BE1017382A3 - Werkwijze voor het sturen van een belasting met een voornamelijk inductief karakter en een inrichting die zulke werkwijze toepast. - Google Patents

Werkwijze voor het sturen van een belasting met een voornamelijk inductief karakter en een inrichting die zulke werkwijze toepast. Download PDF

Info

Publication number
BE1017382A3
BE1017382A3 BE2006/0646A BE200600646A BE1017382A3 BE 1017382 A3 BE1017382 A3 BE 1017382A3 BE 2006/0646 A BE2006/0646 A BE 2006/0646A BE 200600646 A BE200600646 A BE 200600646A BE 1017382 A3 BE1017382 A3 BE 1017382A3
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
mode
differential
aforementioned
phase
load
Prior art date
Application number
BE2006/0646A
Other languages
English (en)
Inventor
Gerd Terorde
Original Assignee
Atlas Copco Airpower Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atlas Copco Airpower Nv filed Critical Atlas Copco Airpower Nv
Priority to BE2006/0646A priority Critical patent/BE1017382A3/nl
Priority to EP07855375.7A priority patent/EP2097970B1/en
Priority to BRPI0721011-6A priority patent/BRPI0721011B1/pt
Priority to PCT/BE2007/000128 priority patent/WO2008077203A2/en
Priority to RU2009128704/09A priority patent/RU2402145C1/ru
Priority to CN200780047925XA priority patent/CN101569084B/zh
Priority to US12/521,381 priority patent/US8179066B2/en
Priority to KR1020097012252A priority patent/KR101132055B1/ko
Priority to JP2009543309A priority patent/JP5134631B2/ja
Application granted granted Critical
Publication of BE1017382A3 publication Critical patent/BE1017382A3/nl

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/497—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode sinusoidal output voltages being obtained by combination of several voltages being out of phase
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/49—Combination of the output voltage waveforms of a plurality of converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • H02M7/53873—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current with digital control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)

Abstract

Werkwijze voor het sturen van een belasting met een voornamelijk inductief karakter, waarbij voor het voeden van een fase van de voornoemde belasting (3) wordt gebruikgemaakt van minstens twee geschakelde uitgangsspanningen, afkomstig van ÚÚn of meer vermogenelektronische omvormers (11,, 12, 34, 35, 36) met een gegeven periode voor het schakelen, moduleren of bemonsteren, daardoor gekenmerkt dat de golfvormen van de betreffende uitgangsspanningen verschillend of verschoven zijn in de tijd en dat zij aan de belasting (3) worden aangelegd via een inrichting die is uitgevoerd in de vorm van een "differential-mode" inrichting (6), waarbij gedurende elke volledige voornoemde periode, minstens ÚÚn van de voornoemde uitgangsspanningen constant wordt gehouden en dus niet wordt geschakeld.

