DD272749A1 - METHOD FOR CONTROLLING INTERFERENCE IN THREE-PHASE CIRCUITS WITH VECTORIAL CURRENT CONTROL - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung dient insbesondere zur Ausregelung von Stoergroessen, die durch Wechselanteile in der Zwischenkreisspannung von Pulsumrichtern hervorgerufen werden. Erfindungsgemaess wird die Stromregelung durch Zusatzregler fuer beide Stromkomponenten erweitert, die in einem Koordinatensystem mit festgelegter Frequenz (der dominierenden Stoergroessenfrequenz) arbeiten, indem die im synchronen Koordinatensystem der Grundfrequenz vorliegenden Regelabweichungen einer weiteren Koordinatentransformation unterworfen werden. Durch die Massnahme wird die Dynamik der Regelung erheblich verbessert. FigurThe invention is used in particular for the compensation of interfering forces, which are caused by alternating components in the intermediate circuit voltage of pulse converters. According to the invention, the current control is extended by additional controllers for both current components, which operate in a coordinate system with a fixed frequency (the dominant interference erosion frequency) by subjecting the system deviations present in the synchronous coordinate system of the fundamental frequency to a further coordinate transformation. The measure considerably improves the dynamics of the regulation. figure
Description
Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur A usregelung von Siöreinflüssen bei von Wechselrichtern gespeisten Drehstromsystemen, die durch Wechselanteile in der Eingangsspannung des Wechselrichters hervorgerufen werdon. Sie ist beispielsweise anwendbar bei über einen Pulsumrichter betriebenen frequenzgesteuerten Drehstrommotoren, insbesondere bei der Verwendung von netzseitigen Stromrichtern mit niedriger Pulszahl bzw. geringer netzseitiger Phasenzahl (Netzstromrichter am Einphasennetz).The invention relates to a process for the A usregelung of at Siöreinflüssen of inverters fed three-phase systems, the werdon caused by the AC components in the input voltage of the inverter. It is applicable, for example, in frequency-controlled three-phase motors operated via a pulse converter, in particular when using line-side converters with a low number of pulses or a low network-side phase number (mains converter on the single-phase network).
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
Aus der DE-OS 3116342 (H02 P13/18) ist ein Verfahren bekannt, bei den durch Messung der Zwischenkreisspannung und nachfolgende Multiplikation mit der zur Pulsbreitenmodulation o'er Ausgangsspannung benötigten Dreieckhilfsspannung die durch Sinus-Pulsbreitenmodulation erzeugten Spannung3Ölöcke korrigiert werden können. Ähnliche Verfahren sind Gegenstand der DE-OS 3211183 (H02 P13/18) und der DD-PS 255011 (G 05 B13/02). Das Verfahren bringt bei derartigen spannungsgesteuerten Maschinen Vorteile, hat aber bei andoren Ansteuerverfahren, insbesondere, wenn überlagerte Stromregelschleifen vorhanden sind, dynamische Nachteile, da sich aufgrund der verschiedenen Signallaufzeiten in den Regelschleifen Phasenverschiebungen ergeben. Die Stromregelung ist aber allein nicht in der Lage, die Störgrößen zu kompensieren, da sich der Regler nicht gleichzeitig auf optimales Störgrößenverhalten und optimales Führungsgrößenverhalten einstellen läßt.From DE-OS 3116342 (H02 P13 / 18) a method is known in which the voltage generated by sinusoidal pulse width modulation can be corrected by measuring the intermediate circuit voltage and subsequent multiplication with the triangular auxiliary voltage required for pulse width modulation o'er output voltage. Similar methods are the subject of DE-OS 3211183 (H02 P13 / 18) and DD-PS 255011 (G 05 B13 / 02). The method has advantages in such voltage-controlled machines, but has dynamic disadvantages in the case of other drive methods, especially if superimposed current-regulating loops are present, since phase shifts result due to the different signal propagation times in the control loops. However, the current control alone is not able to compensate for the disturbances, because the controller can not be set simultaneously to optimal Störgrößenverhalten and optimal command variable behavior.
