Verfahren zum Überwachen eines Saugkreises eines

StromrichterSystems

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen einer Abstimmung eines in einem Zwischenkreis eines

Stromrichtersystems angeordneten Saugkreises, wobei der

Zwischenkreis zwischen einen Eingangs-Stromrichter und einen Ausgangs-Stromrichter des Stromrichtersystems

zwischengeschaltet ist.

Als Beispiel kann ein Stromrichtersystem für ein

Schienenfahrzeug genannt werden.

Zum Betreiben eines Schienenfahrzeugs wird eine

Wechselspannung aus einer Oberleitung bzw. allgemein aus einem Stromnetz mittels des Eingangs-Stromrichters in eine Gleichspannung umgewandelt. Die Gleichspannung wiederum wird mittels des Ausgangs-Stromrichters beispielsweise in ein dreiphasiges Drehfeld zum Betreiben des Motors des

Schienenfahrzeugs gewandelt.

Der Eingangs-Stromrichter kann z.B. ein aktiver

Vierquadrantensteller und/oder ein passiver

Diodengleichrichter sein. Weiter kann der Ausgangs- Stromrichter z.B. ein Pulswechselrichter sein.

Der zwischen den Eingangs-Stromrichter und den Ausgangs- Stromrichter zwischengeschaltete Zwischenkreis umfasst in der Regel eine Zwischenkreiskondensatorbatterie. Auf diese Weise kann in dem Zwischenkreis elektrische Energie

zwischengespeichert werden.

Im realen Betrieb wandelt der Eingangs-Stromrichter die

Wechselspannung in eine Gleichspannung um, welche noch

Anteile einer Wechselspannung aufweist. Zur Reduktion dieser Wechselspannungsanteile in der Gleichspannung ist üblicherweise im Zweischenkreis ein Saugkreis vorgesehen.

Der im Zwischenkreis angeordnete Saugkreis ist auf eine bestimmte Frequenz abgestimmt. Üblicherweise ist der

Saugkreis auf die doppelte Netzfrequenz abgestimmt. Das heißt, dass die Resonanzfrequenz des Saugkreises vorzugsweise bei der doppelten Netzfrequenz liegt. Auf diese Weise kann der Saugkreis den Wechselspannungsanteil mit der doppelten Netzfrequenz reduzieren.

Ein derartiges Stromrichter-System mit einem Eingangs-Strom richter, einem Saugkreis aufweisenden Zwischenkreis und einem Ausgangs-Stromrichter kann auch in einer anderen technischen Einheit (anstatt in einem Schienenfahrzeug) vorgesehen sein.

Der Saugkreis umfasst einen oder mehrere Kondensatoren und eine Spule. Der zumindest eine Kondensator ist in Reihe zu der Spule geschaltet. Die Abstimmung des Saugkreises erfolgt über die Wahl einer geeigneten Kapazität für den/die

Kondensator (en) .

Das Problem besteht darin, dass der zumindest eine

Kondensator des Saugkreises altert. Das heißt, dass sich die elektrischen Eigenschaften - und damit auch die Kapazität - des Kondensators mit der Zeit ändern. Die Alterung des

Kondensators hat einen Einfluss auf die Resonanzfrequenz des Saugkreises und damit auf die Abstimmung des Saugkreises.

Mit der Zeit entfernt sich die Resonanzfrequenz des

Saugkreises von derjenigen Frequenz, auf welche der Saugkreis ursprünglich abgestimmt wurde, hier von der doppelten

Netzfrequenz. Auf diese Weise entfernt sich die tatsächliche Abstimmung des Saugkreises von der ursprünglichen,

vorgesehenen Abstimmung. Dies kann zu unerwünschten

Signalverläufen der Zwischenkreisspannung führen. Sehr starke Schwingungen können die Folge sein, welche die komplexe und empfindliche Ansteuerung z.B. eines Asynchronmotors erschweren / stören können und/oder zum Ausfall des Systems führen können.

Derzeit ist in dem Stromrichter-System, insbesondere in dem Zwischenkreis, in der Regel ein Überspannungsbegrenzer vorgesehen. Bei einem verstimmten Saugkreis übersteigt die Zwischenkreisspannung einen kritischen Wert, sodass der

Überspannungsbegrenzer aktiviert und damit das Stromrichter- System gesperrt bzw. deaktiviert wird.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Überprüfen einer Abstimmung eines in einem Zwischenkreis angeordneten Saugkreises anzugeben, welches im laufenden Betrieb des Stromrichtersystems angewandt werden kann.

Insbesondere ist es eine Aufgabe, Abweichungen der

Saugkreisabstimmung von der vorgesehenen Abstimmung des

Saugkreises frühzeitig zu erkennen.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Überwachen einer Abstimmung eines in einem Zwischenkreis eines

Stromrichtersystems angeordneten Saugkreises, wobei der

Zwischenkreis zwischen einen Eingangs-Stromrichter und einen Ausgangs-Stromrichter des Stromrichtersystems

zwischengeschaltet ist, bei dem erfindungsgemäß ein in den Zwischenkreis eingespeister Zwischenkreisstrom zeitabhängig ermittelt wird. Anhand des Zwischenkreisstroms wird zumindest derjenige doppelt-netzfrequente Zwischenkreisstrom, welcher bei einem vorgegebenen Betriebszustand des

Stromrichtersystems fließt, ermittelt. Das heißt, dass zumindest derjenige doppelt-netzfrequente Zwischenkreisstrom, welcher bei einem vorgegebenen Betriebszustand des

Stromrichtersystems fließt, vorzugsweise anhand des in den Zwischenkreis eingespeisten Zwischenkreisstroms ermittelt wird .

Erfindungsgemäß wird zumindest derjenige doppelt-netz

frequente Zwischenkreisstrom, welcher bei einem vorgegebenen Betriebszustand fließt, und/oder eine aus diesem doppelt- netzfrequenten Zwischenkreisstrom abgeleitete Größe mit einer Referenz verglichen. Die Saugkreisabstimmung wird unter

Verwendung eines Ergebnisses des Vergleichs überwacht.

