EINRICHTUNG FÜR EINEN NIEDERSPANNUNGSSTROMKREIS ZUR SCHIEFLASTREDUKTION

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für einen Niederspan nungsstromkreis, ein Verfahren für einen Dreiphasen- Niederspannungsstromkreis mit Nullleiter und drei Phasenlei tern und ein System für einen Dreiphasen-

Niederspannungsstromkreis mit Nullleiter und drei Phasenlei tern .

Mit Niederspannung sind Spannungen bis 1000 Volt Wechselspan nung oder 1500 Volt Gleichspannung gemeint. Mit Niederspan nung sind spezieller insbesondere Spannungen gemeint, die größer als die Kleinspannung, mit Werten von 50 Volt Wechsel spannung oder 120 Volt Gleichspannung, sind.

Mit Niederspannungsstromkreis sind Stromkreise, mit den ge nannten Spannungen, für Ströme von 10 bis 6300 Ampere ge meint. Mit den genannten Strömen sind insbesondere Nennströme bzw. reguläre maximal Ströme des Stromkreises gemeint.

Dreiphasen-Niederspannungsstromkreise sind folglich bei spielsweise 400 Volt (Phase-Phase) / 230 Volt (Phase- Nullleiter) Stromkreise bzw. Stromnetze, mit drei Phasenlei tern und einem Nullleiter, wie sie in Europa üblicherweise _V orkommen .

Das dreiphasige Stromnetz wird in der Regel mit einphasigen Energiesenken bzw. Verbrauchern, wie Betriebsmitteln, Spei chern oder/und Generatoren, unsymmetrisch belastet. In der jüngsten Vergangenheit tritt eine besonders unsymmetrische Belastung durch leistungsstarke Ladegeräte für bzw. der Elektrofahrzeuge auf, die zukünftig zunehmen wird, und ver mehrt zu Schieflasten (unsymmetrische Belastung) im Strom kreis bzw. (Strom-) Netz führt. Selbst die gleichmäßige Ver teilung von einphasigen Ladeanschlüssen auf einzelne Phasen führt durch die statistische Verteilung der Ladevorgänge nicht zu einem Ausgleich. Ein ähnliches Problem gibt es bei Batteriespeichern, z.B. in Privathaushalten, die meist auch nur einphasig betrieben werden, bzw. bei Photovoltaik-Anlagen (in dem Fall als Generator) . Dreiphasen-Wechselstromkreise sind üblicherweise für eine (annähernd) symmetrische Belas tung ausgelegt. Unsymmetrische Belastungen führen zu starken Ausgleichströmen in Nullleiter (bzw. Neutralleiter), die ver mieden werden sollen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Verbesserung der Symmetrie eines Dreiphasen- Wechselstromnetzes mit Nullleiter anzugeben, die insbesondere schnell arbeitet.

Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, 3, 4, 6, 7, 9 oder 10, ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 oder ein System ge mäß Patentanspruch 16 gelöst.

Erfindungsgemäß wird eine Einrichtung vorgeschlagen, die ei nen Phasenwechsel eines Verbrauchers auf eine weniger belas tete Phase ermöglicht bzw. die Phasen eines Verbrauchers auf die Phasen des Niederspannungsstromkreises derart zuordnet, dass die Phasen (Phasenleiter) möglichst gleichmäßig belastet werden. Dies wird erfindungsgemäß durch elektronische Schalt einheiten durchgeführt. Erfindungsgemäß ist mit einer elekt ronischen Schalteinheit eine Einheit gemeint, die ein halb leiterbasiertes schließen und öffnen einer elektrischen Ver bindung durchführt. Elektromechanische Schalteinheiten, d.h. mit mechanischen Kontakten, sind nicht gemeint.

Das Kriterium für die Umschaltung eines Verbrauchers auf eine Phase kann erfindungsgemäß einerseits die Höhe der Spannung sein. Die Phase mit der höchsten Spannung (Effektivwert der Spannung) ist häufig die am wenigsten belastete Phase. D.h. der Verbraucher wird der Phase mit der höchsten Spannung zu geordnet . Das Kriterium für die Umschaltung eines Verbrauchers auf eine Phase kann erfindungsgemäß andererseits die Höhe des Stromes sein. Die Phase mit dem geringsten Strom (Effektivwert des Stromes) ist die am wenigsten belastete Phase. D.h. der Ver braucher wird der Phase mit dem niedrigsten Strom zugeordnet.