Aus der DE-OS 2932091 (H02 M Vm) ist eine Anordnung zur Unterdrückung von Störsignalcn in Regeleinrichtungen für den eingangsseitigen Stromrichter (Netzstromrichter) bekannt, bei dar ein zusätzlicher Regelkanal, bestehend aus einem selektivem Filter und einem PD-Glied, ausgehend vom störsignalbehafteten Istwert des Netzstromes, vorgesehen ist, dessenFrom DE-OS 2932091 (H02 M Vm) an arrangement for the suppression of Störsignalcn in control devices for the input-side converter (mains converter) is known, in which an additional control channel consisting of a selective filter and a PD element, starting from the interfering signal-affected actual value the mains current, is provided, whose
Ausgangsgröße auf dem Reglerausgang des Netzsf romregelkreises aufgeschaltet wird. Damit wird erreicht, daß die Störfrequenz selektiv cedämpft werden kann, ohne daß die Dynamik des Hauptrogolkreises für den Netistrom nachteilig beeinflußt wird. Diese Lösung ist aber nur für Wechseigrößenregclungen geeignet.Output variable is connected to the controller output of the mains control circuit. This ensures that the interference frequency can be selectively cedämpft without the dynamics of the Hauptrogolkreises for the Netistrom is adversely affected. However, this solution is only suitable for Weachseigrößeregclungen.
Ziel dar Erfindung ist ns den Einfluß von Wechselanteilon in der Zwischenkreisspannung auf den Oberschwingungsgehalt der Motorströme zu verr ngern und damit das Entstehen zusätzlicher Per.delmomente zu vermeiden.Object of the invention is ns the influence of Wechselanteilon in the DC link voltage on the harmonic content of the motor currents to verr ngern and thus to avoid the emergence of additional Per.delmomente.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Avisregelung von Oberschwingungen 'n den Motorströmen zu schaffen, die durch Wechselanteile bekannter Frequenz in der Zwischenkreisspannung hervorgerufen werden.The invention has for its object to provide a method for Avisregelung of harmonics' n the motor currents, which are caused by alternating components of known frequency in the DC link voltage.
Erfindungsgemäß'wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine im synchronen Koordinatensystem (KOS) der G rundschwingungf frequenz f, arbeitende Stromvektorregelung, der eingangsseitig die Stromvektorsollwerte und -istwerte im synchronen Koordinatensystem zugeführt werden und die ausgangsseitig Steuerspannungskompohenten des Spannungsvektora u, im gleichen Koordinatensystem erzeugen, die danach über eine nachgeordneta Rücktransformation ins ruhende Koordinatensystem überführt werden, erweitert wird um zusätzliche Regler für beide Stromkomponenten. Diese arbeiten in dinem Koordinatensystem mit festgelegter Frequenz fx = f, + f„ indem die im synchronen Koordinatensystem der Grundschwingungsfrequenz vorliegenden Regelabweichungen mit dem Winkel θ, = 2n · f, t in den mit der Störfrequenz ω, + ω, rotierende Koordinatensystem transformiert werden, so daß dort Gleichgrößen bzgl. der Störf.-equenz entstehen. Die Zusatzregier besitzen vorzugsweise gleiche Struktur mit I-Anteilen. Ihre Ausgangsgrößen y„ yy werden über den Transformationswinkeldz zurück ins synchrone Koordinatensystem der Grundschwingungsfrequenz f, transformiert und auf die Reglerausgangsgrößen der Stromkomponentenregler im synchronen Koordinatensystem aufgeschaltet.According to the invention, the object is achieved in that a current vector control operating in the synchronous coordinate system (KOS) of the common frequency f is supplied on the input side to the current vector nominal values and actual values in the synchronous coordinate system and which generate control voltage components of the voltage vector u u in the same coordinate system on the output side. which are then transferred via a nachgeordneta back transformation into the stationary coordinate system, is extended by additional controller for both current components. These work in the fixed-frequency coordinate system f x = f, + f "by transforming the control deviations present in the synchronous coordinate system of the fundamental frequency with the angle θ, = 2n · f, t into the coordinate system rotating with the interference frequency ω, + ω , so that there are equal quantities with respect to the Störf.-equenz. The Zusatzregier preferably have the same structure with I-shares. Their output quantities y "y y are transformed back into the synchronous coordinate system of the fundamental frequency f 1 via the transformation angle z and applied to the controller output variables of the current component controllers in the synchronous coordinate system.
Dabei ist es vorteilhaft die Zusatzregler und die zusätzliche Koordinatentransformation auf die höchs'e dominierende bzw. wesentliche Siörgrößenfrequenz abzustimmen.It is advantageous to tune the additional controller and the additional coordinate transformation to the highest dominant or essential Siörgrößenfrequenz.
Liegen mehrere wesentliche Störfrequenzen vor, so kann eine parallele Erweiterung um weitere Zusatzregler mit entsprechender Koordinatentransformation realisiert werden.If there are several significant interference frequencies, then a parallel extension can be realized by additional additional controllers with appropriate coordinate transformation.
