[发明专利]用于具有多点拓扑的逆变器中的绝缘电阻测量的方法以及具有多点拓扑的逆变器

说明书

为了逆变器(1)中的绝缘电阻测量，所述逆变器具有直流电压中间电路(2)和连接至所述直流电压中间电路(2)的电桥电路(4)，所述电桥电路用于驱动交流电流通过电桥中点(5)，将所述电桥中点(5)与接地点(21)连接，并且借助所述电桥电路(4)将与所述接地点(21)连接的所述电桥中点(5)依次与未接地的直流电压中间电路(2)的两个电压不同的点连接。在此，测量从所述两个电压不同的点流至所述接地点(21)的电流。将所述未接地的直流电压中间电路(2)的两个电压不同的点从如下点的组中如此选择，使得在所述两个电压不同的点与接地(15)之间施加的电压不超过预给定的电压极限值，所述点除了所述未接地的直流电压中间电路(2)的两个端点之外还包括所述直流电压中间电路(2)的至少一个中间电压点(11)。

技术领域

本发明涉及一种用于逆变器中的绝缘电阻测量的方法，并且涉及一种用于执行这种方法的逆变器。特别地，本发明涉及一种具有独立权利要求1的前序部分的特征的方法，并且涉及一种具有独立权利要求9的前序部分的特征的逆变器。

逆变器中的绝缘电阻测量不仅涉及逆变器本身的绝缘电阻，而且涉及连接至输入侧的直流电压中间电路的发电机(尤其是光伏发电机)的绝缘电阻。

背景技术

从WO 2013/178654 A1中已知一种用于测量绝缘电阻的方法和一种具有用于测量绝缘电阻的设备的逆变器，该方法和该设备具有权利要求1的前序部分和权利要求8的前序部分的特征。在已知的方法和已知的逆变器中，通过闭合接地开关，将位于逆变器的半桥的开关元件之间的电桥中点与接地点连接。与接地点连接的电桥中点借助半桥的开关元件依次与施加在半桥处的、逆变器的中间电路电压的两个不接地的极连接，并且测量通过该连接流至接地点的电流。以这种方式，中间电路电压的极相对于接地的电压用作用于测量绝缘电阻的测试电压并且通过半桥的开关元件接通。

一种具有权利要求1的前序部分的特征的方法和一种具有独立权利要求9的前序部分的特征的设备也从US 2012/0026631 A1中已知。在此，通过该连接流至接地点的电流借助电流传感器进行测量。附加地，测量中间电路电压的未接地的极的电势。

在从WO 2013/178654 A1中已知的逆变器的正常运行中仅以中间电路电压的一半加载开关元件，而在执行从WO 2013/178654 A1中已知的用于测量绝缘电阻的方法的情况下，该负载可以增加到中间电路电压，即使中间电路电压的两个极中的任意一个都未接地。因此，在中间电路电压大于电桥电路的开关元件的额定耐电压强度(Spannungsfestigkeit)、尤其是测量电路的硬件部件的额定耐电压强度的情况下，存在以下危险：在测量绝缘电阻时，超过该电压极限值。

对于具有较高功率的逆变器、尤其是在直流电压中间电路中具有较高中间电路电压的逆变器，已知具有多点拓扑的电桥电路，例如在所谓的三电平逆变器(3-Level-Inverter)中。通过具有多点拓扑的电桥电路，可以例如在施加在开关元件上的高电压的情况下降低开关损耗。在三电平逆变器中，电桥电路不仅将其电桥中点与直流电压中间电路的两个端点(中间电路电压施加在这两个端点之间)交替地连接，而且与直流电压中间电路(借助分布式中间电路提供该直流电压中间电路)的电压中点连接。

实际上，三电平逆变器例如用于光伏设备中，该光伏设备的光伏发电机将逆变器的直流电压中间电路充电至高达1500V，其中，在电桥电路中使用具有例如1000V的额定耐电压强度的开关元件。

发明内容

本发明基于以下任务：提供一种具有独立权利要求1的前序部分的特征的方法以及一种具有独立权利要求9的前序部分的特征的对应的逆变器，即使直流电压中间电路充电至中间电路电压，该方法和该逆变器也能够实现可靠的绝缘电阻测量，该中间电路电压明显超过其电桥电路的开关元件的额定耐电压强度和尤其测量电路的硬件部件的额定耐电压强度，从而未接地的直流电压中间电路的端点之一相对于接地的电压也可以超过该电压极限值。