Description

Werkwijze voor het sturen van een belasting met een voornamelijk inductief karakter en een inrichting die zulke werkwijze toepast.
De huidige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het sturen van een belasting met een voornamelijk inductief karakter, bijvoorbeeld een elektrische motor, een generator of dergelijke, waarbij voor het voeden van een fase van de voornoemde belasting wordt gebruikgemaakt van minstens twee geschakelde uitgangsspanningen, afkomstig van één of meer vermogenelektronische omvormers met een gegeven periode voor het schakelen, moduleren of bemonsteren, zoals een omvormer met gelijkstroomtussenkring, een buck- of boost-omvormer of dergelijke.
Over het algemeen kent men twee basistypes van omvormers met gelijkstroomtussenkring, met name een spanningsgevoede omvormer ("Voltage Source Inverter" of VSI) waarbij een DC-link capaciteit wordt gebruikt en die een geschakelde uitgangsspanning levert, en een stroomgevoede omvormer ("Current Source Inverter" of CSI), die gebruik maakt van een DC-link inductantie en die aan zijn uitgangen een geschakelde stroomgolfvorm oplevert. Verder in de beschrijving worden enkel spanningsgevoede omvormers beschouwd.
In een typische spanningsgevoede omvormer, kan elk omvormerbeen vereenvoudigd worden voorgesteld door een 2- standenschakelaar die een geschakelde spanningsgolfvorm levert aan een belasting, doordat, ofwel de positieve, ofwel de negatieve DC busspanning voor een korte tijd wordt aangelegd aan één van de fasen van deze belasting.
In het geval de negatieve busspanning wordt aangelegd aan een bepaalde fase, neemt de stroom van deze fase af, en omgekeerd, neemt de fasestroom doorgaans toe wanneer een positieve spanning wordt toegepast.
Door gebruik te maken van modulatietechnieken zoals pulsbreedtemodulatie ("pulse width modulation" of PWM) of van technieken zoals hysteresiscontrole, is het mogelijk om een gemiddelde spanning te leveren die, binnen elke PWM-periode, gelijk is aan een referentiespanning. Aangezien PWM frequenties veel hoger zijn dan de frequentie van deze referentiespanning, wordt de referentiespanning weergegeven door de grondgolf van het geschakeld pulspatroon. Naast deze grondgolf bevat het spanningsspectrum aan bijvoorbeeld de aansluitklemmen van een motor, veel hogere harmonischen. In elektrische stuurtechniek genereert deze variërende output extra stroomharmonischen die de snelheidsvariaties die leiden tot koppelrimpel, evenals de verliezen, doen toenemen, wat resulteert in opwarming van de motor.
Een bekende werkwijze voor het reduceren van de stroomrimpel ten gevolge van de geschakelde spanningsgolfvorm bestaat erin om de schakelfrequentie van de omvormer op te drijven. De schakelfrequentie is echter beperkt tot een maximum waarde die zowel afhankelijk is van de vermogenelektronica als van de stuureenheid. Bovendien nemen als gevolg van een toenemende schakelfrequentie ook de verliezen van de omvormer toe.
Een andere welbekende maatregel voor het reduceren van de stroomrimpel is om aan de omvormeruitgang een smoorspoel ("choke") te voorzien, of een sinusfilter die bestaat uit een combinatie van een smoorspoel en een condensator.
Nadelen van het toepassen van een smoorspoel aan de omvormeruitgang zijn de hoge kostprijs, de bijkomende verliezen, en de spanningsval. Vooral bij hoogfrequente toepassingen zoals hogesnelheidsaandrijvingen wordt het laatstgenoemde nadeel belangrijk, aangezien de spanningsval afhankelijk is van de frequentie van de grondgolf.
Men kent tevens reeds een parallelgeschakelde omvormersturing die wordt toegepast voor het beperken van het vermogen van elke parallel geschakelde omvormer en waarbij de benen van de respectievelijke omvormers rechtstreeks parallel met elkaar worden verbonden.
Een nadeel van zulk systeem is dat de uitgangsspanningen van de parallel geschakelde benen van de omvormers identiek dienen te zijn, aangezien elk verschil van de uitgangsspanning, zoals een verschuiving van de PWM-pulsen, een gevaarlijk hoge circulatiestroom of kortsluiting binnen de parallelverbinding kan veroorzaken.
In andere bekende systemen wordt elk parallel geschakeld been van de omvormer voorzien van een afzonderlijke smoorspoel, zodat de spanningspulsen van elk van deze respectievelijke parallel geschakelde uitgangsbenen van de omvormers kunnen worden verschoven.
Een bekende PWM-strategie voor het parallel geschakelde uitgangsbeen van de omvormer, is om dezelfde spanninggolfvorm aan te leggen, doch, waarbij de spanningspulsen verschoven zijn over een halve PWM periode.
De belangrijkste nadelen van zulke strategie bestaan erin dat elke smoorspoel belast wordt met een magnetisch veld dat wordt opgewekt door de volledige uitgangsstroom van de omvormer en dat er geen vermindering van de schakelfrequentie kan worden verwezenlijkt.
Andere nadelen van zulke bekende werkwijzen bestaan erin dat er slechts een beperkte vermindering van de harmonische inhoud wordt verkregen en dat er zich een hoge spanningsval voordoet bij hoge grondfrequenties.
Nog een nadeel van zulke bekende werkwijzen bestaat erin dat de voornoemde smoorspoelen, bij hoge vermogens, erg omvangrijk en duur zijn.
In een vorige octrooiaanvrage van dezelfde aanvrager is reeds een inrichting beschreven die een oplossing biedt aan bepaalde van deze nadelen, welke inrichting is uitgevoerd in de vorm van een "differential-mode" inrichting (of ontkoppelingsinrichting) die ervoor zorgt dat het grootste gedeelte van de flux die door de stroom in één van de omvormerbenen wordt opgewekt, wordt tegengewerkt door een flux die wordt opgewekt door de stroom in één of meer andere omvormerbenen.
In vergelijking met een standaard smoorspoel met éénzelfde toegelaten vermogen, is de resulterende magnetische flux erg laag, wat resulteert in kleine afmetingen en een lage kost van de ontkoppelingsinrichtingen.
De huidige uitvinding heeft als doel een werkwijze te leveren voor het sturen van een belasting met een voornamelijk inductief karakter, waarbij de schakelfrequentie van de omvormer wordt gereduceerd, de stroomharmonischen worden beperkt en/of andere voordelen worden verkregen ten opzichte van de klassiek toegepaste werkwijze voor het sturen van een belasting.
Hiertoe betreft de huidige uitvinding een werkwijze voor het sturen van een belasting met een voornamelijk inductief karakter, waarbij voor het voeden van een fase van de voornoemde belasting wordt gebruikgemaakt van minstens twee geschakelde uitgangsspanningen, afkomstig van één of meer vermogenelektronische omvormers met een gegeven periode voor het schakelen, moduleren of bemonsteren, waarbij de golfvormen van de betreffende uitgangsspanningen verschillend of verschoven zijn in de tijd en waarbij zij aan de belasting worden aangelegd via een inrichting die is uitgevoerd in de vorm van een "differential-mode" inrichting, waarbij gedurende elke volledige voornoemde periode, minstens één van de voornoemde uitgangsspanningen constant wordt gehouden en dus niet wordt geschakeld.
Een belangrijk voordeel van een werkwijze volgens de uitvinding bestaat erin dat de schakelfrequentie van de omvormers aanzienlijk kan worden gereduceerd, waardoor de verliezen in deze omvormer afnemen.