Insbesondere kann anhand des Vergleichs festgestellt werden, ob und/oder in wieweit die tatsächliche Abstimmung des

Saugkreises einer vorgesehenen Abstimmung entspricht.

Auf diese Weise kann eine Abweichung der Saugkreisabstimmung, d.h. eine Abweichung der tatsächlichen Abstimmung des

Saugkreises von einer vorgesehenen Abstimmung, frühzeitig erkannt werden. Insbesondere kann eine Abweichung der

Saugkreisabstimmung im laufenden Betrieb des

Stromrichtersystems erkannt werden. Falls eine Abweichung der Saugkreisabstimmung erkannt wird, ist vorzugsweise das

Stromrichtersystem weiter funktionsfähig.

Das Stromrichtersystem umfasst den Eingangs-Stromrichter, den Zwischenkreis und den Ausgangs-Stromrichter. Das

Stromrichtersystem kann ein Stromrichtersystem für eine technische Einheit sein. Insbesondere kann das

Stromrichtersystem ein Stromrichtersystem einer technischen Einheit sein.

Die technische Einheit kann eine stationäre Einheit oder eine mobile Einheit, insbesondere ein Fahrzeug, sein.

Zur Bestimmung des Betriebszustands wird vorzugsweise eine elektrische Leistung, welche in den Zwischenkreis eingespeist wird, ermittelt. Insbesondere kann die elektrische Leistung, welche in den Zwischenkreis eingespeist wird, ein Maß für den Betriebszustand sein.

Die elektrische Leistung, welche in den Zwischenkreis

eingespeist wird, kann eine positive oder eine negative elektrische Leistung sein, welche vorzugsweise vom Eingangs- Stromrichter in den Zwischenkreis eingespeist wird. Als negative elektrische Leistung, welche vom Eingangs- Stromrichter in den Zwischenkreis eingespeist wird, kann eine Leistung verstanden werden, die faktisch vom Zwischenkreis in den Eingangs-Stromrichter zurückgespeist wird.

Beispielsweise kann für den vorgegebenen Betriebszustand eine bestimmte elektrische Leistung, welche in den Zwischenkreis eingespeist wird, vorgegeben sein. Das heißt, dass der vorgegebene Betriebszustand durch eine bestimmte elektrische Leistung, welche in den Zwischenkreis eingespeist wird, charakterisiert sein kann.

Insbesondere kann zumindest derjenige doppelt-netzfrequente Zwischenkreisstrom, welcher zu demjenigen Zeitpunkt fließt, an dem die vorgegebene bestimmte elektrische Leistung in den Zwischenkreis eingespeist wird, und/oder eine aus diesem doppelt-netzfrequenten Zwischenkreisstrom abgeleitete Größe mit der Referenz verglichen werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird

zumindest derjenige doppelt-netzfrequente Zwischenkreisstrom, welcher zu demjenigen Zeitpunkt fließt, an dem eine maximale elektrischen Leistung in den Zwischenkreis eingespeist wird, und/oder eine aus diesem doppelt-netzfrequenten

Zwischenkreisstrom abgeleitete Größe mit dem Referenzstrom verglichen. Das heißt, dass als bestimmte elektrische

Leistung eine maximale Leistung, welche in den Zwischenkreis eingespeist wird, vorgegeben sein kann.

Die maximale Leistung kann eine maximale Leistung innerhalb einer bestimmten Betriebszeit sein, beispielsweise innerhalb einer Betriebszeit von mehreren Stunden. Weiter kann die maximale Leistung vorliegen, wenn die in den Zwischenkreis eingespeiste elektrische Leistung einen vorgegebenen Wert übersteigt. Ferner kann die maximale Leistung vorliegen, wenn die in den Zwischenkreis eingespeiste elektrische Leistung einen vorgegebenen Anteil einer Nutzleistung des Stromrichtersystems, beispielsweise 90% der Nutzleitung des Stromrichtersystems, übersteigt.

Der doppelt-netzfrequente Zwischenkreisstrom kann,

insbesondere zeitabhängig, zumindest für ein vorgegebenes Zeitintervall ermittelt werden. Außerdem kann die elektrische Leistung, welche in den Zwischenkreis eingespeist wird, insbesondere zeitabhängig, zumindest für das vorgegebene Zeitintervall ermittelt werden.

Zur Überwachung der Saugkreisabstimmung kann geprüft werden, ob innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls zwischen dem doppelt-netzfrequenten Zwischenkreisstrom oder einer daraus abgeleiteten Größe und der elektrischen Leistung eine

vorgegebene Korrelation vorliegt. Insbesondere kann die

Saugkreisabstimmung unter Verwendung eines Ergebnisses der Prüfung überwacht werden.

Beispielsweise kann eine tatsächliche Korrelation zwischen dem doppelt-netzfrequenten Zwischenkreisstrom oder einer daraus abgeleiteten Größe und der elektrischen Leistung ermittelt werden. In der Prüfung kann die tatsächliche

Korrelation mit der vorgegebenen Korrelation verglichen werden. Anhand des Vergleichs kann festgestellt werden, ob und/oder in wieweit die tatsächliche Abstimmung des

Saugkreises einer vorgesehenen Abstimmung entspricht.

Die vorgegebene Korrelation kann unter Verwendung von

mehreren Referenzdaten derselben technischen Einheit und/oder einer oder mehrerer vergleichbarer technischen Einheiten ermittelt werden.

Die vorgegebene Korrelation kann beispielsweise unter

Verwendung einer Trendanalyse und/oder einer Langzeitanalyse ermittelt werden. Weiter kann die vorgegebene Korrelation beispielsweise händisch und/oder automatisch, insbesondere mittels eines selbstlernenden Systems, ermitteln werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Größe, welche aus zumindest demjenigen doppelt-netzfrequenten Zwischenkreisstrom, welcher bei dem vorgegebenen

Betriebszustand fließt, abgeleitet wird, eine Impedanz des Zwischenkreises bei doppelter Netzfrequenz.

