DE102022131915A1

DE102022131915A1 - Verfahren zum betreiben eines wechselrichters, verwendung des verfahrens zur isolationswiderstandsmessung und wechselrichter

Info

Publication number: DE102022131915A1
Application number: DE102022131915.6A
Authority: DE
Inventors: Burkard Mueller
Original assignee: SMA Solar Technology AG
Current assignee: SMA Solar Technology AG
Priority date: 2022-12-01
Filing date: 2022-12-01
Publication date: 2024-06-06
Also published as: WO2024115745A1

Abstract

Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Wechselrichters (10), welcher zum Austausch elektrischer Leistung zwischen einer DC-Seite und einer AC-Seite eingerichtet ist. Der Wechselrichter (10) weist eine Brückenschaltung (12) und einen zwischen der DC-Seite und der Brückenschaltung (12) angeordneten geteilten Zwischenkreis (14) mit mindestens zwei Teilkapazitäten auf. Das Verfahren umfasst:- Herstellen einer ersten Asymmetrie der Spannungen der Teilkapazitäten zueinander zur Erzeugung einer ersten Potentiallage von DC-Potentialen der Teilkapazitäten des Zwischenkreises (14) gegenüber Erdpotential,- Einstellen der ersten Potentiallage der DC-Potentiale der Teilkapazitäten des Zwischenkreises (14) auf einen ersten Sollwert durch Regulation der Asymmetrie, wobei der erste Sollwert für eine erste Zeitdauer konstant oder mit einer Frequenz moduliert ist, die mindestens 100-mal kleiner als eine AC-Frequenz der Austauschleistung ist.Die Anmeldung betrifft weiter eine Verwendung des Verfahrens zur Isolationswiderstandsmessung sowie einen Wechselrichter.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Wechselrichters, welcher zum Austausch elektrischer Leistung zwischen einer DC-Seite (DC: engl. direct current, Gleichstrom / Gleichspannung) und einer AC-Seite (AC: engl. alternating current, Wechselstrom / Wechselspannung) eingerichtet ist. Die Anmeldung betrifft weiter eine Verwendung des Verfahrens zur Isolationswiderstandsmessung und einen Wechselrichter
STAND DER TECHNIK
Ein Wechselrichter ist ein leistungselektronisches Gerät, das elektrische Leistung von Gleichstrom in Wechselstrom oder umgekehrt von Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln kann. Im Falle einer Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom wirkt der Wechselrichter als Gleichrichter. Beim Betrieb einer DC-seitig an einen Wechselrichter angeschlossenen DC-Quelle kann eine Messung des Isolationswiderstandes der DC-Quelle erwünscht und/oder aus Sicherheitsgründen erforderlich sein, insbesondere wenn der Wechselrichter AC-seitig an ein Wechselspannungsnetz anschließbar ist.
Zur Messung des Isolationswiderstandes einer DC-seitig an einen Wechselrichter angeschlossenen DC-Quelle gegenüber einem Erdpotential sind verschiedene Vorrichtungen und Verfahren bekannt. Mit DC-Quelle wird vorliegend allgemein eine mit Gleichspannung betreibbare elektrische Vorrichtung bezeichnet, die elektrische Leistung in Form von Gleichstrom abgeben und/oder aufnehmen, d.h. als Quelle und/oder als Last wirken kann. Eine DC-Quelle kann z. B. ein PV-Generator, eine Batterie, insbesondere eine Fahrzeugbatterie, ein DC-Bus, ein Elektrolyseur, eine Brennstoffzelle etc. sein. Ein Kernmerkmal solcher Verfahren zur Isolationswiderstandsmessung ist es, die Potentiallage der DC-Quelle gegenüber dem Erdpotential gezielt zu verschieben und die resultierenden Erdströme bei verschiedenen Verschiebungswerten der Potentiallage zu erfassen. Die Erfassung der Erdströme kann mittels Stromsensoren direkt an den DC-Leitungen auf der DC-Seite zwischen Wechselrichter und DC-Quelle oder am AC-seitigen Ausgang des angeschlossenen Wechselrichters oder mittels Spannungssensoren indirekt an geeignet angeordneten Widerständen erfolgen.
Die DC-Quelle kann über den Wechselrichter mit einem Wechselspannungsnetz verbunden sein und elektrische Leistung in das Wechselspannungsnetz abgeben oder aus dem Wechselspannungsnetz aufnehmen. Wenn der Wechselrichter eine galvanische Trennung zwischen seiner DC-Seite und seiner AC-Seite aufweist, beispielsweise über einen Transformator, ist die Verschiebung des Potentials auf der DC-Seite grundsätzlich unabhängig von der AC-Seite möglich. Wenn der Wechselrichter jedoch keine galvanische Trennung zwischen seiner DC-Seite und seiner AC-Seite aufweist, also insbesondere als transformatorloser Wechselrichter ausgebildet ist, sind üblicherweise auch die Potentiale auf der DC-Seite und auf der AC-Seite galvanisch miteinander verbunden, so dass eine Verschiebung des Potentials auf der DC-Seite nicht ohne weiteres möglich ist, ohne den Wechselrichter AC-seitig galvanisch vom AC-Netz zu trennen.
Zur guten messtechnischen Unterscheidung zwischen ohmschen Erdströmen und kapazitiven Ableitströmen ist es vorteilhaft, die Potentialverschiebung der DC-Seite möglichst niederfrequent bzw. sogar quasistationär zu gestalten, d.h. z.B. das Potential der DC-Seite gegenüber Erde anzuheben und einige Sekunden lang zu halten und danach gegenüber Erde abzusenken und einige Sekunden lang zu halten, wobei die Änderung der Potentiallage der DC-Quelle jeweils z. B. einige V bis einige 10 V bei DC-Spannungen der DC-Quelle von z. B. einigen hundert Volt beträgt.
In der WO 2014 079 775 A1 wird vorgeschlagen, ein Nullsystem auf die durch Halbbrücken eines Wechselrichters gestellten AC-Ausgangsspannungen auf den Phasen des AC-Netzes aufzuprägen. Für sogenannte 2-Level-Topologien, bei welchen ein DC-seitig vorhandener Zwischenkreis des Wechselrichters zweipolig ausgeführt ist, also nur zwei Spannungsniveaus und insbesondere keinen Mittelabgriff mit Verbindung zur Wechselrichterbrücke aufweist, entspricht der Wert dieses Nullsystems direkt der Potentialverschiebung der DC-seitig an den Wechselrichter angeschlossenen DC-Quelle gegenüber Erde. Allerdings ist dieses Verfahren nicht für einen Mehrlevel-Wechselrichter mit geteiltem Zwischenkreis anwendbar, insbesondere wenn ein Mittelabgriff des Zwischenkreises zeitweilig auf den Schaltknoten der Halbbrücken durchgeschaltet wird, da das Aufprägen eines Nullsystems dann die Teilkapazitäten des geteilten Zwischenkreises ungleichmäßig belasteten würde. Das Verfahren ist außerdem nicht für Wechselrichter anwendbar, bei denen der Mittelabgriff des geteilten Zwischenkreises mit dem Nullleiter verbunden ist, da auf diesen naturgemäß kein Nullsystem aufgeprägt werden könnte.
In DE102020103839A1 wird eine Schaltungsanordnung zur Symmetrierung eines zwischen zwei DC-Anschlüssen angeordneten geteilten Gleichspannungszwischenkreises beschrieben.
AUFGABE
Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Wechselrichters und einen Wechselrichter mit geteiltem Zwischenkreis aufzuzeigen, die eine Messung des DCseitigen Isolationswiderstands mittels DC-seitiger Potentialverschiebung ermöglichen.
LÖSUNG
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Verwendung des Verfahrens gemäß Anspruch 11 sowie einen Wechselrichter gemäß Anspruch 12 gelöst. Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
BESCHREIBUNG
Ein Wechselrichter ist zum Austausch elektrischer Leistung zwischen einer DC-Seite und einer AC-Seite eingerichtet. Der Wechselrichter weist eine Brückenschaltung und einen zwischen der DC-Seite und der Brückenschaltung angeordneten geteilten Zwischenkreis mit mindestens zwei Teilkapazitäten auf. Die Brückenschaltung weist Halbleiterschalter auf und kann elektrische DC-Leistung in AC-Leistung und/oder umgekehrt umwandeln. Ein Verfahren zum Betreiben des Wechselrichters umfasst:

- Herstellen einer ersten Asymmetrie der Spannungen der Teilkapazitäten zueinander zur Erzeugung einer ersten Potentiallage von DC-Potentialen der Teilkapazitäten des Zwischenkreises gegenüber Erdpotential, und
- Einstellen der ersten Potentiallage der DC-Potentiale der Teilkapazitäten des Zwischenkreises auf einen ersten Sollwert durch Regulierung der Asymmetrie, wobei der erste Sollwert für eine erste Zeitdauer konstant ist oder mit einer Frequenz moduliert ist, die mindestens 100-mal kleiner als eine AC-Frequenz der Austauschleistung ist.