Nog een voordeel van een werkwijze volgens de uitvinding voor het sturen van een belasting met een voornamelijk inductief karakter, is dat de stroomharmonischen worden gereduceerd, waardoor het rendement van de belasting toeneemt en er minder opwarming van deze belasting plaatsvindt.
Een bijkomend voordeel van een werkwijze volgens de uitvinding bestaat erin dat de "common-mode" spanning aanzienlijk lager zal liggen, waardoor bijvoorbeeld problemen met betrekking tot elektromagnetische compatibiliteit (EMC) worden gereduceerd.
De huidige uitvinding heeft eveneens betrekking op een inrichting die geschikt is voor het toepassen van een werkwijze zoals hiervoor beschreven, voor het sturen van een belasting met een voornamelijk inductief karakter, waarbij deze inrichting één of meer vermogenelektronische omvormers met een gegeven periode voor het schakelen, moduleren of bemonsteren omvat, voor het leveren van minstens twee geschakelde uitgangsspanningen, waarbij deze inrichting minstens één "differential-mode" inrichting omvat waarop de voornoemde omvormer of omvormers is of zijn aangesloten voor het voeden van een fase van de voornoemde belasting en dat de voornoemde omvormer of omvormers is of zijn voorzien van een sturing die ervoor zorgt dat de golfvormen van de betreffende uitgangsspanningen verschillend of verschoven zijn in de tijd en dat gedurende elke volledige voornoemde periode, minstens één van de voornoemde uitgangsspanningen constant wordt gehouden en dus niet wordt geschakeld.
De voornoemde "differential-mode" inrichting is bij voorkeur voorzien van één of meer inductorcomponenten zoals smoorspoelen, transformatoren, toroïden, ferrietringen, ijzerkernen, "common-mode" smoorspoelen, stroomgecompenseerde smoorspoelen of dergelijke, die twee of meer parallelle windingen bezitten, zodat demping van de "differential-mode" van spanning, respectievelijk stroom, van twee of meer op deze inrichting aangesloten omvormerbenen mogelijk wordt gemaakt.
Met het inzicht de kenmerken van de huidige uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende werkwijzen volgens de uitvinding beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: figuur 1 een bekende opstelling van twee parallel geschakelde omvormerbenen weergeeft; figuur 2 een wikkelschema weergeeft van een "differential-mode" inrichting; figuur 3 een equivalent schema van het wikkelschema volgens figuur 2 weergeeft; figuur 4 een voorbeeldopstelling van een "differential-mode" inrichting volgens figuur 3 weergeeft; de figuren 5 en 6 varianten weergeven volgens figuur 4; figuur 7 een variant wikkelschema weergeeft volgens figuur 2; de figuren 8 en 9 varianten weergeven volgens figuur 7; figuur 10 een voorbeeldopstelling weergeeft van een "differential-mode" inrichting voor een 3- fasentoepassing; figuur 11 schakellogica weergeeft die wordt toegepast in een werkwijze volgens de uitvinding; figuur 12 de "common-mode" spanning weergeeft in een 3-fasentoepassing; figuur 13 een schakelstrategie weergeeft in het lage modulatiegebied; figuur 14 een spanningsgolfvorm weergeeft in het lage modulatiegebied; figuur 15 voor verschillende systemen een referentiespanning weergeeft en de resulterende motor ingangsspanning in de eerste fase van een 3-fasige elektrische machine; figuur 16 voor verschillende systemen een uitgangsstroom van een omvormer weergeeft voor een 3-fasige toepassing; figuur 17 voor verschillende systemen een voorbeeld van de ingangsstroom van een 3-fasige elektrische machine weergeeft.
In figuur 1 is een bekende opstelling weergegeven waarbij de uitgangsbenen 1 en 2 van twee niet in de figuren weergegeven omvormers parallel geschakeld zijn en verbonden zijn met een belasting 3 met een voornamelijk inductief karakter, waarbij deze belasting 3 in dit geval bestaat uit een motor 4, en in het bijzonder, uit één fase van deze motor 4.
In elk van de uitgangsbenen 1 en 2 van de respectievelijke omvormers is, zoals bekend, telkens een smoorspoel 5 aangebracht.
Zoals reeds beschreven in de inleiding, vertoont zulke bekende opstelling tal van nadelen, zoals een hoge schakelfrequentie, een beperkte reductie van de harmonische inhoud, een grote spanningsval bij hoge fundamentele frequenties, een sterk magnetisch veld in elke smoorspoel 5 doordat dit veld wordt opgewekt door de volledige uitgangsstroom van de omvormers en een hoge kost en grote afmetingen van de smoorspoelen 5, in het bijzonder bij grote vermogens.
In figuur 2 is een basisopstelling van een "differential-mode" inrichting 6 weergegeven, zoals beschreven in een vorige octrooiaanvrage van dezelfde aanvrager, waarbij twee anti-parallelle windingen 7 op een gezamenlijke magnetische kern 8, zoals een ijzerkern, zijn aangebracht.
De voornoemde twee windingen 7 worden gebruikt om de twee omvormerbenen 1 en 2, die respectievelijke spanningen Ui en Ü2 leveren, met elkaar te verbinden.
De einden van de windingen 7 zijn via een gemeenschappelijke geleider 9 verbonden met één fase van een belasting die kan bestaan uit een actieve of passieve grid met inductief karakter, bijvoorbeeld een motorfase. Volgens de wet van Kirchoff is de belastingsstroom i die in de geleider 9 stroomt, gelijk aan de som van de omvormerstromen ii en 12 die worden geleverd via de respectievelijke omvormerbenen 1 en 2.
In figuur 3 wordt dezelfde opstelling als in figuur 2 weergegeven, aan de hand van een vereenvoudigd equivalent circuit.
Voor parallelle vermogensturing, dienen de stromen van de twee omvormerbenen 1 en 2, die een veld opwekken in de magnetische kern 8, gelijk te zijn. Afhankelijk van de stroomzin, is de flux die wordt opgewekt door de windingen 7 gelijk of tegengesteld aan elkaar.
Met éénzelfde uitgangsstroom van de twee omvormers en bij een wikkelverhouding van 1:1 met 100% magnetische koppeling, heffen beide fluxen elkaar volledig op en is het resulterend magnetisch veld in de "differential-mode" inrichting 6 gelijk aan nul.
In de aanwezigheid van een "differential-mode" stroom, waarbij ii verschilt van i2, stroomt er daarentegen wél een magnetische flux in de magnetische kern 8, waardoor de smoorspoel functioneert als inductiespoel tegen deze ongewenste stroom.
Terwijl bij een klassieke enkelfasige smoorspoel een magnetisch veld wordt opgewekt door de gehele fasestroom, wordt het magnetisch veld van de "differential-mode" inrichtingen 6 in hoofdzaak opgewekt door het verschil van de uitgangsstromen ii en i2 van de respectievelijke parallel geschakelde omvormers.
Deze "differential-mode" stroom (d.w.z. stroomverschil) kan slechts een fractie bedragen van de totale fasestroom. Aangezien de ijzerkern de fundamentele componenten van de omvormerstroom en -spanning niet ziet, kunnen de afmetingen van de ijzerkern aanzienlijk kleiner worden uitgevoerd dan bij standaard smoorspoelen of transformatoren die worden gebruikt voor een identiek toelaatbaar vermogen.
In een testopstelling werden bijvoorbeeld ijzerkernen van 2kVA smoorspoelen gebruikt voor het voeden van een 300 kW motor met parallelle vermogensturing, waarbij dus de uitgangsbenen 1 en 2 van verschillende omvormers parallel werden verbonden.
