Die vorliegende Erfindung betrifft eine Umrichtereinheit zur elektrischen Versorgung von mindestens einer ersten elektrischen Last und einer zweiten elektrischen Last eines Fahrzeuges. Bei dem Fahrzeug handelt es sich bevorzugt um ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, aber es kann sich auch um ein auf eine andere Weise angetriebenes Fahrzeug handeln. Die erste elektrische Last des Fahrzeuges wird aus einem ersten elektrischen Versorgungsnetz des Fahrzeuges gespeist, wohingegen die zweite elektrische Last des Fahrzeuges aus einem zweiten elektrischen Versorgungsnetz des Fahrzeuges gespeist wird. Im Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Umrichtereinheit sowie ein Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Umrichtereinheit.

In der DE 102019207 048 B4 ist eine Stromrichteranordnung beschrieben, welche mindestens eine Antriebsumrichterkomponente, mindestens eine Gleichspannungswandlerkomponente und jeweils eine Steuereinrichtung für die Antriebsumrichterkomponente und die Gleichspannungswandlerkomponente umfasst. Die Gleichspannungswandlerkomponente ist derart ausgebildet, neben einer Gleichspannungswandlerkomponentenfunktion zumindest auch eine Antriebsumrichterkomponentenfunktion ausführen zu können. Die Steuereinrichtung der Gleichspannungswandlerkomponente ist derart ausgebildet, die mindestens eine Gleichspannungswandlerkomponente derart anzusteuern, dass die mindestens eine Gleichspannungswandlerkomponente entweder die Gleichspannungswandlerkomponentenfunktion oder die Umrichterkomponentenfunktion ausführt. Die Steuereinrichtung der Gleichspannungswandlerkomponente ist derart ausgebildet, bei Auftreten eines Fehlers in der mindestens einen Antriebsumrichterkomponente auf die Antriebsumrichterkomponentenfunktion umzustellen.

Die DE 10 2014 100 256 A1 zeigt einen modularen Umrichter zur Verbindung eines ersten elektrischen Mehrleitungsnetzes mit einem zweiten elektrischen Mehrleitungsnetz. Diese Verbindung erfolgt über elektronische Halbleiterschalter aufweisende Brückenmodule. Aus einer Vielzahl von in Reihe geschalteten Brückenmodulen sind jeweils Umrichterzweige gebildet. Mehrere Umrichterzweige sind vorhanden, die jeweils eine Leitung des ersten Mehrleitungsnetzes mit einer Leitung des zweiten Mehrleitungsnetzes verbinden. Der Umrichter weist eine Umrichterzweig-Redundanz derart auf, dass wenigstens ein Umrichterzweig als redundanter Umrichterzweig ausgebildet ist oder durch eine Steuerungseinrichtung des Umrichters als redundanter Umrichterzweig betrieben ist. Der redundante Umrichterzweig ist zur Übernahme der Funktion eines anderen Umrichterzweigs eingerichtet.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ausgehend vom Stand der Technik darin, mehrere elektrische Lasten eines Fahrzeuges auch dann noch betreiben zu können, wenn ein Umrichter des Fahrzeuges ausgefallen ist. Auch soll die Ausfallsicherheit selbst dann noch gegeben sein, wenn ein weiterer Fehler auftritt. Hierdurch soll eine hohe Verfügbarkeit des Fahrzeuges gewährleistet werden, insbesondere bei sicherheitskritischen Fahrzeugen, wie autonome Fahrzeuge oder Fahrzeuge im Dauerbetrieb, wo Stillstandszeiten auf ein Minimum reduziert sein müssen, oder Fahrzeuge für Menschen mit Einschränkungen, die nicht in der Lage sind, ohne das Fahrzeug eine Wegstrecke zu Ende zu führen.

Die genannte Aufgabe wird gelöst durch eine Umrichtereinheit gemäß dem beigefügten Anspruch 1 , durch ein Fahrzeug gemäß dem beigefügten nebengeordneten Anspruch 8 sowie durch ein Verfahren gemäß dem beigefügten nebengeordneten Anspruch 9.