Insbesondere ist die Größe, welche aus zumindest demjenigen doppelt-netzfrequenten Zwischenkreisstrom, welcher bei dem vorgegebenen Betriebszustand fließt, abgeleitet wird, diejenige Impedanz des Zwischenkreises bei doppelter

Netzfrequenz, welche bei dem vorgegebenen Betriebszustand wirkt, d. h. welche der Zwischenstromkreis bei dem

vorgegebenen Betriebszustand aufweist.

Insbesondere kann zumindest diejenige Impedanz des

Zwischenkreises bei doppelter Netzfrequenz, welche bei dem vorgegebenen Betriebszustand wirkt, mit der Referenz

verglichen werden.

Vorzugsweise wird zumindest diejenige Impedanz des

Zwischenkreises bei doppelter Netzfrequenz ermittelt, welche bei dem vorgegebenen Betriebszustand wirkt. Weiter kann die Impedanz des Zwischenkreises bei doppelter Netzfrequenz zeitabhängig ermittelt werden.

Zur Ermittlung der Impedanz des Zwischenkreises bei doppelter Netzfrequenz wird vorzugsweise eine doppelt-netzfrequente Zwischenkreisspannung ermittelt.

Zweckmäßigerweise ist diejenige Impedanz des Zwischenkreises bei doppelter Netzfrequenz, welche bei dem vorgegebenen

Betriebszustand wirkt, ein Quotient aus derjenigen doppelt- netzfrequenten Zwischenkreisspannung, welche bei dem

vorgegebenen Betriebszustand anliegt, und demjenigen doppelt- netzfrequenten Zwischenkreisstrom, welcher bei demselben Betriebszustand, insbesondere zu derselben Zeit, fließt. Beispielsweise kann zur Überwachung der Saugkreisabstimmung geprüft werden, ob, insbesondere innerhalb des zuvor

genannten vorgegebenen Zeitintervalls , zwischen der Impedanz des Zwischenkreises bei doppelter Netzfrequenz und der elektrischen Leistung eine vorgegebene Korrelation vorliegt.

Die Referenz ist vorzugsweise eine Größe dergleichen Art wie die zu vergleichende Größe, d. h. wie der zu vergleichende doppelt-netzfrequente Zwischenkreisstrom und/oder eine aus dem doppelt-netzfrequenten Zwischenkreisstrom abgeleitete zu vergleichende Größe.

Vorzugsweise ist die Referenz eine Referenz bei demselben vorgegebenen Betriebszustand, beispielsweise bei derselben bestimmten elektrischen Leistung. Die Referenz kann einen oder mehrere Werte und/oder Wertepaare umfassen.

Die Referenz kann beispielsweise ein Strom und/oder eine daraus abgeleitete Größe sein, welcher/welche unter

Verwendung früherer doppelt-netzfrequenter

Zwischenkreisströme desselben Stromrichtersystems ermittelt wurde/wird. Weiter kann der Referenzstrom ein Strom und/oder eine daraus abgeleitete Größe sein, welcher/welche unter Verwendung doppelt-netzfrequenter Zwischenkreisströme einer oder mehrerer vergleichbarer Stromrichtersysteme ermittelt wurde/wird .

Ein vergleichbares Stromrichtersystem ist vorzugsweise zumindest im Wesentlichen baugleich mit dem zuerst genannten Stromrichtersystem. Es ist zweckmäßig, wenn das vergleichbare Stromrichtersystem einen Zwischenkreisstromrichter

dergleichen Art, einen Zwischenkreis dergleichen Art und einen Ausgangs-Stromrichter dergleichen Art wie das zuerst genannte Stromrichtersystem aufweist.

Falls zumindest derjenige doppelt-netzfrequente

Zwischenkreisstrom, welcher bei einem vorgegebenen

Betriebszustand fließt, und/oder eine aus diesem doppelt- netzfrequenten Zwischenkreisstrom abgeleitete Größe weniger als eine vorgegebenen Toleranz von der Referenz abweicht, kann festgestellt werden, dass die tatsächliche Abstimmung des Saugkreises einer vorgesehenen Abstimmung entspricht.

Falls zumindest derjenige doppelt-netzfrequente

Zwischenkreisstrom, welcher bei einem vorgegebenen

Betriebszustand fließt, und/oder eine aus diesem doppelt- netzfrequenten Zwischenkreisstrom abgeleitete Größe mehr als eine vorgegebene Toleranz von der Referenz abweicht, kann festgestellt werden, dass die tatsächliche Abstimmung des Saugkreises einer vorgesehenen Abstimmung nicht entspricht.

Weiter kann eine an den Zwischenkreis anliegende

Zwischenkreisspannung zeitabhängig ermittelt werden.

Zumindest eine Welligkeit derjenigen Zwischenkreisspannung, welche bei dem vorgegebenen Betriebszustand anliegt, kann ermittelt werden. Ferner kann zumindest die Welligkeit derjenigen Zwischenkreisspannung, welche bei dem vorgegebenen Betriebszustand anliegt, mit einer Referenzwelligkeit

verglichen werden. Die Saugkreisabstimmung kann unter

Verwendung des letztgenannten Vergleichs überwacht werden.

Insbesondere kann der letztgenannte Vergleich zur Überwachung der Saugkreisabstimmung herangezogen werden.

Auf diese Weise kann unter Verwendung des Vergleichs der Welligkeit mit der Referenzwelligkeit, insbesondere in

Kombination mit dem zuvor genannten Vergleich des doppelt- netzfrequenten Zwischenkreisstroms und/oder der aus diesem doppelt-netzfrequenten Zwischenkreisstrom abgeleiteten Größe mit einer Referenz, ermittelt werden, ob und/oder in wieweit die tatsächliche Abstimmung des Saugkreises einer

vorgesehenen Abstimmung entspricht.

Die Referenzwelligkeit kann unter Verwendung von

Referenzdaten desselben Stromrichtersystems und/oder einer oder mehrerer vergleichbarer Stromrichtersysteme ermittelt werden .

