Es sind bereits Lasterkennungssysteme bekannt, bei denen an einem Wechselrichter an der Sekundärseite eines Transformators eine Last angeschlossen wird. Bei diesen erfolgt die La- sterkennung jedoch auf der Sekundärseite des Transformators in Form einer einfachen 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 Primärseite 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 sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Lasterkennungssystem zu schaffen, bei dem ohne zusätzlichen Aufwand für eine galvanischen Trennung eine Last er- kannt werden kann.

Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die Maßnahmen im Kennzeichenteil des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhaft ist hierbei, daß eine Lasterkennung auf der Primärseite des Transforma- tors durchgeführt werden kann. Dadurch wird auch keine galvanisch getrennte Rückführung der Signale benötigt 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 Verändern der Schwellwerte oder Referenzwerte bzw. der prozentuellen Abweichung eingestellt bzw. verän- dert werden kann. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß bei einer derartigen Lasterkennung auch Lasten erkannt werden können, die nur geringfügige bzw. keine Amplitudenerhöhung der Belastungskurve der Energiequelle hervorrufen, sondern nur eine Phasenverschiebung verursachen. Damit ist eine Nichterkennung geringer Lasten ausgeschlossen. Ein wesentlicher Vorteil liegt auch darin, daß ein energieeinsparender Betrieb des Wechselrichters erreicht wird, da dieser im Leerlauf nur kurzzeitig für eine Lasterkennung aktiviert wird und somit die Leerlaufverluste ohne angeschlossener Last verringert bzw. sehr klein gehätten werden. Da- mit wird ein energieeinsparender Betrieb des Wechselrichters erreicht, sodaß die Betriebsdau-

er für einen derartigen Inselwechselrichter, welcher mit einer Batterie betrieben wird, wesent- lich erhöht wird. Zusätzlich werden durch die primärseitige Lasterkennung die Leerlaufverlu- ste reduziert, da ein einfacher Schaltungsaufbau mit wenigen Bauelementen und somit mit geringen Leerlaufverlusten geschaffen wurde.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in den Ansprüchen 2 bis 15 beschrieben. Die sich dar- aus ergebenden Vorteile sind der Beschreibung zu entnehmen.

Weiters umfaßt die Erfindung ein Lasterkennungssystem wie es im Anspruch 16 beschrieben ist.

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.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 17 bis 24 beschrieben. Die sich daraus ergebenden Vorteile sind der Beschreibung zu entnehmen.

Die Erfindung wird anschließend durch Ausführungsbeispiele näher beschrieben.

Es zeigen : Fig. 1 ein Schaltungsschema eines Wechselrichters mit dem erfindungsgemäßen Laster- kennungssystem, in vereinfachter, schematischer Darstellung ; Fig. 2 eine Kennlinie der Ausgangsspannung des Wechselrichters nach Fig. 1, in verein- fachter, schematischer Darstellung ; Fig. 3 eine Kennlinie des Ausgangsstroms des Wechselrichters nach Fig. 1, in verein- fachter, schematischer Darstellung ; Fig. 4 eine Kennlinie der Eingangssigna) e des Wechselrichters nach Fig. l, in verein- fachter, schematischer Darstellung ;

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schaltungsschemas eines Wechselrichters mit dem erfindungsgemäßen Lasterkennungssystem, in vereinfachter, schemati- scher Darstellung ; Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel des Lasterkennungssystems für einen Wechselrichter nach Fig. 1 oder 5, in vereinfachter, schematischer Darstellung ; Fig. 7 eine Kennlinie der Ausgangsspannung des Wechselrichters nach Fig. 1 oder 5, in vereinfachter, schematischer Darstellung ; Fig. 8 eine Kennlinie der Eingangssignale des Lasterkennungssystems nach Fig. 6, in vereinfachter, schematischer Darstellung.

Einführend wird festgehalten, daß gleiche Teile der einzelnen Ausführungsbeispiele mit glei- chen Bezugszeichen versehen werden. Die in den einzelnen Ausführungsbeispielen angege- benen Lageangaben sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

In den Fig. I bis 4 ist ein Ausführungsbeispiel eines Wechselrichters 1, insbesondere eines Inselwechselrichters, mit einem Lasterkennungssystem, sowie zeitlich verlaufenden Span- nungs-und Stromsignalen dargestellt.