Die erfindungsgemäße Umrichtereinheit dient zur elektrischen Versorgung von mindestens einer ersten elektrischen Last und einer zweiten elektrischen Last eines Fahrzeuges. Bei dem Fahrzeug handelt es sich bevorzugt um ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug; beispielsweise ein Kraftfahrzeug, ein Nutzfahrzeug oder ein autonomes Industriefahrzeug. Bei den elektrischen Lasten handelt es sich um elektrische Verbraucher im Fahrzeug, welche beispielsweise zum Antrieb, zum Bremsen oder zum Lenken des Fahrzeuges dienen, wie im Rahmen des Steer-by- Wire oder Brake-by-Wire. Die Umrichtereinheit ist für den Anschluss an zwei elektrische Versorgungsnetze des Fahrzeuges ausgebildet; nämlich an ein erstes elektrisches Versorgungsnetz und an ein zweites elektrisches Versorgungsnetz. Die elektrischen Versorgungsnetze umfassen jeweils mindestens eine Spannungsquelle bzw. Stromquelle, wie ein elektrischer Generator oder eine elektrische Batterie. Die Umrichtereinheit dient zur Umwandlung eines Stroms von einem Gleichstrom in einen Wechselstrom bzw. von einem Wechselstrom in einen Gleichstrom und/oder zur Wandlung von Parametern des Stromes, wie eine Spannung und/oder einer Frequenz. Die Umrichtereinheit dient bevorzugt zur Umwandlung von Gleichstrom in einen mehrphasigen Wechselstrom.

Das erste elektrische Versorgungsnetz und das zweite elektrische Versorgungsnetz sind zumindest teilweise voneinander unabhängig. Das erste elektrische Versorgungsnetz und das zweite elektrische Versorgungsnetz sind bevorzugt voneinander unabhängig und galvanisch getrennt. Das erste elektrische Versorgungsnetz und das zweite elektrische Versorgungsnetz können unterschiedliche Spannungslagen aufweisen. Die Spannungslagen können beispielsweise bei 12 Volt, 24 Volt oder 48 Volt liegen.

Die Umrichtereinheit umfasst einen ersten elektrischen Umrichter zur elektrischen Versorgung der ersten elektrischen Last aus dem ersten elektrischen Versorgungsnetz. Die Umrichtereinheit umfasst zudem einen zweiten elektrischen Umrichter zur elektrischen Versorgung der zweiten elektrischen Last aus dem zweiten elektrischen Versorgungsnetz.

Die Umrichtereinheit umfasst weiterhin einen dritten elektrischen Umrichter, welcher eine Redundanz darstellt. Der dritte elektrische Umrichter dient zur elektrischen Versorgung der ersten elektrischen Last oder der zweiten elektrischen Last im Falle eines partiellen oder vollständigen Ausfalles des ersten elektrischen Umrichters oder des zweiten elektrischen Umrichters. Fällt der erste elektrische Umrichter aus, dient der dritte elektrische Umrichter zur elektrischen Versorgung der ersten elektrischen Last. Fällt der zweite elektrische Umrichter aus, dient der dritte elektrische Umrichter zur elektrischen Versorgung der zweiten elektrischen Last. Hierfür umfasst die Umrichtereinheit eine dritte ausgangsseitige Schalteinheit zum variablen Schalten der ersten elektrischen Last oder der zweiten elektrischen Last an den dritten elektrischen Umrichter. Der dritte elektrische Umrichter kann also über die dritte ausgangsseitige Schalteinheit variabel und alternativ mit der ersten elektrischen Last oder mit der zweiten elektrischen Last elektrisch verbunden werden, um diese elektrisch zu versorgen.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Umrichtereinheit besteht darin, dass eine erhöhte Ausfallsicherheit für die beiden Versorgungsnetze des Fahrzeuges durch einen vergleichsweise geringen Aufwand für den dritten Umrichter ermöglicht wird. Der dritte Umrichter erfordert nur wenig mehr Bauraum und kann mit den beiden anderen Umrichtern in einem Gehäuse angeordnet werden. Die erfindungsgemäße Umrichtereinheit weist eine hohe Verfügbarkeit auf und kann bei einem internen Ausfall eines der Umrichter immer noch beide elektrische Lasten betreiben und bei Ausfall eines weiteren der Umrichter immer noch mindestens eine elektrische Last betreiben.

