CH425987A - Device with two inverters working in switching mode - Google Patents

Device with two inverters working in switching mode

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CH425987A
CH425987A CH610863A CH610863A CH425987A CH 425987 A CH425987 A CH 425987A CH 610863 A CH610863 A CH 610863A CH 610863 A CH610863 A CH 610863A CH 425987 A CH425987 A CH 425987A
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setpoint
voltage
limit
time
inverter
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CH610863A
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German (de)
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Hermann Peter Konrad Prof I Dr
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Licentia Gmbh
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Description

  

  Einrichtung     mit    zwei     im        Schaltbetrieb        arbeitenden        Wechselrichtern            Im        Schaltbetrieb    arbeitende Wechselrichter sind  bekannt.     Diese    bestehen aus zwei steuerbaren Schalt  elementen     (z.B.        Transistoren),    die die Gleichspan  nung mit verschiedener Polarität abwechselnd an den       Wechselstromverbraucher    schalten. Die Ausgangs  spannung     eines    solchen Wechselrichters zeigt     Fig.    1.

    Während der Zeit     T1    ist das eine     Element    stromfüh  rend geschaltet, während der Zeit     TZ    das     andere.    Die       Zeiten        T1    und     T2    sind     gleich    gross. Der Nachteil     dieses     bekannten Wechselrichters     besteht    darin,     dass    die  Amplitude der Ausgangsspannung konstant ist, wäh  rend zur     Frequenzänderung        eine        ,Änderung    der Schalt  frequenz selbst erforderlich ist.

   Dieser     Nachteil    ist  besonders unangenehm bei der     frequenzvariablen     Speisung eines aus einer     Eiseninduktivität        (z.B.          Wechselstrommotor)    bestehenden Verbrauchers. Mit  Rücksicht auf die Sättigung und die Ausnutzung sind  diese Verbraucher möglichst so zu speisen, dass das       Verhältnis    aus Amplitude und Frequenz, also die       Spannungszeitfläche    der speisenden Spannung kon  stant ist.  



  Um diesen Nachteil zu beseitigen, wurde bereits  ein     Wechselrichter    vorgeschlagen (Schweizer Patent  409 116), der sich von dem oben beschriebenen be  kannten Wechselrichter wie folgt unterscheidet: Die       Schaltfrequenz    des     Wechselrichters    ist sehr     gross     gegenüber der     Frequenz,    mit der der Verbraucher  zu speisen ist. Das Verhältnis der     Schaltzeiten        TI/T,     ist nicht mehr konstant und gleich 1, sondern steuer  bar. Die Steuerung dieses     Verhältnisses    erfolgt in Ab  hängigkeit der Augenblickswerte     einer    Sollspannung.

    Diese     Sollspannung        wird        in    der Regel eine Sinus  spannung sein, so dass sich das Impulsbreitenverhält-         nis        (Schaltzeitenverhältnis)        T,/T,        sinusförmig        ändert.          Fig.    2 zeigt diese     Verhältnisse.    Der Mittelwert der       rechteckförmigen    Ausgangsspannung     U,    ist nicht  mehr, wie in     Fig.    1, konstant und gleich Null, sondern  er ändert sich     sinusförmig.    Das bedeutet,

   dass der       hochfrequenten        Ausgangsspannung        U"    eine     sinus-          förmige        Unterwellenspannung        U8'        unterlagert        wird.     Diese     Unterwellenspannung    speist den Verbraucher.  Die     hochfrequenten    Oberwellen werden entweder  durch die     Induktivität    des Verbrauchers selbst oder  durch vorgeschaltete Siebkreise weitgehend unter  drückt.  



  Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine  Weiterentwicklung des eben beschriebenen, bereits  vorgeschlagenen Wechselrichters.  



  Um die Erfindung zu verstehen, ist zunächst auf  die Steuerung des     Impulsbreitenverhältnisses,        d.h.    der  Schaltelemente,     einzugehen.    Dies geschieht anhand  der Figuren 3, 4a, 4b, 5a und 5b. Es wurde festge  stellt, dass der Wechselrichter von den Augenblicks  werten einer     Sollspannung    gesteuert wird. Der Ein  fachheit     halber    wird zunächst ein konstanter Wert als  Sollspannung angenommen.  



  Er ist in     Fig.    4a gestrichelt dargestellt und mit       u.    bezeichnet. Aus diesem Sollwert     u.    werden durch       Addition    und     Substraktion        eines    Gleichstromwertes  ein oberer und ein unterer     Grenzsollwert        u1    und     u,          gebildet.    Man     kann    sich auch mit der Addition oder  Subtraktion     begnügen    und als zweiten     Grenzsollwert     die Grösse     u"    selbst verwenden.

   Man nimmt dann     eine     kleine Ungenauigkeit in Kauf.  



       Fig.    3 zeigt ein     Ausführungsbeispiel    der bereits  vorgeschlagenen Schaltung. Die     Last    L ist einerseits      an die     Mittelanzapfung    einer Gleichstromquelle 3 an  geschlossen. Mit ihrem anderen Ende ist sie an zwei  Schaltelemente 1 und 2 angeschlossen, die     ihrerseits     mit ihren freien Enden an den positiven bzw. negati  ven Pol der Gleichstromquelle 3 angeschlossen     sind.     Die Blöcke 1 und 2 deuten die Schaltelemente symbo  lisch an. Sie können in mannigfacher Weise durch be  kannte mechanische und kontaktlose     (z.B.    Ventile,  Halbleiter) Einrichtungen     verwirklicht    werden.

   Die  seitlich an den Blöcken 1 und 2 angebrachten Pfeile  deuten an, dass die Schalter steuerbar     sind.    Es ist je  weils einer der beiden Schalter durchgeschaltet und  der andere geöffnet. Die Schaltelemente werden wie  folgt gesteuert: Der über die Last L fliessende Strom       iL    wird nach entsprechender Umformung in eine ge  eignete Spannung mit den beiden     Grenzsollwerten        u,     u.     u.,    verglichen. Sobald der Strom den Wert     ul    erreicht  hat, erfolgt eine Umschaltung, sobald der Strom bis  auf den Wert     u2    gefallen ist, erfolgt die Zurückschal  tung.

   Dieser fortlaufend sich wiederholende Vorgang  ist in den Figuren 4a und 4b     abgebildet.    4b zeigt die  an der Last liegende Spannung, die identisch mit den  Schaltzuständen der beiden Schalter ist. Der Strom       ir,    bewegt sich auf Abschnitten aus     Exponentialfunk-          tionen.    Die     Exponentialfunktionen    werden durch das  Verhältnis von     Induktivität    und Wirkwiderstand des  Lastkreises bestimmt. Wenn ausnahmsweise eine reine       Wirklast    gespeist wird, können     Zusatzinduktivitäten     vorgeschaltet werden.

   Der ansteigende Ast des Stro  mes     iL    in     Fig.    4a verläuft flacher als der abfallende;  das liegt daran, dass beim Ansteigen der Strom dem  stationären Endzustand näher ist (oberer Teil der       Exponentialkurve)    als beim Abfallen. Der auf die  Last L wirkende Mittelwert der Spannung ist in     Fig.     4b mit     Ua,'        bezeichnet.    Ihm entspricht der Mittelwert  des über die Last L     fliessenden    Stromes.  



  Wenn die     Sollwertspannung    nicht konstant ist,       sondern        sinusförmig    schwankt, dann ergeben sich die  in den Figuren 5a und 5b dargestellten entsprechenden  Verhältnisse. Aus dem Sollwert     u.    werden wieder  durch Addition und     Substraktion    eines konstanten  Wertes die     Grenzsollwerte        u1    und     u.    gebildet. Dem       sinusförmig    schwankenden Mittelwert des Stromes       iL    ist ein     Oberwellenstrom    überlagert     (Fig.    5a).

   Die  an der Last liegende Spannung ist     in.        Fig.    5b darge  stellt.     Infolge    des     sinusförmig    schwankenden Schalt  zeitenverhältnisses     Tl/T2    ist der     hochfrequenten     Spannung U eine niederfrequente     Unterwellenspan-          nung        U.,'        unterlagert.    Sie bestimmt     den        sinusförmigen          Grundwellenstrom    des Verbrauchers.  



