Titel

Verfahren zur Ansteuerung eines Wechselrichters, Wechselrichtervorrichtung und elektrisches Antriebssystem

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines

Wechselrichters. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine

Wechselrichtervorrichtung sowie ein elektrisches Antriebssystem mit einer Wechselrichtervorrichtung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Wechselrichter für eine elektrische Maschine, der von zwei

Gleichspannungsquellen gespeist wird.

Stand der Technik

Ganz oder zumindest teilweise elektrisch angetriebene Fahrzeuge gewinnen zunehmend an Bedeutung. Die elektrische Energie zum Antrieb solcher

Fahrzeuge kann beispielsweise mittels eines elektrischen Energiespeichers, wie zum Beispiel einer Traktionsbatterie bereitgestellt werden. Darüber hinaus können auch sogenannte Brennstoffzellen durch Oxidation von Wasserstoff elektrische Energie gewinnen, die ebenfalls zum Antrieb der Fahrzeuge genutzt werden kann. Werden mehrere Energiequellen an einen Wechselrichter angeschlossen, so kann der Wechselrichter bei geeigneter Ansteuerung auch zur Übertragung von elektrischer Energie zwischen den einzelnen Energiequellen, beispielsweise von einer Brennstoffzelle zur einen Traktionsbatterie, genutzt werden. Ein derartiger Multilevel-Wechselrichter wird beispielsweise

eingangsseitig an einem Eingang von einer Brennstoffzelle gespeist und an einem weiteren Eingang von einem weiteren elektrischen Energiespeicher gespeist. Ausgangsseitig kann dieser Multilevel-Wechselrichter eine elektrische Maschine speisen. Offenbarung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren zur Ansteuerung eines Wechselrichters mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, eine

Wechselrichtervorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 und ein elektrisches Antriebssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9.

Demgemäß ist vorgesehen: Ein Verfahren zur Ansteuerung eines Wechselrichters oder einer

Wechselrichterkombination mit einem ersten Eingangsanschluss, einem zweiten Eingangsanschluss und einem Ausgangsanschluss. Das Verfahren umfasst einen Schritt zum Bestimmen einer ersten Raumzeigermodulation für den Wechselrichter zum Einstellen eines vorbestimmten Sollwerts an dem

Ausgangsanschluss des Wechselrichters. Die Raumzeiger, die dieser

Raumzeigermodulation zugrunde liegen, umfassen dabei mindestens einen Nullvektor. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt zum Bestimmen einer zweiten Raumzeigermodulation für den Wechselrichter zum Übertragen von elektrischer Energie von dem ersten Eingangsanschluss zu dem zweiten Eingangsanschluss. Schließlich umfasst das Verfahren einen Schritt zum

Ansteuern des Wechselrichters unter Verwendung der ersten

Raumzeigermodulation und der zweiten Raumzeigermodulation. Die

Ansteuerung mit der zweite Raumzeigermodulation erfolgt insbesondere in Zeitintervallen, in denen der ersten Raumzeigermodulation ein Nullvektor zugeordnet ist.

Ferner ist vorgesehen:

Eine Wechselrichtervorrichtung mit einem Wechselrichter und einer

Steuereinrichtung. Der Wechselrichter umfasst einen ersten Eingangsanschluss, einen zweiten Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss. Die

Steuereinrichtung ist dazu ausgelegt, den Wechselrichter gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren anzusteuern. Schließlich ist vorgesehen: Ein elektrisches Antriebssystem mit einer erfindungsgemäßen Wechselrichtervorrichtung, einer ersten Gleichspannungsquelle, die mit dem ersten Eingangsanschluss elektrisch gekoppelt ist, einer zweiten

Gleichspannungsquelle, die mit dem zweiten Eingangsanschluss elektrisch gekoppelt ist und einer elektrischen Maschine, die mit dem Ausgangsanschluss des Wechselrichters elektrisch gekoppelt ist.

