CN112970166A - 用于降低不平衡负载的用于低压电路的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于低压电路的装置,具有:‑用于具有中性导体(N)的三相交流电路的四极输入接头,其具有第一、第二和第三输入相极以及输入中性导体极;‑具有第一输出相极和输出中性导体极的两极输出接头;‑输入中性导体极与输出中性导体极之间的第一连接线;‑第一、第二和第三电子开关单元,其执行对电气连接的基于半导体的闭合和断开,其中,第一电子开关单元在输入侧与第一输入相极连接,第二电子开关单元在输入侧与第二输入相极连接并且第三电子开关单元在输入侧与第三输入相极连接;‑第一、第二和第三电子开关单元在输出侧与第一输出相极连接;‑电压传感器,用于确定第一、第二和第三输入相极的电压大小;‑控制单元,其与电压传感器、第一、第二和第三电子开关单元连接,并且被设计为依据第一、第二和第三输入相极的电压大小借助相应的电子开关单元将第一、第二或第三输入相极连接到第一输出相极,其中,第一输出相极分别与具有最高电压的输入相极连接。

Description

用于降低不平衡负载的用于低压电路的装置
技术领域
本发明涉及一种用于低压电路的装置、一种用于具有中性导体和三个相导体的三相低压电路的方法以及一种用于具有中性导体和三个相导体的三相低压电路的***。
背景技术
低压是指直至1000伏的交流电压或1500伏的直流电压的电压。更具体地,低压特别是指大于具有50伏的交流电压或120伏的直流电压的值的小电压的电压。
低压电路是指具有所提到的电压、用于10至6300安培的电流的电路。所提到的电流尤其是指电路的额定电流或常规的最大电流。
因此,就像在欧洲常见的那样,三相低压电路例如是具有三个相导体和一个中性导体的400伏(相-相)/230伏(相-中性导体)电路或电网。
通常,三相电网被不对称地负载以单相能量汇点或耗电器、诸如运行部件、存储器或/和发电机。近年来,出现了特别是由用于电动车辆的或电动车辆的大功率充电设备而引起的不对称负载,这种不对称负载在将来会增加,并越来越多地导致电路或(电)网中的不平衡负载(不对称负载)。由于充电过程的统计分布,即使将单相充电接头均匀地分布到各个相也不会导致均衡。在电池存储器的情况下、例如在通常也仅以单相来运行的私人家庭中,或者在光伏设备的情况下(在这种情况下为发电机)也存在类似的问题。三相交流电路通常被设计为用于(近似)对称的负载。不对称负载导致中性导体(或零线)中出现高补偿电流,这种高补偿电流应当避免。
发明内容
本发明要解决的技术问题是,提供一种用于改善具有中性导体的三相交流电网的对称性的装置,该装置尤其快速工作。
该技术问题通过具有权利要求1、3、4、6、7、9或10的特征的装置、具有权利要求15的特征的方法或者根据权利要求16的***来解决。
根据本发明,提出了一种装置,该装置能够实现将耗电器相变到较小负载的相上,或者将耗电器的相与低压电路的相相关联,使得相(相导体)被尽可能均匀地负载。根据本发明,这通过电子开关单元来执行。根据本发明,电子开关单元是指执行对电气连接的基于半导体的闭合和断开的单元。而不是指机电开关单元,即具有机械触点的机电开关单元。
根据本发明,针对将耗电器切换到相上的标准一方面可以是电压的大小。具有最高电压(电压的有效值)的相通常是负载最小的相。即,将耗电器与具有最高电压的相相关联。
根据本发明,针对将耗电器切换到相上的标准另一方面可以是电流的大小。具有最小电流(电流的有效值)的相是负载最小的相。即,将耗电器与具有最小电流的相相关联。
在一种替换的设计方案中,关联可以由上级管理***来实现。即,装置具有通信接口,利用该通信接口例如借助通信信号可以确定耗电器与相的关联(或者耗电器侧的相(相导体)与能量源侧的相(相导体)的关联)。
这具有特别的优点,即能够使三相交流电网的负载更加均匀,其中利用电子开关单元可以进行特别快速(在微秒或一位数毫秒范围内)且例如无功率的切换,其中在无功率切换的情况下,开关周期的数量几乎是无限的。
在从属权利要求中说明了有利的设计方案。
在本发明的一种有利的设计方案中,装置布置在壳体中。这具有特别的优点,即提供紧凑的设备,该设备能够中间链接用于连接耗电器的支路,以便实现近似对称的负载。
在本发明的一种有利的设计方案中,根据设计方案,设置了用于确定第一输出相极的电流大小的(内部)电流传感器或/和用于确定第一、第二和第三输入相极的电压大小的电压传感器。其与控制单元连接。这具有特别的优点,即除了电压或电流的标准之外,还提供了另外的标准(附加的电流或电压)用于相选择。由此可以实现更好的相选择或相的关联。
在本发明的一种有利的设计方案中,电子开关单元被实施为半导体开关,特别是其具有基于硅、碳化硅、硅碳(Silizium-Kohlenstoff)、镓、氮化镓或镓氮(Galium-Stickstoff)的功率半导体。这具有特别的优点,即半导体开关或电子开关单元的简单实现是可能的,这些半导体开关或电子开关单元能够实现低损耗和高开关功率。
