Beschreibung:

Die Erfindung betrifft einen Antrieb mit von einem Wechselrichter speisbarem Elektromotor und Verfahren zum Betreiben eines Antriebs.

Es ist allgemein bekannt, dass ein Elektromotor aus einem wechselspannungsseitigen Anschluss eines Wechselrichters speisbar ist.

Aus der DE 10 2014 115 881 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik ein Verfahren zum Vergrößern eines Stromerfassungsbereichs in einem System mit einem mehrphasigen Motor bekannt.

Aus der DE 101 43 932 A1 ist eine Shunt-Widerstandsanordnung bekannt.

Aus der DE 10 2016 220 298 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung eines elektrischen

Gesamtstroms durch eine mehrlagige Leiterplatte bekannt.

Aus der DE 10 2015 204 396 A1 ist ein Verfahren zujm Anfahren eines bürstenlosen Gleichstrommotors bekannt.

Aus der DE 10 2013 101 857 A1 ist ein Halbleitermodul mit Schaltelementen bekannt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Stromerfassung bei einem Wechselrichter auszubilden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Antrieb nach den in Anspruch 1 und bei dem Verfahren nach den in Anspruch 11 angegebenen Merkmalen gelöst.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Antrieb mit von einem Wechselrichter speisbarem Elektromotor sind, dass der Elektromotor mittels Zuleitungen mit dem wechselspannnungsseitigen Anschluss des Wechselrichters verbunden ist, insbesondere wobei eine jeweilige Zuleitung zu einem jeweiligen Motorphasenanschluss des dreiphasig oder mehrphasig ausgeführten Elektromotors geführt ist, wobei Stromsensoren zur Erfassung des Stroms in einer der Zuleitungen parallel geschaltet sind, wobei jeder der Stromsensoren jeweils eine Leiterplatte aufweist, die jeweils mit einem jeweiligen als Shunt-Widerstand fungierenden Widerstand, insbesondere in SMD Technik, bestückt ist, wobei jeweils ein erster Anschluss des Widerstands mit einem jeweiligen ersten

Stromschienenteil elektrisch verbunden, insbesondere schraubverbunden, ist, wobei jeweils ein zweiter Anschluss des Widerstands mit einem jeweiligen zweiten

Stromschienenteil elektrisch verbunden, insbesondere schraubverbunden, ist, wobei die ersten Stromschienenteile miteinander elektrisch verbunden sind und/oder einstückig miteinander ausgeführt sind, wobei die zweiten Stromschienenteile miteinander elektrisch verbunden sind und/oder einstückig miteinander ausgeführt sind.

Von Vorteil ist dabei, dass auf Stromschienen geführte Starkströme mittels Shuntwiderständen erfassbar sind, da die Shuntwiderstände parallel geschaltet sind und somit nur jeweils einen Teilstrom erfassen müssen. Dabei sind die Shuntwiderstände oberflächenmontierbar auf der Leiterplatte, also in SMD-Technik bestückt auf der Leiterplatte. Auf diese Weise ist eine kostengünstige hochpräzise Erfassung ermöglicht. Denn die an den Shuntwiderständen abfallenden Spannungen werden über einen AD-Wandler, insbesondere Delta-Sigma- Wandler, als digitaler Signalstrom des jeweiligen Stromsensors übertragen und der Gesamtstrom ohne wesentliche Totzeit oder Verzögerung, also möglichst zeitnah und/oder in Echtzeit, übertragen.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind das erste und das zweite Stromschienenteil jeweils auf der vom Widerstand abgewandten Seite der Leiterplatte angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass die Leiterplatte einfach aufsetzbar ist auf die gegeneinander elektrisch isoliert angeordneten Stromschienenteile. Somit ist eine einfache Herstellung ermöglicht.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Leiterplatte mit einer ersten Leiterbahn auf dem ersten Stromschienenteil aufgelegt und/oder lötverbunden, die Leiterplatte mit einer zweiten Leiterbahn auf dem zweiten Stromschienenteil aufliegt und/oder lötverbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Leiterplatte direkt mit ihren