Die erzeugte Asymmetrie der Spannungen der Teilkapazitäten zueinander führt zu einer Verschiebung der Potentiale der DC-Anschlüsse des Wechselrichters gegenüber Erde und damit unter anderem zu einer Modifikation von Erdströmen, die zur Messung eines Isolationswiderstandes der DC-Quelle gegenüber Erde genutzt werden können. Durch das Einstellen der ersten Potentiallage auf den ersten Sollwert wird ein quasi-stationärer Zustand eingestellt, um angesichts der beteiligten Kapazitäten eine korrekte Messung zu gewährleisten. Der erste Sollwert wird durch Regulierung der Asymmetrie eingestellt und gehalten, beispielsweise indem die gewünschte erste Potentiallage als Sollwert in einem Regelkreis verarbeitet wird, der die Asymmetrie oder eine die Asymmetrie beeinflussende Größe als Stellgröße verwendet wird. Es ist dabei vorteilhaft, die Spannungen der Teilkapazitäten weiterhin jeweils größer als die Netzkuppenspannung eines an der AC-Seite des Wechselrichters ggf. angeschlossenen AC-Netzes zu halten, damit die Generierung der AC-Spannung und ein Austausch elektrischer Leistung mit dem AC-Netz durch den Wechselrichter in der gewünschten Form und Qualität weiterhin möglich ist.
Die erste Zeitdauer wird so gewählt, dass eine ausreichende Zeit zur Messung von für den Isolationswiderstand charakteristischen Werten des Wechselrichters und/oder eines Systems, in dem sich der Wechselrichter befindet, zur Verfügung steht. Dazu umfasst die erste Zeitdauer mindestens eine Sekunde. Dadurch, dass die alternative Modulation des ersten Sollwertes mit geringer Frequenz stattfindet, wird ebenfalls eine ausreichende Zeit zur Messung von für den Isolationswiderstand charakteristischen Werten des Wechselrichters und/oder eines Systems, in dem sich der Wechselrichter befindet, zur Verfügung gestellt. Insbesondere sind Erdströme und damit Isolationswiderstände gegenüber Erde messbar, indem in erster Erdstrom während einer ersten Halbwelle und ein zweiter Erdstrom während einer zweiten Halbwelle mit gegenüber der ersten Halbwelle gewechseltem Vorzeichen bestimmt wird und aus dem ersten Erdstrom und dem zweiten Erdstrom ein Isolationswiderstand ermittelt wird.
Ein Zwischenkreis mit zwei Teilkapazitäten weist einen Mittelpunkt auf, welcher mit Erdpotential verbunden sein kann, insbesondere indem er als Nullleiter des Wechselrichters aus dem Gerät geführt und dauerhaft oder getaktet mit dem AC-Netz verbunden wird. Eine Teilkapazität ist zwischen dem Mittelpunkt und einem DC-Anschluss der DC-Seite angeordnet. Die andere Teilkapazität ist zwischen dem Mittelpunkt und dem anderen DC-Anschluss der DC-Seite angeordnet. Bei einem Zwischenkreis mit mehr als zwei Teilkapazitäten in Reihenschaltung ist die gesamte Kapazität des Zwischenkreises zwischen den beiden DC-Anschlüssen entsprechend auf die Teilkapazitäten aufgeteilt. Ein Zwischenkreis mit mehr als zwei Teilkapazitäten kann mehr Zwischenabgriffe zwischen seinen beiden DC-Anschlüssen und einen Mittelpunkt aufweisen, welcher mit Erdpotential verbunden sein kann. Bei einem Zwischenkreis mit einem mit Erdpotential verbundenen Mittelpunkt liegt die eine Hälfte der Teilkapazitäten in Serie zwischen dem Mittelpunkt und einem der DC-Anschlüsse und die andere Hälfte der Teilkapazitäten liegt in Serien zwischen dem Mittelpunkt und dem anderen der DC-Anschlüsse. Entsprechend weisen solche Zwischenkreise, sofern sie symmetrisch sind, einen DC-Anschluss mit positiver Spannung und einen DC-Anschluss mit entsprechenden gleich großer negativer Spannung gegenüber dem Erdpotential auf.
Die DC-Anschlüsse des Zwischenkreises können mit den DC-Anschlüssen der DC-Seite des Wechselrichters und damit mit einer an den Wechselrichter DC-seitig angeschlossenen DC-Quelle verbunden sein. Dabei kann einer der oder können beide Anschlüsse der DC-Seite des Wechselrichters direkt oder über einen DC/DC-Wandler mit den jeweiligen DC-Anschlüssen des Zwischenkreises verbunden sein, so dass ein fester Potentialbezug zwischen den Anschlüssen des DC-Eingangs und den Anschlüssen des Zwischenkreises besteht. Weist ein geteilter Zwischenkreis einen Mittelpunkt zwischen seinen DC-Anschlüssen auf und ist dieser Mittelpunkt mit Erdpotential verbunden, so liegen die beiden DC-Anschlüsse bei einem symmetrischen Zwischenkreis auf jeweiligen Potentialen, die symmetrisch zueinander in Bezug auf das Erdpotential sind, eines mit positivem und eines mit negativem Vorzeichen.
Durch das beschriebene Verfahren ist es möglich, eine Verschiebung der Potentiallage der DC-Anschlüsse des Zwischenkreises mittels einer Asymmetrie zwischen den Spannungen der Teilkapazitäten des Zwischenkreises herzustellen. Sind die zwei Teilkapazitäten des Zwischenkreises asymmetrisch geladen, und wird die Potentiallage des Mittelpunktes auf Erdpotential gehalten, so verschiebt sich das Gesamtpotential des Zwischenkreises gegenüber dem Erdpotential, und die Potentiale seiner beiden DC-Anschlüsse sind gegenüber einem Zwischenkreis mit symmetrisch geladenen Teilkapazitäten ebenfalls verschoben. Bei mehr als zwei Teilkapazitäten gilt entsprechendes. Auch hier verschieben sich das Gesamtpotential des Zwischenkreises und damit die Potentiale seiner DC-Anschlüsse gegenüber Erdpotential durch die Asymmetrie des Zwischenkreises.
Der geteilte Zwischenkreis wird auf eine erste Potentiallage verschoben, indem eine erste Asymmetrie der Spannungen der Teilkapazitäten des Zwischenkreises zueinander eingestellt wird. Diese erste Potentiallage wird durch Regulierung der Asymmetrie auf einen ersten Sollwert eingestellt und entweder durch Halten des ersten Sollwertes für die erste Zeitdauer konstant gehalten oder mit einer Frequenz moduliert. Dabei ist die Frequenz klein, zumindest 100-mal kleiner als die AC-Frequenz auf der AC-Seite des Wechselrichters.
In einer Ausführungsform weist das Verfahren weiter auf:

- Herstellen einer zweiten Asymmetrie oder einer Symmetrie der Spannungen der Teilkapazitäten zueinander zur Erzeugung einer zweiten Potentiallage von DC-Potentialen der Teilkapazitäten des Zwischenkreises gegenüber Erdpotential.

Die zweite Asymmetrie der Spannungen der Teilkapazitäten des Zwischenkreises kann dabei ein umgedrehtes Vorzeichen gegenüber der ersten Asymmetrie aufweisen, und die zweite Potentiallage kann für eine zweite Zeitdauer auf einen zweiten Sollwert eingestellt werden. Alternativ zur zweiten Asymmetrie kann eine Symmetrie des Zwischenkreises für eine zweite Zeitdauer eingestellt werden, indem ein Asymmetrie-Sollwert auf null eingestellt wird.
Durch ein solches gezieltes Erzeugen von erster und/oder zweiter Potentiallage des geteilten Zwischenkreises ist es möglich, gezielt Messungen, insbesondere Strom- und/oder Spannungsmessungen an dem Wechselrichter vorzunehmen, die zur Bestimmung eines Isolationswiderstandes durch eine an sich bekannte Verrechnung der eingestellten Spannungen und der gemessenen Ströme geeignet sind. In einer konkreten Ausführungsform kann ein Isolationswiderstand ermittelt werden, indem ein erster Erdstrom bestimmt wird, während die erste Potentiallage eingestellt ist, und ein zweiter Erdstrom bestimmt wird, während die zweite Potentiallage eingestellt ist, wobei aus dem ersten Erdstrom und dem zweiten Erdstrom der Isolationswiderstand berechnet werden kann.
In einer Ausführungsform des Verfahrens mit Modulation der ersten Potentiallage wird der modulierte erste Sollwert für die Potentiallage durch eine Modulation der Asymmetrie mit wechselndem Vorzeichen eingestellt. Beispielsweise kann die Asymmetrie unterschiedliche Halbwellen mit unterschiedlichen Vorzeichen aufweisen. Dabei sind verschiedene Formen der Modulation des ersten Sollwertes denkbar, zum Beispiel eine Sinusform.
Das Verfahren ermöglicht damit, eine zur Ermittlung des Isolationswiderstandes nutzbare Potentialverschiebung der DC-Seite des Wechselrichters und damit der DC-Quelle ausschließlich oder unter anderem über eine quasistationäre Asymmetrie des geteilten Zwischenkreises des Wechselrichters herzustellen. Dazu wird der geteilte Zwischenkreis bewusst in einen asymmetrischen Zustand schiefgezogen, und eine dadurch eingestellte Potentiallage wird quasistationär aufrechterhalten, d.h. über mind. etwa eine Sekunde oder mehrere Sekunden konstant gehalten oder sehr niederfrequent, also mit Frequenzen deutlich unterhalb der Netzfrequenz, insbesondere mit weniger als 1 Hertz, moduliert, so dass der Zeitverlauf der Potentiallage ausreichend lange Zeitabschnitte mit quasistationären Werten aufweist, insbesondere an den Extremstellen der verwendeten Modulationsfunktion.
