DE2952484A1 - Verfahren und vorrichtung zum steuern eines strom-inverters - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum steuern eines strom-invertersInfo
- Publication number
- DE2952484A1 DE2952484A1 DE19792952484 DE2952484A DE2952484A1 DE 2952484 A1 DE2952484 A1 DE 2952484A1 DE 19792952484 DE19792952484 DE 19792952484 DE 2952484 A DE2952484 A DE 2952484A DE 2952484 A1 DE2952484 A1 DE 2952484A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- capacitor
- commutation
- inverter
- voltage
- bridge
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Ceased
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
- H02M7/505—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 thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M7/515—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 thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
- H02M7/525—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 thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with automatic control of output waveform or frequency
- H02M7/527—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 thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with automatic control of output waveform or frequency by pulse width modulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
Firma TOKYO SHIBAURA DENKI KABUSHIKI KAISHA, 72, Horikawa-Cho,
Saiwai-Ku, Kawasaki-Shi, Kanagawa-Ken, Japan
Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Strom-Inverters
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Strom-Inverters, insbesondere eines Inverters mit
erzwungenem Kommutatorkreis, der zum Antrieb eines Wechselstrommotors
oder einer ähnlichen Last dient.
Fig. 1 zeigt einen sogenannten Reihendioden-Inverter bekannter
Bauart. Der Inverterkreis weist eine Gleichstromquelle 1, eine in Reihe geschaltete Drossel 2, Haupt-Thyristoren 21 bis 26,
Dioden 31 bis 36 und Kommutatorkondensatoren 41 bis 46 auf. Die Inverterbrücke besteht aus drei in Parallelschaltung verbundenen
Zweigkreisen, deren jeder zwei Haupt-Thyristoren und zwei Dioden enthält, die in Reihe geschaltet sind, wobei dann die Kommutatorkondensatoren
zwischen benachbarten Zweigkreisen liegen, wie dies aus der Figur hervorgeht. Eine als Dreiphasenmotor 4 bezeichnete
Last ist mit den Verbindungsstellen zweier Dioden jedes Zweigkreises verbunden. Weiterhin ist eine Diodenbrücke 6 vorgesehen,
ein Kondensator 7 und ein Widerstand 8, wobei die Wechselstromklemmen der Diodenbrücke 6 in Parallelschaltung mit dem Motor 4
030026/0867
-7-verbunden sind.
Durch die Inverterbrücke wird der von der Gleichstromquelle 1 gelieferte Gleichstrom in einen dreiphasigen Wechselstrom umgesetzt/
der dann den Phasen U, V und W des Motors 4 zugeleitet wird. Die Inverterbrücke arbeitet zum Zeitpunkt der Kommutation
folgendermaßen. Betrachtet man eine Zeitspanne, in welcher Strom durch den Haupt-Thyristor 21, die Diode 31, die Phasen U und W
der Last 4, die Diode 36 und den Haupt-Thyristor 26 fließt und in der der Strom von der Phase U auf die Phase V übergeht, so ergibt
sich folgendes. Vor der Kommutation wird der Kondensator 41 so aufgeladen, daß er die in Fig. 1 angedeutete Polarität besitzt.
Wird nun der Thyristor 22 unter dieser Bedingung gezündet, dann wird der Haupt-Thyristor 21 durch die Spannung über den Kommutatorkondensator
41 abgeschaltet, so daß der Strom von der Gleichstromdrossel 2 durch den Haupt-Thyristor 22, den Kondensator 41
und die Diode 31 hindurch zur Phase U fließt, wodurch der Kondensator umgeladen wird, so daß er eine Polarität entgegengesetzt
derjenigen, die auf der Zeichnung angegeben ist, erhält.
Wenn die Klemmenspannung des Kondensators 41 die Spannung zwischen
U und V übersteigt, dann wird die Diode 32 leitend, wodurch der Kondensator 41 zusammen mit der Induktivität des Motors einen
Schwingkreis bildet, wodurch der Strom der ü-Phase sinkt, während der Strom der V-Phase steigt. Wenn dann diese Ströme gleich werden
dem Gleichstrom IDCf dann wird der Strom der U-Phase zu Null,
wodurch die Kommutation bzw. der übergang auf die V-Phase abgeschlossen
ist.
Bei dieser Schaltung neigt jedoch die in der Induktivität des
030026/0867
Motors 4 gespeicherte Energie dazu, den Kondensator 41 zu überladen,
so daß seine Klemmenspannung zu hoch wird. Um dies zu verhindern, wird die Diodenbrücke mit den Klemmen der Last verbunden,
und die Kapazität des Kondensators 7 wird derart groß bemessen, daß dieser Kondensator die Überschußspannung aufzunehmen
vermag, wobei die Ladung des Kondensators 7 über einen Widerstand 8 entladen oder über einen nicht gezeigten weiteren Inverter zur
Gleichstromquelle 1 zurückgeführt wird.
Die Absorption eines Teiles der Kommutationsenergie durch den
Kondensator 7 und die Entladung über einen Widerstand stellt jedoch einen Energieverlust dar und selbst dann, wenn die Ladung
des Kondensators 7 durch einen gesonderten Inverter wiedergewonnen wird, ergeben sich beträchtliche zusätzliche Kosten für den
erforderlichen Inverterkreis.
Aus diesem Grund ist ein verbesserter Strom-Inverter vorgeschlagen
worden, bei dem ein Teil der Kommutationsenergie in einem Kondensator gespeichert und die gespeicherte Ladung dann wieder
für die Kommutation verwendet wird.
Fig. 2 zeigt einen derartigen Strom-Inverter, der zusätzlich zur Haupt-Inverterbrücke 3 eine Hilfs-Thyristorbrücke 5 aufweist,
die als Schaltkreis dient und erste Thyristoren 51 bis 56, zweite Thyristoren 11 und 12, als Zerhacker wirkende Thyristoren 13
und 14, einen zwischen diesen Thyristoren 13 und 14 liegenden Kondensator 17 und entsprechend der Zeichnung geschaltete Dioden
15 und 16 enthält.
030026/0867
Bei dem Schaltkreis von Fig. 2 wird der von der Stromquelle 1 kommende Gleichstrom durch die Haupt-Inverterbrücke 3 in einen
dreiphasigen Wechselstrom umgesetzt und dem Motor 4 zugeführt. Die Wechselstromklemmen des Haupt-Inverters 3 sind mit entsprechenden
Wechselstromklemmen der Hilfs-Thyristorbrücke 5 verbunden, wobei die zweiten Hilfs-Thyristoren 11 und 12 so angeordnet
sind, daß sie eine Verbindung zwischen den Gleichstrpmklemmen der Haupt-Inverterbrücke 3 und der Hilfs-Inverterbrücke 5 schaffen.
Zwischen den Gleichstromquellen der Hilfs-Thyristorbrücke 5 liegt
ein Serienkreis, bestehend aus den Zerhackern 13 und 14 und dem Kondensator 17 (bzw. einer Hilfs-Gleichstromquelle). Die Dioden
15 und 16 dienen dazu, den Kondensator 17 über die Gleichstromquellen
des Hilfs-Thyristorkreises 5 zu verbinden, und zwar mit
umgekehrter Polarität, wenn der Zerhacker 14 abgeschaltet ist.
In vielen Fällen wird die Gleichstromquelle 1 durch einen phasengesteuerten
Dreiphasen-Thyristorgleichrichter gebildet, und die Zerhacker 13 und 14 bestehen aus Vollsteuergatt-Thyristoren (GTO),
Thyristor-Zerhackern mit Kommutatoreinrichtung oder aus Transistoren.