Zulke opstelling is echter niet voor de hand liggend, aangezien de "differential-mode" inrichting 6 verzadigd geraakt en dus de correcte werking verliest, bij een relatief laag niveau van "differential-mode" stroom.
Zoals is geïllustreerd aan de hand van de figuren 4 tot 10 zijn er veel verschillende opstellingen mogelijk. Echter, het basisprincipe blijft steeds hetzelfde, waarbij: bij identieke uitgangsstromen van de omvormerbenen 1 en 2 die éénzelfde fase van de belasting 3 voeden en bij verwaarlozing van lekverliezen, is het magnetisch veld in de "differential-mode" inrichting 6 nul; de uitgangsspanning van de "differential-mode" inrichting 6 is de som van de respectievelijke ingangsspanningen Ui en U2 van deze "differential-mode" inrichting 6, gedeeld door het aantal ingangen.
De "differential-mode" inrichtingen 6 die worden gebruikt voor parallelle vermogensturing kunnen worden verwezenlijkt door het gebruik van één of meer inductiecomponenten zoals smoorspoelen, transformatoren, toroïden, ferrietringen, ijzerkernen, "common-mode" smoorspoelen, stroomgecompenseerde smoorspoelen of dergelijke. Zulke inductiecomponenten hebben twee of meer parallelle windingen (afhankelijk van het aantal parallel geschakelde omvormerbenen) voor het dempen van de "differential-mode" van spanning, respectievelijk stroom.
In figuur 4 is een voorbeeldopstelling van een "differential-mode" inrichting 6 volgens figuur 3 weergegeven, die is aangesloten op een belasting 3 in de vorm van een motorfase, en die wordt gevoed door twee omvormerbenen 1 en 2 die, respectievelijk, de uitgangsspanningen Ui en U2 leveren.
In dit voorbeeld is de "differential-mode" inrichting 6 zoals weergegeven in figuur 2 verwezenlijkt door twee anti-parallel gewikkelde windingen 7 rond een magnetische kern 8, waarin het magnetisch veld dat wordt gegenereerd door de windingen 7, gelijk is aan nul, wanneer de twee uitgangsstromen ίχ en i2 van de respectievelijke omvormers gelijk zijn.
Aangezien de anti-parallel gewikkelde windingen 7 gekoppeld zijn aan dezelfde flux, is de spanningsval over de windingen 7 tegengesteld aan elkaar. Wanneer de resistieve spanningsval, de lekflux, de capacitieve koppeling en andere parasitaire effecten worden verwaarloosd, kan worden gesteld dat de uitgangsspanningen Ui en U2 van de respectievelijke omvormerbenen 1 en 2 gelijk is aan:
Figure BE1017382A3D00141
Hierbij stelt UL de spanningsval voor die zich voordoet over de winding 7 van het eerste omvormerbeen 1, terwijl Uioad de spanning voorstelt die wordt aangelegd aan de motorfase.
Volgens (1) - (2), is de som van de uitgangsspanningen van de respectievelijke omvormers gelijk aan:
Ui + U2 = 2. Uload (3)
Hieruit volgt dat de spanningsval over de belasting gelijk is aan:
Figure BE1017382A3D00151
Deze formule kan ook worden afgeleid uit het volgende stelsel van vergelijkingen, waarbij UL de zelfinductiespanning van de smoorspoel voorstelt en Ld de zelfinductiecoëfficiënt van de smoorspoel voorstelt:
Figure BE1017382A3D00152
Uit het voorgaande volgt tevens dat de zelfinductiespanning over de smoorspoel gelijk is aan:
Figure BE1017382A3D00161
In figuur 5 is een voorbeeld van een inrichting volgens de uitvinding weergegeven met drie "differential-mode" inrichtingen 6 voor een 3-fasige toepassing. In dit voorbeeld wordt een meerfasige belasting die is uitgevoerd in de vorm van een elektrische machine en die in dit geval bestaat uit een 3-fasige motor 10, gevoed door twee 3-fasenomvormers 11 en 12 die eveneens deel uitmaken van de inrichting volgens de uitvinding.
Hiertoe zijn telkens twee uitgangsbenen 13 en 14 van de respectievelijke omvormers 11 en 12 parallel verbonden door middel van een afzonderlijke "differential-mode" inrichting 6, en voedt elk van de drie afzonderlijke "differential-mode" inrichtingen 6 een respectievelijke motorfase 15, 16 of 17.
De voornoemde vermogenelektronische omvormers kunnen hierbij al dan niet zijn aangesloten op een gemeenschappelijke DC busspanning.
Het werkingsprincipe van de "differential-mode" inrichtingen 6 en de resulterende vergelijkingen zijn gelijkaardig aan die uit het voorgaande voorbeeld van figuur 4.
Inderdaad, voor dit voorbeeld geldt: .
Figure BE1017382A3D00171
Volgens de uitvinding omvatten de voornoemde omvormers 11 en/of 12 een sturing die ervoor zorgt dat de golfvormen van de betreffende uitgangsspanningen van de respectievelijke omvormerbenen 13 en 14 die op éénzelfde "differential-mode" inrichting zijn aangesloten, verschillend zijn in de tijd of verschoven zijn in de tijd en dat gedurende elke volledige voornoemde periode, minstens één van deze voornoemde uitgangsspanningen constant wordt gehouden en dus niet wordt geschakeld.
Volgens hetzelfde principe is het tevens mogelijk om meer dan twee omvormerbenen parallel te verbinden, zoals bijvoorbeeld weergegeven in figuur 6, die een voorbeeldopstelling weergeeft van twee "differential-mode" inrichtingen 6 die zijn aangesloten op drie omvormerbenen 18, 19 en 20 en die één fase van een motor 21 voeden.
In dit voorbeeld geldt het volgende stelsel van vergelij kingen:
Figure BE1017382A3D00172
Tevens gelden voor dit voorbeeld de volgende vergelijkingen:
Figure BE1017382A3D00181
en
Figure BE1017382A3D00182
In deze vergelijkingen stellen ULi en UL2 de zelfinductiespanningen voor van de respectievelijke smoorspoelen van elk van de "differential-mode" inrichtingen 6, terwijl de spanningen Ui, U2 en U3 de uitgangsspanningen van de respectievelijke omvormers voorstellen.
Varianten van de opstelling uit figuur 6 kunnen bijvoorbeeld worden voorzien van meer dan twee "differential-mode" inrichtingen 6 of van andere wikkelverdelingen van de "differential-mode" inrichtingen 6.
Het is tevens mogelijk om "differential-mode" inrichtingen 6 te voorzien van slechts één ijzerkern voor het ontkoppelen van de omvormers, waardoor parallelle vermogensturing wordt mogelijk gemaakt.
Volgens een bijzonder kenmerk van de uitvinding bevat de "differential-mode" inrichting windingen rond een ijzerkern met meer dan één magnetisch fluxpad.
De figuren 7 tot 9 geven drie verschillende wikkelschema's die telkens resulteren in dezelfde spanningsvergelijking voor de belasting, als de hiervoor vermelde vergelijking (6) uit het voorbeeld van figuur 6, op voorwaarde dat wordt uitgegaan van een wikkelverhouding van 1:1:1 en dat lekverliezen worden verwaarloosd.
In elk van de figuren omvat de "differential-mode" inrichting 6 een 3-fasentransformator 22 die wordt gevoed door drie uitgangsbenen 23-25 van drie afzonderlijke, niet in de figuren weergegeven omvormers.
In het voorbeeld van figuur 7 zijn de uiteinden van de windingen 26 rond de respectievelijke transformatorbenen 27 parallel verbonden en sluiten zij via de gemeenschappelijke geleider 28 aan op een belasting 3 met een voornamelijk inductief karakter, zoals een motorfase.
Bij de opstelling uit figuur 8 zijn rond elk transformatorbeen 27 twee afzonderlijke windingen 29 en 30 voorzien, respectievelijk een eerste winding 29, waarop een uitgangsbeen 23-25 van een respectievelijke omvormer aansluit, en een tweede winding 30, die met één uiteinde verbonden is met een vrij uiteinde van een voornoemde eerste winding 29 en waarbij de andere uiteinden van de tweede windingen 30 parallel verbonden zijn voor het voeden van een belasting.
