DE3933520C2 - Verfahren zum Betrieb zweier parallelgeschalteter, gemeinsam eine Maschine speisender Umrichter als Direktumrichter bei niedrigen Maschinenfrequenzen und als I-Umrichter bei höheren Maschinenfrequenzen - Google Patents
Verfahren zum Betrieb zweier parallelgeschalteter, gemeinsam eine Maschine speisender Umrichter als Direktumrichter bei niedrigen Maschinenfrequenzen und als I-Umrichter bei höheren MaschinenfrequenzenInfo
- Publication number
- DE3933520C2 DE3933520C2 DE3933520A DE3933520A DE3933520C2 DE 3933520 C2 DE3933520 C2 DE 3933520C2 DE 3933520 A DE3933520 A DE 3933520A DE 3933520 A DE3933520 A DE 3933520A DE 3933520 C2 DE3933520 C2 DE 3933520C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- converter
- machine
- ignition
- converter operation
- converters
- 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.)
- Expired - Fee Related
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
- H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
- H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
- H02M5/42—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
- H02M5/44—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
- H02M5/443—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M5/45—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
- H02M5/4505—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only having a rectifier with controlled elements
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
- H02P25/022—Synchronous motors
- H02P25/024—Synchronous motors controlled by supply frequency
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P2201/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the converter used
- H02P2201/13—DC-link of current link type, e.g. typically for thyristor bridges, having an inductor in series with rectifier
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1. Ein derartiges Verfahren ist durch den Aufsatz von
M. Depenbrock "Fremdgeführte Zwischenkreisumrichter zur Speisung von
Stromrichtermotoren mit sinusförmigen Anlaufströmen " in ETZ-A Band 87
(1966), Heft 26, Seiten 945 bis 951 bekannt.
Zur Speisung großer Synchronmotoren in drehzahlveränderlichen Antrieben
haben sich sowohl der Direktumrichter als auch der Zwischenkreisumrichter
bewährt.
Der Direktumrichter (im folgenden auch D-Umrichter genannt) prägt bei
Ständerfrequenzen der Maschine von 0 . . . ¹/₃ der Netzfrequenz der Maschine
in guter Näherung sinusförmige Ströme ein, und der Antrieb erzeugt geringe
Rüttelmomente. Er ist aber bei höheren Frequenzen nicht arbeitsfähig.
Der Umrichter mit Stromzwischenkreis - im folgenden auch I-Umrichter
genannt - prägt der Maschine im gesamten Ständerfrequenzbereich (mit
speziellen Anlauffahrverfahren bei kleinen Frequenzen) blockförmige Ströme
ein. Die erzeugten Rüttelmomente stören besonders im unteren Frequenzbereich.
Eine Schaltung der Stromrichtermaschine mit zwei
Stromzwischenkreisen, die sowohl den Betrieb als D-Umrichter
als auch den Betrieb als I-Umrichter erlaubt,
wird in dem obengenannten Aufsatz von M. Depenbrock
"Fremdgeführte Zwischenkreisumrichter mit sinusförmigen
Anlaufströmen" in Bild 4 angegeben. Mit dieser Schaltung
ist es möglich, die Vorteile beider Umrichter miteinander
zu vereinigen. Für diese Schaltung sind zwei D-Umrichter-Betriebsarten
angegeben, bei denen die mittlere
Stromführungszeit der maschinenseitigen Stromrichterventile
höchstens gleich einem Drittel der Periodendauer ist.
Bei der ersten Betriebsart sind Gleichstromimpulse als
Zwischenkreisströme vorgesehen (vgl. a. a. O., Seite 947
unten, Fall C). Dies ist ungünstig, da die dort in Bild 8a
gezeigte Stromkurvenform aus zu Dreiecken
zusammengesetzten, nach einem Sinus verlaufenden
Abschnitten aufgrund der glättenden Wirkung der
Zwischenkreisdrossel nur schwer fehlerfrei zu erzeugen ist.
Bei der zweiten Betriebsart (Fall D) werden aus
Sinushalbschwingungen gebildete Zwischenkreisströme
angegeben (vgl. a. a. O., Seite 948 unten). Hierfür werden
Durchlaßwinkel der Ventile von 240° angegeben. Es sind aber
vier voneinander unabhängige Zwischenkreise notwendig,
d. h. die dort in Bild 7 gezeigte Schaltung muß netzseitig auf
vier unabhängige Gleichstromquellen erweitert werden. Das
bedeutet eine erhebliche Erweiterung der Schaltung und
einen erhöhten Aufwand.
Bekannt ist es auch durch die DE 27 38 381 A1,
Zwischenkreisströme zweier parallelgeschalteter Umrichter
als pulsierende Ströme in dreieckförmiger Kurvenform mit
teilweiser Sinusform fließen zu lassen, wobei eine Kopplung
der beiden Zwischenkreisdrosseln vorgesehen ist. Diese
Kopplung soll nur eine Wirkung auf die Summe der beiden
gleichgerichteten Ströme haben.
Die oben angeführten Nachteile der eingangs genannten
Schaltung werden durch eine in der DE 36 27 713 A1
angegebene Schaltungsanordnung vermieden. Diese bezieht
sich auf einen dreiphasigen gleichstromerregten
Synchronmotor im 6pulsigen Betrieb speisenden Umrichter,
der zur Erzielung sinusförmiger Ströme beim Anfahren des
Synchronmotors zwei getrennte Gleichstromzwischenkreise mit
stromeinprägenden Drosselspulen zwischen jeweils einem über
eine separate Sekundärwicklung eines Netztransformators
gespeisten, in Drehstrombrückenschaltung ausgebildeten
Netzstromrichter und einem an die dreiphasige Wicklung des
Synchronmotors angeschlossenen Maschinenstromrichter
aufweist. Die beiden jeweils einen Netzstromrichter
bildenden Drehstrombrücken sind gleichspannungsseitig über
einen während des Anfahrens geöffneten Schalter verbunden.
Jeder Maschinenstromrichter ist als eine Halbbrücke einer
mit der in Wicklung des Synchronmotors verbundenen
Drehstrombrücke ausgebildet, bei der beim Anfahren jeweils
nur zwei der drei Thyristoren einer Halbbrücke in den
leitenden Zustand gesteuert werden und jede der
entsprechenden beiden Phasen jeweils über einen beim
Anfahren ansteuerbaren Halbleiterschalter an einen der Pole
des die Drehstrombrücken der Netzstromrichter verbindenden
Schalters angeschlossen ist. In den beiden Zwischenkreisen
fließen bei Direktumrichterbetrieb um 120° versetzte
Halbwellenströme. Eine synchrone Ansteuerung der beiden
Maschinenstromrichter im I-Umrichterbetrieb ist hier jedoch
nicht vorgesehen, da die beiden Umrichter nicht vollständig
ausgeführt und nicht parallelgeschaltet sind, sondern in
Teilen eine Serienschaltung bilden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der
gattungsgemäßen Art anzugeben, das ohne großen
Schaltungsaufwand für den Direktumrichterbetrieb und für
eine die Kommutierungsvorgänge im Stromrichter
berücksichtigende Umschaltung zwischen dem Direktumrichter-
und dem I-Umrichterbetrieb einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten
Merkmale gelöst.
Damit ist sowohl ein Direktumrichterbetrieb bei geringem Aufwand an Schaltelementen
möglich als auch die Umschaltung zwischen Direktumrichter- und
I-Umrichterbetrieb in beiden Richtungen zu Zeiten, in denen die beiden Zwischenkreisströme
während einer Halbperiode jeweils gerade gleich groß sind,
problemlos gewährleistet.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens nach der Erfindung sind in den
übrigen Ansprüchen gekennzeichnet.
Das Verfahren nach der Erfindung soll an in der Zeichnung erkennbaren
Beispielen im folgenden erläutert werden. Es zeigt
Fig. 1 eine Schaltungsanordnung mit zwei I-Umrichtern, die eine Drehstrommaschine
speisen,
Fig. 2a ein Schema für den I-Umrichterbetrieb der in Fig. 1 gezeigten
Schaltung,
Fig. 2b ein Zündschema des einen in Fig. 1 gezeigten Umrichters für
den Direktumrichterbetrieb,
Fig. 2c ein Zündschema des anderen, in Fig. 1 gezeigten Umrichters
für den Direktumrichterbetrieb,
Fig. 3 die V-Schaltung eines Direktumrichters,
Fig. 4 die zeitlichen Verläufe von Strom und Spannung beim V-geschalteten
Direktumrichter,
Fig. 5, 6 die Funktion der beiden Umrichter als V-geschalteter Direktumrichter,
Fig. 7 die Funktionen der beiden Umrichter im I-Umrichterbetrieb,
Fig. 8 den Verlauf der Ströme in beiden Umrichtern bei der Umschaltung
vom Direktumrichterbetrieb in den I-Umrichterbetrieb,
Fig. 9 den Verlauf der Ströme in beiden Umrichtern bei der Umschaltung
vom I-Umrichterbetrieb in den Direktumrichterbetrieb und
Fig. 10 ein Prinzipschaltbild für die Regelung zur Steuerung der beiden
Umrichter, die die Wicklungen einer Synchronmaschine speisen.
Fig. 1 zeigt zwei I-Umrichter 1, 2, die aus einem (nicht näher dargestellten)
dreiphasigen Netz über einen Transformator W die dreiphasige Ständerwicklung
RST einer Drehstrommaschine speisen.
Der Transformator W weist eine mit dem dreiphasigen Netz verbundene dreiphasige
Primärwicklung W0 und zwei dreiphasige Sekundärwicklungen W1, W2
auf. Die im Dreieck geschaltete Sekundärwicklung W1 ist mit dem Umrichter 1
und die im Stern geschaltete Sekundärwicklung W2 ist mit dem Umrichter 2
verbunden.
Der I-Umrichter 1 ist aus einem netzseitigen Stromrichter N1, einer Zwischenkreisdrossel
L1 und einem maschinenseitigen Stromrichter M1 gebildet, während
der I-Umrichter 2 aus einem netzseitigen Stromrichter N2, einer Zwischenkreisdrossel
L2 und einem maschinenseitigen Stromrichter M2 besteht. Die als
Thyristoren ausgebildeten Stromrichterventile der maschinenseitigen Stromrichter
M1 und M2 sind jeweils in der Reihenfolge ihrer Zündung von 1 bis 6
bezeichnet.
Die Wirkungsweise der beiden I-Umrichter 1, 2 wird von A. Kloss in dem
Buch "Leistungselektronik ohne Ballast", Franzis-Verlag, München 1980,
Seiten 165 bis 171 beschrieben und hier somit als bekannt vorausgesetzt.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltung werden beim I-Umrichterbetrieb
die beiden maschinenseitigen Stromrichter M1, M2 mit denselben Zündimpulsen
versorgt und verhalten sich wie ein Stromrichter größerer Leistung.
Beide Zwischenkreisströme werden allerdings getrennt über die netzseitigen
Stromrichter N1, N2 mit zwei getrennten (in Fig. 1 nicht gezeigten) Stromreglern
eingestellt.
Das bekannte Zündschema für die jeweiligen Thyristoren 1 bis 6 für den
I-Umrichterbetrieb des maschinenseitigen Stromrichters M1 sowie der Stromverlauf
der Phasenströme iR, iS durch die Maschinenwicklungen R und S ist
in Fig. 2a wiedergegeben. Der Strom iT durch die Maschinenwicklung T ergibt
sich aus der Summe -(iR + iS).
Der erfindungsgemäße Direktumrichterbetrieb der beiden Umrichter 1, 2
soll hier näher erläutert werden. Von B. R. Pelly "Thyristor Phase-controled
Converters and Cycloconverters", Wiley-Interscience, New York, 1971, insbesondere
Seiten 216 bis 220 ist die "Open Delta Connection", die im
deutschen Sprachgebrauch als V-Schaltung bezeichnet wird, bekannt. In der
in Fig. 3 wiedergegebenen Schaltung sind die speisenden Stromrichter nur
symbolisch dargestellt. Die antiparallelen Ventile sollen darauf hinweisen,
daß ein Stromfluß in beiden Richtungen möglich ist. Der erste Umrichter 1
legt die Spannung UTR zwischen den Wicklungen T und R an die Last und
führt den Strom iR; der zweite Umrichter 2 legt die Spannung UTS zwischen
den Wicklungen T und S an die Last und führt den Strom iS (Fig. 4). Der
Strom iT ergibt sich wieder aus der Summe -(iR + iS).
Mit der in Fig. 1 abgebildeten Schaltung läßt sich ein V-geschalteter Direktumrichter
realisieren, wenn im ersten maschinenseitigen Stromrichter M1
die in Fig. 2b und im anderen maschinenseitigen Stromrichter M2 die in
Fig. 2c angegebenen Ventile gezündet werden. Da die Netzstromrichter N1, N2
nur in einer Richtung Strom führen können, muß der maschinenseitige Stromrichter
M1 bzw. M2 zusätzlich zur V-Verbindung für die Umkehrung der Stromrichtung
sorgen. Die Ströme in den Zwischenkreisdrosseln L1, L2 sind also
nur positive Sinushalbschwingungen.
In Fig. 5 und Fig. 6 ist die Funktion als V-geschalteter Direktumrichter getrennt
für den Umrichter 1 und den Umrichter 2 anhand des Zündschemas,
der stromführenden Pfade im Schaltbild und der Stromkurvenformen wiedergegeben.
In diesen Figuren erkennt man eine stromlose Pause zwischen positiver
und negativer Stromhalbwelle. Der Umschaltvorgang läuft wie folgt ab:
- - Stromsollwert erreicht den Wert Null und wechselt das Vorzeichen.
- - Stromregelung und Impulsbildung bleiben aktiv, bis der Strom erlischt. Er muß erlöschen, da eine Stromumkehr bei Thyristorventilen nicht möglich ist.
- - Abwarten einer Schonzeit, damit die Thyristorventile ihre Sperrfähigkeit erreichen.
- - Freigabe der Zündimpulse und des Stromreglers für die andere Stromrichtung.
Würden die Ventile für die neue Stromrichtung schon gezündet, während
der (gegenüber dem Sollwert immer etwas verzögerte) Strom in der alten
Richtung noch fließt, gäbe es einen Kurzschluß, und der Strom würde an der
Maschine vorbeifließen. Gegenüber üblichen Direktumrichtern mit Umkehrstromrichtern
ist hier der Kurzschlußstrom aber auf den vorgegebenen Stromsollwert
begrenzt.
In Fig. 7 ist in entsprechender Art und Weise die Funktion des I-Umrichters
dargestellt. Da die Zwischenkreisströme konstant sind, wurden sie hier nicht
dargestellt.
Bei den Darstellungen wurde diejenige der drei V-Schaltungsvarianten gewählt,
bei der die Klemme T der Last an beide Stromrichter geschaltet wird. Für
diese V-Schaltung existieren erfindungsgemäß zwei Zeitpunkte, für die eine
Umschaltung zwischen dem Direktumrichterbetrieb und dem I-Umrichterbetrieb
möglich ist. Diese beiden Zeitpunkte sind gegeben, wenn sich im
I-Umrichterbetrieb die Ventile 1 und 3 (Zeitpunkt t₀) bzw. die Ventile 4 und 6
in ihrem Stromfluß abwechseln bzw. abwechseln würden. Entsprechend dem
Verfahren nach der Erfindung ist dann das alte Zündmuster des I-Umrichterbetriebes
mit den Thyristoren 1, 2 (bzw. 5, 4) mit dem Zündmuster des
Direktumrichterbetriebs des ersten (b) maschinenseitigen Stromrichters M1
und das neue Zündmuster für den I-Umrichterbetrieb mit den Thyristoren
3, 2 (bzw. 5, 6) mit dem des zweiten (c) maschinenseitigen Stromrichters
M2 identisch.
Der Übergang an dieser Stelle ist erlaubt, da sowohl das Weiterschalten
im Zündmuster für den I-Umrichterbetrieb als auch das Beibehalten des
Zündmusters für jeden Umrichter unabhängig voneinander erlaubt sind. Eine
mögliche Beeinflussung der Kommutierung des einen Umrichters durch den
anderen ist nicht vorhanden, da nur eine Kommutierung stattfindet.
Der erste der beiden genannten Zeitpunkte für Übergänge vom Direktumrichterbetrieb
in den I-Umrichterbetrieb ist in den Fig. 2, Fig. 5 . . . Fig. 8 mit t₀ gekennzeichnet.
In Fig. 8 sind Zündmuster, Strompfade in der Schaltung, Lastströme
iR und iS sowie die Zwischenkreisströme id1 und id2 dargestellt.
Die Umschaltung geschieht, wenn die sinusförmigen Zwischenkreis- bzw.
Maschinenströme den Augenblickswert
i = sin 30° · · ieff (= 0,71 · ieff)
besitzen. Für den I-Umrichterbetrieb sollen die beiden einzelnen Zwischenkreisströme
sich zum
Wert
id = (π/) · ieff
addieren, also jeder den
Wert
id = ((π/2) · ) ieff (= 0,64)
besitzen.
Der Strom muß also auf den
sin 30° · 4 · /π (= 0,9)-fachen Wert
des
Augenblickwerts, d. h. um 10% abgesenkt werden, um keinen Sprung im Drehmoment
zu erhalten.
Der umgekehrte Übergang vom I-Umrichterbetrieb in den Direktumrichterbetrieb
erfolgt zu den gleichen Zeitaugenblicken und mit ähnlichen Voraussetzungen.
Da sich das Zündmuster für den Direktumrichterbetrieb zu diesem
Zeitpunkt nicht ändert, ist die Umschaltbedingung die gleiche wie für die
umgekehrte Richtung. In Fig. 9 sind die Maschinenströme und Zwischenkreisströme
gegenüber Fig. 8 für den Übergang vom I-Umrichterbetrieb in
Direktumrichterbetrieb umgedreht.
Ein Ausführungsbeispiel für die Steuerung der beiden Umrichter 1 und 2 zur
Speisung der mit RST bezeichneten Ständerwicklungen einer
Synchronmaschine zeigt Fig. 10. Ein Sollwertgeber 100 erhält aus dem
technologischen Teil einer Anlage einen Sollwert M, der proportional zum
gewünschten Drehmoment ist. Im einfachsten Fall ist dieser proportional
zur gewünschten Größe des Effektivwerts des Maschinenstroms I. Als Rückführung
von der Maschine erhält dieser Sollwertgeber 100 zusätzlich die Information
über die Lage des Läufers (Läuferwinkel λ) der Maschine
(Lagegeber 14).
Hieraus wird im Sollwertgeber 100 ein Stromsollwertsystem für die Maschine
errechnet. Im einfachsten Fall ist
IR = · I · sin (λ + γ)
IS = · I · sin (λ + γ - 120°)
IT = · I · sin (λ + γ + 120°)
IS = · I · sin (λ + γ - 120°)
IT = · I · sin (λ + γ + 120°)
Der Winkel γ ist so groß einzustellen, daß der Strom - zur Erzielung einer
ausreichenden Schonzeit der Ventile bei I-Umrichterbetrieb - der Spannung
weit genug vorauseilt.
Mit einem Signal D/I an den Sollwertgeber 100 wird bei Überschreiten der
Umschaltdrehzahl von z. B. 5 Hz vom Technologieteil der Befehl zum Direktumrichter-
oder I-Umrichterbetrieb als Sollbetriebsart vorgegeben. Beim Direktumrichterbetrieb
werden entsprechend der gewählten V-Schaltung zwei
der drei Ströme gleichgerichtet und als Sollwerte I1, I2 der Zwischenkreisströme
an zwei Regler 3, 4 ausgegeben.
Im vorliegenden Beispiel gilt
I1 = | IR | und I2 = | IS |
Der jeweilige Zwischenkreisstrom wird über Wandler 12, 13 erfaßt und als
Regelgröße auf die beiden Stromregler 3, 4 rückgeführt. Über die
Stromregler 3, 4 werden Zündimpulsgeber 6, 7 für die beiden netzseitigen
Stromrichter N1, N2 angesteuert.
Ferner gibt der Sollwertgeber 100 eine Führungsgröße IE für den Erregerstrom
der Synchronmaschine vor, die einem Erregerstromregler 2 zugeführt
wird. In Abhängigkeit von der Regelabweichung der über einen Stromwandler 11
erfaßten Regelgröße des Erregerstroms von der Führungsgröße IE steuert der
Regler 2 einen Zündimpulsgeber 5 für einen Erregerstromrichter 10, der den
Erregerstrom für die Erregerwicklung 15 der Synchronmaschine bereitstellt.
Als Erregerstromsollwert IE wird sowohl bei Direktumrichter- als auch bei
I-Umrichterbetrieb im einfachsten Fall ein konstanter Wert erzeugt. Er ist
so groß einzustellen, daß die Spannung der Maschine bei Nenndrehzahl
ihren Nennwert erreicht. Wird der oben erwähnte Winkel γ vergrößert,
muß auch der Erregerstromsollwert IE vergrößert werden.
Abhängig vom Vorzeichen der Ströme IR und IS werden die in Fig. 2 angegebenen
Zündmuster für den Direktumrichterbetrieb als Z1 und Z2 vom
Sollwertgeber 100 ausgegeben und über Verstärker 8, 9 den maschinenseitigen
Stromrichtern M1, M2 zugeführt.
Im einzelnen werden die Thyristoren
1, 6 gezündet, wenn der Wert IR positiv ist,
3, 4 gezündet, wenn der Wert IR negativ ist,
1*, 2* gezündet, wenn der Wert IS positiv ist, und
5*, 4* gezündet, wenn der Wert IS negativ ist.
3, 4 gezündet, wenn der Wert IR negativ ist,
1*, 2* gezündet, wenn der Wert IS positiv ist, und
5*, 4* gezündet, wenn der Wert IS negativ ist.
(Bezeichnung der Thyristoren des maschinenseitigen Stromrichters M1 ohne
Stern, der Thyristoren des maschinenseitigen Stromrichters M2 mit Stern).
Beim I-Umrichterbetrieb wird der Maschinenstrom mit einem Faktor - der den
Unterschied zwischen Zwischenkreisstrom und Effektivwert des Maschinenstrangstromes
sowie die Parallelschaltung der beiden I-Umrichter 1, 2
berücksichtigt - bewertet und als Zwischenkreisstromsollwert ausgegeben:
Als Zündmuster dient in diesem Fall das in Fig. 2a angegebene. Im einzelnen
also (mit den Stromsollwerten IR, IS, IT für die drei Maschinenstränge):
Thyristoren 1, 1* gezündet, wenn IR < IS, IT
Thyristoren 3, 3* gezündet, wenn IS < IT, IR
Thyristoren 5, 5* gezündet, wenn IT < IR, IS
Thyristoren 4, 4* gezündet, wenn IR < IS, IT
Thyristoren 6, 6* gezündet, wenn IS < IT, IR
Thyristoren 2, 2* gezündet, wenn IT < IR, IS
Thyristoren 3, 3* gezündet, wenn IS < IT, IR
Thyristoren 5, 5* gezündet, wenn IT < IR, IS
Thyristoren 4, 4* gezündet, wenn IR < IS, IT
Thyristoren 6, 6* gezündet, wenn IS < IT, IR
Thyristoren 2, 2* gezündet, wenn IT < IR, IS
Die hier beschriebene Steuerung ist in der angegebenen Reihenfolge mit
einem Signalprozessor auf einfache Weise realisierbar. Aus diesem Grund
sind auch keine Blockdiagramme angegeben, wie es für eine Hardware-Realisierung
notwendig ist.
Ist ein Betriebsartenwechsel verlangt, dann stimmt die Ist-Betriebsart nicht
mit der Soll-Betriebsart überein (EXKLUSIV-ODER-Verknüpfung).
Ist dies der Fall, wird die angegebene Umschaltbedingung fortlaufend geprüft.
Ist die Umschaltbedingung erfüllt, werden das geänderte Zündmuster sowie
die geänderten Sollwerte ausgegeben. Dazu wird als Programmistwert die
Ist-Betriebsart "Direktumrichterbetrieb" vorgegeben. Es wird fortlaufend geprüft:
Ist die Ist-Betriebsart gleich der Sollbetriebsart. Bei Ungleichheit wird
die Umschaltbedingung geprüft und sofern diese gegeben ist, die Umschaltung
vorgenommen. Anschließend wird im Signalprozessor wieder die Istbetriebsart
der Sollbetriebsart gleichgesetzt. Ausgegeben werden aus dem Prozessor
die Sollwerte immer gemäß der Istbetriebsart.
Der Umschaltvorgang beim Direktumrichterbetrieb von der positiven zur negativen
Halbwelle läuft üblicherweise nach dem oben beschriebenen Schema ab.
Bei der beschriebenen einfachen Steuerung wird zweckmäßigerweise eine feste
stromlose Pause realisiert. Während dieser Zeit werden in den
maschinenseitigen Stromrichtern M1, M2 keine Impulse ausgegeben und die
Zwischenkreisstromsollwerte auf Null gesetzt.
Claims (3)
1. Verfahren zum Betrieb zweier parallelgeschalteter, gemeinsam eine dreiphasige
Maschine speisender Umrichter mit Stromzwischenkreis (I-Umrichter),
die jeweils aus einem netzseitigen Stromrichter, einer Zwischenkreisdrossel
und einem maschinenseitigen Stromrichter bestehen,
- - zum Betrieb sowohl als I-Umrichter mit blockförmigen Maschinenströmen, bei dem beide Umrichter mit dem gleichen Zündschema parallel arbeiten und bei dem in jedem maschinenseitigen Stromrichter die Ventile sich mehrmals pro Periode des Maschinenstromes in ihrem Stromfluß abwechseln und jeweils zwei der Ventile gleichzeitig leitend sind, als auch
- - zum Betrieb als Direktumrichter mit sinusförmigen Maschinenströmen,
bei dem die beiden Umrichter im Zündschema unabhängig voneinander
arbeiten,
dadurch gekennzeichnet, - - daß von den beiden Umrichtern stets jeweils einer der Maschinenstrangströme geführt wird und der dritte Maschinenstrangstrom als Summe aus den beiden durch die maschinenseitigen Stromrichter fließenden Strömen gebildet wird,
- - daß in den maschinenseitigen Stromrichtern jeweils während einer Halbperiode des zugehörigen Maschinenstrangstromes zwei Ventile für 180° so gezündet werden, daß sich bei gleichbleibender Stromrichtung im netzseitigen Stromrichter und in der Zwischenkreisdrossel Maschinenstrangströme mit wechselndem Vorzeichen ergeben und
- - daß dann für die Umschaltung vom Zündschema der maschinenseitigen Stromrichter für den Direktumrichterbetrieb in das für den I-Umrichterbetrieb einer der Zeitpunkte gewählt wird, in denen das I-Umrichter-Zündschema weitergeschaltet würde und in denen einer der beiden Umrichter das alte Zündschema aufweist und der zweite Umrichter bereits das neue Zündschema (für den I-Umrichterbetrieb) aufweist und für die Umschaltung vom Zündschema der maschinenseitigen Stromrichter vom I-Umrichterbetrieb in den Direktumrichterbetrieb einer der Zeitpunkte gewählt wird, in denen das Zündmuster weitergeschaltet würde und in denen einer der beiden Stromrichter für den Direktumrichterbetrieb das alte Zündschema beibehält und für den zweiten Umrichter das Zündmuster im Sinne des I-Umrichterbetriebs weitergeschaltet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Zündmuster für den Direktumrichterbetrieb und für den I-Umrichterbetrieb gleichzeitig von einem Rechner errechnet werden, wobei nur das gerade geforderte Zündmuster ausgegeben wird,
- - daß bei einem gewünschten Übergang vom Direktumrichterbetrieb in den I-Umrichterbetrieb die Bedingung wiederholt abgefragt wird, ob für den maschinenseitigen Stromrichter des einen Umrichters das Zündmuster für den I-Umrichterbetrieb von der letzten Abfrage oder das Zündmuster für den I-Umrichterbetrieb von dieser Abfrage mit dem Zündmuster für den Direktumrichterbetrieb von der letzten Abfrage identisch ist und ob für den maschinenseitigen Stromrichter des anderen Umrichters das Zündmuster für den I-Umrichterbetrieb von der letzten Abfrage oder das Zündmuster für den I-Umrichterbetrieb von dieser Abfrage mit dem Zündmuster für den Direktumrichterbetrieb von der letzten Abfrage identisch ist, und bei erfüllter Bedingung von der Ausgabe des Zündmusters für den Direktumrichterbetrieb auf die Ausgabe des Zündmusters für den I-Umrichterbetrieb umgeschaltet wird, und
- - daß bei einem gewünschten Übergang vom I-Umrichterbetrieb in den Direktumrichterbetrieb die Bedingung wiederholt abgefragt wird, ob für den maschinenseitigen Stromrichter des einen Umrichters das Zündmuster für den I-Umrichterbetrieb von der letzten Abfrage mit dem Zündmuster für den Direktumrichterbetrieb von dieser Abfrage oder das Zündmuster für den I-Umrichterbetrieb von dieser Abfrage mit dem Zündmuster für den Direktumrichterbetrieb von dieser Abfrage identisch ist und ob für den maschinenseitigen Stromrichter des anderen Umrichters das Zündmuster für den I-Umrichterbetrieb von der letzten Abfrage oder das Zündmuster für den I-Umrichterbetrieb von dieser Abfrage mit dem Zündmuster für den Direktumrichterbetrieb von dieser Abfrage identisch ist und bei erfüllter Bedingung von der Ausgabe des Zündmusters für den I-Umrichterbetrieb auf die Ausgabe des Zündmusters für den Direktumrichterbetrieb umgeschaltet wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Augenblickswert der Ströme in den Zwischenkreisen der beiden
Umrichter bei der Umschaltung vom Direktumrichterbetrieb zum I-Umrichterbetrieb
um 10% abgesenkt und bei Umschaltung vom I-Umrichterbetrieb
in den Direktumrichterbetrieb um 10% angehoben wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3933520A DE3933520C2 (de) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | Verfahren zum Betrieb zweier parallelgeschalteter, gemeinsam eine Maschine speisender Umrichter als Direktumrichter bei niedrigen Maschinenfrequenzen und als I-Umrichter bei höheren Maschinenfrequenzen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3933520A DE3933520C2 (de) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | Verfahren zum Betrieb zweier parallelgeschalteter, gemeinsam eine Maschine speisender Umrichter als Direktumrichter bei niedrigen Maschinenfrequenzen und als I-Umrichter bei höheren Maschinenfrequenzen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3933520A1 DE3933520A1 (de) | 1991-04-11 |
DE3933520C2 true DE3933520C2 (de) | 1994-08-18 |
Family
ID=6391014
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3933520A Expired - Fee Related DE3933520C2 (de) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | Verfahren zum Betrieb zweier parallelgeschalteter, gemeinsam eine Maschine speisender Umrichter als Direktumrichter bei niedrigen Maschinenfrequenzen und als I-Umrichter bei höheren Maschinenfrequenzen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3933520C2 (de) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3627713A1 (de) * | 1986-08-15 | 1988-02-18 | Licentia Gmbh | Schaltungsanordnung eines einen synchronmotor bei kleinen drehzahlen ueber zwei gleichstromzwischenkreise speisenden umrichters |
-
1989
- 1989-10-05 DE DE3933520A patent/DE3933520C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3933520A1 (de) | 1991-04-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0334112A1 (de) | Pulsumrichtergespeiste Drehfeldmaschine | |
DE3875962T2 (de) | Regelung eines wechselstrommotors, insbesondere bei niedrigen geschwindigkeiten. | |
DE2605185C3 (de) | Einphasen-Stromrichter | |
EP3531547B1 (de) | Betriebsschaltung zur kopplung einer synchronmaschine mit einem spannungsnetz und verfahren zu deren betrieb | |
EP0045951A2 (de) | Verfahren zum Betrieb eines Umrichters mit Gleichstromzwischenkreis zur Speisung einer Drehfeldmaschine | |
EP0373381A1 (de) | Verfahren zur Steuerung eines dreiphasigen Wechselrichters | |
DE3933520C2 (de) | Verfahren zum Betrieb zweier parallelgeschalteter, gemeinsam eine Maschine speisender Umrichter als Direktumrichter bei niedrigen Maschinenfrequenzen und als I-Umrichter bei höheren Maschinenfrequenzen | |
DE2534090A1 (de) | Spannungs- und frequenzregelschaltung | |
DE3816449A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum bremsen eines kaefiglaeufermotors | |
DE3933522C2 (de) | Verfahren zum Betrieb zweier parallelgeschalteter, gemeinsam eine Maschine speisender Umrichter mit einem Direktumrichterbetrieb bei niedrigen Maschinenfrequenzen und mit einem I-Umrichterbetrieb bei höheren Maschinenfrequenzen | |
DE3714423C2 (de) | ||
DE2920275A1 (de) | Elektrischer umformer fuer wechselstromgespeiste elektrofahrzeug | |
DE3933524C2 (de) | Verfahren zum Betrieb eines umrichtergespeisten Drehstrommotors, der zwei galvanisch getrennte, elektrisch um 30 DEG versetzte dreiphasige Ständerwicklungen aufweist | |
DE2151019B2 (de) | Verfahren zur regelung des einem wechselstromnetz entnommenen oder zugefuehrten stromes und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens | |
DE3933525C2 (de) | Verfahren zur Ansteuerung eines stromrichtergespeisten Drehstrommotors, der zwei galvanisch getrennte, elektrisch um 30 DEG versetzte dreiphasige Ständerwicklungen aufweist | |
EP0111088B1 (de) | Stromrichter | |
DE2943324A1 (de) | Mehrphasige steuerbare wechselstromstellerschaltung | |
DE3907940A1 (de) | Verfahren zur symmetrierung der spannungsaufteilung an stromrichtern mit mehrpunktschaltung | |
DE3934400C2 (de) | Verfahren zum Betrieb zweier gemeinsam eine dreiphasige Maschine speisender Gleichstromzwischenkreis-Umrichter | |
DE2455765B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur stufenlosen steuerung oder regelung der drehzahl und/oder des drehmoments einer drehstrom-asynchronmaschine, die von einem zwischenkreisumrichter gespeist ist | |
DE2950907A1 (de) | Antriebsanordnung mit einem frequenzumrichtergespeisten zweiphasigen synchronmotor | |
DE2901836C2 (de) | Anordnung zur Speisung von zwei mit je einer Anzapfung versehenen Arbeitswicklungen einer Synchronmaschine | |
CH627316A5 (de) | ||
DE4331214C2 (de) | Verfahren zum Betrieb eines durch zwei Stromzwischenkreisumrichter gespeisten Drehstrommotors, der zwei galvanisch getrennte, elektrisch um 30 DEG versetzte dreiphasige Ständerwicklungen aufweist | |
DE2021217C3 (de) | Umrichter zur Speisung eines Netzes mit Leistung variabler Spannung und Frequenz aus einem Netz konstanter Frequenz |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DAIMLER-BENZ AKTIENGESELLSCHAFT, 70567 STUTTGART, |
|
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70567 STUTTGART, DE |
|
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: ALSTOM POWER CONVERSION GMBH, 12277 BERLIN, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |