DE69110966T2 - Verfahren zur Regelung der Gleichspannung eines Gleichrichters. - Google Patents
Verfahren zur Regelung der Gleichspannung eines Gleichrichters.Info
- Publication number
- DE69110966T2 DE69110966T2 DE69110966T DE69110966T DE69110966T2 DE 69110966 T2 DE69110966 T2 DE 69110966T2 DE 69110966 T DE69110966 T DE 69110966T DE 69110966 T DE69110966 T DE 69110966T DE 69110966 T2 DE69110966 T2 DE 69110966T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- voltage
- vector
- localized
- phase
- rectifier
- 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
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 title claims abstract description 5
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 71
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 101100350613 Arabidopsis thaliana PLL1 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100082028 Arabidopsis thaliana PLL2 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M7/219—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regulieren der Gleichspannung einer pulsbreitenmodulierten Gleichspannungsbrücke, die durch selbstkommutierende Halbleiterkomponenten gesteuert ist.
- Pulsbreitenmodulierte Netzgleichrichterbrücken werden verwendet, um eine Last mit konstanter Spannung zu speisen, welche mit den Gleichspannungsausgängen des Gleichrichters verbunden wird. Eine derartige Last kann z.B. ein Inverter sein, der mit einem Zwischenschaltkreis konstanter Spannung versehen ist, wie er zur Speisung eines Aufzugmotors verwendet wird. Zu den charakteristischen Eigenschaften eines derartigen Gleichrichters zählen ein Stromfluß in beide Richtungen und aufgrund der Pulsbreitenmodulation (PWM) geringe Verzerrungen der Ströme in dem Versorgungsnetzwerk.
- Bislang bekannte Verfahren basieren auf der Verwendung von Phasenspannungskurven, die über Wandlerschaltungen gemessen werden, um entweder die Stromreferenzwerte für einen Gleichrichter zu erzeugen, der auf dem Prinzip der Zweipunkt-Regelung arbeitet oder die Spannungsreferenzwerte für einen PWM-Gleichrichter. In beiden Fällen werden Störungen in den Phasenspannungen direkt auf die Modulationsreferenzwerte übertragen und daher auf den Stromfluß, der dem Netz entnommen wird. Dies führt zu einer Verschlechterung der Eigenschaften des Gleichrichters speziell bei industriellen Netzwerken, bei welchen - wie es allgemein bekannt ist - die Spannungen verzerrt sind. Darüber hinaus hat die Zweipunktsteuerung den Effekt, daß die Gleichrichterspannungen und -ströme harmonische Oberwellen enthalten, welche sich über einen großen Frequenzbereich erstrecken und daher schwierig auszufiltern sind. Zusätzlich benötigt bei beiden Verfahren jede Phasenspannung ihre eigene Steuerschaltung, was wiederum die Komplexität des Systems vergrößert.
- Die EP-A-143 405 zeigt eine Vorrichtung zur Phasenerfassung in der die dreiphasigen Eingangsspannungen in Vektoren eines kartesischen Koordinatensystems transformiert werden, welche in Phase mit den Dreiphasensignalen sind. Die Vektoren werden einem PLL zugeführt, der ROM-Tabellen adressiert, welche Sinus/Cosinus-Werte enthalten. Der Phasendetektor erzeugt ein Phasendifferenzsignal, welches der Phasendifferenz zwischen den oben genannten Vektoren des kartesischen Koordinatensystems entspricht und die den Vektor enthaltenden Sinus-/Cosinus-Werte werden durch das ROM ausgegeben. Ein digitales Signal wird abgegeben, welches den Phasenwinkel zwischen den dreiphasigen Eingangssignalen anzeigt.
- Es ist Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren des vorgenannten Typs anzugeben, das mit einer reduzierten Anzahl von Steuerkomponenten eine schnelle Steuerung bei einem geringeren Grad von Netzstromverzerrungen erlaubt.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch Anspruch 1 gelöst.
- Die Erfindung stellt sicher, daß die Netzspannungsverzerrungen über die Modulationsreferenzwerte keinen Effekt auf den Netzstromverlauf haben. Andererseits wird die Steuerung in einem Koordinatensystem bewirkt, welches mit dem lokalisierten Vektor der Netzspannungen verknüpft ist, wodurch eine Steuerung der Gleichspannungskomponenten erlaubt wird. Somit ist es nicht notwendig, separate Steuerungsanordnungen für jede Phase vorzusehen, wie es in den bislang bekannten Verfahren notwendig war. Unter den erzielten Vorteilen ist auch eine reduzierte Anzahl erforderlicher Steuerungskomponenten, eine schnellere Steuerung (kürzere Antwortzeiten) und ein geringerer Pegel von Netzstromverzerrungen zu nennen.
- Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den anderen Ansprüchen beschrieben.