在本发明的一种有利的设计方案中,装置具有频率传感器,该频率传感器用于确定与控制单元连接的第一、第二和第三输入相极的电流的频率。在一种设计方案中,还可以确定相应的输入相极的电压的频率。这具有特别的优点,即例如能够在电流或(/和)电压过零时进行相变。利用电子开关单元,还可以进行非常快速的相变,使得近乎未被察觉地进行该相变。由此,一方面可以无功率地进行切换,另一方面可以在相变时实现平滑的过渡。
此外,要求保护一种用于相变的并列的有利的方法以及一种***。
所有设计方案,无论是以依赖的形式与权利要求1、3、4、6、7、9或10相关,还是仅与权利要求的各个特征或特征组合相关,都导致对三相交流电路的对称负载的改善。
附图说明
结合以下对结合附图详细地阐述的实施例的描述,所描述的本发明的特性、特征和优点以及如何实现其的方式将变得更加清楚并且更显著地容易理解。
附图中:
图1至图9示出了用于阐述本发明的电路。
具体实施方式
图1示出了用于阐述本发明的电路,该电路具有三相低压电路的第一相导体L1、第二相导体L2、第三相导体L3和中性导体N。该三相低压电路具有支路,其中第一耗电器V1(能量汇点)与第一相导体L1和中性导体N连接,第二耗电器V2与第二相导体L2和中性导体N连接,第三耗电器V3与第三相导体L3和中性导体N连接。三个耗电器V1、V2、V3与相导体L1、L2、L3的连接具有三相开关S1。如果第一、第二和第三耗电器的电阻大小相等,则在耗电器V1、V2、V3中转换相同的功率,即,第一耗电器V1的第一功率P1、第二耗电器V2的第二功率P2和第三耗电器V3的第三功率P3大小相等;P1=P2=P3。因此,第一耗电器V1的第一电流I1、第二耗电器V2的第二电流I2和第三耗电器V3的第三电流I3大小相等(指的是相导体电流,第一电流I1在第一相导体L1到第一耗电器V1的支路中流动,第二电流I2在第二相导体L2到第二耗电器V2的支路中流动,第三电流I3在第三相导体L3到第三耗电器V3的支路中流动),I1=I2=I3。因此,中性导体N中的电流等于零。存在三相交流电路的对称负载。
图2示出了根据图1的电路,不同之处在于,第一、第二和第三耗电器V1、V2、V3的电阻不同。因此,也存在不同的耗电器的第一、第二和第三功率P1、P2、P3,P1≠P2≠P3。因此,第一至第三电流I1、I2、I3也不同,I1≠I2≠I3。因此,补偿电流在中性导体N中流动,In≠0。存在三相交流电路的不对称负载。
图3示出了根据图1或图2的电路,不同之处在于,仅第一耗电器V1连接到三相交流电路。该三相交流电路仅具有单相开关S2。在此,到第一耗电器V1的支路的第一电流I1等于中性导体N中的电流,I1=In。即,三相交流电路由单相耗电器非对称地负载。存在三相交流电路的不对称负载。
图4示出了根据图3的电路,不同之处在于,代替第一耗电器V1,插座壁箱1作为支路连接到第一相导体L1和中性导体N。第二插座壁箱2作为支路连接到第二相导体L2和中性导体N。第三插座壁箱3作为支路连接到第三相导体L3和中性导体N。以类似的方式,另外的插座壁箱4……壁箱N可以以支路的形式连接到相导体。电动汽车汽车1、汽车2、汽车3、汽车4、汽车N例如可以作为耗电器连接到插座。
图5显示了根据先前附图的电路,不同之处在于,插座实施为三相,使得插座作为支路连接到三个相导体L1、L2、L3和中性导体N。
图6示出了根据先前附图的电路,不同之处在于,设置了根据本发明的装置EA。该装置具有:
-用于具有中性导体的三相交流电路的四极输入接头,该四极输入接头具有第一、第二和第三输入相极E1、E2、E3以及输入中性导体极EN;
-具有第一输出相极AP1和输出中性导体极AN的两极输出接头;
-输入中性导体极EN与输出中性导体极AN之间的第一连接线VN1;
-第一、第二和第三电子开关单元SE1、SE2、SE3,其执行对电气连接的基于半导体的闭合和断开,其中,第一电子开关单元SE1在输入侧与第一输入相极E1连接,第二电子开关单元SE2在输入侧与第二输入相极E2连接并且第三电子开关单元SE3在输入侧与第三输入相极E3连接;
-第一、第二和第三电子开关单元SE1、SE2、SE3在输出侧与第一输出相极AP1连接;
-电压传感器A1或U,用于确定第一、第二和第三输入相极E1、E2、E3的电压的大小、即三个单电压的大小;
-控制单元A4,其与电压传感器A1、第一、第二和第三电子开关单元SE1、SE2、SE3连接,并且被设计为依据第一、第二和第三输入相极的电压大小借助相应的电子开关单元将第一、第二或第三输入相极E1、E2、E3连接到第一输出相极AP1,其中,第一输出相极AP1分别与具有最高电压的输入相极连接。为了确定电压大小,电压传感器A1可以与中性导体/输入中性导体极EN连接。即,例如,如果第一输入相极E1具有228伏的电压、第二输入相极E2具有230伏的电压并且第三输入相极E3具有232伏的电压,则借助第三电子开关单元SE3将第三输入相极E3与第一输出相极AP1连接。
在运行期间,可以根据电压水平的改变周期性地以一定时间间隔地改变关联。电压指的是电压的有效值。即,例如最少在交流电压的正弦振荡的几个周期之后才进行对关联的改变。例如,如果电压水平发生变化,则最少在10次正弦振荡之后才可以进行关联改变。由此,可以避免装置的振荡和不断的关联改变,使得可以建立稳定的状态。
装置EA例如布置在壳体GEH中。