De verbindingen tussen de respectievelijke eerste en tweede windingen 29 en 30 op de transformatorbenen 27 is in dit geval zo uitgevoerd dat elke eerste winding 29 op een respectievelijk transformatorbeen 27 is verbonden met een tweede winding 30 rond een ander transformatorbeen 27.
Bij de opstelling die is weergegeven in figuur 9 zijn rond elk van de transformatorbenen drie afzonderlijke windingen 31-33 aangebracht, waarbij deze windingen 31-33 op zulke wijze met elkaar verbonden zijn dat elke uitgangsstroom die wordt geleverd door de respectievelijke omvormers, doorheen drie windingen stroomt, waarbij deze drie windingen ieder zijn aangebracht rond een ander transformatorbeen 27.
Een voorbeeld van een toepassing van een "differential-mode" inrichting 6 volgens figuur 8 is weergegeven in figuur 10 die een inrichting volgens de uitvinding weergeeft die een belasting voedt.
In dit voorbeeld wordt een 3-fasige belasting 3, in de vorm van een motor 10, gevoed door drie 3-fasige omvormers 34-36, en dit via drie ''differential-mode" inrichtingen 6 die zijn uitgevoerd zoals het voorbeeld uit figuur 8 met twee windingen 29 en 30 rond elk transformatorbeen 27.
Hiertoe wordt hier elke 3-fasige omvormer 34-36 aangewend voor het voeden van een andere motorfase 15-17, doch, het is duidelijk dat de uitgangsbenen 23-25 van de omvormers 34-36 ook op andere wijzen kunnen worden gecombineerd, bijvoorbeeld door een eerste fase 23 van elke omvormer 34-36 te gebruiken voor het voeden van één motorfase 15, de tweede omvormerfasen 24 te gebruiken voor het voeden van de tweede fase 16 van de belasting 3 en de derde belastingsfase 17 te voeden door de derde fasen van de respectievelijke omvormers 34-36.
In alle toepassingen van "differential-mode" inrichting 6 is de spanning die aan elke fase van de belasting wordt aangelegd, gelijk aan de som van de uitgangsspanningen van de respectievelijke omvormers die de betreffende "differential-mode" inrichting 6 voeden, gedeeld door het aantal omvormeruitgangen die op deze "differential-mode" inrichting 6 zijn aangesloten.
De meest voor de hand liggende wijze voor het benaderen van een gewenste referentiespanning van de belasting, bestaat uit het aanleggen van dezelfde spanning aan alle parallel geschakelde omvormerbenen, zodat een conventionele vermogenvoeding wordt verkregen zonder bijkomende voordelen.
De werkwijze volgens de uitvinding voor het sturen van een belasting met een voornamelijk inductief karakter bestaat erin dat de golf vormen van de uitgangsspanningen van de respectievelijke omvormerbenen die zijn aangesloten op een gezamelijke "differential-mode" inrichting voor het voeden van een fase van de belasting, verschillend of verschoven zijn in de tijd en dat, gedurende elke volledige schakel-, modulatie-, of sampleperiode, minstens één van de voornoemde uitgangsspanningen constant wordt gehouden en dus niet wordt geschakeld, door middel van een voornoemde sturing.
Volgens een voorkeurdragend kenmerk van de uitvinding wordt gedurende elke volledige schakel-, modulatie-, of sampleperiode, maximum één van de uitgangsspanningen die zijn aangesloten op eenzelfde fase van de belasting, gescha'keld.
Gedurende dezelfde periode leveren alle andere omvormerbenen die op dezelfde "differential-mode" inrichting zijn aangesloten, een constante uitgangsspanning.
Figuur 11 geeft een voorbeeld weer voor één fase van de belasting die wordt gevoed door drie omvormerbenen.
De bovenste grafiek geeft in streeplijn de referent iespanning Uref weer en toont in volle lijn de resulterende fasespanning die wordt aangelegd aan de belasting.
Op de onderste drie grafieken is opnieuw de referentiespanning aangekruist weergegeven, en wordt tevens telkens de schakellogica Si, S2 en S3 van een respectievelijk omvormerbeen getoond.
Dit voorbeeld geeft een symmetrische PWM die elke schakelcyclus begint met een "hoge" toestand (d.w.z. met een positieve uitgangsspanning van het respectievelijk omvormerbeen).
Op de horizontale as is de tijd t gedeeld door de PWM-periode Tp«m weergegeven.
Gedurende de eerste sample- of PWM-periode zijn de uitgangsspanningen van de bovenste twee omvormerbenen "hoog", terwijl het derde omvormerbeen gedurende deze sample- of PWM-periode kortstondig "laag" wordt geschakeld.
Gedurende deze sample- of PWM-periode zal de spanning die door de "differential-mode" inrichting wordt aangelegd aan de fase van de belasting "hoog" zijn, en tijdelijk naar een lager gelegen spanningsniveau worden geschakeld.
In de volgende vijf sample- of PWM-perioden wordt telkens maximum één van de aan de betreffende "differential-mode" inrichting aangesloten uitgangsbenen van de omvormer(s) geschakeld, terwijl alle andere uitgangsbenen een continu "hoge" spanning leveren.
Gedurende de volgende drie sample- of PWM-perioden is telkens één van de uitgangsspanningen continu "laag", terwijl een andere uitgangsspanning continu "hoog" is en een derde uitgangsspanning vanuit een "hoge" toestand tijdelijk van "hoog" naar "laag" wordt geschakeld.
Tijdens de volgende acht sample- of PWM-perioden worden steeds twee uitgangsspanningen continu "laag gehouden", terwijl een derde uitgangsspanning in deze sample- of PWM-periode tijdelijk van "hoog" naar "laag" wordt geschakeld.
Daarna volgen opnieuw een aantal sample- of PWM-perioden waarin één van de uitgangsspanningen continu "laag" is, terwijl een tweede uitgangsspanning continu "hoog" is, en een derde uitgangsspanning vanuit een "hoge" toestand tijdelijk "laag" wordt geschakeld.
Op deze wijze wordt een referentiesignaal verkregen, zoals weergegeven in streeplijn in de bovenste grafiek van figuur 11, waarbij de spanning wordt geschakeld tussen een discreet aantal spanningsniveaus, in dit geval vier spanningsniveaus.
Volgens de uitvinding kunnen in plaats van symmetrische PWM die elke periode "hoog" start, ook andere PWM strategieën worden toegepast, zoals symmetrische PWM die elke periode "laag" start, "edge aligned PWM", asynchrone en synchrone PWM of dergelijke.
Het voorkeurdragend kenmerk van de uitvinding, met name dat gedurende elke sampling periode maximum één omvormerbeen wordt geschakeld, kan worden geïmplementeerd in elk van deze schakelstrategieën.
Bij real-time-toepassingen worden bijkomende kenmerken toegevoegd zoals een dode-tijd-vertraging, minimum pulsdetectie en dergelijke.
In al de volgende voorbeelden, is de uitgangsspanning van een omvormerbeen proportioneel met een referentiesignaal Xref, waarbij xref gelegen is in het gebied -1 < xref < 1.
Hierbij stemt een referentiesignaal "+1" overeen met een omvormerbeen dat continu een positieve DC busspanning levert, terwijl een referentiesignaal "-1" overeenstemt met een uitgangsspanning van een omvormerbeen gelijk aan een negatieve DC busspanning.
In meerfasige toepassingen, zonder neutrale verbinding, kan de interactie van de verschillende fasen worden gebruikt.
In plaats van een afzonderlijke omvormer te gebruiken voor elke fase, kan een complex referentiesignaal in haar geheel worden verwerkt.
Afhankelijk van de toepassing, kan zulke techniek bijkomende voordelen bieden. Een typisch voorbeeld dat in de literatuur wordt beschreven is "Space Vector Modulation" (SVM) voor elektrische aandrijvingen.