Leiterbahnen mit den Stromschienenteilen lötverbindbar ist. Somit ist in kostengünstiger Weise die Lötverbindung zur elektrischen Verbindung und zum Halten der Leiterplatte verwendbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird jeweils die am Widerstand abfallende Spannung einem jeweiligen Delta-Sigma-Wandler des jeweiligen Stromsensors zugeführt, wobei der jeweilige Delta-Sigma-Wandler an seinem Ausgang als Ausgangssignal einen digitalen, insbesondere 1 -Bit-breiten, Datenstrom zur Verfügung steht, insbesondere wobei das oder die Bauteile des Delta-Sigma-Wandlers des jeweiligen

Stromsensors auf der Leiterplatte des jeweiligen Stromsensors angeordnet und/oder bestückt sind. Von Vorteil ist dabei, dass der erfasste Stromistwert digital verarbeitbar ist. Somit sind Einflüsse von Störquellen ausblendbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung beträgt die Anzahl der Stromsensoren N, wobei N eine natürliche Zahl ist, welche größer als Eins ist, wobei die N Ausgangssignale der Stromsensoren summiert werden und das Ergebnis als N- Bit-breiter Datenstrom einem Eingang, insbesondere N-bit-breiten Eingang, eines digitalen Modulators zugeführt werden, insbesondere wobei der digitale Modulator als digital ausgeführter Tiefpass, insbesondere zweiter Ordnung, ausgeführt ist. Von Vorteil ist dabei, dass durch den digitalen Modulator der summierte tiefpassgefilterte Gesamtstrom zur Verfügung gestellt wird, insbesondere als ein 1- Bit-breites Datensignal an dessen Ausgang.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung beträgt die Anzahl der Stromsensoren N, wobei N eine natürliche Zahl ist, welche größer als Eins ist, wobei die N Ausgangssignale der Stromsensoren einen N-Bit-breiten Datenstrom bilden, welcher einem Eingang, insbesondere N-bit-breiten Eingang, eines digitalen Modulators zugeführt werden, insbesondere wobei jedes einzelne Ausgangssignal eine jeweilige Stelle, insbesondere also eine jeweilige Bit-Position, des N-Bit-breiten Datenstroms bildet, insbesondere wobei der digitale Modulator als digital ausgeführter Tiefpass, insbesondere zweiter Ordnung, ausgeführt ist. Von Vorteil ist dabei, dass keine Totzeit durch die

Summierung der Signale bewirkt wird. Durch den digitalen Modulator wird aber der summierte tiefpassgefilterte Gesamtstrom zur Verfügung gestellt, insbesondere als ein 1 -Bit-breites Datensignal an dessen Ausgang.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der digitale Modulator zumindest einen Summierer auf, dem der N-Bit-breite Datenstrom zugeführt wird und dessen Ausgangssignal einem Integrator zugeführt wird, wobei der digitale Modulator einen Quantisierer zur Verarbeitung des Ausgangssignals aufweist, dessen insbesondere 1 -Bit breites Ausgangssignal einen ersten Wert, insbesondere HIGH aufweist, wenn das Eingangssignal des Quantisierers einen oberen Schwellwert überschreitet, und erst dann einen zweiten Wert, insbesondere LOW aufweist, wenn das Eingangssignal des Quantisierers einen unteren Schwellwert unterschreitet, wobei das Ausgangssignal des Quantisierers nicht nur das Ausgangssignal des digitalen Modulators bildet, sondern auch einem Quantisierumsetzer zugeführt wird, dessen

Ausgangssignal abhängig vom jeweils aktuellen Wert des Ausgangssignals des Quantisierers den oberen oder den unteren Schwellwert als N-Bit breites Datensignal ausgibt und dieses Datensignal dem Summierer zugeführt wird. Von Vorteil ist dabei, dass ein Tiefpassverhalten durch den Modulator bewirkt wird. Außerdem steht am Ausgang des Modulators der

Summenstrom, also die Summe aus den von den einzelnen Stromsensoren erfassten Werten, digital als 1 -Bit-breites Datensignal zur Verfügung. Der obere und der untere Schwellwert sind geeignet gewählt.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der N-Bit-breite Datenstrom einem Summierer zugeführt, dessen Ausgangssignal einem ersten Integrator zugeführt wird, wobei das Ausgangssignal des ersten Integrators einem zweiten Summierer zugeführt wird, dessen Ausgangssignal einem zweiten Integrator zugeführt wird, wobei das Ausgangssignal des zweiten Integrators einem Quantisierer zugeführt wird, dessen insbesondere 1 -Bit breites Ausgangssignal einen ersten Wert, insbesondere HIGH aufweist, wenn das Ausgangssignal des zweiten Integrators einen oberen Schwellwert überschreitet, und erst dann einen zweiten Wert, insbesondere LOW aufweist, wenn das Ausgangssignal des zweiten Integrators, also das Eingangssignal des Quantisierers, einen unteren