Weiterhin ist 3s günstig; die den Zusatzreglern nachfolgende Koordinatentransformation ins synchrone Koordinatensystem der Grundschwingungsfrequenz f, mit dem Zusatzwinkel θ = θ, + f (ωβ T) gegenüber der eingangsseitigen Transformation θ = -θ, vorzunehmen, um Laufzeiteffekte der Regelung zu kompensieren.Furthermore, 3s is cheap; the coordinate transformation subsequent to the additional controllers in the synchronous coordinate system of the fundamental frequency f, with the additional angle θ = θ, + f (ωβ T) compared to the input side transformation θ = -θ, to compensate for runtime effects of the control.
Außerdem ist es zweckmäßig, den Zusatzreglern ein Entkoppf ungsnetzwerk nachzui-chalten, um eine gegenseitige Verkopplung der Zusatzregelkreise in Abhängigkeit der auszuregelnden Sukfrequenzen zu vermeiden.In addition, it is expedient to nachi-chalten the additional controllers a decoupling network in order to avoid mutual coupling of the additional control loops depending on the Sukfrequenzen ausuregelnden.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung wird anhand des folgenden Ausführungsbeispieles der Steuerung eines Drehstrommotors näher erläutert. Die Zeichnung zeigt die im synchronen KOS der Grundschwingungsfrequenz f( arbeitenden Stromkomponenten-Regelkreise, bestehend aus den beiden Reglern 1 dem Entkopplungsnetzwerk 2, dem Vektordreher 3 zur Koordinatentransformation vom synchronen ins ständerfeste KOS, dem Wechselrichter 5 zur Speisung des Drehstrommotors 6, dem Koordinatenwandler 7 zur Bildung der ständerfesten Stromkompor .ntenistwerte \,αιιχ, i,pi,( aus den Strangstromistwerten und dem Vektordrjher 4 zur Koordinatentransformation der Stromistweite vom ständerfssten ins synchrone KOS, iscj ist. isqist.The invention will be explained in more detail with reference to the following embodiment of the control of a three-phase motor. The drawing shows the in synchronous KOS the fundamental frequency f ( working current component control circuits, consisting of the two controllers 1 the decoupling network 2, the vector rotator 3 for coordinate transformation of the synchronous to the stator KOS, the inverter 5 for feeding the AC motor 6, the coordinate converter 7 Formation of the stator-fixed current component actual values , αιι χ, i, pi, ( from the actual phase current values and the vector master 4 for coordinate transformation of the current distance from the stator to the synchronous KOS, i sc j ist.
Sie werden durch weitere Regelkreise ergänzt, wobei die im synchronen KOS vorliegenden Regelabweichungen ed, eq einem Vektordreher 8 zugeführt werden, der eine Transformation der Regelabweichungen ins KOS der dominierenden bzw. zu unterdrückenden Oberschwingung f„ = fs + f, mittels des Transformationswinke1 θ2 = 2n · f, · t vornimmt, so daß die Regelabweichungen ex, ey entstehen, dio den beiden Reglern 9 für die χ und y-Komponenten übergeben· werden, die dann aufgrund der in ihren enthaltenen !-Anteile die Stellgrößen y„ yy zur Ausregelung der Störanteile erzeugen. Danach werden diese beiden Stellgrößen dem Vektordreher 10 zugeleitet, der mittels des Transformationswinkels θ, eine Rücktransformation ins synchrone KOS vornimmt, so daß die Steuorspannungssignale U1x, u„ entstehen. Für dfe Transformation im Vektordreher 8 gilt dabeiThey are supplemented by additional control loops, the present synchronous KOS control deviations e d, e are supplied to q a Vector Design r dreher 8, of the KOS the dominating a transformation of the control deviations or to be suppressed harmonic f "= f s + f, by of the transformation angle 1 θ 2 = 2n · f, · t, so that the control deviations e x , e y arise, are passed to the two regulators 9 for the χ and y components, which are then due to the contained in their! Proportions generate the manipulated variables y "y y for the compensation of the interference components. Thereafter, these two manipulated variables are supplied to the vector rotator 10, which by means of the transformation angle θ, performs a back transformation into the synchronous KOS, so that the control voltage signals U 1x , u "arise. For dfe transformation in vector twister 8 applies
e„ = cosö,ed + sindiOg (1)e "= coso, ed + sindiOg (1)
ey = -sinOjed + cosö, e0 (2) e y = -sinOjed + coso, e 0 (2)
Die Rücktransformation im Vektordreher 10 lautet:The inverse transformation in the vector 10 is:
x-sinö2yy (3) x -sinö 2 y y (3)
u,y = si η θ, y, + cos Q1 yy (4)u, y = si η θ, y, + cos Q 1 y y (4)
Die Einkopplung der Steuerspannungssignale u„, u,y der Zusatzregelkreise in die synchronen Regelkreise erfolgt abschließendThe coupling of the control voltage signals u ", u, y of the additional control loops in the synchronous control circuits is finally
j über die Mischstellen 11, wobei die modifizierten Steuersignale uS(j*, usq· entstehen.j over the mixing points 11, the modified control signals u S ( j *, u sq .