装置EA还可以具有内部的、即例如在壳体GEH内部的电流传感器A3或I,该电流传感器用于确定第一输出相极AP1的电流大小,该电流传感器与控制单元A4连接。
电子开关单元SE1、SE2、SE3可以被实施为半导体开关,特别是例如具有例如基于硅、碳化硅、硅碳、镓、氮化镓或镓氮的功率半导体。
装置EA可以具有频率传感器A2或f,该频率传感器用于确定第一、第二和第三输入相极E1、E2、E3的电流或/和电压的频率,该频率传感器与控制单元A4连接。因此,例如可以在过零处执行相变。
在可任意与前述设计方案组合的替换设计方案中,设置了外部的、例如布置在壳体GEH外部的外部电流传感器C,该外部电流传感器用于确定低压电路的第一、第二和第三能量源侧相导体L1、L2、L3以及必要时中性导体N的电流大小。这些相导体L1、L2、L3和中性导体N经由支路与第一、第二和第三输入相极E1、E2、E3、EN连接。通常,在相导体L1、L2、L3和中性导体N处,另外的支路与耗电器连接(图6中未示出)。
在该设计方案中,控制单元A4例如与外部电流传感器C、第一、第二和第三电子开关单元SE1、SE2、SE3连接,并且被设计为依据第一、第二和第三能量源侧相导体L1、L2、L3的电流大小借助相应的电子开关单元SE1、SE2、SE3将要或者已经将第一、第二或第三输入相极E1、E2、E3连接到第一输出相极AP1,其中,第一输出相极AP1分别与其能量源侧相导体L1、L2、L3具有最小电流大小的输入相极E1、E2、E3连接。即,例如,如果第一相导体L1具有70安培的电流、第二相导体L2具有40安培的电流、第三相导体L3具有60安培的电流,则借助第二电子开关单元SE2将第二输入相极E2与第一输出相极AP1连接。
在根据附图的示例中,(未示出的)能量源位于相导体L1、L2、L3或中性导体N的左端,在那里绘制了附图标记L1、L2、L3或N。
在可任意与前述设计方案组合的设计方案中,例如在壳体GEH上设置了通信接口KS,用于可以经由其进行通信的通信信号。在该情况下,与通信单元、第一、第二和第三电子开关单元连接的控制单元A4可以被设计为依据通信信号借助相应的电子开关单元SE1、SE2、SE3将要或者已经将第一、第二或第三输入相极E1、E2、E3连接到第一输出相极AP1。
根据本发明,图6示出了具有所有这些设计方案的装置EA,这些设计方案可以单独地或选择性地或一起使用。在根据图6的示例中,管理***D例如连接到通信接口KS。诸如电动车辆车辆1、……、车辆N的耗电器或能量汇点B例如连接到第一输出相极AP1和输出中性导体极AN。
图7示出了根据图6的布置,不同之处在于,设置了具有第一、第二和第三输出相极AP1、AP2、AP3以及输出中性导体极AN的四极输出接头。此外设置了第十电子开关单元SEA,该第十电子开关单元在输入侧与第二输入相极E2连接,并且在输出侧与第二输出相极AP2连接。此外设置了第十一电子开关单元SEB,该第十一电子开关单元在输入侧与第三输入相极E3连接,并且在输出侧与第三输出相极AP3连接。在该设计方案中,仅一个输出相极、在示例中为第一输出相极AP1,可以执行相变。这对于电动车辆的插座特别有利,因为充电以单相或三相进行。因此,在由电动车辆的近似对称的三相负载/充电的情况下,不需要执行相变;在仅单相负载的情况下,可以执行相变。
图8示出了根据图7的电路的一部分的变形方案,不同之处在于:
-设置了第四、第五和第六电子开关单元SE4、SE5、SE6,其中,第四电子开关单元SE4在输入侧与第一输入相极E1连接,第五电子开关单元SE5在输入侧与第二输入相极E2连接并且第六电子开关单元SE6在输入侧与第三输入相极E3连接,第四、第五和第六电子开关单元SE4、SE5、SE6在输出侧与第二输出相极AP2连接,
-设置了第七、第八和第九电子开关单元SE7、SE8、SE9,其中,第七电子开关单元SE7在输入侧与第一输入相极E1连接,第八电子开关单元SE8在输入侧与第二输入相极E2连接并且第九电子开关单元SE9在输入侧与第三输入相极E3连接,第七、第八和第九电子开关单元SE7、SE8、SE9在输出侧与第三输出相极AP3连接。
在可与另外的设计方案组合的根据图8(参考图7)的一种设计方案中,设置了电压传感器A1,用于确定第一、第二和第三输入相极E1、E2、E3的电压大小。此外,设置了内部电流传感器A3,用于确定第一、第二和第三输出相极AP1、AP2、AP3的电流大小。控制单元A4与电压传感器A1、内部电流传感器A3、第一至第九电子开关单元SE1至SE9连接,并且被设计为依据第一、第二和第三输入相极的电压大小并且依据第一、第二和第三输出相极的电流大小借助相应的电子开关单元将输入相极与输出相极连接,其中:将具有最大电流的输出相极与具有最高电压的输入相极连接,将具有第二大电流的输出相极与具有第二高电压的输入相极连接,将具有第三大电流的输出相极与具有第三高电压的输入相极连接。
例如,如果第一输入相极的电压为228伏,第二输入相极的电压为230伏,第三输入相极的电压为232伏;第一输出相极的电流为42安培,第二输出相极的电流为44安培,并且第三输出相极的电流为38安培;则将第二输出相极与第三输入相极连接,将第一输出相极与第二输入相极连接,并且将第三输出相极与第一输入相极连接。
