环形磁芯的信号的标准，始终可以对信号进 行相应的可信性控制。可以通过模拟或测量尝试简单求出的标准适合于此。
[0043]为此以下根据图2至图4再次详细地说明，经过时间t(毫秒)在不同的接地故障中 在环形磁芯38,50,60的线圈中给出了哪些信号。被测量的以安培为单位的共模电流相应地 作为图中的纵坐标给出。
[0044]在图2中示出了在发动机线路24上或在电机14中有接地故障时，环形磁芯60的线 圈的信号的变化曲线70。变化曲线具有单个的切换峰值72,为了清晰的目的在图2中仅仅两 个切换峰值具有参考标号。通过再充电过程，在经过电容式耦合66引起漏电电流的发动机 线路24上形成单个的切换峰值72。因此对于切换峰值72的持续时间不再通过评估单元62检 测变化曲线70的值是否位于预定的阈值之上。在单个的切换峰值72之间，变化曲线70具有 不是通过功率开关S22的切换过程得出、而是通过接地得出的数值。总体上由此得出了框形 变化曲线70,也就是说近似于矩形脉冲的序列。没有接地的话，变化曲线70将仅仅具有(近 似于狄拉克函数形D i rac s t〇0-t75rmige的）切换峰值。基于接地，变化曲线的数值因此紧接 着在每个切换峰值72出现之后增大。评估单元62以用作检验标准的阈值为基础将这种情况 识别出，变化曲线70在每个切换峰值72之后的数值超过该阈值。因此评估单元在阻断状态 通过抑制控制单元C22的切换脉冲来对功率开关S22进行切换。
[0045] 在图3中示出了环形磁芯50的线圈的信号的变化曲线74,其例如在在中间电路18 中接地故障时得出。除了通过在整流器16中的切换过程引起的单个的切换峰值，变化曲线 64具有由评估单元54借助于带通滤波器识别的150Hz-信号部分。该部分通过接地引起。评 估单元54因此产生一个信号，通过该信号来断开保护器58。变化曲线74的评估可以在评估 单元54中也受限于位于单个切换峰值之间的时间段。此外评估单元54可以经过信号线78和 控制单元Cl 6连接。
[0046] 在图4中示出了环形磁芯38的线圈的信号的变化曲线78,其例如在接地时由电网 相导线36得出。通过故障电流保护开关26的低通滤波器过滤出变化曲线78的、通过整流器 16的功率开关S16的切换过程引起的单个切换峰值。评估单元34根据过滤后剩余的50Hz-信 号部分80识别出接地。其因此断开保护器32。
[0047] 通过该实例示出，例如在发动机线路上和电动机中提供防接地保护，并且在此可 以对此使用集成在电动机模块(逆变器22)中的监测功能，例如减弱基于逆变器22的切换沿 而形成的涉及运行的漏电电流。在馈电单元(整流器16)中的共模电流测量确保在中间电路 上和发动机线路中的防接地保护。此外将通过电网电压的整流形成的信号部分上的故障保 护进行集中，即故障保护例如试图有针对性地寻找具有150Hz频谱信号部分的漏电电流部 分或寻找通过主动的电网整流器形成的切换沿。通过电网方面的A型故障电流保护开关使 这种保护方案完善。这样有意地选择故障电流保护开关，即其相对于涉及运行的漏电电流 和故障电流在脉冲频域中是"不可见(blind)"的。这在此通过低通来实现。对于脉冲部分所 需的保护功能在此甚至已经集成在逆变器中。
[0048] 通过该措施可以在电网方面应用具有带限的故障电流保护开关(低通滤波器）。其 不再被变频器的涉及运行的漏电电流触发，这是因为例如通过接通功率开关S16，S22引起 的干扰存在于带限制之上的频率中。因此仅仅剩余可以通过电网电压中的和EMV-滤波器的 滤波电容器中的非对称性形成的漏电电流。在此存在的可能性是，使用带有低接地电容的 低漏电电流的滤波器，其漏电电流在电网电压的非对称性相等时小于常规EMV-滤波器的漏 电电流。因为在此不必再强制应用大接地电容，用于中断变频器中的高频的涉及运行的漏 电电流，因此可以无问题地应用低漏电电流的滤波器。
[0049]带受限的故障电流保护开关的应用通过将一些监视功能从电网方面的故障电流 保护开关转移到整流器或逆变器中来实现。该监视功能具有关于切换沿的时间点以及中间 电路电压的电压形态的信息，借助于这些信息可以简单地在可能的故障和涉及运行的漏电 电流之间进行区分。