Der Wechselrichter I hat die Aufgabe eine aus einer Energiequelle 2 gelieferte Gleichspan- nung, beispielsweise eine Gleichspannung in der Höhe von 12V= oder 24V=, in eine Wech- selspannung 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 Tech- nik bereits bekannt ist, wird auf das Funktionsprinzip des Wechselrichters 1, insbesondere auf die Spannungserhöhung, nicht näher eingegangen.

Bei dem schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Wechselrichter 1 über Ein- gangsklemmen 5,6 und Versorgungsleitungen 7,8 mit der Energiequelle 2, insbesondere mit der Batterie 4, verbunden, wobei in die Versorgungsleitungen 7,8 schematisch ein Innenwi- derstand 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 darge- stellt. Der Wechselrichter I umfaßt zur Übertragung von Energie einen Transformator 11, über welchen die sekundärseitige Last 3 galvanisch vom Primärstromkreis getrennt wird, und eine Brückenschaltung 12, insbesondere eine Vollbrücke, wobei in die Mittelpunkte der bei- den Brückenzweige eine Primärseite 13 des Transformators 11 geschaltet ist. Weiters ist in Serie zur Primärwicklung bzw. Primärseite 13 des Transformators 11 eine Drossel angeord- net. An einer Sekundärwicklung bzw. Sekundärseite 14 des Transformators 11 kann über Ausgangsklemmen 15,16 die Last 3 angeschlossen werden, wobei bei aktiviertem Wechsel- richter I an den Ausgangsklemmen 15,16 eine Energieversorgung der Last 3 mit einer Wech- selspannung von beispielsweise 230V-ermöglicht ist. Die Steuerung bzw. Regelung des Wechselrichters 1, insbesondere der Brückenschaltung 12, wird von einer Steuervorrichtung 17, insbesondere einer Mikroprozessorsteuerung, vorgenommen, wobei die Schaltelemente der Brückenschaltung 12 schematisch mit der Steuervorrichtung 17 verbunden sind. Die wei- teren für ein derartiges System bzw. für einen derartigen Wechselrichter 1 benötigten Kom- ponenten, wie beispielsweise Stützkondensatoren, Kurzschlußerkennungsvorrichtungen usw., wurden nicht dargestellt.

Zwischen den Eingangsklemmen 5, 6, also im Energieversorgungskreis der Primärseite 13 des Transformators 11, ist nunmehr ein erfindungsgemäßes Lasterkennungssystem 18 ange- ordnet. Das Lasterkennungssystem 18 wird durch eine Meßschaltung 19 und eine Auswerte- schaltung 20 gebildet. Dabei ist es auch möglich. daß die Auswerteschaltung 20 direkt in der Steuervorrichtung 17 integriert ist. Die Funktion des Lasterkennungssystems 18 wird an- schließend 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, darge- stellt. 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 wird.

Durch einen derartigen Aufbau eines Inselwechselrichters, insbesondere des Wechselrichters 1, wird eine Lasterkennung, also eine Unterscheidung zwischen Leerlaufzustand ohne ange- schlossener Last 3 und belastetem Zustand mit angeschlossener Last 3 auf der Primärseite 13 des Transformators 11 realisiert. Dadurch wird erreicht, daß-nicht wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist-eine auf der Sekundärseite 14 des Transformators 11 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 er- hebliche Kosten entstehen bzw. durch den hohen elektronischen Aufwand derartige Wechsel- richter sehr empfindlich sind.

Wird der Wechselrichter 1 in Betrieb genommen, also die Energiequelle 2, insbesondere die Batterie 4, über die entsprechend angesteuerten Schaltelemente der Vollbrücke mit dem Wechselrichter I 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 11 gelegt wird. Dadurch kommt eine Energieübertragung auf die Sekun- därseite 14 des Transformators 11 zustande und kann somit die Last 3 mit Energie versorgt werden. Auf das Funktionsprinzip wird nicht näher eingegangen, da jedes beliebige Steuer- bzw. Regelverfahren für einen Wechselrichter) und/oder für die Brückenschaltung 12 einge- setzt werden kann.

Erfindungsgemäß ist nunmehr vorgesehen, daß primärseitig zum Transformator 11 eine La- sterkennung 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 Zwischen- schaltung einer Schaltvorrichtung, wie beispielsweise einem Lichtschalter wahlweise von einem Benutzer an den Wechselrichter 1 geschaltet werden kann.