- Nachfolgend wird die Erfindung detaillierter unter Zuhilfenahme von Beispielen mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. In dieser zeigen:
- Fig. 1 einen Netzgleichrichter und ein erfindungsgemäßes Grundsteuerungssystem für dessen Steuerung;
- Fig. 2 einen Netzgleichrichter und ein anderes erfindungsgemäßes Steuerungssystem zu dessen Steuerung;
- Fig. 3a und 3b Spannungs- und Stromvektoren zur Verdeutlichung der Grundsteuerung des Systems, wobei die Filterspulen als ideal angenommen werden;
- Fig. 4a und 4b Strom- und Spannungsvektoren, die erhalten werden, wenn die Widerstände der Filterspulen in Betracht gezogen werden.
- Der in Fig. 1 dargestellte Netzgleichrichter ist mit einem Dreiphasen-Netzwerk L1 bis L3 verbunden und umfaßt eine pulsbreitenmodulierte (PWM) Gleichrichterbrücke 1 bestehend aus selbstkommutierenden Leistungskomponenten wie z.B. Transistoren T1 bis T6, Dioden D1 bis D6, die invers parallel zu diesen geschaltet sind, und den Filterkomponenten L und Cs der Netz- und Gleichspannungsseiten.
- Die gemessenen Spannungen Er, Es und Et der Phasen L1 bis L3 des Speisenetzwerks werden in einer Verstärkereinheit 2 auf einen Wert gedämpft, der für die Steuerelektronik geeignet ist. Die gedämpften Spannungssignale werden einer Einheit 11 zugeführt, in der die Real- und Imaginärkomponenten des Raumvektors in einem stationären Koordinatensystem errechnet werden. Die Rechnung wird durchgeführt unter Verwendung allgemein bekannter Umrechnungsformeln, welche ebenfalls in dem Block dargestellt sind, der die Einheit 11 repräsentiert (z.B. Bühler: Einführung in die Theorie geregelter Drehstromantriebe, Bd. 1, S. 49 bis 50) und unter Zuhilfenahme aufsummierender Operationsverstärker-Schaltungen. Der Imaginärteil Eb wird einem Nullpunktindikator 3 zugeleitet, der eine invertierte Rechteckspannung ausgibt, die mit der in Frage stehenden Spannung synchronisiert ist. Diese Rechteckspannung wird einem Eingang eines Phasenkomparators 19 eines Phasenregelkreises PLL1 zugeführt, der aus einem Phasenkomparator 19, einer PI-Steuerung 20, einem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 4 und einen Zähler 5 besteht. Der Ausgang des Phasenkomparators ist mit dem Eingang der PI- Steuerung 20 verbunden, dessen Ausgangssignal die Ausgangsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators (VCO) 4 bestimmt. Das Ausgangssignal des Oszillators (VCO) 4 wird weiter auf den Zähler 5 geleitet, dessen Ausgangssignal zur Adressierung einer ROM-Einheit 6 verwendet wird. Die ROM-Einheit enthält entweder eine oder zwei ROM-Schaltungen, die die reinen Sinus- oder Cosinus-Kurven enthalten. In der ersten Alternative werden die Sinus- und Cosinus-Werte nacheinander gelesen und in der letzteren Alternative parallel. Das meistsignifikante Bit (msb) des Zählers wird dem anderen Eingang des Phasenkomparators 19 zugeführt und die Sinus- und Cosinus-Kurven werden mit dem Nullpunkt der Imaginärkomponente Eb des lokalisierten Spannungsvektors synchronisiert, an welchem Punkt sich der lokalisierte Vektor auf der Realachse der Rechnungskoordinaten befindet. Somit sind die Sinus- und Cosinus-Werte, die von der ROM-Einheit 6 erhalten werden, ebenfalls die Sinus- und Cosinus-Werte des Phasenwinkels des Raumspannungsvektors im stationären Koordinatensystem.
- Der Realteil oder die d-Komponente Ed des lokalisierten Spannungsvektors in den mit dem Vektor verknüpften Koordinaten wird aus den Real- und Imaginärteilen Ea und Eb des Vektors unter Verwendung der allgemein bekannten Umrechnungsgleichung errechnet:
- Ed = Ea cos Φ + Eb sin Φ (1)
- Diese Gleichung wird implementiert durch die Verwendung zweier multiplizierender D/A-Wandler 12 und 13 und eines summierenden Operationsverstärkers 14. Dieses Verfahren ist einfach und schnell und reduziert die gesamte Antwortzeit, d.h. z.B. die Zeit, die erforderlich ist, um nach einem Wechsel der Netzspannung einen Effekt auf die Steuerung der Gleichrichterbrücke 1 hervorzurufen. In der Schaltung 12 wird der Realteil Ea des lokalisierten Vektors, der aus dem Block 11 erhalten wird, mit dem aus der ROM-Einheit 6 erhaltenen Cosinus-Wert des neuen Koordinatenwinkels multipliziert und in gleicher Weise wird in der Schaltung 13 der Imaginärteil Eb multipliziert mit dem Sinus des Koordinatenwinkels. Der Summierer 14 vollzieht die durch die Umwandlungsgleichung erforderliche Addition. Weil die neuen Referenzkoordinaten in gleicher Richtung wie der Spannungsvektor orientiert sind, hat der Spannungsvektor keinen Imaginärteil (Eq = 0) in diesem Koordinatensystem und dessen Realteil ist gleich dem absoluten Wert der Indikatoren der Phasenspannungen Er, Es und Et, d.h. dem Maximalwert der Phasenspannungen. Dies ist ein Weg, um momentane Information über die Größe der Phasenspannungen eines Dreiphasensystems zu erzeugen.