Vorteile der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein

Wechselrichter für ein elektrisches Antriebssystem, der von zwei

Gleichspannungsquellen gespeist werden kann, ggf. auch dazu genutzt werden kann, um elektrische Energie von einem Eingangsanschluss zu dem anderen Eingangsanschluss zu übertragen. Die Effizienz dieser Energieübertragung sowie eventuelle Einflüsse auf den Betrieb einer angeschlossenen elektrischen Maschine können dabei von der jeweiligen Ansteuerung des Wechselrichters zur Energieübertragung abhängen. Dies gilt auch für die maximal übertragbare Leistung in jedem Arbeitspunkt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Idee zugrunde, dieser Erkenntnis Rechnung zu tragen und eine möglichst effiziente und geschickte Ansteuerung eines Wechselrichters für eine Energieübertragung von einer

Gleichspannungsquelle zu einer anderen Gleichspannungsquelle an den

Eingangsanschlüssen des Wechselrichters vorzusehen.

Hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei einer Ansteuerung des Wechselrichters mittels Raumzeigermodulation die Energieübertragung zwischen den Eingangsanschlüssen des Wechselrichters in Zeitintervallen durchzuführen, in denen für die Ansteuerung einer angeschlossenen elektrischen Maschine zum Erreichen eines vorgegebenen Sollwertes einer elektrischen Maschine ein Nullvektor vorgesehen ist. Mit anderen Worten, die Energieübertragung von einer Gleichspannungsquelle zu einer anderen Gleichspannungsquelle erfolgt zu Zeitintervallen, in denen normalerweise keine Ansteuerung einer an den

Wechselrichter angeschlossenen elektrischen Maschine erfolgt. Erfindungsgemäß wird dabei zu Zeitintervallen, in denen normalerweise für die Ansteuerung einer an den Wechselrichter angeschlossenen elektrischen

Maschine ein Nullvektor vorgesehen ist, eine zusätzliche Modulation vorgesehen, die es ermöglicht, einer an den Wechselrichter angeschlossenen Energiequelle Energie zu entnehmen und diese an einer weiteren, an den Wechselrichter angeschlossenen Energiequelle zuzuführen. Durch eine geeignete Wahl von Spannungsvektoren für diese Energieübertragung zu Zeitpunkten, in denen ein Nullvektor für das Ansteuern der elektrischen Maschine vorgesehen ist, kann eine effiziente Energieübertragung erfolgen. Insbesondere kann dabei auch eine Energieübertragung von einer Gleichspannungsquelle zu einer anderen erfolgen, die den Betrieb einer angeschlossenen elektrischen Maschine möglichst wenig beeinflusst und somit zu keinen oder zumindest nur sehr geringen Störungen führt.

Die Raumzeigermodulation, insbesondere die Raumzeigermodulation für das Einstellen eines vorbestimmten Sollwerts an dem Ausgangsanschluss des Wechselrichters und/oder die zweite Raumzeigermodulation zur Übertragung der elektrischen Energie zwischen den Eingangsanschlüssen des Wechselrichters erfolgt dabei unter Verwendung von mehreren vorbestimmten

Spannungsvektoren. Insbesondere umfassen die mehreren vorbestimmten Spannungsvektoren auch mindestens einen sogenannten Nullvektor. Bei einem solchen sogenannten Nullvektor handelt es sich um einen Spannungsvektor, bei dem alle Phasenanschlüsse des Ausgangsanschlusses des Wechselrichters das gleiche Potenzial aufweisen.

Jedem Spannungsvektor einer Raumzeigermodulation ist dabei eine

vorgegebene Konfiguration der Schaltelemente in dem Wechselrichter zugeordnet.

Durch das Einstellen einer Abfolge von vorbestimmten Raumzeigern ist es somit möglich, an dem Ausgangsanschluss einen gewünschten Sollwert einzustellen. Hierdurch kann beispielsweise eine gewünschte Ausgangsspannung und/oder ein Ausgangsstrom an dem Ausgangsanschluss des Wechselrichters eingestellt werden. Insbesondere kann somit zum Beispiel ein gewünschtes Soll- Drehmoment einer angeschlossenen elektrischen Maschine geregelt werden. Aber auch beliebige weitere Sollwerte können an dem Ausgangsanschluss eingestellt werden.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Ansteuerung des Wechselrichters einen Schritt zum Ermitteln eines Stromraumzeigers an dem Ausgangsanschluss des Wechselrichters. Ist der Stromraumzeiger am