Um eine entsprechende primärseitige Lasterkennung durchführen zu können, wird periodisch von der Steuervorrichtung 17 der Wechselrichter l, 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 Aus- gangskreis, 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

Wechselrichters 1 wieder deaktiviert und nach Ablauf einer festgelegten. voreinstellbaren Zeitdauer wird eine neuerliche Lasterkennung durchgeführt. Die Zeitabstände für die periodi- sche Aktivierung der Brückenschaltung 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 der Anschaltung der Last 3 an den Wechselrichter I nicht bemerkt. Durch eine derartige periodi- sche. kurzzeitige Aktivierung kann eine erhebliche Energieeinsparung erreicht werden, wo- durch eine längere Betriebsdauer mit derselben Batterie 4 möglich ist.

Wird von der Steuervorrichtung 17 und dem Lasterkennungssystem 18 eine Lasterkennung durchgefiihrt, so entsteht aufgrund der Aktivierung des Wechselrichters 1, insbesondere der Brückenschaltung 12. ein Strom-und Spannungsfluß vom positiven Potential der Energie- quelle 2 in abwechselnden Richtungen über die Primärseite 13 des Transformators I I und die Drossel zum negativen Potential der Energiequelle 2, wobei auch die entsprechende sinus- förmige Ausgangsspannung 21 und der entsprechende Ausgangsstrom 22 entstehen.

Die Meßschaltung 19 überwacht dabei ständig bzw. kontinuierlich die Eingangsspannung 23 an den Eingangsklemmen 5, 6, bzw. die Batteriespannung, wobei bei nicht aktivierter Brük- kenschaltung 12 eine Ruhespannung 24, wie strichliert dargestellt, ohne wesentliche Störsi- gnale bzw. Spannungseinbrüche erfaßt wird. Aufgrund einer induktiven Belastung des Wech- selrichters 1 bzw. des Transformators I I oder einer mit strichlierten Linien angedeuteten ka- pazitiven Belastung durch einen Kondensator entsteht bei aktivierter Brückenschaltung 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 der Ausgangsspannung und dem Ausgangsstrom ersichtlich ist. Demnach tritt bei der maximalen Spannungsamplitude gleichzeitig ein Stromnulldurchgang auf.

Durch den zusätzlichen ohmschen Innenwiderstand 9 der Batterie 4 und den Leitungswider- stand 10 der Versorgungsleitungen 7,8 auf der Primärseite 13 des Transformators 11 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 Primärversorgungs- kreis des Transformators 11 ein Vorwiderstand angeordnet wird, wodurch eine definierte Mindestbelastung erzielt werden kann. Insbesondere wird eine sinusähnliche Veränderung der Klemmenspannung bzw. eine sinusähnliche Ausgangskurve, insbesondere eine Leerlaufspan-

nun 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 sinusähnlich 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 Widerstandsbrücke gebil- det wird.

Der lastbedingte Spannungsabfall ist in Fig. 4 anhand der in vollen Linien dargestellten Leer- laufspannung 30 gegenüber der konstanten Ruhespannung 24 erkennbar. Durch die erfolgte Änderung von der Ruhespannung 24 auf die schwankende Leerlaufspannung 30 kann die Auswerteschaltung 20 erkennen, daß eine Lasterkennung durchgeführt werden soll. Die Aus- werteschaltung 20 wertet nunmehr die entstehende Spannungsschwankung der Energiequelle 2 an den Eingangsklemmen 5,6 des Wechselrichters 11 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 Zeit- punkte 26 und 27 für die Ermittlung der Spannungswerte an die doppelte Frequenz zur Aus- gangsspannung 21 abgestimmt, wodurch erreicht wird, daß aufgrund der gebildeten Leerlauf- spannung 30 mit der doppelten Frequenz zur Ausgangsspannung 21 immer sichergestellt ist, daß zwei unterschiedliche Spannungswerte ermittelt werden können und somit eine Sprung- bewertung, 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, durchge- führt wird.

Insbesondere beträgt die Meßfrequenz zwischen aufeinanderfolgenden Messungen zur Er- mittlung 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 Pi/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 beträgt, vorgenommen. Zudem wird auf eine Synchronisation der Meßzeitpunkte mit den Nulldurchgängen oder den Scheitelwerten der Ausgangsspannung 21 oder auch des Aus- gangsstromes 22 geachtet, um die Maximalwerte der Spannungseinbrüche der Batterie 4 er- mitteln 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 3 1, 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 Auswer- teschaltung 20, daß eine Last 3 am Wechselrichter I 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 Spannungs- einbrüche an der Batterie 4 oder aber auch bei Über-bzw. Unterschreitung eines oberen und/oder oberen Schwellwertes wiederum eine Last 3 erkannt wird.

