abweichung bzw. nur eine geringfügige Abweichung, welche beispielsweise aufgrund einer Widerstandsänderung der Batterie 4 oder von Streuverlusten des Transformators 1 1 zustande kommt, vorhanden ist und somit keine Überschreitung des festgelegten Schwellwertes bzw. der prozentuellen Abweichung vorliegt. Die Auswerte- Schaltung 20 übersendet daraufhin ein Signal an die Steuervorrichtung 17, mit welchem dieser mitgeteilt wird, daß keine Last 3 an den Ausgangsklemmen 15, 16 angeschlossen ist. Die Steuervorrichtung 17 deaktiviert daraufhin die Brückenschaltung 20, wodurch eine unnötige Belastung der Batterie 4 vermieden und somit eine erhebliche Energieeinsparung erzielt wird.Evaluation circuit 20 no deviation or only a slight deviation, which occurs, for example, due to a change in resistance of the battery 4 or from leakage losses of the transformer 11, is present and there is therefore no exceeding of the defined threshold value or the percentage deviation. The evaluation circuit 20 then sends a signal to the control device 17, with which it is informed that no load 3 is connected to the output terminals 15, 16. The control device 17 then deactivates the bridge circuit 20, as a result of which an unnecessary load on the battery 4 is avoided and considerable energy savings are thus achieved.
Aktiviert ein Benutzer einen Verbraucher bzw. wird eine Last 3 an die Ausgangsklemmen 15,If a user activates a consumer or a load 3 is applied to the output terminals 15,
16 angeschlossen, so erfolgt nach Ablauf der Stand-by-Phase des Wechselrichters 1 eine neuerliche Lasterkennung, bei der nunmehr diese Last 3 von der Auswerteschaltung 20 erkannt wird. Dies erfolgt derart, daß wie zuvor beschrieben, der Lasterkennungszyklus ausgeführt wird.16 connected, after the standby phase of the inverter 1 has ended, a new load detection takes place, in which this load 3 is now recognized by the evaluation circuit 20. This is done in such a way that the load detection cycle is carried out as previously described.
Aufgrund des sich nunmehr über die Last 3 ausbildenden Stromflusses, wird im Gesamtsystem des Wechselrichters 1 eine stärkere Strombelastung der Batterie 4 hervorgerufen. Dieser zusätzliche Stromfluß tritt deshalb auf, da jeder Verbraucher bzw. jede Last 3 einen ohmschen oder induktiven oder kapazitiven Widerstand bzw. Wechsel ström widerstand aufweist, der zu einem entsprechenden Stromfluß führt, der den Stromfluß im Vergleich zum Leerlaufzustand ubersteigt Das Anschließen der Last 3 an den Ausgangsklemmen fuhrt auch zu einem erhöhten Spannungsabfall an der Energiequelle 2 Dadurch wird eine höhere Belastung der Energiequelle 2, insbesondere der Batterie 4, erkannt, da ein stärkerer sinusahnlicher Einbruch der Eingangsspannung 23 an den Eingangsklemmen 5, 6 auftritt Diese Einbrüche sind in Fig 4 in Form einer Lastspannung 32 verdeutlicht Die Auswerteschaltung 20 wertet wiederum zu den Zeitpunkten 26, 27 die auftretenden Spannungswerte aus und bildet wiederum eine Differenzspannung 33, insbesondere einen Differenzwert, welcher mit dem Soll- bzw Referenzoder Maximalwert verglichen wirdDue to the current flow that is now formed via the load 3, a greater current load on the battery 4 is caused in the overall system of the inverter 1. This additional current flow occurs because each consumer or load 3 has an ohmic or inductive or capacitive resistance or alternating current resistance, which leads to a corresponding current flow, the current flow compared to the idle state The connection of the load 3 to the output terminals also leads to an increased voltage drop at the energy source 2, which means that a higher load on the energy source 2, in particular the battery 4, is recognized, since there is a greater sinusoidal drop in the input voltage 23 at the input terminals 5, 6 These dips are illustrated in FIG. 4 in the form of a load voltage 32. The evaluation circuit 20 in turn evaluates the voltage values that occur at times 26, 27 and in turn forms a differential voltage 33, in particular a differential value, which is compared with the nominal or reference or maximum value
Durch die Erhöhung der Gesamtbelastung und die damit einhergehende Steigerung des Differenzwertes erfolgt eine Überschreitung dieses Differenzwertes über einen festgelegten Referenzwert oder Schwellwert oder einer vorbestimmten prozentuellen Maximalabweichung wodurch die Auswerteschaltung 20 die Last 3 am Ausgang des Wechselrichters 1 erkennt Dieses Auswertungsergebnis wird über ein entsprechendes Signal an die Steuervorrichtung 17 weitergeleitet, worauf von der Steuervorrichtung 17 ein sogenannter Dauerbetrieb des Wechselrichters 1 eingestellt wird, d h , daß samtliche Komponenten, insbesondere die Bruckenschaltung 12, weiterhin aktiviert bleiben und somit eine Energieversorgung der Last 3 sichergestellt istBy increasing the total load and the associated increase in the difference value, this difference value is exceeded via a defined reference value or threshold value or a predetermined percentage maximum deviation, as a result of which the evaluation circuit 20 detects the load 3 at the output of the inverter 1. This evaluation result is transmitted to the Forwarded control device 17, whereupon the control device 17 sets a so-called continuous operation of the inverter 1, ie that all components, in particular the bridge circuit 12, remain activated and thus an energy supply to the load 3 is ensured
Durch ein derartiges Verfahren ist es nunmehr möglich, daß eine Lasterkennung auf der Pπ- marseite 13 des Transformators 1 1 durchgeführt werden kann Dadurch wird auch keine galvanisch getrennte Rückführung der Signale bzw der Meßsignale an die Steuervorrichtung 17 benotigt und es ist weiters möglich, daß auch geringe Lasten 3 wie beispielsweise eine 15 Watt Sparlampe von der Auswerteschaltung 20 erkannt werden können, da die Empfindhch- keit der Lasterkennung durch Verandern der Schwellwerte bzw der prozentuellen, maximalenSuch a method now makes it possible for load detection to be carried out on the polar side 13 of the transformer 11. This means that there is no need for any galvanically isolated feedback of the signals or the measurement signals to the control device 17, and it is also possible that Low loads 3, such as a 15 watt energy-saving lamp, can be recognized by the evaluation circuit 20, since the sensitivity of the load detection is caused by changing the threshold values or the percentage, maximum