In einer alternativen Ausgestaltung kann die Zuordnung durch ein übergeordnetes Management-System erfolgen. D.h. die Ein richtung weist eine Kommunikationsschnittstelle auf, mit der die Zuordnung eines Verbrauchers zu einer Phase (bzw. die Zu ordnung der verbraucherseitigen Phasen (Phasenleiter) zu den energiequellenseitigen Phasen (Phasenleitern)), z.B. mittels eines Kommunikationssignales , festgelegt werden kann.

Dies hat den besonderen Vorteil, dass eine gleichmäßigere Be lastung eines Dreiphasen-Wechselstromnetzes ermöglicht wird, wobei mit elektronischen Schalteinheiten eine besonders schnelle (im Mikro- bzw. einstelligen Milli-Sekundenbereich) und beispielsweise leistungslose Umschaltung erfolgen kann, wobei bei einer leistungslosen Umschaltung die Anzahl der Schaltzyklen fast unbegrenzt ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen an gegeben .

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Einrichtung in einem Gehäuse angeordnet.

Dies hat den besonderen Vorteil, dass ein kompaktes Gerät zur Verfügung steht, das in einem Abzweig zum Anschluss eines Verbrauchers zwischengeschaltet werden kann, um eine annä hernd symmetrische Belastung zu erreichen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist je nach Ausgestaltung ein (interner) Stromsensor zur Ermittlung der Höhe des Stromes des ersten Ausgangsphasenpols oder/und ein Spannungssensor zur Ermittlung der Höhe der Spannung des ersten, zweiten und dritten Eingangsphasenpols vorgesehen. Diese ist/sind mit der Steuerungseinheit verbunden. Dies hat den besonderen Vorteil, dass neben dem Kriterium der Spannung bzw. des Stromes ein weiteres Kriterium (zusätzlich Strom bzw. Spannung) zur Phasenauswahl zur Verfügung steht. Somit kann eine noch bessere Phasenauswahl bzw. -Zuordnung erzielt werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die elektronischen Schalteinheiten als Halbleiterschalter ausge führt, insbesondere weisen sie Leistungshalbleiter auf Basis von Silizium, Silizium-Karbid, Silizium-Kohlenstoff, Galium, Galiumnitrid oder Galium-Stickstoff auf.

Dies hat den besonderen Vorteil, dass eine einfache Realisie rung der Halbleiterschalter bzw. elektronischen Schalteinhei ten möglich ist, die geringe Verluste und hohe Schaltleis tungen ermöglichen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Einrichtung einen Frequenzsensor zur Ermittlung der Frequenz des elektrischen Stromes des ersten, zweiten und dritten Ein- gangsphasenpols auf, der mit der Steuerungseinheit verbunden ist. In einer Ausgestaltung kann zudem die Frequenz der Span nung des jeweiligen Eingangsphasenpols ermittelt werden.

Dies hat den besonderen Vorteil, dass beispielsweise ein Pha senwechsel im Nulldurchgang des Stromes oder (/und) der Span nung erfolgen kann. Mit den elektronischen Schalteinheiten kann zudem ein sehr schneller Phasenwechsel erfolgen, so dass dieser quasi unbemerkt erfolgt. Dadurch kann einerseits leis tungslos geschaltet, andererseits ein sanfter Übergang beim Phasenwechsel erreicht werden.

Es wird ferner ein nebengeordnetes vorteilhaftes Verfahren sowie ein System zum Phasenwechsel beansprucht.

Alle Ausgestaltungen, sowohl in abhängiger Form rückbezogen auf den Patentanspruch 1, 3, 4, 6, 7, 9 oder 10, als auch rückbezogen lediglich auf einzelne Merkmale oder Merkmalskom binationen von Patentansprüchen, bewirken eine Verbesserung der symmetrischen Belastung eines Dreiphasen- Wechselstromkreises .

Die beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden.

In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Figur 1 bis 9 Schaltungen zur Erläuterung der Erfindung.