Schwellwert unterschreitet, wobei das Ausgangssignal des Quantisierers nicht nur das Ausgangssignal des digitalen Modulators bildet, sondern auch einem Quantisierumsetzer zugeführt wird, dessen

Ausgangssignal abhängig vom jeweils aktuellen Wert des Ausgangssignals des Quantisierers den oberen oder den unteren Schwellwert als N-Bit breites Datensignal ausgibt und dieses Datensignal dem ersten und auch dem zweiten Summierer zugeführt wird, insbesondere wobei der erste Summierer als Ausgangssignal die Summe aus dem

Datensignal und dem N-Bit-breiten Datenstrom bildet und wobei der zweite Summierer als Ausgangssignal die Summe aus dem Datensignal und dem Ausgangssignal des ersten Integrators bildet. Von Vorteil ist dabei, dass ein Tiefpassverhalten zweiter Ordnung durch den Modulator bewirkt wird. Außerdem steht am Ausgang des Modulators der Summenstrom, also die Summe aus den von den einzelnen Stromsensoren erfassten Werten, digital als 1 -Bit- breites Datensignal zur Verfügung. Der obere und der untere Schwellwert sind geeignet gewählt.

Bevorzugt ist die Anzahl der Stromsensoren gleich Zwei. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Summierer, das Summiermittel, die Integratoren, der Quantisierer und der Quantisierumsetzer, die Delta-Sigma-Wandler und/oder die

Verarbeitungseinheit in einem einzigen FPGA implementiert. Von Vorteil ist dabei, dass mit geringem Logik-Ressourcen kostengünstig die Signale sehr schnell verarbeitbar sind.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Signale zweier, parallel geschalteter

Stromsensoren überwacht auf Überschreiten eines zulässigen Maßes an Abweichung. Von Vorteil ist dabei, dass die Stromaufteilung auf die beiden parallel geschalteten Pfade überwachbar sind. Beispielsweise ist somit das Lösen einer Schraubverbindung zwischen Stromsensor und Leiterplatte erkennbar.

Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zum Betreiben eines Antriebs sind, dass der Strom in einer Motorphasenzuleitung eines Elektromotors des Antriebs erfasst wird, indem eine Anzahl N von Stromsensoren parallel vorgesehen, insbesondere geschaltet, sind, wobei die N digital dargestellten, 1 -Bit-breiten Signale der Stromsensoren als N-Bit-breiter Datenstrom dem Eingang, insbesondere N-bit-breiten Eingang, eines digitalen Modulators des Antriebs zugeführt werden, insbesondere wobei jedes einzelne Ausgangssignal des jeweiligen Stromsensors eine jeweilige Stelle, insbesondere also eine jeweilige Bit-Position, des N-Bit-breiten Datenstroms bildet, insbesondere wobei der digitale Modulator ein Tiefpassverhalten, insbesondere zweiter Ordnung, aufweist, insbesondere wobei das Ausgangssignal des digitalen Modulators ein 1 -Bit-breiter Datenstrom ist.

Von Vorteil ist dabei, dass eine schnelle Ermittelung des Gesamtstroms in der

Motorphasenleitung als digitaler Wert ausführbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Stromsensoren jeweils einen

Shuntwiderstand auf und es werden die am jeweiligen Shuntwiderstand des jeweiligen Stromsensors abfallende Spannungen erfasst und von einem Delta-Sigma-Wandler in das digitale, 1 -Bit-breite Signal des jeweiligen Stromsensors umgewandelt. Von Vorteil ist dabei, dass eine digitale Signalverarbeitung und Ermittlung des Gesamtstroms in der Motorphase in einfacher Weise erfolgt.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Ausgangssignal des digitalen Modulators als Stromistwert zum Regeln des Elektromotors, insbesondere des Motorstroms des