Ein vorbekanntes Verfahren zum Steuern des Inverterkreises nach Fig. 2 soll nachfolgend anhand der Wellenformen von Fig. 3 und
der Diagramme nach den Fig. 4a, 4b und 4c erläutert werden. Die Kurve A von Fig. 3 zeigt ein Strom I der Phase U des Motors 4,
die Kurven B und C zeigen die Ströme der Phasen V und W, die Kurve
D zeigt den "Ein"- bzw. "Aus"-Zustand des zweiten Hilfs-Thyristors
11, die Kurve E zeigt den "Ein"- bzw. "Aus"-Zustand der
030026/0867
Zerhacker 13 und 14, die Kurve F zeigt den "Ein"- bzw. "Aus"-Zustand
des zweiten Hilfs-Thyristors 12, die Kurve G zeigt die
Spannung V des Kondensators 17, die Kurve H zeigt den "Ein"-"Aus"-Zustand
des Haupt-Thyristors, die Kurve I zeigt den "EinB-"Aus"-Zustand
des ersten Hilfs-Thyristors, die Kurve J zeigt den "Ein"- "Aus"-Zustand df· istors, die Kurvt K zeigt den
"Ein"- "Aus"-Zustand des Haupt-Thyristors, die Kurve L zeigt den "Ein"- "Aus"-Zustand des Hilfs-Thyristors 53 und schließlich die
Kurve M zeigt den "Ein"- "Aus"-Zustand des Haupt-Thyristors.
Die Fig. 4a, 4b und 4c zeigen Stromflußzustände bei verschiedenen
Steuerbedingungen. Zum Zeitpunkt t befinden sich die Haupt-Thyristoren
21 und 26 im "Ein"-Zustand, und der Stromfluß durch den Motor 4 weist die durch den Pfeil in Fig. 4a angedeutete Richtung
auf. Werden unter diesen Bedingungen der zweite Hilfs-Thyristor 11 und die Zerhacker 13 und 14 sowie der erste Hilfs-Thyristor
55 zum Zeitpunkt t1 eingeschaltet, dann ergibt sich der
in Fig. 4b dargestellte Zustand, d.h. der Kondensator 17 entlädt sich, so daß die Spannung V abnimmt. Zum Zeitpunkt t~ wird dann
der Strom I der Phase U zu Null, während der Strom I der Phase V gleich dem Gleichstrom I, wird. Während der Zeitspanne zwischen
t2 und t., liegt die Spannung des Kondensators 17 in umgekehrter
Richtung am Haupt-Thyristor 21 , so daß dieser Thyristor abgeschaltet
wird. Zum Zeitpunkt t3 werden dann die Zerhacker 13 und 14
abgeschaltet^und der Kondensator 17 wird durch den Strom I der
Phase V aufgeladen, so daß die Spannung V wieder ansteigt. Zum Zeitpunkt t. wird dann der Thyristor 22 abgeschaltet. Die geteilte
Spannung des Kondensators 17 liegt dann über dem zweiten und ersten Thyristor 11 bzw. 55 in Umkehrrichtung, so daß diese
030026/0867
beiden Thyristoren abgeschaltet werden. Dieser Zustand ist in Fig. 4c dargestellt.
Die Zeitspanne TD zwischen t.. und t,, während welcher die Zerhacker
13 und 14 eingeschaltet sind, sollte genügend länger sein als das KommutationsIntervall zwischen A1 und A-, wobei sowohl
die Veränderung des Laststromes als auch die Veränderung der elektromotorischen Rückstellkraft der Last in Betracht gezogen
werden soll. Wenn nämlich der der erfolgten Kommutation entsprechende Zeitpunkt t2 später liegt als der Zeitpunkt t3, können
Kommutationsfehler auftreten.
Die Kominutationszeit zwischen dem ersten Hilfs-Thyristor 55 und
dem Haupt-Thyristor 22 wird in der Weise gesteuert, daß festgestellt wird, wann die Spannung des Kondensators 17 auf den ursprünglichen
Wert zurückgegangen ist, durch den der Zeitpunkt t^ festgelegt wird. Dies dient dazu, den Ladungsverlust des Kondensators
17 zur Zeit der Kommutation zwischen den Zeitpunkten t, und t. zu ergänzen. Weil zum Zeitpunkt t, die Kondensatorspannung
V den Wert zum Zeitpunkt t1 wieder herstellt, sichert die
erwähnte Ergänzung die nächstfolgende Kommutation. Während der Zeitspanne zwischen t,- und t„ wird der Strom vom Hauptthyristor
26 zum Hauptthyristor 14 somit kommutiert.
Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Zeitspanne zwischen t2 und
t- vergleichsweise länger ist als das Kommutationsintervall t..
bis t~ und daß es darüberhinaus vergleichsweise lange dauert,
bis die Kondensatorsspannung V wieder hergestellt ist, so daß es bei einem Betrieb mit üblicher Frequenz notwendig ist, die
Kondensatorspannung so zu wählen, daß sie etwa das Doppelte der
030026/0867
Spannung der Last bzw. des Motors beträgt. Das aber erfordert eine sehr hohe Stehspannung der Elemente des Hauptkreises, was
unwirtschaftlich ist. Weil die Kommutationszeit t. bis t~ proportional
dem Laststrom und der Lastinduktivität und umgekehrt proportional der Differenz zwischen der Kondensatorspannung V
und der elektromotorischen Rückstellkraft der Last ist, muß die Kondensatorspannung V erhöht werden. Eine Erhöhung der Kondensatorspannung
führt jedoch zu einer Erhöhung der Wechselhäufigkeit des Laststromes während der Kommutation, was nicht nur zu einer
Erhöhung des Motorgeräusches, sondern auch zu einer Erhöhung der Kommutations-Stoßspannung an den Klemmen der Last Anlaß gibt. Dies
wiederum führt zu der Erfordernis einer Erhöhung der Durchbruchsspannung der Motorwicklung. Demgemäß bestand die Forderung nach
der Schaffung eines verbesserten Verfahrens zum Steuern einer Invert ereinrichtung, bei welcher es möglich ist, die Betriebsfrequenz
zu erhöhen, und zwar durch Verkürzung der Zeitspanne der Vervollständigung der Kommutationsfolge ohne Erhöhung der Kondensatorfspannung
.
Aufgabe der Erfindung ist deshalb die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Steuern eines Inverters, bei dem die
Grenze der Betriebsfrequenz erhöht ist. Dabei soll die Erhöhung der Betriebsfrequenz des Inverters dadurch erfolgen, daß die
Zeitspanne für die Durchführung der Kommutationsfolge verkürzt wird, und zwar ohne Erhöhung der Durchbruchsspannung der Elemente
des Hauptkreises.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch das im Hauptanspruch gekennzeichnete
Verfahren. Dabei wird also die Kondensatorspannung gemäß der Bezugsspannung gesteuert.
030026/0867
Nach einer Abwandlung der Erfindung werden die Leitungszeiten
des zweiten Schaltkreises und der Hilfs-Thyristoren gemäß der
Kondensatorspannung verändert.
Eine Vorrichtung zur Lösung der gestellten Aufgabe ist im Pa
tentanspruch 5 gekennzeichnet.
Auf der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein Schaltdiagramm des grundsätzlichen Aufbaus eines
vorbekannten Inverters mit in Reihe geschalteten Dioden;
Fig. 2 ein Schaltdiagramm des grundsätzlichen Aufbaus eines vorbekannten
Strom-Inverters;
Fig.3A Wellenformen an verschiedenen Stellen der Schaltkreise
bis 3M
zur Erläuterung eines vorbekannten Verfahrens der Steuerung
eines Inverters;
Fig.4a, Teilschaltbilder zur Erläuterung des Betriebs eines vor-4b
+ 4c
bekannten Inverters;
Fig. 5 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Verfahrens und der Vorrichtung zum Steuern eines Inverters nach der Erfindung;
Fig.6A Wellenformen zur Erläuterung des Betriebs des Inverters bis 6Q
von Fig. 5;
Fig.7a Teilschaltbilder zur Erläuterung des Betriebs des Inver-
bis 7d
ters von Fig. 5;
Fig.8A Wellenformen zur Erläuterung des Betriebs des Inverters
bis 8D
von FIg. 5;
Fig.9A im vergrößerten Maßstab die Wellenformen von Fig. 6 wäh-
bis 9H
rend der zweiten Kommutationsweise;
Fig.10 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der
930026/0867
--14-Er find ung;
Fig.11,12 und 13: Wellenformen zur Erläuterung des Betriebs
der Ausführungsform nach Fig. 10.
