Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Anordnung und einem Verfahren nach den unabhängigen Ansprüchen 1 und 15. Eine Anordnung dieser Art ist aus der DE-OS 4 128 803 bekannt. Sie besteht aus einem Netzgleichrichter, welcher einen Gleichspannungszwischenkreis versorgt, an den mehrere Wechselrichter angeschlossen sind. Der Netzgleichrichter ist so ausgelegt, dass seine Leistungsfähigkeit der maximalen Summe der gleichzeitig von den Wechselrichtern aufgenommenen Leistungen entspricht. Zur Glättung von Spannungsspitzen sind in den Zwischenkreissträngen Drosseln angeordnet. Diese tragen zwar in geringem Masse auch zur Vermeidung einer Überlastung des Gleichrichters bei. Grundsätzlich wird jedoch bei dieser bekannten, insbesondere zur Anwendung in Maschinen konzipierten Anordnung vorausgesetzt, dass die einzelnen Wechselrichter alternierend mit hoher und niedriger Leistung betrieben werden.
Ist die zeitliche Verteilung der Leistungsaufnahmen durch die Wechselrichter im Voraus nicht bekannt, oder ist der Fall vorzusehen, dass mehrere der Wechselrichter zur selben Zeit mit höchster Leistung betrieben werden, muss ein auf die Summe der maximalen Leistungen des Wechselrichters ausgelegter Gleichrichter eingesetzt werden. Wird ein zu klein dimensionierter Gleichrichter eingesetzt, kann dieser zwar kurzzeitigen Überlastungen in der Regel standhalten. Länger andauernde Überlastungen führen dagegen im Allgemeinen über vorhandene Schutzvorrichtungen zum Abschalten der gesamten Anlage. Andererseits ist eine Überdimensionierung aus wirtschaftlichen Gründen nicht erwünscht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Umrichter mit mehreren von demselben Zwischenkreis gespeisten Antrieben dahin weiterzubilden, dass das Auftreten länger andauernder Überlastungen sowie kurzzeitiger externer Lastspitzen im Gleichrichter vermieden wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung und ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 und 15. Eine erfindungsgemässe Anordnung gestattet es durch Überwachung der Auslastung - das heisst das Verhältnis der momentanen zur jeweils maximal möglichen Leistung - der Gleichrichtereinheit zuverlässig deren Überlastung zu vermeiden. Zugleich wird damit das Abschalten der gesamten Anlage wegen Überlastung vermieden. Die Gleichrichtereinheit kann dadurch stets an ihrer Leistungsgrenze betrieben und somit optimal ausgenutzt werden. Dies wiederum erlaubt eine verhältnismässig kleine und deshalb kostengünstige Realisierung der Gleichrichtereinheit.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmässige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Von Vorteil ist es, jeder Wechselrichtereinheit ein der ermittelten Auslastung der Gleichrichtereinheit entsprechendes Signal mitzuteilen, damit diese die von ihr aus dem Zwischenkreis aufgenommene beziehungsweise die in diesen zurückgespeiste Leistung auf die mitgeteilte Auslastung der Gleichrichtereinheit abstimmen kann. Im Falle einer Überlastung erfolgt die Abstimmung zweckmässig, indem jede Wechselrichtereinheit die von ihr aus dem Zwischenkreis aufgenommene beziehungsweise in diesen zurückgespeiste Leistung verringert. Sinnvoll wird die Abstimmung der Wechselrichtereinheiten auf die Gleichrichterleistung durch eine übergeordnete Steuerung koordiniert, der hierzu im Überlastungsfall ein Warnsignal übermittelt wird.
Zur Bestimmung der jeweils aktuellen Auslastung der Gleichrichtereinheit werden vorteilhaft 2- oder 3-phasig der Strom, die Temperatur der in der Gleichrichtereinheit vorhandenen Kühlkörper, die Temperatur der Umgebung und die Schaltfrequenz der Leistungshalbleiter im Gleichrichter herangezogen. Weiterhin empfiehlt es sich, die Sperrschichttemperatur der Leistungshalbleiter zu berücksichtigen, welche vorteilhaft mithilfe eines mathematischen Modells ermittelt wird.