  Der Wechselrichter ist um so hochwertiger, je ge  ringer die Oberwelligkeit des Stromes ist. Die Ober  welligkeit ist um so geringer, je höher das     Verhältnis     der     Oberwellenfrequenz    zur     Grundwellenfrequenz    ist.  



  Aus     Fig.    4a erkennt man, auf welche Weise die  Oberwelligkeit herabgesetzt werden kann. Dies ist  möglich:  1. Durch Herabsetzung der im Kreis wirksamen       Induktivität        (bei    konstantem Wirkwiderstand) .    2. Durch     Verringerung    des     Abstandes    zwischen  den     Grenzsollwerten        u1    und     u2.     



  Die     Induktivität    ist im     allgemeinen    durch den  Verbraucher zwingend vorgegeben. Also lässt sich nur  durch     Zusammenrücken    der     Grenzsollwerte    die     Ober-          welligkeit    herabsetzen. Dieser Massnahme ist aber  eine obere Grenze gesetzt, die durch die Schaltge  schwindigkeit der Schaltelemente     bestimmt    ist. Die  Schaltzeiten     T,.    oder     TZ    dürfen bestimmte Mindest  werte nicht unterschreiten, wenn ein sicheres Arbeiten  der- Schaltelemente gewährleistet sein soll.  



  Der     vorliegenden    Erfindung liegt nun die Aufgabe  zugrunde, eine Anordnung zu finden, die eine weitere  Herabsetzung des     Oberwellengehaltes    ermöglicht.  



  Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfin  dung eine Einrichtung mit zwei im Schaltbetrieb ar  beitenden Wechselrichtern vorgeschlagen, die dadurch  gekennzeichnet ist, dass zwei Wechselrichter zuein  ander parallel geschaltet sind und über eine gemein  same Saugdrossel auf den Verbraucher arbeiten, wo  bei der obere     Grenzsollwert    des einen Wechselrichters  selbsttätig so gesteuert wird.     dass    die entsprechenden  Umschaltungen beider Wechselrichter gegeneinander  auf zeitliche Mittellage verschoben sind.

   Zur Erzie  lung der zeitlichen Mittellage wird eine Steuerung vor  geschlagen, die dadurch gekennzeichnet sein     kann,     dass vom Augenblick der durch den oberen     Grenz-          sollwert    bedingten Umschaltung des einen Systems an  dieser     Grenzsollwert    um     einen    zeitlich linear anwach  senden Wert vergrössert wird, vom Zeitpunkt der ent  sprechenden Umschaltung des andern Systems an  wieder zeitlich linear verkleinert wird und im Zeit  punkt der nächsten durch ihn selbst bedingten Um  schaltung wieder auf den     unmodifizierten    Wert zu  rückgeführt wird.  



  Ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung nach der  Erfindung ist in     Fig.    6 dargestellt.     In    ihr sind zwei  Wechselrichter la, 2a und     1b,    2b der anhand der  Figuren 3-5 erläuternden Art parallel geschaltet und  durch     eine    Saugdrossel 4 miteinander verbunden. Die  Last L ist an die     Mittenanzapfungen    der Gleichspan  nungsquelle 3 und der Saugdrossel 4     angeschlossen.     



  Die Steuerung dieser     Wechselrichteranordnung    soll  anhand der Figuren     7a-7e        erläutert    werden. Wie in  Figur 4b und 4a wird des leichteren Verständnisses  wegen wieder eine in ihren Augenblickswerten kon  stante     Sollwertspannung        u9    angenommen.

   In     Fig.    7a  sind die     Grenzsollwerte        u1    und     u2    des aus den Schalt  elementen la und 2a bestehenden Wechselrichters       abgebildet.    Zwischen den beiden Grenzen schwankt  der im linken Teil der Saugdrossel 2 fliessende Strom       iLa.    Der Einfachheit halber sind die     exponentiellen        Ver-          läufe    durch Geraden ersetzt.     Fig.    7c zeigt die ent  sprechenden Grössen für den aus den Schaltelementen       1b    und 2b bestehenden Wechselrichter.

   Bei diesem  Wechselrichter ist nun der obere     Grenzsollwert        u1'     steuerbar.     In        Fig.    7b sind die Schaltzustände der  Schaltelemente la und 2a dargestellt, in     Fig.    7d der  Schaltzustand der     Schaltelemente        1b    und 2b. Die  Figuren 7b und 7d beschreiben gleichzeitig die Span-           nungen    der Punkte b und c gegenüber dem Punkte  d     (Fig.    6).  



  Im linken Teil der     Fig.    7c wird von einem kon  stanten oberen     Grenzsollwert    u,' ausgegangen. Die  Steuerung setzt im Zeitpunkte     tb,        ein.    In diesem Zeit  punkte findet eine Umschaltung des Schaltelementen  paares     1b    und 2b statt. Von diesem Zeitpunkte an  wird der obere     Grenzsollwert    u,' um einen zeitlich  linear anwachsenden Wert vergrössert.

   Diese Ver  grösserung wird so lange fortgesetzt, bis eine durch  den oberen     Grenzsollwert        u,        bedingte    Umschaltung  des anderen Systems l11, 211 stattfindet (Zeitpunkt     t112).     Von diesem     Zeitpunkte    an wird der linear anwach  sende obere     Grenzsollwert    des Systems     1b,    2b wieder  zeitlinear verkleinert.

   Dieser Vorgang wird so lange       fortgesetzt,    bis der ansteigende Strom     iLb    den kleiner  werdenden     Grenzsollwert        u1'    erreicht (Zeitpunkt     tb2).     Mit der in diesem Augenblick erfolgenden Umschal  tung des     Systems        1b,    2b wird auch der obere     Grenz-          sollwert        u1'    wieder auf den     unmodifizierten    Wert zu  rückgeführt, also auf den Wert, der sich durch Addi  tion der konstanten Spannung zu dem Sollwert     u5    er  gibt (Punkt e im Zeitpunkt     tb2)

  .    Der eben beschriebene  Vorgang wiederholt sich fortlaufend. Auf diese Weise  spielt sich das System     1b,    2b mit seinen Umschaltun  gen auf die zeitliche     Mittenlage    des Systems l11, 211       ein.     



  Die Spannung an der Last L ergibt sich durch  Bildung der Differenz der     Spannungen    nach     Fig.    7b  und 7d. Sie ist in     Fig.    7e dargestellt. Im linken Teil  von     Fig.    7e,     also    zu der     Zeit    zu der eine zeitliche       Mittenlage    der Umschaltungen beider Systeme noch  nicht erreicht ist, enthält die Spannung noch negative       Anteile.    Im rechten Teil ist die an der Last liegende  Spannung für den Fall dargestellt,     dass    eine zeitliche       Mittenlage    der Umschaltungen beider Systeme vor  liegt.

   Bei gleichen Schaltzeiten     T1    und     T.    ist die Ober  welligkeit der Ausgangsspannung bei dem Wechsel  richter bedeutend geringer als bei dem Wechselrichter  nach     Fig.    3. Die Ausgangsspannung des Wechsel  richters nach     Fig.    3 ist, immer unter Zugrundelegung  gleicher Schaltzeiten     T1    und     T2,    mit dem Verlauf von  Figur 7b bzw. 7d identisch. Durch Vergleich der Figu  ren 7e und 7d erkennt man, dass nicht nur die Fre  quenz der Oberwellen durch die Anordnung auf das  Doppelte erhöht wird, sondern dass auch die Ampli  tude der Oberwellen etwa auf den halben Wert herab  gesetzt wird.

   Der     Oberwellengehalt    des über die Last       fliessenden    Stromes, der in den Figuren nicht abge  bildet ist, ist also auf etwa ein Viertel des bei der be  reits vorgeschlagenen Anordnung vorhandenen Strom  oberwellengehalts gesunken.  