Bei bevorzugten Ausführungsformen können die einzelnen elektrischen Lasten nicht nur vollständig sondern auch partiell an den dritten Umrichter geschaltet werden, was bei einem partiellen Ausfall des ersten bzw. zweiten Umrichters von Vorteil ist. Ein solcher partieller Ausfall liegt beispielsweise vor, wenn eine oder zwei Phasen einer mehrphasigen Ausgangswechselspannung des jeweiligen Umrichters ausgefallen sind. Hierfür ist die dritte ausgangsseitige Schalteinheit zum vollständigen und partiellen Schalten der ersten elektrischen Last oder der zweiten elektrischen Last an den dritten elektrischen Umrichter ausgebildet. Die dritte ausgangsseitige Schalteinheit ist insbesondere zum Schalten einzelner Phasen der ersten elektrischen Last bzw. der zweiten elektrischen Last an den dritten elektrischen Umrichter ausgebildet. Wenn eine der elektrischen Lasten partiell an den dritten Umrichter geschaltet ist, bilden die jeweiligen beiden Umrichter einen Shared Inverter.

Bei bevorzugten Ausführungsformen umfasst die Umrichtereinheit eine erste ausgangsseitige Schalteinheit zum Schalten der ersten elektrischen Last an den ersten elektrischen Umrichter. Die Umrichtereinheit umfasst bevorzugt eine zweite ausgangsseitige Schalteinheit zum Schalten der zweiten elektrischen Last an den zweiten elektrischen Umrichter. Hierdurch können die Lasten im Falle eines Ausfalles einer der Umrichter von diesem Umrichter elektrisch getrennt werden, sodass jeweils nur eine elektrische Verbindung zum dritten Umrichter besteht. Die erste ausgangsseitige Schalteinheit ist bevorzugt zum vollständigen und partiellen Schalten der ersten elektrischen Last an den ersten elektrischen Umrichter ausgebildet. Die zweite ausgangsseitige Schalteinheit ist bevorzugt zum vollständigen und partiellen Schalten der zweiten elektrischen Last an den zweiten elektrischen Umrichter ausgebildet.

Die Umrichtereinheit umfasst bevorzugt ein Gehäuse, in welchem die drei elektrischen Umrichter angeordnet sind. Hierdurch können die Umrichter bauraumsparend im Fahrzeug angeordnet werden. In dem Gehäuse sind bevorzugt auch die Schalteinheiten angeordnet.

Bei bevorzugten Ausführungsformen ist der erste elektrische Umrichter zum Anschluss an das erste elektrische Versorgungsnetz ausgebildet, während der zweite elektrische Umrichter zum Anschluss an das zweite elektrische Versorgungsnetz ausgebildet ist. Die Umrichtereinheit umfasst bevorzugt weiterhin eine dritte eingangsseitige Schalteinheit zum variablen Schalten des dritten elektrischen Umrichters an das erste elektrische Versorgungsnetz oder an das zweite elektrische Versorgungsnetz. Die Umrichtereinheit umfasst bevorzugt weiterhin eine erste eingangsseitige Schalteinheit zum variablen Schalten des ersten elektrischen Umrichters an das erste elektrische Versorgungsnetz sowie eine zweite eingangsseitige Schalteinheit zum variablen Schalten des zweiten elektrischen Umrichters an das zweite elektrische Versorgungsnetz.

Bei bevorzugten Ausführungsformen sind die erste elektrischen Last und die zweite elektrische Last jeweils durch eine elektrische Maschine gebildet. Bei der jeweiligen elektrischen Maschine handelt es sich bevorzugt um einen Elektromotor oder um einen Aktuator. Der jeweilige Elektromotor ist bevorzugt durch einen Antriebsmotor des Fahrzeuges gebildet. Der jeweilige Aktuator bildet bevorzugt eine Komponente einer elektrischen Lenkung oder einer elektrischen Bremse des Fahrzeuges; insbesondere eine Komponente eines Steer-by-Wi re-Systems oder eines Brake-by- Wire-Systems des Fahrzeuges.