Der Steuerkreis nach der Erfindung weist Stromdetektoren 18 und 19, einen Frequenzteiler ΚΓ —^rzögerungskreise r und 69,
Konunutationsgeneratoren 62 und 65, einen Strom-Differenzdetektor
66, einen Moduswandler 63, einen Impulsverteiler 64, ein UND-Gatter 68, einen Spannungsdetektor 70, einen Komparator 71 und
schließlich einen Nullstromdetektor 67 auf.
Der Betrieb dieses Steuerkreises soll nun anhand der Figuren 6A bis 6Q und 7a bis 7d erläutert werden. Die Kurve A in Fig. 6
zeigt ein Signal einer Inverter-Kommutationsfrequenz f , die Kurve B den Strom I der U-Phase des Motors 4, die Kurve C den
Strom I der V-Phase des Motors, die Kurve D den Strom I der
W-Phase des Motors, die Kurve E den "Ein"- "Aus"-Zustand des
zweiten Hilfs-Thyristors 11, die Kurve F den "Ein"- "Aus"-Zustand
der Zerhacker 13 und 14, die Kurve G den "Ein"- "Aus"-Zustand des zweiten Hilfs-Thyristors 12, die Kurve H die Spannung V des Kondensators
17, die Kurve I den "Ein"- "Aus"-Zustand des Haupt-Thyristors 21, die Kurve J den "Ein"- "Aus"-Zustand des ersten Hilfs-Thyristors
55, die Kurve K den "Ein"- "Aus"-Zustand des Haupt-Thyristors 22, die Kurve L den "Ein"- "Aus"-Zustand des ersten
Hilfs-Thyristors 53, die Kurve M den "Ein"- "Aus"-Zustand des Haupt-Thyristors 24, die Kurve N den "Ein"- "Aus"-Zustand des
Haupt-Thyristors 26, die Kurve O den Ausgang I des Nullstromdetektors,
die Kurve P den Ausgang fTD1 des Zeitverzögerungskreises
und schließlich die Kurve Q den Ausgang des Moduswandlers Die Fig. 7a bis 7d zeigen Teildiagramme von verschiedenen Zu-
030026/0867
ständen.
Der Frequenzteiler 60 unterteilt ein der Inverter-Kommutationsfrequenz
entsprechendes Signal in sechs Phasen, um so einen Ausgang entsprechend der Inverterfrequenz f zu erhalten. Der Ausgang
wird durch den Zeitverzögerungskreis 61 verzögert, um so einen Ausgang fTDl zu erzielen. Die Ausgänge des Frequenzteilers 16
und des Zeitverzögerungskreises 61, verzögert um TD^werden auf
den ersten Kommutations-Modusgenerator 62 gegeben, der die erste Kommutationsart steuert. Der Ausgang des ersten Kommutationsgenerators
62 wird dann auf den Impulsverteiler 64 über den Moduswandler 63 gegeben und in ein Steuersignal "AUS" umgesetzt, welches
die Inverterbrücke 3, die Hilfs-Thyristorbrücke 5, die zweiten
Hilfs-Thyristoren 11 und 12 sowie die Zerhacker 13 und 14 steuert.
Der Ausgang fTD1 des Zeitverzögerungskreises 61 wird außerdem auf
einen Eingang des zweiten Kommutations-Modusgenerators 65 gegeben, der die zweite Kommutationsart A steuert, sowie auf einen Eingang
des UND-Gatters 68. Die Differenz zwischen dem vom Stromdetektor 18 ermittelten Gleichstromsignal^ und dem Kondensatorstqffm wird
durch den Strom-Differenzdetektor 66 ermittelt, dessen Ausgang auf den Nullstromdetektor 67 gegeben wird, der die Kommutationsbeendigung
feststellt, wenn der Ausgang des Strom-Differenzdetektors 66 zu Null wird. Der Ausgang des Nullstromdetektors 67 wird
auf die andere Eingangsklemme des UND-Gatters 68 gegeben. In Abhängigkeit vom die Beendigung des Kommutation anzeigenden Signal
I gibt das UND-Gatter 68 den Ausgang des Zeitverzögerungskreises 61 auf den Zeitverzögerungskreis 69, so daß ein Signal fTD1 t
welches um TD- gegenüber dem Ausgang des Zeitverzögerungskreises 61 verzögert ist, auf den anderen Eingang des zweiten Kommutations-
030026/0867
generators 65 gegeben wird. Der Ausgang des zweiten Kommutationsgenerators
65 wird dann über den Moduswandler 63 dem Impulsverteiler 64 zugeführt, womit ein Steuersignal "AUS" für die Inverterbrücke
2, die Hilfs-Thyristorbrücke 5, die zweiten Hilfs-Thyristoren
11 und 12 und die Zerhacker 13 und 14 erzeugt wird. Der
Spannungsdetektor 70 stellt die Spannung V des Kondensators 17 fest; und die ermittelte Spannung wird durch den Komparator 71 mit
einer Bezugspannung V _ verglichen. Wenn die Kondensatorspannung
IVCi Γ
V höher ist als die Bezugsspannung VREp, dann gibt der Moduswandler
63 den Ausgang des zweiten Kommutationsgenerators 65 auf den Impulsverteiler 64, und zwar synchron mit der Inverter-Kommutationsfrequenz
f , wohingegen dann, wenn die Kondensatorspannung niedriger ist als die Bezugsspannung, der Moduswandler den Ausgang des
ersten Kommutationsgenerators 62 auf den Impulsverteiler 64 gibt, und zwar synchron mit der Inverter-Kommiiationfrequenz f .
Diese Betriebsweise wird nun anhand der Fig. 6, 7a bis 7d und 4a, 4b und 4c noch näher beschrieben. Zur Erleichterung des Vergleichs
mit dem vorbekannten Verfahren nach Fig. 3 ist in Fig. 6 der Haupt-Thyristor 21 zum Zeitpunkt t im Zustand "EIN" dargestellt.
Zum Zeitpunkt t2 wird der zweite Hilfs-Thyristor 11 in den 11EIN"-Zustand
überführt, und zwar zusammen mit den Zerhackern 13 und 14
und dem ersten Hilfs-Thyristor 55, wodurch sich der Stromweg von demjenigen nach Fig. 4a in ·4β» denjenigen von Fig. 4b ändert, so
daß sich der Kondensator 17 entlädt, womit seine Spannung V sinkt.
Zum Zeitpunkt t, wird somit der Strom des Haupt-Thyristors 21 zu Null, womit die Kommutation des Laststromes von I nach I beendet
ist. Der Nullstromdetektor 67 stellt einen Nullstrom in Abhängig-
030026/0867
keit vom Ausgang des Strom-Differenzdetektors 66 fest, der mit
den Ausgängen der Stromdetektoren 18 und 19 gespeist wird. Wenn der Ausgang I des Nullstromdetektors 67 den Wert "1" hat, d.h.
wenn das Ende der Kommutation festgestellt worden ist, dann werden
die Zerhacker 13 und 14 abgeschaltet, wohingegen der Haupt-
Thyristor 22 angeschaltet wird, und zwar zum Zeitpunkt t. nach
einem Intervall TD_, also zu einem Zeitpunkt, zu dem der Haupt-
Thyristor 21 abgeschaltet wird. Dieser Zustand entspricht demjenigen von Fig. 4c. Weil die Kondensatorspannung V in Umkehrrich-
tung über dem zweiten und dem ersten Hilfs-Thyristor 11 bzw. 55
liegt, werden diese Hilfs-Thyristoren zu diesem Zeitpunkt schnell
in den "AUS"-Zustand versetzt, womit eine Kommutationsfolge beendet
ist.
