DE102004016463A1

DE102004016463A1 - Verfahren zur Verbesserung der Betriebsweise eines Matrix-Konverters

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Publication number: DE102004016463A1
Application number: DE102004016463A
Authority: DE
Inventors: Alain Dr. Lacaze; Thierry Lecomte; Jörg Dr. Oesterheld; Massimiliano Visintin
Original assignee: Alstom Technology AG
Current assignee: General Electric Technology GmbH
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-11-03
Also published as: US7321835B2; US20050219874A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Matrix-Konverters, bei welchem m Phasen eines Generators, erzeugend Wechselstrom, mit (n < m) Phasen einer Last abwechselnd über eine Vielzahl von steuerbaren bidirektionalen Schaltern, welche in einer (m x n) Matrix angeordnet sind, verbunden sind, wobei ein Umschalten von einer ausgewählten verbundenen Phase des Generators auf eine ausgewählte nicht verbundene Phase des Generators in einer kontrollierten Sequenz von Kommutierungszeitpunkten der individuellen Schalter stattfindet. Während gleichzeitig immer noch niedrige Frequenzen der Kommutierung und entsprechend niedrige Verluste der Kommutierung möglich sind, können, angepasste, auf die Bedürfnisse zugeschnittene oder verbesserte Zielspannungskurven oder Zielspektren des erzeugten Wechselstroms erhalten werden, indem das Ausgangsspektrum des Matrix-Konverters auf Basis der Konnektivität der Phasen, der Phasenbeziehung zwischen Eingang und Ausgang, der Zeitpunkte, wann die Kommutierungen der Schalter ausgelöst und/oder der Zeitpunkte, wann die Kommutierungen der Schalter vollendet sind, berechnet wird, indem der Einfluss von individuellen Kommutierungen oder von Gruppen von Kommutierungen auf Basis von berechneten Abweichungsausgangsspektren für abweichende individuelle Kommutierungen oder Gruppen von Kommutierungen beurteilt wird und indem die Sequenz von Kommutierungszeitpunkten auf die Zielspannungskurve oder das Zielspektrum verändert ...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Leistungselektronik und insbesondere auf die Energieerzeugung mit einem Synchrongenerator, welcher oberhalb der Synchronennetzfrequenz betrieben wird, sowie auf den Antrieb von Synchronmotoren für unterschiedliche Geschwindigkeit und von Induktionsmotoren.
Spezifisch bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Betrieb eines Matrix-Konverters, in welchem m Phasen eines Wechselspannung erzeugenden Generators mit n (n<m) Phasen einer Last abwechselnd verbunden sind über eine Vielzahl von steuerbaren, bidirektionalen Schaltern, welche in einer (m × n) Matrix angeordnet sind, wobei das Umschalten von einer ausgewählten verbundenen Phase des Generators auf eine ausgewählte nicht verbundene Phase des Generators in einer kontrollierten Sequenz von Kommutierungszeitpunkten der individuellen Schalter stattfindet.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Im Bereich der Stromerzeugung ist für eine spezifizierte Ausgangsleistung eine Zunahme der Rotationsgeschwindigkeit der Turbine verbunden mit einer Reduktion sowohl der Grösse als auch der Kosten. Ausserdem kann die Effizienz verbessert werden. Bereits sind Stromerzeugungsturbinen mit Leistungen bis zu 70 MW mit Generatoren verbunden, unter Zuhilfenahme von Getriebeanordnungen, um einen Betrieb bei höherer Rotationsgeschwindigkeit zu erlauben. Nimmt die Ausgangsleistung zu, wird aber die Verwendung von Getriebeanordnungen aus Sicherheitsgründen zunehmend schwierig. In derartigen Fällen wird die Turbine bei synchroner Geschwindigkeit betrieben.
Die Verwendung einer Getriebeanordnung ist mit einer Anzahl von Nachteilen verbunden, so beispielsweise mit einem fixierten Übertragungsverhältnis, mit einem Lärmwert oberhalb von 100 dB für 40 MW und oberhalb von 115 dB für 70 MW, mit mechanischen Verlusten, unabhängig von der spezifischen Last, und mit strengen Anforderungen in Bezug auf Kühlung und Schmierung mit Öl.
Die Verwendung von statischen Frequenz-Konvertern (Leistungselektronik) stellt eine Alternative dar. Unter anderem können die folgenden Vorteile erwartet werden: Reduzierte Kosten des Generators in Übereinstimmung mit einem konstanten Produkt von Volumen und Rotationsgeschwindigkeit, ein standardisierter Generator für sowohl 50 als auch 60 Hz, eine einstellbare Geschwindigkeit, welche die Wiederherstellung der Teillasteffizienz der Turbine erlaubt, reduzierte Verluste im Vergleich mit einem Getriebe (wenigstens bei Teillast), keine obere Grenze für den möglichen Output und die Verwendung des Generators als Startermotor (im Falle von Verwendungen im Bereich von Gasturbinen).
Sowohl im Falle der Energieerzeugung als auch im Falle von Antrieben würde die Reduktion der Verluste von statischen Frequenzkonvertern wesentliche Kosteneinsparungen bringen. Eine Reduktion der Verluste würde vor allem einen Einfluss auf die Investitionskosten haben, da die Kühlung normalerweise für einen wesentlichen Teil der Gesamtkosten eines Konverters verantwortlich ist.
Statische Frequenzkonverter existieren sowohl mit indirekter AC/DC/AC-Wandlung und mit direkter AC/AC-Wandlung.
Die indirekte Konversion (AC/DC/AC) wird durch die Erzeugung eines gerichteten Gleichstroms oder einer gerichteten Gleichspannung aus der Dreiphasenquelle (Netz im Fall von Motoren; Generator im Falle von Stromerzeugung) über einen Gleichrichter erhalten. Anschliessend wird der Gleichstrom oder die Gleichspannung in einen Wechselstrom zurückgewandelt unter Verwendung eines Inverters.
