CH617548A5 - Adjustment arrangement for a power converter system with a controllable semiconductor regulator - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelanordnung für eine Stromrichteranlage mit steuerbarem Halbleitersteller zur Speisung eines Gleichstrom- oder Gleichspannungsverbrauchers oder eines Gleichspannungszwischenkreises eines Umrichters aus einem Gleichspannungsnetz oder einem einphasigen Wechselspannungsnetz unter Erhaltung im wesentlichen oberschwingungsfreier Netzgrössen, mit einem ersten Regelkreis, bestehend aus einem Spannungsregler mit unterlagertem Stromregler, und mit einem Steuersatz zur Steuerung der Ventile des Halbleiterstellers, dessen Steuerimpulsbildner an den Ausgang des ersten Regelkreises angeschlossen ist. The invention relates to a control arrangement for a converter system with a controllable semiconductor actuator for feeding a direct current or direct voltage consumer or a direct voltage intermediate circuit of a converter from a direct voltage network or a single-phase alternating voltage network while maintaining essentially harmonic-free network variables, with a first control circuit consisting of a voltage regulator with a subordinate one Current regulator, and with a control set for controlling the valves of the semiconductor actuator, the control pulse generator is connected to the output of the first control circuit.

Die Erfindung kann Anwendung finden in der Antriebstechnik, bevorzugt, jedoch nicht ausschliesslich, bei Drehstromantrieben von elektrischen Lokomotiven, die aus Gleichspan-nungs- oder Wechselspannungsbahnnetzen gespeist werden. The invention can be used in drive technology, preferably, but not exclusively, in three-phase drives of electric locomotives which are fed from direct voltage or alternating voltage railroad networks.

Derartige Drehstromantriebe mit Wechselrichter und Gleichspannungszwischenkreis sind besonders günstig zu realisieren, wenn eine Gleichspannungsquelle bzw. eine Zwischen-kreisspannung mit kleinen Oberschwingungen und konstanter Gleichspannung zur Verfügung steht. Das Bahnnetz, aus dem die Energie aufgenommen wird, wird besonders optimal belastet, wenn geringe Oberschwingungen vorliegen und der Netzstrom in Phase mit der Netzspannung (Grundschwingung) ist. Such three-phase drives with inverters and DC voltage intermediate circuit are particularly inexpensive to implement if a DC voltage source or an intermediate circuit voltage with small harmonics and constant DC voltage is available. The rail network from which the energy is absorbed is particularly optimally loaded when there are low harmonics and the mains current is in phase with the mains voltage (fundamental oscillation).

Es sind Pulsstromrichteranordnungen bekannt (J. Körber, DT-Zeitschrift ETR «Eisenbahntechnische Rundschau», Heft 7/8,1975, Seiten 251 bis 259 = BBC Sonderdruck D VK 50756 D, Seiten 1 bis 10; J. Körber, Zeitschrift «Glasers Annalen», Jg. 100 (1976) Heft 2/3, Seiten 58 bis 64 = BBC Sonderdruck D VK 60024 D, Seiten 1 bis 9), die diese Probleme sowohl für ein-gangsseitige Gleichspannung als auch eingangsseitige Wechselspannung lösen. Pulse converter arrangements are known (J. Körber, DT magazine ETR "Eisenbahntechnische Rundschau", issue 7 / 8.1975, pages 251 to 259 = BBC special print D VK 50756 D, pages 1 to 10; J. Körber, magazine "Glasers Annalen », Jg. 100 (1976) Issue 2/3, pages 58 to 64 = BBC reprint D VK 60024 D, pages 1 to 9), which solve these problems for both input-side DC voltage and input-side AC voltage.