在可与另外的设计方案组合的根据图8(参考图7)的另外的设计方案中,设置了布置在外部的、例如在壳体GEH外部的外部电流传感器C,用于确定低压电路的第一、第二和第三能量源侧相导体L1、L2、L3和中性导体N(其以支路的形式与第一、第二和第三输入相极连接)的电流大小IP1、IP2、IP3、INN。此外,设置了内部电流传感器A3,用于确定第一、第二和第三输出相极AP1、AP2、AP3的电流大小。控制单元A4与外部电流传感器C和内部电流传感器A3、第一至第九电子开关单元SE1至SE9连接,并且被设计为依据第一、第二和第三能量源侧相导体(必要时中性导体)的电流大小IP1、IP2、IP3以及必要时的INN并且依据第一、第二和第三输出相极(AP1、AP2、AP3)的电流大小借助相应的电子开关单元SE1至SE9将输入相极与输出相极连接。其中:
具有最大电流的输出相极与其能量源侧相导体具有最小电流大小的输入相极连接,具有第二大电流的输出相极与其能量源侧相导体具有第二小电流大小的输入相极连接,具有第三大电流的输出相极与其能量源侧相导体具有第三小电流大小的输入相极连接。即,例如,如果第一相导体L1的电流IP1为500安培,第二相导体L2的电流IP2为400安培,第三相导体L3的电流IP3为250安培;如果第一输出相极的电流为42安培,第二输出相极的电流为44安培并且第三输出相极的电流为38安培;则将第二输出相极与第三输入相极连接,将第一输出相极与第二输入相极连接并且将第三输出相极与第一输入相极连接。
在可与另外的设计方案组合的根据图8(参考图7)的一种设计方案中,仅设置用于通信信号的通信接口KS。与通信接口KS和第一至第九电子开关单元SE1至SE9连接的控制单元被设计为依据通信信号借助相应的电子开关单元将至少一个输入相极与输出相极连接。特别地,两个输入相极借助相应的电子开关单元与两个输出相极连接,或者三个输入相极借助相应的电子开关单元与三个输出相极连接。其中,分别将一个相从输入相极接通到输出相极,使得两个不同的相永远不会彼此连接。
图9示出了根据图5的电路,不同之处在于,在至少一个或所有插座壁箱1至壁箱N中设置了根据图6、7或8的根据本发明的装置EA。
下面,应当以其他表述方式再次阐述本发明,包括其优点。
基于功率半导体(硅、碳化硅/SiC或氮化镓/GaN),无需机械开关元件即可进行相选择。例如电子开关单元的已经集成的测量技术和控制技术例如可以借助所确定的电流值或/和电压值来独立地识别应将功率切换到哪个相上。这可以在运行之前或在运行期间连续地进行。或者在运行之前或在运行期间进行调整或切换。电子开关单元也可以由诸如网络控制技术或(充电)管理***之类的外部***D来进行选择和控制。
这具有以下优点:
-执行对电气连接的基于半导体的闭合和断开、即切换的电子开关单元不会受到机械磨损,因此能够执行反复更多次数的切换。
-可以在运行期间无问题地并且很大程度上不中断地改变相的选择(换向)。
-通过使用宽带隙功率半导体(基于SiC,基于GaN),消除了由于线圈和用于机电开关元件的驱动而产生的不必要的功率损耗。
-外部/上级***可以从所提供的数据和信息中提供进一步的服务,并“从外部”作用于电子开关单元(基于半导体)。
-通过传感器可实时提供测量值以控制电子开关单元。
-基于半导体的电子开关单元能够在不到一毫秒的时间范围内在两相之间进行变换,并且由此对功率进行换向。
-基于半导体的电子开关单元能够执行数百万次开关操作,并且因此与机电开关设备不同,还能够执行符合运行要求的切换。
-处于接通状态的电子开关单元的串联接通状态电阻近似等于机械触点的接触电阻。由此,消除了接触器的线圈中的损耗功率和热分离脱扣器的双金属件中的热损耗。
-利用通信接口,例如借助TCP/IP、Modbus等,可以与上级***进行基于IP的通信。
尽管已经通过实施例更详细地示出和描述了本发明,但是本发明不限于所公开的示例,并且本领域技术人员可以从中导出其他变形,而不脱离本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种用于低压电路的装置(EA),所述装置具有:
-用于具有中性导体(N)的三相交流电路的四极输入接头,所述四极输入接头具有第一输入相极、第二输入相极和第三输入相极(E1,E2,E3)以及输入中性导体极(EN),
-两极输出接头,所述两极输出接头具有第一输出相极(AP1)和输出中性导体极(AN),
-输入中性导体极与输出中性导体极之间的第一连接线(VN1),
-第一电子开关单元、第二电子开关单元和第三电子开关单元(SE1,SE2,SE3),其执行对电气连接的基于半导体的闭合和断开,其中,所述第一电子开关单元(SE1)在输入侧与所述第一输入相极(E1)连接,所述第二电子开关单元(SE2)在输入侧与所述第二输入相极(E2)连接并且所述第三电子开关单元(SE3)在输入侧与所述第三输入相极(E3)连接,
-所述第一电子开关单元、所述第二电子开关单元和所述第三电子开关单元(SE1,SE2,SE3)在输出侧与所述第一输出相极(AP1)连接,
-电压传感器(A1),所述电压传感器用于确定第一输入相极、第二输入相极和第三输入相极(E1,E2,E3)的电压大小,
