DE3239202C2

DE3239202C2 - Inverter in bridge circuit for a three-phase motor

Info

Publication number: DE3239202C2
Application number: DE3239202A
Authority: DE
Inventors: Alim Ivanovi&ccaron; Novosibirsk &Ccaron;abanov; Anatolij Semenovi&ccaron; &Zcaron;ilin; Roland Davydovi&ccaron; Novosibirsk Bai; Vladimir Nikolaevi&ccaron; Moskau/Moskva Brodovsky; Aleksandr Veniaminovi&ccaron; Feldman; Viktor Konstantinovi&ccaron; Novosibirsk Grobov; Evgenij Serafimovi&ccaron; Moskau/Moskva Ivanov; Aleksandr Aleksandrovi&ccaron; Kanep; Valerij Semenovi&ccaron; Ryla&ccaron;
Original assignee: NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ PROEKTNO-KONSTRUKTORSKIJ I TECHNOLOGICESKIJ INSTITUT KOMPLEKTNOGO ELEKTROPRIVODA NOVOSIBIRSK SU
Current assignee: NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ PROEKTNO-KONSTRUKTORSKIJ I TECHNOLOGICESKIJ INSTITUT KOMPLEKTNOGO ELEKTROPRIVODA NOVOSIBIRSK SU
Priority date: 1982-10-22
Filing date: 1982-10-22
Publication date: 1986-10-16
Also published as: DE3239202A1

Abstract

Steuereinrichtung für einen Wechselstrommotor, enthaltend eine elektrisch gekoppelte Einheit (2) zur Einstellung von Phasenströmen, eine Einheit (6) von Phasenreglern, eine Speichereinheit (10), eine Steuereinheit (13), einen Drehstrom-Wechselrichter (14) in Brückenschaltung, der an eine Gleichspannungsquelle (15) und an einen Wechselstrommotor (1) angeschlossen ist. Die vorliegende Einrichtung weist auch Stromgeber (17, 18) für zwei Phasen, die mit einem Funktionswandler (16) für Oberschwingungen der Phasenströme verbunden sind, der mit Rückführungseingängen (19, 20) der Einheit (6) der Phasenregler und mit einem Former (22) für ein Stromrückführungssignal der dritten Phase gekoppelt ist. Der Ausgang des Formers (22) für ein Stromrückführungssignal der dritten Phase ist an einen Rückführungseingang (21) der Einheit (6) von Phasenreglern angeschlossen. In der Einrichtung gibt es auch eine Einheit (11) zur Analyse von Zuständen der Phasenregler, die an die Speichereinheit (10) und an die Einheit (6) von Phasenreglern gekoppelt ist.Control device for an alternating current motor, containing an electrically coupled unit (2) for setting phase currents, a unit (6) of phase regulators, a storage unit (10), a control unit (13), a three-phase inverter (14) in a bridge circuit connected to a DC voltage source (15) and is connected to an AC motor (1). The present device also has current generators (17, 18) for two phases, which are connected to a function converter (16) for harmonics of the phase currents, which is connected to feedback inputs (19, 20) of the unit (6) of the phase regulator and to a former (22 ) is coupled for a third phase current feedback signal. The output of the former (22) for a current feedback signal of the third phase is connected to a feedback input (21) of the unit (6) of phase regulators. The device also has a unit (11) for analyzing the states of the phase regulators, which is coupled to the storage unit (10) and to the unit (6) of phase regulators.

Description

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einzelnen Phasen durch Schaltregler den Sollwerten sind. Die Phasenausgänge 7,8,9 der Schaltregler 6 sind nachgeführt wird. Hierbei wird jedoch die Regelschwin- mit den zugeordneten Phaseneingängen einer Speichergung durch die Hysterese der Regler erzeugt und in einheit 10 und einer Koinzidenzschaltung 11 gekoppelt, ihrer Frequenz festgelegt Im Grunddrehzahlbereich deren Ausgang mit einem Steuereingang 12 der Speigreift der Regler nicht ein. 5 chereinheit 10 verbunden ist Die Ausgänge der Spei-individual phases by switching regulators are the setpoints. The phase outputs 7,8,9 of the switching regulator 6 are is tracked. Here, however, the control rate is stored with the assigned phase inputs generated by the hysteresis of the controller and coupled in unit 10 and a coincidence circuit 11, their frequency fixed in the base speed range their output with a control input 12 of the spider grips the regulator does not turn on. 5 memory unit 10 is connected The outputs of the memory

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be- cheremheit 10 sind über eine Steuereinheit 13 an die steht darin, den Wechselrichter in Brückenschaltung für Steuereingänge eines Drehstrom-Wechselrichters 14 in einen Drehstrommotor der angegebenen Gattung der- Brückenschaltung angeschlossen, der über Speiseschieart zu verbessern, daß die Regelgenauigkeit erhöht, die nen mit einer Gleichspannungsquelle 15 und dessen Schaltfrequenz stabilisiert und Unregelmäßigkeiten in io Ausgänge mit den Statorwicklungen des Drehstrommoder Schaltfoige vermieden werden könnea tors I verbunden sind.The object on which the invention is based are transmitted via a control unit 13 to the stands in the inverter in a bridge circuit for control inputs of a three-phase inverter 14 in a three-phase motor of the specified type of the bridge circuit connected, the via feeder type to improve that the control accuracy increases, the NEN with a DC voltage source 15 and the Switching frequency stabilized and irregularities in OK outputs with the stator windings of the three-phase generator Circuit diagrams can be avoided by means of which I are connected.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch Die Einrichtung enthält ferner ein VerzögerungsgliedThis object is achieved according to the invention by the device also contains a delay element

16 mindestens zweiter Ordnung für die Schaltfrequenz16 at least second order for the switching frequency

1. ein Verzögerungsglied mindestens zweiter Ord- der Phasenströme, dessen Eingänge an die Ausgänge nung im Stroin-Istwertkanal, 15 von Stromgebern 17, 18 für zwei Phasen und dessen1. A delay element of at least the second order of the phase currents, whose inputs to the outputs tion in the Stroin actual value channel, 15 of current sensors 17, 18 for two phases and its

2. eine vergleichsweise geringe oder gar keine Hyste- Ausgänge an die ersten zwei Rückführungseingänge 19, rese der Schaltregler, 20 der Schaltregler 6 angeschlossen sind. Der dritte2. a comparatively low or no hysteresis outputs to the first two feedback inputs 19, rese the switching regulator, 20 of the switching regulator 6 are connected. The third

3. eine den Reglern nachgeschaltete Speichereinheit, Rückführungseingang 21 der Schaltregler 6 ist an den die die Reglerbefehie für eine vorgegebene Zeit Ausgang eines Umformers 22 für einen Stromrückfühspeichertund 20 rungssignal der dritten Phase angeschlossen, dessen3. a storage unit connected downstream of the controllers, feedback input 21 of the switching controller 6 is connected to the which stores and outputs the controller command for a predetermined time output of a converter 22 for a current feedback 20 signal of the third phase connected, whose

4. eine Einheit, die die Weitergabe der Reglerbefehle Eingänge mit den Ausgängen des Verzögerungsgliedes an die Speichereinheit bei Koinzidenz aller Regler- 16 für die Schaltfrequenz der Phasenströme verbunden befehle verhindert sind.4. a unit that transfers the controller commands inputs to the outputs of the delay element connected to the storage unit in the event of coincidence of all regulator 16 for the switching frequency of the phase currents commands are prevented.

Der Sollwertgeber 2 zur Einstellung von Phasenströ-The setpoint generator 2 for setting phase current

Besonders vorteihafte Ausgestaltungen und Weiter- 25 men enthält Elemente 23,24 zur Einstellung der StrömeParticularly advantageous refinements and developments contain elements 23, 24 for setting the currents

bildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran- der ersten zwei Phasen und einen Umformer 25 zurFormations of the invention result from the sub-first two phases and a converter 25 for

Sprüchen. Einstellung des Stromes der dritten Phase, dessen ersterSayings. Adjustment of the current of the third phase, its first

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Aus- und zweiter Eingang jeweils an die Ausgänge der EIe-In the following, the invention is based on an output and a second input to the outputs of the EIe-

führungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung nä- mente 23,24 zur Einstellung der Ströme der ersten zweimanagement example with reference to the drawing numbers 23,24 for setting the currents of the first two

her erläutert Es zeigt 30 Phasen angeschlossen sind. Die Schaltregler 6 enthaltenexplained here It shows 30 phases are connected. The switching regulator 6 included

F i g. 1 das Blockschaltbild eines erfindungsgemäBen drei Phasenregler 26,27,28, deren Steuereingänge und Wechselrichters für einen Drehstrommotor mit einer Ausgänge jeweils als Steuereingänge 3,4,5 und Phasen-Frequenzstabilisierung für die Schaltfrequenz der Pha- ausgänge 7,8,9 der Schaltregler 6 auftreten. Der Rücksenströme, führungseingang jedes Phasenreglers 26, 27, 28 ist mitF i g. 1 shows the block diagram of a three phase regulator 26, 27, 28 according to the invention, their control inputs and Inverter for a three-phase motor with one output each as control inputs 3, 4, 5 and phase frequency stabilization for the switching frequency of the phase outputs 7, 8, 9 of the switching regulator 6 occur. The reverse currents lead input of each phase regulator 26, 27, 28 is with

F i g. 2 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen 35 dem entsprechenden Rückführungseingang 19, 20, 21F i g. 2 shows a block diagram of a 35 according to the invention and the corresponding feedback input 19, 20, 21

Wechselrichters für einen Drehstrommotor mit einer der Schaltregler 6 verbunden.Inverter for a three-phase motor connected to one of the switching regulator 6.