- Wie später in Verbindung mit den Fig. 3a und 3b gezeigt werden wird, kann die durch den Netzgleichrichter entnommene Leistung direkt durch den Imaginärteil oder die q-Komponente des lokalisierten Vektors der Gleichrichterspannungen Ur, Us und Ut beeinflußt werden, wenn als Referenz ein Koordinatensystem verwendet wird, welches mit dem Netzspannungsvektor verknüpft ist. In gleicher Weise wird die tatsächliche Leistung durch den Realteil oder die d-Komponente des lokalisierten Vektors beeinflußt. Wenn diese gleich der d-Komponente des Netzspannungsvektors ist, hat ein System, das lediglich eine ideale Netzfilterspule L umfaßt, einen Leistungsfaktor von eins.
- Die zu regelnde Gleichspannung wird durch einen dämpfenden Differentialverstärker 7 gemessen, und die durch die Messung erhaltene Spannung Udca wird in einer Differenzschaltung 9 mit einer Spannung Udcr verglichen, welche aus einer Referenzeinheit 8 erhalten wird. Die Größe der Differenz wird einer Steuerung 10 mit einem begrenzten Ausgangssignal zugeführt, welche die q-Komponente Uq des lokalisierten Vektors der Gleichrichterspannungen bereitstellt. Diese Komponente bestimmt eindeutig zusammen mit der d-Komponente Ud, welche gleich der d-Komponente Ed der Netzspannung ist, die Richtung und Größe des lokalisierten Vektors, der die Gleichrichterspannungen beschreibt.
- Hiernach wird der lokalisierte Vektor entsprechend den gewünschten Gleichrichterspannungen zurück in das stationäre Koordinatensystem mittels multiplizierender D/A-Wandler 15 und 16 und einer Summiereinheit 17 zurückgewandelt, welche die bekannten invertierten Umrechnungsgleichungen enthalten:
- Ua = Ud cos Φ - Uq sin Φ (2)
- Ub = Ud sin Φ - Uq cos Φ (3)
- Die so erhaltenen Real- und Imaginärteile des lokalisierten Vektors werden weiterhin im Block 18 in Dreiphasenmodulation- Referenzwerte Umr, Ums und Umt umgewandelt. Die Konvertierung wird durchgeführt unter Verwendung von summierenden Operationsverstärkern, die die allgemein bekannten Umrechnungsgleichungen aus Block 18 implementieren.
- Die Modulationsreferenzwerte Umr, Ums und Umt werden durch einen Komparator 22 mit einer Dreieckspannung verglichen, die aus einem Trägergenerator 21 erhalten wird, wobei die Dreieckspannung mit dem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 4 in dem Phasenregelkreis synchronisiert ist. Dies stellt sicher, daß die von dem Komparator 22 erhaltenen Modulationspulsreferenzwerte keine subharmonischen Komponenten enthalten. Die von dem Komparator 22 erhaltenen Modulationspulsreferenzwerte werden über einen Hauptstromverstärker 23 zu den Leistungskomponenten des Netzgleichrichters geleitet, welcher die gewünschten Gleichrichterspannungen Ur, Us und Ut erzeugt.
- Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuerungssystems. Dieses unterscheidet sich von dem System aus Fig. 1 wie folgt:
- a) Die Frequenz eines Phasenregelkreises PLL2 wird durch die q-Komponente des lokalisierten Spannungsvektors gesteuert. Sie wird wie die d-Komponente unter Verwendung des anderen D/A- Wandlers in den Wandlereinheiten 12' und 13' und durch den Summierer 14' errechnet, welcher die folgende bekannte Umrechnungsgleichung implementiert:
- Eq = - Ea sin Φ - Eb cos (4)
- Damit das Rechnungskoordinatensystem in der gleichen Richtung wie der lokalisierte Spannungsvektor orientiert ist, muß die q- Komponente des darin errechneten Raumvektors gleich Null sein. Somit wird die errechnete q-Komponente Eqa in einer Differenzeinheit 24 mit einem Nullreferenzwert Eqr verglichen. Wenn die aus dieser Einheit erhaltene Höhe der Differenz positiv ist, erhöht die PI-Steuerung 20 die Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 4 und vice versa. Auf diese Weise werden die Rechnungskoordinaten derart eingestellt, daß sie in gleicher Richtung wie der lokalisierte Vektor E orientiert sind. Bei dem Verfahren wird der Winkel zwischen dem lokalisierten Vektor und den Rechnungskoordinaten andauernd verglichen, wobei im Fall des Phasenregelkreises aus Fig. 1 dieses nur am Nullpunkt der Spannung Eb getan wurde.