Elektromotors, verwendet. Von Vorteil ist dabei, dass die Drehzahl oder das Drehmoment des Elektromotors auf einen Sollwert hingeregelt wird, indem der erfasste Stromistwert auf einen Sollwert hin geregelt wird. Da der Stromistwert nur geringfügig verzögert als digitales

Ausgangssignal des digitalen Modulators zur Verfügung steht, ist ein hoch dynamisches und somit auch verbessertes Regeln ermöglicht. Ein zeitverzögertes, totzeitbehaftetes zur

Verfügung gestelltes Ergebnis größer einer Regelperiode würde zu einer Verschlechterung bei den Regeleigenschaften des Wechselrichters führen. Die geringfügige Verzögerung ist hierbei sogar deterministisch, nämlich der Gruppenlaufzeit des digitalen Modulators entsprechend. Somit lässt sich die Wirkung der Totzeit mittels geeigneter mathematischer Modelle oder Beobachterstrukturen, wie beispielsweise Luenberger-Beobachter, korrigieren

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird dem N-Bit-breiten Datenstrom das Ausgangssignal eines Quantisierumsetzers aufaddiert und das so entstandene Summensignal wird integriert und das Ergebnis dieser Integration wird einem Quantisierer zugeführt, dessen, insbesondere 1 -Bit breites, Ausgangssignal einen ersten Wert, insbesondere HIGH aufweist, wenn das Eingangssignal des Quantisierers einen oberen Schwellwert überschreitet, und erst dann einen zweiten Wert, insbesondere LOW aufweist, wenn das Eingangssignal des Quantisierers einen unteren Schwellwert unterschreitet, wobei das Ausgangssignal des Quantisierers nicht nur das Ausgangssignal des digitalen Modulators bildet, sondern auch dem Quantisierumsetzer zugeführt wird, dessen

Ausgangssignal abhängig vom jeweils aktuellen Wert des Ausgangssignals des Quantisierers den oberen oder den unteren Schwellwert als N-Bit breites Datensignal ausgibt, insbesondere und dieses Datensignal dem Summierer zugeführt wird. Von Vorteil ist dabei, dass

tiefpassgefilterter Stromwert schnell, also ohne Totzeit, zur Verfügung stellbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird dem N-Bit-breiten Datenstrom das Ausgangssignal eines Quantisierumsetzers aufaddiert und das so entstandene Summensignal integriert und dem Ergebnis dieser Integration ebenfalls das Ausgangssignal eines Quantisierumsetzers aufaddiert wird und das so entstandene Summensignal integriert wird und das Ergebnis dieser Integration einem Quantisierer zugeführt wird, dessen, insbesondere 1 -Bit breites,

Ausgangssignal einen ersten Wert, insbesondere HIGH aufweist, wenn das Eingangssignal des Quantisierers einen oberen Schwellwert überschreitet, und erst dann einen zweiten Wert, insbesondere LOW aufweist, wenn das Eingangssignal des Quantisierers einen unteren Schwellwert unterschreitet, wobei das Ausgangssignal des Quantisierers nicht nur das Ausgangssignal des digitalen Modulators bildet, sondern auch dem Quantisierumsetzer zugeführt wird, dessen

Ausgangssignal abhängig vom jeweils aktuellen Wert des Ausgangssignals des Quantisierers den oberen oder den unteren Schwellwert als N-Bit breites Datensignal ausgibt, insbesondere und dieses Datensignal dem Summierer zugeführt wird. Von Vorteil ist dabei, dass 2. Ordnung tiefpassgefilterter Stromwert schnell, also ohne Totzeit, zur Verfügung stellbar ist.

Erfindungsgemäß sind also bei dem Umrichter mit Stromerfassung mehrere Stromsensoren parallel zwischen Stromschienen angeordnet. Jeder Stromsensor weist einen SMD-montierten Shunt-Widerstand auf. Die Signale der Stromsensoren werden als paralleler Datenstrom zusammengefasst und einem digitalen Modulator zugeführt oder alternativ werden die Signale der Stromsensoren addiert und einem digitalen Modulator zugeführt. Der Modulator hat ein Tiefpassverhalten und stellt am Ausgang des Summenstrom einphasen digital zur Verfügung.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen

Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe. Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:

In der Figur 1 ist ein von einem erfindungsgemäßen Wechselrichter gespeister Elektromotor M dargestellt, wobei die Erfassung der Phasenströme in den Motorzuleitungen schematisch ausgeführt ist.