Figur 1 zeigt eine Schaltung zur Erläuterung der Erfindung, mit einem ersten Phasenleiter LI, einem zweiten Phasenleiter L2, einem dritten Phasenleiter L3 und einem Nullleiter N ei nes Dreiphasen-Niederspannungsstromkreis . Dieser weist einen Abzweig auf, wobei ein erster Verbraucher VI (Energiesenke) mit dem ersten Phasenleiter LI und dem Nullleiter N, ein zweiter Verbraucher V2 mit dem zweiten Phasenleiter L2 und dem Nullleiter N, ein dritter Verbraucher V3 mit dem dritten Phasenleiter L3 und dem Nullleiter N verbunden sind. Die Ver bindung der drei Verbraucher VI, V2, V3 mit den Phasenleitern LI, L2, L3 weist einen dreiphasigen Schalter S1 auf.

Sind die Widerstände des ersten, zweiten und dritten Verbrau chers gleich groß, wird in den Verbrauchern VI, V2, V3 die gleiche Leistung umgesetzt, d.h. die erste Leistung PI des ersten Verbrauchers VI, die zweite Leistung P2 des zweiten Verbrauchers V2 und die dritte Leistung P3 des dritten Ver brauchers V3 sind gleich groß; P1=P2=P3. Damit ist der erste Strom II des ersten Verbrauchers VI, der zweite Strom 12 des zweiten Verbrauchers V2 und der dritte Strom 13 des dritten Verbrauchers V3 gleich groß (gemeint ist der Phasenleiter strom, der erste Strom II fließt im Abzweig des ersten Pha senleiters LI zum ersten Verbraucher VI, der zweite Strom 12 fließt im Abzweig des zweiten Phasenleiters L2 zum zweiten Verbraucher V2, der dritte Strom 13 fließt im Abzweig des dritten Phasenleiters L3 zum Verbraucher V3) , 11=12=13. Damit ist der Strom im Nullleiter N gleich Null. Es liegt eine sym metrische Belastung des Dreiphasen-Wechselstromkreises vor.

Figur 2 zeigt eine Schaltung gemäß Figur 1, mit dem Unter schied, dass die Widerstände des ersten, zweiten und dritten Verbrauchers VI, V2, V3 unterschiedlich sind. Damit werden liegen auch unterschiedliche erste, zweite und dritte Leis tungen PI, P2, P3 der Verbraucher vor, P1^P2^P3. Damit sind auch die ersten bis dritten Ströme II, 12, 13 unterschied lich, 11^12^13. Damit fließt ein Ausgleichsstrom im Nulllei ter N, In^O . Es liegt eine unsymmetrische Belastung des Drei phasen-Wechselstromkreises vor.

Figur 3 zeigt eine Schaltung gemäß Figur 1 bzw. Figur 2, mit dem Unterschied, dass nur der erste Verbraucher VI an dem Dreiphasen-Wechselstromkreis angeschlossen ist. Dieser weist nur einen einphasigen Schalter S2 auf. Hier ist der erste Strom II des Abzweiges zum ersten Verbraucher VI gleich dem Strom im Nullleiter N, Il=In. D.h. der Dreiphasen- Wechselstromkreis wird durch einen einphasigen Verbraucher unsymmetrisch belastet. Es liegt eine unsymmetrische Belas tung des Dreiphasen-Wechselstromkreises vor.

Figur 4 zeigt eine Schaltung gemäß den Figur 3, mit dem Un terschied, dass an Stelle des ersten Verbrauchers VI eine Steckdose Wallbox 1 als Abzweig an den ersten Phasenleiter LI und den Nullleiter N angeschlossen ist. Eine zweite Steckdose Wallbox 2 ist als Abzweig an den zweiten Phasenleiter L2 und den Nullleiter N angeschlossen. Eine dritte Steckdose Wallbox 3 ist als Abzweig an den dritten Phasenleiter L3 und den Nullleiter N angeschlossen. In analoger Weise können weitere Steckdosen Wallbox 4 ... Wallbox N in Form eines Abzweiges an die Phasenleiter angeschlossen sein.

An den Steckdosen können beispielsweise als Verbraucher

Elektroautos Car 1, Car 2, Car 3, Car 4, Car N angeschlossen sein . Figur 5 zeigt eine Schaltung gemäß der vorherigen Figuren, mit dem Unterschied, dass die Steckdosen 3-phasig ausgeführt sind, so dass die Steckdosen als Abzweig an die drei Phasen leiter, LI, L2, L3 und den Nullleiter N angeschlossen sind.