- b) In positiver Abhängigkeit von der Größe der Differenz ist die Gleichspannung auf die Bildung der d-Komponente Eudr der Gleichrichterspannung aufaddiert worden. Wenn die Gleichspannung nicht gleich der Referenzspannung Udcr ist, sind es auch nicht die Spannungen Ur, Us und Ut, die aus der Gleichrichterbrücke 1 erhalten werden und die den Modulationsreferenzspannungen Umr, Ums und Umt entsprechen. Daher addiert der Summierer 25 zu der d-Komponente Eda ein zur Spannungsdifferenz proportionales Signal. Dieses Signal wird aus einer Bemessungs- und Skalierungsschaltung 27 erhalten und kompensiert den Fehler, der durch die Spannungsdifferenz in der d-Komponente erhalten wird, welcher bezüglich der Wirkleistung signifikant ist. Die Spannungssteuerung 10 berücksichtigt die Korrektur der q-Komponente Uqr.
- c) Der Effekt des Widerstandes R der Filterspulen L auf die Bildung der Wirkleistung wird eliminiert unter Verwendung eines zusätzlichen Referenzsignals der d-Komponente Udr, welches proportional zur q-Komponente Uqr ist. Um dieses zu erhalten, summiert der Summierer zu der d-Komponente Eda ein Signal, das proportional zu der q-Komponente Uqr ist, welches aus einer Skalierungsschaltung 26 erhalten wird. Die Details bezüglich der Gründe hierfür werden in Verbindung mit den Fig. 4c und 4d gegeben.
- d) Der Maximalwert des Referenzwertes Udr der Gleichrichterspannungen hängt von der Größe der q-Komponente Uqr ab. Wenn der Absolutwert der q-Komponente Uqr ansteigt, muß der erlaubte Maximalwert Udrm der d-Komponente Udr reduziert werden, um sicherzustellen, daß die erlaubten Maximalwerte der Modulationsreferenzwerte
- Umrh = Umsh = Umth = [Udrm² + Uqr²] (5)
- die aus diesen gebildet werden, niemals die Maximalwerte der für deren Modulation verwendeten Dreieckspannung überschreitet und weiterhin um sicherstellen, daß der gesamte erlaubte Bereich der Variation der d-Komponente Udr kontinuierlich verwendet wird. Diese Begrenzungsschaltung besteht aus dem Block 28, welche unter Verwendung bekannter Operationsverstärker-Schaltungen gebildet ist. In dem Begrenzer wurde die Abhängigkeit des Maximalwertes der d-Komponente Udrm von der q-Komponente Uqr einfachheitshalber linearisiert.
- Die Fig. 3a und 3b zeigen die Strom- und Spannungsvektoren I und U, welche verwendet werden, um das System der Steuerung der effektiven und reaktiven Leistungen in dem System deutlich zu machen. Die bekannten Hauptgleichungen für die effektive und reaktive Leistung haben die Form:
- P = 3/2 Re {EI*} = 3/2 (EdId + EqIq) (6)
- Q = -3/2 Im {EI*} = 3/2 (+EdIq - EqId) (7)
- Wenn die Steuerung in einem Koordinatensystem stattfindet, das in der gleichen Richtung wie der Spannungsvektor orientiert ist, dann verschwindet der zweite Ausdruck in den Gleichungen mit Komponentenform (Eq = 0). Wenn die Größe des Netzspannungsvektors E = Ed konstant bleibt, kann die effektive Leistung P durch die d-Komponente Id des Stroms und die reaktive Leistung Q durch die q-Komponente Iq geregelt werden. Bei dem Regelsystem der Erfindung wird die reaktive Leistung bei Null gehalten, d.h. der Stromvektor I wird eingestellt, bis er in der gleichen Richtung wie der Spannungsvektor E liegt. Dies bedeutet, daß sowohl im Falle der Fig. 3a, bei welchem die Leistung von dem Versorgungsnetzwerk zur Last fließt und im Fall der Fig. 3b, bei welchem die Leistung von der Last zu dem Versorgungsnetzwerk fließt, der Vektor jXI der Spannung über der Filterinduktivität L senkrecht zum Netzspannungsvektor E liegt. Diese Bedingung ist erfüllt, wenn die d-Komponente Ud des Vektors U der Gleichrichterspannung gleich dem Vektor der Netzspannung ist. Andererseits bestimmt in diesem Fall unter einer stationären Bedingung die q-Komponente Uq von U die Größe des Stromvektors I (= Id), und kann direkt verwendet werden, um die effektive Leistung des Systems einzustellen.
- Die Fig. 4a bis 4d zeigen die Strom- und Spannungsvektoren in unterschiedlichen Fällen, wenn die Widerstände der Filterspulen L in Betracht gezogen werden. Wie aus den Fig. 4a und 4b gesehen werden kann, verändert korrespondierend zu den Fig. 3a und 3b der Vektor RI der Spannung über den Widerständen die Situation in der Weise, daß der Stromvektor I nicht länger in der gleichen Richtung wie der Spannungsvektor E verläuft, obwohl die d-Komponente Ud = E ist. Damit die reaktive Leistung des Systems in diesem Fall auf Null gebracht werden kann, muß die Größe der d-Komponente Ud durch einen Betrag geändert werden, der gleich dem Vektor RI ist, wie es in den Fig. 4c und 4d dargestellt ist. Fig. 4c zeigt eine Situation, bei der die Leistung von dem Netz zur Last fließt, und Fig. 4d eine Situation, bei der die Leistung von der Last in das Netz fließt. Weil der Stromvektor I in diesen Fällen direkt aus der Größe der q-Komponente Uq bestimmt wird, muß die d-Komponente Ud im Verhältnis zur q-Komponente Uq geändert werden. Der Koeffizient des Verhältnisses wird bestimmt durch die Induktivität L, den Widerstand R und die Winkelfrequenz des Netzes. In dem in Fig. 2 dargestellten Steuerungssystem wird diese Korrektur durch den Summierer 25 im Block 26 bewirkt.
- Es ist für den Fachmann ersichtlich, daß unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Beispiele beschränkt sind, sondern innerhalb des Schutzbereichs der nachfolgenden Ansprüche variiert werden können.
Claims (10)
1. Verfahren zum Regeln der Gleichspannung einer
pulsbreitenmodulierten Gleichrichterbrücke, die durch selbstkommutierende
Halbleiterkomponenten (T1 bis T6) gesteuert und mit
Filterspulen (L) versehen ist, bei welchem Verfahren die
Phasenspannungen (Er, Es, Et) des Dreiphasen-Versorgungsnetzes (L1, L2, L3)
und die Gleichspannung (Udc) des Gleichrichters gemessen
werden, bei welchem Verfahren die bei der Pulsbreitenmodulation
verwendeten Modulationsreferenzwerte (Umr, Ums, Umt) mit den
Netzspannungen mittels lokalisierter Vektoren synchronisiert
werden, die aus diesen oder mit den Komponenten dieser Vektoren
gebildet werden, und bei welchem Verfahren die Regelung in
einem Koordinatensystem erfolgt, welches mit dem Raumvektor (E)
der Netzspannungen verknüpft ist, wobei die
Modulationsreferenzwerte (Umr, Ums, Umt) für die Pulsbreitenmodulation unter
Verwendung reiner mit den Netzspannungen synchronisierter
Sinus- und Cosinus-Kurven mit aus diesen gebildeten lokalisierten
Vektoren oder mit Komponenten solcher Vektoren mittels einer
oder mehrerer Phasenregelkreise (PLL1, PLL2) erzeugt werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sinus- und Cosinus-Kurven synchronisiert werden durch
den Vergleich des Phasenwinkels zwischen dem lokalisierten
Vektor (E) der Netzspannungen und der Rechnungskoordinaten am
Nullpunkt des Imaginärteils (Eb) des lokalisierten Vektors (E)
der Netzspannung oder kontinuierlich durch Einstellung des
Imaginärteils des lokalisierten Spannungsvektors auf Null in dem
verwendeten Koordinatensystem.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekenzeichnet,
daß der Imaginärteil (Eb) des lokalisierten Vektors in einem
stationären Koordinatensystem aus den Phasenspannungen (Er, Es,
Et) errechnet wird, daß der Imaginärteil verwendet wird, um
eine Rechteckspannung zu generieren, die mit dessen Nullpunkt
synchronisiert ist und für die Steuerung des Phasenregelkreises
(PLL1) verwendet wird, und daß der Phasenregelkreis (PLL1) die
Adressen einer oder mehrerer Speicherschaltungen generiert, in
welchen die Sinus- und Cosinus-Kurven gespeichert sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Imaginärteil (Eq) des lokalisierten Vektors (E) der
Netzspannung auf Null justiert wird, indem der aktuelle Wert
(Eqa) dieses Teils (Eq) errechnet wird, die Real- und
Imaginärteile (Ea, Eb) eines stationären Koordinatensystems
korrespondierend zu den Netzspannungen (Er, Es, Et) mit den Cosinus- und
Sinus-Werten des Koordinatenwinkels multipliziert werden, die
aus einem Phasenregelkreis (PLL2) nach an sich bekannten
Umrechnungsgleichungen erhalten werden, der aktuelle Wert (Eqa)
mit einem Nullreferenzwert (Eqr) verglichen wird, die so
erhaltene Differenz einer Steuerung (20) zugeführt wird, deren