Die Überwachung kann teilweise oder vollständig innerhalb der technischen Einheit stattfinden. Weiter kann die Überwachung teilweise oder vollständig außerhalb der technischen Einheit stattfinden .

Falls beispielsweise das Stromrichtersystem ein

Stromrichtersystem eines Fahrzeugs ist, können die zur

Überwachung nötigen Daten von dem Fahrzeug an eine

landseitige Überwachungseinheit oder an einen landseitigen Teil einer Überwachungseinheit übermittelt werden.

Falls bei der Überwachung festgestellt wird, dass die

tatsächliche Abstimmung des Saugkreises einer vorgesehenen Abstimmung nicht entspricht, kann das Stromrichtersystem, insbesondere der Saugkreis, gewartet werden. Falls bei der Überwachung festgestellt wird, dass die tatsächliche

Abstimmung des Saugkreises einer vorgesehenen Abstimmung nicht entspricht, können außerdem zu- bzw. wegschaltbare Kondensatoren des Saugkreises zu- und/oder weggeschalten werden .

Die Erfindung und/oder die beschriebenen Weiterbildungen können - zumindest teilweise, wie auch im Gesamten - sowohl in Software als auch in Hardware, letztes beispielsweise unter Verwendung einer speziellen elektrischen Schaltung, realisiert werden.

Ferner ist eine Realisierung der Erfindung und/oder einer beschriebenen Weiterbildung, zumindest teilweise, wie auch im Gesamten, möglich durch ein computerlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm gespeichert ist, welches, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird, die Erfindung oder deren Weiterbildung ausführt. Auch können die Erfindung und/oder die beschriebenen

Weiterbildungen, zumindest teilweise, wie auch im Gesamten, durch ein Computerprogrammerzeugnis realisiert sein, welches ein Speichermedium aufweist, auf welchem ein Computerprogramm gespeichert ist, welches, wenn es auf einem Computer

ausgeführt wird, die Erfindung und/oder die Weiterbildungen ausführt .

Ferner ist die Erfindung gerichtet auf eine

Überwachungseinheit zum Überwachen einer Abstimmung eines in einem Zwischenkreis eines Stromrichtersystems angeordneten Saugkreises, wobei der Zwischenkreis zwischen einen Eingangs- Stromrichter und einen Ausgangs-Stromrichter des

Stromrichtersystems zwischengeschaltet ist.

Die Überwachungseinheit ist erfindungsgemäß dazu

eingerichtet, anhand eines in den Zwischenkreis eingehenden Zwischenkreisstroms einen doppelt-netzfrequenten

Zwischenkreisstrom zu ermitteln. Beispielsweise kann der doppelt-netzfrequente Zwischenkreisstrom unter Verwendung einer Fourieranalyse des in den Zwischenkreis eingehenden Zwischenkreisstroms ermittelt werden.

Die Überwachungseinheit ist weiter dazu eingerichtet, den Betriebszustand des Stromrichtersystems zu ermitteln.

Insbesondere kann der Betriebszustand des Stromrichtersystems unter Verwendung des in den Zwischenkreis eingehenden

Zwischenkreisstroms und/oder einer an den Zwischenkreis anliegenden Spannung ermittelt werden. Beispielsweise kann zur Bestimmung/Ermittlung des Betriebszustands des

Stromrichtersystems die in den Zwischenkreis eingespeiste elektrische Leistung ermittelt werden.

Die Überwachungseinheit ist außerdem dazu eingerichtet, zumindest denjenigen doppelt-netzfrequenten

Zwischenkreisstrom, welcher bei einem vorgegebenen

Betriebszustand fließt, und/oder eine aus diesem doppelt- netzfrequenten Zwischenkreisstrom abgeleitete Größe mit einer Referenz zu vergleichen und die Saugkreisabstimmung unter Verwendung eines Ergebnisses des Vergleichs zu überwachen.

Insbesondere kann die Überwachungseinheit zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens eingesetzt werden.

Weiter ist die Erfindung gerichtet auf ein System mit der zuvor genannten Überwachungseinheit und/oder einer seiner Weiterbildungen und einem Stromrichtersystem, welches einen Eingangs-Stromrichter, einen Ausgangs-Stromrichter und einen zwischen den Eingangs-Stromrichter und den Ausgangs- Stromrichter zwischengeschalteten Zwischenkreis umfasst, wobei in dem Zwischenkreis ein Saugkreis angeordnet ist.

Das Stromrichtersystem ist vorzugsweise das im Zusammenhang mit der Überwachungseinheit genannte Stromrichtersystem.

Das System mit der Überwachungseinheit und dem

Stromrichtersystem kann zur Durchführung des oben

beschriebenen Verfahrens eingesetzt werden. Insbesondere kann das Stromrichtersystem das im Zusammenhang mit dem Verfahren genannte Stromrichtersystem sein.

Das System kann außerdem ein Strommessgerät umfassen. Das Strommessgerät kann zum zeitabhängigen Messen eines in den Zwischenkreis eingehenden Zwischenkreisstroms eingerichtet sein. Weiter kann das Strommessgerät zum Messen eines anderen Stroms eingerichtet sein, unter Verwendung dessen der in den Zwischenkreis eingehende Zwischenkreisstrom ermittelt werden kann .

Weiter kann das System ein Spannungsmessgerät umfassen.

Vorzugsweise ist das Spannungsmessgerät zum zeitabhängigen Messen einer an den Zwischenkreis anliegenden Spannung eingerichtet .

Vorzugsweise ist der Eingangs-Stromrichter ein Gleichrichter. Beispielsweise kann der Eingangs-Stromrichter ein Vierquadrantensteller sein. Der Eingangs-Stromrichter kann auch ein anderer Gleichrichter, beispielsweise ein

Diodengleichrichter, sein.

Weiter ist es bevorzugt, wenn der Ausgangs-Stromrichter ein Wechselrichter ist. Beispielsweise kann der Ausgangs- Stromrichter ein Pulswechselrichter sein.

Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter

Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen abhängigen Patentansprüchen teilweise zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale können jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammengefasst werden. Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, der erfindungsgemäßen Überwachungseinheit und dem erfindungsgemäßen System kombinierbar. So sind

Verfahrensmerkmale auch als Eigenschaft der entsprechenden Vorrichtungseinheit gegenständlich formuliert zu sehen und umgekehrt .

Auch wenn in der Beschreibung bzw. in den Patentansprüchen einige Begriffe jeweils im Singular oder in Verbindung mit einem Zahlwort verwendet werden, soll der Umfang der

Erfindung für diese Begriffe nicht auf den Singular oder das jeweilige Zahlwort eingeschränkt sein.

Die oben 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 den Zeichnungen näher erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und beschränken die Erfindung nicht auf die darin angegebene Kombination von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale eines jeden Ausführungsbeispiels auch explizit isoliert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel entfernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen

Ergänzung eingebracht und mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert werden.

Es zeigen:

FIG 1 ein Prinzip-Schaltbild eines Systems mit einem

Stromrichtersystem und einer Überwachungseinheit,

FIG 2 mehrere Diagramme, in welche die Drehzahl n des

Motors aus FIG 1, die elektrische Leistung P _z , welche in den Zwischenkreis aus FIG 1 eingespeist wird, der doppelt-netzfrequente Zwischenkreisstrom lz,2f _ACi ^unc ^ eine Welligkeit w der

Zwischenkreisspannung U _z jeweils über der Zeit t aufgetragen sind.

FIG 1 zeigt ein Prinzip-Schaltbild eines Systems 2, welches ein Stromrichtersystem 4 und eine Überwachungseinheit 6 aufweist .

Das Stromrichtersystem 4 umfasst einen Eingangs-Stromrichter 8, einen Ausgangs-Stromrichter 10 und einen zwischen den Eingangs-Stromrichter 8 und den Ausgangs-Stromrichter 10 zwischengeschalteten Zwischenkreis 12.

Der Zwischenkreis 12 umfasst eine

Zwischenkreiskondensatorbatterie 14.

In dem Zwischenkreis ist ein Saugkreis 16 angeordnet. Der Saugkreis 16 ist zu der Zwischenkreiskondensatorbatterie 14 parallel geschaltet.

Der Saugkreis 16 umfasst einen Kondensator 18 und eine Spule 20, welche in Reihe zueinander geschaltet sind.

Das Stromrichtersystem 4 ist über Eingangsleitungen 22 mit einem Wechselspannungsnetz 24 verbunden. Das

Wechselspannungsnetz 24 liefert eine Wechselspannung und einen Wechselstrom bei einer vorgegebenen Netzfrequenz f _A ci ·

Das Stromrichtersystem 4 ist außerdem über Ausgangsleitungen 26 mit zumindest einem Motor 28 verbunden.

Der Eingangs-Stromrichter 8 ist ein Gleichrichter. In diesem Beispiel ist der Eingangs-Stromrichter 8 als ein

Vierquadrantensteller ausgestaltet .

Der Ausgangs-Stromrichter 10 ist ein Wechselrichter. In diesem Beispiel ist der Ausgangs-Stromrichter 10 als ein Pulswechselrichter ausgestaltet.

Im Normalbetrieb des Stromrichtersystems 4 wird ein aus dem Wechselspannungsnetz 24 eingehender Wechselstrom I _A ci mittels des Eingangs-Stromrichters 8 in einen Zwischenkreisstrom I _z umgewandelt. Der Zwischenkreisstrom I _z wiederum wird mittels des Ausgangs-Stromrichters 10 in einen ausgehenden

Wechselstrom I _AC 2 zum Betreiben des Motors 28 umgewandelt. In diesem Beispiel ist der ausgehende Wechselstrom I _AC 2

mehrphasig, hier dreiphasig, und wird als

Dreiphasenwechselstrom bezeichnet .

Der Zwischenkreisstrom I _z ist ein Gleichstrom, der

Wechselstromanteile aufweisen kann. Insbesondere kann der Zwischenkreisstrom I _z Wechselstromanteile mit der doppelten Netzfrequenz 2f _ACi aufweisen. Der Saugkreis 16 ist zur

Reduktion des Wechselstromanteils bei der doppelten

Netzfrequenz 2f _ACi vorgesehen. Hierzu ist eine Abstimmung des Saugkreises 16 auf die doppelte Netzfrequenz 2f _ACi vorgesehen. Das heißt, dass eine Resonanzfrequenz des Saugkreises 16 vorgesehen ist, die bei der doppelten Netzfrequenz 2f _ACi liegt .

Durch Alterung des Kondensators 18 des Saugkreises 16 kann die tatsächliche Abstimmung des Saugkreises 16 jedoch von der vorgesehenen Abstimmung abweichen.

Die Überwachungseinheit 6 ist zum Überwachen der Abstimmung des in dem Zwischenkreis 12 des Stromrichtersystems 4

angeordneten Saugkreises 16 vorgesehen und/oder eingerichtet.

Das System 2 umfasst ein Strommessgerät 30, welches über eine Datenverbindung 32 mit der Überwachungseinheit 6 verbunden ist. Die Datenverbindung 32 kann drahtgebunden und/oder drahtlos sein. Das Strommessgerät 30 ist als Stromwandler ausgeführt .

In diesem Beispiel ist das Strommessgerät 30 in einer der Eingangsleitungen 22 angeordnet. Das Strommessgerät 30 misst den aus dem Wechselspannungsnetz 24 eingehenden Wechselstrom I _A CI in Abhängigkeit der Zeit. Das gemessene Signal des eingehenden Wechselstroms I _ACi wird über die Datenverbindung 32 an die Überwachungseinheit 6 übertragen.