Zur Regelung dieser Eingangsstromrichter wird ein bekannter Spannungsregelkreis für die Zwischenkreisspan-nung mit unterlagertem Netzstromregelkreis verwendet. Die Regelanordnung der eingangs beschriebenen Gattung ist für einen Stromrichter an einem Einphasen-Wechselstromnetz bekannt (DT-OS 2 217 023, Zusatz zu DT-OS 2 159 397). In diesem bekannten Fall werden der eingangsseitige Wechselstrom und die eingangsseitige Sinusfunktion sowie die ausgangssei-tige Gleichspannung gemessen und in einem Spannungsregelkreis mit unterlagerter Stromregelung und mit einem Rechenglied ausgewertet, so dass schliesslich über einen Steuersatz die Zünd- und Löschzeitpunkte der Ventile eines Halbleiterstellers, der mit dem eingangsseitigen Vollwellengleichrichter zusam-5 mengeschaltet ist, in Abhängigkeit von den Messgrössen verstellt werden. Dabei wird im wesentlichen ein oberschwingungsfreier Strom erhalten, der in Phase mit der Netzspannung ist. Die bekannte Anordnung arbeitet in allen vier Quadranten der Strom-Spannungscharakteristik, bezogen auf die Eingangs-") grossen. A known voltage control circuit for the intermediate circuit voltage with a subordinate mains current control circuit is used to control these input converters. The control arrangement of the type described above is known for a converter on a single-phase AC network (DT-OS 2 217 023, addition to DT-OS 2 159 397). In this known case, the input-side alternating current and the input-side sine function as well as the output-side DC voltage are measured and evaluated in a voltage control loop with a subordinate current control and with a computing element, so that finally the ignition and extinguishing times of the valves of a semiconductor actuator using a control unit the input-side full-wave rectifier is interconnected, can be adjusted depending on the measurement parameters. Essentially, a harmonic-free current is obtained which is in phase with the mains voltage. The known arrangement works in all four quadrants of the current-voltage characteristic, based on the input ") large.

Im bekannten Fall wird folglich aktiv in die Steuerung des Halbleiterstellers bzw. Stromrichters eingegriffen, um u. a. Netzrückwirkungen zu vermeiden. In the known case, there is consequently an active intervention in the control of the semiconductor actuator or converter in order to. a. Avoid network interference.

Zur Erzielung eines nahezu sinusförmigen Wechselstromes 's unter gleichzeitiger Abgabe gut geglätteter Gleichgrössen ist einerseits eine harmonisch-zeitvariante Übersetzung bzw. Steuerung eines Einphasenstromrichters und andererseits die Anordnung von Energiespeichern bzw. Saugkreisen im Gleichstromzwischenkreis bzw. vor dem Verbraucher bekannt (M. 2o Depenbrock «Einphasen-Stromrichter mit sinusförmigem Netzstrom und gut geglätteten Gleichgrössen» ETZ-A Bd. 94 (1973) H.8, S. 466-471 ; D. Daum «Untersuchung eines Einpha-sen-Stromrichters mit nahezu sinusförmigem Netzstrom und gut geglätteten Gleichgrössen» Dissertation, Ruhr-Univer-25 sität Bochum, 1974; H. Kehrmann, W. Lienau, R. Nili «Vierqua-drantensteller - eine netzfreundliche Einspeisung für Triebfahrzeuge mit Drehstromantrieb», Elektr. Bahnen 45 (1974), H. 6, S. 135-142; G. Klinger «Regelungstechnische Untersuchung einer Einphasen-Stromrichterschaltung mit harmonisch zeitva-30 riantem Übertrager IFAC SYMPOSIUM, Düsseldorf, 7. bis 9. Oktober 1974, Band I, Seite 443-456; M. Depenbrock «Einphasenstromrichter mit optimiertem Leistungsfaktor» ETZ-A Bd. 95 (1974), H. 7, S. 360-363). Insbesondere durch Klinger ist ein Mehrgrössen-Regelungssystem bekannt, mittels dessen aus-35 ser den vorgenannten Forderungen auch eine optimale Dämpfung der aufgrund der zeitdiskreten Steuerung im Zwischenkreis entstehenden Schwingung erreicht wird. Eine ähnliche Regelanordnung ist auch bei einem Einquadrantensteller mit Speisung aus dem Gleichspannungsnetz realisierbar. In order to achieve an almost sinusoidal alternating current while simultaneously delivering well-smoothed direct variables, a harmonic-time-variant translation or control of a single-phase converter and, on the other hand, the arrangement of energy stores or suction circuits in the direct current intermediate circuit or in front of the consumer are known (M. 2o Depenbrock «single-phase Converters with sinusoidal mains current and well-smoothed direct variables »ETZ-A Vol. 94 (1973) H.8, pp. 466-471; D. Daum« Examination of a single-phase converter with almost sinusoidal mains current and well-smoothed direct variables »dissertation , Ruhr University 25 Bochum, 1974; H. Kehrmann, W. Lienau, R. Nili "Four-quadrant generator - a grid-friendly feed for traction vehicles with three-phase drive", Elektr. Bahnen 45 (1974), H. 6, p. 135-142; G. Klinger «Control engineering examination of a single-phase converter circuit with a harmoniously time-variable transformer IFAC SYMPOSIUM, Düsseldorf, 7th to October 9, 1974, Volume I, pages 443-456; M. Depenbrock «Single-phase converter with optimized power factor» ETZ-A Vol. 95 (1974), H. 7, pp. 360-363). A multi-size control system is known, in particular, from Klinger, by means of which, in addition to the aforementioned requirements, optimal damping of the vibration occurring in the intermediate circuit due to the discrete-time control is achieved. A similar control arrangement can also be implemented in the case of a single-quadrant actuator with supply from the direct voltage network.

