[发明专利]用于运行逆变器的方法和控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于运行逆变器的方法，该逆变器特别是作为能量产生设备的部件，并且本发明涉及一种用于实施该方法的控制装置，该控制装置特别是作为逆变器的部件。 

背景技术

逆变器用于将通过发电机（例如通过光电发电机）作为直流电压生成的功率转换为符合电网的交流电压功率。在此由于逆变器内的损耗而导致逆变器的加热、特别是导致作为开关元件的功率半导体的加热，该功率半导体由于过热而可以被损坏。因此需要监控这些开关元件的温度并且在超过开关温度的极限值时如果必要减小逆变器的转换功率。基于该目的，在逆变器内的包含功率半导体的模块具有用于监控温度的监控元件，例如热二极管或NTC（负温度系数）电阻。负载限制器作为逆变器的部件监控由此测量的温度，并且假如在以当前的转换功率继续运行逆变器时预期超过受监控的开关的温度，则该负载限制器启动对转换功率的减小。通过这种方式可以确保，特别是在导致开关元件的寿命缩短或破坏的加热之前，保护所述模块免于过度的加热。 

在现有技术中不利的是，不可以通过上述方式监控不具有自身的用于监控温度的监控元件的开关元件。取而代之的是，需要利用逆变器的热建模间接地通过获取的测量变量（例如逆变器的电桥的开关的温度）以及当前的转换功率计算逆变器的温度并将其转换为限制值，从该限制值出发需要转换功率的减小。这样的间接受监控的开关元件例如可以是升压变换器的部件，该升压变换器将由相连接的发电机供应的直流电压转换为在逆变器的中间电路上的更高的电压值。在此导致的情况就是，对逆变器进行调节，亦即将当前的转换功率减小到等 于或低于计算出的限制值的一个值，尽管在以未减小的转换功率继续运行逆变器时还没有达到临界温度。为此的原因在于，由当前转换功率和桥温度的测量变量不可以可靠地推断升压变换器的开关元件的温度，这是因为没有考虑显著地一起影响升压变换器的开关元件的负载。在这种情况下经常借助于所谓的最差情况，其中对于未获取的测量变量采用对应于最不利的运行情况的值。因此，如果真实的运行状态不对应于最不利的运行状态，那么在这种情况下过早地减小转换功率。 

如果借助于温度传感器直接热监控的开关和间接监控的开关相互间以大的间距设置在逆变器中并且因此具有不可靠的温度相关性，则特别是出现该不利效果。因而，用于最坏情况的安全余量特别大，并且经常不必要地对逆变器进行调节。这种情况例如明显地出现在高频转换器中，这是因为在作为输入级的升压变换器和作为输出级的电桥之间的电隔离通常也带来空间上的隔离。如果为了监控开关而需要电隔离区域中的电信号，同样产生结构上的多种耗费。 

即使带有功率半导体的模块具有温度传感器，由此确定的测量变量依然仅仅提供对于各个开关的负载来说不准确的度量，特别是在模块的各个开关被不同地加载的情况下，并且在按照现有技术中的已知方法确定用于调节逆变器的负载阈值时被要求采用足够大的安全余量。 

发明内容

因此本发明的任务在于提供一种方法，借助于该方法可以可靠地尽可能长地以未减小的、特别是以最大可能的转换功率来运行逆变器，而不会热过度地加载逆变器的开关元件。同样，本发明的任务在于提供一种用于逆变器的控制装置，其确保在开关元件不被过载的情况下的这样的运行。 

按照本发明，该任务通过具有独立权利要求1的特征的方法解决。在从属权利要求2至5中描述按照本发明的方法的有利的实施形式。在权利要求6中描述一种按照本发明的控制装置，其中在从属权利要 求7至8中阐明有利的实施形式。 

按照本发明的方法包括如下步骤，即，获取代表当前的桥温度、例如集成在电桥的模块中的温度传感器的温度的第一测量变量和代表逆变器的当前的转换功率的第二测量变量。由这两个测量变量可以基本上确定用于转换功率的限制值，其排除了电桥的过载。此外，该方法包括：获取代表在发电机连接端上的当前的发电机电压的附加的第三测量变量，或者备选地或组合地获取代表在逆变器的电网输出端上的当前的电网电压的第四测量变量。相比于可以通过第一和第二变量单独获得的负载程度，所述第三和第四变量允许明显更可靠地获得逆变器的升压变换器的负载程度。特别是其确定升压变换器必须以何种程度将在发电机连接端上的输入电压提高到在升压变换器的输出端上的中间电路的电压。所述第三和第四测量变量中的至少一个与第一和第二测量变量组合地使用，以便预先给定减小的功率值，通过调节逆变器将转换功率降低到所述减小的功率值。