Zur besseren Erfassung eines komplexen Isolationswiderstands, d.h. eines Isolationswiderstands, der aus einem Netzwerk von Widerständen, Kapazitäten und Induktivitäten besteht und deshalb für verschiedene Frequenzen unterschiedliche Real- und Imaginärteile aufweist, wird der Sollwert für die Potentiallage bevorzugt sinusförmig moduliert. Besonders bevorzugt kann der Sollwert für die Potentiallage nacheinander mit Sinusfunktionen verschiedener Frequenzen moduliert werden, um nicht nur Real- und Imaginärteil des Isolationswiderstands bei einer bestimmten Frequenz bestimmen zu können, sondern die zugrundeliegenden Bauteilwerte der Widerstände, Kapazitäten und Induktivitäten bestimmen zu können. Alternativ können bei der Modulation des Sollwerts und damit der Potentiallage auch Sinusfunktionen verschiedener Frequenzen überlagert werden.
Das Verfahren kann mittels einer Symmetrieregelung für die Teilkapazitäten des Zwischenkreises umgesetzt werden, indem der Sollwert für die Symmetrieregelung abweichend zum üblichen Wert von Null (=symmetrischer Zwischenkreis) auf einen gewünschten ersten oder zweiten Sollwert, einen sogenannten Asymmetrie-Sollwert von z. B. 50 Volt eingestellt wird.
Es ist beispielsweise möglich, die erste und/oder die zweite Asymmetrie durch direkte Umverteilung von Ladung innerhalb des geteilten Zwischenkreises herzustellen und zum Einstellen der ersten und/oder der zweiten Potentiallage auf den Sollwert zu regulieren. Dies kann zum Beispiel mittels einer Symmetrierschaltung, insbesondere mittels eines am Zwischenkreis angeschlossenen DC/DC-Wandlers und einer entsprechenden Regelung erfolgen. Die Symmetrierschaltung transferiert dabei Ladung zwischen den Teilkapazitäten des Zwischenkreises.
Bei der Herstellung der Asymmetrie durch eine direkte Umverteilung der Ladung wird die Potentiallage der Zwischenkreisanschlüsse ausschließlich über die Asymmetrie des Zwischenkreises bestimmt. Statt einer Regelung der Potentiallage auf einen Sollwert kann in diesem Fall auch direkt eine Regelung der Asymmetrie auf einen äquivalenten Sollwert vorgenommen werden, d.h. ein Sollwert für die Asymmetrie vorgegeben und zeitlich moduliert werden, so dass die Potentiallage entsprechend geregelt ist.
Oft liegt eine zur direkten Umverteilung geeignete Symmetrierschaltung in dem Wechselrichter bereits vor. Zusätzlich zu ihrer eigentlichen Funktion, der Symmetrierung des Zwischenkreises, kann sie anmeldungsgemäß auch zur gezielten Herstellung einer Asymmetrie des Zwischenkreises genutzt werden. Insbesondere wird dabei die Asymmetrie durch die Vorgabe eines von Null abweichenden ersten oder zweiten Sollwertes für die Symmetrierschaltung eingestellt. Der erste oder der zweite Sollwert kann insbesondere auch moduliert sein. Durch die Modulation kann der Sollwert in seinem Zeitverlauf verschiedene Werte annehmen.
Ein solches Verfahren kann z. B. durch einen Wechselrichter mit Zwischenkreis-Symmetrierschaltung umgesetzt werden, indem der Symmetrierschaltung ein Sollwert ungleich null vorgegeben wird. Dabei kann der Mittelpunkt des Zwischenkreises mit dem N-Leiter verbunden sein und insofern auf Erdpotential gehalten werden, so dass die Potentiale der DC-Anschlüsse des Zwischenkreises und damit der DC-Quelle je nach eingestellter Asymmetrie gegenüber einer Situation mit symmetrisch geladenem Zwischenkreis verschoben sind. Die Symmetrierschaltung entnimmt dabei einer Zwischenkreishälfte einen Strom und führt der anderen Zwischenkreishälfte einen anderen Strom zu. Diese beiden Ströme überlagern sich mit den Strömen, die vom Zwischenkreis ausgehend über die DC-Seite und/oder die Wechselrichterbrücke ausgetauscht werden, zu Gesamtströmen, die jeweils im zeitlichen Integral und durch die Zwischenkreis-Kapazität geteilt die Spannung der jeweiligen Zwischenkreishälfte ergeben. Durch Regulierung der Ströme der Symmetrierschaltung können die Gesamtströme beeinflusst und damit die Asymmetrie der Spannungen der Zwischenkreishälften gehalten oder geändert werden.
Alternativ oder zusätzlich kann die Asymmetrie des Zwischenkreises und die erste und/oder zweite Potentiallage der DC-Potentiale mittels Interaktion mit der AC-Seite des Wechselrichters erzeugt bzw. gehalten werden.
Bei einem Mehrlevel-Wechselrichter, bei dem ein Mittelpunkt des Zwischenkreises zeitweise direkt mit einem Schaltknoten der Halbbrücken verbunden wird, führt das Aufprägen eines Nullsystems zu einer ungleichmäßigen Belastung der Zwischenkreishälften und damit zeitlich aufintegriert zu einer Asymmetrie des Zwischenkreises.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird die erste und/oder die zweite Asymmetrie durch die Brückenschaltung initial hergestellt, indem die Brückenschaltung eine initialisierende Nullsystem-Spannung erzeugt, wobei die initialisierende Nullsystem-Spannung einen anhand einer Regelung ermittelten Verlauf aufweist und eine initiale Asymmetrie des Zwischenkreises erzeugt. Die gewünschte Potentiallage wird dann mittels einer stabilisierenden Nullsystem-Spannung eingestellt, die in Zusammenspiel mit der durch die initialisierende Nullsystem-Spannung hervorgerufene initiale Asymmetrie die gewünschte Potentiallage ergibt und ebenfalls einen anhand einer Regelung ermittelten Verlauf aufweist. Konkret kann dazu ein Regler benutzt werden, der den Sollwert für die Potentiallage einregelt, indem er als Stellgröße die Nullsystem-Spannung verändert. Das Einstellen der ersten und/oder zweiten Potentiallage auf den ersten bzw. den zweiten Sollwert erfolgt dann direkt an diesem Regler. Die initialisierende und die stabilisierende Nullsystem-Spannung weisen dabei unterschiedliche Vorzeichen auf. Die Wechselrichterbrücke kann dabei das initialisierende und/oder das stabilisierende Nullsystem erzeugen, indem sie einen konstanten Spannungsoffset auf allen Phasenleitern und ggf. auf dem N-Leiter gegenüber Erdpotential erzeugt. Sofern ein konkreter Wechselrichter mit geteiltem Zwischenkreis bereits einen Symmetrieregler aufweist, der mit Hilfe eines Nullsystems, das durch von den Brückenzweigen gestellte Einzelspannungen aufprägt wird, eine geeignete unsymmetrische Belastung der Zwischenkreishälften zur Reduzierung von Asymmetrien herstellen kann, kann dieser Symmetrieregler mit dem anmeldungsgemäßen Nullsystem überlagert werden, indem der Sollwert für den Symmetrieregler anstelle des üblichen Sollwerts von Null einen endlichen Wert erhält. Da das Nullsystem selbst eine Störgröße für eine solche überlagerte Regelung darstellt, muss es ausgeregelt werden, es genügt nicht, nur die Asymmetrie zu regeln.
Alternativ oder zusätzlich kann die initiale Asymmetrie auch hergestellt werden, indem der Zwischenkreis zunächst asymmetrisch belastet wird, d.h. indem unterschiedliche elektrische Leistungen mit den Teilkapazitäten ausgetauscht werden. Eine entweder durch das initialisierende Nullsystem oder durch die asymmetrische Belastung hergestellte initiale Asymmetrie des Zwischenkreises würde sich jedoch insbesondere im Falle einer Zufuhr elektrischer Leistung aus der DC-Quelle in den Zwischenkreis und/oder bei Entnahme elektrischer Leistung aus dem Zwischenkreis zur Einspeisung in ein AC-Netz durch den Wechselrichter selbst verstärken und wird daher durch das stabilisierende Nullsystem stabilisiert, um die gewünschte Asymmetrie entweder für die erste Zeitdauer konstant zu halten oder mit einer niedrigen Frequenz zu modulieren.
Im Gleichrichterbetrieb, also bei einem Transfer elektrischer Leistung von der AC-Seite zur DC-Seite des Wechselrichters würde sich eine initial hergestellte Asymmetrie des Zwischenkreises von selbst im Betrieb abbauen. Daher muss die gewünschte Asymmetrie auch im Gleichrichterbetrieb stabilisiert werden
Das Verfahren unter Verwendung der Nullsystem-Spannung wird bevorzugt bei Wechselrichtern angewendet, bei denen der Mittelpunkt des Zwischenkreises keine Verbindung mit dem N-Leiter des AC-seitig anschließbaren AC-Netzes aufweist und insofern kein fester Erdbezug des Mittelpunktes des Zwischenkreises besteht.
In einer Ausführungsform des Verfahrens weist die Nullsystem-Spannung zur Einstellung der ersten Potentiallage auf einen modulierten Sollwert selbst eine Modulation mit einer Frequenz auf, die um mindestens den Faktor 100 kleiner ist als die Frequenz der AC-Austauschleistung.