Der Kommutationsmodus, bei welchem die Spannung des Kondensators
-wie vorher beschrieben- abnimmt, wird nachfolgend als zweiter Kommutationsmodus A bezeichnet.
Zum nächsten Kommutations-Zeitpunkt t5 wird der zweite Hilfs-Thy-
ristor 12 eingeschaltet, und zwar zusammen mit den Zerhackern 13,
14 und dem ersten Hilfs-Thyristor 53, so daß auf den ersten Haupt-
Thyristor 26 eine Umkehrspannung gegeben ist, womit dieser ausgeschaltet wird. Dieser Zustand ist in Fig. 7a dargestellt, wo
bei ein Strom I fließt, wie in der Figur durch einen Pfeil an gedeutet. Zum Zeitpunkt tfi, also nach einer Zeitverzögerung um
TD1 nach Abschaltung des Haupt-Thyristors 26, werden die Zerhak-
ker 13 und 14 ausgeschaltet, und zwar während gleichzeitig der Haupt-Thyristor 24 eingeschaltet wird. Damit fließt dann der Strom
I gegen die Kondensatorspannung V , so daß der Strom I mit der
Zeit abnimmt, während der Strom I zunimmt. Dieser Zustand ist
030026/Ö867
in Fig. 7b dargestellt. Während dieser Zeitspanne wird der Kondensator
17 aufgeladen, so daß sich seine Spannung V erhöht.
Folglich nimmt der Strom I ab und erreicht zum Zeitpunkt t_ den
Wert Null)und es liegt eine Umkehrspannung an dem zweiten und
dem ersten Hilfs-Thyristor 12 bzw. 53, so daß diese abgeschaltet werden und die Kommutation beendet ist.
Der Kommutationsmodus, bei dem die Kondensatorspannung V ansteigt,
wird nachfolgend als erster Kommutationsmodus B bezeichnet.
Wird eine Steuerung der Impulsbreitenmodulation bewirkt, dann ergibt
sich eine Folge, bei der der Zustand von Fig. 4c auftritt, in welchem die Haupt-Thyristoren 22 und 26, die leitend waren,
in den Zustand von Fig.4a zurückkehren. Wird diese Kommutation entsprechend dem ersten Kommutationsmodus B beschrieben, dann
ergibt sich, daß dann, wenn -gezeigt in Fig. 7c- der Hilfs-Thyristor
11, die Zerhacker 13 und 14 und der erste Hilfs-Thyristor
55 eingeschaltet werden, die Kondensatorspannung V über dem Haupt-Thyristor
22 in Umkehrrichtung liegt und somit den Thyristor 22 in den "AUS"-Zustand versetzt. Werden dann die Zerhacker 13 und
14 mit dem Einschalten des Haupt-Thyristors 21 abgeschaltet, dann sinkt der durch einen gestrichelten Pfeil angedeutete Stromiwährend
der in ausgezogenen Linien angedeutete Strom (Fig. 7d) ansteigt, so daß sich der Stromweg umkehrt und in den Zustand von
Fig. 4a bei Vervollständigung der Kommutation gelangt.
Die Art einer stabilen Steuerung des Inverters durch Steuern der Kondensatorspannung V mittels des zweiten Kommutationsmodus
A, in welchem der Kondensator 17 entladen wird, und mittels des
030026/0867
ersten Kommutationsmodus B, in welchem der Kondensator aufgeladen
wird, soll nun anhand der Wellenformen von Fig. 8 erläutert werden. In Fig. 8 zeigt die Kurve A ein Signal mit einer
Inverter-Kommutationsfrequenz f , die Kurve B die Kondensatorspannung
V , die Kurve C den Ausgang des Komparators 21 und die Kurve D den Zustand der Modus-Ubergangseinrichtung.
Wie bereits erwähnt, vergleicht der Komparator 71 die Kondensatorspannung
V , ermittelt durch den Spannungsdetektor 76, mit der Bezugsspannung VR„p. Während des Zeitraums zwischen t und
tif in welchem V„„„
> V (Fig. 8A)1 überführt die Modus-Übergangseinrichtung
63 den Modus in den ersten Kommutationsmodus, in welchem die Kondensatorspannung V synchron mit der Inverter-Kommutationsf
requenz f ansteigt, so daß die Kondensatorspannung V bei jeder Kommutation ansteigt. Wird jedoch VR„F <
V , dann wird der Modus in den zweiten Kommutationsmodus A überführt, bei dem die Kondensatorspannung synchron mit der Inverter-Kommutationsfre·
quenz f zur Zeit t.. abnimmt, so daß die Kondensatorspannung V
bei jeder Kommutation sinkt. Wie bereits beschrieben, wird die Kommutationssteuerung fortgesetzt, so daß die Kondensatorspannung
V konstant bleibt, und zwar dadurch, daß der Modus zwischen dem ersten und dem zweiten Kommutationsmodus B bzw. A umgeschaltet
wird.
Die Feststellung der Vervollständigung der Kommutation wird nun anhand der Wellenformen von Fig. 9 beschrieben, die vergrößerte
Darstellungen eines Teils des zweiten Kommutationsmodus A von Fig. 6 darstellen. Dabei zeigt die Kurve A in Fig. 9 den Strom
I der Phase U des Motors 4, die Kurve B den Strom I der Phase
V, die Kurve C den Ausgang des Stromdetektors 18, die Kurve D
030026/0867
den Ausgang des Stromdetektors 19, die Kurve E den Ausgang des
Strom-Differenzdetektors 66, die Kurve F den Ausgang I des Nullstromdetektors
67, die Kurve G die Zustände der Zerhacker 13 und 14 und die Kurve H den Zustand des Haupt-Thyristors 22.
Es soll angenommen werden, daß zum Zeitpunkt t^ die Zerhacker 13
und 14 eingeschaltet sind und eine Kommutation bewirken. Nimmt man weiter an, daß der von der Gleichstromquelle zugeführte und
durch den Detektorstrom 18 ermittelte Gleichstrom konstant ist, wie dies durch die Kurve A in Fig. 9 angedeutet ist, dann nimmt
der durch den Haupt-Thyristor^ 21 fließende Laststrom I ab, während
der durch den zweiten Hilfs-Thyristor 11, den Zerhacker 13,
den Kondensator 17, den Zerhacker 14 und den ersten Hilfs-Thyristor
55 fließende Laststrom I ansteigt, wobei dieser Strom durch den Stromdetektor 19 festgestellt wird.
Der Strom-Differenzdetektor 66 mischt die Differenz zwischen
den Ausgängen des Stromdetektors 18 und des Stromdetektors 19,
und sein Ausgang gelangt auf den Nullstromdetektor 67, der bei einem Nullausgang des Strom-Differenzdetektors 66 somit feststellt,
daß die Kommutation beendet ist, d.h. der Gleichstrom von der Inverterbrücke 3 auf den Kondensator 17 übergegangen ist,
womit dieser Zustand als Binärsignal I dargestellt wird. Nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne TD_ nach Feststellung des Nullstromes,
mit anderen Worten, nach Ablauf einer genügenden Zeit zum Ausschalten des Haupt-Thyristors 21, werden -wie bereits oben
beschrieben- die Zerhacker 13 und 14 ausgeschaltet,und gleichzeitig
wird der Haupt-Thyristor 22 eingeschaltet, womit der zweite Kommutationsmodus A vervollständigt wird.