Die Wirkweise des Eingangs-Stromrichters 8 ist bekannt. Unter Verwendung des aus dem Wechselspannungsnetz 24 eingehenden Wechselstroms I _ACi wird, insbesondere von der

Überwachungseinheit 6, der in den Zwischenkreis 12 eingehende Zwischenkreisstrom I _z in Abhängigkeit der Zeit ermittelt. Das heißt, dass der ermittelte, in den Zwischenkreis 12

eingehende Zwischenkreisstrom I _z ein virtueller bzw.

modellierter Zwischenkreisstrom ist.

Prinzipiell könnte der in den Zwischenkreis 12 eingehende Zwischenkreisstrom I _z auch direkt gemessen werden.

Unter Verwendung des in den Zwischenkreis 12 eingehenden Zwischenkreisstroms I _z wird, insbesondere von der

Überwachungseinheit 6, ein doppelt-netzfrequenter

Zwischenkreisstrom lz _,2fACi ermittelt. Insbesondere wird der doppelt-netzfrequente Zwischenkreisstrom lz _,2fACi unter

Verwendung einer Fourieranalyse des in den Zwischenkreis 12 eingehenden Zwischenkreisstroms I _z ermittelt. Weiter umfasst das System 2 ein Spannungsmessgerät 34, welches über eine Datenverbindung 32 mit der

Überwachungseinheit 6 verbunden ist. Das Spannungsmessgerät 34 ist als Spannungswandler ausgeführt.

Das Spannungsmessgerät 34 ist im Zwischenkreis 12 angeordnet.

Das Spannungsmessgerät 34 misst eine an den Zwischenkreis 12 anliegende Spannung U _z in Abhängigkeit der Zeit. Das

gemessene Signal der Spannung U _z wird über die

Datenverbindung 32 an die Überwachungseinheit 6 übertragen.

Der Betriebszustand des Stromrichtersystems 4 wird,

insbesondere von der Überwachungseinheit 6, ermittelt. Zur Ermittlung des Betriebszustands wird der in den Zwischenkreis 12 eingespeiste Zwischenkreisstrom I _z und die an den

Zwischenkreis 12 anliegende Spannung U _z verwendet.

Insbesondere wird zur Bestimmung des Betriebszustands eine elektrische Leistung P _z , welche in den Zwischenkreis 12 eingespeist wird, ermittelt. Die elektrische Leistung P _z , welche in den Zwischenkreis 12 eingespeist wird, kann als Produkt des in den Zwischenkreis 12 eingehenden

Zwischenkreisstroms I _z mit der an den Zwischenkreis 12 anliegenden Spannung U _z gebildet werden, kurz: P _z = I _z -U _z .

Optional kann außerdem, insbesondere von der

Überwachungseinheit 6, die Welligkeit w der

Zwischenkreisspannung U _z ermittelt werden.

Der ermittelte doppelt-netzfrequente Zwischenkreisstrom lz _,2fACi und die ermittelte elektrische Leistung P _z , welche in den Zwischenkreis 12 eingespeist wird, sind in FIG 2

beispielshaft für das Stromrichtersystem 4 aus FIG 1

dargestellt .

FIG 2 zeigt mehrere Diagramme 35, 36, 38, 40 mit einer gemeinsamen x-Achse, auf welcher die Zeit t aufgetragen ist.

Im ersten, d. h. obersten, Diagramm 35 ist die Drehzahl n des Motors 28 aus FIG 1 über der Zeit t aufgetragen. Im zweiten Diagramm 36 ist die elektrische Leistung P _z , welche in den Zwischenkreis 12 eingespeist wird, über der Zeit t

aufgetragen. Im dritten Diagramm 38 ist der doppelt- netzfrequente Zwischenkreisstrom lz _,2fACi über der Zeit t aufgetragen. Im vierten Diagramm ist die Welligkeit w der Zwischenkreisspannung U _z über der Zeit t aufgetragen.

Die x-Achse (Zeit-Achse) kann in mehrere Bereiche eingeteilt werden. Im ersten Bereich 42 steht der Motor still, die

Drehzahl n beträgt Null.

Im zweiten Bereich 44 steigt die Drehzahl n kontinuierlich an. Damit ist der zweite Bereich 44 ein

Beschleunigungsbereich. Im zweiten Bereich 44 steigt die elektrische Leistung P _z , welche in den Zwischenkreis 12 eingespeist wird, zunächst an und liegt dann im Wesentlichen auf einem maximalen positiven Niveau bei P _Max+ ·

Im dritten Bereich 46 bleibt die Drehzahl n annähernd

konstant. Außerdem ist der dritte Bereich 46 gekennzeichnet durch eine minimale elektrische Leistung P _z , welche in den Zwischenkreis eingespeist wird. In diesem dritten Bereich 46 ist der Motor 28 im Leerlauf.

Im vierten Bereich 48 wird die Drehzahl n des Motors 28 reduziert. Das heißt, dass der Motor 28 gebremst wird. In diesem vierten Bereich 48 wird die elektrische Leistung P _z , welche in den Zwischenkreis 12 eingespeist wird, negativ. Das heißt, dass faktisch elektrische Leistung zurück in das

Wechselspannungsnetz gespeist wird. Im vierten Bereich 48 liegt die elektrische Leistung P _z , welche in den

Zwischenkreis 12 eingespeist wird, im Wesentlichen auf einem maximalen negativen Niveau bei P _Max- bevor sie (noch im vierten Bereich 48) auf das minimale Niveau nahe Null absinkt .

Im fünften Bereich 50 steht der Motor wieder still, die

Drehzahl n beträgt Null. Im fünften Bereich 50 verbleibt die elektrische Leistung P _z , welche in den Zwischenkreis 12 eingespeist wird, auf dem minimalen Niveau nahe Null.

Die Überwachungseinheit 6 aus FIG 1 ist dazu eingerichtet, zumindest denjenigen doppelt-netzfrequenten

Zwischenkreisstrom Iz _,2fAC1 ' welcher bei einem vorgegebenen Betriebszustand fließt, und/oder eine aus diesem doppelt- netzfrequenten Zwischenkreisstrom lz _,2fACi abgeleitete Größe mit einer Referenz zu vergleichen. Die Saugkreisabstimmung wird unter Verwendung des Vergleichs überwacht.