Eine Induktanz (Stromwandler) oder eine Kondensatorbank (Spannungswandler) werden in den dazwischen liegenden Kreis verbunden, um die Welligkeitskomponenten (ripple) des Stroms oder die Spitzen (spikes) zu reduzieren.
Heutzutage verwenden insbesondere für grosse Leistungen Konverter Thyristoren. Wenn natürliche Kommutierung der Thyristoren möglich ist, werden die Verluste in den Konvertern reduziert. Dennoch nehmen Induktionsmotoren beispielsweise Blindleistung auf. Um diese Blindleistung vom Netz verfügbar zu machen, sollte es möglich sein, den Strom in einem spezifischen Arm des Konverters zu jeder beliebigen gewünschten Zeit ausschalten zu können. In diesem Fall können Thyristoren nicht verwendet werden, da erzwungene Kommutierung notwendig ist, welche Thyristoren nicht gewährleisten können, und entsprechend gibt es erhöhte Verluste.
Spannungskonverter verwenden GTOs mit deren inhärenten hohen Schaltverlusten sowie auch IGBTs oder IGCTs. Die Auslegungsleistung der individuellen Komponenten ist niedriger als jene von Thyristoren, und entsprechend ist für eine spezifische Spannung oder für einen spezifischen Strom eine grössere Anzahl von Komponenten erforderlich.
Direkte Wandlung (AC/AC) ist beispielsweise unter Verwendung von so genannten Zyklokonvertern möglich. Die direkte Wandlung zeigt wesentliche Vorteile aus der Sicht von elektrischen Maschinen, weil der Strom mehr oder weniger eine sinusförmige Welle ist und weniger ein zerstückelter Gleichstrom. Dies reduziert die Verluste, welche zusätzlich innerhalb der elektrischen Maschine auftreten und es verhindert auch pulsierende Torsionen.
Dennoch beschränkt die Verwendung von Zyklokonvertern den möglichen Frequenzbereich auf 0 – 1/3 der Eingangsfrequenz. Infolge von unausgeglichener Betriebsweise resultiert eine Überschreitung dieses 1/3-Grenzwertes in einer Überauslegung von bis zu einem Faktor 3.
Eine andere Möglichkeit der direkten Wandlung wird durch so genannte Matrix-Konverter zur Verfügung gestellt, in welchen jede Phase einer Mehrphasenquelle (Generator oder Netz) mit jeder Phase einer Mehrphasenlast (Netz, passive Last, Motor, etc.) über einen bidirektionalen Schalter (vgl. z.B. N. Mohan et al., Power Electronics, 2nd Edition, John Wiley & Sons, New York pp 11-12) verbunden ist oder verbindbar ist. Die Schalter bestehen aus einer entsprechenden Anzahl von Thyristoren, um den differenziellen Spannungen zwischen den Phasen und den Phasenströmen standzuhalten, und um eine Stromumkehr zu ermöglichen. Sie können als wahrhaft bidirektionale Komponenten betrachtet werden mit den Möglichkeiten, gleichzeitig zusätzliche Verkabelungen wie Beschaltungselemente (snubbers) oder die Stromversorgung für die Treiberpulse für die antiparallelen Komponenten vorzusehen.
Die Schalter sind einer (m × n) Matrix angeordnet bei m Phasen der Quelle und n Phasen der Last. Dies stellt die Option zur Verfügung, jede gewünschte Verbindung zwischen den Eingangsphasen und den Ausgangsphasen herzustellen; dennoch ergibt sich gleichzeitig der Nachteil, dass gewisse Schaltzustände der Matrix nicht erlaubt sein dürfen, da anderenfalls beispielsweise ein Kurzschluss resultieren würde. Weiterhin ist es wünschbar, die Kommutierung von einer Phase auf eine andere Phase derart durchzuführen, dass der niedrigst mögliche Schaltverlust resultiert.
Die US A 5,594,636 beschreibt einen Matrix-Konverter und ein Verfahren zu seinem Betrieb, in welchem die Kommutierung zwischen den Phasen teilweise als natürliche Kommutierung durchgeführt wird mit einer erzwungenen Kommutierung dort, wo die natürliche Kommutierung nicht möglich ist. Obwohl mit dieser Art der Auswahl Schaltverluste durch die natürliche Kommutierung reduziert werden, verbleiben dennoch die Schaltverluste, welche aufgrund der erzwungenen Kommutierung zustande kommen. Weiterhin macht die mögliche erzwungene Kommutierung bei allen Positionen der Matrix die Anwesenheit von Komponenten, welche ausgeschaltet werden können, erforderlich. Dies erhöht den Schaltaufwand wesentlich.
Die EP-A-1 199 794 beschreibt einen Matrix-Konverter sowie eine Betriebsweise für einen derartigen Matrix-Konverter, wobei das wesentliche Element der Offen barung darin besteht, Kommutierung von einer Phase auf eine andere Phase nur dann zuzulassen, wenn eine derartige Kommutierung als natürliche Kommutierung durchgeführt werden kann und darin, dafür eine Bedingung aufzustellen, welche in einfacher Weise auf Basis von einfach messbaren Grössen des Matrix-Konverters ausgedrückt werden kann, und welche entsprechend einfach verifiziert werden kann. Entsprechend wird von einer sehr niedrigen Frequenz der Kommutierung profitiert, kombiniert mit natürlichen Kommutierungen, um die Verlustleistung der Kommutierung drastisch zu reduzieren. Der Zweck des vorgeschlagenen Matrix-Konverters besteht eigentlich darin, die Gesamteffizienz zu erhöhen. Dennoch resultiert die niedrige Frequenz der Kommutierung normalerweise in starken harmonischen Verzerrungen, und dies gilt auch für den Matrix-Konverter, wie er in der EP-A-1 199 794 offenbart wird.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende objektive Problem besteht entsprechend darin, ein verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Matrix-Konverters zur Verfügung zu stellen, bei welchem m Phasen eines Wechselspannung erzeugenden Generators abwechselnd mit n (n<m) Phasen einer Last verbunden sind über eine Vielzahl von steuerbaren, bidirektionalen Schaltern, welche in einer (m × n) Matrix angeordnet sind, wobei das Umschalten von einer ausgewählten verbundenen Phase des Generators auf eine ausgewählte nicht verbunden Phase des Generators im Rahmen einer kontrollierten Sequenz von Kommutierungszeitpunkten der individuellen Schalter stattfindet.