Das erfindungsgemäße Fahrzeug umfasst ein erstes elektrisches Versorgungsnetz und mindestens eine vom ersten elektrischen Versorgungsnetz zu vorsorgende erste elektrische Last. Das Fahrzeug umfasst zudem ein zweites elektrisches Versorgungsnetz und mindestens eine vom zweiten elektrischen Versorgungsnetz zu vorsorgende zweite elektrische Last. Weiterhin umfasst das Fahrzeug die erfindungsgemäße Umrichtereinheit oder eine der beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Umrichtereinheit. Im Übrigen weist das Fahrzeug bevorzugt auch Merkmale auf, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Umrichtereinheit beschrieben sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betreiben der erfindungsgemäßen Umrichtereinheit. In einem Schritt des Verfahrens erfolgt ein Erkennen eines partiellen oder vollständigen Ausfalles des ersten elektrischen Umrichters oder des zweiten elektrischen Umrichters. Wird ein solcher Ausfall erkannt, wird die dritte ausgangsseitige Schalteinheit verwendet, um die dem ausgefallenen elektrischen Umrichter zugeordnete elektrische Last an den dritten elektrischen Umrichter zu schalten. Fällt der erste elektrische Umrichter aus, so wird die erste elektrische Last über die dritte ausgangsseitige Schalteinheit an den dritten elektrischen Umrichter geschaltet. Dabei wird bevorzugt auch die erste ausgangsseitige Schalteinheit verwendet, um den ersten elektrische Umrichter von der ersten elektrischen Last zu trennen. Auch wird bevorzugt die dritte eingangsseitige Schalteinheit verwendet, um den dritten elektrischen Umrichter auf das erste elektrische Versorgungsnetz zu schalten. Fällt der zweite elektrische Umrichter aus, so wird die zweite elektrische Last über die dritte ausgangsseitige Schalteinheit an den dritten elektrischen Umrichter geschaltet. Dabei wird bevorzugt auch die zweite ausgangsseitige Schalteinheit verwendet, um den zweiten elektrische Umrichter von der zweiten elektrischen Last zu trennen. Auch wird bevorzugt die dritte eingangsseitige Schalteinheit verwendet, um den dritten elektrischen Umrichter auf das zweite elektrische Versorgungsnetz zu schalten. Bei bevorzugten Ausführungsformen wird, wenn ein partieller Ausfall des ersten elektrischen Umrichters oder des zweiten elektrischen Umrichters erkannt wird, die dritte ausgangsseitige Schalteinheit verwendet, um die dem partiell ausgefallenen elektrischen Umrichter zugeordnete elektrische Last partiell an den dritten elektrischen Umrichter zu schalten. Dabei bleibt die dem partiell ausgefallenen elektrischen Umrichter zugeordnete elektrische Last bevorzugt partiell an dem partiell ausgefallenen elektrischen Umrichter geschaltet.

Bei bevorzugten Ausführungsformen ist das Verfahren auch zur Erhöhung der Lebensdauer der Umrichtereinheit ausgebildet. Hierfür umfasst das Verfahren mindestens einen weiteren zyklisch auszuführenden Schritt, bei welchem die dritte ausgangsseitige Schalteinheit verwendet wird, um die erste elektrische Last oder die zweite elektrische Last an den dritten elektrischen Umrichter zu schalten. Bevorzugt wird die erste elektrische Last abwechselnd an den ersten elektrischen Umrichter und an den dritten elektrischen Umrichter geschaltet. Bevorzugt wird die zweite elektrische Last abwechselnd an den zweiten elektrischen Umrichter und an den dritten elektrischen Umrichter geschaltet. Diese Schritte zur Erhöhung der Lebensdauer der Umrichtereinheit sind auszuführen, wenn die drei Umrichter keinen Defekt aufweisen. Bevorzugt wird bei jedem Startvorgang der Umrichtereinheit zufällig eine andere Kombination aus den drei Umrichtern gewählt, was als Random Cold Swapping bezeichnet werden kann. Beispielsweise können in einem ersten Teilzyklus der erste Umrichter und der zweite Umrichter zu den Lasten geschaltet sein. In einem zweiten Teilzyklus können dann der erste Umrichter und der dritte Umrichter zu den Lasten geschaltet sein. In einem dritten Teilzyklus können der zweite Umrichter und der dritte Umrichter zu den Lasten geschaltet sein. In einem vierten Teilzyklus können dann wieder der erste Umrichter und der zweite Umrichter zu den Lasten geschaltet sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient bevorzugt zum Betreiben einer der beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Umrichtereinheit. Im Übrigen weist das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt auch Merkmale auf, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Umrichtereinheit beschrieben sind. Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Umrichtereinheit in einem ersten Normalzustand;

Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Umrichtereinheit in einem degradierten Zustand;

Fig. 3 die in Fig. 1 gezeigte Umrichtereinheit in einem zweiten Normalzustand;

Fig. 4 die in Fig. 1 gezeigte Umrichtereinheit in einem dritten Normalzustand;

Fig. 5 die in Fig. 1 gezeigte Umrichtereinheit in einem ersten partiell geschalteten Normalzustand; und

Fig. 6 die in Fig. 1 gezeigte Umrichtereinheit in einem zweiten partiell geschalteten Normalzustand.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Umrichtereinheit in einem ersten Normalzustand. Die Umrichtereinheit ist für ein Fahrzeug (nicht gezeigt) vorgesehen, welches genau zwei unabhängige elektrische Versorgungsnetze besitzt. Die Umrichtereinheit umfasst einen ersten Eingang 01 zum Anschluss an das erste elektrische Versorgungsnetz (nicht gezeigt) und einen zweiten Eingang 02 zum Anschluss an das zweite elektrische Versorgungsnetz (nicht gezeigt). Die Umrichtereinheit umfasst einen ersten Ausgang 03 zum Anschluss an eine erste elektrische Last (nicht gezeigt) und einen zweiten Ausgang 04 zum Anschluss an eine zweite elektrische Last (nicht gezeigt). Die Umrichtereinheit umfasst in einem Gehäuse 06 der Umrichtereinheit einen ersten Umrichter 11 , einen zweiten Umrichter 12 und einen dritten Umrichter 13, vor welche ein erster Kondensator 21 , ein zweiter Kondensator 22 und ein dritter Kondensator 23 geschaltet sind.

Der erste Umrichter 11 ist über eine erste ausgangsseitige Schalteinheit 31 an den ersten Ausgang 03 zur ersten elektrischen Last (nicht gezeigt) schaltbar. Der zweite Umrichter 12 ist über eine zweite ausgangsseitige Schalteinheit 32 an den zweiten Ausgang 04 zur zweiten elektrischen Last (nicht gezeigt) schaltbar. Der dritte Umrichter 13 ist über eine dritte ausgangsseitige Schalteinheit 33 alternativ an den ersten Ausgang 03 zur ersten elektrischen Last (nicht gezeigt) oder an den zweiten Ausgang 04 zur zweiten elektrische Last (nicht gezeigt) schaltbar.

Der erste Umrichter 11 ist über eine erste eingangsseitige Schalteinheit 41 an den ersten Eingang 01 zu dem ersten elektrischen Versorgungsnetz (nicht gezeigt) schaltbar. Der zweite Umrichter 12 ist über eine zweite eingangsseitige Schalteinheit 42 an den zweiten Eingang 02 zu dem zweiten elektrischen Versorgungsnetz (nicht gezeigt) schaltbar. Der dritte Umrichter 13 ist über eine dritte eingangsseitige Schalteinheit 43 alternativ an den ersten Eingang 01 zu dem ersten elektrischen Versorgungsnetz (nicht gezeigt) oder an den zweiten Eingang 02 zu dem zweiten elektrischen Versorgungsnetz (nicht gezeigt) schaltbar.