Spannungsstabilisierung für den Sternpunkt des Dreh- Der Wechselrichter für einen Drehstrommotor zurVoltage stabilization for the star point of the three-phase The inverter for a three-phase motor for

strommotors, Spannungsstabilisierung des Sternpunktes des Drch-current motor, voltage stabilization of the star point of the

F i g. 3a, 3b, 3c, 3d, 3e — Zeitdiagramme für Signale an strommotors 1 enthält alle Einheiten, die den in F i g. 1F i g. 3a, 3b, 3c, 3d, 3e - timing diagrams for signals to current motor 1 contains all the units that the in F i g. 1

den Ein- und Ausgängen der Elemente des erfindungs- 40 aufgezählten analog sind und außerdem ein Meßglied 29the inputs and outputs of the elements of the 40 enumerated according to the invention are analogous and, in addition, a measuring element 29

gemäßen Wechselrichters für einen Drehstrommotor (F i g. 2) für den Sternpunkt, dessen erste drei Eingängeaccording to the inverter for a three-phase motor (F i g. 2) for the star point, whose first three inputs

mit der Frequenzstabilisierung für die Schaltfrequenz 30,31,32 mit den Ausgängen des Drehstrom-Wechsel-with the frequency stabilization for the switching frequency 30,31,32 with the outputs of the three-phase AC

der Phasenströme, richters 14, dessen vierter und fünfter Eingang 33,34 mitof the phase currents, judge 14, whose fourth and fifth input 33,34 with

F i g. 4 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen den Speiseschienen der Gleichspannungsquelle 15 ver-F i g. 4 shows a block diagram of an inventive connection to the supply rails of the DC voltage source 15

Speichereinheit, 45 bunden sind und dessen Ausgang an eine Anpaß- undStorage unit, 45 are bound and its output to an adapter and

F i g. 5 ein Blockschaltbild einer Koinzidenzschaltung, Glättungsstufe 35 für die Spannung am Sternpunkt desF i g. 5 is a block diagram of a coincidence circuit, smoothing stage 35 for the voltage at the star point of the

F i g. 6 ein Blockschaltbild eines Verzögerungsgliedes Drehstrommotors angeschlossen ist, dessen Ausgang 36F i g. 6 a block diagram of a delay element three-phase motor is connected, the output 36

für die Schaltfrequenz der Phasenströme: mit zusätzlichen Rückführungs- oder Istwerteingängenfor the switching frequency of the phase currents: with additional feedback or actual value inputs

der Schaltregler 6 verbunden ist.the switching regulator 6 is connected.

a) in dem erfindungsgemäßen Wechselrichter für ei- 50 Die Zeitdiagramme für Signale an den Ein- und Ausnen Drehstrommotor mit Frequenzstabilisierung gangen der Elemente des Wechselrichters sind in der Schaltfrequenz der Phasenströme, F i g. 3a, 3b, 3c, 3d, 3e dargestellt; es bedeuten: /^'-Signala) in the inverter according to the invention for one 50 The timing diagrams for signals at the inputs and outputs Three-phase motor with frequency stabilization, the elements of the inverter are in the switching frequency of the phase currents, F i g. 3a, 3b, 3c, 3d, 3e shown; they mean: / ^ '- signal

b) in dem erfindungsgemäßen Wechselrichter für ei- zur Einstellung des Phasenstroms am Ausgang des EIenen Drehstrommotor mit der Spannungsstabilisie- mentes 23 zur Stromeinstellung; /U-Strom in der Phase rung für den Mittelanschluß des Drehstrommotors, 55 A der Statorwicklung des Drehstrommotors; ü**-Pha-b) in the inverter according to the invention for setting the phase current at the output of the single three-phase motor with the voltage stabilizer 23 for setting the current; / U-Strom in the phase tion for the center connection of the three-phase motor, 55 A of the stator winding of the three-phase motor; ü ** - Pha-

senstrom-Istwertsignal am Rückführungseingang 19 desSenstrom actual value signal at the feedback input 19 of the

F i g. 7 ein Blockschaltbild eines Umformers für ein Phasenreglers 26; 5-Signal am Ausgang des Phasenreg-F i g. 7 shows a block diagram of a converter for a phase regulator 26; 5 signal at the output of the phase control

Strom-Istwertsignal der dritten Phase, lers 26; f-ZeitCurrent actual value signal of the third phase, lers 26; f-time

F i g. 8 eine elektrische Schaltung eines Spannungs- Die Speichereinheit 10 enthält D-Flip-Flops 37,38,39F i g. 8 shows an electrical circuit of a voltage The memory unit 10 contains D flip-flops 37,38,39

messers für den Sternpunkt des Drehstrommotors, 60 (F i g. 4), deren Steuereingänge und Ausgänge jeweilsknife for the star point of the three-phase motor, 60 (F i g. 4), their control inputs and outputs, respectively

■ ; g. J c:nc cicictnscnc i>cna;tung einer Anpaii- und sis tin- und Ausgange der i>peicrisreip.r.s:t ϊίί äüitretsn.■; G. J c: nc cicictnscnc i>cna; tion of a matching and sis tin and outputs of the i> peicrisreip.rs:t ϊίί äüitretsn.

Glättungsstufe für die Spannung am Sternpunkt des Die Takt-Impulseingänge der D-Flip-Flops 37, 38, 39Smoothing stage for the voltage at the star point of the clock pulse inputs of the D flip-flops 37, 38, 39

Drehstrommotors. sind an den Ausgang eines UND-Gatters 40 angeschlos-Three-phase motor. are connected to the output of an AND gate 40-

Der Wechselrichter für einen Drehstrommotor 1 sen, dessen erster Eingang als Steuereingang 12 derThe inverter for a three-phase motor 1 sen, the first input as a control input 12 of the

(Fig. 1) mit der Frequenzstabilisierung für die Schalt- 65 Speichereinheit 10dient und dessen zweiter Eingang an(Fig. 1) with the frequency stabilization for the switching 65 storage unit 10 and its second input

frequenz der Phasenströme enthält eine Einheit 2 zur den Ausgang des Taktgenerators mit einer hohen Fre-frequency of the phase currents contains a unit 2 for the output of the clock generator with a high frequency

Einstellung von Phasenströmen, deren Ausgänge an die quenz /angeschlossen ist, der in den Schaltungen nichtSetting of phase currents whose outputs are connected to the quenz / that in the circuits is not

Steuereingänge 3,4,5 der Schaltregler 6 angeschlossen gezeigt ist.Control inputs 3, 4, 5 of the switching regulator 6 is shown connected.

Die Koinzidenzschaltung 11 enthält UND-Gatter 41 (F i g. 5), 42, ein ODER-Gatter 43 und Inverter 44,45,46, 47. Die Eingänge des UND-Gatters 41 und der Inverter 44, 45, 46 sind an entsprechende Phaseneingänge der Koinzidenzschaltung, die Ausgänge der UND-Gatter 41, 42 an die Eingänge eines ODER-Gatters 43 angeschlossen, dessen Ausgang mit dem Inverter 47 verbunden ist. Der Ausgang des Inverters 47 dient als Ausgang der Koinzidenzschaltung 11. Die Ausgänge der Inverter 44, 45, 46 sind an die Eingänge des UND-Gatters 42 gelegt.The coincidence circuit 11 includes AND gates 41 (Fig. 5), 42, an OR gate 43 and inverters 44, 45, 46, 47. The inputs of the AND gate 41 and the inverters 44, 45, 46 are connected to corresponding phase inputs of the Coincidence circuit, the outputs of the AND gates 41, 42 connected to the inputs of an OR gate 43, the output of which is connected to the inverter 47. The output of the inverter 47 serves as an output of the coincidence circuit 11. The outputs of the inverters 44, 45, 46 are connected to the inputs of the AND gate 42.

Das Verzögerungsglied 16 für Schaltfrequenzen der Phasenströme enthält zwei Glieder 48 (Fig.6a) zurThe delay element 16 for switching frequencies of the phase currents contains two elements 48 (Fig.6a) for

Phasenverschiebung um einen Winkel von -γ für Schailfrequenzen der Phasenströme, deren Ein- und Ausgänge jeweils als Ein- und Ausgänge des Verzögerungsgliedes 16 für Schaltfrequenzen der Phasenströme auftreten. Die Glieder 48 zur Phasenverschiebung können beispielsweise aus zwei in Reihe liegenden RC-Kreisen ausgeführt werden, die sich aus Widerständen 49 und Kondensatoren 50 zusammensetzen.Phase shift by an angle of -γ for the switching frequencies of the phase currents, the inputs and outputs of which occur as inputs and outputs of the delay element 16 for switching frequencies of the phase currents. The elements 48 for phase shifting can be implemented, for example, from two RC circuits arranged in series, which are composed of resistors 49 and capacitors 50.