io In den vorgenannten bekannten Fällen ist jedoch jeweils ein wesentliches Problem nicht angesprochen, das die Stromrichtertechnik für die Signaltechnik, insbesondere bei Bahnbetrieben, aufwirft: die Verträglichkeit von Signal- und Stromrichteranlagen. Viele Signalanlagen arbeiten frequenzselektiv bei 45 einer oder mehreren Frequenzen und sprechen bei einer bestimmten Stromamplitude an. Lediglich als Beispiel seien die automatischen Streckenblöcke zur Kontrolle der Belegung eines Blockes (Streckenabschnittes) bei Bahnanlagen erwähnt. Diese automatischen Streckenblöcke arbeiten mit einem so Wechselstromsignal. Die Streckenblockfrequenz liegt seit Jahrzehnten fest. Da die Stromrichter meistens ein ganzes Spektrum von Frequenzen erzeugen, solange keine besonderen Massnahmen getroffen werden, ist es möglich, dass im Oberwellenspektrum eine Spektrallinie von der Frequenz liegt, bei 55 der die Signalanlage arbeitet. In the aforementioned known cases, however, one essential problem that the converter technology poses for the signal technology, in particular in railway operations, is not addressed in each case: the compatibility of signal and converter systems. Many signaling systems work frequency-selectively at one or more frequencies and respond at a certain current amplitude. The automatic route blocks for checking the occupancy of a block (route section) in railway systems may be mentioned only as an example. These automatic route blocks work with such an AC signal. The route block frequency has been fixed for decades. Since the converters usually generate a whole spectrum of frequencies as long as no special measures are taken, it is possible that a spectral line of the frequency at which the signal system operates is located in the harmonic spectrum.

Der Erfindung liegt, ausgehend der eingangs genannten bekannten Regelanordnung (DT-OS 2217 023), die Aufgabe zugrunde, die Bildung von störenden Oberwellen weiter zu verringern. Based on the known control arrangement mentioned at the beginning (DT-OS 2217 023), the invention is based on the object of further reducing the formation of disturbing harmonics.

60 Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass ein zweiter Regelkreis zum Ausregeln einer bestimmten Stôrfréquenz dem Steuerimpulsbildner vorgeschaltet ist. 60 The solution to this problem is that a second control circuit for regulating a specific interference frequency is connected upstream of the control pulse generator.

Mit Hilfe des zweiten Regelkreises wird aktiv in die Stromrichteranlage eingewirkt, derart, dass ganz bestimmte Störfre-65 quenzen ausgeregelt werden. Damit sind bessere Ergebnisse erzielbar als bei der herkömmlichen Verwendung rein passiver Elemente. Insbesondere können genau die Frequenzen unterdrückt werden, die die Funktion von Signalanlagen stören With the help of the second control loop, active action is taken in the converter system in such a way that very specific interference frequencies are corrected. This means that better results can be achieved than with the conventional use of purely passive elements. In particular, the frequencies that interfere with the function of signal systems can be suppressed

könnten. Die Anwendung ist möglich sowohl bei einem Halbleitersteller mit Löschkreis (Körber, DT-Zeitschrift ETS s.o.), als auch bei einem Halbleitersteller, der gemäss DT-OS 2 217 023 mit einem Gleichrichter zusammengeschaltet ist und insgesamt einen Vierquadrantensteller darstellt. could. The application is possible both with a semiconductor controller with quenching circuit (Körber, DT magazine ETS see above), as well as with a semiconductor controller that is connected to a rectifier according to DT-OS 2 217 023 and represents a four-quadrant controller.

Bei einer zweckmässigen Ausbildung umfasst der zweite Regelkreis ein selektives Filter für die Störfrequenz, einen proportional wirkenden Regler und eine Additionsstelle, an der auch der Ausgang des ersten Regelkreises angeschlossen ist. Der Proportionalitätsfaktor des proportional wirkenden Reglers ist vorteilhafterweise einstellbar. In an expedient embodiment, the second control loop comprises a selective filter for the interference frequency, a proportional controller and an addition point to which the output of the first control loop is also connected. The proportionality factor of the proportionally acting controller is advantageously adjustable.