In der Figur 2 ist im Unterschied zur Figur 1 die Erfassung der Phasenströme näher dargestellt, wobei die galvanische getrennte Weiterleitung der Sensorsignale gezeigt ist.

In Figur 3 die Erfassung des Stroms in einer jeweiligen Zuleitung des Elektromotors M als Parallelschaltung von Stromsensoranordnungen dargestellt.

In der Figur 4 ist eine erste Bestimmung des Gesamtstroms in der Zuleitung durch

Summierung von Tiefpass-gefilterten Sensorsignalen dargestellt.

In der Figur 5 ist als Alternative zur Figur 4 Tiefpass-Filterung der summierten Sensorsignale dargestellt.

In der Figur 6 ist die Summierung aus Figur 5 näher dargestellt, wobei ein digitaler Modulator 60 verwendet ist.

In der Figur 7 ist der digitale Modulator 60 näher dargestellt.

Wie in den Figuren dargestellt, weist der erfindungsgemäße Antrieb einen von einem

Wechselrichter gespeisten Elektromotor M auf.

Der Wechselrichter 1 weist eine Parallelschaltung von Reihenschaltungen auf, wobei jede der Reihenschaltungen zwei in Reihe geschaltete steuerbare Halbleiterschalter aufweist, an deren Verbindungsknoten jeweils eine Zuleitung des Elektromotors M elektrisch verbunden ist.

Der Elektromotor M ist als Drehstrommotor ausgeführt. Die Parallelschaltung ist aus dem gleichspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters 1 versorgt. Die drei Verbindungsknoten der Reihenschaltungen fungieren als

wechselspannungsseitiger Anschluss des Wechselrichters 1.

Jedem der steuerbaren Halbleiterschalter ist jeweils eine Freilaufdiode parallel zugeschaltet.

Im generatorischen Betrieb des Elektromotors M fungieren die Freilaufdioden somit als Gleichrichter und es wird die vom Elektromotor M als Drehspannung und Drehstrom gelieferte elektrische Leistung am gleichspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters bereit gestellt.

Die Halbleiter des Wechselrichters werden von pulsweitenmodulierten Ansteuersignalen angesteuert, die von einer Signalelektronik 2 des Wechselrichters erzeugt werden.

Somit ist im motorischen Betrieb des Elektromotors diesem am wechselspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters eine Drehspannung über Zuleitungen dem Elektromotor bereitstellbar.

Die in den Zuleitungen fließenden Ströme werden erfasst. In Figur 1 ist hierzu in jeder der drei Zuleitungen symbolisch eine Stromerfassung dargestellt.

Einerseits wird der erfasste Strom, also das analoge Sensorsignal eines Mittels zur

Stromerfassung, in ein digitales Signal gewandelt und von der Signalelektronik 2

weiterverarbeitet. Andererseits wird das analogen Sensorsignal auf Überschreiten eines Schwellwertes überwacht, weil die Wandlung in das digitale Signal Rechenzeit benötigt und somit eine digitale Überwachung eine größere Reaktionszeit verursacht. Nach Überschreiten des Schwellwerts wird ein Fehlerzustand weitergemeldet oder angezeigt und/oder ein sicherer Zustand, wie beispielsweise Abschalten des Antriebs, eingeleitet. Im einfachsten Fall wird hierzu ein STO-Signal herausgegeben.

Wie in Figur 2 näher ausgeführt, wird das Sensorsignal galvanisch getrennt, insbesondere mittels eines Optokopplers, an die Signalelektronik 2 übertragen. Vorzugsweise werden der hohen Ströme wegen als Zuleitungen zumindest teilweise

Stromschienen verwendet.

Die Erfassung des Starkstroms in der jeweiligen Zuleitung wird aber unter Verwendung von Shunt-Widerständen einfach und kostengünstig ausgeführt.

Hierzu werden zwei oder mehr Stromsensoren 20 parallel geschaltet.

Jeder der Stromsensoren 20 weist eine Leiterplatte 33 auf, welche mit einem Shunt- Widerstand bestückt ist, dessen erster Anschluss auf einem Stromschienenteil 32

lötverbunden ist und dessen zweiter Anschluss auf einem davon elektrisch isoliert

angeordneten Stromschienenteil 34 schraubverbunden ist.

Zwischen den beiden Stromschienenteilen 32 und 34 ist nur eine elektrisch isolierende Schicht angeordnet.

Die Leiterplatte ist mit ihrer von dem Shunt-Widerstand abgewandten Seite auf die beiden Stromschienenteile 32 und 34 aufgesetzt und lötverbunden.

Der Shunt-Widerstand ist vorzugsweise mittels SMD-Technik auf der Leiterplatte angeordnet.

Auf der Leiterplatte 33 sind auch weitere elektronische Bauelemente bestückt zur Bildung einer elektronischen Schaltung, welche ein Mittel zur Erfassung der am Shunt-Widerstand abfallenden Spannung aufweist sowie einen Delta-Sigma- Wandler, dessen 1 -bit-breites digitales Ausgangssignal mittels eines ebenfalls auf der Leiterplatte 33 bestückten

Optokopplers galvanisch getrennt übertragen wird an eine Auswerteeinheit der

Signalelektronik 2.

Das erste Stromschienenteil 32 jedes der Stromsensoren 20 ist mittels einer ersten

Stromschiene 31 elektrisch verbunden.

Das zweite Stromschienenteil 34 jedes der Stromsensoren 20 ist mittels einer zweiten

Stromschiene 30 elektrisch verbunden. Auf diese Weise sind die Stromsensoren 20 parallel geschaltet.

Somit ist die Zuleitung jeder Motorphase über eine solche Parallelschaltung von

Stromsensoren 20 führbar und daher eine Erfassung des jeweiligen Motorphasenstroms einfach und kostengünstig ausführbar.

Zur Summierung der von den Stromsensoren 20 erfassten Stromwerte wäre es möglich, wie in Figur 4 dargestellt, die jeweiligen 1-bit breiten digitalen Signalströme der einzelnen

Stromsensoren 20 jeweils, insbesondere deren jeweiligem Delta-Sigma-Wandler, zu filtern, insbesondere mittels eines jeweiligen digital ausgeführten Tiefpasses 41 , und danach mittels einer Verarbeitungseinheit 42 zu summieren. Dabei entsteht jedoch der Nachteil, dass das summierte Signal erst zeitverzögert zur Verfügung steht.

Bei dieser Ausführung würde der mittlere Pegel des Summensignals die Summe der ursprünglichen Signale repräsentieren. Dieser Wert würde dann einem digital ausgeführten Tiefpass zugeführt werden, der den entsprechenden mittleren Pegel des summierten

Eingangssignals wieder in einen 1 -Bit Datenstrom moduliert. Dieser 1 -Bitstrom würde diesen summierten mittleren Pegel am Eingang repräsentieren. Der Modulator würde dabei auch als Konverter von einem N-Bit-Signal zu einem Ein-Bit-Signal arbeiten.

In anderer erfindungsgemäßer Ausführung wird gemäß Figur 5 zuerst die Summierung mittels eines Summiermittels 50 und danach die Filterung, insbesondere mittels eines Tiefpass 41 ausgeführt.

Hierzu wird das Summiermittel 50 speziell ausgeführt. Denn gemäß der in Figur 6 gezeigten schematischen Darstellung werden die 1 -bit-breiten digitalen Signalströme zu einem N-bit breiten digitalen Datenstrom 61 zusammengefasst, wobei jeder der Signalströme einem Bit, also einer Stelle des jeweiligen N-bit breiten Datenworts, des Datenstroms 61 entspricht.

Die Anzahl der vom Summiermittel 50 zu summierenden Signalströme beträgt N und entspricht somit der Anzahl der zur Erfassung des Stromes einer jeweiligen Motorphase eingesetzten Stromsensoren 20. Der N-bit breite Datenstrom 61 wird einem digitalen Modulator 60 zugeführt, dessen 1-bit breites digitales Ausgangssignal dann den summierten und gefilterten Wert des Stroms darstellt, welcher von der Signalelektronik 2 zur Drehzahlregelung oder zur

Drehmomentregelung verwendet wird.

Wie in Figur 7 dargestellt, ist der digitale Modulator 60 als digitales Tiefpassfilter zweiter Ordnung aufgebaut. Dabei wird der N-Bit-breite Datenstrom 61 dem Summierer 70 zugeleitet, dessen Ausgangssignal einem ersten Integrator 71 zugeführt wird. Das Ausgangssignal wird einem Summierer 72 zugeleitet, dessen Ausgangssignal einem zweiten Integrator 73 zugeleitet wird, dessen Ausgangssignal einem Quantisierer 74 zugeleitet wird, welcher als Ausgangssignal einen HIGH oder LOW Zustand ausgibt, also 1 oder 0. Wenn das

Ausgangssignal des zweiten Integrators 73 unterhalb eines unteren Schwellwertes liegt, wird eine 0 als Ausgangssignal 76 des Quantisierers 74 ausgegeben. Wenn jedoch das

Ausgangssignal des zweiten Integrators 73 einen oberen Schwellwert übersteigt, wird eine 1 als Ausgangssignal 76 des Quantisierers 74 ausgegeben. Erst nach nachfolgendem

Unterschreiten des unteren Schwellwertes wird wieder eine 0 ausgegeben als Ausgangssignal 76.

Das Ausgangssignal 76 des Quantisierer 74 ist 1-bit breit und wird einem Quantisierumsetzer 75 zugeführt, der abhängig vom Wert des in ihn eingehenden Ausgangssignals 76 entweder den unteren oder den oberen Schwellwert ausgibt. Beispielsweise wird der untere Schwellwert ausgegeben, wenn das Ausgangssignal 76 den Wert 1 aufweist und ansonsten der obere Schwellwert.

Dieses somit N-bit breite Ausgangssignal des Quantisierumsetzers 75 wird dem Summierer 70 und auch dem Summierer 72 zugeführt.

Der Summierer 70 summiert also den N-bit breiten Datenstrom 61 und das Ausgangssignal des Quantisierumsetzers 75.

Der Summierer 72 summiert also das N-bit breite Ausgangssignal des ersten Integrators 71 und das Ausgangssignal des Quantisierumsetzers 75. Der N-bit breite Datenstrom ist in Figur 6 und Figur 7 jeweils mit einem dickeren Strich als der 1-bit breite Datenstrom dargestellt.

Auf diese Weise sind für die Tiefpassfilterung zweiter Ordnung nur zwei Taktsignal-Schritte notwendig, da nur der erste und zweite Integrator (71 , 73) eine merkliche zeitliche

Verzögerung bewirken.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird im Rückkopplungspfad nach Figur 7 die bei der Zusammenführung der 1 -Bit-Signale der Stromsensoren zu einem N-Bit- Signal bewirkte unterschiedliche Gewichtung zurückgeschoben.

Der erfindungsgemäß in allen drei Motorphasenleitungen mit den jeweiligen Stromsensoren 20 erfasste Stromistvektor wird zur Regelung des Elektromotors verwendet. Hierbei wird der Strom istvektor wird auf einen Stromsollvektor hingeregelt, indem der Wechselrichter eine entsprechend geeignete Spannung dem Elektromotors bereit stellt.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird aus dem Stromistvektor und der erfassten Motorspannung ein Modellwert für Drehmoment bestimmt und eine derartige Spannung am wechselspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters gestellt, dass der Modellwert auf einen vorgegebenen Sollwert hingeregelt wird und auch die Drehzahl des Motors auf einen Sollwert hingeregelt wird. Durch die verschwindend geringe Totzeit bei der erfindungsgemäßen Stromerfassung ist ein sehr dynamisches Regeln ausführbar.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird der digitale Modulator 60 als Tiefpass einer anderen Ordnung als 2. Ordnung ausgeführt, insbesondere als Tiefpass 1. Ordner, so dass eine noch weiter verringerte Totzeit bewirkt ist.

Bezugszeichenliste

1 Wechselrichter

2 Signalelektronik

20 Stromsensor

30 zweite Stromschiene

31 erste Stromschiene

32 erster Stromschienenteil

33 Leiterplatte

34 zweiter Stromschienenteil

40 Delta-Sigma-Wandler

41 Tiefpassfilter

42 Verarbeitungseinheit 50 Summiermittel

60 digitaler Modulator

70 Summierer

71 erster Integrator

72 Summierer

73 zweiter Integrator

74 Quantisierer

75 Quantisierumsetzer

76 Ausgangssignal

M Elektromotor