030026/0867
Wenn während des ersten Kommutationsmodus B der Betrieb gemäß
6 durchgeführt wird, dann kann gemäß Fig. 5 ein Kommutationsmodussignal erzeugt werden, und zwar durch einen Ausgang f, der
vom Frequenzteiler 60 bei jeder Kommutation um 60° abgegeben
wird, und durch ein Signal fTD1» das dadurch erzeugt wird, daß
der Ausgang f auf den Zeitverzögerungskreis gegeben wird, um so eine Verzögerung um das Intervall TD1 zu erhalten.
Aus Fig. 6 ergibt sich, daß während einer Zeitspanne zwischen t, und t, der Laststrom sich nicht ändert. Insbesondere hat die
Verzögerungszeit TD1 eine derartige Länge, daß keine Kommutation
des Laststromes auftritt. Dieselbe Zeitverzögerung TD1 wird auch
bei dem zweiten Kommutationsmodus A verwendet, so daß eine Anpassung der Kommutations-Verzögerungszeiten der beiden Kommutationsarten
B und A erfolgt, wie dies in Fig. 6 angedeutet ist.
Die Feststellung des Nullstromes kann auch in der Weise erfolgen, daß Stromdetektoren an der Gleichstromseite der Inverterbrücke
angeschlossen werden, d.h. an der gemeinsamen Verbindungsstelle der Anoden der Haupt-Thyristoren 21, 22 und 2 3 und der gemeinsamen
Verbindungsstelle der Kathoden der Haupt-Thyristoren 24, 25 und 26, worauf dann die logische Summe der Nullströme der entsprechenden
Stromdetektoren gebildet wird.
Die obigen Ausführungsbeispiele bezogen sich auf einen dreiphasigen
Inverter; selbstverständlich ist die Erfindung aber auch anwendbar auf einphasige Inverter, vielphasige Inverter
und auch Multiplex-Inverter.
Weil bei der Erfindung der Kommutationsmodus umgeschaltet wird,
030026/0867
und zwar zwischen einem Kommutationsmodus, in welchem der Kondensator
aufgeladen wird, und einem Kommutationsmodus, in welchem der Kondensator entladen wird, so daß die Spannung des Kondensators
für die Speicherung der Kommutationsenergie konstant bleibt, kann die Kommutationsspannung auf einem bestimmten Wert
gehalten werden, der eine <;*-abile Kommutat ion gewährleistet. Weil
die Kommutationseneijic zur Lc ~.t zurückgeführt wird, kann darüberhinaus
der Wirkungsfaktor des Inverters verbessert werden. Weiterhin schreitet die Arbeitsfolge nur dann weiter, wenn die Beendigung
der Kommutation festgestellt worden ist, so daß es nicht erforderlich ist, die Kondensatorspannung bei jedem Kommutationsmodus
zurückzugewinnen. Damit wird die Zeitspanne der Konimutationsfolge beträchtlich vermindert, und der Inverter kann somit
mit hoher Frequenz arbeiten. Weil es möglich ist, die Kondensatorspannung zu senken, kann auch die Durchbruchsspannung der Elemente
des Hauptkreises herabgesetzt werden.und darüberhinaus ist es möglich, die auf die Last einwirkende Stoßspannung zu vermindern.
Schließlich wird bei der Erfindung die Stromwechselrate herabgesetzt, wodurch die Geräuschbildung der Last wesentlich
vermindert wird.
Weil beim erfindungsgemäßen Steuerverfahren die Phasen der
Lastströme während zweier Kommutationsarten miteinander vermischt werden, entstehen keine Gleichstromkomponenten, was ebenfalls
den Wirkungsfaktor erhöht. Die Kommutationsfolge schreitet dann weiter, wenn die Beendigung eines Kommutationsvorgangs festgestellt
worden ist, und zwar durch Feststellung einer Nullstrom-Bedingung, basierend auf den Differenzen zwischen dem Gleichstrom
und dem Kondensatorstrom bzw. der Spannungsdifferenz an zwei Punkten
der Gleichstromzuführungsleitung der Inverterbrücke, so daß
030026/0867
der Inverter sehr stabil und ohne jeglichen Kommutationsfehler arbeitet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die
Leitungs- bzw. Durchlaßzeiten der Zerhacker und der zweiten Hilfs-Thyristoren verändert, und zwar in Abhängigkeit von der
Spannung des Kondensators 17.
Fig. 10 zeigt eine derartige Ausführungsform, wobei die mit der Schaltung nach Fig. 5 gleichen Bauteile mit denselben Bezugszeichen
versehen sind. Bei dieser Ausführungsform ist die Verbindung
zwischen Frequenzteiler 60, Zeitverzögerungskreis 61 und Bezugsmodus-Generator 62 in derselben Weise-ausgeführt wie bei
der Schaltung von Fig. 5, jedoch sind die Modus-Ubergangsvorrichtung
63 und der Strom-Differenzdetektor 66 von Fig. 5 weggelassen. Dabei wird dann das Nullstromsignal I , welches durch den
Nullstromdetektor 67 erzeugt wird, an den Gleichstrom-Widerstand 18 gelegt. Das Nullstromsignal I und der Ausgang f des Frequenzteilers
16 werden an die Eingänge eines UND-Gatters 68 gelegt, dessen Ausgang den eine Zeitverzögerung TD_ bewirkenden Zeitverzögerungskreis
68 und den eine Zeitverzögerung TD0^ bewirkenden
Verzögerungskreis 77 durchläuft. Der Ausgang des !Comparators 71 wird an den Zeitverzögerungskreis 77 und an einen weiteren, eine
Zeitverzögerung TDa bewirkenden Zeitverzögerungskreis 68 gelegt, so daß dann, wenn die Kondensatorspannung höher als die Bezugsspannung VREF ist, der Verzögerungskreis 77 betätigt wird, während
im entgegengesetzten Fall der Zeitverzögerungskreis 78 betätigt wird. Die Ausgänge des Zeitverzögerungskreises und des
Frequenzteilers 16 werden an einen weiteren Kommutationsmodus-Generator
65 gelegt, dessen Ausgang einem Impulsverteiler 64 zu-
030026/0867
geführt wird, und zwar zusammen mit dem Ausgang des Kommutationsmodus-Generators
62. Die Arbeitsweise dieser abgewandelten Ausführungsform wird nun anhand der Fig. 11 erläutert. Zum Zeitpunkt
t befinden sich die Thyristoren 21 und 26 im "EIN"-Zustand. Zum Zeitpunkt t1 werden der zweite Thyristor 11, die Zerhacker 13
und 14 und der erste Hilfs-Thyristor 55 in den "EIN"-Zustand gebracht.
Zu diesem Zeitpunkt entlädt sich der Kondensator 17 und vermindert somit seine Spannung V . Zum Zeitpunkt t- wird der
Strom des Haupt-Thyristors 21 zu Null, und die Kommutation des Laststroms von I (Strom der U-Phase) zu I (Strom der V-Phase)
wird beendet. Weil der Laststrom durch den zweiten Hilfs-Thyristor
11 fließt, wird auch der Strom durch den Gleichstromwiderstand 18 zu Null. Folglich stellt der Nullstromdetektor 67 die
Vervollständigung der Kommutation des Haupt-Thyristors 21 fest und zum Zeitpunkt t~, d.h. wenn die Kommutation beendet ist, werden
dann die Zerhacker 13 und 14 abgeschaltet. Daraufhin wird der Haupt-Thyristor 22 eingeschaltet, so daß die Kondensatorspannung
über dem zweiten und dem ersten Hilfs-Thyristor 11 bzw. 55
liegt, und zwar in umgekehrter Richtung, wodurch diese Thyristoren schnell abgeschaltet werden. Die Zeitspanne, während der die
Kondensatorspannung abnimmt, ist als Kommutationsmodus A bezeichnet.
Zum Zeitpunkt tr wird der zweite Hilfs-Thyristor 12 eingeschaltet,
und zwar zusammen mit den Zerhackern 13 und 14 und dem ersten
Hilfs-Thyristor 53, so daß eine Umkehrspannung am Haupt-Thyristor
26 liegt und diesen abschaltet. Zum Zeitpunkt tg, also nach einer zum Abschalten des Haupt-Thyristors 26 ausreichenden
Zeitspanne, werden die Zerhacker 13 und 14 abgeschaltet und der Haupt-Thyristor 24 eingeschaltet. Dann fließt der Strom I wieder
030026/0867
gegen die Kondensatorspannung V , wohingegen der Strom I zunimmt.
Zwischenzeitlich wird der Kondensator 17 geladen, so daß sich seine Spannung V erhöht. Zum Zeitpunkt t_ wird der Strom
I zu Null,und der zweite und der erste» Hilfs-Thyristor 12 bzw.
53 werden ausgeschaltet, und zwar durch Anlegen der Umkehrspannung.
Dieser Modus, während welchem sich die Kondensatorspannung erhöht, wird als Kommutationsmodus B bezeichnet.
Die Haupt-Thyristoren der positiven Seite werden also einer Kommutation
im Modus A unterworfen, wobei sich der Kondensator entlädt (Fig. 10), wohingegen die Haupt-Thyristoren der negativen
Seite einer Kommutation im Modus B unterworfen werden, wobei sich
der Kondensator 17 auflädt; somit ist es möglich, die Lade- und
Entladeströme im wesentlichen gleich zu machen. Selbstverständlich kann auch in umgekehrter Weise vorgegangen werden, d.h. so,
daß die Thyristoren der positiven Seite einer Kommutation im Modus B, die Thyristoren der negativen Seite im Modus A unterworfen
werden.
Die Kommutation wird nun anhand der Fig. 12 näher beschrieben.
Fig. 12a entspricht einem Zustand, der anzeigt, und zwar durch
den Ausgang I des Nullstromdetektors 67, daß der Strom durch den Haupt-Thyristor 21 auf den Wert Null zurückgegangen ist und
daß der Gleichstrom dem ersten Hilfs-Thyristor 55 durch den ersten
Hilfs-Thyristor 11 zugeführt worden ist. Die Ausgangsfrequenz f des Frequenzteilers 60 wird über das UND-Gatter 75 den Verzögerungskreisen
68 und 78 zugeführt, wo eine Verzögerung um (TD1 +
TD(H) erfolgt. Während der Zeitspanne zwischen t.. und t, entlädt
sich der Kondensator 17, so daß die Spannung V abnimmt. Zum Zeit-
030026/0867 c
-2ο-
punkt t., welcher Zeitpunkt durch die vom Verzögerungskreis 78
bewirkte Zeitverzögerung TD^ festgelegt wird, ergibt sich ein
Stromfluß, wie er in Fig. 4b dargestellt ist; damit wird die Kommutation vervollständigt. Während der Zeitspanne zwischen
t3 und t. wird der Kondensator 17 aufgeladen, so daß die Spannung
V wieder ansteigt. Während des Kommutationsmodus B nimmt
die Kondensatorspannu.ij V zwi..jhen den Zeitpunkten tr und tg ab,
während sie zwischen tg und t_ wieder ansteigt. Wenn ein Zyklus
mit einem Kommutationsmodus Ά und einem Kommutationsmodus B abgelaufen ist, dann werden gemäß Fig. 12b die Lade- und Entladeströme
unausgeglichen, so daß sich die Kondensatorspannung V ändert. Um eine sichere Kommutation des Inverters zu erreichen,
ist es notwendig, die Kondensatorspannung auf einem im wesentlichen konstanten Wert zu halten. Aus diesem Grund wird gemäß Fig.
1O die Kondensatorspannung V mit der Bezugsspannung VRE_ durch
den Komparator 71 verglichen. Durch den Ausgang des Komparators wird der Zeitverzögerungskreis 77 betätigt, wohingegen der Zeitverzögerungskreis
78 abgeschaltet wird, so daß die Kondensatorspannung V ansteigt, wie dies in Fig. 11c angedeutet ist. Wenn
andererseits die Kondensatorspannung höher ist als die Bezugsspannung, dann wird der Verzögerungskreis 78 in Tätigkeit gesetzt,
während der Verzögerungskreis 77 abgeschaltet wird, wodurch die Kondensatorspannung V abnimmt, was in Fig. 7d angedeutet ist.
Durch diese Steuerung wird erreicht, daß die Lade- und Entladeströme zu jedem Zeitpunkt gegeneinander abgeglichen sind. Anstelle
der wahlweisen Verwendung der Zeitverzögerungskreise 77 und 78 können diese Kreise auch so gesteuert werden, daß sie veränderlich
sind. Weil die Kondensatorspannung bis zum Wert Null abnimmt, ist es bei einem üblichen Inverter möglich, die Verzögerungszeit
TD ebenfalls zu Null zu machen und die Kondensator-
030026/0867
spannung einfach dadurch zu steuern, daß der Verzögerungskreis 78 ein- bzw. ausgeschaltet wird.
Wenn auch bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Kommutationsmodus
A und der Kommutationsmodus B der oberen bzw. der unteren Seite der Haupt-Thyristorbrücke zugeteilt worden sind,
so ist doch die Erfindung nicht auf diesen Fall beschränkt; bei einer Impulsbreitenmodulation kann der Kommutationsmodus beispielsweise
alternierend angewendet werden.
Ein Teil des Kondensator-Ladestroms kann durch eine Hilfs-Gleichstromquelle
über einen Strombegrenzungswiderstand (nicht dargestellt) ergänzt werden.
Zum Laden des Kondensators 17 und zum Starten des Inverters kann
gemäß Fig. 13 beispielsweise so vorgegangen werden, daß die Ausgangsspannung
V, der Gleichstromquelle 1 nach dem Zeitpunkt t.. erhöht wird und gleichzeitig die zweiten Hilfs-Thyristoren 11
und 12 eingeschaltet und die Zerhacker 13 und 14 abgeschaltet werden, wodurch die Haupt-Thyristorbrücke 3 abgeschaltet wird.
Dann wird der Kondensator 17 durch den Gleichstrom I, aufgeladen, bis er dann zum Zeitpunkt t2 voll geladen ist. In dem Zeitintervall
zwischen t2 und t, fließt Strom in einer Menge, die ausreicht,
den Kondensator-Entladungsstrom auszugleichen. Wird dann zum Zeitpunkt t3 dem Inverter ein Start-Befehl gegeben, dann
nimmt die Spannung der Gleichstromquelle mit der Zeit ab, so daß der Gleichstrom dann zum Zeitpunkt t4 den Wert Null erreicht. Daraufhin
beginnt dann der normale Betrieb des Inverters. Auf diese Weise kann die Ladungsart des Kondensators "sanft" auf die
Betriebsart des Inverters übertragen werden, was einen stabilen
030026/0867
-26-Start des Inverters gewährleistet.
Während des Normalbetriebs des Inverters wird der Kondensator^
abwechselnd aufgeladen und entladen, so daß die Lade- und Entladeströme im wesentlichen gegeneinander abgeglichen sind und
nur Überschüsse oder Fehlmengen ausgeglichen werden müssen, und zwar durch Steuern des Zeittaktes der Kommutation oder durch eine
nicht dargestellte Hilfs-Gleichstromquelle, womit es möglich
ist, die Kommutationszeit zu senken und somit die Betriebsfrequenz des Inverters zu erhöhen. Damit wird nicht nur die Kondensatorspannung
vermindert, sondern auch die Stehspannung der Elemente des Hauptkreises.