Ausgangssignal einen spannungsgesteuerten Oszillator (4) steuert,
und die Impulse des Oszillators mittels eines Zählers (5)
gezählt werden, dessen Ausgangssignal als Adresse eines Speichers
(6) verwendet wird, in denen die reinen Sinus- und
Cosinus-Kurven gespeichert sind, und daß die der Adresse des Speichers
zugeordneten Sinus- und Cosinus-Werte zur Errechnung der
aktuellen Werte (Eqa) des Imaginärteils verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Realteil (Ed) des lokalisierten Spannungsvektors, der
zum Absolutwert der Phasenspannungsindikatoren korrespondiert,
wobei der Realteil (Ed) gleich dem Realteil (Udr) des
lokalisierten Vektors (U) der Gleichrichterspannungen ist, in einem
Koordinatensystem errechnet wird&sub7; welches mit dem Vektor von
den Real- und Imaginärteilen (Ea, Eb) des lokalisierten
Spannungsvektors in einer an sich bekannten Weise verknüpft wird,
daß die Gleichspannung (Udca) des Gleichrichters mit einem
Referenzwert (Udcr) verglichen wird und die so erhaltene
Differenz einer Steuerung (10) zugeführt wird, welche den
Imaginärteil (Uqr) des lokalisierten Vektors (U) der
Gleichrichterspannungen bereitstellt, daß die Teile (Udr, Uqr) die Richtung und
Größe des lokalisierten Vektors bestimmen, welcher die
Gleichrichterspannung beschreibt, und daß der lokalisierte Vektor (U)
entsprechend den gewünschten Gleichrichterspannungen (Ur, Us,
Ut) in ein stationäres Koordinatensystem konvertiert wird und
die Real- und Imaginärteile (Ua, Ub) des so erhaltenen
lokalisierten Vektors weiterhin in
Dreiphasen-Modulationsreferenzsignale (Umr, Ums, Umt) konvertiert werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bildung des Realteils (Udr) des
lokalisierten Vektors der Gleichrichterspannungen (Ur, Us, Ut)
implementiert wird unter Verwendung einer Aufschaltung (27) in
Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem gemessenen Wert der
Gleichspannung (Udca) der Gleichrichterbrücke und dessen
Referenzwert (Udcr).
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Effekt der inneren Widerstände (R) der mit den
Netzspannungen (Er, Es, Et) verbundenen Filterspulen (L) eliminiert
wird unter Verwendung eines zusätzlichen Referenzwertes, der
proportional zum Imaginärteil (Uqr) ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zulässige Maximalwert des Real teils (Udr) des
lokalisierten Vektors der Gleichrichterspannungen (Ur, Us, Ut)
verringert wird, wenn der absolute Wert des Imaginärteils (Uqr)
ansteigt.
8. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Multiplikation der Real- und Imaginärteile (Ea, Eb) des
stationären Koordinatensystems mit den Cosinus- und Sinuswerten
des von einem Phasenregelkreis (PLL2) erhaltenen Winkels
mittels eines oder mehrerer D/A-Wandler (12',13') durchgeführt
wird.
9. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Realteil (Ed) des lokalisierten Spannungsvektors,
welcher Realteil (Ed) gleich dem Realteil (Udr) des lokalisierten
Vektors (U) der Gleichrichterspannung ist, unter Verwendung
eines oder mehrerer multiplizierender D/A-Wandler (12,13,
12',13') errechnet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umrechnung der gewünschten Gleichrichterspannungen (Ur,
Us, Ut) in ein stationäres Koordinatensystem durchgeführt wird
unter Verwendung eines oder mehrerer D/A-Wandler (15,16).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI902226A FI90294C (fi) | 1990-05-03 | 1990-05-03 | Menetelmä tasasuuntaajan tasajännitteen säätämiseksi |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE69110966D1 DE69110966D1 (de) | 1995-08-10 |
| DE69110966T2 true DE69110966T2 (de) | 1995-11-16 |
Family
ID=8530370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE69110966T Expired - Fee Related DE69110966T2 (de) | 1990-05-03 | 1991-04-27 | Verfahren zur Regelung der Gleichspannung eines Gleichrichters. |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5140514A (de) |
| EP (1) | EP0455181B1 (de) |
| AT (1) | ATE124827T1 (de) |
| AU (1) | AU646038B2 (de) |
| CA (1) | CA2041753C (de) |
| DE (1) | DE69110966T2 (de) |
| ES (1) | ES2074190T3 (de) |