Ausgangsanschluss des Wechselrichters bekannt, so kann der Schritt zum Berechnen der zweiten Raumzeigermodulation für die Übertragung der elektrischen Energie von einem Eingangsanschluss zu dem anderen

Eingangsanschluss unter Verwendung des ermittelten Stromraumzeigers erfolgen. Durch Anpassen der Raumzeigermodulation für die Energieübertragung zwischen den Eingangsanschlüssen kann die Effizienz der Energieübertragung optimiert werden. Insbesondere können durch Anpassen der

Raumzeigermodulation für die Energieübertragung zwischen den

Eingangsanschlüssen jeweils optimierte Parameter für die

Raumzeigermodulation ermittelt werden, die eine maximale Energieübertragung zwischen den Eingangsanschlüssen ermöglichen.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Ermitteln des Stromraumzeigers an dem Ausgangsanschluss des Wechselrichters ein Messen eines elektrischen Stroms an dem Ausgangsanschluss des Wechselrichters umfassen.

Beispielsweise kann hierzu an dem Ausgangsanschluss des Wechselrichters ein Stromsensor oder eine beliebige andere geeignete Messvorrichtung zur

Ermittlung des Stromes an dem Ausgangsanschluss vorgesehen sein. Auf diese Weise ist eine besonders einfache effiziente und zuverlässige Ermittlung des Stroms bzw. des Stromraumzeigers an dem Ausgangsanschluss des

Wechselrichters möglich.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Ermitteln des Stromraumzeigers an dem Ausgangsanschluss des Wechselrichters berechnet werden. Insbesondere kann das Ermitteln des Stromraumzeigers auch ein Prognostizieren des elektrischen Stroms an dem Ausgangsanschluss des Wechselrichters umfassen. Hierzu können beispielsweise beliebige Steuerparameter oder Messwerte von dem Wechselrichter oder dem elektrischen Antriebssystem, in dem der Wechselrichter integriert ist, mit verwendet werden. Durch die Berechnung des Stromraumzeigers bzw. des elektrischen Stroms am Ausgangsanschluss des Wechselrichters können ggf. Sensoren oder Messelemente eingespart werden. Dies ermöglicht eine besonders kostengünstige Ermittlung des Stroms bzw. Stromraumzeigers am Ausgangsanschluss des Wechselrichters.

Gemäß einer Ausführungsform kann die zweite Raumzeigermodulation einen ersten Spannungsvektor in Richtung des ermittelten Stromraumzeigers am Ausgangsanschluss des Wechselrichters bestimmen. Ferner kann die zweite Raumzeigermodulation einen zweiten Spannungsvektor bestimmen, der eine dem am Ausgangsanschluss des Wechselrichters anliegenden

Stromraumzeigers entgegengesetzte Richtung aufweist. Somit liegen der zweiten Raumzeigermodulation für die Übertragung elektrischer Energie zwischen den Eingangsanschlüssen des Wechselrichters zwei genau entgegengesetzte Spannungsvektoren zugrunde. Weisen diese entgegengesetzten

Spannungsvektoren darüber hinaus auch den gleichen Betrag auf, so heben sich die Spannungsvektoren gegenseitig auf und beeinflussen nicht oder zumindest nicht merklich eine am Ausgangsanschluss angeschlossene elektrische

Maschine.

Gemäß einer Ausführungsform ist eine Spannungs-Zeit- Fläche für das Ansteuern des Wechselrichters mit dem ersten Spannungsvektor genauso groß wie eine Spannungs-Zeit- Fläche für das Ansteuern des Wechselrichters mit dem zweiten Spannungsvektor. Auf diese Weise kompensieren sich die beiden

Ansteuerungen, sodass die von dem einen Eingangsanschluss des

Wechselrichters entnommene Energiemenge gleich groß ist wie die an dem anderen Eingangsanschluss des Wechselrichters ausgegebene Energiemenge. Somit kann die Beeinflussung einer am Ausgangsanschluss des Wechselrichters angeschlossenen elektrischen Maschine möglichst gering gehalten werden.