In einfacher Weise wird durch das selektive Filter die Stör-îrequenz aus dem Netzstrom herausgesiebt und über den P-Regler mit negativem Vorzeichen auf die Additionsstelle bzw. auf den nachfolgenden Eingang des Steuerimpulsbildners gegeben, der einen Pulsbreitenmodulator mit verschiebbaren Taktzeitpunkten enthält. In a simple manner, the interference filter is sifted out of the mains current by the selective filter and fed via the P controller with a negative sign to the addition point or to the subsequent input of the control pulse generator, which contains a pulse width modulator with shiftable clock instants.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail below with reference to an embodiment shown in the drawing. Show it:

Fig. 1 schematisch einen bekannten stromrichtergespeisten Traktionsantrieb mit Einquadranten-Gleichstromsteller und Drehstromantrieb, 1 schematically shows a known converter-powered traction drive with single-quadrant DC chopper and three-phase drive,

Fig. 2 einen bekannten Einquadranten-Gleichstromsteller für die Schaltung nach Fig. 1, 2 shows a known single-quadrant DC chopper for the circuit according to FIG. 1,

Fig. 3 eine bekannte Regelanordnung für die Schaltung nach Fig. 1 mit Spannungsregler und unterlagertem Stromregler, 3 shows a known control arrangement for the circuit according to FIG. 1 with voltage regulator and subordinate current regulator,

Fig. 4 Zeitdiagramme für die Stellerspannung, die Netzspannung und den Netzstrom der Schaltung nach Fig. 1 und Fig. 4 time diagrams for the actuator voltage, the line voltage and the line current of the circuit of Fig. 1 and

Fig. 5 eine erfindungsgemässe Regelanordnung für die Schaltung nach Fig. 1. 5 shows a control arrangement according to the invention for the circuit according to FIG. 1.

Fig. 1 zeigt eine bekannte Anordnung (Körber, s.o.) für einen Lokantrieb. Als wesentliche Elemente sind dargestellt: ein Stromabnehmer 10 an der Fahrleitung 11, eine Filterdrossel 12, ein Filterkondensator 13, ein Einquadranten-Halbleiterstel-ler 14, ein Gleichspannungszwischenkreis 15 mit Kondensator 16, ein Wechselrichter 17 mit Drehstromausgang 18, ein Drehstrommotor 19 und eine Schiene 20 zur Stromrückleitung. Weiterhin sind eingezeichnet: Netzstrom Ìn, Netzspannung Um, Gleichstrom iD und Gleichspannung Ud- Der Parallelkondensator 16 schliesst die höherfrequenten Oberschwingungen kurz, so dass eine im wesentlichen geglättete Gleichspannung Ud vorliegt. Dies gilt für den bekannten Fall mit der nachfolgend näher aufgezeigten Beschränkung. Fig. 1 shows a known arrangement (Körber, see above) for a locomotive drive. The following are shown as essential elements: a current collector 10 on the contact line 11, a filter choke 12, a filter capacitor 13, a single-quadrant semiconductor actuator 14, a DC link 15 with capacitor 16, an inverter 17 with three-phase output 18, a three-phase motor 19 and a rail 20 for current return. The following are also shown: mains current Ìn, mains voltage Um, direct current iD and direct voltage Ud. The parallel capacitor 16 short-circuits the higher-frequency harmonics, so that an essentially smoothed direct voltage Ud is present. This applies to the known case with the restriction shown in more detail below.

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Fig. 2 zeigt ein Prinzipschaltbild eines an sich bekannten Gleichstromstellers 14. Die Schaltelemente gemäss Fig. 1 sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Der Einquadranten-Halbleitersteller 14 besitzt eine Drossel 21, die an einen Ver-5 zweigungspunkt 23 am Filterkondensator 13 angeschlossen ist. An diese Drossel 21 sind mit Polung in Durchlassrichtung eine andererseits am positiven Gleichstrompol liegende Diode 24 und - ebenfalls mit Polung in Durchlassrichtung - ein andererseits am negativen Gleichstrompol liegender Halbleitersteller io 26 angeschlossen. Der Halbleitersteller 26 ist als Thyristor mit Löscheinrichtung dargestellt (Heumann/Stumpe, s.o.). Durch Zünden und Löschen des Halbleiterstellers 26 können jeweils entsprechende Stromabschnitte des Eingangsstromes Ìn auf den Ausgang geschaltet werden, derselbe wird ein- und ausge-i5 schaltet. FIG. 2 shows a basic circuit diagram of a DC controller 14 known per se. The switching elements according to FIG. 1 are identified by the same reference numerals. The single-quadrant semiconductor actuator 14 has a choke 21 which is connected to a branching point 23 on the filter capacitor 13. Connected to this choke 21 with polarity in the forward direction is a diode 24, which is on the other hand at the positive direct current pole and - also with polarity in the forward direction - is also connected to a semiconductor actuator io 26 at the negative direct current pole. The semiconductor actuator 26 is shown as a thyristor with an extinguishing device (Heumann / Stumpe, see above). By igniting and deleting the semiconductor actuator 26, respective current sections of the input current Ìn can be switched to the output, and the same is switched on and off.