Abweichung eingestellt bzw verändert werden kannDeviation can be set or changed
Weiters hat sich in vorteilhafter Weise gezeigt, daß zur Inbetriebnahme des Wechselrichters 1 oder nach längerer Verwendung der gleichen Energiequelle 2, insbesondere der Batterie 4, ein Abgleichzyklus für die Ermittlung des Gesamtwiderstandes und somit der Referenzwert bzwFurthermore, it has been shown in an advantageous manner that for the commissioning of the inverter 1 or after longer use of the same energy source 2, in particular the battery 4, a calibration cycle for determining the total resistance and thus the reference value or
Sollwerte oder Schwellwerte durchgeführt werden kann Dieser Abgleichzyklus wird noch genauer erläutertTarget values or threshold values can be carried out. This adjustment cycle is explained in more detail
Damit auch eine Deaktivierung des Verbrauchers bzw eine Trennung der Last 3 erkannt wird, wird von der Auswerteschaltung 20 eine kontinuierliche Überwachung der Eingangsspannung 23 durchgeführt, d.h.. daß beispielsweise in gewissen voreinstellbaren Zeitabständen eine neuerliche Auswertung der Differenzspannung 33. insbesondere des Differenzwertes, und ein anschließender Vergleich mit dem Sollwert durchgeführt wird, sodaß bei Unterschreiten des Referenzwertes bzw. der prozentuellen Abweichung erkannt werden kann, daß die Last 3 de- aktiviert wurde und somit von der Steuervorrichtung 17 durch ein Signal von der Auswerteschaltung 20 der Dauerbetrieb wieder aufgehoben wird.So that a deactivation of the consumer or a separation of the load 3 is also recognized, the evaluation circuit 20 continuously monitors the input voltage 23 carried out, ie. that, for example, a certain evaluation of the differential voltage 33. in particular the differential value, and a subsequent comparison with the target value is carried out at certain preset time intervals, so that when the reference value or the percentage deviation is undershot, it can be recognized that the load 3 has been deactivated and continuous operation is thus canceled by control device 17 by means of a signal from evaluation circuit 20.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in Fig. l wurde ein sogenannter Niederfrequenz - Wechselrichter 1 mit einer Frequenz der Ausgangsspannung von beispielsweise 50 Hz be- schrieben.In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, a so-called low-frequency inverter 1 with a frequency of the output voltage of, for example, 50 Hz has been described.
In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Wechselrichters 1 gezeigt, bei dem nunmehr ein Hochfrequenz - Wechselrichter 1 dargestellt ist, wobei für die gleichen Teile bzw. Bauelemente die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Die Funktion für die primärsei- tige Lasterkennung entspricht dabei der Funktionsbeschreibung zu den Fig. 1 bis 4. Das Lasterkennungssystem 18 ist wiederum mit den Eingangsklemmen 5, 6 des Wechselrichters 1 verbunden.5 shows a further exemplary embodiment of an inverter 1, in which a high-frequency inverter 1 is now shown, the same reference numerals being used for the same parts or components. The function for the primary-side load detection corresponds to the functional description for FIGS. 1 to 4. The load detection system 18 is in turn connected to the input terminals 5, 6 of the inverter 1.
Bei dem dargestellten Hochfrequenz - Wechselrichter 1 handelt es sich um einen aus dem Stand der Technik bekannten Wechselrichter 1 , wodurch auf das Funktionsprinzip diesesThe illustrated high-frequency inverter 1 is an inverter 1 known from the prior art, as a result of which it works on the principle of operation
Wechselrichters 1 nicht näher eingegangen wird. Selbstverständlich ist es möglich, daß jeder beliebige Hochfrequenz- oder Niederfrequenz - Wechselrichter 1 mit dem erfindungsgemäßen primärseitigen Lasterkennungssystem 18 ausgestattet werden kann.Inverter 1 is not discussed in detail. Of course, it is possible that any high-frequency or low-frequency inverter 1 can be equipped with the primary-side load detection system 18 according to the invention.
Diesem Wechselrichter 1 ist wiederum eine Energiequelle 2, insbesondere eine Batterie 4 zugeordnet, wobei diese nunmehr mit einem Hochfrequenz - Transformator 1 1 , beispielsweise für eine Frequenz zwischen 20 bis 40 kHz, und einem Schaltelement 34 verbunden ist. Das Schaltelement 34 zerhackt die gelieferte Gleichspannung in eine hochfrequente Spannung, welche über den Transformator 1 1 auf die Sekundärseite 14 übertragen wird. Nachfolgend wird diese hochfrequente Spannung gleichgerichtet und einer Brückenschaltung 12, insbesondere einer Vollbrücke, zugeführt. Die Ansteuerung des Schaltelementes 34 erfolgt in einer Art und Weise, daß die Spannung im Zwischenkreis, also am Eingang der Brückenschaltung 12 möglichst konstant gehalten wird.This inverter 1 is in turn assigned an energy source 2, in particular a battery 4, which is now connected to a high-frequency transformer 11, for example for a frequency between 20 to 40 kHz, and a switching element 34. The switching element 34 chops the DC voltage supplied into a high-frequency voltage, which is transmitted to the secondary side 14 via the transformer 11. This high-frequency voltage is subsequently rectified and fed to a bridge circuit 12, in particular a full bridge. The switching element 34 is activated in such a way that the voltage in the intermediate circuit, that is to say at the input of the bridge circuit 12, is kept as constant as possible.