030026/0867
Claims (6)
1. ) Verfahren zum Steuern eines Inverters, der aus einer über eine Gleichstromquelle liegenden Inverterbrücke, einer
über den Wechselstrom-Ausgangsklemmen der Inverterbrücke liegenden Hilfs-Thyristorbrücke, einem Kondensator, der mit den
kathodischen und anodischen Elektroden der Hilfs-Thyristorbrükke verbunden ist, wobei die Hilfs-Thyristorbrücke als ein erster
Schaltkreis zum Laden und Entladen des Kondensators dient, und aus einem zweiten Schaltkreis besteht, welcherdie kathodischen
und anodischen Elektroden der Hilfs-Thyristorbrücke mit der Gleichironqtelle
verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung des Kondensators mit einer Bezugsspannung verglichen, die Schaltkreise
so gesteuert werden, daß eine Kominutation der Inverterbrücke
in Richtung eines Aufladens des Kondensators dann erfolgt, wenn die Kondensatorspannung niedriger ist als die Bezugsspannung,
und daß die Schaltkreise so gesteuert werden, daß eine Kommutation der Inverterbrücke in einer Richtung der Entladung des
Kondensators dann erfolgt, wenn die Kondensatorspannung höher ist als die Bezugsspannung, wodurch die Kondensatorspannung in
Abhängigkeit von der Bezugsspannung gesteuert wird.
030026/0867
Sankhaus Merck. Finck & Co, München
(BLZ 7ΟΟ3Ο4ΟΟ) Konto Nr. 254 649
(BLZ 7ΟΟ3Ο4ΟΟ) Konto Nr. 254 649
iBLZ 7ΟΟ3Ο6ΟΟ) Konto Nr 261 3OO
Telegrammadresse Patentsenior
Postscheck München
(BLZ 70010080) Konto Nr 2O904-8O0
INSPECTED
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgegebene Verzögerungszeit entsprechend der Verbindungsbeginn-Verzögerungszeit
der Inverterbrücke zum Zeitpunkt der Aufladung des Kondensators festgesetzt wird und die Inverterbrücke
sowie die Hilfs-Thyristorbrücke so gesteuert werden, daß
die Kommutation zum Zeitp'^vi- der Entladung des Kondensators
mit dieser vorgegebt. . - v/erzo., rungszeit versehen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beendigung der Kommutation durch die Inverterbrücke dadurch
festgestellt wird, daß der von der Gleichstromquelle zugeführte Gleichstrom mit dem Kondensatorstrom verglichen wird,
und daß die Inverterbrücke und die Hilfs-Thyristorbrücke so gesteuert
werden, daß die nächstfolgende Kommutation um eine vorgegebene Zeitspanne nach Feststellung der Vervollständigung der
Kommutation verzögert wird.
4. Verfahren zum Steuern eines Inverters, der aus einer über eina:Gleichstromquelle liegenden Inverterbrücke, einer mit den
Wechselstrom-Ausgangsklemmen der Inverterbrücke verbundenen Hilfs-Thyristorbrücke,
einem Kondensator, der mit den kathodischen und anodischen Elektroden der Hilfs-Thyristorbrücke verbunden ist,
die als erster Schaltkreis zum Laden und Entladen des Kondensators dient, und aus einem zweiten Schaltkreis besteht, der die
anodischen und kathodischen Elektroden der Hilfs-Thyristorbrücke mit der Gleichstromquelle verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß
die Leitungs- bzw. Durchlaßzeiten des zweiten Schaltkreises und der Hilfs-Thyristorbrücke in Abhängigkeit von der Kondensatorspannung
geändert werden.
Ö30026/0867
ORIGINAL INSPECTED
ORIGINAL INSPECTED
5. Steuerkreis für einen Inverter, der aus einer über einer Gleichstromquelle liegenden Inverterbrücke, einer mit den Wechselst
rom- Ausgangsklemmen der Inverterbrücke verbundenen Hilfs-Thyristorbrücke,
einem Kondensator, der an den kathodischen und anodischen Elektroden der Hilfs-Thyristorbrücke liegt, welche
als erster Schaltkreis zum Laden und Entladen des Kondensators dient, und aus einem zweiten Schaltkreis besteht, der die
kathodischen und anodischen Elektroden der Hilfs-Thyristorbrücke
mit der Gleichspannungsquelle verbindet, gekennzeichnet durch einen Differenzdetektor zum Feststellen der Differenz zwischen
dem durch den Inverter und dem durch den Kondensator fließenden Gleichstrom zwecks Erzeugung eines die Beendigung der Kommutation
anzeigenden Signals, durch einen Komparator zum Vergleichen der Spannung des Kondensators mit einer vorgegebenen Bezugsspannung,
durch einen Frequenzteiler zum Aufteilen der Kommutationsfrequenz in die Ausgangsfrequenz des Inverters, durch einen ersten Verzögerungskreis
zum Verzögern des Ausgangs des Frequenzteilers um eine vorgegebene Zeitspanne, durch einen zweiten Verzögerungskreis, der das Kommutationsbeendigungssignal aufnimmt und mit
dem Ausgang des ersten Verzögerungskreises über ein UND-Gatter verbunden ist, durch einen ersten Kommutationsmodus-Generator,
der die Ausgänge der beiden Verzögerungskreise aufnimmt und einen zweiten Kommutationsmodus erzeugt, bei dem die Kommutation
des Inverters derart ist, daß der Kondensator geladen wird, wenn die Kondensatorspannung höher ist als die Bezugsspannung, durch
einen zweiten Kommutationsmodus-Generator, der die Ausgänge des Frequenzteilers und des ersten Verzögerungskreises aufnimmt und
einen ersten Kommutationsmodus erzeugt, bei dem die Kommutation des Inverters derart ist, daß der Kondensator entladen wird,
wenn die Kondensatorspannung höher ist als die Bezugsspannung,
030026/0867
durch einen Impulsverteiler zum Verteilen der Startimpulse auf die Inverterbrücke, die Hilfs-Thyristorbrücke, den zweiten
Schaltkreis und die Zerhacker, und durch einen Modus-Übergangskreis, der den Ausgang des Komparators und die Inverter-Kommutationsfrequenz
aufnimmt und jeweils einen der Ausgänge des ersten oder des zweiten Modus-Generators mit dem Impulsverteiler
verbindet.
6. Vorrichtung zum Steuern eines Inverters, der aus einer über einer Gleichstromquelle liegenden Inverterbrücke, einer
mit den Wechselstrom-Ausgangsklemmen der Inverterbrücke verbundenen Hilfs-Thyristorbrücke, einem Kondensator, der mit den kathodischen
und anodischen Elektroden der Hilfs-Thyristorbrücke verbunden ist, welche als erster Schaltkreis zum Laden und Entladen
des Kondensators dient, und aus einem zweiten Schaltkreis besteht, der die kathodischen und anodischen Elektroden der Thyristor-Brücke
mit der Gleichstromquelle verbindet, gekennzeichnet durch einen Signalerzeuger, der in Abhängigkeit von dem durch
den Inverter fließenden Gleichstrom ein die Beendigung der Kommutation anzeigendes Signal erzeugt, durch einen Komparator zum
Vergleich der Spannung des Kondensators mit einer vorgegebenen Bezugsspannung, durch einen Frequenzteiler zum Aufteilen der
Kommutationsfrequenz in eine Ausgangsfrequenz des Inverters,
durch einen ersten Zeitverzögerungskreis zum Verzögern des Frequenzausgangs um eine erste vorgegebene Zeitspanne, durch in Reihe
geschaltete zweite und dritte Verzögerungskreise zum Erzeugen vorgegebener zweiter und dritter Verzögerungs-Zeitspannen,
durch ein UND-Gatter, an dessen Eingängen der Ausgang des Frequenzteilers und das Kommutationsbeendigungssignal liegen und
030026/0867
dessen Ausgang mit dem zweiten Zeitverzögerungskreis verbunden ist, durch einen vierten Zeitverzögerungskreis zum Verzögern des
Ausgangs des dritten Verzögerungskreises, durch einen Schaltkreis zum selektiven Betreiben des dritten und vierten Verzögerungskreises in Abhängigkeit vom Ausgang des Komparators, durch einen
ersten Kommutationsmodus-Generator, der die Ausgänge des vierten
Zeitverzögerungskreises und des Frequenzteilers aufnimmt und einen zweiten Kommutationsmodus erzeugt, in welchem die Kommutation
des Inverters derart erfolgt, daß der Kondensator dann aufgeladen wird, wenn die Kondensatorspannung höher ist als die Bezugsspannung, durch einen zweiten Kommutationsmodus-Generator, der
die Ausgänge des Frequenzteilers und des ersten Zeitverzögerungskreises
aufnimmt und einen ersten Kommutationsmodus erzeugt, in welchem die Kommutation des Inverters derart erfolgt, daß der Kondensator
dann entladen wird, wenn die Kondensatorspannung höher ist als die Bezugspannung, und durch einen Impulsverteiler, der
an die Ausgänge des ersten und zweiten Kommutationsmodus-Generators
angeschlossen ist und Startimpulse auf die Inverterbrücke, die Hilfs-Thyristorbrücke und die Zerhacker verteilt.
030026/0867
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15850678A JPS5586384A (en) | 1978-12-25 | 1978-12-25 | Controlling method of current-type inverter |
JP54011073A JPS6018193B2 (ja) | 1979-02-02 | 1979-02-02 | インバ−タ装置の制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2952484A1 true DE2952484A1 (de) | 1980-06-26 |
Family
ID=26346454
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19792952484 Ceased DE2952484A1 (de) | 1978-12-25 | 1979-12-27 | Verfahren und vorrichtung zum steuern eines strom-inverters |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4309751A (de) |
DE (1) | DE2952484A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3217677A1 (de) * | 1981-05-12 | 1982-12-09 | Tokyo Shibaura Electric Co | Kommutierungs-steuerschaltung fuer strom-wechselrichter |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59165970A (ja) * | 1983-03-11 | 1984-09-19 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 電流形gtoインバ−タの電圧クランプ回路 |
US4585982A (en) * | 1984-12-10 | 1986-04-29 | General Electric Company | Third harmonic auxiliary impulse commutation inverter with means for precharging commutation capacitor |
US4585983A (en) * | 1984-12-10 | 1986-04-29 | General Electric Company | Electric power inverter with adaptive third harmonic auxiliary impulse commutation |
JPH0740798B2 (ja) * | 1985-06-20 | 1995-05-01 | 松下電器産業株式会社 | モ−タ制御装置 |
IT1232122B (it) * | 1989-06-27 | 1992-01-23 | Fratta Antonino | Convertitore di potenza di energia elettrica,con commutazione assistita per mezzo di un controllo attivo della tensione di alimentazione del circuito invertitore di tensione |
US7084609B2 (en) * | 2004-01-29 | 2006-08-01 | Visteon Global Technologies, Inc. | Alternator controlled rectifier |
JP6533357B1 (ja) * | 2018-11-22 | 2019-06-19 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 無停電電源装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2208211A1 (de) * | 1971-02-24 | 1972-09-07 | Gen Electric | Kommutierungssteuerung für Inverterschaltung |
DE2158663A1 (de) * | 1971-11-26 | 1973-05-30 | Bbc Brown Boveri & Cie | Selbstgefuehrter wechselrichter |
DE2316391A1 (de) * | 1973-04-02 | 1974-10-10 | Wladimir Grigorjewitsch Jazuk | Selbsterregter wechselrichter mit universalkommutierungskreis |
JPS5332330A (en) | 1976-09-06 | 1978-03-27 | Toshiba Corp | Current type inverter and its controlling |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE352496B (de) * | 1968-02-15 | 1972-12-27 | Danfoss As | |
DE2055176C2 (de) * | 1970-10-29 | 1982-05-13 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Schaltungsanordnung zur Steuerung der Kommutierungseinheit von Wechselrichtern mit Zwangskommutierung |
US3707668A (en) * | 1971-12-16 | 1972-12-26 | Precision Products Co | Compound inverter of variable output voltage and frequency |
US4039926A (en) * | 1976-06-21 | 1977-08-02 | General Electric Company | Current fed inverter with commutation independent of load inductance |
US4183081A (en) * | 1978-11-02 | 1980-01-08 | General Electric Company | Inverter system including commutation failure prevention scheme |
-
1979
- 1979-12-26 US US06/106,844 patent/US4309751A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-12-27 DE DE19792952484 patent/DE2952484A1/de not_active Ceased
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2208211A1 (de) * | 1971-02-24 | 1972-09-07 | Gen Electric | Kommutierungssteuerung für Inverterschaltung |
DE2158663A1 (de) * | 1971-11-26 | 1973-05-30 | Bbc Brown Boveri & Cie | Selbstgefuehrter wechselrichter |
DE2316391A1 (de) * | 1973-04-02 | 1974-10-10 | Wladimir Grigorjewitsch Jazuk | Selbsterregter wechselrichter mit universalkommutierungskreis |
JPS5332330A (en) | 1976-09-06 | 1978-03-27 | Toshiba Corp | Current type inverter and its controlling |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JP-OS 53-32330 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3217677A1 (de) * | 1981-05-12 | 1982-12-09 | Tokyo Shibaura Electric Co | Kommutierungs-steuerschaltung fuer strom-wechselrichter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4309751A (en) | 1982-01-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3036619C2 (de) | Schaltungsanordnung für den Kurzschlußschutz von Transistoren | |
DE2452921A1 (de) | Stromumformervorrichtung | |
DE2431524A1 (de) | Nutzbrems-steueranordnung fuer gleichstrommotor | |
DE1914875A1 (de) | Wechselrichter | |
DE1613786A1 (de) | Phasenanschnittgesteuerte Gleichrichtereinrichtung | |
DE2541700C3 (de) | Verfahren zum Betrieb eines Schwingkreisumrichters | |
DE2541722C3 (de) | Verfahren zum Betrieb eines Schwingkreisumrichters | |
DE1961195A1 (de) | Wechselrichterschaltung | |
DE2238396A1 (de) | Impulsbreitenbegrenzung fuer inverterschaltungen | |
DE2952484A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum steuern eines strom-inverters | |
DE2522041A1 (de) | Adaptive sperrung von inverterschaltungen | |
DE3217677C2 (de) | ||
DE2459713A1 (de) | Antriebsystem unter verwendung von wechselstrommotor | |
DE3324542C2 (de) | ||
DE2050787C3 (de) | Brückenwechselrichter mit Gleichstromkommutierung | |
DE3015157A1 (de) | Reversibles wechselrichtersystem | |
DE3234702C2 (de) | ||
DE2019181A1 (de) | Stromversorgungseinrichtung mit einer Anzahl von steuerbaren Gleichrichtern,insbesondere fuer das Lichtbogenschweissen | |
DE2839712C3 (de) | Schaltung mit Zerhackerfunktion für einen bürstenlosen Gleichstrommotor | |
DE1513362A1 (de) | Motorregelschaltung | |
DE2239396A1 (de) | Mehrphasiger thyristor-wechselrichter mit zwangskommutierung | |
DE2002943A1 (de) | Kurzschlussschutzeinrichtung | |
DE2515857A1 (de) | Spannungs- und frequenzwandler | |
DE2517120C3 (de) | Speiseschaltung für einen von einer ein- oder mehrphasigen Wechselstromquelle gespeisten Gleichstromverbraucher | |
DE1488112C (de) | Statischer Frequenzumformer für drehzahlgesteuerte Drehstrommotoren |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OAP | Request for examination filed | ||
OD | Request for examination | ||
8131 | Rejection |