Figur 6 zeigt eine Schaltung gemäß der vorherigen Figuren, mit dem Unterschied, dass eine erfindungsgemäße Einrichtung EA vorgesehen ist. Diese weist:

- einen vierpoliger Eingangsanschluss, für einen Dreiphasen wechselstromkreis mit Nullleiter, auf, mit einem ersten, zweiten und dritten Eingangsphasenpol El, E2, E3 sowie einem Eingangsnullleiterpol EN;

- einen zweipoliger Ausgangsanschluss mit einem ersten Aus- gangsphasenpol API und einem Ausgangsnullleiterpol AN auf;

- einer ersten Verbindung VN1 zwischen Eingangsnullleiterpol EN und Ausgangsnullleiterpol AN;

- einer ersten, zweiten und dritten elektronischen Schaltein heit SEI, SE2, SE3, die ein halbleiterbasiertes schließen und öffnen einer elektrischen Verbindung durchführt, wobei die erste elektronische Schalteinheit SEI eingangsseitig mit dem ersten Eingangsphasenpol El, die zweite elektronische Schalt einheit SE2 eingangsseitig mit dem zweiten Eingangsphasenpol E2 und die dritte elektronische Schalteinheit SE3 eingangs seitig mit dem dritten Eingangsphasenpol E3 verbunden ist;

- die erste, zweite und dritte elektronische Schalteinheit SEI, SE2, SE3 ausgangsseitig mit dem ersten Ausgangsphasenpol API verbunden sind;

- einem Spannungssensor Al bzw. U, zur Ermittlung der Höhe der Spannung des ersten, zweiten und dritten Eingangsphasen- pols El, E2, E3, also von drei Einzel-Spannungen;

- einer Steuerungseinheit A4, die mit dem Spannungssensor Al, der ersten, zweiten und dritten elektronischen Schalteinheit SEI, SE2, SE3 verbunden ist und die derart ausgestaltet ist, dass in Abhängigkeit der Höhe der Spannung des ersten, zwei ten und dritten Eingangsphasenpols der erste, zweite oder dritte Eingangsphasenpols El, E2, E3 mittels der jeweiligen elektronischen Schalteinheit zum ersten Ausgangsphasenpol API verbunden ist, wobei der erste Ausgangsphasenpol API jeweils mit dem Eingangsphasenpol , der die höchste Spannung aufweist, verbunden ist.

Zur Ermittlung der Höhe der Spannung kann der Spannungssensor Al mit dem Nullleiter / Eingangsnullleiterpol EN verbunden sein .

D.h. weist z.B. der erste Eingangsphasenpol El eine Spannung von 228 Volt, der zweite Eingangsphasenpol E2 eine Spannung von 230 Volt und der dritte Eingangsphasenpol E3 eine Span nung von 232 Volt auf, dann wird der dritte Eingangsphasenpol E3 mittels der dritten elektronischen Schalteinheit SE3 mit dem ersten Ausgangsphasenpol API verbunden.

Während des Betriebes kann periodisch, in gewissen Zeitab ständen, die Zuordnung verändert werden, je nachdem wie sich das Spannungsniveau ändert. Mit Spannung ist der Effektivwert der Spannung gemeint. D.h. eine Änderung der Zuordnung er folgt beispielsweise minimal nach mehreren Durchläufen der Sinusschwingung der Wechselspannung. Beispielsweise kann nach minimal 10 Sinusschwingungen eine Zuordnungsänderung erfol gen, sofern sich das Spannungsniveau ändert. Damit kann ein Schwingen der Einrichtung und ständiger Zuordnungswechsel vermieden werden, so dass ein stabiler Zustand eintreten kann .

Die Einrichtung EA ist beispielsweise in einem in einem Ge häuse GEH angeordnet .

Die Einrichtung EA kann ferner einen internen, d.h. z.B. in nerhalb des Gehäuses GEH, Stromsensor A3 bzw. I zur Ermitt lung der Höhe des Stromes des ersten Ausgangsphasenpols API aufweisen, der mit der Steuerungseinheit A4 verbunden ist.