Das Verzögerungsglied 16 für Schaltfrequenzen der Phasenströme in Verbindung mit der Spannungsstabilisierung für den Sternpunkt des Drehstrommotors enthält zwei Elemente 51 (F i g. 6b) zur porportionalen Umwandlung, deren Ein- und Ausgänge jeweils als Ein- und Ausgänge des Verzögerungsgliedes 16 für Schaltfrequenzen der Phasenströme fungieren.The delay element 16 for switching frequencies of the phase currents in connection with the voltage stabilization for the star point of the three-phase motor contains two elements 51 (Fig. 6b) for proportional conversion, their inputs and outputs as inputs and outputs of the delay element 16 for switching frequencies the phase currents act.

Der Umformer 22 für ein Strom-Istwertsignal der dritten Phase enthält einen Summator 52 (F i g. 7) und einen Inverter 53.The converter 22 for a current actual value signal of the third phase contains a summator 52 (FIG. 7) and an inverter 53.

Das Meßglied 29 für den Sternpunkt des Drehstrommotors 1 enthält Widerstände 54,55,56 (F i g. 8), deren eine Anschlüsse die Eingänge 30, 31, 32 des Meßglieds für den Sternpunkt des Drehstrommotors 1 bilden und deren andere Anschlüsse zusammengeschaltet sind und den Ausgang des Meßglieds 29 bilden. Das Meßglied 29 für den Sternpunkt des Drehstrommotors 1 weist auch einen ohmschen Spannungsteiler 57 auf, dessen Anschlüsse die Eingänge 33, 34 des Meßglieds 29 für den Sternpunkt des Drehstrommotors 1 bilden und dessen Mittelabgriff 58 mit einer Nullpunktklemme des gesamten Wechselrichters für einen Drehstrommotor verbunden ist. Der ohmsche Spannungsteiler 57 besteht aus Widerständen 59 und Kondensatoren 60.The measuring element 29 for the star point of the three-phase motor 1 contains resistors 54,55,56 (FIG. 8), whose a connection form the inputs 30, 31, 32 of the measuring element for the star point of the three-phase motor 1 and the other connections of which are interconnected and form the output of the measuring element 29. The measuring element 29 for the star point of the three-phase motor 1 also has an ohmic voltage divider 57, the connections of which form the inputs 33, 34 of the measuring element 29 for the star point of the three-phase motor 1 and its Center tap 58 connected to a zero point terminal of the entire inverter for a three-phase motor is. The ohmic voltage divider 57 consists of resistors 59 and capacitors 60.

Die Anpaß- und Glättungsstufe 35 für die Spannung am Sternpunkt des Drehstrommotors stellt ein mehrstufiges Filterpaar, das aus Widerständen 61 (F i g. 9), 62 und Kondensatoren 63, 64 zusammengesetzt ist Die ersten Anschlüsse der Widerstände 61,62 und des Kondensators 64 sind zusammen an den Ausgang 36 der Anpaß- und Glättungsstufe 35 für die Spannung am Sternpunkt des Drehstrommotors angeschaltet Der zweite Anschluß des Widerstandes 62 und des Kondensators 64 ist zusammen und an den ersten Anschluß des Kondensators 63 geschaltet. Die zweiten Anschlüsse des Widerstandes 61 und des Kondensators 63 sind zusammen an den Mittelabgriff 58 des Meßglieds 29 für den Sternpunkt des Drehstrommotors und an die Nullpunktklemme des gesamten Wechselrichters angeschaltet The adjustment and smoothing stage 35 for the voltage at the star point of the three-phase motor represents a multi-stage A pair of filters composed of resistors 61 (Fig. 9), 62 and capacitors 63, 64 The first connections of the resistors 61,62 and the capacitor 64 are connected together to the output 36 of the Adjustment and smoothing stage 35 for the voltage at the star point of the three-phase motor switched on The second connection of the resistor 62 and the capacitor 64 is together and to the first connection of the Capacitor 63 switched. The second terminals of the resistor 61 and the capacitor 63 are together to the center tap 58 of the measuring element 29 for the star point of the three-phase motor and to the zero point terminal of the entire inverter switched on

Der Wechselrichter für einen Drehstrommotor 1 (F i g. 1) arbeitet wie folgt Die Erzeugung der Phasenströme des Drehstrommotors 1 (Fig. 1) erfolgt durch einen beispielsweise transistorisierten Drehstrom-Wechselrichter 14 in Brückenschaltung entsprechend den Informationen, die von den Ausgängen der Phasenregler 26,27,28 kommen. Die Sollwerte der Phasenströme für die Phasenregler 26,27 greifen von den Ausgängen der Elemente 23,24 zur Einstellung der Ströme der ersten zwei Phasen ein, während der Sollwert für den Phasenregler 28 vom Ausgang des Umformers 25 zur Einstellung des Stromes der dritten Phase ankommt, in dem die bekannten Phasenumwandlungen der Ausgangssignale der Elemente 23,24 der Ströme der ersten zwei Phasen vorgenommen werden. Hierbei wird inThe inverter for a three-phase motor 1 (FIG. 1) works as follows: The generation of the phase currents of the three-phase motor 1 (Fig. 1) is carried out by a transistorized three-phase inverter, for example 14 in a bridge circuit according to the information received from the outputs of the phase regulator 26,27,28 come. The nominal values of the phase currents for the phase regulators 26, 27 take effect from the outputs of the elements 23,24 for setting the currents of the first two phases, while the setpoint for the Phase regulator 28 from the output of converter 25 for setting the current of the third phase arrives in which the known phase conversions of the output signals of the elements 23,24 of the currents of the first two phases are undertaken. Here, in

ίο dem Sollwertgeber 2 zur Einstellung der Phasenströme eine genauere Formierung des erforderlichen Drehstromsystems für Sollwerte gegenüber der Schaltung gewährleistet, in der einzelne Einsteller in jeder Phase eingesetzt werden.ίο the setpoint generator 2 for setting the phase currents a more precise formation of the required three-phase system for setpoints compared to the circuit ensures that individual adjusters are used in every phase.

Die Istwertsignale für die Phasenregler 26, 27 kommen über das Verzögerungsglied 16 für Schaltfrequenzen der Phasenströme von den Ausgängen der Istwertgeber 17,18 an, während das Istwertsignal für den Phasenregler 28 vom Ausgang des Umformers 22 für ein Stromistwertsignal der dritten Phase eintrifft, in dem sich die bekannten Umwandlungen der Ausgangssignale der zwei Phasen des Verzögerungsgliedes 16 in ein Signal der dritten Phase vollziehen. Hierbei wird eine genauere Formierung des Drehstromsystems für Istwertsignale gegenüber der Schaltung gewährleistet, in der die Stromgeber in jeder Phase zum Einsatz gelangen. In jedem der Phasenregler 26, 27, 28 werden eine entsprechende Phasenvorgabe bzw. Sollwert und ein Rückführungssignal bzw. Istwertsignal verglichen. Nach Erhalt der Vergleichsergebnisse werden an den Ausgängen der Phasenregler 26,27,28 (an den Ausgängen 7,8, 9 der Schaltregler 6) Signale erzeugt, deren Größen zwei logische Pegel — »1« oder »0« — entsprechen. In die Speichereinheit 10 mit den D-Flip-Flops 37 (F i g. 4), 38, 39 werden laufende Zustände der Phasenregler 26 (Fig. 1), 27, 28 eingetragen, wo sie auf der Grundlage der Taktimpulse des Generators gespeichert werden, die mit einer Frequenz / aufeinander folgen, die die Frequenz der erzeugten Phasenströme des Drehstrommotors 1 um ein Vielfaches übertrifftThe actual value signals for the phase regulators 26, 27 come via the delay element 16 for switching frequencies the phase currents from the outputs of the actual value transmitter 17, 18, while the actual value signal for the phase controller 28 from the output of the converter 22 for a current actual value signal of the third phase arrives in which the known conversions of the output signals of the two phases of the delay element 16 into one Carry out the signal of the third phase. Here, a more precise formation of the three-phase system for actual value signals is achieved compared to the circuit in which the current sensors are used in each phase. In each of the phase regulators 26, 27, 28, a corresponding phase specification or setpoint and a Feedback signal or actual value signal compared. After the comparison results have been received, the outputs the phase regulator 26,27,28 (at the outputs 7,8, 9 the switching regulator 6) generates signals whose sizes correspond to two logic levels - »1« or »0«. In the memory unit 10 with the D flip-flops 37 (FIG. 4), 38, 39 become current states of the phase regulators 26 (Fig. 1), 27, 28 entered where they are based on of the clock pulses of the generator are stored, which follow each other with a frequency that corresponds to the Frequency of the generated phase currents of the three-phase motor 1 exceeds many times

Die Änderung der Zustände der D-Flip-Flops 37 (F i g. 4), 38, 39 erfolgt entsprechend Signalen, die von den Ausgängen der Phasenregler 26 (F i g. 1), 27,28 bei Eintreffen von Taktimpulsen an den Taktimpulseingängen ankommen.The change in the states of the D flip-flops 37 (FIG. 4), 38, 39 takes place in accordance with signals sent by the outputs of the phase regulators 26 (FIG. 1), 27, 28 Clock pulses arrive at the clock pulse inputs.

Die Ausgangssignale der D-Flip-Flops 37 (F i g. 4), 38, 39 der Speichereinheit 10 gelangen an die Eingänge einer Steuereinheit 13 (F i g. 1), in der alle diese Signale in Steuersignale für zwei entsprechende Schalter des Drehstrom-Wechselrichters 14 verwandelt werden, die mit einem der Anschlüsse einer Last verbunden sind. Hierbei definiert ein Signalpegel am Ausgang des Phasenreglers 26,27,28 den leitenden Zustand beispielsweise des oberen Schalters des Wechselrichters 14 und der andere Pegel den leitenden Zustand des unteren Schalters des Wechselrichters 14. Die Steuereinheit 13 kann beispielsweise in einer in einem Buch (V. N. Brodovski, E. S. Ivanov, »Antriebe mit Frequenz-Stromsteuerung«, Moskau, Verlag »Energija«, 1974, S. 109 bis 124) dargestellten bekannten Schaltung ausgeführt werden.The output signals of the D flip-flops 37 (Fig. 4), 38, 39 of the memory unit 10 reach the inputs of a control unit 13 (FIG. 1), in which all these signals are converted into control signals for two corresponding switches of the three-phase inverter 14, the are connected to one of the terminals of a load. This defines a signal level at the output of the phase regulator 26,27,28 the conductive state, for example, of the upper switch of the inverter 14 and the other levels the conductive state of the lower switch of the inverter 14. The control unit 13 can for example in one in a book (V. N. Brodovski, E. S. Ivanov, "Drives with frequency current control", Moscow, Verlag "Energija", 1974, pp. 109 to 124) shown known circuit are executed.

Die Sicherung der Gleichmäßigkeit der Umschaltung der (nicht eingezeichneten) Schalter des Drehstrom-Wechselrichters 14 in Brückenschaltung, speziell die Elimination einer Betriebsart, bei der sich die drei oberen an einer Speiseschiene anliegenden Schalter oder die drei unteren an der anderen Speiseschiene anliegenden Schalter als offen für eine unbestimmte Zeit erweisen können, geschieht in der Einrichtung mit Hilfe der Koin-Ensuring the uniformity of the switching of the switches (not shown) of the three-phase inverter 14 in a bridge circuit, specifically the elimination of an operating mode in which the three upper switches on one supply rail or the three lower switches on the other supply rail Switches can prove to be open for an indefinite period of time, happens in the facility with the help of

zidenzschaltung 11 und der Speichereinheit 10.cidenz circuit 11 and the memory unit 10.

In der Koinzidenzschaltung 11 erfolgt eine Analyse der Ausgangssignale der Phasenregler 26, 27, 28. Die Signale des einen Pegels werden mit Hilfe des UND-Gatters 41 (F i g. 5) und die des anderen Pegels mit Hilfe der Inverter 44, 45,46 und des UND-Gatters 42 analysiert. Bei Koinzidenz der Pegel der Ausgangssignale der Phasenregler 26 (F i g. 1), 27,28 (beispielsweise sind alle Signale im Einszustand) wird am Ausgang des UND-Gatters 41 (F i g. 5) ein 1-Signal erzeugt. Bei Koinzidenz mit anderem Pegel der Ausgangssignale der Phasenregler 26 (F i g. 1), 27,28 (beispielsweise sind alle Signale im Nullzustand) liegt am Ausgang des UND-Gatters 42 (Fig.5) ein 1-Signal vor. Die Ausgangssignale der UND-Gatter 41, 42 gelangen an die Eingänge des ODER-Gatters 43. Bei Vorhandensein des 1-Signals am Ausgang des UND-Gatters 41 oder des UND-Gatters 42 tritt am Ausgang des ODER-Gatters 43 ein 1-Signal und dementsprechend am Ausgang des Inverters 47 ein O-Signal auf.The output signals of the phase regulators 26, 27, 28 are analyzed in the coincidence circuit 11 Signals of one level are generated with the aid of AND gate 41 (FIG. 5) and those of the other level with the aid the inverters 44, 45, 46 and the AND gate 42 are analyzed. If the levels of the output signals of the phase regulators 26 (FIG. 1), 27, 28 (for example, all are Signals in the one state) a 1 signal is generated at the output of AND gate 41 (FIG. 5). At coincidence with a different level of the output signals of the phase regulators 26 (FIG. 1), 27, 28 (for example, all signals are in Zero state) there is a 1 signal at the output of AND gate 42 (FIG. 5). The output signals of the AND gates 41, 42 reach the inputs of OR gate 43. When the 1 signal is present on Output of AND gate 41 or of AND gate 42 occurs at the output of OR gate 43 a 1 signal and accordingly an 0 signal at the output of the inverter 47.

Das Signal vom Ausgang des Inverters 47 der Koinzidenzschaltung 11 gelangt an den Steuereingang 12 (F i g. 4) der Speichereinheit 10, der einen der Eingänge des UND-Gatters 40 darstellt. Bei Vorliegen eines 0-Signals am Steuereingang 12 bleiben die Taktimpulse der Frequenz /an den Takt-Impulseingängen der D-Flip-Flops 37,38,39 aus. In diesem Fall ändern die genannten D-Flip-Flops 37,38,39 ihre Zustände nicht, und an den Eingängen der Steuereinheit 13 (F i g. 1) treffen Signale ein, die im vorhergehenden Intervall auftraten, wo die Signale an den Ausgängen der Phasenregler 26,27,28 in den Pegeln nicht koinzidierten.The signal from the output of the inverter 47 of the coincidence circuit 11 arrives at the control input 12 (FIG. 4) of the memory unit 10, which represents one of the inputs of the AND gate 40. If there is a 0 signal the clock pulses of the frequency remain at the control input 12 / at the clock pulse inputs of the D flip-flops 37,38,39 off. In this case, the mentioned D flip-flops 37,38,39 do not change their states, and to the Inputs of the control unit 13 (FIG. 1) receive signals that occurred in the previous interval where the Signals at the outputs of the phase regulators 26,27,28 in the levels did not coincide.

Mit der Einführung der Speichereinheit 10 und der Koinzidenzschaltung 11 wird also die Betriebsart zur gleichzeitigen Einschaltung aller oberen an einer Speiseschiene oder aller unteren an der anderen Speiseschiene anliegenden Schalter des Drehstrom-Wechselrichters 14 in Brückenschaltung eliminiert, was dem Vorliegen der Signale des einen Pegels an den Ausgängen der Phasenregler 26, 27, 28 entspricht. Dadurch werden in der Einrichtung eine gleichmäßige Umschaltung der Schalter des Drehstrom-Wechselrichters 14 in Brückenschaltung auf einer hohen Frequenz und eine Erhöhung der Genauigkeit der Erzeugung der Grundschwingungen der Phasenströme in den Statorwieklungen des Drehstrommotors 1 in verschiedenen Betriebszuständen erreichtWith the introduction of the memory unit 10 and the coincidence circuit 11, the operating mode becomes Simultaneous activation of all upper ones on one feed rail or all lower ones on the other feed rail adjacent switch of the three-phase inverter 14 in a bridge circuit eliminated what the The presence of the signals of one level at the outputs of the phase regulators 26, 27, 28 corresponds. Through this a uniform switching of the switches of the three-phase inverter 14 in Bridge circuit at a high frequency and an increase in the accuracy of the generation of the fundamental waves the phase currents in the stator waves of the three-phase motor 1 in different operating states achieved

Die Erhöhung der Genauigkeit der Erzeugung der Grundschwingungen der Phasenströme in der Statorwicklung des Drehstrommotors 1 hängt auch mit Stabilisierungsmaßnahmen für die Schaltfrequenz in verschiedenen Betriebszuständen zusammen. Zu diesem Zweck verwirklicht das Verzögerungsglied 16 für Schaltfrequenzen der Phasenströme in der Steuereinrichtung für einen Drehstrommotor eine derartige Um-Wandlung der Ausgangssignale der Stromistwertgeber 17, 18, bei der deren Grundschwingungen ohne Änderung bleiben, während deren Schaltfrequenzen nach derIncreasing the accuracy of generating the fundamental oscillations of the phase currents in the stator winding of the three-phase motor 1 also depends on stabilization measures for the switching frequency in various Operating states together. For this purpose, the delay element 16 is implemented for Switching frequencies of the phase currents in the control device for a three-phase motor such a conversion of the output signals of the current actual value transmitter 17, 18, in which their fundamental oscillations without change remain, during their switching frequencies according to the

Phasenlage um einen Winkel von -^- mit Hilfe der Glieder 48 (Fig.6a) zur Phasenverschiebung verschoben werden.Phasing by an angle of - ^ - with the help of the limbs 48 (Fig.6a) are shifted to phase shift.

Da die Frequenz der Schaltfrequenzen der Phasenströme höher als die Grundfrequenz liegt, so liegt praktisch bei der Einführung der genannten RC-Kreise keine Phasenverschiebung in den Grundschwingungen der Phasenströme vor.Since the frequency of the switching frequencies of the phase currents is higher than the fundamental frequency, it is practical with the introduction of the mentioned RC circuits no phase shift in the fundamental frequencies of the Phase currents.

Bei der Ausführung des Verzögerungsgliedes 16 werden die Phasenregler 26 (Fig. 1), 27, 28 gemäß dem oben gesagten mit Relaiskennlinien ausgeführt. Zur Erhöhung der Störsicherheit weisen die genannten Phasenregler 26, 27 28 eine kleine Hysteresiszone auf, die Prozentbruchteile vom Pegel des Ausgangssignals beträgt. When executing the delay element 16, the phase regulator 26 (Fig. 1), 27, 28 according to the Above mentioned executed with relay characteristics. To increase the immunity to interference, the phase regulators mentioned have 26, 27, 28 have a small hysteresis zone which is a fraction of a percentage of the level of the output signal.

Nun wird die Wirkung der Stromrückkoppelung in der Phase A in dem Wechselrichter für einen Drehstrommotor bei Vorhandensein der Glieder 48 (F i g. 6a)Now the effect of the current feedback in phase A in the inverter for a three-phase motor with the presence of the elements 48 (FIG. 6a)

zur Phasenverschiebung um einen Winkel von ■—- imfor phase shifting by an angle of ■ —- im

Verzögerungsglied 16 und bei der Ausführung der Phasenregler 26 (Fig. 1), 27, 28 mit den Relaiskennlinien betrachtet. Es wird auf die Betriebsart eines abgebremsten Drehstrommotors 1 eingegangen, wenn die EMK fehlt und der Wirkwiderstand der Statorwicklung gleich Null gesetzt wird.Delay element 16 and in the execution of the phase regulator 26 (Fig. 1), 27, 28 with the relay characteristics considered. The operating mode of a braked three-phase motor 1 is discussed when the EMF missing and the effective resistance of the stator winding is set to zero.

Bei der Einschaltung der Einrichtung gelangt vom Ausgang des Elementes 23 zur Stromeinstellung auf einen Eingang des Phasenreglers 26 ein konstantes Signal i_A* (Fig.3a) zur Einstellung des Phasenstroms. Das Stromistwertsignal U** (Fig.3c) ist zu dieser Zeit gleich Null. Am Ausgang des Phasenreglers 26 (F i g. 1) wird z. B. ein 1-Signal 5(Fig. 3e) erzeugt, das eine derartige Betätigung der Schalter des Wechselrichters 14 (F i g. 1) definiert, bei der der Strom i'a (F i g. 3b) in der Phase A ansteigt. Das dem Strom U (F i g. 3b) entsprechende Signal vom Ausgang des Stromistwertgebers 17 (Fig. 1) gelangt auf einen Eingang des Verzögerungsgliedes 16 (F i g. 1) und wird in ein Signal i_A** (F i g. 3c) umgesetzt, in dem die Schaltfrequenz eine Phasenverschiebung von -γ- erfährt. When the device is switched on, a constant signal i _A * (FIG. 3a) for setting the phase current passes from the output of the element 23 for current adjustment to an input of the phase regulator 26. The current actual value signal U ** (FIG. 3c) is equal to zero at this time. At the output of the phase regulator 26 (FIG. 1) z. B. a 1-signal 5 (Fig. 3e) is generated, which defines such an actuation of the switches of the inverter 14 (Fig. 1), in which the current i'a (Fig. 3b) in phase A. increases. The signal corresponding to the current U (FIG. 3b) from the output of the actual current value transmitter 17 (FIG. 1) arrives at an input of the delay element 16 (FIG. 1) and is converted into a signal i _A ** (FIG. 1) 3c) implemented, in which the switching frequency experiences a phase shift of -γ-.

Im Phasenregler 26 (Fig. 1) werden das Sollwertsignal ja* (F i g. 3a) und das umgesetzte Signal U** verglichen. In dem Zeitpunkt t\, wo das Ergebnis des genannten Vergleiches gleich Null (Ία*—Ία** = 0) ist, ändert sich das Signal S am Ausgang des Phasenreglers 26 (F i g. 1) (wird beispielsweise gleich Null), was die Schalter des Wechselrichters 14 in der Weise umschalten läßt, daß der Strom Ία (F i g. 3b) abzufallen beginnt.In the phase controller 26 (FIG. 1) the setpoint signal yes * (FIG. 3a) and the converted signal U ** are compared. At the point in time t \, where the result of the mentioned comparison is equal to zero (Ία * -Ία ** = 0), the signal S at the output of the phase regulator 26 (FIG. 1) changes (becomes, for example, equal to zero), which can toggle the switches of the inverter 14 in such a way that the current Ία (Fig. 3b) begins to drop.

Wegen einer durch ein Glied 48 (F i g. 6a) zur Phasenverschiebung verursachten Verzögerung wird das Signal Ia** (F i g. 3c) nach Ablauf der Zeit ii weiter ansteigen und erst nachher abfallen, um zum Zeitmoment ti wieder gleich dem Signal Ία* zu werden. In diesem Moment wird sich das Signal S am Ausgang des Phasenreglers 26 (F i g. 1) wieder ändern (wird gleich Eins werden), was erneut zur Umschaltung der Schalter des Wechselrichters 14 und zum Anstieg des Stroms Ία (Fig.3b) führen wird.Because of a delay caused by a member 48 (FIG. 6a) for the phase shift, the signal Ia ** (FIG. 3c) will continue to rise after the time ii has elapsed and only fall afterwards, to be equal to the signal again at the instant ti To become Ία * . At this moment, the signal S at the output of the phase regulator 26 (FIG. 1) will change again (will be equal to one), which again leads to the switch of the inverter 14 being switched and the current Ία to rise (FIG. 3b) will.

Im weiteren wiederholen sich die Vorgänge. Wegen der durch das Glied 48 (Fig.6a) zur Phasenverschiebung des Verzögerungsgliedes .16 (F i g. 1) verursachten Verzögerung entstehen also \m-Regelkreis des Stroms Ία (Fig.3) Selbstschwingungen;" Hierbei enthält der Strom in der Phase A der Statorwicklung eine (glatte) Grundschwingung, die von der Vorgabe Ία* abhängt und eine Oberschwingung, deren Amplitude von der Frequenz der Dauerschwingungen abhängtThe processes are then repeated. Thus, because of the through member 48 (Figure 6a) (. G F i 1) to the phase shift of the delay element delay caused .16 arise \ m- control loop of the current Ία (Figure 3) self oscillations; "This contains the current in the phase A of the stator winding a (smooth) fundamental oscillation, which depends on the specification Ία * , and a harmonic oscillation, the amplitude of which depends on the frequency of the continuous oscillation

In der Einrichtung erfolgt eine löpntrolle des Nulldurchganges durch die Ergebnisse dies Vergleichs des Sollwertes i_A* mit dem umgewandelten Strom i_A**· Hierbei wird die Größe der Abweichung des Stroms i_A vom Sollwert nicht überwacht, sondern sie bildet sich automatisch in Abhängigkeit von der Frequenz der Selbstschwingungen und der Induktivität im Phasenstromkreis aus. Die Frequenz der SelbstschwingungenIn the device, the zero crossing is checked using the results of this comparison of the setpoint i _A * with the converted current i _A **. Here, the size of the deviation of the current i _A from the setpoint is not monitored; the frequency of the self-oscillations and the inductance in the phase circuit. The frequency of the self-vibrations

wird durch die Parameter des Verzögerungsgliedes 16 (Fig. 1) bestimmt, die unter der Bedingung gewählt werden, eine Phasenverschiebung um einen Winkel vonis determined by the parameters of the delay element 16 (Fig. 1), which is selected under the condition be a phase shift by an angle of

-=- auf der erforderlichen Schaltfrequenz der Schalter- = - at the required switching frequency of the switch

des Wechselrichters zu sichern.of the inverter.

Die Wirkung der Stromrückkoppelungen in den anderen Phasen des Drehstrommotors ist analog der betrachteten. The effect of the current feedback in the other phases of the three-phase motor is analogous to that considered.

Dank dem Vorhandensein der Glieder 48 zur Phasenverschiebung um -γ im Verzögerungsglied 16 und der Ausführung der Phasenregler 26,27,28 mit den Relaiskennlinien in den Regelkreisen der Phasenströme des Drehstrommotors 1 wird also die Schaltfrequenz unabhängig von den Betriebsarten des Elektro-Drehstrommotors stabil gehalten und durch die Parameter der Glieder 48 zur Phasenverschiebung bestimmtThanks to the presence of the elements 48 for phase shifting by -γ in the delay element 16 and the implementation of the phase regulators 26,27,28 with the relay characteristics in the control loops of the phase currents of the three-phase motor 1, the switching frequency is kept stable and independent of the operating modes of the three-phase electric motor determined by the parameters of the members 48 for the phase shift

Neben der Einführung von Maßnahmen zur Elimination der Betriebsarten des Wechselrichters 14 mit drei offenen oberen und drei offenen unteren Schaltern bestimmt die Frequenzstabilität der Schaltfrequenzen der Phasenströme eine höhere Gleichmäßigkeit der Umschaltung der Schalter des Wechselrichters 14 und eine hohe Genauigkeit der Formierung der Grundschwingungen der Phasenströme in der Statorwicklung des Drehstrommotors 1 unabhängig von dessen Betriebsarten. In addition to the introduction of measures to eliminate the operating modes of the inverter 14 with three open upper and three open lower switches determines the frequency stability of the switching frequencies of the Phase currents a higher uniformity of the switching of the switch of the inverter 14 and a high accuracy of the formation of the fundamental oscillations of the phase currents in the stator winding of the Three-phase motor 1 regardless of its operating modes.

Die Erhöhung der Genauigkeit der Formierung der Grundschwingungen der Phasenströme in der Statorwicklung des Drehstrommotors 1 kann auch durch Maßnahmen erreicht werden, die eine Spannungsstabilisierung für den Sternpunkt des Drehstrommotors 1 vorsehen.Increasing the accuracy of the formation of the fundamental oscillations of the phase currents in the stator winding of the three-phase motor 1 can also be achieved by measures that stabilize the voltage Provide for the star point of the three-phase motor 1.

In der Steuereinrichtung für einen Drehstrommotor wird die genannte Stabilisierung mit Hilfe des eingeführten Meßglieds 29 (Fig.2) für den Sternpunkt des Drehstrommotors und der Anpaß- und Glättungsstufe 35 für die Spannung am Sternpunkt des Drehstrommotors verwirklichtIn the control device for a three-phase motor, said stabilization is implemented with the aid of the Measuring element 29 (Fig.2) for the star point of the three-phase motor and the matching and smoothing stage 35 realized for the voltage at the star point of the three-phase motor

Hierbei vollzieht das Verzögerungsglied 16 eine proportionale Umwandlung der Ausgangssignale der Stromistwertgeber 17,18, während jeder der Phasenregler 26,27,28 mit einer Kennlinie vom Typ einer Hysteresis ausgeführt ist, bei der die Breite der Schleife 5 bis 10% des Maximalwerts des eingestellten Stroms in der Phase des Drehstrommotors 1 beträgtHere, the delay element 16 carries out a proportional conversion of the output signals Current actual value transmitter 17, 18, while each of the phase regulators 26,27,28 with a characteristic of the hysteresis type is carried out in which the width of the loop is 5 to 10% of the maximum value of the set current in the Phase of the three-phase motor 1 is

Den ersten drei Eingängen 30, 31,32 des Meßglieds 29 für den Sternpunkt des Drehstrommotors werden Phasenspannungen vom Ausgang des Wechselrichters 14 zugeführt An den Eingängen 33,34 des Meßglieds 29 wird eine Speisespannung von der Gleichspannungsquelle 15 eingespeist The first three inputs 30, 31,32 of the measuring element 29 for the star point of the three-phase motor are Phase voltages supplied from the output of the inverter 14 to the inputs 33, 34 of the measuring element 29 a supply voltage is fed in from the DC voltage source 15

Die Spannungsmessung am Sternpunkt des Drehstrommotors 1 erfolgt im Meßglied 29 in bezug auf ein Nullpotential der Einrichtung. Bei Vorhandensein eines Signals am Ausgang des Meßglieds 29 wird beispielsweise bei einer gleichzeitigen öffnung aller oberen oder aller unteren Schalter des Wechselrichters 14 am Ausgang des Meßglieds 29 ein Abweichungssignal erzeugt das in der Anpaß- und Glättungsstufe 35 für die Spannung am Sternpunkt in ein Korrektursignal umgesetzt wird, das an den zusätzlichen Rückführungseingängen der Schaltregler 6 von Phasenreglern eintrifft Die hierbei an den Ausgängen der Phasenregler 26,27,28 gebildeten Signale sorgen für eine solche Umschaltung der Schalter des Wechselrichters 14, bei der die gleichzeitige öffnung der an einer Speiseschiene anliegenden Schalter ausgeschlossen wird. Die Abarbeitung der Spannungsabweichung am Sternpunkt des Drehstrommotors trägt zur Erhöhung der Gleichmäßigkeit der Umschaltung der Schalter des Wechselrichters 14 bei, wodurch die Genauigkeit der Formierung der Grundschwingungen der Phasenströme in der Statorwicklung des Drehstrommotors 1 erhöht wird.The voltage measurement at the star point of the three-phase motor 1 takes place in the measuring element 29 with respect to a Zero potential of the facility. If a signal is present at the output of the measuring element 29, for example with a simultaneous opening of all upper or all lower switches of the inverter 14 at the output of the measuring element 29 generates a deviation signal in the matching and smoothing stage 35 for the voltage is converted into a correction signal at the star point, which is sent to the additional feedback inputs the switching regulator 6 of the phase regulators arrives The here formed at the outputs of the phase regulators 26,27,28 Signals ensure such a switchover of the inverter 14, in which the simultaneous opening of the switches adjacent to a supply rail is excluded. The processing of the Voltage deviation at the star point of the three-phase motor increases the uniformity of the Switching the switch of the inverter 14 at, thereby increasing the accuracy of the formation of the fundamental waves the phase currents in the stator winding of the three-phase motor 1 is increased.

Im Meßglied 29 sind die ersten drei Eingänge 30,31, 32 an die ersten Anschlüsse der Widerstände 54 (F i g. 8), 55,56 gelegt. Die zweiten Anschlüsse der Widerstände 54,55,56 sind in einem gemeinsamen Punkt zusammengeschaltet. Die Spannungsmessung am Sternpunkt des Drehstrommotors 1 erfolgt in bezug auf den Mittelabgriff 58 des Spannungsteilers 57, der mit den Außenanis Schlüssen an die Speiseschienen der Gleichspannungsquelle 15 gelegt ist Der Mittelabgriff 58 des Spannungsteilers 57 liegt am Nullpotential des gesamten Wechselrichters.
Die Anpaß- und Glättungsstufe 35 für die Spannung am Sternpunkt des Drehstrommotors, in Gestalt eines mehrstufigen Filters mit den Widerständen 61 (Fig.9), 62 und den Kondensatoren 63,64 löst folgende Aufgaben.
Die erste Aufgabe hängt mit der Abtrennung einer durch die ständig wirkenden Fehler der Einrichtung, beispielsweise durch die Fehler der Einstellung und Messung der Phasenströme bestimmten Gleichstromkomponente in dem vom Ausgang des Meßglieds 29 (F i g. 2) für den Sternpunkt des Drehstrommotors abgegriffenen Abweichungssignal zusammen.In the measuring element 29, the first three inputs 30, 31, 32 are connected to the first connections of the resistors 54 (FIG. 8), 55, 56. The second connections of the resistors 54,55,56 are connected together at a common point. The voltage measurement at the star point of the three-phase motor 1 takes place with reference to the center tap 58 of the voltage divider 57, which is connected to the supply rails of the DC voltage source 15 with the outer anis. The center tap 58 of the voltage divider 57 is at the zero potential of the entire inverter.
The matching and smoothing stage 35 for the voltage at the star point of the three-phase motor, in the form of a multi-stage filter with resistors 61 (FIG. 9), 62 and capacitors 63, 64 solves the following tasks.
The first task is related to the separation of a direct current component determined by the constantly acting errors of the device, for example by the errors in the setting and measurement of the phase currents, in the deviation signal tapped from the output of the measuring element 29 (Fig. 2) for the star point of the three-phase motor .

Der statische Übertragungsfaktor für die genannte Komponente wird durch das Verhältnis der Werte der Widerstände 54 (F i g. 8), 55,56 und des Wertes des Widerstandes 61 (F i g. 9) festgelegt und ausgehend von der erforderlichen Genauigkeit der Kompensation der Gleichkomponente und dem benötigten Minimalwert der Spannung am Widerstand 61 gewählt. So muß das Größenverhältnis bei einer Speisespannung von = 200 V der Gleichspannungsquelle 15, bei einer erforderliehen Genauigkeit der Kompensation der Gleichkomponente vonl % in bezug auf U/2 und bei einer Mindestspannung am Widerstand 61 von 0,5 V wie folgtThe static transfer factor for said component is determined by the ratio of the values of the resistors 54 (Fig. 8), 55.56 and the value of the resistor 61 (Fig. 9) and based on the required accuracy of the compensation DC component and the required minimum value of the voltage across resistor 61 is selected. For example, with a supply voltage of = 200 V of the direct voltage source 15, with a required accuracy of the compensation of the direct component of 1% in relation to U / 2 and with a minimum voltage across the resistor 61 of 0.5 V, the size ratio must be as follows

/?54 = Λ55 = /?56 = 3./?61/? 54 = Λ55 = /? 56 = 3./?61

liegen.lie.

Der Lastwiderstand der Anpaß- und Glättungsstufe 35 (F i g. 2) wird viel höher als Re\ gewählt. Hierbei wird am zusätzlichen Rückführungseingang eines jeden der Phasenregler 26,27,28 ein Signal erzeugt das z. B. einer 5 bis 10%igen Abweichung vom Maximalwert des Phasenstroms entsprichtThe load resistance of the matching and smoothing stage 35 (FIG. 2) is chosen to be much higher than Re \. Here, a signal is generated at the additional feedback input of each of the phase regulators 26,27,28 z. B. corresponds to a 5 to 10% deviation from the maximum value of the phase current

Die zweite Aufgabe wird mit der Notwendigkeit verbunden, diejenige Komponente im Abweichungssignal am Ausgang des Meßglieds 29 zu unterdrücken, die durch die Umschaltung der Schalter des Wechselrichters 14 bei einer maximal möglichen Drehzahl des Drehstrommotors 1 bestimmt wird und die sich mit einer Kreisfrequenz a>=3a>_max ändert worin n)_max— eine ma· ximale Kreisfrequenz der Phasenströme im Drehstrommotor 1 ist
Davon ausgehend, werden beispielsweise gewähltThe second task is associated with the need to suppress that component in the deviation signal at the output of the measuring element 29 which is determined by switching the switch of the inverter 14 at a maximum possible speed of the three-phase motor 1 and which is at a circular frequency a> = 3a > _max changes where n) _max - is a maximum angular frequency of the phase currents in the three-phase motor 1
Based on this, for example, are chosen

< A₆₂, A₆₂ < A₆ <A ₆₂ , A ₆₂ <A ₆

-63-63

Die dritte Aufgabe ist mit der Notwendigkeit verbunden, ein Abweichungssignal am Ausgang des MeßgliedsThe third task is connected with the need to have a deviation signal at the output of the measuring element

1111th

29 bei gleichzeitiger Öffnung der drei oberen an einer Speiseschiene anliegenden Schalter oder der drei unteren an der anderen Speiseschiene anliegenden Schalter des Wechselrichters 14 schnell erscheinen zu lassen.29 with simultaneous opening of the three upper switches adjacent to a supply rail or the three lower switches to make the switches of the inverter 14 that are adjacent to the other feed rail appear quickly.

Die Parameter des aus dem Widerstand 62 (F i g. 9) und dem Kondensator 64 aufgebauten Hochpaßfilters werden in Übereinstimmung mit der Durchlaßfrequenz λ eines Systems gewählt, das auf der Basis der vorliegenden Steuereinrichtung für einen Drehstrommotor aufgebaut ist. Hierbei wird beispielsweiseThe parameters of the high-pass filter composed of the resistor 62 (FIG. 9) and the capacitor 64 are selected in accordance with the pass frequency λ of a system which is constructed on the basis of the present control device for a three-phase motor. Here, for example

«62 > 4k ■ ¹ «62> 4k ■ ¹

10 λ-CiA 10 λ-CiA

gewählt.chosen.

Die Einführung eines Spannungsstabilisierungskreises für den Sternunkt des Drehstrommotors 1 (F i g. 2) in die Steuereinrichtung trägt also zu einer gleichmäßigen Umschaltung der Schalter des Wechselrichters 14 bei Nieder- und Hochfrequenzen bei.The introduction of a voltage stabilization circuit for the star point of the three-phase motor 1 (Fig. 2) in the control device thus contributes to a uniform switching of the switches of the inverter 14 Low and high frequencies at.

In der Steuereinrichtung für einen Drehstrommotor nach Fig.2 werden neben den Maßnahmen zur programmgemäßen Eliminierung der mit Hilfe der Speichereinheit 10 und der Koinzidenzsschaltung 11 realisierten Betriebsarten des Wechselrichters 14 mit drei leitenden, an einer Speiseschiene anliegenden Schaltern durch die Einführung des Spannungsstabilisierungskreises für den Sternpunkt des Drehstrommotors 1 eine höhere Gleichmäßigkeit der Umschaltung der Schalter des Wechselrichters 14 und eine hohe Genauigkeit der Erzeugung der Grundschwingungen der Phasenströme in der Statorwicklung des Drehstrommotors 1 erreicht.In the control device for a three-phase motor according to Figure 2, in addition to the measures for the program Elimination of those implemented with the aid of the memory unit 10 and the coincidence circuit 11 Operating modes of the inverter 14 with three conductive switches resting on a supply rail by introducing the voltage stabilization circuit for the star point of the three-phase motor 1 a higher uniformity of the switching of the switches of the inverter 14 and a high accuracy of the Generation of the fundamental vibrations of the phase currents in the stator winding of the three-phase motor 1 achieved.

Die vorliegende Erfindung gestattet es also, die Genauigkeit der Erzeugung der Grundschwingungen der Phasenströme in der Statorwicklung des Drehstrommotors 1 durch Sicherung der Gleichmäßigkeit und durch Erhaltung einer hohen Schaltfrequenz für die gesteuerten Schalter des Wechselrichters 14 und durch Erhöhung der Genauigkeit der Erzeugung der Stromrückführungssignale zu steigern. Hierbei wird die Regeigenauigkeit für das Wellenmoment des Drehstrommotors erhöht.The present invention thus allows the accuracy of the generation of the fundamental oscillations of the Phase currents in the stator winding of the three-phase motor 1 by ensuring uniformity and by Maintaining a high switching frequency for the controlled switches of the inverter 14 and by increasing it increase the accuracy of the generation of the current feedback signals. Here the rain accuracy for the shaft torque of the three-phase motor increased.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

4545

5050

5555

6060

Claims

1 2 Phasenreglern für Signale, die von den Ausgängen der Patentansprüche: Einheit zur Einstellung von Phasenspannungen und vom Sägezahnspannungsgenerator eintreffen. In dieser be- !. Wechselrichter in Brückenschaltung für einen kannten Einrichtung wird keine hohe Genauigkeit bei Drehstrommotor, bei dem Phasenströme einzeln 5 der Erzeugung von Phasenströmen in der Statorwickdurch Schaltregler auf vorgegebene Sollwerte ein- lung des Wechselstrommotors gewährleistet, weil die geregelt werden, gekennzeichnet durch Größen der Phasenströme vom Widerstand der jeweili gen Phasen abhängig sind.1 2 phase regulators for signals that arrive from the outputs of the claims: Unit for setting phase voltages and from the sawtooth voltage generator. In this loading!. Inverters in a bridge circuit for a known device does not guarantee high accuracy with three-phase motors, in which phase currents individually 5 the generation of phase currents in the stator winding by switching regulators to specified setpoints setting of the AC motor, because they are regulated, characterized by the magnitudes of the phase currents from the resistance of the respective phases are dependent.

1. ein Verzögerungsglied (16) mindestens zweiter Es ist ferner eine Steuereinrichtung für einen Wech-Ordnung im Strom-Istwertkanal, io selstrommotor — ein Wandler zur Speisung einer Dreh-1. a delay element (16) at least second It is also a control device for an alternating order in the current actual value channel, io self-contained motor - a converter for supplying a three-phase

2. eine vergleichsweise geringe oder gar keine stromJast — bekannt, die eine Einheit zur Einstellung Hysterese der Schaltregler (6X von Phasenströmen enthält, deren Ausgänge über eine2. a comparatively low or no stromJast - known to have a unit for setting Hysteresis of the switching regulator (contains 6X of phase currents whose outputs have a

3. eine den Reglern (6) nachgeschaltete Speicher- Einheit von Phasenreglern und eine Steuereinheit mit einheit (10), die die Reglerbefehle für eine vor- den Steuereingängen eines Drehstrom-Wechselrichters gegebene Zeit speichert, 15 in Brückenschaltung elektrisch verbunden sind, der über3. a storage unit of phase regulators and a control unit connected downstream of the regulators (6) unit (10) that carries the controller commands for a front control input of a three-phase inverter given time stores, 15 are electrically connected in bridge circuit, the over

4. eine Einheit (11), die die Weitergabe der Regler- Speiseschienen an eine Gleichspannungsquelle angebefehle an die Speichereinheit (10) bei Koinzi- schlossen und dessen Aasgänge mit den Statorwicklundenz alier Reglerbefehle verhindert. gen des Wechselstrommotors verbunden sind und beider Stromgeber für zwei Phasen, deren Ausgänge mit4. a unit (11) which commands the transfer of the regulator supply rails to a DC voltage source to the storage unit (10) at coincisions and its outputs with the stator winding all controller commands prevented. gen of the AC motor are connected and both Current transmitter for two phases, the outputs of which with

2. Wechselrichter nach Anspruch 1 mit mindestens 20 den Rückführungseingängen der Einheit von Phasen-3 Phasen, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwert- reglern (siehe beispielsweise »Technische Kybernetik«, geber (2) und die Istwertgeber (17,18) jeweils für nur redigiert von V. V. Solodovnikov, Band »Einrichtungen zwei Phasen vorhanden sind, und die Signale für die und Elemente von Systmen der automatischen Steuedritte Phase durch Summation der anderen Phasen- rung und Regelung«, Heft 3, »Stellglieder und Servomesignale gewonnen werden. 2s chanisrr.en«, Verlag »Mashinostroenie«, Moskau, 1976,2. The inverter of claim 1 having at least 20 of the feedback inputs of the phase-3 unit Phases, characterized in that the setpoint regulators (see, for example, »Technical Cybernetics«, encoder (2) and the actual value encoder (17,18) each for only edited by V. V. Solodovnikov, volume »Facilities there are two phases, and the signals for the and elements of systems of the automatic control third parties Phase by adding up the other phasing and control «, Book 3,» Actuators and servo signals be won. 2s chanisrr.en «, publishing house» Mashinostroenie «, Moscow, 1976,

3. Wechselrichter nach Anspruch 1 oder 2, ge- S. 273,285) elektrisch gekoppelt sind,
kennzeichnet durch In der genannten Einrichtung sind die Phasenstrom-3. Inverter according to claim 1 or 2, pp. 273,285) are electrically coupled,
marked by In the named facility, the phase current

regler in Form von Vergleichseinheiten für Spannungenregulator in the form of comparison units for voltages

1. ein Meßglied (29), das die Potentialdifferenz ei- ausgeführt, die von den Ausgängen der Stromgeber und nes künstlichen Sternpunkts des Drehstrommo- 30 der Einheit zur Einstellung von Phasenströmen komtors gegenüber dem mittleren Potential zwi- men. Hier ist ein Folgeprinzip für einen vorgegebenen sehen positiver und negativer Zwischenkreis- Strom realisiert bei dem der Phasenstrom eine dem Gleichspannung feststellt, Sollwert entsprechende Grundschwingung und eine1. a measuring element (29), which carries out the potential difference ei- that from the outputs of the current transmitter and nes artificial star point of the three-phase motor 30 of the unit for setting phase currents komtors compared to the mean potential between. Here is a sequential principle for a given see positive and negative intermediate circuit current realized in which the phase current is a dem DC voltage determines, setpoint corresponding fundamental oscillation and a

2. eine dem Meßglied (29) nachgeschaltete An- Oberschwingung aufweist, die eine Abweichung des paß- und Glättungsstufe (35), deren Ausgangssi- 35 Phasenstroms von der Grundschwingung bestimmt, gnal den Stromreglern (6) als Korrektursignal Hierbei ist der Maximalwert der Oberschwingung ein zugeführt wird. Festwert, der durch die Parameter der Phasenstromreg-2. has a downstream of the measuring element (29) at harmonic which is a deviation of the Passing and smoothing stage (35), the output phase current of which is determined by the fundamental wave, signal to the current regulators (6) as a correction signal. Here the maximum value of the harmonic is on is fed. Fixed value determined by the parameters of the phase current regulation

ler bestimmt wird.ler is determined.

Bei der Arbeit eines phasenstromrückgekoppeltenWhen working a phase current fed back

40 Drehstrom-Wechselrichters in Brückenschaltung können für eine unbestimmte Zeit drei obere Schalter des40 three-phase inverters in a bridge circuit can have three upper switches of the

Die Erfindung betrifft einen Wechselrichter in Brük- Drehstrom-Wechselrichters, die an einer Speiseschiene kenschaltung für einen Drehstrommotor, bei dem Pha- anliegen, oder drei untere Schalter des Drehstromsenströme einzeln durch Schaltregler auf vorgegebene Wechselrichters, die an der anderen Speiseschiene anSollwerte eingeregelt werden. Ein derartiger Wechsel- 45 liegen, gleichzeitig leitend werden. Infolgedessen nimmt richter ist aus den BBC-Nachrichten, Dez. 1964, S. die Zeit für den Stromanstieg und-abfall in den Phasen 699—721, bekannt. zu und die Schaltfrequenz der Schalter des Drehstrom-The invention relates to an inverter in a bridge three-phase current inverter which is connected to a feed rail circuit for a three-phase motor with phases, or three lower switches for three-phase currents individually by switching regulators to specified inverters, which are connected to setpoints on the other feed rail be adjusted. Such an alternation 45 lie, become conductive at the same time. As a result, takes judge is from the BBC News, Dec. 1964, p. the time for the current rise and fall in the phases 699-721, known. and the switching frequency of the switches of the three-phase

Der Wechselrichter kann zur Stromregelung der Pha- Wechselrichters in Brückenschaltung wird erniedrigt,The inverter can be used to control the current of the phase inverter in bridge circuit is lowered,

senströme bei Elektroantrieben von Vorschubeinrich- Hierbei erweist sich die Genauigkeit der Erzeugung dersen currents in electric drives of feed devices This proves the accuracy of the generation of the

tungen bei Metallbearbeitungsmaschinen verwendet 50 Grundschwingungen der Phasenströme als nicht hoch,metalworking machines uses 50 fundamental oscillations of the phase currents as not high,

werden. was auch keine hohe Regelgenauigkeit der Ausgangs-will. which also does not result in high control accuracy of the output

Es ist bereits eine Steuereinrichtung für einen Wech- parameter des Elektromotors, beispielsweise des WeI-There is already a control device for a change parameter of the electric motor, for example the WeI-

selstrommotor (siehe z. B. »Technische Kybernetik«, re- Ienmomentes, bestimmt.self-current motor (see, for example, »Technical Cybernetics«, re- Ienmomentes.

digiert von V. V. Solodovnikov, Band »Einrichtungen Darüber hinaus führt die Ausnutzung von Stomge-digged by V. V. Solodovnikov, volume »Facilities In addition, the use of ostomy

und Elemente von Systemen der automatischen Steue- 55 bern in jeder Phase, die mit eigenen unkontrollierbarenand elements of systems of automatic control- 55 at each phase, which have their own uncontrollable

rung und Regelung«, Heft 3, »Stellglieder und Servome- Fehlern behaftet sind, dazu, daß in den Rückkoppe-tion and control ", No. 3," actuators and servome errors are afflicted, to the fact that in the feedback

chanismen«, Verlag »Mashinostroenie«, Moskau, 1976, lungskreisen Ströme erzeugt werden, die die Bedingun-chanismen «, Verlag» Mashinostroenie «, Moscow, 1976, management circles currents are generated that meet the conditions

S. 272) bekannt, die eine Einheit zur Einstellung von gen eines symmetrischen Drehstromsystems für gemes-P. 272) known that a unit for setting the conditions of a symmetrical three-phase system for measured

Phasenspannungen enthält, deren Ausgänge über eine sene Ströme nicht erfüllen. Dies ist auch eine UrsacheContains phase voltages, the outputs of which do not meet a sene current. This is also a cause

Einheit von Phasenreglern und eine Steuereinheit mit 60 für die nicht hohe Genauigkeit der Erzeugung derUnit of phase regulators and a control unit with 60 for the not high accuracy of the generation of the

Hf*n £tPIM>rpincrän<yAn ptnpc WianhcialiMnHtiirc in Rrii/^l/on- f^min/icnku/infviinfvoti Αλτ· Phaeenctmmo in Aar Qtatsxr-Hf * n £ tPIM> rpincrän <yAn ptnpc WianhcialiMnHtiirc in Rrii / ^ l / on- f ^ min / icnku / infviinfvoti Αλτ · Phaeenctmmo in Aar Qtatsxr-

schaltung verbunden sind, der mit den Statorwicklungen wicklung des Elektromotors.circuit are connected to the stator winding of the electric motor.

des Wechselstrommotors gekoppelt ist. Diese bekannte Aus der Literaturstelle »BBC-Nachrichten«, Dezem-of the AC motor is coupled. This well-known from the reference "BBC-Nachrichten", December

Einrichtung enthält auch einen Sägezahnspannungsge- ber 1964, Seiten 699 — 721, ist ein geregelter Drehstromnerator, dessen Ausgänge an die Einheit von Phasenreg- 65 Umkehrantrieb mit gesteuertem Umrichter nach demDevice also contains a sawtooth voltage generator 1964, pages 699 - 721, is a regulated three-phase generator, its outputs to the unit of phase control 65 reversing drive with controlled converter according to the

lern angeschlossen sind und ferner Phasenstromgeber. Unterschwingungsverfahren bekannt, wobei bei einerlearning are connected and also phase current generator. Undershoot method known, with one

Die Erzeugung von Phasenspannungen erfolgt nach Schaltungsanordnung zur indirekten Flußführung durchThe generation of phase voltages takes place according to the circuit arrangement for indirect flux guidance

den Ergebnissen eines Vergleichs in der Einheit von Statorstromregelung der Maschine der Strom in denthe results of a comparison in the unit of stator current control of the machine the current in the