Im Folgenden werden verschiedene Fälle beschrieben, welche alternativ zueinander und/oder in Kombination ausgeführt werden können:

Fall 1:

Derjenige doppelt-netzfrequente Zwischenkreisstrom Iz _,2fAC1 ' welcher bei einem vorgegebenen Betriebszustand fließt, wird mit der Referenz verglichen.

Für den vorgegebenen Betriebszustand wird eine bestimmte elektrische Leistung P _z , welche in den Zwischenkreis 12 eingespeist wird, vorgegeben. Als bestimmte elektrische

Leistung P _z , welche in den Zwischenkreis 12 eingespeist wird, wird in diesem Beispiel das maximale positive Leistungsniveau P _Max+ und/oder das maximale negative Leistungsniveau P _Max- vorgegeben .

Der vorgegebene Betriebszustand liegt vor, wenn die

elektrische Leistung P _z , welche in den Zwischenkreis 12 eingespeist wird, zumindest im Wesentlichen bei dem maximalen positiven Leistungsniveau P _Max+ oder zumindest im Wesentlichen bei dem maximalen negativen Leistungsniveau P _Max- liegt. Zumindest im Wesentlichen bedeutet hier, dass eine Unterschreitung von maximal 5%, insbesondere von maximal 3%, zulässig ist. (Dies gilt auch für Fall 2.)

Das heißt, dass im Fall 1 derjenige doppelt-netzfrequente Zwischenkreisstrom Iz _, 2 _fAC1 ' welcher zu demjenigen Zeitpunkt fließt, an dem zumindest im Wesentlichen eine maximale positive oder negative elektrische Leistung P _M ax+, PMax- in den Zwischenkreis eingespeist wird, mit der Referenz verglichen wird .

Im Diagramm 36 in FIG 2 sind die Bereiche, in denen die elektrische Leistung P _z , welche in den Zwischenkreis 12 eingespeist wird, zumindest im Wesentlichen bei dem maximalen positiven Leistungsniveau P _Max+ oder zumindest im Wesentlichen bei dem maximalen negativen Leistungsniveau P _Max- liegt, mittels einer gestrichelten Linie eingekreist (eingekreiste Bereiche 52 ) .

Analog sind im Diagramm 38 in FIG 2 die Bereiche zu

denjenigen Zeitpunkten, an denen zumindest im Wesentlichen eine maximale positive oder negative elektrische Leistung P- _Max+ P _Max- in den Zwischenkreis eingespeist wird, eingekreist (eingekreiste Bereiche 52).

Im Diagramm 38 in FIG 2 ist deutlich zu sehen, dass in den eingekreisten Bereichen 52 (- also zu denjenigen Zeitpunkten, an denen zumindest im Wesentlichen eine maximale positive oder negative elektrische Leistung P _M ax+, PMax- in den

Zwischenkreis eingespeist wird -) der doppelt-netzfrequente Zwischenkreisstrom lz _,2fACi Maxima aufweist.

Für jeden der eingekreisten Bereiche 52 wird der doppelt- netzfrequente Zwischenkreisstrom lz _,2fACi ^m it der Referenz verglichen. Dazu kann beispielsweise für jeden Bereich ein Mittelwert des jeweiligen doppelt-netzfrequenten

Zwischenkreisstroms lz _,2fACi Gebildet werden, welcher mit der Referenz verglichen wird. Die Referenz umfasst vorzugsweise mehrere Wertepaare. Die Wertepaare der Referenz geben beispielsweise ideale doppelt- netzfrequente Zwischenkreisströme bei verschiedenen

elektrischen Leistungen an. Vorzugsweise wird zum Vergleich das passende Wertepaar der Referenz genutzt oder es kann eine Interpolation zwischen zwei Wertepaaren stattfinden.

Die Referenz kann auch nur einen einzigen Wert aufweisen.

Die Saugkreisabstimmung wird unter Verwendung des Vergleichs überwacht .

Zusätzlich kann zur Überwachung der Saugkreisabstimmung die Welligkeit w derjenigen Zwischenkreisspannung U _z , welche bei dem vorgegebenen Betriebszustand anliegt, herangezogen werden .

Im Diagramm 40 ist die Welligkeit w der Zwischenkreisspannung U _z zeitabhängig aufgetragen. Die Bereiche, in denen der vorgegebene Betriebszustand vorliegt, sind wieder eingekreist (eingekreiste Bereiche 52 im Diagramm 40) . Das heißt, innerhalb der eingekreisten Bereiche 52 ist die Welligkeit w derjenigen Zwischenkreisspannung U _z , welche bei dem

vorgegebenen Betriebszustand anliegt, aufgetragen.

Beispielsweise können die Maxima der Welligkeit w innerhalb der eingekreisten Bereiche 52 im Diagramm 40 jeweils mit einer Referenzwelligkeit, beispielsweise mit einer maximalen zulässigen Welligkeit, verglichen werden. Dieser Vergleich kann - insbesondere zusätzlich zu dem Vergleich des oben genannten doppelt-netzfrequenten Zwischenkreisstroms lz _,2fACi mit der Referenz - zur Überwachung der Saugkreisabstimmung genutzt werden.

Fall 2:

Eine aus demjenigen doppelt-netzfrequenten Zwischenkreisstrom Iz _,2fACi ' welcher bei einem vorgegebenen Betriebszustand fließt, abgeleitete Größe wird mit der Referenz verglichen.

Die Größe, welche aus demjenigen doppelt-netzfrequenten

Zwischenkreisstrom, welcher bei dem vorgegebenen

Betriebszustand fließt, abgeleitet wird, ist in diesem

Beispiel eine Impedanz Z _2f des Zwischenkreises 12 bei doppelter Netzfrequenz 2f _AC1 , welche Impedanz

insbesondere bei dem vorgegebenen Betriebszustand wirkt.

Zur Bestimmung der Impedanz wird zunächst,

insbesondere von der Überwachungseinheit 6, anhand der

Zwischenkreisspannung U _z eine doppelt-netzfrequente

Zwischenkreisspannung U _z<2fAC1 ermittelt.