Die elektronischen Schalteinheiten SEI, SE2, SE3 können als Halbleiterschalter ausgeführt sein, insbesondere z.B. mit Leistungshalbleitern, z.B. auf Basis von Silizium, Silizium- Karbid, Silizium-Kohlenstoff, Galium, Galiumnitrid oder Gali- um-Stickstoff . Die Einrichtung EA kann einen Frequenzsensor A2 bzw. f zur Ermittlung der Frequenz des elektrischen Stromes oder/und der elektrischen Spannung des ersten, zweiten und dritten Ein- gangsphasenpols El, E2, E3 aufweisen, der mit der Steuerungs einheit A4 verbunden ist. Damit kann beispielsweise ein Pha senwechsel in einem Nulldurchgang durchgeführt werden.

In einer alternativen Ausgestaltung, die mit der vorgenannten Ausgestaltung beliebig kombinierbar ist, ist ein außerhalb, beispielsweise außerhalb des Gehäuses GEH, angeordneter ex ternen Stromsensor C vorgesehen, zur Ermittlung der Höhe des Stromes der ersten, zweiten und dritten energiequellenseiti gen Phasenleiter LI, L2, L3 sowie gegebenenfalls des Nulllei ters N des Niederspannungsstromkreises. Diese Phasenleiter LI, L2, L3 und der Nullleiter N sind über einen Abzweig mit den ersten, zweiten und dritten Eingangsphasenpolen El, E2, E3, EN verbunden.

An den Phasenleitern LI, L2, L3 und dem Nullleiter N sind üb licherweise weitere Abzweige mit Verbrauchern angeschlossen (nicht dargestellt in Figur 6) .

Die Steuerungseinheit A4 ist in dieser Ausgestaltung z.B. mit dem externen Stromsensor C, der ersten, zweiten und dritten elektronischen Schalteinheit SEI, SE2, SE3 verbunden und der art ausgestaltet, dass in Abhängigkeit der Höhe des Stromes der ersten, zweiten und dritten energiequellenseitigen Pha senleiter LI, L2, L3 der erste, zweite oder dritte Eingangs- phasenpols El, E2, E3 mittels der jeweiligen elektronischen Schalteinheit SEI, SE2, SE3 zum ersten Ausgangsphasenpol API verbunden wird bzw. ist, wobei der erste Ausgangsphasenpol API jeweils mit dem Eingangsphasenpol El, E2, E3, dessen energiequellenseitiger Phasenleiter LI, L2, L3 die niedrigste Stromhöhe aufweist, verbunden ist.

D.h. weist z.B. der erste Phasenleiter LI einen Strom von 70 Ampere auf, der zweite Phasenleiter L2 einen Strom von 40 Am pere auf, der dritte Phasenleiter L3 einen Strom von 60 Am pere auf, dann wird der zweite Eingangsphasenpol E2 mittels der zweiten elektronischen Schalteinheit SE2 mit dem ersten Ausgangsphasenpol API verbunden.

Im Beispiel gemäß der Figuren befindet sich eine (nicht dar gestellte) Energiequelle am linken Ende der Phasenleier LI, L2, L3 bzw. des Nullleiters N, dort wo die Bezugszeichen LI, L2, L3 bzw. N eingezeichnet sind.

In einer Ausgestaltung, die mit der vorgenannten Ausgestal tung beliebig kombinierbar ist, ist eine Kommunikations schnittstelle KS vorgesehen, beispielsweise am Gehäuse GEH, für ein Kommunikationssignal, das darüber kommuniziert werden kann. Die Steuerungseinheit A4, die mit der Kommunikations einheit, der ersten, zweiten und dritten elektronischen

Schalteinheit verbunden ist, kann in diesem Fall derart aus gestaltet sein, dass in Abhängigkeit vom Kommunikationssignal der erste, zweite oder dritte Eingangsphasenpols El, E2, E3 mittels der jeweiligen elektronischen Schalteinheit SEI, SE2, SE3 zum ersten Ausgangsphasenpol API verbunden wird bzw. ist.

Figur 6 zeigt erfindungsgemäß die Einrichtung EA mit allen diesen Ausgestaltungen, die einzeln oder wahlweise bzw. zu sammen verwendet werden können. An der Kommunikationsschnitt stelle KS ist im Beispiel gemäß Figur 6 ein z.B. Management system D angeschlossen.

Am ersten Ausgangsphasenpol API und Ausgangsnullleiterpol AN ist beispielsweise ein Verbraucher bzw. eine Energiesenke B angeschlossen, wie ein Elektroauto Car 1, ..., Car N.

Figur 7 zeigt eine Anordnung gemäß Figur 6, mit dem Unter schied, dass ein vierpoliger Ausgangsanschluss mit einem ers ten, zweiten und dritten Ausgangsphasenpol API, AP2, AP3 so wie einem Ausgangsnullleiterpol AN vorgesehen ist.

Es ist ferner eine zehnte elektronische Schalteinheit SEA vorgesehen, die eingangsseitig mit dem zweiten Eingangspha- senpol E2 und ausgangsseitig mit dem zweiten Ausgangsphasen pol AP2 verbunden ist. Ferner ist eine elfte elektronische Schalteinheit SEB vorgesehen, die eingangsseitig mit dem dritten Eingangsphasenpol E3 und ausgangsseitig mit dem drit ten Ausgangsphasenpol AP3 verbunden ist.

Bei dieser Ausgestaltung kann lediglich ein Ausgangsphasen pol, im Beispiel der erste Ausgangsphasenpol API, einen Pha senwechsel durchführen. Dies ist insbesondere für Steckdosen von Elektrofahrzeugen vorteilhaft, da entweder einphasig oder dreiphasig geladen wird. So braucht bei annähernd symmetri scher dreiphasiger Belastung / Ladung durch ein Elektrofahr zeug kein Phasenwechsel durchgeführt werden; bei nur einpha siger Belastung kann ein Phasenwechsel durchgeführt werden.

Figur 8 zeigt eine Variante eines Ausschnittes der Schaltung gemäß Figur 7, mit dem Unterschied, dass:

- vierte, fünfte und sechste elektronische Schalteinheiten SE4, SE5, SE6 vorgesehen sind, wobei die vierte elektronische Schalteinheit SE4 eingangsseitig mit dem ersten Eingangspha senpol El, die fünfte elektronische Schalteinheit SE5 ein gangsseitig mit dem zweiten Eingangsphasenpol E2 und die sechste elektronische Schalteinheit SE6 eingangsseitig mit dem dritten Eingangsphasenpol E3 verbunden ist,

die vierte, fünfte und sechste elektronische Schalteinheit SE4, SE5, SE6 ausgangsseitig mit dem zweiten Ausgangsphasen pol AP2 verbunden sind,

- siebte, achte und neunte elektronischen Schalteinheiten SE7, SE8, SE9 vorgesehen sind, wobei die siebte elektronische Schalteinheit SE7 eingangsseitig mit dem ersten Eingangspha senpol El, die achte elektronische Schalteinheit SE8 ein gangsseitig mit dem zweiten Eingangsphasenpol E2 und die neunte elektronische Schalteinheit SE9 eingangsseitig mit dem dritten Eingangsphasenpol E3 verbunden ist,

die siebte, achte und neunte elektronische Schalteinheit SE7, SE8, SE9 ausgangsseitig mit dem dritten Ausgangsphasenpol AP3 verbunden sind.

In einer Ausgestaltung gemäß Figur 8 (rückbezogen auf Figur 7), die mit den anderen Ausgestaltungen kombinierbar ist, ist der Spannungssensor Al vorgesehen, zur Ermittlung der Höhe der Spannung des ersten, zweiten und dritten Eingangsphasen- pols El, E2, E3. Ferner der interne Stromsensor A3, zur Er mittlung der Höhe des Stromes des ersten, zweiten und dritten Ausgangsphasenpols API, AP2, AP3. Die Steuerungseinheit A4 ist mit dem Spannungssensor Al, dem internen Stromsensor A3, der ersten bis neunten elektronischen Schalteinheit SEI bis SE9 verbunden und derart ausgestaltet, dass in Abhängigkeit der Höhe der Spannung des ersten, zweiten und dritten Ein- gangsphasenpols und in Abhängigkeit der Höhe des Stromes des ersten, zweiten und dritten Ausgangsphasenpols mittels der jeweiligen elektronischen Schalteinheit ein Eingangsphasenpol mit einem Ausgangsphasenpol verbunden wird, wobei:

der Ausgangsphasenpol mit dem höchsten Strom mit dem Ein gangsphasenpol mit der höchsten Spannung,

der Ausgangsphasenpol mit dem zweithöchsten Strom mit dem Eingangsphasenpol mit der zweithöchsten Spannung,

der Ausgangsphasenpol mit dem dritthöchsten Strom mit dem Eingangsphasenpol mit der dritthöchsten Spannung verbunden wird .