Besonders vorteilhaft ist ferner, die Phasenleitungen des Netzanschlusses einzeln auf Ausfall zu überwachen. Bei einphasigem Netzausfall, Ausfall eines Leistungshalbleiters oder Ausfall eines von mehreren parallel geschalteten Gleichrichtern wird die Anlage nicht abgeschaltet, sondern mit verminderter Leistung weiterbetrieben.
Zweckmässig sind die Mittel zum Bestimmen der Auslastung der Gleichrichtereinheit direkt in dieser angeordnet. Das die Auslastung bezeichnende Signal ist sinnvollerweise ein Digitalsignal, welches über eine Busleitung den Wechselrichtereinheiten zugeführt wird. Besonders vorteilhaft ist dabei, das Auslastungssignal als Pulsdauer zu codieren, wobei die Länge des Pulses der Auslastung entspricht.
Bevorzugt angewendet wird die vorgeschlagene Anordnung zur Versorgung der Antriebe einer numerisch gesteuerten Maschine.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Zeichnung
Die Figur zeigt einen erfindungsgemässen Umrichter.
Beschreibung
Der in der Figur dargestellte Umrichter ist über eine Gleichrichtereinheit 1 mit einem, im Allgemeinen dreiphasigen, Wechselstromnetz 2 verbunden. Die Ausgangsseite der Gleichrichtereinheit 1 speist einen Gleichspannungszwischenkreis 3. Zur Stabilisierung der Zwischenkreisspannung können Glättungsmittel 4, in der Figur beispielhaft ein Kondensator, vorgesehen sein. An den Zwischenkreis 3 sind mehrere Wechselrichter 6 angeschlossen, die ausgangsseitig jeweils einen vorzugsweise kollektorlosen Elektromotor 7, insbesondere einen Servoantrieb vorsorgen. Gleichrichtereinheit 1 und Wechselrichter 6 sind zweckmässig so ausgeführt, dass der Umrichter auch als Rückspeiseumrichter betreibbar ist.
Hauptbestandteile der Gleichrichtereinheit 1 wie der Wechselrichter 6 sind Leistungshalbleiter, welche über die Signalleitung 11 im Falle der Gleichrichtereinheit, beziehungsweise über die Signalleitung 10 im Falle der Wechselrichter 6 angesteuert werden. Zur Erzeugung der Ansteuersignale sind der Gleichrichtereinheit 1 eine Steuereinheit 8, den Wechselrichtern 6 jeweils ein Steuermodul 5 zugeordnet. Gleichrichtereinheit 1 und zugehörige Steuereinheit 8 sind häufig als bauliche Einheit in Form eines Versorgungsmoduls VM realisiert, Wechselrichter 6 und Steuermodul 5 bilden eine Wechselrichtereinheit.
Zweckmässig verfügen Steuereinheit 8 und Steuermodule 5 jeweils über eine digitale Signale verarbeitende Einrichtung in Form zum Beispiel eines Mikroprozessors oder eines anwenderspezifischen integrierten Schaltkreises zur Verarbeitung beziehungsweise Erzeugung der ein- und ausgehenden Signale, die im Folgenden als Mikrorechner bezeichnet wird. Die Ansteuerung der Wechselrichtereinheiten erfolgt vorzugsweise durch pulsweitenmodulierte Signale. Steuermodule 5 und Steuereinheit 8 sind über eine Busleitung 12 miteinander sowie mit einer übergeordneten Steuerung 9, insbesondere einer NC verbunden. Letztere beinhaltet ebenfalls einen eigenen Mikrorechner.