Hierbei tritt nun das Problem auf, dass eine am Zwischenkreis 15 angeschlossene Belastung (z. B. ein Wechselrichter) Oberschwingungsspannungen im Zwischenkreis 15 erzeugen kann. Diese Oberschwingungen können moduliert mit der Stello lertaktung zu unterwünschten Beeinflussungen der Signaltechnik führen, wie es im folgenden näher aufgezeigt wird. The problem now arises that a load connected to the intermediate circuit 15 (e.g. an inverter) can generate harmonic voltages in the intermediate circuit 15. These harmonics can modulate with the Stello lerclockung lead to undesirable influences on the signal technology, as will be shown in more detail below.

Für die Zwischenkreisspannung, bestehend aus der Summe von einem Gleichanteil und stellvertretend für alle Oberschwingungen aus einer Oberschwingungsspannung mit der 25 Kreisfrequenz toi gilt: For the DC link voltage, consisting of the sum of a DC component and representative of all harmonics from a harmonic voltage with the 25 angular frequency toi:

Ud (t) = Udo + Ûdi • coscoit. Ud (t) = Udo + Ûdi • coscoit.

Die Taktung des Stellers 14 führt am Thyristor 26 zu einer 30 Spannung, die aus einem Gleichanteil und Oberschwingungen der Taktfrequenz besteht, von der hier ebenfalls stellvertretend nur eine betrachtet wird: The timing of the actuator 14 leads to a voltage at the thyristor 26, which consists of a DC component and harmonics of the clock frequency, of which only one is also considered here:

USt, (t) = Udo • K + C (K) • cosco0t, USt, (t) = Udo • K + C (K) • cosco0t,

35 35

wobei bedeuten: where mean:

K - Verhältnis der Sperrzeit des Thyristors 26 zur Taktperiode, K - ratio of the blocking time of the thyristor 26 to the clock period,

C (K) - aus der Fourierzerlegung ableitbare, stellvertretend 40 betrachtete Oberschwingung, C (K) - Fourier harmonic that can be derived from the Fourier decomposition,

(öo - Taktkreisfrequenz, (öo - clock cycle frequency,

Ustl - Spannung am Halbleitersteller 26. Ustl voltage at the semiconductor actuator 26.

Durch Berücksichtigung beider obiger Gleichungen ergibt 45 sich die Gleichung: Taking both of the above equations into 45 gives the equation:

ust. ust.

(t) = u d (t) = u d

o O

K + U K + U

dl dl

K K

cos u; t cos u; t

U U

+ +

dl dl

U U

do do

C (K) C (K)

( (

cos (co +cj ) t + cos (to -iü,)tr oi o 1 J cos (co + cj) t + cos (to -iü,) tr oi o 1 J

+ C (K) + C (K)

cos u> t. o cos u> t. O

Für die Beeinflussung können hauptsächlich die Anteile mit 60 coi und (öo-coi mit der kritischen Frequenz cos (z. B. der Streckenblockfrequenz) zusammenfallen. For the influencing, mainly the parts with 60 coi and (öo-coi with the critical frequency cos (e.g. the line block frequency) can coincide.

Fig. 3 zeigt eine an sich bekannte Regelanordnung (DT-OS 2 217 023). Diese besitzt im einzelnen eine erste Additionsstelle 65 30 zur Vergleichsbildung zwischen dem Gleichspannungs-Ist-wert Udist und dem Gleichspannungs-Sollwert UdSoii, einen pro-portional-integrierend wirkenden Spannungsregler (PI-Span- 3 shows a control arrangement known per se (DT-OS 2 217 023). In detail, this has a first addition point 65 30 for comparison between the actual DC voltage value Udist and the DC voltage setpoint value UdSoii, a voltage regulator which acts in a proportional-integrating manner (PI span