In einer alternativen Ausführungsform können die Nullsystem-Spannungen auch zur Einstellung der ersten und/oder zweiten konstanten Potentiallage zeitweise und insbesondere für die erste und/oder die zweite Zeitdauer weitgehend konstant sein, insbesondere sobald ein eingeregelter Gleichgewichtszustand aus asymmetrisch dem Zwischenkreis zufließender und asymmetrisch dem Zwischenkreis entnommener Leistung erreicht ist. Unter weitgehend konstant wird vorliegend verstanden, dass die Werte abgesehen von Schwankungen zum Ausregeln der ersten bzw. zweiten Potentiallage konstant sind. Unter weitgehend konstant kann ebenfalls verstanden werden, dass die Nullsystem-Spannungen zumindest ohne Vorzeichenwechsel während der ersten und/oder zweiten Zeitdauer sind. Dies erleichtert die jeweiligen Teilmessungen bei einer bestimmten quasistationären Potentiallage.
Eine solche Ausführungsform des Verfahrens kann z. B. auch durch einen Wechselrichter ohne Zwischenkreis-Symmetrierschaltung umgesetzt werden, indem eine initiale Asymmetrie mittels Erzeugung eines stabilisierenden Nullsystems stabilisiert wird, so dass sich die durch den Sollwert vorgegebene erste bzw. zweite Potentiallage einstellt. Dabei kann für jeden Ausgangsanschluss L1, L2, L3 bzw. N des Wechselrichters eine separate Halbbrücke vorgesehen sein. Die Asymmetrie kann zudem mittels Erzeugung des initialisierenden Nullsystems „initialisiert“ werden, wobei das stabilisierende Nullsystem zur Stabilisierung der Potentiallage - zumindest im Wechselrichterbetrieb - ein entgegengesetztes Vorzeichen als das initialisierende Nullsystem zur Initialisierung der Asymmetrie aufweist.
In einer Ausführungsform umfasst, die erste und/oder die zweite Zeitdauer zumindest 1 Sekunde, insbesondere mehrere Sekunden.
In einer Ausführungsform wird die Einstellung der ersten und/oder zweiten Potentiallage periodisch wiederholt, insbesondere niederfrequent wiederholt. Niederfrequent bedeutet vorliegend das die Frequenz mindestens 100-mal kleiner ist als eine AC-Frequenz der Austauschleistung des Wechselrichters.
Es ist möglich, das Verfahren zur Isolationswiderstandsmessung einer DC-seitig an den Wechselrichter angeschlossenen DC-Quelle zu verwenden. Hierfür wird zunächst die erste Potentiallage des Zwischenkreises eingestellt und ein erster Erdstrom innerhalb der ersten Zeitdauer oder zu einem Zeitpunkt in der ersten Halbwelle eingestellt. Dann wird die zweite Potentiallage eingestellt und ein zweiter Erdstrom innerhalb der zweiten Zeitdauer erfasst, oder ein zweiter Erdstrom zu einem Zeitpunkt in der zweiten Halbwelle der modulierten ersten Potentiallage erfasst. Aus den eingestellten Potentiallagen und den gemessenen Erdströmen wird dann der Isolationswiderstand der DC-Seite des Wechselrichters mittels an sich bekannter Rechenoperationen ermittelt.
Die DC-Anschlüsse des Zwischenkreises, die den DC-Anschlüssen der DC-Seite des Wechselrichters entsprechen, werden durch das Verfahren auf ihre jeweilige erste oder zweite Potentiallage gebracht. Die DC-Anschlüsse sind mit der DC-Quelle verbindbar. Die Potentiallage der DC-Anschlüsse entspricht dann der Potentiallage der DC-Anschlüsse der DC-Quelle, falls diese DC-seitig mit dem Wechselrichter verbunden ist. Das Verfahren ermöglicht damit eine fortlaufende Ermittlung eines Isolationswiderstandes einer DC-Quelle, z. B. einer Gleichstrom-Energiequelle, insbesondere eines PV-Generators auf der DC-Seite des Wechselrichters, während der Wechselrichter elektrische Leistung zwischen seiner AC-Seite und seiner DC-Seite austauscht, z.B. um elektrische Leistung eines angeschlossenen PV-Generators in ein angeschlossenes AC-Netz einzuspeisen. Hierdurch kann die Sicherheit einer PV-Anlage im Betrieb erhöht werden.
Ein Wechselrichter ist zum Austausch elektrischer Leistung zwischen einer DC-Seite und einer AC-Seite eingerichtet. Der Wechselrichter weist eine Brückenschaltung und einen zwischen der DC-Seite und der Brückenschaltung angeordneten geteilten Zwischenkreis mit mindestens zwei Teilkapazitäten auf. Der Wechselrichter ist eingerichtet, eine erste Potentiallage von DC-Potentialen der Teilkapazitäten des Zwischenkreises gegenüber Erdpotential zu erzeugen. Die erste Potentiallage wird durch Herstellen einer ersten Asymmetrie der Spannungen der Teilkapazitäten zueinander erzeugt. Der Wechselrichter ist weiter eingerichtet, die erste Potentiallage auf einen ersten Sollwert einzustellen. Der erste Sollwert wird für eine erste Zeitdauer konstant gehalten oder niederfrequent moduliert. Niederfrequent bedeutet eine Frequenz, die mindestens 100-mal kleiner ist als eine AC-Frequenz der AC-seitigen Austauschleistung des Wechselrichters.
Der Wechselrichter kann weiter eingerichtet sein, eine zweite Potentiallage von DC-Potentialen der Teilkapazitäten des Zwischenkreises gegenüber Erdpotential durch Herstellen einer zweiten Asymmetrie mit umgekehrtem Vorzeichen gegenüber der ersten Asymmetrie oder einer Symmetrie der Spannungen der Teilkapazitäten zueinander zu erzeugen. Der Wechselrichter kann weiter eingerichtet sein, die zweite Potentiallage für eine zweite Zeitdauer auf einen zweiten Sollwert einzustellen oder die Symmetrie des Zwischenkreises für eine zweite Zeitdauer auf einen Asymmetrie-Sollwert von null einzustellen.
In einer Ausführungsform ist der Wechselrichter eingerichtet, die Potentiallage durch eine Modulation der Asymmetrie mit wechselndem Vorzeichen in unterschiedlichen Halbwellen auf einen modulierten ersten Sollwert einzustellen.
In einer Ausführungsform weist der Wechselrichter eine Vorrichtung zur Umverteilung von Ladung innerhalb des geteilten Zwischenkreises auf. Die Vorrichtung zur Umverteilung von Ladung kann zum Beispiel als Symmetrierschaltung ausgebildet und zwischen den Teilkapazitäten des Zwischenkreises angeordnet sein. Beispielsweise ist die Symmetrierschaltung als DC/DC-Wandler zum Transfer von Ladungen zwischen den Teilkapazitäten des Zwischenkreises ausgebildet.
So kann die Asymmetrie mit Mitteln auf der DC-Seite des Wechselrichters erzeugt und die Potentiallage der DC-Potentiale der Teilkapazitäten des Zwischenkreises gegenüber Erdpotential entsprechend des Sollwerts eingestellt werden, indem Ladung zwischen den Zwischenkreishälften ausgetauscht wird, insbesondere mittels der Symmetrierschaltung. Es ist möglich, dass der Mittelpunkt des Zwischenkreises dabei einen festen Bezug zum Erdpotential aufweist, beispielsweise durch direkte oder mittelbare Verbindung mit dem Neutralleiter eines AC-seitig angeschlossenen AC-Netzes. Bei Vorliegen eines solchen festen Potentialbezugs zwischen Mittelpunkt des Zwischenkreises und N-Leiter des AC-Netzes, insbesondere bei einer direkten solchen Verbindung, ist die Verwendung einer Zwischenkreis-Symmetrierschaltung zur Herstellung der Asymmetrie des Zwischenkreises und zum Einstellen der geforderten Potentiallagen besonders vorteilhaft.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, einen Null- oder Neutralleiter (N-Leiter) eines auf der AC-Seite anschließbaren AC-Netzes über die Wechselrichter-Brückenschaltung mit einem Mittelpunkt des Zwischenkreises zwischen einer ersten Teilkapazität und einer zweiten Teilkapazität des Zwischenkreises zu verbinden.
In einer Ausführungsform ist die Wechselrichter-Brückenschaltung eingerichtet, eine initialisierende Nullsystem-Spannung zu erzeugen, welche die Potentiallage des Mittelpunktes des Zwischenkreises zwischen der ersten und der zweiten Teilkapazität des Zwischenkreises gegenüber dem Erdpotential verschiebt und den Zwischenkreis asymmetrisch belastet. Durch eine solche initialisierende Nullsystem-Spannung kann eine initiale Asymmetrie des Zwischenkreises hergestellt werden, die jedoch insbesondere bei gleichbleibendem Vorzeichen des initialisierenden Nullsystems immer weiter ansteigen würde.
Vorzugsweise ist die Brückenschaltung daher eingerichtet, eine stabilisierende Nullsystem-Spannung zu erzeugen, welche die Potentiallage des Mittelpunktes des Zwischenkreises gegenüber dem Erdpotential ebenfalls verschiebt und den Zwischenkreis asymmetrisch belastet, jedoch mit einem gegenüber dem initialisierenden Nullsystem umgekehrten Vorzeichen. Durch die stabilisierende Nullsystem-Spannung kann die erste und/oder die zweite Asymmetrie des Zwischenkreises beeinflusst und insbesondere die Potentiallage auf den geforderten Sollwert eingestellt und stabilisiert werden. Die initialisierende und die stabilisierende Nullsystem-Spannung weisen dabei unterschiedliche Vorzeichen auf, was im Wechselrichter-Betrieb des Wechselrichters eine Stabilisierung der Asymmetrie des Zwischenkreises bewirkt.