Ist z.B. die Spannung des ersten Eingangsphasenpols 228 Volt, die des zweiten Eingangsphasenpols 230 Volt, die des dritten Eingangsphasenpols 232 Volt; sind die Ströme des ersten Aus gangsphasenpols 42 Ampere, des zweiten Ausgangsphasenpols 44 Ampere und des dritten Ausgangsphasenpols 38 Ampere;

dann wird der zweite Ausgangsphasenpol mit dem dritten Ein gangsphasenpol verbunden, der erste Ausgangsphasenpol mit dem zweiten Eingangsphasenpol und der dritte Ausgangsphasenpol mit dem ersten Eingangsphasenpol.

In einer anderen Ausgestaltung gemäß Figur 8 (rückbezogen auf Figur 7), die mit den anderen Ausgestaltungen kombinierbar ist, ist der außerhalb, z.B. außerhalb des Gehäuses GEH, an geordnete externen Stromsensor C vorgesehen, zur Ermittlung der Höhe des Stromes IP1, IP2, IP3, INN der ersten, zweiten und dritten energiequellenseitigen Phasenleiter LI, L2, L3 und des Nullleiters N des Niederspannungsstromkreises (die mit den ersten, zweiten und dritten Eingangsphasenpolen in Form eines Abzweiges verbunden sind) . Ferner der interne Stromsensor A3, zur Ermittlung der Höhe des Stromes des ers- ten, zweiten und dritten Ausgangsphasenpols API, AP2, AP3.

Die Steuerungseinheit A4 ist mit dem externen und internen Stromsensor C, A3, der ersten bis neunten elektronischen Schalteinheit SEI bis SE9 verbunden und derart ausgestaltet, dass in Abhängigkeit der Höhe des Stromes IP1, IP2, IP3 sowie ggfs. INN des ersten, zweiten und dritten energiequellensei tigen Phasenleiters (ggfs. Nullleiters N) und in Abhängigkeit der Höhe des Stromes des ersten, zweiten und dritten Aus gangsphasenpols (API, AP2, AP3) mittels der jeweiligen elekt ronischen Schalteinheit SEI bis SE9 ein Eingangsphasenpol mit einem Ausgangsphasenpol verbunden wird. Wobei:

der Ausgangsphasenpol mit dem höchsten Strom mit dem Ein gangsphasenpol, dessen energiequellenseitiger Phasenleiter die niedrigste Stromhöhe aufweist, verbunden ist,

der Ausgangsphasenpol mit dem zweithöchsten Strom mit dem Eingangsphasenpol, dessen energiequellenseitiger Phasenleiter die zweitniedrigste Stromhöhe aufweist, verbunden ist, der Ausgangsphasenpol mit dem dritthöchsten Strom mit dem Eingangsphasenpol, dessen energiequellenseitiger Phasenleiter die drittniedrigste Stromhöhe aufweist, verbunden ist.

D.h. z.B. ist der Strom IP1 des ersten Phasenleiters LI 500 Ampere, der Strom IP2 des zweiten Phasenleiters L2 400 Am pere, der Strom IP3 des dritten Phasenleiters L3 250 Ampere; sind die Ströme des ersten Ausgangsphasenpols 42 Ampere, des zweiten Ausgangsphasenpols 44 Ampere und des dritten Aus gangsphasenpols 38 Ampere;

dann wird der zweite Ausgangsphasenpol mit dem dritten Ein gangsphasenpol verbunden, der erste Ausgangsphasenpol mit dem zweiten Eingangsphasenpol und der dritte Ausgangsphasenpol mit dem ersten Eingangsphasenpol.