       In    den Figuren 711 - 7e wurde eine in den Augen  blickswerten konstante Sollspannung     us    zugrunde ge  legt. Wenn die Sollspannung     us    eine     zeitlich    veränder  liche Spannung ist, dann spielen sich die     Vorgänge     ganz entsprechend ab. Auf die Darstellung im einzel  nen wird wegen der     Kompliziertheit    verzichtet. Sie er  gibt sich aus den Figuren 711 - 7e genauso wie die Der-    Stellung in den Figuren 5a und 5b aus den Figuren  4a und 4b.  



  Die erläuterte Steuerung des oberen     Grenzsollwer-          tes    kann in entsprechender Weise auch auf den unte  ren     Grenzsollwert    angewendet werden. Es können  auch beide     Grenzsollwerte    eines Systems gleichzeitig  gesteuert werden. Schliesslich können auch die     Grenz-          sollwerte    beider Systeme steuerbar sein.  



  Die selbsttätig ablaufende Steuerung der     Grenz-          sollwerte    wird dadurch stabil, dass man nach jeder  durch die steuerbare Grenze bedingte Umschaltung  diesen     Grenzsollwert    auf den     unmodifizierten        Grenz-          sollwert    zurückführt     (Punkt    e in     Fig.    7c).  



  Die beschriebene Steuerung des     Grenzsollwertes     kann dadurch bewirkt werden, dass mit den Schalt  impulsen von den beiden Systemen eine bistabile     Kipp-          stufe    betrieben wird, die     z.B.    über einen     Miller-Inte-          grator    zu der gewünschten     Sägezahnkurve    integriert  wird. Der Schaltimpuls des Systems     1b,    2b führt     aus-          serdem    die Kippstufe durch Entladung des     Integra-          tionskondensators    auf den normalen Ausgangspunkt  zurück.  



  Die gezeigte Anordnung benötigt eine grössere Zahl  von Schaltelementen. Dieser     geringfügige    Nachteil  verschwindet dort völlig, wo ohnehin mit Rücksicht  auf die Stromstärken mit mehreren parallelen Schalt  elementen gearbeitet wird.  



  Wenn die Anordnung nach der Erfindung zur       Speisung    eines Motors verwendet wird, dann ist für  jede Phasenwicklung eine Anordnung nach     Fig.    6 er  forderlich. Gerade bei Motoren ist es sehr wichtig,  dass der     Oberwellengehalt    der speisenden Spannung  bzw. des speisenden Stromes klein ist. Geht man davon  aus, dass ein     bestimmter        Oberwellengehalt    nicht über  schritten werden darf, so ist hierdurch     eine    Grenze  für die Frequenz gesetzt bis zu der der Wechselrichter  verwendbar ist. Diese Grenze wird bei der beschrie  benen Einrichtung erheblich nach oben verschoben.

    Das bedeutet,     dass    bei der Speisung eines Motors  der einstellbare Drehzahlbereich erheblich     vergrössert     wird.



  Device with two inverters working in switching mode Inverters working in switching mode are known. These consist of two controllable switching elements (e.g. transistors) that alternately switch the direct voltage to the alternating current consumer with different polarity. The output voltage of such an inverter is shown in FIG. 1.

    During time T1, one element is energized, while the other element is switched on during time TZ. The times T1 and T2 are the same. The disadvantage of this known inverter is that the amplitude of the output voltage is constant, while a change in the switching frequency is required to change the frequency.

   This disadvantage is particularly unpleasant with the variable-frequency supply of a consumer consisting of an iron inductance (e.g. AC motor). With regard to saturation and utilization, these consumers are to be fed in such a way that the ratio of amplitude and frequency, i.e. the voltage-time area of the feeding voltage, is constant.



  To eliminate this disadvantage, an inverter has already been proposed (Swiss Patent 409 116) which differs from the known inverter described above as follows: The switching frequency of the inverter is very high compared to the frequency with which the consumer is to be fed. The ratio of the switching times TI / T is no longer constant and equal to 1, but can be controlled. This ratio is controlled as a function of the instantaneous values of a target voltage.

    This nominal voltage is usually a sinusoidal voltage, so that the pulse width ratio (switching time ratio) T, / T, changes sinusoidally. Fig. 2 shows these relationships. The mean value of the square-wave output voltage U, is no longer, as in FIG. 1, constant and equal to zero, but it changes sinusoidally. That means,

   that the high-frequency output voltage U "is subordinated to a sinusoidal sub-wave voltage U8 '. This sub-wave voltage feeds the consumer. The high-frequency harmonics are largely suppressed either by the inductance of the consumer itself or by upstream filter circuits.



  The present invention relates to a further development of the above-described, already proposed inverter.



  In order to understand the invention, it is first necessary to control the pulse width ratio, i. of the switching elements. This is done using FIGS. 3, 4a, 4b, 5a and 5b. It was found that the inverter is controlled by the instantaneous values of a target voltage. For the sake of simplicity, a constant value is initially assumed as the target voltage.



  It is shown in dashed lines in Fig. 4a and with u. designated. From this setpoint u. an upper and a lower limit setpoint u1 and u are formed by adding and subtracting a direct current value. You can also be satisfied with the addition or subtraction and use the variable u "itself as the second limit setpoint.

   You then accept a small inaccuracy.



       Fig. 3 shows an embodiment of the circuit already proposed. The load L is on the one hand closed to the center tap of a direct current source 3. At its other end it is connected to two switching elements 1 and 2, which in turn are connected with their free ends to the positive or negative pole of the direct current source 3. Blocks 1 and 2 indicate the switching elements symbolically. They can be implemented in many ways using known mechanical and contactless (e.g. valves, semiconductors) devices.

   The arrows on the side of blocks 1 and 2 indicate that the switches can be controlled. One of the two switches is switched on and the other is open. The switching elements are controlled as follows: The current iL flowing through the load L is converted into a suitable voltage with the two limit setpoints u, u. u., compared. As soon as the current has reached the value ul, a switchover takes place; as soon as the current has fallen to the value u2, the switchback takes place.

   This continuously repeating process is shown in FIGS. 4a and 4b. 4b shows the voltage across the load, which is identical to the switching states of the two switches. The current ir, moves on sections of exponential functions. The exponential functions are determined by the ratio of inductance and effective resistance of the load circuit. If, as an exception, a pure active load is fed, additional inductances can be connected upstream.

   The rising branch of the current iL in Fig. 4a is flatter than the falling; This is due to the fact that when the current rises, it is closer to the stationary end state (upper part of the exponential curve) than when it falls. The mean value of the voltage acting on the load L is denoted by Ua, 'in FIG. 4b. The mean value of the current flowing through the load L corresponds to it.



  If the setpoint voltage is not constant but fluctuates sinusoidally, the corresponding relationships shown in FIGS. 5a and 5b result. From the setpoint u. the limit setpoints u1 and u are again set by adding and subtracting a constant value. educated. A harmonic current is superimposed on the sinusoidally fluctuating mean value of the current iL (FIG. 5a).

   The voltage across the load is shown in FIG. 5b. As a result of the sinusoidally fluctuating switching time ratio Tl / T2, the high-frequency voltage U is subordinated to a low-frequency undersave voltage U., '. It determines the sinusoidal fundamental wave current of the consumer.



  The lower the ripple of the current, the higher the quality of the inverter. The higher the ratio of the harmonic frequency to the fundamental frequency, the lower the harmonic ripple.



  From Fig. 4a it can be seen in which way the harmonic ripple can be reduced. This is possible: 1. By reducing the inductance effective in the circuit (with constant effective resistance). 2. By reducing the distance between the limit setpoints u1 and u2.



  The inductance is generally prescribed by the consumer. So the harmonic can only be reduced by moving the limit setpoints closer together. This measure has an upper limit, which is determined by the speed of the switching elements. The switching times T ,. or TZ must not fall below certain minimum values if safe operation of the switching elements is to be guaranteed.



  The present invention is now based on the object of finding an arrangement which enables the harmonic content to be further reduced.



  To solve this problem, a device with two inverters working in switching operation is proposed according to the invention, which is characterized in that two inverters are connected in parallel to one another and work on the consumer via a common suction throttle, where the upper limit setpoint of the an inverter is controlled automatically in this way. that the corresponding switchovers of both inverters are shifted against each other to the temporal middle position.

   To achieve the temporal middle position, a control is proposed which can be characterized in that from the moment the one system is switched over due to the upper limit setpoint, this limit setpoint is increased by a value that increases linearly over time speaking switchover of the other system is again reduced linearly in time and at the time of the next switchover caused by itself is returned to the unmodified value.



  An embodiment of the device according to the invention is shown in FIG. In it, two inverters 1 a, 2 a and 1 b, 2 b of the type explained with reference to FIGS. 3-5 are connected in parallel and connected to one another by a suction throttle 4. The load L is connected to the center taps of the DC voltage source 3 and the suction throttle 4.



  The control of this inverter arrangement will be explained with reference to FIGS. 7a-7e. As in FIGS. 4b and 4a, a setpoint voltage u9 that is constant in its instantaneous values is assumed for the sake of easier understanding.

   In Fig. 7a, the limit setpoints u1 and u2 of the inverter consisting of the switching elements la and 2a are shown. The current iLa flowing in the left part of the suction throttle 2 fluctuates between the two limits. For the sake of simplicity, the exponential curves are replaced by straight lines. Fig. 7c shows the corresponding sizes for the inverter consisting of the switching elements 1b and 2b.

   With this inverter, the upper limit setpoint u1 'can now be controlled. In Fig. 7b the switching states of the switching elements la and 2a are shown, in Fig. 7d the switching state of the switching elements 1b and 2b. FIGS. 7b and 7d simultaneously describe the stresses at points b and c with respect to point d (FIG. 6).



  In the left part of FIG. 7c, a constant upper limit setpoint u, 'is assumed. The control starts at time tb. At this point in time, the switching element pairs 1b and 2b are switched over. From this point in time on, the upper limit setpoint u, 'is increased by a value that increases linearly over time.

   This enlargement is continued until a switchover of the other system 11, 211, caused by the upper limit setpoint u, takes place (time t112). From this point in time on, the upper limit setpoint of the system 1b, 2b, which increases linearly, is again reduced linearly over time.

   This process is continued until the increasing current iLb reaches the decreasing setpoint value u1 '(time tb2). When the system 1b, 2b is switched over at this moment, the upper limit setpoint u1 'is also returned to the unmodified value, i.e. to the value that results from adding the constant voltage to the setpoint u5 ( Point e at time tb2)

  . The process just described is repeated continuously. In this way, the system 1b, 2b and its switchover conditions play in the middle position of the system l11, 211.



  The voltage at the load L results from the formation of the difference between the voltages according to FIGS. 7b and 7d. It is shown in Fig. 7e. In the left-hand part of FIG. 7e, that is to say at the time at which a mid-point position of the switchover of both systems has not yet been reached, the voltage still contains negative components. The right-hand part shows the voltage applied to the load in the event that the switchovers between the two systems are in the middle.

   With the same switching times T1 and T. the ripple of the output voltage in the inverter is significantly lower than in the inverter according to FIG. 3. The output voltage of the inverter according to FIG. 3 is always based on the same switching times T1 and T2, with the Course of Figure 7b and 7d is identical. By comparing Figures 7e and 7d, it can be seen that not only is the frequency of the harmonics doubled by the arrangement, but that the amplitude of the harmonics is also reduced to approximately half the value.

   The harmonic content of the current flowing through the load, which is not shown in the figures, has fallen to about a quarter of the current harmonic content present in the arrangement already proposed.



       In FIGS. 711-7e, a target voltage us that is constant at the moment was taken as the basis. If the nominal voltage us is a voltage that changes over time, the processes take place accordingly. The details are not shown because of the complexity. It results from FIGS. 711-7e just like the der position in FIGS. 5a and 5b from FIGS. 4a and 4b.



  The explained control of the upper limit setpoint can also be applied in a corresponding manner to the lower limit setpoint. It is also possible to control both limit setpoints of a system at the same time. Finally, the limit setpoints of both systems can also be controllable.



  The automatic control of the limit setpoints becomes stable in that after each switchover caused by the controllable limit, this limit setpoint is returned to the unmodified limit setpoint (point e in FIG. 7c).



  The described control of the limit setpoint can be achieved by operating a bistable multivibrator with the switching pulses from the two systems, which e.g. is integrated into the desired sawtooth curve via a Miller integrator. The switching pulse of the system 1b, 2b also leads the trigger stage back to the normal starting point by discharging the integration capacitor.



  The arrangement shown requires a larger number of switching elements. This minor disadvantage disappears completely wherever several parallel switching elements are used with regard to the current strengths.



  If the arrangement according to the invention is used to feed a motor, then an arrangement according to FIG. 6 is required for each phase winding. With motors in particular, it is very important that the harmonic content of the supply voltage or supply current is low. Assuming that a certain harmonic content may not be exceeded, this sets a limit for the frequency up to which the inverter can be used. This limit is shifted significantly upwards in the facility described.

    This means that the adjustable speed range is increased considerably when a motor is supplied.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Einrichtung mit zwei im Schaltbetrieb arbeitenden Wechselrichtern, bei der das Schaltzeitenverhältnis beider steuerbaren Schaltelemente eines Wechselrich ters in Abhängigkeit der Augenblickswerte einer Soll wertspannung gesteuert wird, indem durch Addition und Subtraktion eines konstanten Wertes zur Soll wertspannung eine obere und untere Sollwertgrenz- spannung gebildet wird und beim Überschreiten der oberen bzw. PATENT CLAIM Device with two inverters operating in switching mode, in which the switching time ratio of the two controllable switching elements of an inverter is controlled as a function of the instantaneous values of a setpoint voltage by adding and subtracting a constant value from the setpoint voltage to form an upper and lower setpoint limit voltage and when crossing the upper resp. Unterschreiten der unteren Sollwert- grenzspannung durch eine dem Laststrom proportio- nale Spannung eine Umschaltung erfolgt, dadurch ge kennzeichnet, dass die zwei Wechselrichter (l11, 211 und 1b, 2b) zueinander parallel geschaltet sind und über eine gemeinsame Saugdrossel (4) auf den Verbraucher (L) arbeiten, wobei der obere Grenzsollwert des einen Wechselrichters selbsttätig so gesteuert wird, If the voltage drops below the lower setpoint limit voltage due to a voltage proportional to the load current, a switchover takes place, characterized in that the two inverters (11, 211 and 1b, 2b) are connected in parallel to one another and to the consumer via a common suction throttle (4) (L) work, whereby the upper limit setpoint of one inverter is controlled automatically so dass die entsprechenden Umschaltungen beider Wechselrichter gegeneinander auf zeitliche Mittellage verschoben sind. UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass vom Augenblick der durch den oberen Grenzsollwert bedingten Umschaltung des einen Systems an (tbl) that the corresponding switchovers of both inverters are shifted against each other to the temporal middle position. SUBClaims 1. Device according to patent claim, characterized in that from the moment of the switchover of one system caused by the upper limit setpoint (tbl) dieser Grenzsollwert um einen zeitlich linear anwachsenden Wert vergrössert wird, vom Zeitpunkt der entsprechenden Umschaltung des anderen Systems an (tat) wieder zeitlich linear ver kleinert wird und im Zeitpunkt der nächsten durch ihn selbst bedingten Umschaltung (tb2) wieder auf den unmodifizierten Wert zurückgeführt wird (e). 2. this limit setpoint is increased by a value that increases linearly over time, is decreased linearly again in time from the time of the corresponding switchover of the other system (tat) and is returned to the unmodified value at the time of the next switchover caused by itself (tb2) ( e). 2. Einrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Grenzsollwert eines Systems gesteuert wird. 3. Einrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass beide Grenzsollwerte eines Systems gesteuert werden. 4. Einrichtung nach den Unteransprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzsollwert- steuerung an beiden Wechselrichtersystemen durch geführt wird. Device according to dependent claim 1, characterized in that the lower limit setpoint of a system is controlled. 3. Device according to dependent claim 1, characterized in that both limit setpoints of a system are controlled. 4. Device according to the dependent claims 1, 2 or 3, characterized in that the limit setpoint control is carried out on both inverter systems.
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