Die vorliegende Erfindung löst das oben genannte Problem dadurch, dass (1) zur Erzeugung einer Zielkurve der Spannung oder eines Zielspektrums der erzeugten Wechselspannung das Ausgangsspektrum des Matrix-Konverters ausgerechnet wird auf Basis der Konnektivität der Phasen, der Phasenbeziehung zwischen Eingang und Ausgang, sowie der Zeitpunkte, wann die Kommutierungen der Schalter ausgelöst werden und/oder der Zeitpunkte, wann die Kommutierungen der Schalter vollendet sind, (2) dass der Einfluss von individuellen Kommutierungen oder Gruppen von Kommutierungen auf Basis von berechneten Abweichungsausgangsspektren für abweichende individuelle Kommutierungen oder Gruppen von Kommutierungen berechnet wird, (3) und dass die Sequenz von Kommutierungszeitpunkten verändert wird bis zur Zielspannungskurve oder zum Zielspektrum unter Verwendung dieser berechneten Abweichungsausgangsspektren.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist entsprechend ein Verfahren zum Betrieb eines Matrix-Konverters gemäss Anspruch 1 sowie auch Verwendungen eines derartigen Verfahrens und ein Computerprogrammprodukt zur Implementierung des Verfahrens.
Der Kern der vorliegenden Erfindung besteht entsprechend in der Tatsache, dass das Spannungsspektrum leicht auf Basis einer Einschätzung der elektromotorischen Kräfte, welche im System auftreten, berechnet werden kann, und dass diese Berechnungsmethode eine schnelle und detaillierte Beurteilung des Einflusses von individuellen Kommutierungen von individuellen Schaltern erlaubt. Es stellt entsprechend die Möglichkeit zur Verfügung, die Sequenz der Kommutierungszeitpunkte zu verbessern, wobei es sich dabei um einen hochgradig multivariaten Prozess handelt, und diese Verbesserung ist möglich ohne allzu viel Berechnungsaufwand. Zu diesem Zwecke werden kleine Veränderungen des Kommutierungsschemas, welche beispielsweise darin bestehen, die Kommutierungszeitpunkte oder einen Kommutierungszeitpunkt eines spezifischen Schalters oder einer spezifischen Gruppe von Schaltern zu variieren, dazu verwendet, den Einfluss von diesen Abweichungen vom Kommuntierungsschema auf das Ausgangsspektrum zu bestimmen, und insbesondere den Einfluss auf spezifische harmonische Beiträge auf das Ausgangsspektrum. In Analogie zur Bestimmung von Gradienten in einem multivariaten System vereinfacht dieses Verfahren sehr stark die Optimierung oder den Anpassungsprozess in einer systematischen Art und Weise und erlaubt auf die Bedürfnisse zugeschnittene Ausgangsspektren ohne Notwendigkeit der zur Verfügungsstellung von zusätzlicher Hardware. Zielausgangspektren kön nen beispielsweise dafür ausgelegt werden, einen reduzierten Anteil von ungewünschten harmonischen Beiträgen (Reduktion der harmonischen Verzerrung) aufzuweisen, sie können eine niedrigere Spannung bei einer spezifischen Frequenz aufweisen (Reduzierte Spannungserzeugung), oder sie können darauf ausgelegt werden, spezifische Beiträge bei spezifischen Frequenzen aufzuweisen (vorgeschriebene Spannungserzeugung).
Gemäss einer ersten bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens basiert die Berechnung des Ausgangsspektrums ausserdem auf der Eingangsspannung und/oder auf dem Eingangsstrom, was die Berechnung von Absolutwerten und nicht nur von normierten Ausgangsspektren erlaubt.
Da es für möglichst niedrige Kommutierungsverluste wie möglich erstrebenswert ist, so viele natürliche Kommutierungen wie möglich durchzuführen, werden, entsprechend einer anderen bevorzugten Ausführungsform, Einschränkungen aufgrund von gewünschten natürlichen Kommutierungsprozessen berücksichtigt, wenn die Sequenz von Kommutierungszeitpunkten verändert wird.
Eine besonders einfache und effiziente Verwendung des vorgeschlagenen Verfahrens ist möglich, wenn als berechnetes Ausgangsspektrum sowie auch als berechnetes Abweichungsausgangsspektrum, Spektren der elektromotorischen Kraft (electromotive force, EMF) berechnet werden. Diese Spektren der elektromotorischen Kraft können auf Basis von vergleichsweise wenig Information berechnet werden und erlauben eine sehr gute Korrelation mit dem Spannungs- und dem Stromspektrum.
Einer anderen bevorzugten Ausführungsform entsprechend wird, um sicher zu stellen, dass alle entstehenden Frequenzkomponenten berücksichtigt werden, die Berechnung der berechneten Spektren sowie auch der berechneten Abweichungsspektren des Ausgangs für wenigstens eine tatsächliche Repetitionsperiode des Schaltzyklus des Konverters durchgeführt.
Da wenigstens ein Teil der harmonischen Verzerrungen aufgrund von nicht idealem Schaltverhalten zustande kommt, d.h. aufgrund von Verzögerung zwischen der Auslösung des Ausschaltprozesses eines Schalters, welcher unterbrochen werden soll und des effektiven Abschlusses der Kommutierung indem der anschliessend verbindende Schalter eingeschaltet wird, verbessert eine möglichst realistische Berücksichtigung dieser Kommutierungsverzögerungen die Nützlichkeit der berechneten Spektren. Dementsprechend werden vorzugsweise, nach einer anderen Ausführungsform, die Zeitpunkte, wann die Kommutierungen der Schalter ausgelöst werden und insbesondere wann die Kommutierungen effektiv vollendet sind, bestimmt, indem individuelle Schalter im Konverter überwacht und/oder ausgemessen werden. Mit anderen Worten werden nicht die theoretischen Werte wie sie in den entsprechenden Kontrollprogrammen programmiert sind verwendet, sondern vielmehr werden die effektiven und eigentlichen Werte dessen, was im Konverter abläuft, als Parameter für die Berechnung verwendet.