| FI (1) | FI90294C (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006015031A1 (de) * | 2006-03-31 | 2007-10-11 | Siemens Ag | Verfahren zur Verringerung des Blindleistungsbedarfs eines grundfrequent getakteten netzseitigen Stromrichters im Leerlauf sowie bei geringer motorischer Belastung |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5309078A (en) * | 1991-07-11 | 1994-05-03 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | Synchronous rectification method for reducing power dissipation in motor drivers in PWM mode |
| WO1995001670A1 (en) * | 1993-06-29 | 1995-01-12 | Square D Company | Ac to dc power conversion system |
| US5428283A (en) * | 1994-05-26 | 1995-06-27 | Alliedsignal Inc. | Power factor control of pulse width modulated inverter supplied permanent magnet motor |
| JP2889133B2 (ja) * | 1994-11-02 | 1999-05-10 | 関西電力株式会社 | 電力変換器の制御装置 |
| JP3221828B2 (ja) * | 1996-02-16 | 2001-10-22 | 株式会社日立製作所 | 電力変換方法及び電力変換装置 |
| US7269034B2 (en) | 1997-01-24 | 2007-09-11 | Synqor, Inc. | High efficiency power converter |
| US6038152A (en) * | 1998-12-03 | 2000-03-14 | Baker; Donal E. | Active rectifier utilizing a fixed switching pattern |
| AT411414B (de) * | 2000-09-11 | 2003-12-29 | Kolar Johann W Dr Techn | Vorrichtung zur erzeugung der sollwerte der eingangsströme und der netzspannungsvorsteuersignale der eingangsstromregelung eines dreiphasen-dreipunkt- pulsgleichrichtersystems bei unsymmetrie des speisenden netzes |
| US7308614B2 (en) | 2002-04-30 | 2007-12-11 | Honeywell International Inc. | Control sequencing and prognostics health monitoring for digital power conversion and load management |
| US6850426B2 (en) * | 2002-04-30 | 2005-02-01 | Honeywell International Inc. | Synchronous and bi-directional variable frequency power conversion systems |
| CN100433494C (zh) * | 2003-11-26 | 2008-11-12 | 力博特公司 | 不间断电源中整流器的矢量控制方法 |
| US7129677B2 (en) * | 2004-03-16 | 2006-10-31 | Tyco Electronics Power Systems, Inc. | Vector controller, a polyphase synchronous rectifier, and a method of vector-controlling thereof |
| US7190143B2 (en) * | 2005-05-27 | 2007-03-13 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Pulse width modulation (PWM) rectifier with variable switching frequency |
| US7542315B2 (en) * | 2006-11-30 | 2009-06-02 | Celis Semiconductor Corporation | Active rectifier |
| JP5259077B2 (ja) * | 2006-12-04 | 2013-08-07 | 株式会社京三製作所 | 瞬時電圧低下補償回路、電力変換装置、瞬時電圧低下補償方法及び瞬時電圧低下補償プログラム |
| FI119493B (fi) * | 2006-12-21 | 2008-11-28 | Vacon Oyj | Taajuusmuuttajan virran mittausjärjestely |
| IT1393871B1 (it) * | 2009-04-22 | 2012-05-11 | Ansaldo Energia Spa | Metodo di controllo vettoriale per motori elettrici |
| US8014181B2 (en) * | 2009-09-29 | 2011-09-06 | General Electric Company | Power conversion control system |
| US10199950B1 (en) | 2013-07-02 | 2019-02-05 | Vlt, Inc. | Power distribution architecture with series-connected bus converter |
| CN109617550B (zh) * | 2018-11-27 | 2023-07-07 | 深圳市鼎泰佳创科技有限公司 | 基于二阶广义积分器的单相锁相环的控制方法 |
| CN110492472A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-11-22 | 国网上海市电力公司 | 一种用于大型舰船的脉冲宽度调制岸电***功率控制方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH531272A (de) * | 1970-08-18 | 1972-11-30 | Siemens Ag | Einrichtung zur Steuerung netzgeführter Stromrichter, insbesondere für Anlagen zur Hochspannungs-Gleichstromübertragung |
| JPS60113663A (ja) * | 1983-11-25 | 1985-06-20 | Toshiba Corp | 位相検出装置 |
| DE3346291A1 (de) * | 1983-12-21 | 1985-07-04 | Siemens Ag | Verfahren und vorrichtung zum schnellen ermitteln einer netzsynchronen referenzspannung fuer einen netzgefuehrten stromrichter nach einer netzstoerung |
| DE3738181A1 (de) * | 1987-11-10 | 1989-05-18 | Siemens Ag | Vorrichtung zur regelung der gleichspannung eines netzgefuehrten stromrichters |
| JP2624793B2 (ja) * | 1988-08-12 | 1997-06-25 | 株式会社東芝 | Ｐｗｍ昇圧コンバータの制御装置 |
| JPH02299471A (ja) * | 1989-05-12 | 1990-12-11 | Mitsubishi Electric Corp | Ｐｗｍコンバータ装置の制御方法 |
| JPH0710174B2 (ja) * | 1989-05-29 | 1995-02-01 | 三菱電機株式会社 | Ｐｗｍコンバータ装置 |
-
1990
- 1990-05-03 FI FI902226A patent/FI90294C/fi not_active IP Right Cessation
-
1991
- 1991-04-27 ES ES91106880T patent/ES2074190T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1991-04-27 AT AT91106880T patent/ATE124827T1/de not_active IP Right Cessation