Gemäß einer Ausführungsform der Wechselrichtervorrichtung umfasst der Wechselrichter einen Multilevel-Wechselrichter. Insbesondere kann der

Wechselrichter beispielsweise einen Dreilevel-Wechselrichter umfassen. Gemäß einer Ausführungsform des elektrischen Antriebssystems kann eine an der Wechselrichtervorrichtung angeschlossene Gleichspannungsquelle, von der elektrische Energie entnommen werden kann, beispielsweise eine

Brennstoffzelle umfassen. Selbstverständlich sind auch beliebige andere Spannungsquellen möglich, von denen elektrische Energie zu einer anderen Spannungsquelle, wie zum Beispiel einem Akkumulator oder ähnlichem übertragen werden kann.

Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, soweit sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich den

Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird der Fachmann dabei auch Einzelaspekte als Verbesserung oder Ergänzung zu den jeweiligen Grundformen der Erfindung hinzufügen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1: eine schematische Darstellung eines elektrischen Antriebssystems mit einer Wechselrichtervorrichtung gemäß einer Ausführungsform;

Figur 2: eine schematische Darstellung eines Raumzeigerdiagramms, wie es der Steuerung eines elektrischen Antriebssystems gemäß einer Ausführungsform zugrunde liegt; und

Figur 3: eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms, wie es einem Verfahren zur Ansteuerung eines Wechselrichters gemäß einer Ausführungsform zugrunde liegt.

Beschreibung der Ausführungsformen Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrischen Antriebssystems 10 gemäß einer Ausführungsform. Das elektrische Antriebssystem 10 umfasst eine erste Gleichspannungsquelle 1, eine zweite Gleichspannungsquelle 2, einen Wechselrichter 3 mit einer Steuereinrichtung 4 sowie eine elektrische Maschine 5. Bei der ersten Gleichspannungsquelle 1 kann es sich zum Beispiel um eine Brennstoffzelle handeln, welche beispielsweise durch Oxidation von Wasserstoff elektrische Energie erzeugen kann. Darüber hinaus sind für die erste

Gleichspannungsquelle 1 auch beliebige andere Gleichspannungsquellen, wie beispielsweise elektrische Energiespeicher, zum Beispiel eine Traktionsbatterie o. ä., möglich. Bei der zweiten Gleichspannungsquelle 2 kann es sich um eine beliebige Gleichspannungsquelle, wie zum Beispiel einen elektrischen

Energiespeicher, beispielsweise eine Traktionsbatterie o. ä., handeln. Darüber hinaus sind für die erste und zweite Gleichspannungsquelle 1, 2 auch beliebige andere elektrische Energiespeicher, wie zum Beispiel Supercap,

Schwungradspeicher oder ähnliches, möglich. Bei der ersten

Gleichspannungsquelle 1 und der zweiten Gleichspannungsquelle 2 kann es sich insbesondere um gleiche, gleichartige oder auch unterschiedliche

Gleichspannungsquellen handeln.

Bei der elektrischen Maschine 5 kann es sich um eine beliebige elektrische Maschine handeln. Insbesondere kann es sich bei der elektrischen Maschine 5 um eine mehrphasige Asynchronmaschine handeln. Aber auch mehrphasige Synchronmaschinen sind ebenso möglich. Die hier dargestellte Anzahl von drei Phasen dient lediglich dem besseren Verständnis und stellt dabei keine

Beschränkung der vorliegenden Erfindung dar. Darüber hinaus ist auch eine beliebige von drei abweichende Anzahl von elektrischen Phasen der elektrischen Maschine 5 möglich. Dabei sollte die Anzahl der elektrischen Phasen der elektrischen Maschine 5 und die Anzahl der elektrischen Phasen am Ausgang des Wechselrichters 3 aufeinander abgestimmt sein, das heißt die Anzahl der Phasen am Ausgang des Wechselrichters 3 sollte der Anzahl der Phasen der elektrischen Maschine 5 entsprechen.

Bei dem Wechselrichter 3 kann es sich um einen beliebigen Wechselrichter, insbesondere um einen Multilevel-Wechselrichter oder eine Kombination aus mehrenen, beispielsweise zwei Wechselrichtern mit mindestens zwei Eingangsanschlüssen 31, 32 und einem Ausgangsanschluss 34 handeln.

Insbesondere kann es sich bei dem Wechselrichter 3 um einen Drei-Level- Wechselrichter handeln, wie hier dargestellt. Die Ansteuerung des

Wechselrichters drei, insbesondere der Schaltelemente in dem Wechselrichter drei kann dabei mittels einer Steuereinrichtung 4 erfolgen.

Bei dem Wechselrichter 3 kann es sich um einen beliebigen, gegebenenfalls konventionellen oder neuartigen Multilevel-Wechselrichter handeln.

Beispielsweise kann es sich bei dem Wechselrichter 3 um einen Drei-Level- Wechselrichter handeln, wie er in Figur 1 dargestellt ist. Ein solcher Drei-Level- Wechselrichter kann beispielsweise eingangsseitig eine Serienschaltung aus zwei Zwischenkreiskondensatoren CI und C2 umfassen. Dabei ist ein erster Zwischenkreiskondensator CI zwischen den beiden Anschlusspunkten des ersten Eingangsanschluss 31 angeordnet und ein zweiter

Zwischenkreiskondensator C2 ist zwischen den beiden Anschlusspunkten des zweiten Eingangsanschluss 32 angeordnet. Ferner kann der Wechselrichter 3 für jede Phase LI, L2, L3 des Ausgangsanschlusses 34 jeweils eine

Brückenschaltung aufweisen. Jede Brückenschaltung umfasst dabei zwischen einem oberen Spannungspotential +U1 und einem mittleren Spannungspotential 0 eine Schaltungsanordnung aus zwei Halbleiterschaltelementen MIA, M1B; M3A, M3B bzw. M5A, M5B. Analog ist für jede Brücke zwischen dem mittleren Spannungspotential 0 und einem unteren Spannungspotential -U2 eine analoge Schaltungsanordnung aus den beiden Schaltelementen M2A, M2B; M4A, M4B bzw. M6A, M6B vorgesehen. Ferner ist parallel zu jedem Schaltelement eine Freilaufdiode vorgesehen. Darüber hinaus ist zwischen dem mittleren Potential 0 und jeweils einem Mittenanschluss der beiden Schaltelemente eine weitere Diode vorgesehen.

Mit einer solchen Schaltungsanordnung, bei der ein Wechselrichter 3 parallel von einer ersten Gleichspannungsquelle 1 und einer zweiten Gleichspannungsquelle 2 gespeist wird, ist ein flexibler Betrieb der angeschlossenen elektrischen Maschine 5 möglich. Insbesondere da sowohl die erste Gleichspannungsquelle 1 als auch die zweite Gleichspannungsquelle 2 jeweils eine Ausgangsspannung bereitstellen können, welche für sich alleine genommen zum Betrieb der elektrischen Maschine 5 ausreichend ist, kann zum Beispiel bei einer deaktivierten ersten Gleichspannungsquelle 1 die elektrische Maschine 5 alleine von der zweiten Gleichspannungsquelle 2 gespeist werden. Umgekehrt kann auch die elektrische Maschine 5 alleine von der ersten Gleichspannungsquelle gespeist werden, während der zweiten Gleichspannungsquelle 2 keine elektrische Energie entnommen wird.

In den beiden zuvor beschriebenen Betriebsmodi werden dabei jeweils nur die Halbleiterschaltelemente MIA, M1B; M3A, M3B; M5A, M5B in den oberen Zweigen sowie die„inneren“ Schaltelemente M2A, M4A und M6A in den unteren Zweigen oder alternativ die Halbleiterschaltelemente M2A, M2B; M4A, M4B; M6A, M6B sowie MIA, M3A und M5A angesteuert, während die jeweils anderen Schaltelemente konstant geöffnel/gesperrt bleiben.

Darüber hinaus kann, insbesondere bei einem hohen Leistungsbedarf, auch gleichzeitig elektrische Energie von der ersten Gleichspannungsquelle 1 und der zweiten Gleichspannungsquelle 2 entnommen werden, um die elektrische Maschine 5 anzutreiben.