Von der Brückenschaltung 12 wird die gelieferte Spannung durch taktweises Öffnen und Schließen zweier Schaltelemente an die in den Mittelpunkten des linken und rechten Bruk- kenzweiges über die Ausgangsklemmen 15, 16 angeschlossene Last 3 in Form einer Wechselspannung angelegt Dabei ist es möglich, daß entsprechende Drosseln vorgeschaltet werden Zwischen die beiden Ausgangsklemmen 15. 16 wird nunmehr ein kapazitives Bauele- ment, insbesondere ein Kondensator 35, geschaltet, wodurch eine annähernd sinusförmigeThe voltage supplied by the bridge circuit 12 is opened in cycles and Closing two switching elements to the load 3 connected in the middle of the left and right bridge branch via the output terminals 15, 16 in the form of an alternating voltage. It is possible for appropriate chokes to be connected upstream between the two output terminals 15 Component, in particular a capacitor 35, switched, whereby an approximately sinusoidal
Wechselspannung am Ausgang bzw an die Last 3 angelegt bzw übergeben werden kann Durch dieses kapazitive Bauelement, insbesondere durch den Kondensator 35, wird auch eine Phasenverschiebung, bevorzugt von ca 90°, zwischen dem Ausgangsstrom und der Ausgangsspannung erzeugt, sodaß das entsprechende Steuer- und/oder Regelverfahren, wie es in den Fig 1 bis 4 beschrieben ist, für das pπmarseitige Lasterkennungssystem 18 eingesetzt werden kannAC voltage at the output or to the load 3 can be applied or transferred. This capacitive component, in particular the capacitor 35, also produces a phase shift, preferably of approximately 90 °, between the output current and the output voltage, so that the corresponding control and / or control method, as described in FIGS. 1 to 4, can be used for the load detection system 18 on the pπmar side
In den Fig 6 bis 8 ist ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel für eine erfindungsgemaße pπmarsei- tige Lasterkennung dargestellt, wobei für die gleichen Teile bzw Bauelemente gleiche Be- zugszeichen verwendet werdenFIGS. 6 to 8 show a further exemplary embodiment of a load-side load detection according to the invention, the same reference symbols being used for the same parts or components
Dabei ist in Fig 6 lediglich ein Ersatzschaltbild in Form eines Blockschaltbildes des Lasterkennungssystems 18 gezeigt, welches mit den Eingangsklemmen 5, 6 eines Wechselrichters 1 verbunden ist In Fig 7 ist ein Signal verlauf einer Ausgangsspannung 21 für eine Last 3 und in Fig 8 ist ein Signal verlauf eines Meßsignals, welches am Eingang der AuswerteschaltungIn this case, only an equivalent circuit diagram in the form of a block diagram of the load detection system 18 is shown in FIG. 6, which is connected to the input terminals 5, 6 of an inverter 1. FIG. 7 shows a signal of an output voltage 21 for a load 3 and in FIG. 8 is a signal course of a measurement signal, which at the input of the evaluation circuit
20 des Lasterkennungssystems 18 auftritt, dargestellt20 of the load detection system 18 occurs
Das Lasterkennungssystem 18 weist wiederum die Meßschaltung 19 auf, die nunmehr mit einem Verstarker 37, insbesondere einem Umkehrverstarker mit einem Hochpaß, verbunden ist Der Verstarker 37 hat die Aufgabe, das von der Meßschaltung 19 ausgewertete Eingangssignal, insbesondere die Eingangsspannung, wie in den zuvor beschriebenen Figuren, um einen festgelegten Wert zu verstarken und gleichzeitig mittels dem Hochpaß den Gleichspan- nungsanteil auszufiltern Dadurch wird erreicht, daß die Auswerteschaltung 20 nur mehr die sinusahnhche Belastungskurve - gemäß Fig 8 - auswerten mußThe load detection system 18 in turn has the measuring circuit 19, which is now connected to an amplifier 37, in particular a reversing amplifier with a high-pass filter. The amplifier 37 has the task of evaluating the input signal evaluated by the measuring circuit 19, in particular the input voltage, as described above Figures in order to amplify a fixed value and at the same time to filter out the DC voltage component by means of the high-pass filter. This ensures that the evaluation circuit 20 only has to evaluate the sinusoidal load curve - according to FIG. 8
Für die Lasterkennung an der Pπmarseite 13 des Wechselrichters 1 ist es wiederum möglich, daß, wie bereits in den zuvor beschriebenen Fig 1 bis 5, an zumindest zwei Meßpunkten, die durch relativ zur Ausgangsspannung 21 fixierte Zeitpunkte 25 bis 29 fixiert sind und insbesondere durch die Zeitpunkte 26, 27 gebildet werden, das Eingangssignal gemessen bzw die Eingangsspannungs-Istwerte ermittelt werden und über den Verstarker 37 verstärkt der Aus- werteschaltung 20 zugeführt werden. Die Auswerteschaltung 20 bildet einen Differenzwert der beiden gemessenen Spannungswerte und vergleicht diesen mit hinterlegten Referenzwerten oder einer prozentuellen Abweichung von einem festgelegten Wert oder einem Referenzwert und stellt dadurch fest, ob eine Last 3 am Ausgang des Wechselrichters 1 angeschlossen ist. Insbesondere ist bei einem Überschreiten der Vergleichswerte bzw. des Referenzwertes eine Last 3 angeschlossen und wird somit ein Betrieb des Wechselrichters 1 eingeleitet oder bei gegenteiligem Ergebnis der aktive Betrieb beendet.For the load detection on the Pπmar side 13 of the inverter 1, it is in turn possible that, as already in the previously described FIGS. 1 to 5, at at least two measuring points, which are fixed by times 25 to 29 fixed relative to the output voltage 21 and in particular by the Times 26, 27 are formed, the input signal is measured or the input voltage actual values are determined, and the amplifier 37 amplifies the value circuit 20 are supplied. The evaluation circuit 20 forms a difference value of the two measured voltage values and compares this with stored reference values or a percentage deviation from a specified value or a reference value and thereby determines whether a load 3 is connected to the output of the inverter 1. In particular, if the comparison values or the reference value are exceeded, a load 3 is connected and operation of the inverter 1 is initiated or, if the result is the opposite, active operation is ended.
Weiters wird nunmehr ein weiteres Steuer- bzw. Regelverfahren für das Lasterkennungssy- stem 18 beschrieben, wobei hierzu die entsprechenden Signalverlaufe in Fig. 8 eingetragen sind. Dieses Steuer- bzw. Regel verfahren eignet sich bevorzugt zum Erkennen von kleinen Lasten 3, wie beispielsweise einer sogenannten "Sparlampe" auf Leuchtstoffbasis.Furthermore, a further control or regulating method for the load detection system 18 will now be described, with the corresponding signal curves being entered in FIG. 8 for this purpose. This control or regulating method is preferably suitable for recognizing small loads 3, such as a so-called "fluorescent lamp".
Dazu wird nach dem Verstärker 37 oder direkt in den Verstärker 37 ein Tiefpaß, welcher nicht dargestellt ist, angeordnet. Der Tiefpaß bewirkt eine bestimmte Phasenverschiebung der gemessenen Leerlauf Spannung 30 bzw. der an den Eingangsklemmen 5, 6 abgenommenen Spannung relativ zur Ausgangsspannung 21. Die Meßpunkte, insbesondere die Zeitpunkte 26, 27 für die Ermittlung der Istwerte der Spannung bzw. der Eingangsspannungs-Istwerte des verstärkten Eingangssignals werden jedoch beibehalten und sind auf die Ausgangsspannung 21 , nämlich auf deren Extremwerte Null und Maximum, abgestimmt. Dadurch wird nun erreicht, daß sich eine geringere Differenzspannung 31 einstellt, sodaß eine wesentliche Erhöhung der Empfindlichkeit der Lasterkennung erreicht wird.For this purpose, a low-pass filter, which is not shown, is arranged after the amplifier 37 or directly into the amplifier 37. The low-pass filter causes a specific phase shift of the measured no-load voltage 30 or the voltage taken off at the input terminals 5, 6 relative to the output voltage 21. The measuring points, in particular the times 26, 27 for determining the actual values of the voltage or the actual input voltage values of the However, amplified input signals are retained and are matched to the output voltage 21, namely to its extreme values zero and maximum. It is thereby achieved that a lower differential voltage 31 is set, so that a substantial increase in the sensitivity of the load detection is achieved.
Wird eine Last 3 an den Wechselrichter 1 angeschlossen, so tritt bei einer geringen Stromauf- nähme der Last 3 eine weitere Phasenverschiebung ein, wobei dazu eine Lastspannung 32 mit vollen Linien in Fig. 8 eingetragen ist. Diese Lastspannung 32 bewirkt dabei eine kaum meßbare Spannungsbelastung an der Energiequelle 2, jedoch eine Phasenverschiebung zur Leerlaufspannung 30. Dies wirkt sich bevorzugt bei Lasten 3 aus, die kleine ohmsche Lasten 3 darstellen oder in ihrem Schaltkreis einen Gleichrichter aufweisen.If a load 3 is connected to the inverter 1, a further phase shift occurs with a low current consumption of the load 3, a load voltage 32 having full lines being entered in FIG. 8 for this purpose. This load voltage 32 causes a hardly measurable voltage load on the energy source 2, but a phase shift to the open circuit voltage 30. This preferably has an effect on loads 3 which represent small ohmic loads 3 or have a rectifier in their circuit.
Zur Auswertung wird von der Auswertevorrichtung 20 wiederum zu den fix festgelegten Zeitpunkten 26, 27, welche mit der Ausgangsspannung 21 synchronisiert bzw. abgestimmt sind, eine Differenzspannung 33 ermittelt. Wie nun aus Fig. 8 deutlich ersichtlich, ist die ermittelte Differenzspannung 33 der Lastspannung 32 zu den Zeitpunkten 26, 27 wesentlich größer als die Differenzspannung 31 der Leerlaufspannung 30, so daß durch Vergleichen der beiden aufeinanderfolgend gemessenen Differenzspannungen 31 , 33 eine Lasterkennung möglich ist. Dazu kann wiederum eine prozentuelle Abweichung oder ein Referenzwertvergleich von der Auswerteschaltung 20 durchgeführt werden. Bevorzugt wird jedoch bei diesem Steuer- bzw. Regel verfahren ein Vergleich zweier aufeinanderfolgender Differenzwerte bzw. Differenzspannungen 3 1 und 33 durchgeführt, sodaß aufgrund einer entsprechenden Veränderung des Differenzwertes bzw. der Differenzspannung eine Lasterkennung festgestellt werden kann.For the evaluation, a difference voltage 33 is again determined by the evaluation device 20 at the fixed times 26, 27, which are synchronized or coordinated with the output voltage 21. As can clearly be seen from FIG. 8, the determined differential voltage 33 of the load voltage 32 at times 26, 27 is significantly larger than the differential voltage 31 of the open circuit voltage 30, so that by comparing the load detection is possible for the two successively measured differential voltages 31, 33. For this purpose, a percentage deviation or a reference value comparison can again be carried out by the evaluation circuit 20. However, a comparison of two successive differential values or differential voltages 3 1 and 33 is preferably carried out in this control or regulating method, so that load detection can be determined on the basis of a corresponding change in the differential value or the differential voltage.
Der wesentlich Vorteil eines derartigen Steuer- bzw. Regel verfahren liegt darin, daß auch Lasten 3 erkannt werden können, die nur eine geringfügige bzw. keine Amplitudenerhöhung der Belastungskurve der Energiequelle 2 hervorrufen, sondern nur eine Phasenverschiebung verursachen. Damit ist eine Nichterkennung geringer Lasten 3 ausgeschlossen. Selbstverständlich ist es möglich, daß die beschriebenen Steuer- bzw. Regelverfahren gemäß den Fig. 1 bis 8 untereinander kombiniert werden können.The main advantage of such a control or regulating method lies in the fact that loads 3 can also be recognized which cause only a slight or no increase in the amplitude of the load curve of the energy source 2, but only cause a phase shift. This prevents a non-detection of low loads 3. Of course, it is possible that the described control or regulating method according to FIGS. 1 to 8 can be combined with one another.
Damit eine primärseitige Lasterkennung einer Last 3 auf der Sekundärseite 14 eines Transformators 1 1 sichergestellt ist, kann vor der Inbetriebnahme des Wechselrichters 1 oder nach längerem Betrieb des Wechselrichters 1 oder längerer Einsatzdauer der Batterie 4 ein Abgleichverfahren durchgeführt werden. Dieses Abgleichverfahren hat die Aufgabe, die einzel- nen Sollwerte bzw. Referenzwerte für den Vergleich mit den gemessenen bzw. ermitteltenIn order to ensure that a load 3 on the secondary side 14 of a transformer 11 is detected on the primary side, an adjustment method can be carried out before the inverter 1 is started up or after the inverter 1 has been in operation for a long time or the battery 4 has been in use for a longer period of time. The purpose of this adjustment method is to compare the individual setpoints or reference values for comparison with the measured or determined values
Istwerten für die Auswerteschaltung 20 anzupassen, wobei dazu der Wechselrichter 1 im Leerlauf, also ohne angeschlossener Last 3 an der Sekundärseite 14 des Transformators 1 1 , betrieben wird.Adapt actual values for the evaluation circuit 20, for which purpose the inverter 1 is operated in idle mode, that is to say without a load 3 connected to the secondary side 14 of the transformer 11.
Der Vorteil des Abgleichverfahrens liegt darin, daß auf die einzelnen Zustände der Komponenten, insbesondere den Innenwiderstand 9 der Batterie 4 und den Leitungswiderstand 10 der Versorgungsleitungen 7, 8 sowie auf andere auf das Lasterkennungssystem 18 einwirkende ohmsche Widerstände Rücksicht genommen wird und somit eine sichere Erkennung auch bei kleinen Lasten 3 möglich ist. Es liegt nämlich in der Natur der Dinge, daß sich gewisse ohm- sehe Widerstände, wie beispielsweise der Innenwiderstand 9 der Batterie 4, nach längeremThe advantage of the adjustment method is that consideration is given to the individual states of the components, in particular the internal resistance 9 of the battery 4 and the line resistance 10 of the supply lines 7, 8, as well as other ohmic resistances acting on the load detection system 18, and thus reliable detection is possible with small loads 3. It is because of the nature of things that certain ohmic resistances, such as the internal resistance 9 of the battery 4, become longer
Einsatz verändern, sodaß durch einen neuerlichen Abgleich des Wechselrichters 1 auf die neuen Zustände wiederum eine zuverlässige Lasterkennung möglich ist.Change the use, so that again a reliable load detection is possible by a new adjustment of the inverter 1 to the new conditions.
Hierzu kann beispielsweise der Benutzer durch Aktivieren eines am Gehäuse des Wechsel- richters 1 ausgeführten Schaltelements jederzeit das Abgleichverfahren starten bzw. wird bei der Erstinbetriebnahme des Wechselrichters 1 automatisch dieses Abgleichverfahren durchgeführt. Es muß nur sichergestellt werden, daß während dem Abgleichverfahren keine Last 3 am Wechselrichter 1 angeschlossen ist.For this purpose, for example, the user can start the adjustment process at any time by activating a switching element implemented on the housing of the inverter 1 or will at this adjustment procedure is carried out automatically when the inverter 1 is started up for the first time. It only has to be ensured that no load 3 is connected to inverter 1 during the adjustment process.
Beim Abgleichprozeß wird von der Steuervorrichtung 17 oder der Auswerteschaltung 20 durch Start eines Abfragezykluses bzw. durch einen Meßvorgang zum Erkennen einer Last 3, also durch Aktivieren der Brückenschaltung 12. ein Leerlaufwert, insbesondere die Differenzspannung 31, ermittelt. Diese bzw. deren Wert wird anschließend in einem nicht flüchtigen Speicher hinterlegt, sodaß die Auswerteschaltung 20 jederzeit diesen Wert für einen Ver- gleich mit einem ermittelten Eingangsspannungs-Istwert heranziehen kann, d.h., daß nunmehr dieser Leerlaufwert als Referenzwert bzw. Sollwert abgespeichert wird und entsprechend den eingesetzten Verfahren für den Vergleich mit einem Istwert die Berechnung aufgrund dieses ermittelten Sollwertes durchgeführt wird. In den zuvor beschriebenen Fig. 1 bis 8 sind für den Abgleich der Auswerteschaltung 20 unterschiedliche Methoden, wie ein Schwellwertver- gleich, eine prozentuelle Abweichung, eine Phasenverschiebung und ein einfache Soll-Ist-In the adjustment process, the control device 17 or the evaluation circuit 20 determines an open-circuit value, in particular the differential voltage 31, by starting an interrogation cycle or by a measurement process for recognizing a load 3, that is to say by activating the bridge circuit 12. This or its value is then stored in a non-volatile memory, so that the evaluation circuit 20 can at any time use this value for a comparison with a determined input voltage actual value, that is to say that this idle value is now stored as a reference value or setpoint and accordingly the methods used for the comparison with an actual value, the calculation is carried out on the basis of this determined target value. In the previously described FIGS. 1 to 8, there are different methods for comparing the evaluation circuit 20, such as a threshold value comparison, a percentage deviation, a phase shift and a simple target / actual value.
Vergleich, beschrieben worden, wobei grundsätzlich erwähnt wird, daß diesen Methoden ein entsprechender Ausgangswert zugrunde liegt, der nun durch diesen ermittelten Leerlaufwert gebildet wird.Comparison, has been described, it being mentioned in principle that these methods are based on a corresponding starting value, which is now formed by this idle value determined.
Dieses Abgleichverfahren hat weiters den Vorteil, daß die unterschiedlichsten EnergiequellenThis adjustment method also has the advantage that the most varied energy sources
2, insbesondere Batterien 4 mit unterschiedlichen Innenwiderständen 9 berücksichtigt werden können. Eine werksmäßige Festlegung des Referenzwertes oder Sollwertes bzw. der Einschaltschwelle ist nämlich aufgrund verschiedener Innenwiderstände der Batterien 4 nicht sinnvoll. Es ist jedoch möglich, daß vom Hersteller für die unterschiedlichsten Batterien 4 unterschiedliche Referenzwerte festgelegten werden und der Benutzer bei der Inbetriebnahme des Wechselrichters 1 die entsprechende Batterietype einstellen muß und dann die Auswerteschaltung 20 auf den richtigen Referenzwert zugreifen kann.2, in particular batteries 4 with different internal resistances 9 can be taken into account. A factory setting of the reference value or setpoint value or the switch-on threshold is not sensible because of different internal resistances of the batteries 4. However, it is possible that 4 different reference values are set by the manufacturer for the most diverse batteries and that the user has to set the appropriate battery type when starting up the inverter 1 and then the evaluation circuit 20 can access the correct reference value.
Es ist auch möglich, daß die Auswerteschaltung 20 immer den zuletzt ermittelten Wert, insbe- sondere die Differenzspannung 31 , 33, speichert, worauf bei einem neuerlichen Erkennungszyklus von der Auswerteschaltung 20 dieser Wert für den Vergleich herangezogen wird, sodaß bei entsprechender Abweichung eine Last 3 erkannt werden kann. Dazu ist es jedoch erforderlich, daß der Wechselrichter 1 im Leerlauf aktiviert wird bzw. das Abgleichverfahren am Beginn durchgeführt wird, um einen definierten Ausgangswert zu erhalten. Es kann festgehalten werden, daß das Verhältnis zwischen der Differenzspannung 31 im Leerlauf und der Differenzspannung 33 mit einer Last 3 unabhängig von der angeschlossenen Energiequelle 2, insbesondere der Batterie 4, ist und damit auch eine primärseitige Lasterkennung ohne diesen Komponenten durchgeführt werden kann. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß durch die Einbeziehung der ohmschen Widerstände der Energiequelle 2 und der Versorgungsleitungen 7, 8 eine exaktere Auswertung durchgeführt werden kann, d.h., daß dadurch auch Lasten 3 mit geringem elektrischen Leistungsbedarf sicher erkannt werden können. Das zuvor beschriebene Abgleich verfahren kann für jede der zuvor beschriebenen Ausführungsformen eingesetzt werden.It is also possible that the evaluation circuit 20 always stores the last determined value, in particular the differential voltage 31, 33, whereupon the evaluation circuit 20 uses this value for the comparison in the case of a new detection cycle, so that if there is a corresponding deviation, a load 3 can be recognized. To do this, however, it is necessary for the inverter 1 to be activated in idle mode or for the adjustment process to be carried out at the beginning in order to obtain a defined output value. It can be stated that the relationship between the differential voltage 31 in no-load operation and the differential voltage 33 with a load 3 is independent of the connected energy source 2, in particular the battery 4, and thus a primary-side load detection can also be carried out without these components. However, it has been found that the inclusion of the ohmic resistances of the energy source 2 and the supply lines 7, 8 enables a more precise evaluation to be carried out, that is to say that loads 3 with a low electrical power requirement can thereby also be reliably identified. The adjustment method described above can be used for each of the previously described embodiments.
Abschließend sei darauf hingewiesen, daß in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen die einzelnen Teile bzw. Bauelemente oder Baugruppen schematisch bzw. vereinfacht dargestellt sind. Des weiteren können einzelne Merkmale der zuvor beschriebenen Merkmalskombinationen der einzelnen Ausführungsbeispiele in Verbindung mit anderen Einzelmerkmalen aus anderen Ausführungsbeispielen eigenständige, erfindungsgemäße Lösungen bilden.In conclusion, it should be pointed out that in the exemplary embodiments described above, the individual parts or components or assemblies are shown schematically or in simplified form. Furthermore, individual features of the combinations of features of the individual exemplary embodiments described above can form independent solutions according to the invention in conjunction with other individual features from other exemplary embodiments.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1, 2, 3, 4; 5; 6, 7, 8 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen. Above all, the individual in FIGS. 1, 2, 3, 4; 5; 6, 7, 8 shown form the subject of independent solutions according to the invention. The tasks and solutions according to the invention in this regard can be found in the detailed descriptions of these figures.
BezugszeichenaufstellungREFERENCE NUMBERS
Wechselrichter Energiequelle Last Batterie Eingangsklemme Eingangsklemme Versorgungsleitung Versorgungsleitung Innenwiderstand Leitun 'ögs°widerstand Transformator Brückenschaltung Primärseite Sekundärseite Ausgangsklemme Ausgangsklemme Steuervorrichtung Lasterkennungssystem Meßschaltung Auswerteschaltung Ausgangsspannung Ausgangsspannung Eingangsspannung Ruhespannung Zeitpunkt Zeitpunkt Zeitpunkt Zeitpunkt Zeitpunkt Leerlauf Spannung Differenzspannung Lastspannung Differenzspannung Schaltelement Kondensator Meßsignal Verstärker Inverter Energy source Load Battery Input terminal Input terminal Supply line Supply line Internal resistance Line resistance Transformer Bridge circuit Primary side Secondary side Output terminal Output terminal Control device Load detection system Measuring circuit Evaluation circuit Output voltage Output voltage Input voltage Quiescent voltage Point in time Point in time Point in time Open circuit voltage Differential voltage Load voltage Differential voltage Switching element Capacitor Measuring signal Amplifier