In dem gezeigten ersten Normalzustand ist der erste Umrichter 11 über die erste ausgangsseitige Schalteinheit 31 an den ersten Ausgang 03 zur ersten elektrischen Last (nicht gezeigt) geschaltet. Der zweite Umrichter 12 ist über die zweite ausgangsseitige Schalteinheit 32 an den zweiten Ausgang 04 zur zweiten elektrischen Last (nicht gezeigt) geschaltet. Die dritte ausgangsseitige Schalteinheit 33 ist so geschaltet, dass der dritte Umrichter 13 von dem ersten Ausgang 03 zur ersten elektrischen Last (nicht gezeigt) und von dem zweiten Ausgang 04 zur zweiten elektrische Last (nicht gezeigt) getrennt ist. Der erste Umrichter 11 ist über die erste eingangsseitige Schalteinheit 41 an den ersten Eingang 01 zu dem ersten elektrischen Versorgungsnetz (nicht gezeigt) geschaltet. Der zweite Umrichter 12 ist über die zweite eingangsseitige Schalteinheit 42 an den zweiten Eingang 02 zu dem zweiten elektrischen Versorgungsnetz (nicht gezeigt) geschaltet. Die dritte eingangsseitige Schalteinheit 43 ist so geschaltet, dass der dritte Umrichter 13 von dem ersten Eingang 01 und von dem zweiten Eingang 02 getrennt ist.

Fig. 2 zeigt die in Fig. 1 gezeigte Umrichtereinheit in einem degradierten Zustand, in welchem der erste Umrichter 11 aufgrund eines technischen Defektes vollständig ausgefallen ist. Daher ist die erste ausgangsseitige Schalteinheit 31 so geschaltet, dass der erste Umrichter 11 von dem ersten Ausgang 03 zur ersten elektrischen Last (nicht gezeigt) getrennt ist. Die erste eingangsseitige Schalteinheit 41 ist so geschaltet, dass der erste Umrichter 11 von dem ersten elektrischen Versorgungsnetz (nicht gezeigt) getrennt ist. Die erste Last (nicht gezeigt) wird somit nicht mehr versorgt, während die zweite Last (nicht gezeigt) weiterhin vollständig versorgt wird. Tritt ein solcher degradierter Zustand ein, wird die Umrichtereinheit kommandiert heruntergefahren. Danach befindet sich die Umrichtereinheit in einem Zustand „Sleep“ oder „Standby“. In einem nachfolgenden Hochlauf der Umrichtereinheit wird der Defekt des ersten Umrichters 11 erkannt und der erste Umrichter 11 bleibt entweder vollständig deaktiviert oder kann je nach Defektumfang und Kritikalität teilweise wieder in Betrieb genommen werden. Im Falle eines vollständigen Defektes des ersten Umrichters 11 wird stattdessen der bisher unbenutzte dritte Umrichter 13 hochgefahren und ersetzt die Funktionalität des deaktivierten ersten Umrichters 11 vollständig, was in Fig. 3 gezeigt ist.

Fig. 3 zeigt die in Fig. 1 gezeigte Umrichtereinheit in einem zweiten Normalzustand, in welchem der zuvor unbenutzte dritte Umrichter 13 hochgefahren ist und die Funktionalität des deaktivierten ersten Umrichters 11 ersetzt. Hierfür ist der dritte Umrichter 13 über die dritte ausgangsseitige Schalteinheit 33 an den ersten Ausgang 03 zur ersten elektrischen Last (nicht gezeigt) geschaltet. Der dritte Umrichter 13 ist über die dritte eingangsseitige Schalteinheit 43 an den ersten Eingang 01 zu dem ersten elektrischen Versorgungsnetz (nicht gezeigt) geschaltet.

Erfindungsgemäß ist trotz des defekten ersten Umrichters 11 nach einem Zustandswechsel von Betrieb zu Ruhezustand und Wiedereinschalten, einem so genannten Cold Swapping, die Umrichtereinheit in einem nicht degradierten Zustand mit voller Leistungsfähigkeit verfügbar, sodass eine erhöhte Verfügbarkeit der Umrichtereinheit erzielt ist.

Fig. 4 zeigt die in Fig. 1 gezeigte Umrichtereinheit in einem dritten Normalzustand, in welchem der dritte Umrichter 13 hochgefahren ist und die Funktionalität des zweiten Umrichters 12 ersetzt. Die zweite ausgangsseitige Schalteinheit 32 so geschaltet, dass der zweite Umrichter 12 von dem zweiten Ausgang 04 zur zweiten elektrischen Last (nicht gezeigt) getrennt ist. Die zweite eingangsseitige Schalteinheit 42 ist so geschaltet, dass der zweite Umrichter 12 von dem zweiten elektrischen Versorgungsnetz (nicht gezeigt) getrennt ist. Der dritte Umrichter 13 ist über die dritte ausgangsseitige Schalteinheit 33 an den zweiten Ausgang 04 zur zweiten elektrischen Last (nicht gezeigt) geschaltet. Der dritte Umrichter 13 ist über die dritte eingangsseitige Schalteinheit 43 an den zweiten Eingang 02 zu dem zweiten elektrischen Versorgungsnetz (nicht gezeigt) geschaltet.

Fig. 5 zeigt die in Fig. 1 gezeigte Umrichtereinheit in einem ersten partiell geschalteten Normalzustand. Ein solcher partiell geschalteter Normalzustand wird gewählt, wenn der erste Umrichter 11 oder der zweite Umrichter 12 partiell ausgefallen sind; insbesondere wenn nur eine oder zwei Phasen des jeweiligen Umrichters 11 , 12 ausgefallen sind. In dem gezeigten Beispiel ist der erste Umrichter 11 partiell ausgefallen, sodass dieser teilweise deaktiviert wird. Entsprechend wurde der dritte Umrichter 13 hochgefahren. Zudem wurde der dritte Umrichter 13 über die dritte ausgangsseitige Schalteinheit 33 partiell an den ersten Ausgang 03 zur ersten elektrischen Last (nicht gezeigt) geschaltet. Der dritte Umrichter 13 ist über die dritte eingangsseitige Schalteinheit 43 an den ersten Eingang 01 zu dem ersten elektrischen Versorgungsnetz (nicht gezeigt) geschaltet. Da nun der erste Umrichter 11 und der dritte Umrichter 13 die erste Last (nicht gezeigt) jeweils teilweise versorgen, sodass die erste Last (nicht gezeigt) insgesamt vollständig von dem ersten Umrichter 11 und dem dritten Umrichter 13 versorgt wird, stellen der erste Umrichter 11 und der dritte Umrichter 13 gemeinsam einen Shared Inverter dar.

Fig. 6 zeigt die in Fig. 1 gezeigte Umrichtereinheit in einem zweiten partiell geschalteten Normalzustand. In dem gezeigten Beispiel ist der zweite Umrichter 12 partiell ausgefallen, sodass dieser teilweise deaktiviert wird. Entsprechend wurde der dritte Umrichter 13 hochgefahren. Zudem wurde der dritte Umrichter 13 über die dritte ausgangsseitige Schalteinheit 33 partiell an den zweiten Ausgang 04 zur zweiten elektrischen Last (nicht gezeigt) geschaltet. Der dritte Umrichter 13 ist über die dritte eingangsseitige Schalteinheit 43 an den zweiten Eingang 02 zu dem zweiten elektrischen Versorgungsnetz (nicht gezeigt) geschaltet. Da nun der zweite Umrichter 12 und der dritte Umrichter 13 die zweite Last (nicht gezeigt) jeweils teilweise versorgen, sodass die zweite Last (nicht gezeigt) insgesamt vollständig von dem zweiten Umrichter 12 und dem dritten Umrichter 13 versorgt wird, stellen der zweite Umrichter 12 und der dritte Umrichter 13 gemeinsam einen Shared Inverter dar.

Bezuqszeichenliste erster Eingang zweiter Eingang erster Ausgang zweiter Ausgang

Gehäuse erster Umrichter zweiter Umrichter dritter Umrichter erster Kondensator zweiter Kondensator dritter Kondensator erste ausgangsseitige Schalteinheit zweite ausgangsseitige Schalteinheit dritte ausgangsseitige Schalteinheit erste eingangsseitige Schalteinheit zweite eingangsseitige Schalteinheit dritte eingangsseitige Schalteinheit