Ferner ist es auch möglich, elektrische Energie von der ersten

Gleichspannungsquelle 1 zu entnehmen und in die zweite

Gleichspannungsquelle 2 einzuspeisen. Beispielsweise kann überschüssige Energie einer Brennstoffzelle dazu genutzt werden, um eine Traktionsbatterie aufzuladen. Auch wenn im nachfolgenden grundsätzlich eine Übertragung elektrischer Energie von der ersten Gleichspannungsquelle 1 zur zweiten Gleichspannungsquelle 2 beschrieben wird, so ist grundsätzlich auch die Übertragung von elektrischer Energie von der zweiten Gleichspannungsquelle 2 zur ersten Gleichspannungsquelle 1 ebenso möglich.

Figur 2 zeigt ein Raumzeigerdiagramm, wie es der Ansteuerung eines

Wechselrichters 3 mittels Raumzeigermodulation zugrunde liegen kann.

Vereinfacht wird dabei angenommen, dass die erste Gleichspannungsquelle 1 eine Gleichspannung bereitstelle, welche annähernd halb so groß ist wie die Gleichspannung, welche von der zweiten Gleichspannungsquelle 2 bereitgestellt wird. Dies dient jedoch lediglich dem besseren Verständnis und soll keine Beschränkung der vorliegenden Erfindung darstellen. Grundsätzlich sind auch Gleichspannungsquellen 1, 2 mit beliebigen unterschiedlichen oder ggf. auch gleichen Ausgangsspannungen möglich.

Das Raumzeigerdiagramm gemäß Figur 2 umfasst drei ineinander

verschachtelte Sechsecke. Die Raumzeiger des inneren Sechsecks können dabei eingestellt werden, indem elektrische Energie ausschließlich von der ersten Gleichspannungsquelle 1 bezogen wird. Die Raumzeiger des mittleren Sechsecks können eingestellt werden, indem elektrische Energie ausschließlich von der zweiten Gleichspannungsquelle 2 bezogen wird. Die Raumzeiger des äußeren Sechsecks können eingestellt werden, indem elektrische Energie von beiden Gleichspannungsquellen 1, 2 gleichzeitig bezogen wird. Dabei bezeichnet ein "N", dass für den jeweiligen Phasenanschluss am Ausgangsanschluss 34 des Wechselrichters 3 elektrische Energie von der ersten Gleichspannungsquelle 1 bezogen wird. Entsprechend bedeutet ein "P", dass für den jeweiligen

Phasenanschluss elektrische Energie von der zweiten Gleichspannungsquelle 2 bezogen wird.„0“ bedeutet hierbei, dass weder von der ersten Gleichspannung Zelle 1 noch von der zweiten Gleichspannung 2 elektrische Energie bezogen wird. Vektoren zwischen den jeweiligen Eckpunkten können durch

abwechselndes Einstellen jeweils benachbarter Raumzeiger realisiert werden.

Die Länge, d.h. der Betrag des Vektors kann durch zusätzliches Einstellen eines Nullvektors 100 in Kombination mit den jeweiligen Raumzeigervektoren angepasst werden.

Bei einer klassischen Regelung einer elektrischen Maschine 5 mit einer feldorientierten Regelung gibt es zwei relevante Stromrichtungen. Eine erste Stromrichtung korrespondiert zur Einstellung eines gewünschten Flusses in der elektrischen Maschine 5, und eine zweite Stromrichtung korrespondiert zur Einstellung eines gewünschten Moments in der elektrischen Maschine 5. Ist der elektrische Strom in Flussrichtung eingeprägt, so erhöht oder schwächt der elektrische Strom den Fluss, falls er um 180 Grad phasenverschoben ist.

Andererseits bildet der elektrische Strom zusammen mit dem Fluss ein

Maschinenmoment, falls er senkrecht zum Fluss steht. Darüber hinaus sind selbstverständlich auch Mischformen von Flussänderung und

Drehmomenteinstellungen möglich. Die Einstellung des elektrischen Stroms erfolgt über die Einstellung der Spannungsraumzeiger, welche als Mittelwert über einzelne vorgegebene Spannungsvektoren mit dazu korrespondierenden Schalterstellungen im Wechselrichter 3 realisiert werden.