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Verfahren zum Erkennen einer an einen Wechselrichter ( 1 ) bedarfsweise anschaltbaren Last (3), wobei der Wechselrichter (1 ) von einer Energiequelle (2), insbesondere von einer Batterie (4), mit Energie, insbesondere mit einer Gleichspannung, versorgt wird und vom Wechselrichter ( 1 ) über eine Brückenschaltung (12) und einen Transformator (1 1 ) eine Umformung der zugeführten Gleichspannung in eine Wechselspannung zum Versorgen der an der Sekundärseite ( 14) des Transformators ( 1 1 ) anschaltbaren Last (3) vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Lasterkennungssystem (18) eine an Eingangsklem- men (5, 6) des Wechselrichters ( 1 ) entstehende Spannungschwankung bzw. Belastung der1. Method for detecting a load (3) that can be connected to an inverter (1) as required, the inverter (1) being supplied with energy, in particular with a DC voltage, by an energy source (2), in particular a battery (4) and the inverter (1) transforms the supplied DC voltage into an AC voltage via a bridge circuit (12) and a transformer (11) to supply the load (3) that can be connected to the secondary side (14) of the transformer (11), characterized in that a load detection system (18) generates a voltage fluctuation or load on the input terminals (5, 6) of the inverter (1)
Energiequelle (2) erfaßt bzw. ermittelt wird, wobei zu zumindest zwei festgelegten Zeitpunkten (25 - 29) bzw. Meßpunkten jeweils ein Istwert der Eingangsspannung (23) ermittelt und anschließend ein Differenzwert gebildet wird, der mit einem vorgegebenen Referenzwert verglichen wird, wobei bei Überschreiten oder Unterschreiten des Referenzwertes der Wechsel- richter ( 1 ) aktiviert oder deaktiviert wird.Energy source (2) is detected or ascertained, an actual value of the input voltage (23) being ascertained at at least two fixed times (25-29) or measuring points and a difference value being subsequently formed, which is compared with a predetermined reference value, with at Exceeding or falling below the reference value of the inverter (1) is activated or deactivated.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung oder Regelung des Wechselrichters (1) von einer Steuervorrichtung (17), insbesondere einer Mikroprozessorsteuerung, durchgeführt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the control or regulation of the inverter (1) by a control device (17), in particular a microprocessor control, is carried out.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselrichter ( 1 ), insbesondere die Brückenschaltung (12). von der Steuervorrichtung (17) für eine Lasterkennung periodisch aktiviert wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the inverter (1), in particular the bridge circuit (12). is periodically activated by the control device (17) for load detection.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Benutzer die Zeitabstände für die probeweise, kurzfristige Aktivierung des Wechselrichters ( 1 ) voreingestellt werden bzw. vom Hersteller festgelegt werden.4. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the time intervals for the trial, short-term activation of the inverter (1) are preset by a user or specified by the manufacturer.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßschaltung (19) ständig bzw. kontinuierlich die Eingangspannung (23) überwacht, wobei bei nicht aktiviertem Wechselrichter (1 ) oder inaktiver Brückenschaltung (12) eine Ruhespannung (24) an der Energiequelle (2) ohne wesentliche Störsignale bzw. Spannungseinbrüche erfaßt wird. 5. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that a measuring circuit (19) continuously or continuously monitors the input voltage (23), with a non-activated inverter (1) or inactive bridge circuit (12) a quiescent voltage (24) is detected at the energy source (2) without significant interference signals or voltage dips.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine induktive Belastung und/oder eine kapazitive Belastung des Transformators ( 1 1 ), beispielsweise durch ein Ausgangsfilter, bei aktiviertem Wechselrichter (1) oder aktiver Brückenschaltung (12) ohne angeschlossene Last (3) eine relativ niedrige Belastung der Energiequelle (2) ermittelt wird und diese Belastungswerte bevorzugt zur Bestimmung des Referenzwertes herangezogen werden.6. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that by an inductive load and / or a capacitive load on the transformer (1 1), for example by an output filter, with an activated inverter (1) or active bridge circuit (12) without connected load (3) a relatively low load on the energy source (2) is determined and these load values are preferably used to determine the reference value.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die induktive oder kapazitive Belastung zwischen der Ausgangs- Spannung (21 , 22) und dem Ausgangsstrom des Wechselrichters (1 ) eine Phasenverschiebung beispielsweise um 90° hervorgerufen wird.7. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that a phase shift, for example by 90 °, is caused by the inductive or capacitive load between the output voltage (21, 22) and the output current of the inverter (1).
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Belastung des Wechselrichters (1 ) ein ohmscher Spannungs- abfall am Innenwiderstand der Batterie (4) entsteht, der eine sinusähnliche Veränderung der8. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that an ohmic voltage drop occurs at the internal resistance of the battery (4) by a load on the inverter (1), which causes a sine-like change in the
Klemmenspannung der Batterie (4) erzeugt, wobei diese eine zu der Ausgangsspannung (21 , 22) des Wechselrichters ( 1 ) doppelte Frequenz, beispielsweise von 100 Hz, aufweist, welche von der Meßschaltung (19) an den Eingangsklemmen (5, 6) erfaßt und an eine Auswerteschaltung (20) weitergeleitet wird.Terminal voltage of the battery (4) generated, which has a double to the output voltage (21, 22) of the inverter (1), for example of 100 Hz, which is detected by the measuring circuit (19) at the input terminals (5, 6) and is forwarded to an evaluation circuit (20).
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßschaltung ( 19) durch eine Widerstandsbrücke gebildet wird.9. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the measuring circuit (19) is formed by a resistance bridge.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von der Auswerteschaltung (20) eine Sprungbewertung, also eine Minimum/Maximum-Auswertung der Spannungseinbrüche und/oder der Energiequellenbelastung, durchgeführt wird.10. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the evaluation circuit (20) performs a step evaluation, that is to say a minimum / maximum evaluation of the voltage dips and / or the energy source load.