Zur Steuerung des Umrichterbetriebes sind im Bereich des Versorgungsmodules VM mehrere Sensoren vorgesehen. An wenigstens einem zur Kühlung der Leistungsbauelemente dienenden Kühlkörper 16 in der Gleichrichtereinheit 1 sowie in dem das Versorgungsmodul VM umgebenden Raum befinden sich Temperatursensoren 14, 17. Weiterhin sind am Zwischenkreis 3 eine Einrichtung 13 zur Erfassung der Spannung im Zwischenkreis sowie an den einzelnen Phasen des Wechselstromanschlusses 2 eine Einrichtung 15 zur Überwachung der Phasen auf Ausfall angeordnet.
Die dargestellte Anordnung weist die nachfolgend beschriebene Funktionsweise auf. Das Versorgungsmodul VM bestimmt fortlaufend seine Auslastung und übermittelt ein der festgestellten Auslastung entsprechendes Signal A an die Steuermodule 5 der Wechselrichter 6. Hierfür ermittelt die Steuereinheit 8 zunächst die aktuelle Ist-Leistung des Versorgungsmoduls VM. Sie erfasst dazu zum einen über Sensoren 15 den in den Netzphasen 2 fliessenden Strom. Wird die Zwischenkreisspannung als konstant angesehen, entspricht der von den Sensoren 15 gelieferte Messwert bereits der augenblicklichen Leistung der Gleichrichtereinheit 1.
Des Weiteren ermittelt die Steuereinheit 8 den Wert der zu einem Betriebszeitpunkt maximal möglichen Leistung der Gleichrichtereinheit 1. Dazu erfasst sie über einen oder mehrere Sensoren 17 die Temperatur wenigstens eines Kühlkörpers 16, mittels dessen bzw. derer die in der Gleichrichtereinheit 1 angeordneten Leistungshalbleiter gekühlt werden, sowie über einen Sensor 14 die Umgebungstemperatur. Weiterhin berücksichtigt sie abgespeicherte Leistungshalbleiterdaten, insbesondere Kennwerte für die Berechnung der Sperrschichttemperatur. Aufgrund der von den Sensoren 14, 17 erhaltenen Messwerte und der gespeicherten Daten der Leistungshalbleiter ermittelt die Steuereinheit 8 den Wert der Sperrschichttemperatur der Leistungshalbleiter. Diesen vergleicht sie mit einem halbleiterspezifischen, in der Regel herstellerseitig vorgegebenen Maximalwert für die Sperrschichttemperatur.
Aus der Differenz beider Werte ergibt sich direkt die zu einem Betriebszeitpunkt maximal erlaubte Leistung. Deren Wert verändert sich während des Betriebes, vor allem infolge der zunehmenden Erwärmung der in der Gleichrichtereinheit 1 vorhandenen Leistungshalbleiter, welche wiederum eine Folge des durch die Leistungshalbleiter fliessenden Stroms beziehungsweise der hohen Schaltfrequenz ist. Die Auslastung der Gleichrichtereinheit 1 ergibt sich nun durch Vergleich des zu einem beliebigen Betriebszeitpunkt für die Gleichrichtereinheit ermittelten Ist-Leistungswert mit dem Wert der für die Gleichrichtereinheit 1 zu diesem Zeitpunkt erlaubten maximalen Leistung.
Den für die Auslastung ermittelten Wert übermittelt die Steuereinheit 8 in Form eines digitalen Signales A über den Datenbus 12 an die den Wechselrichtern 6 zugeordneten Steuermodule 5. Diese beziehen den übermittelten Wert in die Erzeugung der Ansteuersignale ein. Zeigt das Auslastungssignal A an, dass die Gleichrichtereinheit 1 überlastet ist, leiten die in den Steuermodulen 5 vorhandenen Mikrorechner Massnahmen ein, um den Überlastungszustand in einen Normalzustand zurückzuführen. Dies kann zum Beispiel durch Reduzierung der von bestimmten Antrieben aus dem Zwischenkreis aufgenommenen bzw. an diesen abgegebenen Leistung, durch gleichmässige Reduzierung der Leistung aller Antriebe oder auch durch gezieltes generatorisches Betreiben eines Antriebs erfolgen.
Die Koordination der Massnahmen zur Rückführung eines Überlastzustandes erfolgt zweckmässig durch die übergeordnete Steuerung 9, welcher das Auslastungssignal A ebenfalls mitgeteilt wird. Sinnvoll ist es, bezüglich der Leistungen der Gleichrichtereinheit 1 und/oder der Wechselrichtereinheiten 5, 6 eine Trenderkennung durchzuführen, mit dem Ziel, Überlastzustände beziehungsweise Lastspitzen bereits während ihrer Entstehung zu erkennen. Sie wird in einfacher Weise durch Beobachtung der Änderung der Leistung bezogen auf ein vorgegebenes Zeitintervall, oder anders ausgedrückt durch zeitliche Differentiation der Leistung realisiert.
Befindet sich die Gleichrichtereinheit 1 bereits nahe an der maximal möglichen Auslastung, und weist der Leistungsbedarf dennoch steigende Tendenz auf, leiten die Steuermodule 5, noch bevor ein Überlastzustand tatsächlich eintritt, Massnahmen ein, um die Leistung in der Gleichrichtereinheit 1 nicht weiter zu erhöhen.
Kann eine Rückführung eines Überlastzustandes der Gleichrichtereinheit 1 nicht innerhalb einer für die Dauer eines solchen Überlastzustandes zulässigen Höchstzeit erfolgen, werden die Antriebe 7, vorzugsweise kontrolliert durch die übergeordnete Steuerung 9, in einen sicheren Haltezustand gebracht.
Um einen Umrichter möglichst optimal, das heisst nahe an seiner zulässigen Nennleistung betreiben zu können, ist es vorteilhaft, möglichst viele der die aktuelle Leistungsfähigkeit der Gleichrichtereinheit 1 bestimmenden Parameter zu erfassen. Weitere zweckmässig erfasste und bei der Bestimmung der jeweils maximal möglichen Leistungsfähigkeit berücksichtigte Parameter sind zum Beispiel die Schaltfrequenz der Leistungshalbleiter und/oder die Zwischenkreisspannung. Weitere zweckmässige berücksichtigte feste Parameter sind vor allem die thermischen Übergangswiderstände zwischen Leistungshalbleitern und Kühlkörpern sowie zwischen Kühlkörpern und Umgebungsluft.
Als besonders vorteilhaft hat es sich ferner erwiesen, zusätzlich die Phasen des Netzanschlusses 2 der Gleichrichtereinheit einzeln auf Ausfall zu überwachen. Zweckmässig dient hierzu der zur Ermittlung der Ist-Leistung ohnehin vorhandene Stromsensor 15. Ebenso gut kann aber auch ein - dann eigenständiger - Spannungssensor eingesetzt sein. Das vom Sensor 15 abgegebene Signal wertet die Steuereinheit 8 daraufhin aus, ob in allen Phasen des Netzanschlusses 2 ein vorgegebener Mindeststrom fliesst bzw. eine Mindestspannung anliegt.
Da der Ausfall einer Netzphase eine plötzliche Reduzierung der maximal möglichen Leistung der Gleichrichtereinheit um etwa ein Drittel zur Folge hat, und somit in der Regel sofort zu einem Zustand deutlicher Überlastung fährt, erzeugt die Steuereinheit 8 im Falle eines festgestellten Ausfalles einer Netzphase zweckmässig ein gesondertes Signal, zum Beispiel in Form einer besonderen Codierung, welches sie der übergeordneten Steuerung 9 sowie den den Wechselrichtereinheiten 6 zugeordneten Steuermodulen 5 mitteilt.
In einer Variante des vorgeschlagenen Umrichters wird der Momentanleistungbedarf der Gleichrichtereinheit 1 nicht aufgrund der Erfassung des in den Netzphasen 2 anliegenden Stromes beziehungsweise der anliegenden Spannung bestimmt. Stattdessen übermitteln die Steuermodule 5 der Steuereinheit 8 jeweils einen dem Ausgangsstrom und somit der Leistung des zugeordneten Wechselrichters 6 entsprechenden Signalwert A min . Einfache Addition der übermittelten Signalwerte liefert der Steuereinheit 8 die augenblickliche Ist-Leistung der Gleichrichtereinheit 1. Zweckmässig erfolgt die Übermittlung der Leistungen der Wechselrichter 6 an die Steuereinheit 8 in Form pulsweitenmodulierter beziehungsweise zeitcodierter Signale. Dabei entspricht die Dauer eines Signals der von der sendenden Wechselrichtereinheit aus dem Zwischenkreis 3 aufgenommenen Leistung.
Die Übermittlung der Leistungssignale von den Wechselrichtereinheiten 6 an das Versorgungsmodul VM erfolgt zweckmässig jeweils zu einem festgelegten Zeitpunkt, zum Beispiel dem Stromreglertakt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Steuermodule 5 die Leistungs-Signalwerte bereits im Voraus aufgrund interner Information sowie durch Vorausberücksichtigung von Betriebssollwerten, welche sie über die Busleitung 12 zum Beispiel von einer NC 9 erhalten, ermitteln und der Steuereinheit 8 mitteilen. Dieser ist dadurch der Leistungsbedarf der Gesamtanlage vor seinem tatsächlichen physikalischen Anfall bekannt. Eine solche voreilende Leistungsbedarfsermittlung kann vorteilhaft für eine Vorsteuerung der Gleichrichtereinheit genutzt werden.
State of the art
The invention is based on an arrangement and a method according to independent claims 1 and 15. An arrangement of this type is known from DE-OS 4 128 803. It consists of a line rectifier, which supplies a DC link to which several inverters are connected. The grid rectifier is designed so that its performance corresponds to the maximum sum of the power consumed by the inverters at the same time. Chokes are arranged in the DC link strings to smooth voltage peaks. To a small extent, these also help to avoid overloading the rectifier. Basically, however, with this known arrangement, which is designed in particular for use in machines, it is assumed that the individual inverters are operated alternately with high and low power.
If the time distribution of the power consumption by the inverters is not known in advance, or if it is necessary to provide that several of the inverters are operated at the highest power at the same time, a rectifier designed for the sum of the maximum powers of the inverter must be used. If a rectifier that is too small is used, it can generally withstand short-term overloads. Prolonged overloads, on the other hand, generally lead to the shutdown of the entire system via existing protective devices. On the other hand, oversizing is not desirable for economic reasons.
The invention is based on the object of developing a converter with a plurality of drives fed by the same intermediate circuit in such a way that the occurrence of longer-lasting overloads and brief external load peaks in the rectifier is avoided.
This object is achieved by an arrangement and a method having the characterizing features of independent claims 1 and 15. An arrangement according to the invention reliably allows the rectifier unit to avoid overloading it by monitoring the load - that is to say the ratio of the instantaneous to the maximum possible power in each case . At the same time, switching off the entire system due to overload is avoided. As a result, the rectifier unit can always be operated at its power limit and can thus be optimally used. This in turn allows a relatively small and therefore inexpensive realization of the rectifier unit.
Advantageous refinements and expedient developments of the invention result from the dependent patent claims.
It is advantageous to notify each inverter unit of a signal corresponding to the determined utilization of the rectifier unit, so that it can match the power consumed by it from the intermediate circuit or fed back into it to the reported utilization of the rectifier unit. In the event of an overload, the coordination is expediently carried out in that each inverter unit reduces the power it consumes from the intermediate circuit or is fed back into it. The coordination of the inverter units to the rectifier output is sensibly coordinated by a higher-level control system, to which a warning signal is sent in the event of an overload.
To determine the respective current utilization of the rectifier unit, the current, the temperature of the heat sinks present in the rectifier unit, the temperature of the environment and the switching frequency of the power semiconductors in the rectifier are advantageously used in two or three phases. It is also advisable to take into account the junction temperature of the power semiconductors, which is advantageously determined using a mathematical model.
It is also particularly advantageous to individually monitor the phase lines of the mains connection for failure. In the event of a single-phase power failure, failure of a power semiconductor or failure of one of several rectifiers connected in parallel, the system is not switched off, but continues to operate with reduced power.
The means for determining the load on the rectifier unit are expediently arranged directly in the latter. The signal characterizing the utilization is expediently a digital signal which is fed to the inverter units via a bus line. It is particularly advantageous to encode the load signal as a pulse duration, the length of the pulse corresponding to the load.
The proposed arrangement for supplying the drives of a numerically controlled machine is preferably used.
An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing.
drawing
The figure shows a converter according to the invention.
description
The converter shown in the figure is connected via a rectifier unit 1 to a, generally three-phase, AC network 2. The output side of the rectifier unit 1 feeds a DC voltage intermediate circuit 3. Smoothing means 4, for example a capacitor in the figure, can be provided to stabilize the intermediate circuit voltage. A plurality of inverters 6 are connected to the intermediate circuit 3, each of which provides a preferably collectorless electric motor 7, in particular a servo drive, on the output side. Rectifier unit 1 and inverter 6 are expediently designed such that the converter can also be operated as a regenerative converter.
The main components of the rectifier unit 1, such as the inverter 6, are power semiconductors which are controlled via the signal line 11 in the case of the rectifier unit or via the signal line 10 in the case of the inverters 6. To generate the control signals, the rectifier unit 1 is assigned a control unit 8, and the inverters 6 are each assigned a control module 5. Rectifier unit 1 and associated control unit 8 are often implemented as a structural unit in the form of a supply module VM, inverter 6 and control module 5 form an inverter unit.
Control unit 8 and control modules 5 expediently each have a digital signal processing device in the form of, for example, a microprocessor or a user-specific integrated circuit for processing or generating the incoming and outgoing signals, which is referred to below as a microcomputer. The inverter units are preferably controlled by pulse-width-modulated signals. Control modules 5 and control unit 8 are connected to one another and to a higher-level controller 9, in particular an NC, via a bus line 12. The latter also includes its own microcomputer.
To control the converter operation, several sensors are provided in the area of the VM supply module. Temperature sensors 14, 17 are located on at least one heat sink 16 used to cool the power components in the rectifier unit 1 and in the space surrounding the supply module VM. Furthermore, a device 13 for detecting the voltage in the intermediate circuit and on the individual phases of the AC connection are located on the intermediate circuit 3 2, a device 15 for monitoring the phases for failure is arranged.
The arrangement shown has the mode of operation described below. The supply module VM continuously determines its utilization and transmits a signal A corresponding to the determined utilization to the control modules 5 of the inverters 6. For this purpose, the control unit 8 first determines the current actual output of the supply module VM. For this purpose, it detects the current flowing in the grid phases 2 via sensors 15. If the intermediate circuit voltage is regarded as constant, the measured value supplied by the sensors 15 already corresponds to the instantaneous power of the rectifier unit 1.
Furthermore, the control unit 8 determines the value of the maximum possible power of the rectifier unit 1 at an operating time. For this purpose, it detects, via one or more sensors 17, the temperature of at least one heat sink 16, by means of which the power semiconductors arranged in the rectifier unit 1 are cooled. and the ambient temperature via a sensor 14. It also takes into account stored power semiconductor data, in particular characteristic values for the calculation of the junction temperature. On the basis of the measured values obtained from the sensors 14, 17 and the stored data of the power semiconductors, the control unit 8 determines the value of the junction temperature of the power semiconductors. It compares this with a semiconductor-specific maximum value for the junction temperature, usually specified by the manufacturer.
The difference between the two values directly results in the maximum power allowed at an operating time. Their value changes during operation, especially as a result of the increasing heating of the power semiconductors present in the rectifier unit 1, which in turn is a result of the current flowing through the power semiconductors or the high switching frequency. The load on the rectifier unit 1 is now obtained by comparing the actual power value determined for the rectifier unit at any point in time of operation with the value of the maximum power allowed for the rectifier unit 1 at this time.
The control unit 8 transmits the value determined for the utilization in the form of a digital signal A via the data bus 12 to the control modules 5 assigned to the inverters 6. These include the transmitted value in the generation of the control signals. If the utilization signal A indicates that the rectifier unit 1 is overloaded, the microcomputers present in the control modules 5 initiate measures to return the overload state to a normal state. This can be done, for example, by reducing the power absorbed or given by certain drives from the intermediate circuit, by evenly reducing the power of all drives, or also by specifically operating a drive as a generator.
The coordination of the measures for returning an overload condition is expediently carried out by the higher-level controller 9, to which the utilization signal A is also communicated. It makes sense to carry out a trend detection with regard to the powers of the rectifier unit 1 and / or the inverter units 5, 6, with the aim of recognizing overload states or load peaks as they arise. It is realized in a simple manner by observing the change in the power in relation to a predetermined time interval, or in other words by differentiating the power over time.
If the rectifier unit 1 is already close to the maximum possible utilization, and the power requirement nevertheless shows an increasing tendency, the control modules 5 initiate measures before the overload condition actually occurs in order not to further increase the power in the rectifier unit 1.
If an overload state of the rectifier unit 1 cannot be returned within a maximum time permissible for the duration of such an overload state, the drives 7, preferably controlled by the higher-order controller 9, are brought into a safe holding state.
In order to be able to operate a converter as optimally as possible, that is to say close to its permissible nominal power, it is advantageous to record as many of the parameters that determine the current performance of the rectifier unit 1 as possible. Further expediently recorded parameters that are taken into account when determining the maximum possible performance are, for example, the switching frequency of the power semiconductors and / or the intermediate circuit voltage. Other suitable fixed parameters that are taken into account are above all the thermal contact resistances between power semiconductors and heat sinks and between heat sinks and ambient air.
It has also proven to be particularly advantageous to additionally monitor the phases of the mains connection 2 of the rectifier unit individually for failure. The current sensor 15, which is present anyway for determining the actual power, is expediently used for this purpose. However, a voltage sensor, which is then independent, can also be used. The signal emitted by the sensor 15 is evaluated by the control unit 8 as to whether a predetermined minimum current flows in all phases of the mains connection 2 or whether a minimum voltage is present.
Since the failure of a network phase suddenly results in a reduction in the maximum possible power of the rectifier unit by about a third, and thus generally leads immediately to a state of significant overload, the control unit 8 expediently generates a separate signal in the event of a detected failure of a network phase , for example in the form of a special coding, which it communicates to the higher-level control 9 and to the control modules 5 assigned to the inverter units 6.
In a variant of the proposed converter, the instantaneous power requirement of the rectifier unit 1 is not determined on the basis of the detection of the current or voltage present in the network phases 2. Instead, the control modules 5 each transmit to the control unit 8 a signal value A min corresponding to the output current and thus the power of the associated inverter 6. Simple addition of the transmitted signal values provides the control unit 8 with the instantaneous actual power of the rectifier unit 1. The power of the inverters 6 is expediently transmitted to the control unit 8 in the form of pulse-width-modulated or time-coded signals. The duration of a signal corresponds to the power consumed by the transmitting inverter unit from the intermediate circuit 3.
The transmission of the power signals from the inverter units 6 to the supply module VM expediently takes place at a fixed point in time, for example the current regulator cycle.
It is particularly advantageous if the control modules 5 determine the power signal values in advance on the basis of internal information and by taking into account operating setpoints, which they receive via the bus line 12, for example from an NC 9, and communicate them to the control unit 8. This means that the power requirement of the entire system is known before its actual physical attack. Such a leading determination of the power requirement can advantageously be used for a pilot control of the rectifier unit.