In Figur 2 ist ein Flussraumzeiger 200 als strichpunktierte Linie dargestellt.

Darüber hinaus ist der aktuelle Stromraumzeiger 300 als gestrichelte Linie dargestellt.

Soll nun elektrische Energie von der ersten Gleichspannungsquelle 1 zu der zweiten Gleichspannungsquelle 2 übertragen werden, so erfolgt diese

Übertragung der elektrischen Energie vorzugsweise zu den Zeitintervallen, in denen für die Ansteuerung der elektrischen Maschine 5 ein Nullvektor 100 vorgesehen ist.

In diesen Zeitintervallen, in denen für die Ansteuerung der elektrischen Maschine 5 der Nullvektor 100 eingestellt werden soll, kann zunächst durch Einstellung eines ersten Spannungsvektors 310 der ersten Gleichspannungsquelle 1 elektrische Energie entnommen werden. Hierzu kann insbesondere ein

Spannungsvektor 310 eingestellt werden, der die gleiche Richtung wie der aktuelle Stromraumzeiger 300 aufweist. Die Einstellung dieses

Stromraumzeigers 310 kann, analog zur Raumzeigermodulation für die

Ansteuerung der elektrischen Maschine 5 durch Einstellen von vorgegebenen Raumzeigern, insbesondere zweier benachbarter Raumzeiger, mit

korrespondierenden Schalterstellungen des Wechselrichters 3 erfolgen.

Darüber hinaus kann die der ersten Gleichspannungsquelle 1 entnommene elektrische Energie durch Einstellen eines zweiten Spannungsraumzeigers 320 in die zweite Gleichspannungsquelle 2 eingespeist werden. Der zweite

Spannungsraumzeiger 320 weist dabei die gleiche Länge (Betrag) auf, wie der erste Spannungsraumzeiger 310. Darüber hinaus ist der zweite

Spannungsraumzeiger 320 gegenüber dem ersten Spannungsraumzeiger 310 um 180 Grad phasenverschoben, d.h. er weist in die entgegengesetzte Richtung wie der erste Spannungsraumzeiger 310. Auf diese Weise kompensieren sich die beiden Spannungsraumzeiger 310 und 320, sodass in der angeschlossenen elektrischen Maschine 5 kein oder zumindest kein signifikantes Moment und keine signifikante Flussänderung auftritt. Somit kann eine Störung bei dem Betrieb der

angeschlossenen elektrischen Maschine 5 vermieden werden.

Für die Übertragung der elektrischen Energie zwischen der ersten

Gleichspannungsquelle 1 und der zweiten Gleichspannungsquelle 2 kann grundsätzlich ein erster Spannungsraumzeiger 310 mit einer beliebigen

Orientierung gewählt werden, so lange der zweite Spannungsraumzeiger 320 jeweils um 180 Grad phasenverschoben ist. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass bei einer Orientierung des ersten Spannungsvektors 310 in Richtung des Stromraumzeigers 300 eine besonders effiziente Übertragung der elektrischen Energie möglich ist. Daher ist es besonders vorteilhaft, wenn der erste

Spannungsraumzeiger 310 in Richtung des Stromraumzeigers 300 verläuft und der zweite Spannungsraumzeiger 320 jeweils in die entgegengesetzte, um 180 Grad phasenverschobene Richtung weist. Um Beeinträchtigungen beim Betrieb der angeschlossenen elektrischen Maschine 5 zu vermeiden, sollte dabei jeweils die Spannungs-Zeit- Fläche für den ersten Spannungsvektor 310 und den zweiten Spannungsvektor 320 gleich groß sein.

Die Ansteuerung des Wechselrichters 3, insbesondere der Schaltelemente des Wechselrichters 3 kann hier beispielsweise mittels der Steuereinrichtung 4 erfolgen. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 4 dabei den Wechselrichter 3 wie zuvor bereits beschrieben ansteuern und somit das nachfolgend angeführte Verfahren realisieren.

Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms zur

Ansteuerung eines Wechselrichters 3 gemäß einer Ausführungsform.

Das Verfahren umfasst einen Schritt S1 zum Bestimmen einer ersten

Raumzeigermodulation für den Wechselrichter 3. Die erste

Raumzeigermodulation ermittelt dabei die Parameter der Raumzeigermodulation für ein Einstellen eines vorbestimmten Sollwerts an dem Ausgangsanschluss 34 des Wechselrichters 3. Wie zuvor bereits beschrieben, umfasst die

Raumzeigermodulation dabei mehrere Raumzeigervektoren mit einem oder mehreren Nullvektoren 100. In Schritt S2 wird weiterhin eine zweite

Raumzeigermodulation bestimmt. Die zweite Raumzeigermodulation ermittelt dabei die anzusteuernden Raumzeiger für ein Übertragen von elektrischer Energie von einem ersten Eingangsanschluss 31 zu einem zweiten

Eingangsanschluss 32.

In Schritt S3 wird der Wechselrichter 3 unter Verwendung der ersten

Raumzeigermodulation und der zweiten Raumzeigermodulation angesteuert. Hierbei erfolgt insbesondere die Ansteuerung des Wechselrichters 3 gemäß der zweiten Raumzeigermodulation in Zeitintervallen, in denen für die erste

Raumzeigermodulation ein Nullvektor zugeordnet ist. Das heißt, die Übertragung der elektrischen Energie von der ersten Gleichspannungsquelle 1 zu der zweiten Gleichspannungsquelle 2 erfolgt jeweils zu Zeitintervallen, in denen keine Ansteuerung des Wechselrichters 3 für das Einstellen der Sollwerte an der elektrischen Maschine 5 durchgeführt werden soll. Somit kann die Übertragung der elektrischen Energie quasi in Zeitintervallen erfolgen, in denen keine aktive Ansteuerung der elektrischen Maschine 5 durchgeführt werden soll.

Insbesondere kann das Verfahren ferner einen Schritt zum Ermitteln eines Stromraumzeigers 300 aufweisen. Der Stromraumzeiger 300 kann

beispielsweise mittels geeigneter Sensoren messtechnisch erfasst werden. Zusätzlich oder alternativ kann der aktuelle Stromraumzeiger 300 auch berechnet, insbesondere prädiziert werden. Ist der aktuelle Stromraumzeiger 300 bekannt, so kann für eine effiziente Energieübertragung zwischen der ersten Gleichspannungsquelle 1 und der zweiten Gleichspannungsquelle 2 zunächst ein erster Spannungsraumzeiger 310 in Richtung des aktuellen Stromraumzeigers 300 und anschließend ein um 180 Grad phasenverschobener zweiter

Spannungsraumzeiger 320 in entgegengesetzte Richtung eingestellt werden. Dies ermöglicht eine besonders effiziente Energieübertragung zwischen den beiden Gleichspannungsquellen 1, 2.

Auch wenn im Vorausgegangenen grundsätzlich eine elektrische

Energieübertragung von der ersten Gleichspannungsquelle 1 in Richtung der zweiten Gleichspannungsquelle 2 beschrieben wurde, so ist grundsätzlich auch eine elektrische Energieübertragung in entgegengesetzte Richtung möglich. Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung die Übertragung von elektrischer Energie zwischen zwei an einen Wechselrichter angeschlossenen Gleichspannungsquellen. Die Übertragung der elektrischen Energie kann dabei zu Zeitintervallen erfolgen, in denen bei einer Raumzeigermodulation für die Einstellung eines Sollwerts am Ausgang des Wechselrichters ein Nullvektor eingestellt werden soll. Insbesondere kann für die Übertragung der elektrischen Energie zwischen den Gleichspannungsquellen am Eingang des Wechselrichters ein erster Spannungsraumzeiger in Richtung eines Strom rau mzeigers am Ausgang des Wechselrichters eingestellt werden und ein zweiter

Spannungsraumzeiger, welcher gegenüber dem ersten Spannungsvektor um

180 Grad phasenverschoben ist.