1 1. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von der Auswerteschaltung (20) ein Differenzwert, insbesondere eine1 1. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the evaluation circuit (20) has a difference value, in particular a
Differenzspannung (31 , 33), der zu den festgelegten Meßpunkten bzw. zu bestimmten mit der Ausgangsspannung (21 , 22) synchronisierten bzw. abgestimmten Zeitpunkten (25 - 29) ermittelten Spannungswerte errechnet bzw. ermittelt wird, welcher Differenzwert bzw. welche Differenzspannung (31. 33) anschließend von der Auswerteschaltung (20) mit einem festge- legten Referenzwert verglichen wird. Differential voltage (31, 33), which is calculated or ascertained at the specified measuring points or at specific times (25 - 29) synchronized or coordinated with the output voltage (21, 22), which differential value or which differential voltage (31 . 33) is then compared by the evaluation circuit (20) with a defined reference value.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Tiefpaß eine bestimmte Phasenverschiebung der an den Eingangsklemmen (5, 6) gemessenen Eingangsspannung (23) zur Ausgangsspannung (21 , 22) gebildet wird.12. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that a specific phase shift of the input voltage (23) measured at the input terminals (5, 6) to the output voltage (21, 22) is formed by a low-pass filter.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von der Auswerteschaltung (20) wiederum zu den fix festgelegten Zeitpunkten (25 - 29) bzw. Meßpunkten, welche mit der Ausgangsspannung (21 , 22) synchronisiert bzw. abgestimmt werden, eine Differenzspannung (31 , 33) unter Last (3) und/oder eine Differenzspannung (31 , 33) im Leerlauf ermittelt wird.13. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the evaluation circuit (20) in turn at the fixed times (25-29) or measuring points which are synchronized or coordinated with the output voltage (21, 22) , a differential voltage (31, 33) under load (3) and / or a differential voltage (31, 33) is determined in idle.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von der Auswerteschaltung (20) die im Leerlauf ermittelte Differenzspannung (31 , 33) gespeichert wird und anschließend für den Vergleich mit einer neuerlich ermittelten Differenzspannung (31 , 33) verwendet wird.14. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the evaluation circuit (20) stores the idle differential voltage (31, 33) and then uses it for comparison with a newly determined differential voltage (31, 33) .
15. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Inbetriebnahme des Wechselrichters ( 1 ) oder nach längerem Betrieb bzw. längerer Verwendungszeit des Wechselrichters ( 1) ein Abgleichverfahren durchge- führt wird.15. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that before the commissioning of the inverter (1) or after a long period of operation or a longer period of use of the inverter (1), an adjustment method is carried out.
16. Lasterkennungssystem (18) für einen Wechselrichter (1 ), insbesondere einen Insel Wechselrichter, wobei der Wechselrichter (1 ) mit einer Energiequelle (2), insbesondere einer Batterie (4), verbindbar ist und der Wechselrichter ( 1 ) zur galvanischen Trennung einer Last (3) und zur Transformation einer zugeführten Spannung einen Transformator (1 1 ) umfaßt, wobei die Last (3) bzw. ein elektrischer Verbraucher einer Sekundärseite des Transformators zuordenbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Lasterkennungssystem (18) zum Erkennen einer an der Sekundärseite (14) des Transformators (1 1 ) anschaltbaren Last (3) der Primärseite (13) bzw. dem Primärstromkreis des Transformators (1 1 ) zugeordnet ist und eine Auswertung oder Erkennung entsprechend dem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15 durchführbar ist.16. Load detection system (18) for an inverter (1), in particular an island inverter, the inverter (1) being connectable to an energy source (2), in particular a battery (4), and the inverter (1) for galvanically isolating one Load (3) and for transforming a supplied voltage comprises a transformer (1 1), the load (3) or an electrical consumer being assignable to a secondary side of the transformer, characterized in that the load detection system (18) for detecting an at the The secondary side (14) of the transformer (1 1), which can be connected to the load (3), is assigned to the primary side (13) or the primary circuit of the transformer (1 1) and an evaluation or detection can be carried out in accordance with the method according to one or more of claims 1 to 15 is.
17. Lasterkennungssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Lasterkennungssystem (18) mit dem Energieversorgungskreis der Primärseite (13) des Trans- formators (1 1). insbesondere mit den Eingangsklemmen (5. 6) des Wechselrichters (1), ver- bunden ist.17. Load detection system according to claim 16, characterized in that the load detection system (18) with the energy supply circuit of the primary side (13) of the transformer (1 1). especially with the input terminals (5. 6) of the inverter (1), is bound.
18. Lasterkennungssystem nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Lasterkennungssystem ( 18) durch eine Meßschaltung (19) und eine Auswerteschaltung (20) gebildet ist.18. Load detection system according to claim 16 or 17, characterized in that the load detection system (18) is formed by a measuring circuit (19) and an evaluation circuit (20).
19. Lasterkennungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselrichter (1 ) eine Brückenschaltung (12), insbesondere eine Vollbrücke, aufweist.19. Load detection system according to one or more of the preceding claims, characterized in that the inverter (1) has a bridge circuit (12), in particular a full bridge.
20. Lasterkennungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärseite (13) des Transformator (1 1 ) in einem Mittelpunkt der Brückenschaltung (12) angeordnet ist.20. Load detection system according to one or more of the preceding claims, characterized in that the primary side (13) of the transformer (1 1) is arranged in a center of the bridge circuit (12).
21. Lasterkennungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (1 1 ) durch einen Niederfrequenz- oder einem Hochfrequenz-Transformator (1 1) gebildet ist.21. Load detection system according to one or more of the preceding claims, characterized in that the transformer (1 1) is formed by a low-frequency or a high-frequency transformer (1 1).
22. Lasterkennungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü- ehe, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (20) direkt in eine für die Steuerung oder Regelung des Wechselrichters (1 ) zuständige Steuervorrichtung (17) integriert ist.22. Load detection system according to one or more of the preceding claims, characterized in that the evaluation circuit (20) is integrated directly into a control device (17) responsible for controlling or regulating the inverter (1).
23. Lasterkennungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lasterkennungssystem (18) zwischen der Meßschaltung (19) und der Auswerteschaltung (20) einen Verstärker (37), insbesondere einen Umkehrverstärker mit einem Hochpaß, umfaßt.23. Load detection system according to one or more of the preceding claims, characterized in that the load detection system (18) between the measuring circuit (19) and the evaluation circuit (20) comprises an amplifier (37), in particular an inverting amplifier with a high-pass filter.
24. Lasterkennungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verstärker (37) oder der Meßschaltung (19) und der Auswerteschaltung (20) ein Tiefpaß angeordnet ist. 24. Load detection system according to one or more of the preceding claims, characterized in that a low-pass filter is arranged between the amplifier (37) or the measuring circuit (19) and the evaluation circuit (20).
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