In einer Ausgestaltung gemäß Figur 8 (rückbezogen auf Figur 7), die mit den anderen Ausgestaltungen kombinierbar ist, ist lediglich die Kommunikationsschnittstelle KS für ein Kommuni kationssignal vorgesehen. Die Steuerungseinheit, die mit der Kommunikationsschnittstelle KS und der ersten bis neunten elektronischen Schalteinheit SEI bis SE9 verbunden ist, ist derart ausgestaltet, dass in Abhängigkeit vom Kommunikations- Signal mindestens ein Eingangsphasenpol mittels der jeweili gen elektronischen Schalteinheit mit einem Ausgangsphasenpol verbunden wird. Insbesondere sind zwei Eingangsphasenpole mittels der jeweiligen elektronischen Schalteinheit mit zwei Ausgangsphasenpolen verbunden sind bzw. drei Eingangsphasen pole mittels der jeweiligen elektronischen Schalteinheit mit drei Ausgangsphasenpolen verbunden. Wobei jeweils eine Phase von einem Eingangsphasenpol zu einem Ausgangsphasenpol durch geschaltet ist, so dass nie zwei unterschiedliche Phasen mit einander verbunden sind.

Figur 9 zeigt eine Schaltung gemäß Figur 5, mit dem Unter schied, dass eine erfindungsgemäße Einrichtung EA gemäß Figur 6, 7 oder 8 in den mindestens einer, bzw. allen Steckdosen Wallbox 1 bis Wallbox N vorgesehen ist.

Im Folgenden soll die Erfindung, inklusiver ihrer Vorteile, nochmal mit anderen Worten erläutert werden.

Auf Basis von Leistungshableitern (Silizium, Siliziumkarbid / SiC oder GaliumNitrid / GaN) kann die Phasenauswahl ohne me chanische Schaltelemente erfolgen. Eine beispielsweise be reits integrierte Mess- und Regeltechnik einer elektronischen Schalteinheit kann z.B. mittels ermittelter Strom- oder/und Spannungswerte selbsttätig erkennen, auf welche Phase die Leistung geschaltet werden soll. Dies kann vor oder kontinu ierlich während des Betriebs erfolgen. Bzw. vor oder während des Betriebs angepasst bzw. umgeschaltet werden. Die Auswahl und Ansteuerung der elektronischen Schalteinheiten kann auch von externen Systemen D, wie z.B. Netzleittechnik oder (Lade) Managementsystemen erfolgen.

Dies hat den Vorteil, dass:

- elektronische Schalteinheiten, die ein halbleiterbasiertes öffnen und schließen einer elektrischen Verbindung - d.h. Schalten, unterliegen nicht dem mechanischen Verschleiß und können somit eine vielfach höhere Anzahl an Schaltungen durchführen . - die Auswahl der Phase kann während des Betriebs problemlos und weitgehend unterbrechungsfrei geändert werden (Kommutie rung) .

- durch den Einsatz von Wide Bandgap Leistungshalbleitern (SiC-, GaN-Basiert) entfallen unnötige Verlustleistungen durch Spulen und Antriebe für elektromechanische Schaltele mente .

- externe / überlagerte Systeme können aus zugeführten Daten und Informationen weitere Dienste anbieten, sowie „von außen" auf die elektronischen Schalteinheiten (Halbleiterbasiert) einwirken .

- zur Steuerung der elektronischen Schalteinheiten sind durch Sensoren Messwerte in Echtzeit verfügbar.

- die halbleiterbasierten elektronischen Schalteinheiten kön nen im Zeitbereich unter eine Millisekunde zwischen zwei Pha sen wechseln und so die Leistung kommutieren.

- die halbleiterbasierten elektronischen Schalteinheiten kön nen mehrere Millionen Schaltspiele durchführen und sind so mit, im Gegensatz zu elektromechanischen Schaltgeräten, in der Lage auch betriebsmäßiges Schalten zu übernehmen.

- der Serielle Durchlasswiderstand von elektronischen Schalt einheiten im Ein-Zustand ist annähernd gleich dem Übergangs widerstand von mechanischen Kontakten. Somit entfallen Ver lustleistungen in Spulen von Schützen und thermische Verluste in Bimetallen von thermischen Auslösern.

- mit einer Kommunikationsschnittstelle kann mit überlagerten Systemen IP-basierte Kommunikation durchgeführt werden, z.B. mittels TCP-IP, Modbus etc.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und ande re Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.