- 1991-04-27 DE DE69110966T patent/DE69110966T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-04-27 EP EP91106880A patent/EP0455181B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-01 AU AU76322/91A patent/AU646038B2/en not_active Ceased
- 1991-05-02 CA CA002041753A patent/CA2041753C/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-05-03 US US07/695,057 patent/US5140514A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006015031A1 (de) * | 2006-03-31 | 2007-10-11 | Siemens Ag | Verfahren zur Verringerung des Blindleistungsbedarfs eines grundfrequent getakteten netzseitigen Stromrichters im Leerlauf sowie bei geringer motorischer Belastung |
| US7983060B2 (en) | 2006-03-31 | 2011-07-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for reducing the reactive power requirement of a fundamental frequency clocked power supply side converter under no load and with low motor loading |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI90294C (fi) | 1994-01-10 |
| FI90294B (fi) | 1993-09-30 |
| ES2074190T3 (es) | 1995-09-01 |
| CA2041753A1 (en) | 1991-11-04 |
| AU646038B2 (en) | 1994-02-03 |
| ATE124827T1 (de) | 1995-07-15 |
| US5140514A (en) | 1992-08-18 |
| CA2041753C (en) | 1996-03-26 |
| EP0455181A2 (de) | 1991-11-06 |
| EP0455181A3 (en) | 1992-04-15 |
| DE69110966D1 (de) | 1995-08-10 |
| FI902226A (fi) | 1991-11-04 |
| AU7632291A (en) | 1991-11-07 |
| FI902226A0 (fi) | 1990-05-03 |
| EP0455181B1 (de) | 1995-07-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69110966T2 (de) | Verfahren zur Regelung der Gleichspannung eines Gleichrichters. | |
| DE69218580T2 (de) | Steuervorrichtung eines Stromrichters | |
| DE3850479T2 (de) | Steuerschaltung zur Unterdrückung der Oberschwingungwen in einem pulsbreitenmodulierten Wechselrichter. | |
| DE69111986T2 (de) | Einphasige Leistungswandlereinrichtung. | |
| EP0179356B1 (de) | Verfahren und Einrichtung zur Regelung einer Drehfeldmaschine | |
| DE3105792A1 (de) | Steuervorrichtung fuer wechselrichter | |
| DE3220204A1 (de) | Verfahren und einrichtung zum regeln eines induktionsmotors | |
| DE2415398C3 (de) | Schaltungsanordnung mit einer Anzahl von Umrichtern, insbesondere von Direktumrichtern in Sternschaltung | |
| DE2234681A1 (de) | Verfahren und schaltungsanordnung zum herabsetzen der drehmomenten-welligkeit einer drehfeldmaschine | |
| WO1998016984A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur kompensation von blindstromanteilen mittels einer kompensationseinrichtung mit einem pulsstromrichter | |
| DE2329583A1 (de) | Stabilisierungsmittel fuer wechselstrommotorantrieb | |
| DE3704431C2 (de) | ||
| WO1999012242A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur verbesserung der spannungsqualität eines unterlagerten netzteiles | |
| EP1708349A1 (de) | Stromregelung eines Netzparallelen Spannungsumrichters | |
| DE2132179A1 (de) | Einrichtung zur elektrischen pendelungsdaempfung von drehfeldmaschinen | |
| EP0033842B1 (de) | Verfahren zur Minderung der Netzrückwirkungen eines netzgeführten Direktumrichters und Steuerschaltung hierzu | |
| EP0711471B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur kompensation einer fehlerspannung bei einem pulswechselrichter | |
| DE3347511A1 (de) | Wechselstrommaschinen-antriebssysteme mit resonanzstromunterdrueckung | |
| CH676648A5 (de) | ||
| DE3203974C2 (de) | Regelanordnung für einen mehrphasigen Wechselstrommotor | |
| DE2705343C2 (de) | Steuerverfahren für einen selbstgeführten, pulsgesteuerten Wechselrichter und Steueranordnung zur Bildung der Sollwerte für die Pulssteuerung | |
| DE19738125C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Kompensation von in einem Netz auftretenden Netzspannungsverzerrungen | |
| DE19734722C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung der Stromqualität eines überlagerten Netzes | |
| DE3203257A1 (de) | Vorrichtung zum bestimmen der gemeinsamen frequenz zweier unabhaengig veraenderlicher wechselgroessen, insbesondere bei einer drehfeldmaschine | |
| AT408296B (de) | Verfahren zur regelung des eingangsstromes eines aus dem einphasigen wechselstromnetz gespeisten vierquadranten-netzstromrichters eines spannungszwischenkreisumrichters |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: KONE CORP., HELSINKI, FI |
|
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |