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Patent Searching and Data


Title:
DRIVE, HAVING AN ELECTRIC MOTOR SUPPLIED WITH POWER BY A CONVERTER, AND METHOD FOR OPERATING A DRIVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/174209
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a drive, having an electric motor supplied with power by a converter, and a method for operating a drive, wherein the converter comprises an inverter having a DC voltage-side connection and an AC voltage-side connection, wherein a series circuit is supplied with power from the DC voltage-side connection, i.e. intermediate circuit voltage connection, and the motor is supplied with power from the AC voltage-side connection, wherein the series circuit has a resistor and a controllable semiconductor switch, in particular for controlling the current flowing through the series circuit, wherein the voltage available at the DC voltage-side connection of the inverter, in particular intermediate circuit voltage, is detected, wherein a comparison means generates an output signal that controls the controllable semiconductor switch, wherein the output signal is also supplied to a capacity determining means and the capacity determining means determines a signal value therefrom, in particular a value that can be used as a gauge for the temperature of the resistor. In particular, wherein the signal value is supplied to a second comparison means, which supplies a deactivation signal to the inverter when a threshold value is exceeded, which brings about an opening of each switch of the inverter that is electrically connected to the AC voltage-side connection.

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Inventors:
STARK MARCEL (DE)
HETTEL NORBERT (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/025041
Publication Date:
October 12, 2017
Filing Date:
March 08, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SEW EURODRIVE GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
H02P3/22; H02H6/00; H02M1/32; H02P29/60
Foreign References:
JPH05168287A1993-07-02
US5814954A1998-09-29
US20070284196A12007-12-13
Other References:
None
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Claims:
Patentansprüche:

1 . Antrieb, aufweisend einen von einem Umrichter gespeisten Elektromotor, wobei der Umrichter einen Wechselrichter, der einen gleichspannungsseitigen Anschluss und einen wechselspannungsseitigen Anschluss aufweist, wobei aus dem gleichspannungsseitigen Anschluss, insbesondere also

Zwischenkreisspannungsanschluss, eine Reihenschaltung gespeist ist und aus dem wechselspannungsseitigen Anschluss der Motor, wobei die Reihenschaltung einen Widerstand aufweist und einen steuerbaren

Halbleiterschalter, insbesondere zum Steuern des durch die Reihenschaltung fließenden Stroms, wobei die am gleichspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters zur Verfügung stehende Spannung, insbesondere Zwischenkreisspannung, erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vergleichsmittel ein Ausgangssignal erzeugt, das den steuerbaren Halbleiterschalter ansteuert, wobei einem Auslastungsbestimmungsmittel das Ausgangssignal ebenfalls zugeführt wird und das Auslastungsbestimmungsmittel daraus einen Signalwert bestimmt, insbesondere der als Maß für die Temperatur des Widerstands verwendbar ist. insbesondere wobei der Signalwert einem zweiten Vergleichsmittel zugeführt wird, der bei Überschreiten eines Schwellwertes dem Wechselrichter ein Abschaltsignal zuführt, welches ein Öffnen der jeweiligen mit dem wechselspannungsseitigen Anschluss elektrisch

verbundenen Schalter des Wechselrichters bewirkt.

2. Antrieb nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Widerstand einen Bremswiderstand aufweist, insbesondere wobei der Widerstand einen ersten Bremswiderstand aufweist, der innerhalb des Gehäuses des Umrichters angeordnet ist, und/oder einen zweiten Bremswiderstand, der außerhalb des Gehäuses des Umrichters angeordnet ist, insbesondere wobei der erste und der zweite Bremswiderstand in Reihe oder parallel oder alternativ betreibbar sind.

3. Antrieb nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Vergleichsmittel den erfassten Spannungswert auf Überschreiten eines ersten

Schwellwertes und Unterschreiten eines zweiten Schwellwertes überwacht, insbesondere wobei der zweite Schwellwert betragsmäßig kleiner ist als der erste Schwellwert, insbesondere wobei das Vergleichsmittel derart eingerichtet ist, dass bei Überschreiten des ersten Schwellwertes das Ausgangssignal den steuerbaren Halbleiterschalter derart ansteuert, dass dem Widerstand Strom zugeführt wird, und bei Unterschreiten des zweiten

Schwellwertes das Ausgangssignal den steuerbaren Halbleiterschalter derart ansteuert, dass nach Ablauf einer zusätzlichen Mindesteinschaltzeit kein Strom durch den Widerstand mehr fließt.

4. Antrieb nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Auslastungsbestimmungsmittel einen Zähler aufweist, dessen Zählrichtung

vom Wert der erfassten Spannung und/oder vom für den steuerbaren Halbleiterschalter vorgesehenen Ansteuersignal, insbesondere also von dem Ausgangssignal, abhängt, insbesondere wobei die Zählrichtung des Zählers bei Überschreiten des ersten Schwellwertes positiv, insbesondere also ein Aufwärtszählen, und bei Unterschreiten des zweiten

Schwellwertes negativ, insbesondere also ein Abwärtszählen, ist, insbesondere wobei beim Aufwärtszählen eine betragsmäßig größere Zählgeschwindigkeit vorgesehen ist als beim Abwärtszählen.

5. Antrieb nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Auslastungsbestimmungsmittel derart eingerichtet ist, dass beim Abwärtszählen abhängig vom Signalwert eine jeweilige Zählgeschwindigkeit vorgesehen ist, insbesondere angewendet wird, insbesondere wobei in einem ersten Wertebereich des Signalwertes eine erste

Zählgeschwindigkeit und in einem zweiten Wertebereich des Signalwertes eine zweite Zählgeschwindigkeit angewendet wird, insbesondere die erste Zählgeschwindigkeit betragsmäßig größer als die zweite

Zählgeschwindigkeit ist, insbesondere wobei die Signalwerte des zweiten Wertebereichs betragsmäßig größer als die Signalwerte des ersten Wertebereichs sind.

6. Antrieb nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

beim Aufwärtszählen nur eine einzige Zählgeschwindigkeit verwendet wird.

7. Antrieb nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Auslastungsbestimmungsmittel derart eingerichtet ist, dass beim Abwärtszählen abhängig vom Signalwert eine jeweilige Zählgeschwindigkeit vorgesehen ist, wobei die jeweilige Zählgeschwindigkeit mit betragsmäßig abnehmenden Signalwerten betragsmäßig monoton abnimmt, insbesondere aber nicht streng monoton abnimmt.

8. Verfahren zum Betreiben eines Antriebs, insbesondere nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Antrieb einen aus einem Zwischenkreis des Antriebs speisbaren Bremswiderstand aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass aus der erfassten Zwischenkreisspannung und/oder aus dem Ansteuersignal für einen steuerbaren Halbleiterschalter, der zum Steuern des Stroms im Bremswiderstand vorgesehen ist, ein Auslastungsgrad bestimmt wird, indem ein Zähler aufwärts zählend betrieben wird, wenn die erfasste Zwischenkreisspannung einen ersten Schwellwert überschreitet, und indem der Zähler abwärts zählend betrieben wird, wenn die erfasste

Zwischenkreisspannung einen zweiten Schwellwert unterschreitet, wobei die Zählgeschwindigkeit beim abwärts zählenden Betrieb abhängt von dem Betrag des Wertes der erfassten Zwischenkreisspannung und/oder der thermischen Auslastung, insbesondere wobei die jeweilige Zählgeschwindigkeit mit betragsmäßig abnehmenden Werten der erfassten Zwischenkreisspannung und/oder der thermischen Auslastung betragsmäßig monoton abnimmt, insbesondere aber nicht streng monoton abnimmt, insbesondere wobei bei Überschreiten eines vorgegebenen Zählerstandes das Speisen des Bremswiderstandes aus dem Zwischenkreis beendet wird und/oder der Wechselrichter des Umrichters des Antriebs gesperrt wird und/oder die Schalter des Wechselrichters des Antriebs geöffnet werden.

Description:
Antrieb, aufweisend einen von einem Umrichter gespeisten Elektromotor, und Verfahren zum Betreiben eines Antriebs

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft einen Antrieb, aufweisend einen von einem Umrichter gespeisten Elektromotor, und ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebs.

Es ist allgemein bekannt, dass ein Antrieb einen umrichtergespeisten Motor aufweist, wobei der Umrichter einen Gleichrichter und einen aus dem gleichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters speisbaren Wechselrichter aufweist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb weiterzubilden, wobei die Sicherheit, insbesondere Betriebssicherheit, erhöht werden soll.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Antrieb nach den in Anspruch 1 und bei dem Verfahren nach den in Anspruch 8 angegebenen Merkmalen gelöst.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Antrieb sind, dass er einen von einem Umrichter gespeisten Elektromotor aufweist, wobei der Umrichter einen Wechselrichter, der einen gleichspannungsseitigen Anschluss und einen wechselspannungsseitigen Anschluss aufweist, wobei aus dem gleichspannungsseitigen Anschluss, insbesondere also

Zwischenkreisspannungsanschluss, eine Reihenschaltung gespeist ist und aus dem wechselspannungsseitigen Anschluss der Motor, wobei die Reihenschaltung einen Widerstand aufweist und einen steuerbaren

Halbleiterschalter, insbesondere zum Steuern des durch die Reihenschaltung fließenden Stroms, wobei die am gleichspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters zur Verfügung stehende Spannung, insbesondere Zwischenkreisspannung, erfasst wird, wobei ein Vergleichsmittel ein Ausgangssignal erzeugt, das den steuerbaren Halbleiterschalter ansteuert, wobei einem Auslastungsbestimmungsmittel das Ausgangssignal ebenfalls zugeführt wird und das Auslastungsbestimmungsmittel daraus einen Signalwert bestimmt, insbesondere der als Maß für die Temperatur des Widerstands verwendbar ist. insbesondere wobei der Signalwert einem zweiten Vergleichsmittel zugeführt wird, der bei Überschreiten eines Schwellwertes dem Wechselrichter ein Abschaltsignal zuführt, welches ein Öffnen der jeweiligen mit dem wechselspannungsseitigen Anschluss elektrisch

verbundenen Schalter des Wechselrichters bewirkt oder zu einem im Sinne der

Sicherheitsnorm sicheren Stop des Antriebs führt.

Von Vorteil ist dabei, dass bei Überschreiten einer kritischen Auslastung des

Bremswiderstandes, also bei Überschreiten einer kritischen Temperatur, die Energiezufuhr an diesen trennbar ist.

Des Weiteren entfällt die Verdrahtung und Verwendung eines Bimetallschalters im

Bremswiderstand zur thermischen Überwachung desselben. Von Vorteil ist dabei, dass ein Bremswiderstand auch ohne Bimetallschalter thermisch mittels eines Rechenmodells überwachbar ist. Dadurch verringert sich der Verdrahtungsaufwand und es sind einfachere, günstigere Bremswiderstände ohne Bimetallschalter verwendbar oder nicht eigensichere Bremswiderstände.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Widerstand einen Bremswiderstand auf, insbesondere wobei der Widerstand einen ersten Bremswiderstand aufweist, der innerhalb des Gehäuses des Umrichters angeordnet ist, oder einen zweiten Bremswiderstand, der außerhalb des Gehäuses des Umrichters angeordnet ist, insbesondere wobei der erste und der zweite Bremswiderstand in Reihe oder parallel oder alternativ betreibbar sind. Von Vorteil ist dabei, dass der Bremswiderstand vom Motor generatorisch erzeugte Energie an die Umgebung als thermischen Wärmestrom abführt, wenn die Zwischenkreisspannung einen ersten Schwellwert überschreitet und somit die Schalter des Wechselrichters infolge zu hoher Zwischenkreisspannung gefährdet werden.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung überwacht das Vergleichsmittel den erfassten

Spannungswert auf Überschreiten eines ersten Schwellwertes und Unterschreiten eines zweiten Schwellwertes, insbesondere wobei der zweite Schwellwert betragsmäßig kleiner ist als der erste Schwellwert, insbesondere wobei das Vergleichsmittel derart eingerichtet ist, dass bei Überschreiten des ersten Schwellwertes das Ausgangssignal den steuerbaren Halbleiterschalter derart ansteuert, dass dem Widerstand Strom zugeführt wird, und bei Unterschreiten des zweiten

Schwellwertes das Ausgangssignal den steuerbaren Halbleiterschalter nach Ablauf einer Mindestschaltzeit derart ansteuert, dass kein Strom durch den Widerstand fließt. Von Vorteil ist dabei, dass bei Überschreiten des ersten Schwellwertes die Zwischenkreisspannung wieder reduziert wird, indem Energie dem Bremswiderstand zugeführt wird, also der steuerbare Halbleiterschalter geschlossen wird und somit die Stromzufuhr aus dem Zwischenkreis an den Widerstand frei gegeben wird. Bei Unterschreiten des zweiten Schwellwertes, der kleiner ist als der erste Schwellwert, wird die Stromzufuhr nach Ablauf einer Mindestschaltzeit beendet. Dadurch dass der erste und zweite Schwellwert verschieden voneinander sind, ist eine

Hysterese bewirkt. Die Mindesteinschaltzeit verhindert ein zu hoch frequentes Ein- /Ausschalten des Halbleiters und reduziert somit die Schaltverlustleistung im Halbleiterschalter.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Auslastungsbestimmungsmittel einen Zähler auf, dessen Zählrichtung vom Wert der erfassten Spannung beziehungsweise von einem für den steuerbaren Halbleiterschalter vorgesehenen Ansteuersignal abhängt, insbesondere wobei die Zählrichtung des Zählers, insbesondere also das Aufwärtszählen oder Abwärtszählen des Zählers, bei Überschreiten des ersten Schwellwertes positiv und bei Unterschreiten des zweiten Schwellwertes negativ ist, insbesondere wobei beim Aufwärtszählen eine betragsmäßig größere Zählgeschwindigkeit vorgesehen ist als eine von der Auslastung abhängige Zählgeschwindigkeit beim

Abwärtszählen. Von Vorteil ist dabei, dass in sehr einfacher Weise ein Maß für die Temperatur bestimmbar ist. Dabei wird allerdings nicht der physikalisch korrekte exponentielle

Temperaturverlauf bestimmt und/oder verwendet sondern nur lineare Temperaturverläufe werden bestimmt und/oder angewendet. Beim Ansteigen der Temperatur wird nur eine einzige Zählgeschwindigkeit verwendet, also nur ein einziger linearer Verlauf. Beim Abfallen der Temperatur werden mehrere lineare Verläufe, also verschiedenen Zählgeschwindigkeiten, verwendet. Dabei sinkt die Zählgeschwindigkeit mit der Temperatur monoton, aber nicht streng monoton. Jedem Temperaturbereich ist dabei seine Zählgeschwindigkeit eineindeutig zugeordnet. Die Zählgeschwindigkeit entspricht dem Takt am Eingang des Zählers. Der Zählerstand erhöht sich also pro Zeitspanne entsprechend der Zählgeschwindigkeit, wenn langfristig gemittelt wird und/oder die Zeitspanne ein ganzzahliges Vielfaches der Taktzeit ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Auslastungsbestimmungsmittel derart

eingerichtet, dass beim Abwärtszählen abhängig vom Signalwert, insbesondere also

Auslastung oder Temperatur des Bremswiderstandes, eine jeweilige Zählgeschwindigkeit vorgesehen ist, insbesondere angewendet wird, insbesondere wobei in einem ersten Wertebereich des Signalwertes eine erste

Zählgeschwindigkeit und in einem zweiten Wertebereich des Signalwertes eine zweite

Zählgeschwindigkeit angewendet wird, insbesondere die erste Zählgeschwindigkeit betragsmäßig größer als die zweite

Zählgeschwindigkeit ist, insbesondere wobei die Signalwerte des zweiten Wertebereichs betragsmäßig größer als die Signalwerte des ersten Wertebereichs sind. Von Vorteil ist dabei, dass in besonders einfacher Weise ein Maß für die Temperatur bestimmbar ist, ohne dass eine Exponentialfunktion bestimmt werden müsste.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird beim Aufwärtszählen nur eine einzige

Zählgeschwindigkeit verwendet. Von Vorteil ist dabei, dass eine besonders einfache Bestimmung der Temperatur angewendet wird, die abweicht von der physikalisch korrekten Bestimmung, aber einen sehr geringen Aufwand zur Realisierung benötigt.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Auslastungsbestimmungsmittel derart

eingerichtet, dass beim Abwärtszählen abhängig vom Signalwert eine jeweilige

Zählgeschwindigkeit vorgesehen ist, wobei die jeweilige Zählgeschwindigkeit mit betragsmäßig abnehmenden Signalwerten betragsmäßig monoton abnimmt, insbesondere aber nicht streng monoton abnimmt. Von Vorteil ist dabei, dass bei kleinen Signalwerten langsamere Zählgeschwindigkeiten vorhanden sind als bei größeren. Somit ist der Temperaturverlauf in einfacher Weise nachbildbar, ohne dass besonders hohe Rechenkapazität bereit zu stellen ist.

Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zum Betreiben eines insbesondere vorgenannten Antriebs sind, dass der Antrieb einen aus einem Zwischenkreis des Antriebs speisbaren Bremswiderstand aufweist, wobei aus der erfassten Zwischenkreisspannung und/oder aus dem für den steuerbaren Halbleiterschalter vorgesehenen Ansteuersignal ein Auslastungsgrad bestimmt wird, indem ein Zähler aufwärts zählend betrieben wird, wenn die erfasste Zwischenkreisspannung einen ersten Schwellwert überschreitet, und indem der Zähler abwärts zählend betrieben wird, wenn die erfasste

Zwischenkreisspannung einen zweiten Schwellwert unterschreitet, wobei die Zählgeschwindigkeit beim abwärts zählenden Betrieb abhängt von dem Betrag des Wertes der erfassten Zwischenkreisspannung und/oder von der Auslastung des

Bremswiderstandes, insbesondere wobei die jeweilige Zählgeschwindigkeit

mit betragsmäßig abnehmenden Werten der erfassten Zwischenkreisspannung- und/oder mit betragsmäßig abnehmenden Werten der Temperatur oder Auslastung des Bremswiderstandes, welche beim Abschalten des steuerbaren Halbleiterschalters, also Unterschreiten des zweiten Schwellwertes, und nach Ablauf der Mindesteinschaltdauer ausgeschaltet wird, betragsmäßig monoton abnimmt, insbesondere aber nicht streng monoton abnimmt, insbesondere wobei bei Überschreiten eines vorgegebenen Zählerstandes das Speisen des Bremswiderstandes aus dem Zwischenkreis beendet wird und/oder der Wechselrichter des Umrichters des Antriebs gesperrt wird und/oder die Schalter des Wechselrichters des Antriebs geöffnet werden oder hochohmig gemacht werden.

Von Vorteil ist dabei, dass ein Maß für die Temperatur des Bremswiderstandes in einfacher Weise bestimmbar ist und somit bei Überschreiten einer kritischen Temperatur der Umrichter in einen sicheren Zustand bringbar ist, beispielswiese indem keine weitere Energie an den Bremswiderstand geleitet wird und/oder die Schalter des Wechselrichters des Umrichters geöffnet werden.

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 Abbildungen näher erläutert:

In der Figur 1 ist der Aufbau des Antriebs schematisch dargestellt. Wie in Figur 1 gezeigt, weist der Antrieb einen umrichtergespeisten Elektromotor M auf, wobei der Umrichter 6 einen Gleichrichter 13 aufweist, der aus einem elektrischen Versorgungsnetz 10, insbesondere Drehstromnetz, versorgt ist. Ausgangsseitig stellt der Gleichrichter 13 eine unipolare Spannung, insbesondere Gleichspannung, zur Verfügung, die im Folgenden auch als Zwischenkreisspannung bezeichnet wird.

Aus der Zwischenkreisspannung wird der Wechselrichter 12 versorgt, dessen ausgangsseitige Spannung, also Wechselspannung, insbesondere Drehspannung, den Motor M speist.

Die Zwischenkreisspannung wird abgepuffert mit einem Zwischenkreiskondensator 5.

Aus der Zwischenkreisspannung wird eine Reihenschaltung versorgt, die aus einem steuerbaren Halbleiterschalter 1 1 , insbesondere also Brems-Chopper, und zumindest einem Widerstand besteht. Dabei ist der Widerstand wahlweise als erster Bremswiderstand 1 , welcher innerhalb des Gehäuses des Umrichters 6 angeordnet ist, oder als zweiter

Bremswiderstand 1 a, welcher außerhalb des Gehäuses des Umrichters 6, also extern, realisierbar. Hierzu ist eine Brücke entsprechend anzuordnen. Es ist auch eine

Parallelschaltung oder Reihenschaltung des ersten und zweiten Bremswiderstandes ausführbar. Parallel zum ersten Bremswiderstand 1 ist eine Leuchtdiode angeordnet, so dass mittels eines Fototransistors der Betrieb des Halbleiterschalters galvanisch getrennt überwachbar ist. Das vom Phototransistor erzeugte Spannungssignal wird als Rückmeldesignal 2 einer

Steuerelektronik 3, die zum Erzeugen der Ansteuersignale für den Brems-Chopper

4 geeignet ausgeführt ist, zugeführt, die ein entsprechendes Ansteuersignal für den steuerbaren Halbleiterschalter 1 1 , also für den Brems-Chopper, erzeugt. Zusätzlich ist auch eine Überwachung auf Verwendung des ersten oder zweiten Bremswiderstandes ausführbar (1 , 1 a). Vorzugsweise ist das Ansteuersignal 4. Pulsweitenmoduliert, wobei das

Pulsweitenmodulationsverhältnis dem Aussteuerungsgrad entspricht. Der von einem Spannungserfassungsmittel V erfasste Spannungswert 8 der

Zwischenkreisspannung wird der Steuerelektronik 3 zugeführt - ebenso wie das

Rückmeldesignal 2.

Wie in Figur 2 gezeigt, wird die Zwischenkreisspannung auf das Überschreiten oder

Unterschreiten von Schwellwerten mittels eines Überwachungsmittels 20 überwacht.

Übersteigt die Zwischenkreisspannung einen ersten Schwellwert U1 wird der steuerbare Halbleiterschalter 1 1 derart angesteuert, dass ein von der Zwischenkreisspannung getriebener Strom durch den Widerstand fließt und somit Leistung aus dem Zwischenkreis in Ohm'sche Wärme umgewandelt wird. Unterschreitet die Zwischenkreisspannung einen zweiten

Schwellwert U2, welcher kleiner als der erste Schwellwert U1 ist, wird der steuerbare

Halbleiterschalter 1 1 nach Ablauf einer Mindesteinschaltzeit geöffnet. Somit wird die Zwischenkreisspannung auf einen Wert zwischen U1 und U2 hin geregelt - zumindest im generatorischen Betrieb.

Die Steuerelektronik 3 zum Erzeugen der Ansteuersignale 4 für den steuerbaren

Halbleiterschalter, insbesondere Brems-Chopper, ist vorzugsweise als frei programmierbares Gate Array, also FPGA, oder als DSP ausgeführt. Somit ist die Steuerelektronik 3 besonders schnell und einfach bereitstellbar.

Mittels des in der Steuerelektronik 3 angeordneten Auslastungsbestimmungsmittels 21 wird die Auslastung bestimmt. Hierzu wird für die Zeitdauer des Abführens von Strom aus dem

Zwischenkreis an den Widerstand ein Zähler aufwärts gezählt und ansonsten abwärts.

Der Zählerstand n ist somit ein Maß für den thermischen Auslastungsgrad, also ein Maß für die Temperatur des Bremswiderstands. Beim Aufwärts-Zählen wird sehr viel schneller gezählt als beim Abwärts-Zählen, die

Zählgeschwindigkeit n+ beim Aufwärtszählen ist also betragsmäßig größer als die

Zählgeschwindigkeit n- beim Abwärtszählen. Hierzu ist in einer ersten Ausführung das

Aufwärts-Zählen mit dem Systemtakt CLK ausgeführt. Da somit bei konstantem Auslastungsgrad das Maß für Temperatur linear mit der Zeit erhöht wird, liegt zwar eine Abweichung gegenüber einer im idealisierten Fall auftretenden Exponentialfunktion vor, jedoch wird nur der Temperaturbereich unterhalb der Drahtzerstörungsgrenze, also der

Temperaturbereich, in welchem der Bremswiderstand verwendbar ist, durch die lineare Funktion angenähert.

Beim Abwärtszählen wird die im idealisierten Fall auftretende Exponentialfunktion nicht als eine einzige lineare Funktion genähert, sondern der gesamte Temperaturbereich, in welchem der Bremswiderstand verwendbar ist, in mehrere, jeweils aneinander angrenzende

Temperaturbereiche aufgeteilt. Jedem dieser einzelnen Temperaturbereiche ist eine jeweilige Zählgeschwindigkeit n- zugeordnet, wobei diese Zählgeschwindigkeit n- jedoch mit fallender Temperatur abnehmen, insbesondere monoton. Dem tiefsten Temperaturbereich ist somit die langsamste Zählgeschwindigkeit n- beim Abwärtszählen zugeordnet. Die Temperaturbereiche sind dabei in einfacher Weise dadurch gebildet, dass der

Auslastungsgrad in beispielshaft zehn Bereiche eingeteilt ist. Im Beispiel sind vorteiligerweise Stufen von 10% gebildet, also ein erster Bereich von 0 bis 10%, ein zweiter Bereich von 10% bis 20%, ein dritter Bereich von 20% bis 30% und so weiter bis zu einem letzten Bereich von 90% bis 100%. Bei Überschreiten von 100% ist die Funktion des Bremswiderstands nicht garantiert und ein Versagen wahrscheinlich, also beispielsweise durch Drahtbruch oder dergleichen.

Wie in Figur 2 gezeigt wird die dem jeweiligen Bereich zugeordnete

Abwärtszählgeschwindigkeit n- im Auslastungsbestimmungsmittel 21 bestimmt. Hierzu wird der Auslastungsgrad n verglichen mit den die Bereiche kennzeichnenden Schwellwerten X_0 bis X_m, wobei jedem Bereich eine langsamere Zählgeschwindigkeit n- zugeordnet ist, indem ein jeweils entsprechend herabgeteilter Systemtakt CLK_0 bis CLK_m zugeführt wird.

Der Auslastungsgrad n steht als Ausgangssignal nur dann zur Verfügung, wenn auch ein Freigabesignal 2 vorliegt, insbesondere bei Verwendung eines ersten Bremswiderstands 1 . Ansonsten liegt ein Fehlerzustand vor. Die Erfindung bezieht sich also auf einen Antrieb, aufweisend einen von einem Umrichter gespeisten Elektromotor, wobei der Umrichter einen Wechselrichter, der einen

gleichspannungsseitigen Anschluss und einen wechselspannungsseitigen Anschluss aufweist, wobei aus dem gleichspannungsseitigen Anschluss, insbesondere also

Zwischenkreisspannungsanschluss, eine Reihenschaltung gespeist ist und aus dem

wechselspannungsseitigen Anschluss der Motor, wobei die Reihenschaltung einen Widerstand aufweist und einen steuerbaren

Halbleiterschalter, insbesondere zum Steuern des durch die Reihenschaltung fließenden Stroms, wobei die am gleichspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters zur Verfügung stehende Spannung, insbesondere Zwischenkreisspannung, erfasst wird, wobei ein Vergleichsmittel ein Ausgangssignal erzeugt, das den steuerbaren

Halbleiterschalter ansteuert, wobei einem Auslastungsbestimmungsmittel das Ausgangssignal ebenfalls zugeführt wird und das Auslastungsbestimmungsmittel daraus einen Signalwert bestimmt, insbesondere der als Maß für die Temperatur des Widerstands verwendbar ist. insbesondere wobei der Signalwert einem zweiten Vergleichsmittel zugeführt wird, der bei Überschreiten eines Schwellwertes dem Wechselrichter ein Abschaltsignal zuführt, welches ein Öffnen der jeweiligen mit dem wechselspannungsseitigen Anschluss elektrisch

verbundenen Schalter des Wechselrichters bewirkt.

Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel sind nicht zehn

Temperaturbereiche sondern eine andere Anzahl von Temperaturbereichen, beispielsweise zwischen fünf und fünfzehn. Bezugszeichenliste

1 erster Bremswiderstand, intern, also innerhalb des Gehäuses des Umrichters des Antriebs 1 a zweiter Bremswiderstand, optional

2 Binäres Rückmeldesignal

3 Steuerelektronik zum Erzeugen der Ansteuersignale für den Brems-Chopper

4 Ansteuersignal für den Brems-Chopper, insbesondere pulsweitenmoduliert

5 Zwischenkreiskondensator

6 Umrichter

7 FPGA

8 erfasster Zwischenkreisspannungswert

10 elektrisches Versorgungsnetz, insbesondere Drehstromnetz

1 1 steuerbarer Halbleiterschalter, insbesondere Brems-Chopper

12 Wechselrichter

13 Gleichrichter

20 Überwachungsmittel zur Überwachung der Spannung

21 Auslastungsbestimmungsmittel zur Bestimmung der thermischen Auslastung