Bei einem Wechselrichter mit mehr als zwei Teilkapazitäten in einer Reihenschaltung, also mehr als drei DC-Potentialen im Zwischenkreis, beispielsweise einem 5-Level-Wechselrichter mit einem viergeteilten Zwischenkreis mit fünf Spannungsabgriffen, kann das Verfahren entsprechend umgesetzt werden, entweder indem eine vorhandene Symmetrierschaltung zur Erzeugung der Asymmetrie und zur Einstellung der Potentiallage auf mehr als zwei Teilkapazitäten eines Zwischenkreises wirkt, oder durch Erzeugung des Nullsystems.
Das beschriebene Verfahren und der beschriebene Wechselrichter bieten den Vorteil, dass zumindest die Ausführungsformen mit Ladungstransfer zwischen den Teilkapazitäten auch für Wechselrichter anwendbar sind, bei denen der Mittelpunkt des Zwischenkreises mit dem N-Leiter eines AC-Netzes verbunden ist. Es ermöglicht eine fortlaufende Ermittlung und damit permanente Überwachung des Isolationswiderstandes einer an den Wechselrichter angeschlossenen DC-Quelle. Insbesondere kann die Überwachung bei einem transformatorlosen Wechselrichter in einfacher, kostengünstiger und zuverlässiger Form erfolgen. Die Ausführungsformen ohne Ladungstransfer zwischen den Teilkapazitäten des Zwischenkreises weisen den weiteren Vorteil auf, ohne spezielle Symmetrierschaltung auszukommen.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Im Folgenden wird die Anmeldung anhand in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.

1 zeigt ein Verfahren zum Betreiben eines Wechselrichters,
2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Wechselrichters mit angeschlossener DC-Quelle und angeschlossenem AC-Netz,
3 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel des Wechselrichters mit angeschlossener DC-Quelle und angeschlossenem AC-Netz,
4 zeigt schematisch ein Ersatzschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines geteilten Zwischenkreises mit Stromquelle, und.
5 zeigt beispielhafte Zeitverläufe von Spannungen auf der DC-Seite eines Wechselrichters und von Nullsystemspannungen bei Anwendung eines anmeldungsgemäßen Verfahrens.

In den Figuren sind gleiche oder ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Darstellungen in den Figuren können nicht maßstäblich sein.
FIGURENBESCHREIBUNG
1 zeigt schematisch ein Verfahren zum Betreiben eines Wechselrichters 10 (vergleiche 2 und 3), wie es bei einem Verfahren zur Isolationswiderstandsmessung Anwendung finden kann. Der Wechselrichter 10 ist zum Austausch elektrischer Leistung zwischen einer DC-Seite und einer AC-Seite eingerichtet. Der Wechselrichter 10 weist eine Brückenschaltung 12 und einen zwischen der DC-Seite und der Brückenschaltung 12 angeordneten geteilten Zwischenkreis 14 mit mindestens zwei Teilkapazitäten auf.
In S1 wird eine erste Potentiallage von DC-Potentialen der Teilkapazitäten des Zwischenkreises 14 gegenüber Erdpotential durch Herstellen einer ersten Asymmetrie der Spannungen der Teilkapazitäten zueinander erzeugt. Dies kann z. B. durch Ladungstransfer zwischen den Teilkapazitäten oder durch Einstellung einer Nullsystemspannung auf der AC-Seite des Wechselrichters 10 geschehen (vgl. 2,3).
Ein geteilter Zwischenkreis weist einen Mittelpunkt M auf, und eine jeweilige Teilkapazität ist zwischen der Mittelpunkt M und einem jeweiligen DC-Anschluss des Zwischenkreises angeordnet. Der DC-Anschluss des Zwischenkreises kann dabei dem DC-Anschluss der DC-Seite des Wechselrichters 10 entsprechen. Bei einer DC-seitig angeschlossenen DC-Quelle 18, z. B. einem Photovoltaik-Generator, entspricht dabei jedes DC-Potential des geteilten Zwischenkreises einem Potential an einem DC-Anschluss der DC-Seite des Wechselrichters 10 und damit der DC-Quelle 18. Wird nun der Mittelpunkt M auf Erdpotential gehalten, so führt eine Asymmetrie des Zwischenkreises 14, d. h. eine ungleiche Ladung und damit ungleiche Spannung der Teilkapazitäten des geteilten Zwischenkreises 14 zu einer Verschiebung der DC-Potentiale der DC-Anschlüsse des Zwischenkreises 14 gegenüber dem Erdpotential.
In S2 wird die erste Potentiallage auf einen ersten Sollwert eingestellt. Der erste Sollwert wird dabei für eine erste Zeitdauer konstant gehalten oder mit einer Frequenz moduliert, die mindestens 100-mal kleiner ist als eine AC-Frequenz der Austauschleistung des Wechselrichters 10.
Bei einem asymmetrisch geladenem geteilten Zwischenkreis 14, bei dem der Mittelpunkt M mit Erdpotential verbunden ist oder auf Erdpotential gehalten wird, ist die Spannungsverteilung zwischen dem Mittelpunkt M und den DC-Anschlüssen des Zwischenkreises 14 unsymmetrisch. Dies bedeutet, dass der Mittelpunkt M nicht mehr in der Mitte der beiden DC-Potentiale der DC-Anschlüsse des Zwischenkreises liegt. Daher auch der Begriff Asymmetrie des Zwischenkreises 14.
Nach der Einstellung der ersten Potentiallage in S2 wird in S3 ein erster Erdstrom innerhalb der ersten Zeitdauer, innerhalb derer der erste Sollwert gehalten wird, oder zu einem Zeitpunkt in der ersten Halbwelle bei einem modulierten ersten Sollwert erfasst.
In S4 wird eine zweite Potentiallage von DC-Potentialen der Teilkapazitäten des Zwischenkreises 14 gegenüber Erdpotential durch Herstellen einer zweiten Asymmetrie des Zwischenkreises, d. h. durch Herstellen einer Asymmetrie der Spannungen der Teilkapazitäten zueinander erzeugt. Alternativ wird in S4 eine Symmetrie des Zwischenkreises hergestellt. Beides kann z. B. durch Ladungstransfer zwischen den Zwischenkreisteilen oder durch Einstellung einer Nullsystemspannung auf der AC-Seite des Wechselrichters 10 geschehen (vgl. 2,3).
In S5 wird die zweite Potentiallage für eine zweite Zeitdauer auf einen zweiten Sollwert mit umgekehrtem Vorzeichen gegenüber dem ersten Sollwert eingestellt oder es wird die Symmetrie des Zwischenkreises für eine zweite Zeitdauer auf einen zweiten Sollwert von null eingestellt.
Nach dem Einstellen der zweiten Potentiallage in S5 wird in S6 wieder der Erdstrom innerhalb der zweiten Zeitdauer erfasst. Alternativ wird nach Erfassung des ersten Erdstromes zu einem Zeitpunkt in der ersten Halbwelle des modulierten ersten Sollwertes (in S3) in S6 dann der zweite Erdstrom zu einem Zeitpunkt in der zweiten Halbwelle des modulierten ersten Sollwertes erfasst. Für einen modulierten ersten Sollwert der Asymmetrie des Zwischenkreises 14 kann also eine getrennte Einstellung der zweiten Potentiallage in den Schritten S4 und S5 entfallen und nach S3 direkt S6 ausgeführt werden.
Nach S6 wird dann in S7 der Isolationswiderstand aus den eingestellten Potentiallagen und den erfassten Erdströmen berechnet.
In Ausführungsformen ist es möglich, das Verfahren zur Isolationswiderstandsmessung während des normalen Betriebs des Wechselrichters 10 wiederholt auszuführen. Dies ist durch den gestrichelten Pfeil zwischen S7 und S1 in 1 dargestellt.
In 2 ist ein Wechselrichter 10 mit DC-seitig angeschlossener DC-Quelle 18 und AC-seitig angeschlossenem AC-Netz 16 schematisch dargestellt. Das AC-Netz 16 ist als dreiphasiges Wechselspannungsnetz mit Null- oder Neutralleiter N ausgebildet und weist die drei Wechselspannungs-Phasen L1, L2 und L3 auf. Der Wechselrichter 10 weist eine Brückenschaltung 12 auf, welche die Umwandlung von Gleichstrom zu Wechselstrom und/oder umgekehrt bewirkt. Die Brückenschaltung weist hierfür bevorzugt getaktete Halbleiterschalter auf. In 2 ist die Brückenschaltung als Ersatzschaltbild dargestellt und weist phasenbezogene Ersatz-Stromquellen, Q.N, Q.1, Q.2 und Q.3, auf. Durch das Ersatzschaltbild ist das elektrische Verhalten der geeignet getakteten Brückenschaltung nachgebildet. Im dargestellten Beispiel ist jeder Phase L1, L2, L3, N eine Ersatzstromquelle zugeordnet. Dem Nullleiter N ist die Ersatzstromquelle, Q.N, zugeordnet. Dem Phasenleiter L1 ist die Ersatzstromquelle Q.1 zugeordnet, dem Phasenleiter, L2 ist Ersatzstromquelle Q.2, zugeordnet, und dem Phasenleiter L3 ist Ersatzstromquelle Q.3, zugeordnet. In einer Ausführungsform kann jede der Ersatzstromquellen Q.N, Q.1, Q.2 und Q.3 eine Brückenschaltung aufweisen, insbesondere eine Halbbrücke mit mindestens zwei getakteten Halbleiterschaltern.
Der Wechselrichter 10 weist weiter einen geteilten Zwischenkreis 14 auf. Der geteilte Zwischenkreis 14 weist zwei Teilkapazitäten und einen Mittelpunkt M auf. Der Mittelpunkt M kann optional AC-seitig mit dem Nullleiter N des AC-Netzes 16 verbunden sein (gestrichelte Linie in 2). Hierdurch kann der Mittelpunkt M auf Erdpotential gehalten werden.
Zwischen den beiden Teilkapazitäten des Zwischenkreises 14 ist ein DC/DC-Wandler 20 angeordnet. Dieser ist eingerichtet, Ladung zwischen den beiden Teilkapazitäten zu transferieren. Der DC/DC-Wandler 20 kann daher als Symmetrierer zwischen den beiden Teilkapazitäten wirken, d.h. eine möglichst identische Ladung der Teilkapazitäten einstellen, sofern dies gewünscht ist.
Über den DC/DC-Wandler 20 kann auch Ladung zwischen den Teilkapazitäten verschoben werden, um eine Asymmetrie des Zwischenkreises herzustellen. Eine Asymmetrie bedeutet, dass die Hälften des Zwischenkreises 14 jeweils unterschiedliche elektrische Ladung haben. Die Spannungen der Teilkapazitäten sind bei einem asymmetrischen Zwischenkreis daher unterschiedlich und insofern asymmetrisch zueinander. Der DC/DC-Wandler 20 kann daher sowohl als Symmetrierschaltung als auch als Asymmetrierschaltung wirken und durch Ladungstransfer zwischen den Teilkapazitäten des Zwischenkreises eine Asymmetrie des Zwischenkreises herstellen sowie eine geforderte Potentiallage einstellen. Insbesondere kann der DC/DC-Wandler 20 die Potentiallage auf den ersten und/oder den zweiten Sollwert einstellen. Durch geeignete Ansteuerung des DC/DC-Wandlers kann der erste Sollwert auch moduliert werden.
Eine einmal erzeugte Asymmetrie würde sich - je nach Betriebsmodus des Wechselrichters 10 - selbsttätig verstärken (Wechselrichterbetrieb, Leistungstransfer von DC nach AC) bzw. abbauen (Gleichrichterbetrieb, Leistungstransfer von AC nach DC) und sollte daher von der Symmetrierschaltung (Asymmetrierschaltung) so festgehalten werden, dass die Potentiallage auf dem gewünschten Wert gehalten wird. Hierzu kann der erste oder der zweite Sollwert für die Symmetrierschaltung abweichend zum Wert von Null für einen symmetrischen Zwischenkreis auf einen gewünschten Asymmetrie-Sollwert eingestellt wird, z.B. auf 50 Volt bei einer gegebenen Gesamtspannung des Zwischenkreises von z.B. 1000 V.
Durch jeweilige Erfassung des Erdstromes bei der ersten Potentiallage, bei der zweiten Potentiallage, und/oder bei Symmetrie des Zwischenkreises kann der Isolationswiderstand der angeschlossenen DC-Quelle 18 ermittelt werden.
In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Wechselrichters 10 dargestellt. Im dargestellten Beispiel weist der Zwischenkreis 14 des Wechselrichters 10 keine Symmetrierschaltung auf. Der Mittelpunkt des geteilten Zwischenkreises 14 im dargestellten Beispiel gemäß 3 ist nicht mit dem Nullleiter N des AC-Netzes 16 verbunden und weist insofern keinen festen Erdbezug auf. Auch in 3 ist der Wechselrichter 10 DC-seitig mit der DC-Quelle 18 und AC-seitig mit dem AC-Netz 16 verbunden. Die DC-Quelle 18 ist beispielsweise als Photovoltaikgenerator ausgebildet. Das AC-Netz 16 ist beispielsweise ein dreiphasiges Wechselspannungsnetz mit Nullleiter N. Die erste Phase des Wechselspannungsnetzes ist mit L1 bezeichnet, die zweite Phase des Wechselspannungsnetzes ist mit L2 bezeichnet, und die dritte Phase des Wechselspannungsnetzes ist mit L3 bezeichnet.
Die Brückenschaltung 12 ist als elektrisches Ersatzschaltbild mit Quellen Q.1, Q.2, Q.3 und Q.N dargestellt und dazu eingerichtet, zusätzlich zu den üblichen Phasen- bzw. Außenleiterspannungen ein Nullsystem 30 auszubilden. Im in 3 dargestellten Beispiel ist das Nullsystem im elektrischen Ersatzschaltbild als Spannungsquelle 30 dargestellt. Durch Einstellen einer initialisierenden Nullsystemspannung kann der Zwischenkreis 14 asymmetrisch belastet und dadurch in einen asymmetrischen Zustand gebracht werden. Wird der Wechselrichter 10 im Wechselrichter-Betrieb betrieben, d. h. wird er in einem Betriebsmodus betrieben, in dem elektrische Leistung von der DC Seite, zum Beispiel der DC-Quelle 18, zur AC-Seite, zum Beispiel dem AC-Netz 16, transferiert wird, so würde eine beispielsweise durch das Nullsystem 30 erzeugte Asymmetrie sich im Betrieb selbst verstärken, insbesondere durch eine ungleichmäßige Aufteilung der aus der DC-Quelle in den Zwischenkreis fließenden DC-Leistung auf die Teilkapazitäten. Nach Einstellen der initialisierenden Nullsystem-Spannung wird also in einem zweiten Schritt eine stabilisierende Nullsystem Spannung erzeugt, welche das entgegengesetzte Vorzeichen zur initialisierenden Nullsystem-spannung hat. Hierdurch wird der Zwischenkreis gegenläufig zur DC-seitig asymmetrisch zufließenden Leistung asymmetrisch belastet und die Asymmetrie des Zwischenkreises stabilisiert, so dass die Potentiallage auf den ersten Sollwert eingestellt wird. Durch Einstellen von weiteren initialisierenden und danach stabilisierenden Nullsystem Spannungen kann dann entsprechend die zweite Potentiallage eingestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die erste Asymmetrie des Zwischenkreises 14 und damit die Potentiallage zeitlich niederfrequent moduliert werden, insbesondere durch entsprechende Modulation des Nullsystems.
Die jeweils durch das initialisierende Nullsystem 30 erzeugte Asymmetrie kann somit durch die AC-seitige Erzeugung des stabilisierenden Nullsystems 30 stabilisiert und die Potentiallage dadurch eingestellt werden. Die Asymmetrie im Zwischenkreis 14 führt zu einer ungleichmäßigen Aufteilung der zufließenden DC-Leistung auf die Teilkapazitäten. Es wird daher das stabilisierende Nullsystem 30 erzeugt und so geregelt, dass der ungleichmäßige Leistungszufluss in die Teilkapazitäten (bei Verwendung einer DC-Quelle 18, z.B. PV-Generator (PV Photovoltaik) spiegelbildlich als ungleichmäßige Leistungsentnahme aus den Zwischenkreishälften kompensiert wird, so dass die Asymmetrie und damit die Potentiallage konstant bleibt. Dies kann auch als Asymmetrieregler bezeichnet werden.
Zu beachten ist, dass die Erzeugung des Nullsystems 30 nur möglich ist, wenn der Mittelpunkt M nicht direkt mit dem N-Leiter N verbunden ist.
In 4 sind zwei Ersatzschaltbilder des Zwischenkreises 14 mit einer angeschlossenen 3-Level-Halbbrücke dargestellt. Links sind beispielhaft mögliche Schalter (hier IGBTs) gezeigt, mit denen der Schaltknoten links der Drossel mit den drei Abgriffen des Zwischenkreises verbunden werden kann. Mittels geeigneter Ansteuerung der Halbleiterschalter der Brückenschaltung kann ein Verhalten der Brückenschaltung erzeugt werden, welches ausgangsseitig dem Verhalten einer Spannungsquelle Q, Q.1, Q.2, Q.3, Q.N auf den Leitern des AC-Netzes entspricht. Der Spannungswert der Spannungsquelle ergibt sich dabei aus der Spannung einer Zwischenkreishälfte multipliziert mit dem Tastgrad des zugeordneten Schalters. Die Belastungen der Zwischenkreishälften können durch Stromquellen dargestellt werden, deren Wert sich aus dem Drosselstrom multipliziert mit dem Tastgrad des der Zwischenkreishälfte zugeordneten Schalters ergibt. Durch eine entsprechende Ansteuerung der Brückenschaltung 12 kann auch die Nullsystemspannung 30 erzeugt werden. In 4 sind die Darstellungen in der rechten und der linken Hälfte äquivalent und stellen jeweils ein elektrisches Ersatzschaltbild des Verhaltens eines Brückenzweiges der Brückenschaltung 12 dar.
Die Erzeugung des Nullsystems 30 führt zu einer an sich unerwünschten Verschiebung des Potentials des Mittelpunktes M gegenüber dem Erdpotential, die der Asymmetrie-induzierten Potentialverschiebung entgegenwirkt. Daher ist die resultierende DC-seitige Potentialverschiebung tendenziell kleiner als die Potentialverschiebung, die durch die Asymmetrie des Zwischenkreises alleine hervorgerufen wird. Die initiale Asymmetrie durch die initialisierende Nullsystem-Einspeisung 30 sollte also größer sein als die Potentialverschiebung des Mittelpunktes M, die durch die zur Stabilisierung der Asymmetrie notwendige stabilisierende Nullsystem-Einspeisung 30 induziert wird.
Elektrische Dreiphasensystemen können durch sogenannte Phasoren beschrieben werden. Die Aufteilung der Phasoren erfolgt dabei in ein symmetrisches Mitsystem, dessen Zeiger sich mit dem Drehfeld bewegen, in ein Gegensystem mit gegenläufigem Drehfeld und in ein Nullsystem. Im Nullsystem haben die Phasoren der verschiedenen Phasen gleiche Richtung und gleiche Länge. Nullsysteme treten in asymmetrischen Dreiphasensystemen auf.
Die in Bezug auf 3, 4 beschriebene Ausführungsform kann z. B. für Wechselrichter 10 eingesetzt werden, bei denen der Aufwand für eine Symmetrierschaltung 20 unverhältnismäßig groß ist und bei denen alle Ausgangsanschlüsse, Phasenleiter L1, L2, L3 und Neutralleiter N, über jeweils eine eigene Halbbrücke der Brückenschaltung 12 gestellt werden, so dass das gewünschte Nullsystem auf die Leiter des AC-Netzes eingespeist werden kann.
5 zeigt beispielhaft die Zeitverläufe der Potentiallagen der DC-Potentiale der Teilkapazitäten eines Zwischenkreises gegen Erdpotential bei der Durchführung eines anmeldungsgemäßen Verfahrens zur Isolationswiderstandsmessung mit Hilfe einer Nullsystemspannung. Dabei ist der Verlauf des negativen DC-Potential des Zwischenkreises mit dem Bezugszeichen 51 und der Verlauf des positiven DC-Potentials mit dem Bezugszeichen 52 bezeichnet. Zusätzlich ist mit dem Bezugszeichen 50 der Verlauf eines virtuellen Mittenpotentials des Zwischenkreises bezeichnet, d.h. der Verlauf des arithmetischen Mittels zwischen den DC-Potentialen 51, 52. Weiterhin sind in 5 der Verlauf der Nullsystem-spannung mit dem Bezugszeichen 53 und der Verlauf der resultierenden Asymmetrie der Spannungen der Teilkapazitäten des Zwischenkreises mit dem Bezugszeichen 54 dargestellt.
In einer Ausgangssituation zum Zeitpunkt t=0 befindet sich der Zwischenkreis in einem symmetrischen Zustand, d.h. die DC-Potentiale 51, 52 haben den gleichen Betrag mit unterschiedlichen Vorzeichen, und das virtuelle Mittenpotential 50 entspricht dem Bezugspotential des Systems, insbesondere dem Erdpotential, und hat definitionsgemäß den Wert null.
Das Verfahren startet zum Zeitpunkt t1 mit dem Schritt S1 (vergleiche 1), in dem eine erste Potentiallage der DC-Potentiale 51, 52 der Teilkapazitäten des Zwischenkreises gegenüber Erdpotential durch Herstellen einer ersten Asymmetrie der Spannungen der Teilkapazitäten zueinander erzeugt wird. Dazu wird im Zeitraum zwischen t1 und t2 ein initialisierendes Nullsystem erzeugt, indem die Nullsystemspannung 53 einen positiven Wert annimmt. Dadurch wird zunächst die Potentiallage des Zwischenkreises insgesamt angehoben, so dass die DC-Potentiale 51, 52 und das virtuelle Mittenpotential 50 zunächst proportional zur Nullsystemspannung 53 ansteigen. Bei einem gegebenen Leistungsaustausch vom Zwischenkreis auf die AC-Seite des Wechselrichters wird der Zwischenkreis aufgrund dieser Anhebung der Potentiallage asymmetrisch belastet und eine Asymmetrie, d.h. eine Differenz zwischen den Beträgen der DC-Potentiale 51, 52 entsteht, so dass die Asymmetrie 54 ansteigt; dies ist auch daran erkennbar, dass das virtuelle Mittenpotential 50 die Nullsystemspannung 53 um den Betrag der Asymmetrie 54 übersteigt.
Zum Zeitpunkt t2 hat die Asymmetrie 54 einen Zielwert erreicht und die Nullsystemspannung 53 geht auf den Wert null zurück, da keine weitere asymmetrische Belastung durch ein initialisierenden Nullsystem mehr nötig ist. Zum Zeitpunkt t2 liegt somit eine erste Asymmetrie vor, und die DC-Potentiale 51, 52 sind gegenüber dem Ausgangszustand um den Betrag der Asymmetrie 54 zum Zeitpunkt t2 verschoben.
Anschließend wird gemäß Schritt S2 in 1 die Potentiallage auf einen ersten Sollwert eingestellt. Wenn nach dem Zeitpunkt t2 kein Nullsystem erzeugt werden würde, würde der Zwischenkreis aufgrund der vorliegenden Asymmetrie durch den Zufluss elektrischer Leistung aus der DC-Quelle asymmetrisch geladen und die Asymmetrie 54 würde eskalieren. Daher wird ein stabilisierendes Nullsystem erzeugt, indem die Nullsystemspannung 53 auf einen Wert mit umgekehrtem Vorzeichen im Vergleich zum initialisierenden Nullsystem zwischen t1 und t2 eingestellt wird. Dadurch wird der asymmetrische Zufluss an elektrischer Leistung in den Zwischenkreis spiegelbildlich durch eine asymmetrische Entnahme elektrischer Leistung aus dem Zwischenkreis ausgeglichen, so dass die Asymmetrie 54 konstant bleibt. Da das stabilisierende Nullsystem wiederum eine Verschiebung der Potentiallage des Zwischenkreises insgesamt hervorruft, die der Verschiebung durch die Asymmetrie entgegengesetzt ist, ergibt sich eine resultierende Potentiallage der DC-Potentiale 51, 52, die gegenüber der symmetrischen Ausgangslage um die Summe aus Asymmetrie 54 und Nullsystemspannung 53 verschoben ist, gut erkennbar an der Lage des virtuellen Mittenpotentials 50.
Im Zeitraum zwischen t2 und t3 wird gemäß Schritt S3 aus 1 eine erste Messung eines Erdstroms durchgeführt und den konkreten Werten der DC-Potentiale 51, 52 bei der stabilisierten ersten Potentiallage zugeordnet.
Zum Zeitpunkt t3 wird gemäß Schritt S4 aus 1 eine zweite Potentiallage der DC-Potentiale 51, 52 erzeugt, indem die Asymmetrie 54 auf einen Wert mit umgekehrten Vorzeichen eingestellt wird. Dazu wird wiederum eine initialisierendes Nullsystem erzeugt, wobei die Nullsystemspannung 53 einen negativen Wert annimmt, so dass die Potentiallage des Zwischenkreises insgesamt abgesenkt wird und die DC-Potentiale 51, 52 sowie das virtuelle Mittenpotential 50 zunächst proportional zur Nullsystemspannung 53 abfallen. Der Zwischenkreis wird aufgrund dieser Absenkung der Potentiallage asymmetrisch belastet und die Asymmetrie 54 sinkt.
Zum Zeitpunkt t4 hat die Asymmetrie 54 einen Zielwert erreicht und die Nullsystemspannung 53 geht zunächst auf den Wert null zurück, so dass zum Zeitpunkt t4 eine zweite Asymmetrie vorliegt und die DC-Potentiale 51, 52 gegenüber dem Ausgangszustand um den Betrag der Asymmetrie 54 zum Zeitpunkt t4 verschoben sind. Anschließend wird gemäß Schritt S5 aus 1 die Potentiallage auf einen zweiten Sollwert eingestellt, indem ein stabilisierendes Nullsystem erzeugt wird, d.h. indem die Nullsystemspannung 53 auf einen Wert eingestellt wird, der ein umgekehrtes Vorzeichen im Vergleich zum initialisierenden Nullsystem zwischen t3 und t4 aufweist. Das stabilisierende Nullsystem wird anhand der Nullsystemspannung 53 so geregelt, dass die Asymmetrie 54 konstant bleibt. Es resultiert eine zweite Potentiallage der DC-Potentiale 51, 52, die gegenüber der symmetrischen Ausgangslage um die Summe aus Asymmetrie 54 und Nullsystemspannung 53 verschoben ist, wobei die Verschiebung der zweiten Potentiallage ein umgekehrtes Vorzeichen im Vergleich mit der Verschiebung der ersten Potentiallage aufweist.
Im Zeitraum zwischen t4 und t5 wird gemäß Schritt S6 aus 1 eine zweite Messung des Erdstroms durchgeführt und den konkreten Werten der DC-Potentiale 51, 52 bei der stabilisierten zweiten Potentiallage zugeordnet.
Anhand der bei der ersten und bei der zweiten Potentiallage gemessenen Erdströme kann dann gemäß Schritt S7 aus Fig, 1 der Isolationswiderstand der DC-Seite des Wechselrichters ermittelt werden.
Nachdem der Messablauf zum Zeitpunkt t5 abgeschlossen ist, kann der Zwischenkreis in einen symmetrischen Zustand gebracht und die Potentiallage des Zwischenkreises auf den Ausgangszustand zurückgeführt werden, der zum Zeitpunkt t6 erreicht wird. Alternativ kann das Verfahren wiederholt werden, indem zum Zeitpunkt t5 oder t6 zum Schritt S1 gemäß 1 zurückgekehrt wird.
BEZUGSZEICHENLISTE

10: Wechselrichter
12: Brückenschaltung
14: Zwischenkreis
16: AC-Netz
18: DC-Quelle
20: DC/DC-Wandler
30: Ersatzspannungsquelle Nullsystem
L1, L2, L3: AC-Phasen
M: Mittelpunkt Zwischenkreis
N: Nullleiter
Q.1, Q.2, Q.3, Q.N, Q: Ersatzspannungsquelle Netzphase
S1, ..., S7: Verfahrensschritte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2014079775 A1 [0006]
DE 102020103839 A1 [0007]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Wechselrichters (10), welcher zum Austausch elektrischer Leistung zwischen einer DC-Seite und einer AC-Seite eingerichtet ist, wobei der Wechselrichter (10) eine Brückenschaltung (12) und einen zwischen der DC-Seite und der Brückenschaltung (12) angeordneten geteilten Zwischenkreis (14) mit mindestens zwei Teilkapazitäten aufweist, wobei das Verfahren umfasst: - Herstellen einer ersten Asymmetrie der Spannungen der Teilkapazitäten zueinander zur Erzeugung einer ersten Potentiallage von DC-Potentialen der Teilkapazitäten des Zwischenkreises (14) gegenüber Erdpotential, - Einstellen der ersten Potentiallage der DC-Potentiale der Teilkapazitäten des Zwischenkreises (14) auf einen ersten Sollwert durch Regulierung der Asymmetrie, wobei der erste Sollwert für eine erste Zeitdauer konstant oder mit einer Frequenz moduliert ist, die mindestens 100-mal kleiner als eine AC-Frequenz der Austauschleistung ist.
Verfahren nach Anspruch 1, weiter aufweisend: - Herstellen einer zweiten Asymmetrie oder einer Symmetrie der Spannungen der Teilkapazitäten zueinander zur Erzeugung einer zweiten Potentiallage der DC-Potentiale der Teilkapazitäten des Zwischenkreises (14) gegenüber Erdpotential, - wobei die zweite Asymmetrie ein umgedrehtes Vorzeichen gegenüber der ersten Asymmetrie aufweist und die zweite Potentiallage durch Regulierung der zweiten Asymmetrie für eine zweite Zeitdauer auf einen zweiten Sollwert eingestellt wird oder die Symmetrie des Zwischenkreises (14) für eine zweite Zeitdauer auf einen Asymmetrie-Sollwert von null eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der modulierte erste Sollwert im Zeitverlauf unterschiedliche Halbwellen aufweist und durch eine Modulation der Asymmetrie mit wechselndem Vorzeichen eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, wobei der Zeitverlauf des modulierten ersten Sollwertes nacheinander oder überlagert mehrere verschiedene Frequenzen aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, aufweisend: - Herstellen und Regulieren der ersten und/oder der zweiten Asymmetrie durch Umverteilung von Ladung innerhalb des geteilten Zwischenkreises (14), insbesondere mittels einer Symmetrierschaltung, insbesondere mittels eines DC/DC-Wandlers (20), die Ladung zwischen den Teilkapazitäten transferiert.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Symmetrierschaltung zum Einstellen der ersten Potentiallage ein Sollwert ungleich null für die Asymmetrie vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, aufweisend: - Herstellen der ersten und/oder der zweiten Asymmetrie der Spannungen der Teilkapazitäten zueinander durch Erzeugung einer initialisierenden Nullsystem-Spannung (30) durch die Brückenschaltung (12) - Regulierung der ersten und/oder der zweiten Asymmetrie zum Einstellen der ersten und/oder zweiten Potentiallage auf den ersten bzw. den zweiten Sollwert durch Erzeugung einer stabilisierenden Nullsystem-Spannung (30) durch die Brückenschaltung (12), wobei die initialisierende und die stabilisierende Nullsystem-Spannung unterschiedliche Vorzeichen aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Nullsystem-Spannung (30) jeweils eine Modulation mit einer Frequenz aufweist, die um mindestens den Faktor 100 kleiner als die Frequenz der AC-Austauschleistung ist, wobei die Nullsystem-Spannung insbesondere sinusförmig moduliert oder zeitweise und insbesondere für die erste und/oder die zweite Zeitdauer weitgehend konstant sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und/oder die zweite Zeitdauer zumindest eine Sekunde, insbesondere mehrere Sekunden umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einstellung der ersten und/oder zweiten Potentiallage periodisch wiederholt wird, insbesondere niederfrequent wiederholt wird.
Verwendung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Isolationswiderstandsmessung, aufweisend - Einstellung der ersten Potentiallage und Erfassung eines ersten Erdstromes innerhalb der ersten Zeitdauer oder zu einem Zeitpunkt in der ersten Halbwelle, - Einstellung der zweiten Potentiallage und Erfassung eines zweiten Erdstromes innerhalb der zweiten Zeitdauer oder - in der ersten Potentiallage mit moduliertem ersten Sollwert: Erfassung des zweiten Erdstromes zu einem Zeitpunkt in der zweiten Halbwelle, - Berechnung des Isolationswiderstands aus den eingestellten Potentiallagen und den gemessenen Erdströmen.
Wechselrichter, welcher zum Austausch elektrischer Leistung zwischen einer DC-Seite und einer AC-Seite eingerichtet ist, wobei der Wechselrichter (10) eine Brückenschaltung (12) und einen zwischen der DC-Seite und der Brückenschaltung (12) angeordneten geteilten Zwischenkreis (14) mit mindestens zwei Teilkapazitäten aufweist, wobei der Wechselrichter (10) eingerichtet ist, - eine erste Potentiallage von DC-Potentialen der Teilkapazitäten des Zwischenkreises (14) gegenüber Erdpotential durch Herstellen einer ersten Asymmetrie der Spannungen der Teilkapazitäten zueinander zu erzeugen, und - die erste Potentiallage auf einen ersten Sollwert einzustellen, wobei der erste Sollwert für eine erste Zeitdauer konstant oder mit einer Frequenz moduliert ist, die mindestens 100-mal kleiner als eine AC-Frequenz der Austauschleistung ist.
Wechselrichter nach Anspruch 12, wobei der Wechselrichter (10) weiter eingerichtet ist, eine zweite Potentiallage der DC-Potentiale gegenüber Erdpotential durch Herstellen einer zweiten Asymmetrie oder einer Symmetrie der Spannungen der Teilkapazitäten zueinander zu erzeugen, und die zweite Potentiallage für eine zweite Zeitdauer auf einen zweiten Sollwert einzustellen oder die Symmetrie des Zwischenkreises (14) für eine zweite Zeitdauer auf einen Asymmetrie-Sollwert von null einzustellen.
Wechselrichter nach Anspruch 12, wobei der Wechselrichter (10) weiter eingerichtet ist, die erste Potentiallage durch eine Modulation der Asymmetrie mit wechselndem Vorzeichen in unterschiedlichen Halbwellen auf einen modulierten ersten Sollwert einzustellen.
Wechselrichter nach Anspruch 12 oder 13, wobei der Wechselrichter (10) eine Vorrichtung zur Umverteilung von Ladung innerhalb des geteilten Zwischenkreises (14) aufweist, wobei die Vorrichtung zur Umverteilung von Ladung insbesondere als Symmetrierschaltung zwischen den Teilkapazitäten des Zwischenkreises (14) ausgebildet und mit den Teilkapazitäten des Zwischenkreises (14) verbunden ist.
Wechselrichter nach Anspruch 15, wobei die Symmetrierschaltung als DC/DC-Wandler (20) zum Transfer von Ladungen zwischen den Teilkapazitäten ausgebildet ist.
Wechselrichter nach Anspruch 15 oder 16, wobei vorgesehen ist, einen Nullleiter (N) eines auf der AC-Seite anschließbaren AC-Netzes (16) über die Brückenschaltung (12) mit einem Mittelpunkt (M) des Zwischenkreises (14) zwischen einer ersten Teilkapazität und einer zweiten Teilkapazität des Zwischenkreises (14) zu verbinden.
Wechselrichter nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Brückenschaltung (12) eingerichtet ist, eine initialisierende Nullsystem-Spannung (30) zu erzeugen, welche die Potentiallage des Mittelpunktes (M) des Zwischenkreises (14) zwischen der ersten und der zweiten Teilkapazität des Zwischenkreises (14) gegenüber dem Erdpotential verschiebt.
Wechselrichter nach Anspruch 18, wobei die Brückenschaltung (12) eingerichtet ist, eine stabilisierende Nullsystem-Spannung (30) zu erzeugen, welche die Potentiallage des Mittelpunktes (M) des Zwischenkreises (14) gegenüber dem Erdpotential verschiebt, wobei die initialisierende und die stabilisierende Nullsystem-Spannung (30) unterschiedliche Vorzeichen aufweisen.
Wechselrichter nach Anspruch 18 oder 19, wobei die Brückenschaltung (12) eingerichtet ist, die Potentiallage mittels der stabilisierenden Nullsystem-Spannung (30) auf den zeitweise konstanten oder den modulierten ersten oder zweiten Sollwert für die Potentiallage einzustellen.