Damit wird es möglich, d(in bei Wechselrichterspeisung über das Stellglied entstehenden Einfluß einer obfe· jchwingungsbehafteten Gleichspannung ud mitThis makes it possible for d (in the case of an inverter supply via the actuator to be influenced by a low-frequency DC voltage u d
(5)(5)
UiIUII
bzw. bei komplexer Darstellungor with complex representation
U(I ü(1 +^(e +θ (6) U (I ü (1 + ^ (e + θ (6)
Ud 2Ud 2
auf den im ständerfesten Koordinatensystem wirkenden Ständerspannungsvektoron the stator voltage vector acting in the stator-fixed coordinate system
_Uz.(eJ(9.+^z-Wlt-vz) + eJ(9.+ Vz+) (7) _Uz. (e J (9. + ^ z - Wl tv z ) + e J (9. + Vz + ) (7)
2 öd 2 ö d
und die Ständerströme, die mit den Frequenzen ω,, ω. - ω, und ω, + ω, behaftet sind, zu unterdrücken. Die Vorteile der Erfindung gegenüber bisher bekannten Lösungen bestehen darin,and the stator currents having the frequencies ω ,, ω. - ω, and ω, + ω, are liable to suppress. The advantages of the invention over previously known solutions are
— daß eine schnelle Ausregelung bestimmter dominanter Oberschwingungen im Ständerstrom ohne wesentliche Geschwindigkeitsfehler möglich ist;- That a rapid compensation of certain dominant harmonics in the stator current is possible without significant speed errors;
— daß sowohl das mitlaufende (+ω2) als auch das gegenlaufende |-ω2) Störgrößensystem ausregelbar ist, da es in das Übertragungsband der Zusatzregler fällt;- That both the follower (+ ω 2 ) and the counter-rotating | -ω 2 ) Störgrößenensystem is ausregelbar, as it falls into the transmission band of the additional controller;
— daß alle Störgrößen, die mit einer Frequenz ω,<ω<ω2 auftreten, ebenfalls schnell ausgeregelt werden kö'.nen, da diese Störgrößen im Koordinatensystem ωχ = ω, + ω, als Unterschwingungen wirken;- That all disturbances that occur at a frequency ω, <ω <ω 2, can also be quickly corrected kö'.nen, since these disturbances in the coordinate system ω χ = ω, + ω, act as sub-oscillations;
— daß die Zusatzregler eine zu den Hauptreglern identische Struktur besitzen können, und damit die ansonsten größere Vi Ifalt von Regelprinzipien reduziert wird, wodurch Entwicklungs-, Inbetriebnahme- und Prüfaufwand sinken;- That the additional controller may have an identical structure to the main controllers, and thus the otherwise larger Vi Ifalt is reduced by control principles, thereby reducing development, commissioning and testing costs;
— daß zusätzliche Glättungsmittel im Zwischenkreis eingespart werden können und höherpulsige Eingangstromrichter nicht zwingend sind.- That additional smoothing means can be saved in the intermediate circuit and higher-pulse input power converters are not mandatory.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD31618788A DD272749A1 (en) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | METHOD FOR CONTROLLING INTERFERENCE IN THREE-PHASE CIRCUITS WITH VECTORIAL CURRENT CONTROL |
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DD31618788A DD272749A1 (en) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | METHOD FOR CONTROLLING INTERFERENCE IN THREE-PHASE CIRCUITS WITH VECTORIAL CURRENT CONTROL |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DD272749A1 true DD272749A1 (en) | 1989-10-18 |
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DD31618788A DD272749A1 (en) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | METHOD FOR CONTROLLING INTERFERENCE IN THREE-PHASE CIRCUITS WITH VECTORIAL CURRENT CONTROL |
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DD (1) | DD272749A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4443428A1 (en) * | 1994-12-06 | 1996-06-13 | Siemens Ag | Method and device for generating any m-phase n-order power system of an inverter-powered device |
-
1988
- 1988-05-30 DD DD31618788A patent/DD272749A1/en unknown
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE4443428A1 (en) * | 1994-12-06 | 1996-06-13 | Siemens Ag | Method and device for generating any m-phase n-order power system of an inverter-powered device |
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RPI | Change in the person, name or address of the patentee (searches according to art. 11 and 12 extension act) | ||
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