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 der Auswerteschaltung 20 keine Abweichung bzw. nur eine geringfügige Abweichung, welche beispielsweise aufgrund einer Widerstandsänderung der Batterie 4 oder von Streuverlusten des Transformators 11 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.

Aktiviert ein Benutzer einen Verbraucher bzw. wird eine Last 3 an die Ausgangsklemmen 15, 16 angeschlossen, so erfolgt nach Ablauf der Stand-by-Phase des Wechselrichters 1 eine neu- erliche Lasterkennung, bei der nunmehr diese Last 3 von der Auswerteschaltung 20 erkannt wird. Dies erfolgt derart, daß wie zuvor beschrieben, der Lasterkennungszyklus ausgeführt wird.

Aufgrund des sich nunmehr über die Last 3 ausbildenden Stromflusses, wird im Gesamtsy- stem des Wechselrichters l 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. Wechselstromwiderstand aufweist, der zu einem entsprechenden Stromfluß führt, der den Stromfluß im Vergleich zum Leerlaufzustand

übersteigt. Das Anschließen der Last 3 an den Ausgangsklemmen führt auch zu einem erhöh- ten Spannungsabfall an der Energiequelle 2. Dadurch wird eine höhere Belastung der Ener- giequelle 2, insbesondere der Batterie 4, erkannt, da ein stärkerer sinusähnlicher 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 Diffe- renzspannung 33, insbesondere einen Differenzwert, welcher mit dem Soll-bzw. Referenz- oder Maximalwert verglichen wird.

Durch die Erhöhung der Gesamtbelastung und die damit einhergehende Steigerung des Diffe- renzwertes erfolgt eine Überschreitung dieses Differenzwertes über einen festgelegten Refe- renzwert oder Schwellwert oder einer vorbestimmten prozentuellen Maximalabweichung, wodurch die Auswerteschaltung 20 die Last 3 am Ausgang des Wechselrichters I erkennt.

Dieses Auswertungsergebnis wird über ein entsprechendes Signal an die Steuervorrichtung 17 weitergeleitet, worauf von der Steuervorrichtung 17 ein sogenannter Dauerbetrieb des Wech- selrichters 1 eingestellt wird, d. h., daß sämtliche Komponenten, insbesondere die Brücken- schaltung 12, weiterhin aktiviert bleiben und somit eine Energieversorgung der Last 3 sicher- gestellt ist.

Durch ein derartiges Verfahren ist es nunmehr möglich, daß eine Lasterkennung auf der Pri- märseite 13 des Transformators 11 durchgeführt werden kann. Dadurch wird auch keine gal- vanisch getrennte Rückführung der Signale bzw. der Meßsignale an die Steuervorrichtung 17 benötigt 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 Empfindlich- keit der Lasterkennung durch Verändern der Schwellwerte bzw. der prozentuellen, maximalen Abweichung eingestellt bzw. verändert werden kann.

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 bzw.

Sollwerte oder Schwellwerte durchgeführt werden kann. Dieser Abgleichzyklus wird noch genauer erläutert.

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 Auswerte- schaltung 20 der Dauerbetrieb wieder aufgehoben wird.

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 Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Wechselrichters 1 gezeigt, bei dem nun- mehr ein Hochfrequenz-Wechselrichter I 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 La- sterkennungssystem 18 ist wiederum mit den Eingangsklemmen 5,6 des Wechselrichters 1 verbunden.

Bei dem dargestellten Hochfrequenz-Wechselrichter I handelt es sich um einen aus dem Stand der Technik bekannten Wechselrichter 1, wodurch auf das Funktionsprinzip dieses Wechselrichters 1 nicht näher eingegangen wird. Selbstverständlich ist es möglich, daß jeder beliebige Hochfrequenz-oder Niederfrequenz-Wechselrichter I mit dem erfindungsgemäßen primärseitigen Lasterkennungssystem 18 ausgestattet werden kann.

Diesem Wechselrichter l ist wiederum eine Energiequelle 2, insbesondere eine Batterie 4 zugeordnet, wobei diese nunmehr mit einem Hochfrequenz-Transformator 11, beispielswei- se 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 11 auf die Sekundärseite 14 übertragen wird. Nachfolgend wird diese hochfrequente Spannung gleichgerichtet und einer Brückenschaltung 12, insbeson- dere 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.