Een verdere reductie van de schakelfrequentie kan volgens de uitvinding worden verkregen door een "common-mode" spanning op te tellen bij al de fasen, op zodanige wijze dat minstens één van de fasen continu hoog of laag is gedurende een hele schakel-, modulatie- of sampleperiode (d.w.z. dat er in minstens één fase geen schakelactie wordt uitgevoerd).
Zulke "common-mode" spanningsvariatie wordt niet opgemerkt door de belasting, aangezien zij de lijnspanningen niet beïnvloedt.
Figuur 12 geeft een voorbeeld van de spanningsverschuiving voor een 3-fasentoepassing.
In de bovenste grafiek van deze figuur worden drie sinusoïdale referentiesignalen U, V en W getoond, die over 120 graden verschoven zijn.
Het toevoegen van de bij wijze van voorbeeld in streeplijn weergegeven "common-mode" spanning, resulteert in referentiesignalen Uref, Vref en Wref, zoals weergegeven in de onderste drie subplots.
In dit voorbeeld leidt een referentie die gelijk is aan +1 of -1 niet tot een schakelactie.
Bijgevolg wordt de effectieve schakelfrequentie aanzienlijk gereduceerd, aangezien gedurende elke schakel-, modulatie-of sampleperiode, schakelacties aanwezig zijn in maximum twee omvormerbenen.
In dit voorbeeld zullen bijvoorbeeld elk van de omvormeruitgangen die worden gebruikt voor het voeden van fase U, gedurende de derde, vierde, vijfde, negende, tiende, elfde, vijftiende, zestiende, zeventiende, eenentwintigste, tweeëntwintigste en drieëntwintigste sample- of PWM-periode, constant worden gehouden.
Analoog wordt er, door het optellen van de " common-mode" spanning bij de sinusoïdale referentiesignalen voor de respectievelijke fasen V en W, voor gezorgd dat ook deze fasen zich gedurende bepaalde sample- of PWM-perioden op een toestand +1 of -1 bevinden, wat betekent dat geen van de uitgangsspanningen van de respectievelijke omvormerbenen die zijn aangesloten op de "differential-mode" inrichting die de betreffende fase V of W voedt, worden geschakeld.
Een verdere reductie van de algehele schakelfrequentie kan worden verkregen door het toepassen van bekende technieken zoals minimum pulsdetectie en dergelijke.
De huidige uitvinding biedt tevens een bijzondere schakelstrategie die bijkomende voordelen biedt voor toepassingen waarbij de voornoemde uitgangsspanningen gelegen zijn in het lage modulatiebereik, waarbij de spanningsreferentie klein is in vergelijking met de DC busspanning.
De belangrijkste voordelen zijn het tegenwerken van de niet-lineaire karakteristieken van de omvormer, zoals het dode-tijd-effect, en een vermindering van de schakelfrequentie.
Op analoge wijze als in het vorige voorbeeld uit figuur 12, bestaat het hoofdidee van deze schakelstrategie uit het optellen van een "common-mode" spanning bij alle fasen, op zodanige wijze dat, gedurende elke schakel-, modulatie- of sampleperiode, er schakelacties zijn in maximum één van de parallel geschakelde omvormerbenen.
In dezelfde PWM-periode bevinden alle overige omvormerbenen zich op dezelfde uitgangsspanning, wat betekent dat al deze overige omvormerbenen continu "hoog" of continu "laag" zijn en dat er geen menging van constant hoge en constant lage spanningen optreedt.
Een voorbeeld van zulke 3-fasige toepassing is weergegeven in figuur 13, die een analoge opbouw toont als figuur 12, en waarin de weergegeven referentiespanningen worden gebruikt in het lage modulatiebereik.
In figuur 14 is bijvoorbeeld de schakellogica van drie omvormerbenen weergegeven die worden gebruikt voor het voeden van één fase van de belasting, in dit geval fase U.
In de figuren 15 tot 17 zijn voorbeelden van spanningsgolven van een 3-fasige toepassing weergegeven. In dit voorbeeld, wordt een 3-fasige elektrische machine achtereenvolgens gevoed door één, twee, respectievelijk drie omvormers die parallel geschakeld zijn door middel van "differential-mode" inrichtingen als ontkoppelingsinrichtingen en waarbij niet-lineaire karakteristieken worden verwaarloosd.
Figuur 15 toont de referentiespanning en ingangsspanning U12 van de motor tussen de eerste en de tweede fase, en dit in functie van de tijd t.
Typisch bestaat de lijnspanning van een 3-fasenmotor die wordt gevoed door één enkele 3-fasige omvormer uit drie verschillende toestanden, met name nul, een positieve en een negatieve DC busspanning.
Met de huidige uitvinding is het dus mogelijk om een lijnspanning toe te passen die bestaat uit meer dan twee verschillende toestanden.
Bijgevolg wordt de spanning meer sinusoïdaal, wat impliceert dat de spanning meer gelijkaardig wordt aan de referentiespanning.
In het weergegeven voorbeeld is het aantal toestanden n gelijk aan: n = 2. k + 1 (6)
Hierbij stelt k het aantal parallelle omvormerbenen voor.
De figuren 16 en 17 tonen, respectievelijk, de uitgangsstroom iinv van de omvormer en de ingangsstroom imot van de motor, in functie van de tijd t.
Vanzelfsprekend is bij een motor die wordt gevoed door één enkele omvormer de uitgangsstroom van de omvormer identiek aan de ingangsstroom van de door deze omvormer gevoede motor.
In een voedingsmode met meerdere omvormers wordt de uitgangsstroom van de omvormer opgeteld bij de motorstroom.
Zoals kan worden opgemaakt uit de figuren, wordt de motorstroom imot in multi-omvormer-mode meer gelijkmatig, aangezien de voedingsspanning meer sinusoïdaal is.
Zonder enige beperking is de huidige uitvinding tevens van toepassing bij elektrische aandrijvingen met windingen die zijn voorzien van meerdere lagen. In dit geval is het niet vereist, doch wel mogelijk, om de parallelle windingen te verbinden, aangezien de parallelle windingen aan dezelfde motorflux gekoppeld zijn. Bijgevolg is ook de spanningsval van de parallelle windingen gelijk.
Volgens de uitvinding kan de voornoemde belasting die met de "differential-mode" inrichtingen is verbonden, bestaan uit elke soort van passieve of actieve belasting, zoals een motor, een generator, een voedingsnet of dergelijke.
De werkwijze volgens de uitvinding is bijgevolg niet beperkt tot toepassing voor elektrische aandrijvingen, doch, zulke werkwijze blijkt bijzonder geschikt voor aandrijftoepassingen van compressoren.
Volgens een bijzonder kenmerk wordt de werkwijze volgens de huidige uitvinding toegepast voor hogesnelheidstoepassingen en/of voor actieve fronteinde- en/of actieve filtertoepassingen.
De voornoemde "differential-mode" inrichting kan volgens de uitvinding minstens gedeeltelijk worden aangebracht in de behuizing van een vermogenelektronische omvormer.
Tevens kan zulke "differential-mode" inrichting volgens de uitvinding gedeeltelijk worden gevormd door windingen van een elektrische machine en/of kan zij gedeeltelijk bestaan uit de gelamelleerde kern van een elektrische machine.
Het is volgens de uitvinding tevens niet uitgesloten dat de "differential-mode" inrichting is uitgevoerd in de vorm van één of meer windingen die zijn aangebracht rond een ijzerkern waarrond tevens windingen van een andere " differential-mode" inrichting zijn aangebracht die een andere fase voedt.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven werkwijze en inrichting volgens de uitvinding, doch, zulke werkwijze en inrichting volgens de uitvinding kunnen op velerlei wijzen worden uitgevoerd, zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (18)

1. Werkwijze voor het sturen van een belasting met een voornamelijk inductief karakter, waarbij voor het voeden van een fase van de voornoemde belasting (3) wordt gebruikgemaakt van minstens twee geschakelde uitgangsspanningen, afkomstig van één of meer vermogenelektronische omvormers (11,12;34,35,36), met een gegeven periode voor het schakelen, moduleren of bemonsteren, daardoor gekenmerkt dat de golfvormen van de betreffende uitgangsspanningen verschillend of verschoven zijn in de tijd en dat zij aan de belasting (3) worden aangelegd via een "differential-mode" inrichting (6), waarbij gedurende elke volledige voornoemde periode, minstens één van de voornoemde uitgangsspanningen constant wordt gehouden en dus niet wordt geschakeld.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat gedurende elke volledige voornoemde periode, maximum één van de voornoemde uitgangsspanningen wordt geschakeld.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde belasting (3) is uitgevoerd in de vorm van een meerfasige belasting en dat meerdere fasen van deze belasting elk worden gevoed via een voornoemde "differential-mode" inrichting (6).
4. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde uitgangsspanningen gelegen zijn in het lage modulatiegebied en dat bij elke fase een "common-mode" spanning wordt opgeteld zodat gedurende elke periode, in elke fase, maximum één omvormerbeen (13,14;18-20;23-25) zijn uitgangsspanning wijzigt, terwijl alle andere omvormerbenen (13,14/18-20/23-25) in diezelfde fase continu "hoog" geschakeld blijven.
5. Werkwijze volgens één van de conclusies 1 tot 3, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde uitgangsspanningen gelegen zijn in het lage modulatiegebied en dat bij elke fase een "common-mode" spanning wordt opgeteld, zodanig dat gedurende elke periode, in elke fase maximum één omvormerbeen (13,14/18-20/23-25) zijn uitgangsspanning wijzigt, terwijl alle andere omvormerbenen (13,14/18-20/23-25) in diezelfde fase continu "laag" geschakeld blijven.
6. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat meerdere vermogenelektronische omvormers (11,12/34,35,36) worden gebruikt en dat deze vermogenelektronische omvormers (11,12/34,35,36) worden gevoed door een gemeenschappelijk DC busspanning.
7. Werkwijze volgens één van de conclusies 1 tot 5, daardoor gekenmerkt dat meerdere vermogenelektronische omvormers (11,12/34,35,36) worden gebruikt en dat niet al deze vermogenelektronische omvormers (11,12/34,35,36) zijn aangesloten op dezelfde DC busspanning.
8. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat zij wordt toegepast voor elektrische aandrij ftoepassingen.
9. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat zij wordt toegepast voor hoge snelheidstoepassingen.
10. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat zij wordt toegepast in aandrijftoepassingen voor compressoren.
11. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat zij wordt toegepast voor actieve fronteinde- en/of actieve filtertoepassingen.
12. Inrichting die geschikt is voor het toepassen van een werkwijze volgens één van de conclusies 1 tot 11 voor het sturen van een belasting met een voornamelijk inductief karakter, waarbij deze inrichting één of meer vermogenelektronische omvormers (11,12;34,35,36) bevat met een gegeven periode voor het schakelen, moduleren of bemonsteren, voor het leveren van minstens twee geschakelde uitgangsspanningen, daardoor gekenmerkt dat zij minstens één "differential-raode" inrichting (6) omvat waarop de voornoemde omvormer of omvormers (11,12/34,35,36) is of zijn aangesloten voor het voeden van een fase van de voornoemde belasting (3) en dat de voornoemde omvormer of omvormers (11,12/34,35,36) is of zijn voorzien van een sturing die ervoor zorgt dat de golfvormen van de betreffende uitgangsspanningen verschillend of verschoven zijn in de tijd en dat gedurende elke volledige voornoemde periode, minstens één van de voornoemde uitgangsspanningen constant wordt gehouden en dus niet wordt geschakeld.
13. Inrichting volgens conclusie 12, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde "differential-mode" inrichting (6) is voorzien van één of meer inductorcomponenten zoals smoorspoelen, transformatoren, toroïden, ferrietringen, ijzerkernen, "common-mode" smoorspoelen, stroom gecompenseerde smoorspoelen of dergelijke, die twee of meer parallelle windingen bezitten, zodat demping van de "differential-mode" van spanning, respectievelijk stroom, van twee of meer op de "differential-mode" inrichting (6) aangesloten omvormerbenen (13,14;18-20;23-25) mogelijk wordt gemaakt.
14. Inrichting volgens conclusie 12 of 13, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde "differential-mode" inrichting (6) gedeeltelijk wordt gevormd door windingen van een elektrische machine.
15. Inrichting volgens één van de conclusies 12 tot 14, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde "differential-mode" inrichting (6) gedeeltelijk bestaat uit de gelamelleerde kern van een elektrische machine.
16. Inrichting volgens één van de conclusies 12 tot 15, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde "differential-mode" inrichting (6) windingen rond een ijzerkern omvat met meer dan één magnetisch fluxpad.
17. Inrichting volgens één van de conclusies 12 tot 16, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde "differential-mode" inrichting is voorzien van één of meer windingen die zijn aangebracht rond een ijzerkern waarrond tevens windingen zijn aangebracht van een andere "differential-mode" inrichting (6) die een andere fase voedt.
18. Inrichting volgens één van de conclusies 12 tot 17, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde "differential-mode" inrichting (6) minstens gedeeltelijk is aangebracht in de behuizing van een voornoemde omvormer (11,12;34,35,36).
BE2006/0646A 2006-12-27 2006-12-27 Werkwijze voor het sturen van een belasting met een voornamelijk inductief karakter en een inrichting die zulke werkwijze toepast. BE1017382A3 (nl)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE2006/0646A BE1017382A3 (nl) 2006-12-27 2006-12-27 Werkwijze voor het sturen van een belasting met een voornamelijk inductief karakter en een inrichting die zulke werkwijze toepast.
EP07855375.7A EP2097970B1 (en) 2006-12-27 2007-12-20 Method for controlling a load with a predominantly inductive character and a device applying such a method
BRPI0721011-6A BRPI0721011B1 (pt) 2006-12-27 2007-12-20 Método para controlar carga com caráter indutivo e dispositivo que aplica tal método
PCT/BE2007/000128 WO2008077203A2 (en) 2006-12-27 2007-12-20 Method for controlling a load with a predominantly inductive character and a device applying such a method
RU2009128704/09A RU2402145C1 (ru) 2006-12-27 2007-12-20 Способ регулирования нагрузки преимущественно индуктивного типа и устройство для его осуществления
CN200780047925XA CN101569084B (zh) 2006-12-27 2007-12-20 用于控制以电感性为主导的负载的方法和应用这种方法的设备
US12/521,381 US8179066B2 (en) 2006-12-27 2007-12-20 Method for controlling a load with a predominantly inductive character and a device applying such a method
KR1020097012252A KR101132055B1 (ko) 2006-12-27 2007-12-20 우세한 유도 특성을 지닌 부하 제어 방법 및 이 부하 제어 방법을 적용하는 장치
JP2009543309A JP5134631B2 (ja) 2006-12-27 2007-12-20 ほとんど完全に誘導性の負荷を制御する方法と該方法を適用する装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE2006/0646A BE1017382A3 (nl) 2006-12-27 2006-12-27 Werkwijze voor het sturen van een belasting met een voornamelijk inductief karakter en een inrichting die zulke werkwijze toepast.
BE200600646 2006-12-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BE1017382A3 true BE1017382A3 (nl) 2008-07-01