Das vorgeschlagene Verfahren kann insbesondere im Zusammenhang mit einem Matrix-Konverter verwendet werden, dessen Eingang über eine Sternverbindung gestellt wird, vorzugsweise über eine Sternverbindung, bei welcher der Sternpunkt nicht geerdet ist oder über eine grosse Impedanz geerdet ist. Wenn der Matrix-Konverter als Motor betrieben werden soll, ist vorzugsweise ein derartiger Sternpunkt nicht geerdet. Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird für die Erzeugung eines Zielspannungsspektrums eine iterative Optimierung oder Adaptierung verwendet. Entsprechend werden die oben angegebenen Schritte iteriert, indem das Ausgangsspektrum einer Sequenz von Kommutierungszeitpunkten wie in Schritt (3) berechnet wird, indem der Einfluss von individuellen Kommutierungen oder Gruppen von Kommutierungen beurteilt wird auf Basis von berechneten Ausgangsspektren für veränderte Werte, und indem die Sequenz von Kommutierungszeitpunkten weiterverbessert wird auf Basis dieser Abweichungsausgangsspektren. Die Zahl der Iterationen kann dabei im Bereich von 2 bis 5 sein, wie dies nicht unüblich ist in derartig multivariaten Umgebungen. Es ist von Vorteil, diese Berechnung periodisch zu aktualisieren, und, sofern dies erforderlich ist, periodisch das Kommutierungsschema auf Basis die ser Aktualisierungen anzupassen. Dies aufgrund der Tatsache, dass normalerweise während des Betriebs eines derartigen Konverters Änderungen im System, seitens der Last und seitens des Netzes üblich sind, welche die Betriebsweise des Konverters beeinflussen.
Generell zeigt es sich nämlich, dass während des Betriebs die Bedingungen der Turbine, welche den Generator antreibt, aber auch die Bedingungen der Last, d.h. normalerweise des Netzes, Veränderungen ausgesetzt sind. Da alle diese sich verändernden Bedingungen ebenfalls den Konverter beeinflussen, erweist es sich als nützlich, das Kommutierungsschema des Konverters auf Basis des vorgeschlagenen Verfahrens periodisch zu aktualisieren und zu optimieren. Entsprechend werden vorzugsweise während des Betriebs des Konverters die Schritte des vorgeschlagenen Verfahrens periodisch immer wieder durchgeführt um diese sich verändernden externen Bedingungen des Systems zu berücksichtigen und dabei die harmonischen Verzerrungen, welche aufgrund dieser sich verändernden externen Bedingung entstehen, zu reduzieren.
Gemäss einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird dieses bei einem Matrix-Konverter angewendet, welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass n Phasen des Generators jederzeit mit der Last verbunden sind, während (m-n) Phasen des Generators nicht mit der Last verbunden sind, wobei das Schalten von einer ausgewählten verbundenen Phase des Generators auf eine ausgewählte nicht verbundene Phase des Generators nur dann stattfindet, wenn die Bedingung Ik·(Vk-Vl)·Kijkl<0erfüllt ist, wobei I_k und V_k der Strom und die Spannung der ausgewählten verbundenen Phase sind, V_l die Spannung der auswählten nicht verbundenen Phase ist, und wobei in jedem Schaltmoment K_ijkl eine charakteristische Konstante für die wechselseitige Induktivität zwischen den Phasen des Generators und der Indukti vität der Last ist. Mit anderen Worten kann das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung vorteilhaft bei einem Matrix-Konverter angewendet werden, wie dieser in der EP-A-1 199 794 beschrieben ist. Der Offenbarungsgehalt von diesem Dokument soll in diese Offenbarung eingeschlossen sein, insbesondere in Bezug auf die spezifische Art des Designs der Kommutierungssequenz. Der Schaltzustand der Schalter, der Verbindungszustand der Phasen des Generators, und die Vorzeichen der Ströme in den Phasen des Generators sowie die differenziellen Spannungen zwischen den Phasen des Generators können überwacht oder gemessen werden. An spezifischen, vorzugsweise periodischen Zeitpunkten wird das Umschalten erlaubt. Für das Umschalten werden eine oder mehrere Phasen des Generators ausgewählt, welche Phasen des Generators entsprechend der Information, wie sie vermessen oder aus der Überwachung zur Verfügung steht, nicht verbunden sind und die Bedingung erfüllen. Es ist möglich, antiparallele Thyristoren als bidirektionale Schalter zu verwenden.
Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Verwendung eines Verfahrens, wie es oben beschrieben ist, wobei vorzugsweise die Kommutierungssequenz iterativ auf Basis des berechneten Spektrums der elektromotorischen Kraft angepasst wird, insbesondere zur Reduktion von ungewollten harmonischen Komponenten des Frequenzspektrums.
Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Computerprogrammprodukt zur Kontrolle der Kommutierungssequenz eines Matrix-Konverters, bei welchem m Phasen eines Wechselspannung erzeugenden Generators abwechselnd mit n (n<m) Phasen einer Last verbunden sind über eine Vielzahl von steuerbaren bidirektionalen Schaltern, welche in einer (m × n) Matrix angeordnet sind, wobei ein Umschalten von einer ausgewählten verbundenen Phase des Generators auf eine ausgewählte nicht verbundene Phase des Generators im Rahmen einer kontrollierten Sequenz von Kommutierungszeitpunkten der individuellen Schalter stattfindet. Das Computerprogrammprodukt ist dadurch gekennzeichnet, dass (1) für die Erzeugung einer Zielspannungskurve oder eines Zielspektrums der erzeugten Wechselspannung das Ausgangsspektrum des Matrix-Konverters berechnet wird auf Basis der Konnektivität der Phasen, der Phasenbeziehung zwischen Eingang und Ausgang, sowie auf Basis der Zeitpunkte, wann die Kommutierungen der Schalter ausgelöst und/oder der Zeitpunkte, wann die Kommutierungen der Schalter vollendet werden, (2) dass der Einfluss von individuellen Kommutierungen oder Gruppen von Kommutierungen beurteilt wird auf Basis von berechneten Abweichungsausgangsspektren für abweichende individuelle Kommutierungen oder Gruppen von Kommutierungen, (3) und dass die Sequenz von Kommutierungszeitpunkten zur Erreichung der Zielspannungskurve oder des Zielspektrums unter Verwendung der Information dieser berechneten Abweichungsausgangsspektren verändert wird.
Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
In den beiliegenden Figuren werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, wobei:
1 a) ein Spektrum eines Matrix-Konverters nach dem Stand der Technik darstellt, wobei die Intensität des Ausgangsstromes als Funktion der Frequenz dargestellt ist; b) ein Spektrum eines Matrix-Konverters mit einer verbesserten Charakteristik unter Verwendung des vorgeschlagenen Verfahrens zur Reduktion der harmonischen Verzerrung darstellt;
2 a) ein Leistungsspektrum entsprechend 1a) zeigt; b) ein Leistungsspektrum für eine Sequenz entsprechend 1b) zeigt;
3 ein Beispiel einer vorgeschriebenen Spannung als Funktion der Zeit zeigt;
4 einerseits das Ausgangsspektrum der Spannung nach 3 zeigt (gestrichelte Linie) und andererseits das resultierende Spannungsspektrum (ausgezogene Linie) wie es unter Verwendung der Methode nach der Erfindung bestimmt wird;
5 ein Spektrum mit einer gewünschten reduzierten Spannungserzeugung zeigt, wobei die gestrichelte Linie die Zielspannung angibt und die ausgezogene Linie das Ausgangsspektrum nach der Anpassung der Kommutierungssequenz.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Mit Bezug auf die Zeichnungen, welche dazu dienen sollen, die vorliegenden Ausführungsbeispiele zu illustrieren und nicht dazu, dieselben einzuschränken, zeigt 1a) das Ausgangsstromspektrum eines natürlich kommutierten Matrix-Konverters, wie er in der EP-A-1 199 794 offenbart ist. Der Kern dieser Offenbarung besteht darin, die Kommutierung von einer Phase auf eine andere Phase nur dann zuzulassen, wenn eine derartige Kommutierung als natürliche Kommutierung durchgeführt werden kann, und darin, eine Bedingung dafür aufzustellen, welche in einfacher Weise und als Funktion von einfach messbaren Grössen des Matrix-Konverters ausgedrückt werden kann, und welche entsprechend leicht verifiziert werden kann. Der Matrix-Konverter wird so betrieben, dass m Phasen eines Generators, welcher Wechselstrom erzeugt, mit n (n<m) Phasen einer Last abwechselnd verbunden sind über eine Vielzahl von steuerbaren, bidirektionalen Schaltern, welche in einer (m × n) Matrix angeordnet sind, wobei m Phasen des Generators immer mit der Last verbunden sind, während (m-n) Phasen des Generators nicht mit der Last verbunden sind. EP-A-1 199 794 spezifiziert weiterhin, dass das Umschalten von einer ausgewählten verbundenen Phase des Generators auf eine ausgewählte nicht verbundene Phase des Generators nur dann statt findet, wenn die Bedingung Ik·(Vk-Vl)·Kijkl<0erfüllt wird, wobei I_k und V_k der Strom und die Spannung der auswählten verbundenen Phase sind, V_l die Spannung der auswählten nicht verbundenen Phase ist, und in jedem Umschaltmoment K_ijkl eine charakteristische Konstante für die wechselseitige Induktivität zwischen den Phasen des Generators und der Induktivität der Last ist. Die Offenbarung der EP-A-1 199 794 wird explizit im Bezug auf die vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiele eingeschlossen, d.h. das Verfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung wird auf einen Matrix-Konverter entsprechend der EP-A-1 199 794 angewendet und stellt eine Verbesserung des genannten Matrix-Konverters und seiner Betriebsweise dar. Der Matrix-Konverter, wie er in der EP-A-1 199 794 beschrieben ist, profitiert von einer sehr niedrigen Kommutierungsfrequenz verbunden mit natürlichen Kommutierungen, dies um die Leistungsverluste bei der Kommutierung drastisch zu reduzieren. Der eigentliche Hintergrund besteht darin, die Gesamteffizienz zu erhöhen. Die niedrige Frequenz der Kommutierung resultiert aber normalerweise in schweren harmonischen Verzerrungen. Dies kann leicht anhand von 1a) gesehen werden, welche das Ausgangsspektrum eines derartigen Matrix-Konverters zeigt. Es kann eindeutig erkannt werden, dass es nicht nur substantielle Frequenzkomponenten unterhalb der Betriebsfrequenz des Generators gibt (50 Hertz), insbesondere bei 20 und 40 Hertz, sondern auch oberhalb, so beispielsweise bei 160 Hertz. Die Spektrumsdarstellung in 1a) zeigt Frequenzen, welche kein ganzzahliges Vielfaches der Grundfrequenz des Ausgangs (50 Hertz) darstellen. Subharmonische (niedriger als die Grundfrequenz von 50 Hz) sind ebenfalls sichtbar, insbesondere bei 10, 20 und 40 Hz. Dies wird zu Torsionsoszillationen führen und wird in einer schweren thermischen Last auf dem Rotoreisenkern und dem Rotordämpfer resultieren.
Vorliegend soll ein Verfahren vorgestellt werden, welches dazu verwendet wird, Spektren vorherzusagen, um

• weitere zusätzliche Spannungen innerhalb des Konverters zu erzeugen um das Ausgangsspektrum zu verbessern
• oder um eine reduzierte Spannung zu erzeugen
• oder um einen vorbeschriebenen Spannungsausgang zu erzeugen.

Das Verfahren profitiert von der erwähnten spezifischen Matrix-Konverter-Architektur ohne zusätzliche Hardware. Ausserdem profitiert das Verfahren von der Vorhersehbarkeit des Spektrums dieses Konverters.
Das Verfahren basiert auf der theoretischen Vorhersage des Ausgangsspektrums. Das Spannungsspektrum sowie das Stromspektrum sowie indirekt das Leistungsspektrum eines Matrix-Konverters hängen generell alle von der effektiven elektromotorischen Kraft und von der effektiven Impedanz auf jeder Harmonischen ab. Diese Impedanzen und elektromotorischen Kräfte hängen stark von der Frequenz ab, vom gesamten Schaltkreis, und von der spezifischen Kommutierungssequenz.
Generell kann gesagt werden, dass die Spannung (V) und der Strom (I) im Spektrum schwierig vorherzusagen sind. Im Gegensatz dazu kann die effektive elektromotorische Kraft auf Basis einer beschränkten Zahl von Informationen vorhergesagt werden, nämlich es ist möglich, das Spektrum der elektromotorischen Kraft zu berechnen, ohne dass irgendeine Spannung, ein Strom oder eine Impedanz bekannt ist. Die einzige Information, welche verwendet wird, bezieht sich auf die Zeitpunkte der Kommutierungen.
Entsprechend können die relativen Amplituden der elektromotorischen Kraft, welche auf jede Harmonische einwirkt, von einfacher, leicht erhältlicher Information abgeleitet werden, welche ist:

• Welche Phasen waren verbunden
• Die Zeitpunkte, wann die Kommutierungen begannen
• Die Zeitpunkte, wann die Kommutierungen vollendet waren
• Der Anfangswert der Phasenbeziehung zwischen Eingang und Ausgang.

Wenn keine Information über die Amplitude der Eingangsspannung verfügbar ist, kann nur ein normiertes Spektrum berechnet werden. Dies genügt, weil nur die normierte Amplitude und Phasen erforderlich sind, nicht aber deren Absolutwerte.
Dafür die harmonischen Verzerrungen neben anderen Gründen auch die Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt, wann ein bestimmter Schalter zum Ausschalten ausgelöst wird, und dem Zeitpunkt, bei welchem der nächste Schalter effektiv übernimmt und einen anderen Zweig des Matrix-Konverters verbindet, relevant ist, ist es wichtig, die effektiven Bedingungen dieses Schaltprozesses (Dauer der Kommutierung) so realistisch wie möglich zu berücksichtigen. Entsprechend wird für die Berechnung folgendes Schema verwendet:

1. Bestimmung der vollständigen Repetitionsperiode des Schaltzyklus. Anschliessend wird jede Berechnung für wenigstens eine derartige Repetitionsperiode durchgeführt werden müssen, um sicherzustellen, dass alle Frequenzkomponenten effektiv berücksichtigt werden.
2. Identifikation, wann die individuellen Schalter eingeschaltet und ausgeschaltet werden innerhalb des Kommutierungszyklus. Diese Parameter (ein/aus von jedem Schalter) sollten nicht nur theoretisch bestimmt werden (unter Zuhilfenahme des Kommutierungsschemas wie es programmiert ist und durch eine Kontrollsoftware kontrolliert wird), sondern sie sollten berücksichtigt werden, wie sie tatsächlich stattfinden, d.h. die Zeitpunkte, wann die Schalter effektiv eingeschaltet und/oder ausgeschaltet werden überwacht und gemessen und diese gemessenen Zeitpunkte werden für die Berechnung des EMF-Spektrum verwendet.
3. Berechnung des EMF-Spektrums auf Basis der Konnektivität der Phasen, der Phasenbeziehung zwischen Eingang und Ausgang, und auf den Zeit punkten, wann die Kommutierungen von individuellen Schaltern ausgelöst werden (aus, gemessen/überwacht) und der Zeitpunkte, wann die Kommutierungen von individuellen Schaltern vollendet sind (ein, gemessen/überwacht).s Wobei eine derartige Berechnung für wenigstens eine tatsächliche Repetitionsperiode des Schaltzyklus durchgeführt wird.

Da es eine Verzögerung (eigentliche Dauer der Kommutierung) zwischen dem Zeitpunkt t₁, wenn eine Phase a über einen Schalter g₁ getrennt wird (g₁ schaltet aus) und dem Moment t₂, wenn die nächste Phase b über einen anderen Schalter g₂ verbunden wird (g₂ schaltet ein), gibt, wird das Verhalten während dieser Verzögerung berücksichtigt in der Berechnung unter Verwendung eines durchschnittlichen linearen Wertes. Dieser Durchschnittswert wird durch die Amplitude der jeweiligen Phase, wenn sie ein- respektive ausgeschaltet wird, bestimmt, und durch die Amplitude des Kreuzungspunktes der beiden Phasen. Dies bedeutet, dass während der eigentlichen Dauer der Kommutierung ein lineares Verhalten der Amplitude verwendet wird, wobei die Amplitude des Kreuzungspunktes von a und b enthalten sind und mit einer Steigung, welche durch die Differenz der Amplitude von a beim Zeitpunkt t₁ und von b beim Zeitpunkt t₂ gegeben ist.
Ausgehend von einer Anfangsvorhersage kann man den Einfluss von jeder individuellen Kommutierung auf das Spektrum überprüfen. Einschränkungen aufgrund des natürlichen Prozesses der Kommutierung können beurteilt und berücksichtigt werden.
Mehrere Mittel können zur Definition der geforderten Modifikation der Zeitpunkte der Kommutierungen verwendet werden:

• Zielspannungskurve
• Spannungsvektor oder Analyse der elektromotorischen Kraft
• Empfindlichkeitsmatrix der Harmonischen versus Zeitpunkte der Kom mutierung

Das gemeinsame Merkmal besteht darin, dass ein Softwaremittel dazu verwendet wird, die effektive elektromotorische Kraft, welche auf jede individuelle Harmonische einwirkt, zu definieren, und die besten Zeitpunkte der Kommutierungen zu definieren, und einen neuen Wert oder eine Sequenz für die Zeitpunkte der Kommutierungen zu produzieren.
Das Verfahren arbeitet mit einer Quelle (Eingang) mit Sternverbindung, vorzugsweise ist dabei der Sternpunkt nicht geerdet oder über eine grosse Impedanz geerdet um eine substantielle Spannung in Bezug auf den Neutralleiter des Netzwerks (Ausgang) zu entwickeln.
Eine andere Spezifität der Methode besteht darin, dass sie mit einer ziemlich niedrigen Kommutierungsfrequenz arbeitet, während normalerweise die Kommutierungsfrequenz erhöht wird, um harmonische Verzerrung zu reduzieren.
Das Beispiel von 1b) zeigt die Verbesserung in den Ausgangsströmen, wie sie unter Verwendung der vorgeschlagenen Methode erhalten werden kann. Insbesondere sind die Stromharmonischen bei 10, 20 und 40 Hz reduziert (siehe die Pfeile). Eine gewisse Verbesserung wird auch bei 160, 250 und 260 Hz erhalten.
In 2 kann ausserdem erkannt werden, dass das zugehörige Leistungsspektrum ebenfalls verbessert ist, was darauf hinweist, dass auch der Eingang bezüglich harmonischer Verzerrung durch den gleichen Prozess geschützt wird. Hier wurden die Komponenten bei 30 und 60 Hz verbessert.
Ein anderes Mittel zur Reduktion von harmonischen Verzerrungen besteht darin, Spannungen auf dem Ausgang des Konverters zu überlagern.
Das vorgeschlagene Verfahren kann nicht nur dazu verwendet werden, eine Reduktion der harmonischen Verzerrungen zu bewirken, wie dies oben gezeigt wurde, sondern auch für die Erzeugung einer vorgeschriebenen Spannung als Funktion der Zeit. 3 zeigt ein Beispiel einer gewünschten oder angeforderten Spannung. 4 zeigt die Übereinstimmung zwischen einem Spannungsspektrum wie angefordert (gestrichelte Linie) und einer Spannung wie sie resultiert, wenn die Zeitpunkte der Kommutierungen nach Anpassung definiert wurden (ausgezogene Linie). Die Frequenz der Kommutierung ist immer noch im Bereich von 200 Kommutierungen pro Sekunde. Weiterhin kann das Verfahren nach der Erfindung dazu verwendet werden, eine reduzierte Spannung zu erzeugen. Im Beispiel gemäss 5 ist die elektromotorische Kraft des Generators 10 000 Volt bei 50 Hz, während der Ausgang des Konverters nur 5 500 Volt bei 5 Hz zeigt. Die Frequenz der Kommutierung wird nur um 20% bezüglich der normalen Sequenz erhöht.
Die spezifischen Eigenschaften des Verfahrens können wie folgt zusammengefasst werden:

1. Das Spannungsspektrum soll über eine geschätzte elektromotorische Kraft kontrolliert werden, sowohl in Bezug auf Amplitude als auch auf in Bezug auf Phase.
2. Eine Sequenz mit einem kontrollierten Spektrum hat erwartungsgemäss eine ziemlich niedrige Frequenz der Kommutierung, mit entsprechend niedrigen Verlusten der Kommutierung.
3. Der Sternpunkt des Generators (oder des Eingangs) ist nicht geerdet, oder aber über eine grosse Impedanz geerdet. Er kann entsprechend eine wesentliche Spannung in Bezug auf den Neutralleiter des Netzwerks (Ausgang) entwickeln.
4. Zur Betriebsweise als Motor ist der Sternpunkt des Ausgangs (Motor) nicht geerdet.
5. Softwaremittel werden dazu verwendet, das Ausgangsspektrum vorherzusagen und den Einfluss von individuellen Zeitpunkten der Kommutierung zu überprüfen, um eine beste Übereinstimmung zu einem Zielspektrum zu erhalten. Standardprotokolle zur Optimierung können für diese Optimierung verwendet werden.
6. Die Frequenzkonversion wird mit einer niedrigen Kommutierungsfrequenz durchgeführt. So beispielsweise ist bei der hier angezeigten Anwendung die Eingangsfrequenz generell 85 Hz, und die Ausgangsfrequenz ist 50 Hz, jeder Thyristor (unidirektional) wird ungefähr 18 mal pro Sekunde eingeschaltet, und jede Ausgangsphase wird ungefähr 200 mal pro Sekunde geschaltet.
7. Die Effizienz der Konversion ist, dank der niedrigen Frequenz der Kommutierung, hoch. Kommutierungsverluste verbleiben ein kleiner Anteil der Gesamtleistungsverluste.

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Matrix-Konverters, bei welchem m Phasen eines Generators, welcher Wechselstrom erzeugt, abwechselnd mit n (n<m) Phasen einer Last über eine Vielzahl von steuerbaren bidirektionalen Schaltern, welche in einer (m × n) Matrix angeordnet sind, verbunden sind, wobei ein Umschalten von einer ausgewählten verbundenen Phase des Generators auf eine ausgewählte nicht verbundene Phase des Generators in einer kontrollierten Sequenz von Kommutierungszeitpunkten der individuellen Schalter stattfindet, dadurch gekennzeichnet, dass (1) für die Erzeugung einer Zielspannungskurve oder eines Zielspektrums der erzeugten Wechselspannung wird das Ausgangsspektrum des Matrix-Konverters berechnet auf Basis der Konnektivität der Phasen, der Phasenbeziehung zwischen Eingang und Ausgang, und der Zeitpunkte, wann die Kommutierung ausgelöst und/oder der Zeitpunkte, wann die Kommutierungen der Schalter vollendet sind, (2) der Einfluss von individuellen Kommutierungen oder von Gruppen von Kommutierungen auf Basis von berechneten Abweichungsausgangsspektren für abweichende individuelle Kommutierungen oder Gruppen von Kommutierungen beurteilt wird, (3) und die Sequenz von Kommutierungszeitpunkten auf die Zielspannungskurve oder das Zielspektrum unter Verwendung der Information dieser berechneten Abweichungsspektren geändert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung des Ausgangsspektrums ausserdem auf Basis der Eingangsspannung und/oder des Eingangsstroms durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Einschränkungen aufgrund von gewünschten natürlichen Kommutierungsprozessen berücksichtigt werden, wenn die Se quenz von Kommutierungszeitpunkten geändert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die berechneten Ausgangsspektren sowie auch die berechneten Abweichungsausgangsspektren der elektromotorischen Kraft (EMF) berechnet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bestimmung der berechneten Ausgangsspektren sowie auch der berechneten Abweichungsausgangsspektren die Berechnung für wenigstens eine tatsächliche Repetitionsperiode des Schaltzyklus durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitpunkte, wann die Kommutierungen der Schalter ausgelöst werden, und insbesondere, wann die Kommutierungen effektiv vollendet sind, über eine Überwachung und/oder ein Ausmessen von individuellen Schaltern im Konverter bestimmt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang des Matrix-Konverters über eine Sternverbindung zur Verfügung gestellt wird, vorzugsweise über eine Sternverbindung, bei welcher der Sternpunkt nicht geerdet ist, oder über eine grosse Impedanz geerdet ist.
Verfahren nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass für eine Betriebsweise als Motor der Ausgangssternpunkt nicht geerdet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorgeschriebenes Spannungsspektrum, wie beispielsweise eine reduzierte Spannung und/oder ein Spannungsspektrum mit reduzierter harmonischer Verzerrung unter Zuhilfenahme der verän derten Sequenz der Kommutierungszeitpunkte erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte von Anspruch 1 wiederholt werden, indem das Ausgangsspektrum der Sequenz der Kommutierungszeitpunkte, wie in Schritt (3) definiert, berechnet wird, dass der Einfluss von individuellen Kommutierungen oder Gruppen von Kommutierungen beurteilt wird auf Basis von berechneten Abweichungsausgangsspektren, und indem die Sequenz der Kommutierungszeitpunkte weiter verbessert wird auf Basis dieser Abweichungsausgangsspektren.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Betriebs des Konverters die Schritte von Anspruch 1 periodisch durchgeführt werden um ändernde externe Bedingungen des Systems zu berücksichtigen und dadurch harmonische Verzerrungen, welche aufgrund dieser ändernden externen Bedingungen erzeugt werden, zu reduzieren.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass n Phasen des Generators immer mit der Last verbunden sind, während (m-n) Phasen des Generators nicht mit der Last verbunden sind, wobei das Schalten von einer ausgewählten verbundenen Phase des Generators auf eine ausgewählte nicht verbundene Phase nur dann stattfindet, wenn die Bedingung Ik·(Vk-Vl)·Kijkl<0erfüllt wird, wobei I_k und V_k der Strom und die Spannung der ausgewählten verbundenen Phase sind, V_l die Spannung der ausgewählten nicht verbundenen Phase ist, und für jeden Schaltvorgang K_ijkl eine charakteristische Konstante für die wechselseitige Induktivität zwischen den Phasen des Generators und der Induktivität der Last ist.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltzustand der Schalter, der Verbindungszustand der Phasen des Generators, und die Vorzeichen der Ströme in den Phasen des Generators und die differenziellen Spannungen zwischen den Phasen des Generators überwacht oder gemessen werden; dass an spezifizierten, vorzugsweise periodischen Punkten in der Zeit Schaltvorgänge ablaufen, und dass für ein Schalten eine oder mehrere Phasen des Generators ausgewählt werden, welche Phasen des Generators, entsprechend der Information erhalten durch die Überwachung oder die Messung, nicht verbunden sind und die Bedingung erfüllen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass antiparallele Thyristoren als bidirektionale Schalter verwendet werden.
Verwendung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Erzeugung einer Zielspannungskurve oder eines Zielspektrums der Wechselspannung erzeugt durch einen statischen Frequenzkonverter, vorzugsweise durch einen Matrix-Konverter, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommutierungssequenz auf Basis des berechneten Spektrums der elektromotorischen Kraft zur Reduktion von ungewollten harmonischen Komponenten des Frequenzspektrums iterativ angepasst wird.
Computerprogrammprodukt zur Kontrolle der Kommutierungssequenz eines Matrix-Konverters, bei welchem m Phasen eines Generators erzeugend Wechselstrom, abwechselnd mit n (n<m) Phasen einer Last über eine Vielzahl von steuerbaren bidirektionalen Schaltern, welche in einer (m × n) Matrix angeordnet sind, verbunden sind, wobei ein Umschalten von einer ausgewählten verbundenen Phase des Generators auf eine ausgewählte nicht verbundene Phase des Generators dann in einer kontrollierten Sequenz von Kommutierungszeitpunkten der individuellen Schalter stattfindet, dadurch gekennzeichnet, dass (1) für die Erzeugung einer Zielspannungskurve oder eines Zielspektrums der erzeugten Wechselspannung das Ausgangsspektrum des Matrix-Konverters berechnet wird auf Basis der Konnektivität der Phasen, der Phasenbeziehung zwischen Eingang und Ausgang, der Zeitpunkte, wann die Kommutierungen der Schalter ausgelöst werden und/oder der Zeitpunkte, wann die Kommutierungen der Schalter vollendet sind, (2) der Einfluss von individuellen Kommutierungen oder Gruppen von Kommutierungen beurteilt wird auf Basis von berechneten Abweichungsausgangsspektren für abweichende individuelle Kommutierungen oder Gruppen von Kommutierungen, (3) und die Sequenz von Kommutierungszeitpunkten angepasst wird auf die Zielspannungskurve oder das Zielspektrum unter Verwendung der Information aus diesen berechneten Abweichungsausgangsspektren.
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Spektrum der elektromotorischen Kraft berechnet wird, und dass als die Zeitpunkte, wann die Kommutierungen der Schalter ausgelöst werden, und insbesondere, wann die Kommutierungen effektiv vollendet sind, Werte, bestimmt über ein Überwachen und/oder ein Ausmessen der individuellen Schalter im Konverter, verwendet werden.