-控制单元(A4),所述控制单元与所述电压传感器(A1)、所述第一电子开关单元、所述第二电子开关单元和所述第三电子开关单元(SE1,SE2,SE3)连接,并且所述控制单元被设计为,
依据第一输入相极、第二输入相极和第三输入相极(E1,E2,E3)的电压大小借助相应的电子开关单元将所述第一输入相极、所述第二输入相极或所述第三输入相极(E1,E2,E3)连接到所述第一输出相极(AP1),其中,所述第一输出相极(AP1)分别与具有最高电压的输入相极连接。
2.根据权利要求1所述的装置(EA),
其特征在于,
所述装置(EA)布置在壳体(GEH)中。
3.一种壳体(GEH)中的用于低压电路的装置(EA),所述装置具有:
-用于具有中性导体(N)的三相交流电路的四极输入接头,所述四极输入接头具有第一输入相极、第二输入相极和第三输入相极(E1,E2,E3)以及输入中性导体极(EN),
-两极输出接头,所述两极输出接头具有第一输出相极(AP1)和输出中性导体极(AN),
-输入中性导体极(EN)与输出中性导体极(AN)之间的第一连接线(VN1),
-第一电子开关单元、第二电子开关单元和第三电子开关单元(SE1,SE2,SE3),其执行对电气连接的基于半导体的闭合和断开,其中,所述第一电子开关单元(SE1)在输入侧与所述第一输入相极(E1)连接,所述第二电子开关单元(SE2)在输入侧与所述第二输入相极(E2)连接并且所述第三电子开关单元(SE3)在输入侧与所述第三输入相极(E3)连接,
-所述第一电子开关单元、所述第二电子开关单元和所述第三电子开关单元(SE1,SE2,SE3)在输出侧与所述第一输出相极(AP1)连接,
-布置在壳体(GEH)外部的外部电流传感器(C),所述外部电流传感器用于确定低压电路的第一能量源侧相导体、第二能量源侧相导体和第三能量源侧相导体(L1,L2,L3)的电流大小,所述第一能量源侧相导体、第二能量源侧相导体和第三能量源侧相导体与所述第一输入相极、所述第二输入相极和所述第三输入相极(E1,E2,E3)连接,
-控制单元(A4),所述控制单元与所述外部电流传感器(C)、所述第一电子开关单元、所述第二电子开关单元和第三电子开关单元(SE1,SE2,SE3)连接,并且所述控制单元被设计为,
依据第一能量源侧相导体、第二能量源侧相导体和第三能量源侧相导体(L1,L2,L3)的电流大小借助相应的电子开关单元(SE1,SE2,SE3)将所述第一输入相极、所述第二输入相极或所述第三输入相极(E1,E2,E3)连接到所述第一输出相极(AP1),其中,所述第一输出相极(AP1)分别与其能量源侧相导体(L1,L2,L3)具有最小电流大小的输入相极连接。
4.一种壳体(GEH)中的用于低压电路的装置(EA),所述装置具有:
-用于具有中性导体(N)的三相交流电路的四极输入接头,所述四极输入接头具有第一输入相极、第二输入相极和第三输入相极(E1,E2,E3)以及输入中性导体极(EN),
-两极输出接头,所述两极输出接头具有第一输出相极(AP1)和输出中性导体极(AN),
-输入中性导体极(EN)与输出中性导体极(AN)之间的第一连接线(VN1),
-第一电子开关单元、第二电子开关单元和第三电子开关单元(SE1,SE2,SE3),其执行对电气连接的基于半导体的闭合和断开,其中,所述第一电子开关单元(SE1)在输入侧与所述第一输入相极(E1)连接,所述第二电子开关单元(SE2)在输入侧与所述第二输入相极(E2)连接并且所述第三电子开关单元(SE3)在输入侧与所述第三输入相极(E3)连接,
-所述第一电子开关单元、所述第二电子开关单元和所述第三电子开关单元(SE1,SE2,SE3)在输出侧与所述第一输出相极(AP1)连接,
-用于通信信号的通信接口(KS),
-控制单元(A4),所述控制单元与所述通信接口(KS)、所述第一电子开关单元、所述第二电子开关单元和所述第三电子开关单元(SE1,SE2,SE3)连接,并且所述控制单元被设计为,
依据通信信号借助相应的电子开关单元(SE1,SE2,SE3)将所述第一输入相极、所述第二输入相极或所述第三输入相极(E1,E2,E3)连接到所述第一输出相极(AP1)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的装置(EA),
其特征在于,
设置了内部电流传感器(A3),所述内部电流传感器用于确定第一输出相极(AP1)的电流大小,所述内部电流传感器与所述控制单元(A4)连接。
6.一种用于低压电路的装置(EA),所述装置具有:
-用于具有中性导体(N)的三相交流电路的四极输入接头,所述四极输入接头具有第一输入相极、第二输入相极和第三输入相极(E1,E2,E3)以及输入中性导体极(EN),
-四极输出接头,所述四极输出接头具有第一输出相极、第二输出相极和第三输出相极(AP1,AP2,AP3)以及输出中性导体极(AN),
-输入中性导体极(EN)与输出中性导体极(AN)之间的第一连接线(VN1),
-第一电子开关单元、第二电子开关单元和第三电子开关单元(SE1,SE2,SE3),其执行对电气连接的基于半导体的闭合和断开,其中,所述第一电子开关单元(SE1)在输入侧与所述第一输入相极(E1)连接,所述第二电子开关单元(SE2)在输入侧与所述第二输入相极(E2)连接并且所述第三电子开关单元(SE3)在输入侧与所述第三输入相极(E3)连接,
所述第一电子开关单元、所述第二电子开关单元和所述第三电子开关单元(SE1,SE2,SE3)在输出侧与所述第一输出相极(AP1)连接,
-第四电子开关单元、第五电子开关单元和第六电子开关单元(SE4,SE5,SE6),其执行对电气连接的基于半导体的闭合和断开,其中,所述第四电子开关单元(SE4)在输入侧与所述第一输入相极(E1)连接,所述第五电子开关单元(SE5)在输入侧与所述第二输入相极(E2)连接并且所述第六电子开关单元(SE6)在输入侧与所述第三输入相极(E3)连接,
所述第四电子开关单元、所述第五电子开关单元和所述第六电子开关单元(SE4,SE5,SE6)在输出侧与所述第二输出相极(AP2)连接,
-第七电子开关单元、第八电子开关单元和第九电子开关单元(SE7,SE8,SE9),其执行对电气连接的基于半导体的闭合和断开,其中,所述第七电子开关单元(SE7)在输入侧与所述第一输入相极(E1)连接,所述第八电子开关单元(SE8)在输入侧与所述第二输入相极(E2)连接并且所述第九电子开关单元(SE9)在输入侧与所述第三输入相极(E3)连接,
所述第七电子开关单元、所述第八电子开关单元和所述第九电子开关单元(SE7,SE8,SE9)在输出侧与所述第三输出相极(AP3)连接,
-电压传感器(A1),所述电压传感器用于确定第一输入相极、第二输入相极和第三输入相极(E1,E2,E3)的电压大小,
-内部电流传感器(A3),所述内部电流传感器用于确定第一输出相极、第二输出相极和第三输出相极(AP1,AP2,AP3)的电流大小,
-控制单元(A4),所述控制单元与所述电压传感器(A1)、所述内部电流传感器(A3)、所述第一至第九电子开关单元(SE1,…,SE9)连接,并且所述控制单元被设计为,
依据第一输入相极、第二输入相极和第三输入相极(E1,E2,E3)的电压大小并且依据第一输出相极、第二输出相极和第三输出相极(AP1,AP2,AP3)的电流大小借助相应的电子开关单元将输入相极与输出相极连接,其中:
将具有最大电流的输出相极与具有最高电压的输入相极连接,
将具有第二大电流的输出相极与具有第二高电压的输入相极连接,
将具有第三大电流的输出相极与具有第三高电压的输入相极连接。
7.一种壳体(GEH)中的用于低压电路的装置(EA),所述装置具有:
-用于具有中性导体(N)的三相交流电路的四极输入接头,所述四极输入接头具有第一输入相极、第二输入相极和第三输入相极(E1,E2,E3)以及输入中性导体极(EN),
-四极输出接头,所述四极输出接头具有第一输出相极、第二输出相极和第三输出相极(AP1,AP2,AP3)以及输出中性导体极(AN),
-输入中性导体极(EN)与输出中性导体极(AN)之间的第一连接线(VN1),
-第一电子开关单元、第二电子开关单元和第三电子开关单元(SE1,SE2,SE3),其执行对电气连接的基于半导体的闭合和断开,其中,所述第一电子开关单元(SE1)在输入侧与所述第一输入相极(E1)连接,所述第二电子开关单元(SE2)在输入侧与所述第二输入相极(E2)连接并且所述第三电子开关单元(SE3)在输入侧与所述第三输入相极(E3)连接,
所述第一电子开关单元、所述第二电子开关单元和所述第三电子开关单元(SE1,SE2,SE3)在输出侧与所述第一输出相极(AP1)连接,
-第四电子开关单元、第五电子开关单元和第六电子开关单元(SE4,SE5,SE6),其执行对电气连接的基于半导体的闭合和断开,其中,所述第四电子开关单元(SE4)在输入侧与所述第一输入相极(E1)连接,所述第五电子开关单元(SE5)在输入侧与所述第二输入相极(E2)连接并且所述第六电子开关单元(SE6)在输入侧与所述第三输入相极(E3)连接,
所述第四电子开关单元、所述第五电子开关单元和所述第六电子开关单元(SE4,SE5,SE6)在输出侧与所述第二输出相极(AP2)连接,
-第七电子开关单元、第八电子开关单元和第九电子开关单元(SE7,SE8,SE9),其执行对电气连接的基于半导体的闭合和断开,其中,所述第七电子开关单元(SE7)在输入侧与所述第一输入相极(E1)连接,所述第八电子开关单元(SE8)在输入侧与所述第二输入相极(E2)连接并且所述第九电子开关单元(SE9)在输入侧与所述第三输入相极(E3)连接,
所述第七电子开关单元、所述第八电子开关单元和所述第九电子开关单元(SE7,SE8,SE9)在输出侧与所述第三输出相极(AP3)连接,
-布置在壳体(GEH)外部的外部电流传感器(C),所述外部电流传感器用于确定低压电路的第一能量源侧相导体、第二能量源侧相导体和第三能量源侧相导体(L1,L2,L3)的电流大小,所述第一能量源侧相导体、第二能量源侧相导体和第三能量源侧相导体与所述第一输入相极、所述第二输入相极和所述第三输入相极(E1,E2,E3)连接,
-内部电流传感器(A3),所述内部电流传感器用于确定第一输出相极、第二输出相极和第三输出相极(AP1,AP2,AP3)的电流大小,
-控制单元(A4),所述控制单元与所述外部电流传感器和所述内部电流传感器(C,A3)、所述第一至第九电子开关单元(SE1,…,SE9)连接,并且所述控制单元被设计为,
依据第一能量源侧相导体、第二能量源侧相导体和第三能量源侧相导体(L1,L2,L3)的电流大小并且依据第一输出相极、第二输出相极和第三输出相极(AP1,AP2,AP3)的电流大小借助相应的电子开关单元(SE1,…,SE9)将输入相极与输出相极连接,其中:
具有最大电流的输出相极与其能量源侧相导体具有最小电流大小的输入相极连接,
具有第二大电流的输出相极与其能量源侧相导体具有第二小电流大小的输入相极连接,
具有第三大电流的输出相极与其能量源侧相导体具有第三小电流大小的输入相极连接。
8.根据权利要求7所述的装置(EA),
其特征在于,
-设置了电压传感器(A1),所述电压传感器用于确定第一输入相极、第二输入相极和第三输入相极(E1,E2,E3)的电压大小,所述电压传感器与所述控制单元(A4)连接。
9.一种用于低压电路的装置(EA),所述装置具有:
-用于具有中性导体(N)的三相交流电路的四极输入接头,所述四极输入接头具有第一输入相极、第二输入相极和第三输入相极(E1,E2,E3)以及输入中性导体极(EN),
-四极输出接头,所述四极输出接头具有第一输出相极、第二输出相极和第三输出相极(AP1,AP2,AP3)以及输出中性导体极(AN),
-输入中性导体极(EN)与输出中性导体极(AN)之间的第一连接线(VN1),
-第一电子开关单元、第二电子开关单元和第三电子开关单元(SE1,SE2,SE3),其执行对电气连接的基于半导体的闭合和断开,其中,所述第一电子开关单元(SE1)在输入侧与所述第一输入相极(E1)连接,所述第二电子开关单元(SE2)在输入侧与所述第二输入相极(E2)连接并且所述第三电子开关单元(SE3)在输入侧与所述第三输入相极(E3)连接,
所述第一电子开关单元、所述第二电子开关单元和所述第三电子开关单元(SE1,SE2,SE3)在输出侧与所述第一输出相极(AP1)连接,
-第四电子开关单元、第五电子开关单元和第六电子开关单元(SE4,SE5,SE6),其执行对电气连接的基于半导体的闭合和断开,其中,所述第四电子开关单元(SE4)在输入侧与所述第一输入相极(E1)连接,所述第五电子开关单元(SE5)在输入侧与所述第二输入相极(E2)连接并且所述第六电子开关单元(SE6)在输入侧与所述第三输入相极(E3)连接,
所述第四电子开关单元、所述第五电子开关单元和所述第六电子开关单元(SE4,SE5,SE6)在输出侧与所述第二输出相极(AP2)连接,
-第七电子开关单元、第八电子开关单元和第九电子开关单元(SE7,SE8,SE9),其执行对电气连接的基于半导体的闭合和断开,其中,所述第七电子开关单元(SE7)在输入侧与所述第一输入相极(E1)连接,所述第八电子开关单元(SE8)在输入侧与所述第二输入相极(E2)连接并且所述第九电子开关单元(SE9)在输入侧与所述第三输入相极(E3)连接,
所述第七电子开关单元、所述第八电子开关单元和所述第九电子开关单元(SE7,SE8,SE9)在输出侧与所述第三输出相极(AP3)连接,
-用于通信信号的通信接口(KS),
-控制单元(A4),所述控制单元与所述通信接口(KS)、所述第一至第九电子开关单元(SE1,…,SE9)连接,并且所述控制单元被设计为,
依据通信信号借助相应的电子开关单元(SE1,…,SE9)将至少一个输入相极与输出相极连接。
10.一种壳体(GEH)中的用于低压电路的装置(EA),所述装置具有:
-用于具有中性导体(N)的三相交流电路的四极输入接头,所述四极输入接头具有第一输入相极、第二输入相极和第三输入相极(E1,E2,E3)以及输入中性导体极(EN),
-四极输出接头,所述四极输出接头具有第一输出相极、第二输出相极和第三输出相极(AP1,AP2,AP3)以及输出中性导体极(AN),
-输入中性导体极(EN)与输出中性导体极(AN)之间的第一连接线(VN1),
-第一电子开关单元、第二电子开关单元和第三电子开关单元(SE1,SE2,SE3),其执行对电气连接的基于半导体的闭合和断开,其中,所述第一电子开关单元(SE1)在输入侧与所述第一输入相极(E1)连接,所述第二电子开关单元(SE2)在输入侧与所述第二输入相极(E2)连接并且所述第三电子开关单元(SE3)在输入侧与所述第三输入相极(E3)连接,
所述第一电子开关单元、所述第二电子开关单元和所述第三电子开关单元(SE1,SE2,SE3)在输出侧与所述第一输出相极(AP1)连接,
-第十电子开关单元(SEA),其执行对电气连接的基于半导体的闭合和断开,其中,所述第十电子开关单元(SEA)在输入侧与所述第二输入相极(E2)连接,并且在输出侧与所述第二输出相极(AP2)连接,
-第十一电子开关单元(SEB),其执行对电气连接的基于半导体的闭合和断开,其中,所述第十一电子开关单元(SEB)在输入侧与所述第三输入相极(E3)连接,并且在输出侧与所述第三输出相极(AP3)连接,
-用于通信信号的通信接口(KS);或/和
电压传感器(A1),所述电压传感器用于确定第一输入相极、第二输入相极和第三输入相极(E1,E2,E3)的电压大小;或/和
布置在壳体(GEH)外部的外部电流传感器(C),所述外部电流传感器用于确定低压电路的第一能量源侧相导体、第二能量源侧相导体和第三能量源侧相导体(L1,L2,L3)的电流大小,所述第一能量源侧相导体、第二能量源侧相导体和第三能量源侧相导体与所述第一输入相极、所述第二输入相极和所述第三输入相极(E1,E2,E3)连接,
-控制单元(A4),所述控制单元与所述通信接口(KS)或/和所述电压传感器(A1)或/和所述外部电流传感器(C)连接,
-所述控制单元(A4)还与所述第一电子开关单元、所述第二电子开关单元、所述第三电子开关单元、所述第十电子开关单元和所述第十一电子开关单元(SE1,SE2,SE3,SEA,SEB)连接,并且被设计为
a)依据通信信号借助相应的电子开关单元将至少一个输入相极与输出相极连接,或/和
b)依据第一输入相极、第二输入相极和第三输入相极(E1,E2,E3)的电压大小借助相应的电子开关单元(SE1,SE2,SE3)将所述第一输入相极、所述第二输入相极或所述第三输入相极(E1,E2,E3)连接到所述第一输出相极(AP1),其中,所述第一输出相极(AP1)分别与具有最高电压的输入相极连接,或/和
c)依据第一能量源侧相导体、第二能量源侧相导体和第三能量源侧相导体(L1,L2,L3)的电流大小借助相应的电子开关单元(SE1,SE2,SE3)将所述第一输入相极、所述第二输入相极或所述第三输入相极(E1,E2,E3)连接到所述第一输出相极(AP1),其中,所述第一输出相极(AP1)分别与其能量源侧相导体(L1,L2,L3)具有最小电流大小的输入相极连接,或/和
d)在第一输出相极、第二输出相极和第三输出相极(AP1,AP2,AP3)上的三相耗电器(B)的情况下,激活所述第一电子开关单元、所述第十电子开关单元和所述第十一电子开关单元(SE1,SEA,SEB),使得所述第一输入相极(E1)与所述第一输出相极(AP1)连接,所述第二输入相极(E2)与所述第二输出相极(AP2)连接,所述第三输入相极(E3)与所述第三输出相极(AP3)连接。
11.根据权利要求9或10所述的装置(EA),
其特征在于,
依据通信信号借助相应的电子开关单元(SE1,…,SE9)将两个输入相极与两个输出相极连接。
12.根据权利要求9、10或11所述的装置(EA),
其特征在于,
依据通信信号借助相应的电子开关单元(SE1,…,SE9)将三个输入相极与三个输出相极连接。
13.根据上述权利要求中任一项所述的装置(EA),
其特征在于,
所述电子开关单元(SE1,…,SE9)被实施为半导体开关、特别是具有基于硅、碳化硅、硅碳、镓、氮化镓或镓氮的功率半导体。
14.根据上述权利要求中任一项所述的装置(EA),
其特征在于,
设置了频率传感器(A2),所述频率传感器用于确定第一输入相极、第二输入相极和第三输入相极(E1,E2,E3)的电流的频率,所述频率传感器与所述控制单元(A4)连接,使得尤其是能够在电流过零时进行相变。
15.一种用于具有中性导体(N)和第一相导体、第二相导体以及第三相导体(L1,L2,L3)的三相低压电路的方法,
-具有第一电子开关单元、第二电子开关单元和第三电子开关单元(SE1,SE2,SE3),其执行对电气连接的基于半导体的闭合和断开,其中,所述第一电子开关单元(SE1)在输入侧与所述第一相导体(L1)连接,所述第二电子开关单元(SE2)在输入侧与所述第二相导体(L2)连接并且所述第三电子开关单元(SE3)在输入侧与所述第三相导体(L3)连接,
-所述第一电子开关单元、所述第二电子开关单元和所述第三电子开关单元(SE1,SE2,SE3)在输出侧与第一输出相导体(AP1)连接,
-电压传感器(A1),所述电压传感器用于确定第一相导体、第二相导体和第三相导体(L1,L2,L3)的电压大小,
-依据第一相导体、第二相导体和第三相导体(L1,L2,L3)的电压大小借助相应的电子开关单元(SE1,SE2,SE3)将所述第一相导体、所述第二相导体或所述第三相导体(L1,L2,L3)连接到所述第一输出相导体(AP1),其中,所述第一输出相导体(AP1)分别与具有最高电压的相导体连接。
16.一种用于具有中性导体(N)和第一相导体、第二相导体以及第三相导体(L1,L2,L3)的三相低压电路的***,所述第一相导体、所述第二相导体以及所述第三相导体在一侧上与能量源连接,并且在另一侧上多个用于耗电器(B,车辆l,...,车辆N,VI,V2,V3)的单相和/或三相的引出线连接到所述第一相导体、所述第二相导体以及所述第三相导体,
其中,相导体(L1,L2,L3)具有能量源侧的外部电流传感器(C),所述外部电流传感器用于确定第一相导体、第二相导体和第三相导体(L1,L2,L3)的电流大小,
其中,根据上述权利要求中任一项所述的、特别是根据权利要求3、7或者与其相关的从属权利要求的装置(EA)具有至少一个引出线,
其中,所述外部电流传感器(C)与至少一个这种装置(EA)连接。
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