Family

ID=38461917

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE2006/0646A BE1017382A3 (nl) 2006-12-27 2006-12-27 Werkwijze voor het sturen van een belasting met een voornamelijk inductief karakter en een inrichting die zulke werkwijze toepast.

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8179066B2 (nl)
EP (1) EP2097970B1 (nl)
JP (1) JP5134631B2 (nl)
KR (1) KR101132055B1 (nl)
CN (1) CN101569084B (nl)
BE (1) BE1017382A3 (nl)
BR (1) BRPI0721011B1 (nl)
RU (1) RU2402145C1 (nl)
WO (1) WO2008077203A2 (nl)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008008046A1 (de) * 2007-05-30 2008-12-04 Siemens Aktiengesellschaft Schaltungsanordnung zum selektiven Betrieb von mindestens zwei elektrischen Maschinen
US8138620B2 (en) * 2009-06-12 2012-03-20 General Electric Company Methods and systems for operating a wind turbine power converter
JP5375715B2 (ja) * 2010-03-31 2013-12-25 株式会社豊田自動織機 中性点昇圧方式の直流−三相変換装置
US20120075051A1 (en) * 2010-09-23 2012-03-29 Northern Power Systems, Inc. Magnetic Devices and Transformer Circuits Made Therewith
EP2469692B1 (en) * 2010-12-24 2019-06-12 ABB Research Ltd. Method for controlling a converter
US8648559B2 (en) * 2011-03-16 2014-02-11 Deere & Company System for controlling rotary electric machines to reduce current ripple on a direct current bus
CN104170227B (zh) * 2012-03-13 2017-08-04 东芝三菱电机产业***株式会社 电抗器及使用该电抗器的电源装置
US20140133201A1 (en) * 2012-11-15 2014-05-15 Eaton Corporation Ups systems and methods using ups modules with differential mode inductor coupling
US9787217B2 (en) * 2013-08-30 2017-10-10 Huawei Technologies Co., Ltd. Power conversion circuit and power conversion system
US10447114B2 (en) 2014-09-12 2019-10-15 Vestas Wind Systems A/S Choke for interleaved switching
ES2894798T3 (es) * 2015-10-28 2022-02-15 Ge Energy Power Conversion Technology Ltd Sistema de conversión de potencia bidireccional para carga eléctrica monofásica y procedimiento de conversión de potencia correspondiente
CN109742969B (zh) * 2019-01-11 2020-05-19 北京机械设备研究所 一种基于磁耦合的三相逆变器
EP3872970A1 (en) 2020-02-26 2021-09-01 ABB Schweiz AG Uninterruptible power supply system
DE102022112691B3 (de) 2022-05-20 2023-04-20 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Vorrichtung zur magnetischen Flusserzeugung an Stromschienen einer rekonfigurierbaren Batterie

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4032832A (en) * 1975-07-14 1977-06-28 Bunker Ramo Corporation Dc to ac inverter with unregulated input and regulated output
GB1483201A (en) * 1973-09-21 1977-08-17 Siemens Ag Inverter arrangements
FR2641912A1 (fr) * 1989-01-19 1990-07-20 France Etat Armement Procedes et dispositifs pour generer, a partir d'une tension continue, une tension periodique d'allure sinusoidale modulable en amplitude
US6232731B1 (en) * 1997-06-26 2001-05-15 Electric Boat Corporation Multi-channel motor winding configuration and pulse width modulated controller

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2929694B2 (ja) * 1990-10-02 1999-08-03 富士電機株式会社 三相多重電圧形ｐｗｍインバータ
US5594632A (en) * 1994-10-03 1997-01-14 Delco Electronics Corporation Power converter with harmonic neutralization
US5668707A (en) * 1994-10-04 1997-09-16 Delco Electronics Corp. Multi-phase power converter with harmonic neutralization
JPH10323052A (ja) * 1997-05-16 1998-12-04 Shibafu Eng Kk 分圧変圧器及び分圧変圧器を用いた電力変換装置
JP3369487B2 (ja) * 1998-10-15 2003-01-20 芝府エンジニアリング株式会社 電力変換装置の制御装置
CN1452309A (zh) * 2002-04-15 2003-10-29 吴加林 多功能电能变换器
US6864644B2 (en) * 2002-11-14 2005-03-08 Fyre Storm, Inc. Method of tuning a circuit for energizing a cold cathode fluorescent lamp
WO2006121425A2 (en) * 2005-05-05 2006-11-16 Atlas Marine Systems, Lp System and method for electrical power conversion
US7692938B2 (en) * 2006-09-06 2010-04-06 Northern Power Systems, Inc. Multiphase power converters and multiphase power converting methods

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1483201A (en) * 1973-09-21 1977-08-17 Siemens Ag Inverter arrangements
US4032832A (en) * 1975-07-14 1977-06-28 Bunker Ramo Corporation Dc to ac inverter with unregulated input and regulated output
FR2641912A1 (fr) * 1989-01-19 1990-07-20 France Etat Armement Procedes et dispositifs pour generer, a partir d'une tension continue, une tension periodique d'allure sinusoidale modulable en amplitude
US6232731B1 (en) * 1997-06-26 2001-05-15 Electric Boat Corporation Multi-channel motor winding configuration and pulse width modulated controller

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010515408A (ja) 2010-05-06
JP5134631B2 (ja) 2013-01-30
BRPI0721011B1 (pt) 2019-05-07
RU2402145C1 (ru) 2010-10-20
KR20090092279A (ko) 2009-08-31
US20100109582A1 (en) 2010-05-06
EP2097970B1 (en) 2018-10-31
WO2008077203A2 (en) 2008-07-03
WO2008077203A8 (en) 2011-05-12
WO2008077203A3 (en) 2008-08-14
CN101569084A (zh) 2009-10-28
US8179066B2 (en) 2012-05-15
BRPI0721011A2 (pt) 2014-07-29
KR101132055B1 (ko) 2012-04-02
CN101569084B (zh) 2013-03-20
EP2097970A2 (en) 2009-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BE1017382A3 (nl) Werkwijze voor het sturen van een belasting met een voornamelijk inductief karakter en een inrichting die zulke werkwijze toepast.
US9701208B2 (en) Inverter
Salmon et al. PWM inverters using split-wound coupled inductors
RU2558945C2 (ru) Сверхвысокоэффективный переключающий инвертор мощности и усилитель мощности
US9124183B2 (en) Power inverter for feeding electric energy from a DC power generator into an AC grid with two power lines
Ewanchuk et al. Three-limb coupled inductor operation for paralleled multi-level three-phase voltage sourced inverters
JPH0851790A (ja) 誘導性負荷用制御回路
US6452819B1 (en) Inverter without harmonics
CN107110935B (zh) Mri***中的梯度放大器***以及用于使用该***供应电流的方法
JP5454001B2 (ja) 電流抑制装置
RU2524169C2 (ru) Устройство для соединения с электрическим сопротивлением, имеющим преимущественно индуктивный характер
EP2638627B1 (en) Power inverter for feeding electric energy from a dc power generator into an ac grid with two power lines
US11863085B2 (en) Converter assembly
JPS5925584A (ja) 過電圧抑制装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20201231