【主权项】
1. 一种变频器(10)，用于从具有预定交流频率的电网交流电压(Ur，Us，Ut)中产生具有 可预定的交流频率的交流电压，包括:作为第一组件的整流器（16)，作为第二组件的中间电 路（18)和作为第三组件的逆变器(22)，其中借助于所述整流器（16)从所述电网交流电压中 能产生中间电路直流电压(Uzk)，并且借助于所述逆变器（22)从所述中间电路直流电压 (Uzk)中能产生具有所述可预定的交流频率的交流电压，其特征在于，至少一个所述组件 (16，18,22)具有用于测量共模电流的电流大小的测量装置(50,60)。2. 根据权利要求1所述的变频器（10)，其特征在于，所述测量装置(50,60)包括软磁的 环形磁芯(50,60)。3. 根据权利要求1或2所述的变频器（10)，其特征在于，所述整流器（16)具有已知类型 的测量装置(50)，并且在此所述测量装置的变流器(50)在电网交流电压输入端(52)和所述 整流器（16)的半导体功率开关(S16)之间与用于所述电网交流电压(Ur，Us，Ut)的线路装置 (36)耦合。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的变频器（10)，其特征在于，所述逆变器(22)具有 已知类型的测量装置(60)，并且在此借助于变流器(60)的测量装置(60)将共模电流与用于 所述交流电压的线路装置(24)耦合。5. 根据权利要求1至4中任一项所述的变频器（10)，其特征在于，所述逆变器具有用于 测量由所述逆变器(22)产生的交流电压的变化曲线(70)的电压测量装置，其中所述电压测 量装置电容地与用于所述交流电压的线路装置(24)耦合。6. 根据权利要求1至5中任一项所述的变频器（10)，其特征在于一种用于评估所述已知 类型的至少一个测量装置(50,60)的信号的评估装置(54,62)，其中所述评估装置(54,62) 为此与至少一个测量装置(50,60)耦合，以及与控制装置(C16，C22)耦合，用于被所述组件 (16，22)中任一个的半导体功率开关(SI 6，S22)控制。7. 根据权利要求1至6中任一项所述的变频器（10)，其特征在于一种故障电流保护开关 (26)，所述故障电流保护开关在网络方面前接所述整流器（16)，并且所述故障电流保护开 关通过带限制具有低频的触发频谱，并且所述故障电流保护开关仅仅在故障电流(80)具有 的交流频率小于150Hz、特别是小于100Hz时被触发。8. 根据权利要求7所述的变频器（10)，其特征在于一种低漏电电流的EMV-滤波器(28)， 所述EMV-滤波器在网络方面前接于所述整流器（16)，并且所述EMV-滤波器在所述变频器 (10)常规运行时具有涉及运行的漏电电流，所述漏电电流小于所述故障电流保护开关(26) 的触发电流大小。
【专利摘要】本发明涉及一种变频器，其应经过故障电流保护开关运行用于人员保护和/或阻燃，出现的问题是，无法在实际的故障电流和涉及运行产生的漏电电流之间进行区分。本发明的目的在于，可以在变频器中应用故障电流保护开关。在根据本发明的方法中，为了识别并且在一定条件下阻断变频器(10)中的故障电流而求出流过变频器(10)的电流的电流大小的变化曲线。取决于变化曲线在变频器(10)的什么地方被求出，为求出的变化曲线预定信号部分，由其已知，信号部分在变频器(10)无故障运行时取决于变频器(10)内部的切换过程。为了识别故障电流的存在而检测求出的变化曲线是否满足取决于信号部分的预定标准。如果是这种情况，则中断流过变频器(10)的电流。
【IPC分类】H02H7/12
【公开号】CN105591366
【申请号】CN201610125408
【发明人】赖因霍尔德·迪尔利格, 贝恩德·赫尔曼, 胡贝特·席尔林, 本诺·魏斯
【申请人】西门子公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2012年9月7日
【公告号】CN103001187A, EP2568560A1, EP2568560B1, US9007790, US20130235618