Insbesondere wird die doppelt-netzfrequente

Zwischenkreisspannung U _z<2fAC1 unter Verwendung einer

Fourieranalyse der an den Zwischenkreis 12 anliegenden

Zwischenkreisspannung U _z ermittelt.

Zweckmäßigerweise ist diejenige Impedanz des

Zwischenkreises 12 bei doppelter Netzfrequenz 2f _ACi , welche bei dem vorgegebenen Betriebszustand (hier zumindest im

Wesentlichen bei dem maximalen positiven oder negativen

Leistungsniveau P _Max+ oder P _Max _ von P _z ) wirkt, ein Quotient aus derjenigen doppelt-netzfrequenten Zwischenkreisspannung

Uz _,2fACi welche bei dem vorgegebenen Betriebszustand anliegt, und demjenigen doppelt-netzfrequenten Zwischenkreisstrom lz _, 2 _fACi welcher bei demselben Betriebszustand - insbesondere zu derselben Zeit - fließt.

Das heißt, dass in diesem Beispiel, für diejenigen Zeiten, bei denen die eingekreisten Bereiche 52 in FIG 2 liegen, die jeweiligen Impedanzen des Zwischenkreises 12 bei doppelter Netzfrequenz 2f _Ä ci gebildet werden. Die Impedanz Z _2fACi des Zwischenkreises 12 bei doppelter Netzfrequenz 2f _AC1 für jeden der eingekreisten Bereiche 52 kann jeweils entweder zeitabhängig oder ein einziger (Mittel- ) Wert sein. Für jeden der eingekreisten Bereiche 52 wird die Impedanz Z _2fACi des Zwischenkreises 12 bei doppelter Netzfrequenz 2f _AC1 mit der Referenz verglichen.

Beispielsweise entspricht die tatsächliche Abstimmung des Saugkreises 16 der vorgegebenen Abstimmung, wenn die Impedanz Z _2fACi des Zwischenkreises 12 bei doppelter Netzfrequenz 2f _AC1 (bei dem vorgegebenen Betriebszustand) bei maximal 20 mQ liegt .

Wenn die Impedanz des Zwischenkreises 12 bei doppelter

Netzfrequenz 2f _ACi (bei dem vorgegebenen Betriebszustand) bei mehr als 20 mQ liegt, entspricht die tatsächliche Abstimmung des Saugkreises 16 der vorgegebenen Abstimmung nicht mehr.

Liegt die Impedanz Z _2f des Zwischenkreises 12 bei doppelter

Netzfrequenz 2f _ACi (bei dem vorgegebenen Betriebszustand) über 20 mQ und unterhalb 100 mQ, so kann das Stromrichtersystem 4 weiter betrieben werden. Ein Betreiben des Motors 28 kann auf diese Weise gewährleistet werden.

Liegt die Impedanz Z _2f des Zwischenkreises 12 bei doppelter

Netzfrequenz 2f _ACi (bei dem vorgegebenen Betriebszustand) über 100 mQ, so gilt der Saugkreis 16 als verstimmt. Vorzugsweise erfolgt in diesem Fall eine Wartung des Stromrichtersystems 4, bei der der Saugkreis 16 neu abgestimmt wird, insbesondere indem zu- und/oder wegschaltbare Kondensatoren des

Saugkreises zu- und/oder weggeschaltet werden (nicht

gezeigt) .

Fall 3:

Es werden nicht nur die in FIG 2 eingekreisten Bereiche 52 (bei dem vorgegebenen Betriebszustand) ausgewertet, sondern es wird der doppelt-netzfrequente Zwischenkreisstrom lz _,2fACi über die Zeit t eines vorgegebenen Zeitintervalls und/oder eine aus diesem doppelt-netzfrequenten Zwischenkreisstrom lz _,2fACi abgeleitete Größe mit einer Referenz verglichen.

Als Zeitintervall wird in diesem Beispiel das in FIG 2 dargestellte Zeitintervall gewählt.

Zur Überwachung der Saugkreisabstimmung wird, insbesondere von der Überwachungseinheit 6, geprüft, ob zwischen dem doppelt-netzfrequenten Zwischenkreisstrom lz _,2fACi oder einer daraus abgeleiteten Größe - zum Beispiel der Impedanz des Zwischenkreises 12 bei doppelter Netzfrequenz 2f _Ä ci - und der elektrischen Leistung P _z , welche in den Zwischenkreis 12 eingespeist wird, eine vorgegebene Korrelation vorliegt.

Beispielsweise können die zeitabhängigen Werte des doppelt- netzfrequenten Zwischenkreisstroms lz _,2fACi oder der daraus abgeleiteten Größe in Abhängigkeit der elektrischen Leistung P _z , welche in den Zwischenkreis 12 eingespeist wird,

dargestellt werden. Dann kann geprüft werden, ob die Werte des doppelt-netzfrequenten Zwischenkreisstroms lz _,2fACi oder der daraus abgeleiteten Größe in Abhängigkeit der elektrischen Leistung P _z der vorgegebenen Korrelation folgen.

Weiter kann beispielsweise eine tatsächliche Korrelation zwischen den Werten des doppelt-netzfrequenten

Zwischenkreisstroms lz _, 2 _fACi (oder der daraus abgeleiteten

Größe) und der elektrischen Leistung P _z ermittelt werden, welche dann mit der vorgegebenen Korrelation verglichen wird.

Die Saugkreisabstimmung kann unter Verwendung des jeweiligen Vergleichs überwacht werden.

In jedem der vorgeschlagenen Fälle kann die

Saugkreisabstimmung im laufenden Betrieb des

Stromrichtersystems 4 überwacht werden. Insbesondere muss die Versorgung des Motors 28 nicht unterbrochen werden. Außerdem kann frühzeitig erkannt werden, wenn die tatsächliche

Abstimmung des Saugkreises 16 von der vorgegebenen Abstimmung abweicht . Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten

Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der

Erfindung zu verlassen.