Von der Brückenschaltung 12 wird die gelieferte Spannung durch taktweises Öffnen und

Schließen zweier Schaltelemente an die in den Mittelpunkten des linken und rechten Brük- kenzweiges über die Ausgangsklemmen 15,16 angeschlossene Last 3 in Form einer Wech- selspannung angelegt. Dabei ist es möglich, daß entsprechende Drosseln vorgeschaltet wer- den. Zwischen die beiden Ausgangsklemmen 15.16 wird nunmehr ein kapazitives Bauele- ment, insbesondere ein Kondensator 35, geschaltet, wodurch eine annähernd sinusförmige 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 Aus- gangsspannung erzeugt, sodaß das entsprechende Steuer-und/oder Regelverfahren, wie es in den Fig. 1 bis 4 beschrieben ist, für das primärseitige Lasterkennungssystem 18 eingesetzt werden kann.

In den Fig. 6 bis 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße primärsei- tige Lasterkennung dargestellt, wobei für die gleichen Teile bzw. Bauelemente gleiche Be- zugszeichen verwendet werden.

Dabei ist in Fig. 6 lediglich ein Ersatzschaltbild in Form eines Blockschaltbildes des Laster- kennungssystems 18 gezeigt, welches mit den Eingangsklemmen 5,6 eines Wechselrichters 1 verbunden ist. In Fig. 7 ist ein Signalverlauf einer Ausgangsspannung 21 für eine Last 3 und in Fig. 8 ist ein Signalverlauf eines Meßsignals, welches am Eingang der Auswerteschaltung 20 des Lasterkennungssystems 18 auftritt, dargestellt.

Das Lasterkennungssystem 18 weist wiederum die Meßschaltung 19 auf, die nunmehr mit einem Verstärker 37, insbesondere einem Umkehrverstärker mit einem Hochpaß, verbunden ist. Der Verstärker 37 hat die Aufgabe, das von der Meßschaltung 19 ausgewertete Eingangs- signal, insbesondere die Eingangsspannung, wie in den zuvor beschriebenen Figuren, um ei- nen festgelegten Wert zu verstärken und gleichzeitig mittels dem Hochpaß den Gleichspan- nungsanteil auszufiltern. Dadurch wird erreicht, daß die Auswerteschaltung 20 nur mehr die sinusähnliche Belastungskurve-gemäß Fig. 8-auswerten muß.

Für die Lasterkennung an der Primärseite 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 insbe- sondere durch die Zeitpunkte 26,27 gebildet werden, das Eingangssignal gemessen bzw. die Eingangsspannungs-Istwerte ermittelt werden und über den Verstärker 37 verstärkt der Aus-

werteschaltung 20 zugeführt werden. Die Auswerteschaltung 20 bildet einen Differenzwert der beiden gemessenen Spannungswerte und vergleicht diesen mit hinterlegten Referenzwer- ten oder einer prozentuellen Abweichung von einem festgelegten Wert oder einem Referenz- wert 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.

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. Regelverfahren eignet sich bevorzugt zum Erkennen von kleinen Lasten 3, wie beispielsweise einer sogenannten"Sparlampe"auf Leuchtstoffbasis.

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 Leerlaufspannung 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 er- reicht, daß sich eine geringere Differenzspannung 31 einstellt, sodaß eine wesentliche Erhö- hung der Empfindlichkeit der Lasterkennung erreicht wird.

Wird eine Last 3 an den Wechselrichter 1 angeschlossen, so tritt bei einer geringen Stromauf- nahme 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 meß- bare Spannungsbelastung an der Energiequelle 2, jedoch eine Phasenverschiebung zur Leer- laufspannung 30. Dies wirkt sich bevorzugt bei Lasten 3 aus, die kleine ohmsche Lasten 3 darstellen oder in ihrem Schaltkreis einen Gleichrichter aufweisen.

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 er- mittelte 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 Referenzwertver- gleich von der Auswerteschaltung 20 durchgeführt werden. Bevorzugt wird jedoch bei diesem Steuer-bzw. Regelverfahren ein Vergleich zweier aufeinanderfolgender Differenzwerte bzw.

Differenzspannungen 31 und 33 durchgeführt sodaß aufgrund einer entsprechenden Verände- rung des Differenzwertes bzw. der Differenzspannung eine Lasterkennung festgestellt werden kann.

Der wesentlich Vorteil eines derartigen Steuer-bzw. Regelverfahren 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. Selbstver- ständlich ist es möglich, daß die beschriebenen Steuer-bzw. Regelverfahren gemäß den Fig. 1 bis 8 untereinander kombiniert werden können.

Damit eine primärseitige Lasterkennung einer Last 3 auf der Sekundärseite 14 eines Trans- formators 11 sichergestellt ist, kann vor der Inbetriebnahme des Wechselrichters 1 oder nach längerem Betrieb des Wechselrichters 1 oder längerer Einsatzdauer der Batterie 4 ein Ab- gleichverfahren durchgeführt werden. Dieses Abgleichverfahren hat die Aufgabe, die einzel- nen Sollwerte bzw. Referenzwerte für den Vergleich mit den gemessenen bzw. ermittelten Istwerten für die Auswerteschaltung 20 anzupassen, wobei dazu der Wechselrichter 1 im Leerlauf, also ohne angeschlossener Last 3 an der Sekundärseite 14 des Transformators 11, betrieben wird.

Der Vorteil des Abgleichverfahrens liegt darin, daß auf die einzelnen Zustände der Kompo- nenten, 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- sche Widerstände, wie beispielsweise der Innenwiderstand 9 der Batterie 4, nach längerem Einsatz verändern, sodaß durch einen neuerlichen Abgleich des Wechselrichters 1 auf die neuen Zustände wiederum eine zuverlässige Lasterkennung möglich ist.

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 I automatisch dieses Abgleichverfahren durchge- führt. Es muß nur sichergestellt werden, daß während dem Abgleichverfahren keine Last 3 am Wechselrichter 1 angeschlossen ist.

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 Differenz- spannung 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- Vergleich, beschrieben worden, wobei grundsätzlich erwähnt wird, daß diesen Methoden ein entsprechender Ausgangswert zugrunde liegt, der nun durch diesen ermittelten Leerlaufwert gebildet wird.

Dieses Abgleichverfahren hat weiters den Vorteil, daß die unterschiedlichsten Energiequellen 2, insbesondere Batterien 4 mit unterschiedlichen Innenwiderständen 9 berücksichtigt werden können. Eine werksmäßige Festlegung des Referenzwertes oder Sollwertes bzw. der Ein- schaltschwelle 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 Auswerte- schaltung 20 auf den richtigen Referenzwert zugreifen kann.

Es ist auch möglich, daß die Auswerteschaltung 20 immer den zuletzt ermittelten Wert, insbe- sondere die Differenzspannung 31,33, speichert, worauf bei einem neuerlichen Erkennungs- zyklus von der Auswerteschaltung 20 dieser Wert für den Vergleich herangezogen wird, so- daß bei entsprechender Abweichung eine Last 3 erkannt werden kann. Dazu ist es jedoch er- forderlich, 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 Lasterken- nung ohne diesen Komponenten durchgeführt werden kann. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß durch die Einbeziehung der ohmschen Widerstände der Energiequelle 2 und der Versor- gungsleitungen 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 Abgleichverfahren kann für jede der zuvor beschriebenen Ausführungs- formen eingesetzt werden.

Abschließend sei daraufhingewiesen, daß in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen die einzelnen Teile bzw. Bauelemente oder Baugruppen schematisch bzw. vereinfacht darge- stellt sind. Des weiteren können einzelne Merkmale der zuvor beschriebenen Merkmalskom- binationen der einzelnen Ausführungsbeispiele in Verbindung mit anderen Einzelmerkmalen aus anderen Ausführungsbeispielen eigenständige, erfindungsgemäße Lösungen bilden.

Vor allem können die einzelnen in den Fig. l, 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.

Bezugszeichenaufstellung 1 Wechselrichter 2 Energiequelle 3 Last 4 Batterie 5 Eingangsklemme 6 Eingangsklemme 7 Versorgungsleitung 8 Versorgungsleitung 9 Innenwiderstand 10 Leitungswiderstand 11 Transformator 12 Brückenschaltung 13 Primärseite 14 Sekundärseite 15 Ausgangsklemme 16 Ausgangsklemme 17 Steuervorrichtung 18 Lasterkennungssystem 19 Mel3schaltung 20 Auswerteschaltung 21 Ausgangsspannung 22 Ausgangsspannung 23 Eingangsspannung 24 Ruhespannung 25 Zeitpunkt 26 Zeitpunkt 27 Zeitpunkt 28 Zeitpunkt 29 Zeitpunkt 30 Leerlaufspannung 31 Differenzspannung 32 Lastspannung 33 Differenzspannung 34 Schaltelement 35 Kondensator 36 Meßsignal 37 Verstärker