nungsregler) 31, eine zweite Additionsstelle 32 für den Vergleich zwischen dem von dem PI-Spannungsregler 31 gelieferten Stromsollwert iNsou und dem von einem Messglied (nicht dargestellt) gelieferten Netzstromistwert iNjStI einen PI-Strom-regler 33 und einen Steuerimpulsbildner 50. Dieser besteht aus einer Additionsstelle 34, einem Dreieckspannungsgenerator 35, einem Komparator 36 und ausgangsseitig weiteren Schaltgliedern 49 zur Bildung der Zündbefehle für Thyristor und Löscheinrichtung. voltage regulator) 31, a second addition point 32 for the comparison between the current setpoint iNsou supplied by the PI voltage regulator 31 and the mains current actual value iNjStI supplied by a measuring element (not shown), a PI current regulator 33 and a control pulse generator 50. This consists of a Addition point 34, a delta voltage generator 35, a comparator 36 and further switching elements 49 on the output side for forming the firing commands for the thyristor and the extinguishing device.

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Fig. 4 zeigt als Beispiel die oben vereinfacht formelmässig stelle 46 ist auf das Zwischenkreisfilter 16 geführt, an dessen abgeleitete Entstehung der Oberschwingung mit Mischfre- Ausgang der Gleichspannungsistwert UdiSt abgegriffen und quenz.tN und üStl bedeuten dabei Mittelwerte von Netzstrom über einen Verzweigungspunkt 47 einmal im negativen Sinn und Steliereingangsspannung; die anderen Grössen sind bereits der ersten Additionsstelle 30 und zum anderen dem Halbleitervorstehend erläutert. Man erkennt, dass üstl und ÎN einen nieder- s steller 14' zugeführt wird. Der Ausgang der ersten Additions-frequenten Oberschwingungsanteil enthalten, der weder in der stelle 30 führt über dem Spannungsregeier 31, dessen Aus-Zwischenkreisspannung enthalten ist, noch der Taktfrequenz gangssignal den Stromsollwert darstellt, zur zweiten Additions-entspricht. Die Darstellung ist in den Amplituden sehr stark stelle 32, der der von einer Verzweigungsstelle 48 hinter der übertrieben. Die eingangs beschriebenen bekannten Regelan- Stellerdrossel 21 abgegriffenen Netzstromistwert im negativen Ordnungen sind nicht imstande, den Oberschwingungsstrom i o Sinne zugeführt wird. Der Ausgang der zweiten Additionsstelle wirksam zu unterdrücken, weil die störenden Amplituden sehr 32 Hegt am PI-Stromregler 33, dessen Ausgang schliesslich zur klein gegenüber dem Nutzsignal sind. dritten Additionsstelle 34' führt. Im weiteren Signalzug dieses Fig. 4 shows an example of the simplified formular position 46 above, which leads to the intermediate circuit filter 16, at the derived generation of the harmonic with mixed frequency output the actual DC voltage value UdiSt is tapped and quenz.tN and üStl mean mean values of the mains current over a branch point 47 once negative sense and stele input voltage; the other variables have already been explained above for the first addition point 30 and for the semiconductor. It can be seen that üstl and ÎN are fed to a lower actuator 14 '. The output of the first addition-frequency harmonic component included, which neither leads in the position 30 above the voltage regulator 31, whose off-link voltage is included, nor does the clock frequency output signal represent the current setpoint, corresponds to the second addition. The representation is very strong in the amplitudes 32, the one exaggerated by a branch 48 behind. The known control actuator choke 21 described in the introduction, the actual mains current value tapped in negative orders are not able to supply the harmonic current i o sense. Effectively suppressing the output of the second addition point because the disturbing amplitudes are very 32 on the PI current controller 33, the output of which is ultimately too small compared to the useful signal. third addition point 34 'leads. In the further signal train this

Fig. 5 zeigt unter Beibehaltung der bisherigen Bezeichnun- Regelkreises liegt wiederum der Steuerimpulsbildner 50, des-gen, für wiederkehrende Schaltglieder ein Blockschaltbild der Sen Ausgang an den Halbleitersteller 14' angeschlossen ist. Die erfindungsgemässen Regelanordnung, wobei die Regelstrecke 15 Wirkungsweise des zuletzt beschriebenen Regelkreises ent-mit Stellerdrossel 21, Halbleitersteller 14' und Zwischenkreisfil- spricht der der bekannten Anordnung nach Fig. 3. ter 16 strichpunktiert abgegrenzt ist. Der Eingangsfilter beste- Die Wirkung des zusätzlichen, zweiten Regelkreises wird hend aus Filterdrossel 12 und Filterkondensator 13 ist nicht nachfolgend erläutert: Der Netzstrom iN wird in jedem Augenberücksichtigt. Da der Ausgangsstrom des Stellers 14' aus Aus- blick mit Hilfe des selektiven Filters 40 auf evtl. Frequenzanschnitten des Eingangsstromes und die Eingangsspannung aus 20 teile überwacht. Liegt kein messbarer Anteil vor, so ist der Ausschnitten der Zwischenkreisspannung besteht, ist der Stel- zusätzliche Regelkreis nicht wirksam. Wird j edoch ein messba-ler 14' durch zwei Multiplizierer 14" und 14'" dargestellt. rer Anteil empfangen, so gelangt dieser über den P-Regler 42 FIG. 5 shows the control pulse generator 50, while maintaining the previous designation of the control loop, for which a block circuit diagram of the output for recurrent switching elements is connected to the semiconductor controller 14 '. The control arrangement according to the invention, the control system 15 functioning of the control circuit described last, with the actuator choke 21, semiconductor actuator 14 'and intermediate circuit filter, being delimited by the dot-dash line of the known arrangement according to FIG. 3. The input filter is best. The effect of the additional, second control circuit, consisting of filter choke 12 and filter capacitor 13, is not explained below: The mains current iN is taken into account in every eye. Since the output current of the actuator 14 'is monitored from the view using the selective filter 40 for possible frequency cuts of the input current and the input voltage from 20 parts. If there is no measurable component, then there is a section of the DC link voltage, the additional control loop is not effective. However, a measurable 14 'is represented by two multipliers 14 "and 14'". received portion, it passes through the P controller 42

Die Erzeugung der störenden Mischfrequenz wird dadurch auf die dritte Additionsstelle 34' und beeinflusst deren Ausausgeschaltet, dass der störende Frequenzanteil des Drossel- gangssignal und somit den Steuerimpulsbildner 50. Durch diese stromes iN über ein selektives Filter 40 ausgesiebt und über 25 Wirkung werden die Taktzeitpunkte des Halbleiterstellers 14' einen zweiten Regelkreis ausgeregelt wird. Zu diesem Zweck derart verschoben, dass die ursprünglich in der Stellereingangs-ist hinter der Stellerdrossel 21 ein Regelkanal 41 angeschlos- Spannung bzw. im Stellereingangsstrom enthaltene Kompo-sen, der über das selektive Filter 40, und einen P-Regler 42 mit nente mit dem Frequenzanteil cos kompensiert wird. The generation of the interfering mixed frequency is thereby switched off to the third addition point 34 'and influences the fact that the interfering frequency component of the throttle gear signal and thus the control pulse generator 50 are sifted out. This current iN is screened out via a selective filter 40 and the clock instants of the Semiconductor actuator 14 'is regulated a second control loop. For this purpose shifted in such a way that the control input 41 is connected to the voltage or the component contained in the actuator input current, which is connected via the selective filter 40 and a P-controller 42 with the element originally in the actuator input - behind the actuator throttle 21 Frequency component cos is compensated.

negativem Vorzeichen an eine dritte Additionsstelle 34' führt, Die Erfindung ist anhand eines aus einem Gleichspannungs- negative sign leads to a third addition point 34 '. The invention is based on a DC voltage

an die auch der Ausgang des Stromreglers 33 angeschlossen ist. 30 netz gespeisten Einquadranten-Stellers beschrieben; sie ist in to which the output of the current regulator 33 is also connected. 30 mains-fed single-quadrant actuator described; she is in

Im weiteren Signalzug des zweiten Regelkreises folgt wie in ähnlicher Weise auf einen aus einem Wechselspannungsnetz In the further signal train of the second control loop, a signal from an AC network follows in a similar manner

Fig. 3 der Steuerimpulsbildner 50. Der Ausgang des Steuerim- gespeisten Vierquadrantensteller gemäss DT-OS 2 217 023 3 shows the control pulse generator 50. The output of the control-fed four-quadrant controller according to DT-OS 2 217 023

pulsbildners 50 ist an den Halbleitersteller 14' angeschlossen, in anwendbar. pulse generator 50 is connected to the semiconductor controller 14 ', applicable in FIG.

der Darstellungsweise nach Fig. 5 über einen Verzweigungspunkt 43 an die beiden dargestellten Blöcke 14'und 14"'. Der 35 Die erfindungsgemässe Regelanordnung eignet sich in 5 via a branch point 43 to the two blocks 14 'and 14 "' shown. The control arrangement according to the invention is suitable in

Halbleitersteller 14 besitzt zwei Ausgänge 44 und 45. Uber den besonders vorteilhafter Weise für eine Drehstromlok bei Semiconductor actuator 14 has two outputs 44 and 45. In the particularly advantageous manner for a three-phase locomotive

Ausgang 44 wird im regelungstechnischen Ersatzschaltbild die Betrieb am Gleichspannungs- oder Einphasen-Wechselspan- In the control equivalent circuit diagram, output 44 is the operation on DC voltage or single-phase AC voltage

Stellerspannung Ustian eine eingangsseitig der gesamten Regel- nungsfahrdraht; denn es ist dabei von einer grossen Dynamik anordnung bzw. der Stellerdrossel 21 liegende vierte Addi- des Antriebes und dem Wunsch nach extrem kleinen Störströ- Actuator voltage Ustian one on the input side of the entire control contact wire; because it is due to a large dynamic arrangement or the fourth inductor of the actuator throttle 21 and the desire for extremely small interference currents.

tionsstelle 22 zurückgeführt. An dieser Additionsstelle 22 liegt 40 men auszugehen. Es versteht sich dabei, dass die beschriebenen ausserdem das Netzspannungssignal UN. Massnahmen zusätzlich bzw. zur Unterstützung der an sich tion point 22 returned. At this addition point 22 there is 40 men to go out. It goes without saying that the described also the mains voltage signal UN. Measures in addition or to support the itself

Der Ausgang 45 des Halbleiterstellers 14' führt zu einer bekannten Massnahmen zur Unterdrückung von Störschwin-fünften Additionsstelle 46, der zusätzlich der Lastgleichstrom id gungen bzw. zur Verbesserung der Filterwirkung für die Signalzugeführt wird. Das Ausgangssignal dieser fünften Additions- frequenz eingesetzt werden können. The output 45 of the semiconductor actuator 14 'leads to a known measure for suppressing interference fifth addition point 46, which is additionally fed to the direct current load id or to improve the filtering effect for the signal. The output signal of this fifth addition frequency can be used.

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3 Blatt Zeichnungen 3 sheets of drawings

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Claims (3)

617548 PATENTANSPRÜCHE617548 PATENT CLAIMS 1. Regelanordnung für eine Stromrichteranlage mit steuerbarem Halbleitersteller zur Speisung eines Gleichstrom- oder Gleichspannungsverbrauchers oder eines Gleichspannungszwischenkreises eines Umrichters aus einem Gleichspannungsnetz oder einem einphasigen Wechselspannungsnetz unter Erhaltung im wesentlichen oberschwingungsfreier Netzgrös-sen, mit einem ersten Regelkreis, bestehend aus einem Spannungsregler mit unterlagertem Stromregler, und mit einem Steuersatz zur Steuerung der Ventile des Halbleiterstellers, dessen Steuerimpulsbildner an den Ausgang des ersten Regelkreises angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Regelkreis (41,40,42,34) zum Ausregeln einer bestimmten Störfrequenz (cos) dem Steuerimpulsbildner (50) vorgeschaltet ist. 1. Control arrangement for a converter system with a controllable semiconductor actuator for supplying a direct current or direct voltage consumer or a direct voltage intermediate circuit of a converter from a direct voltage network or a single-phase alternating voltage network while maintaining essentially harmonic-free network sizes, with a first control circuit, consisting of a voltage regulator with a subordinate current regulator, and with a control set for controlling the valves of the semiconductor actuator, the control pulse generator of which is connected to the output of the first control circuit, characterized in that a second control circuit (41, 40, 42, 34) for regulating a specific interference frequency (cos) to the control pulse generator (50 ) is connected upstream. 2. Regelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Regelkreis ein selektives Filter (40) für die Störfrequenz (o)s), einen proportional wirkenden Regler (42) und eine Additionsstelle (34°), an die auch der Ausgang des ersten Regelkreises (30,31,32,33) angeschlossen ist, umfasst. 2. Control arrangement according to claim 1, characterized in that the second control circuit is a selective filter (40) for the interference frequency (o) s), a proportional controller (42) and an addition point (34 °) to which the output of the first control circuit (30,31,32,33) is connected. 3. Regelanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Proportionalitätsfaktor des proportional wirkenden Reglers (42) einstellbar ist. 3. Control arrangement according to claim 2, characterized in that the proportionality factor of the proportionally acting controller (42) is adjustable.