DE10055223A1 - Stromdetektionseinrichtung und Stromdetektionsverfahren - Google Patents

Stromdetektionseinrichtung und Stromdetektionsverfahren

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Abstract

Eine Stromdetektionseinrichtung ermöglicht das Detektieren von Dreiphasen-Wechselstömen zweier unterschiedlicher Frequenzen lediglich mit zwei Stromdetektionssensoren (15, 16), wodurch reduzierte Kosten erzielt werden. Die Stromdetektionseinrichtung enthält eine Stromdetektionsvorrichtung zum gleichzeitigen Detektieren mehrerer Dreiphasen-Wechselströme unterschiedlicher Frequenzen, die jeweils von zwei Wicklungen einer Dynamo-elektrischen Maschine (1) ausgegeben werden, die zwei Wicklungen aufweist, die in denselben Ständerkern gewickelt sind, eine Schätzvorrichtung zum Erhalten von Schätzwerten der jeweiligen Ströme; und eine Trennberechnungsvorrichtung (17) zum Trennen - gemäß jeder Frequenz - der durch die Stromdetektionsvorrichtung (15, 16) detektierten Ströme auf der Grundlage der Ausgangsgrößen der Schätzvorrichtung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zum Detektieren von Dreiphasen-Wechselströmen zweier unterschiedlicher Frequenzen, und insbesondere eine Stromdetektionseinrichtung und ein Stromdetektionsverfahren mit der Fähigkeit zum Reduzieren der Zahl der Stromdetektionssensoren.
Allgemein lässt sich beim Detektieren eines Dreiphasen- Wechselstroms sobald die U- und V-Phasenströme detektiert sind, eine W-Phase durch -(U-Phase + V-Phase) berechnen. Demnach lässt sich ein Dreiphasen-Wechselstrom unter Verwendung zweier Stromdetektionssensoren detektieren. Das Detektieren von Dreiphasen-Wechselströmen zweier unterschiedlicher Frequenzen erforderte eine Gesamtzahl von vier Stromdetektionssensoren zum Detektieren der U- und V- Phasenströme für jeden Dreiphasen-Wechselstrom.
Eine Stromdetektionseinrichtung mit der oben erwähnten Konfiguration erfordert vier teure Stromdetektionssensoren, was zu erhöhten Kosten führt.
Die vorliegende Erfindung wurde zum Lösen des obigen Problems geschaffen, und ein technisches Problem der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Stromdetektionseinrichtung und eines Stromdetektionsverfahrens mit der Fähigkeit zum Detektieren von Dreiphasen-Wechselströmen zweier unterschiedlicher Frequenzen durch lediglich zwei Stromdetektoren, wodurch reduzierte Kosten erhalten werden.
Hierfür wird gemäss einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Stromdetektionseinrichtung geschaffen, enthaltend:
eine Stromdetektionsvorrichtung zum gleichzeitigen Detektieren mehrerer Dreiphasen-Wechselströme unterschiedlicher Frequenzen, die jeweils von zwei Wicklungen einer dynamo-elektrischen Maschine ausgegeben werden, die zwei Wicklungen aufweist, die um denselben Ständerkern gewickelt sind;
eine Schätzvorrichtung zum Erhalten von Schätzwerten der jeweiligen Ströme; und
eine Trennberechnungsvorrichtung zum Trennen - gemäss jeder Frequenz - der durch die Stromdetektionsvorrichtung detektierten Ströme auf der Grundlage der Ausgangsgrößen der Schätzvorrichtung.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Trennberechnungsvorrichtung:
eine Zweiphasen-Wechselstrom-Umsetzvorrichtung zum Umsetzen eines durch die Stromdetektionsvorrichtung detektierten Stroms in einen Zweiphasen-Wechselstrom;
eine Gegendrehvektor-Multipliziervorrichtung zum Multiplizieren eines Werts, der durch die Zweiphasen- Wechselstrom-Umsetzvorrichtung erhalten wird, mit einem Vektor, der sich entlang einer Gegenrichtung bei jeder Frequenz dreht; und
eine Subtrahiervorrichtung des multiplizierten Frequenzdifferenzvektors zum Subtrahieren eines Schätzwerts - multipliziert mit einem Vektor, der sich mit einer Differenz der Frequenzen dreht - von einer Ausgangsgröße der Gegendrehvektor-Multipliziervorrichtung.
Gemäss einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform enthält die Stromdetektionsvorrichtung:
eine erste Stromdetektionsvorrichtung zum gleichzeitigen Detektieren eines ersten Phasenstroms eines ersten Wechselstroms und eines ersten Phasenstroms eines zweiten Wechselstroms;
eine zweite Stromdetektionsvorrichtung zum gleichzeitigen Detektieren eines zweiten Phasenstroms des ersten Wechselstroms und eines zweiten Phasenstroms des zweiten Wechselstroms; und derart, dass
die Trennberechnungsvorrichtung enthält:
eine Zweiphasen-Wechselstrom-Umsetzvorrichtung zum Umsetzen einer Ausgangsgröße der ersten Stromdetektionsvorrichtung und einer Ausgangsgröße der zweiten Stromdetektionsvorrichtung in Zweiphasen-Wechselströme;
eine erste Gegendrehvektor-Multipliziervorrichtung zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße der Zweiphasen- Wechselstrom-Umsetzvorrichtung mit einem Einheitsvektor, der sich in Gegenrichtung mit einer Frequenz des ersten Wechselstroms dreht;
eine zweite Gegendrehvektor-Multipliziervorrichtung zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße der Zweiphasen- Wechselstrom-Umsetzvorrichtung mit einem Einheitsvektor, der sich entlang einer Gegenrichtung mit einer Frequenz des zweiten Wechselstroms dreht;
eine erste Frequenzdifferenzvektor-Multipliziervorrichtung zum Multiplizieren eines Schätzwerts des ersten Wechselstroms mit einem Einheitsvektor, der sich mit (einer Frequenz des ersten Wechselstroms mittels einer Frequenz des zweiten Wechselstroms) dreht;
eine erste Vektorsubtrahiervorrichtung zum Subtrahieren einer Ausgangsgröße der ersten Frequenzdifferenzvektor- Multipliziervorrichtung von einer Ausgangsgröße der zweiten Gegendrehvektor-Multipliziervorrichtung;
eine zweite Frequenzdifferenzvektor-Multipliziervorrichtung zum Multiplizieren eines Schätzwerts des zweiten Wechselstroms mit einem Einheitsvektor, der sich (mit einer Frequenz des zweiten Wechselstroms mittels einer Frequenz des ersten Wechselstroms) dreht; und
eine zweite Vektorsubtrahiervorrichtung zum Subtrahieren einer Ausgangsgröße der zweiten Frequenzdifferenzvektor- Multipliziervorrichtung von einer Ausgangsgröße der ersten Gegendrehvektor-Multipliziervorrichtung.
Gemäss einer zusätzlichen, anderen bevorzugten Ausführungsform enthält die Stromdetektionsvorrichtung:
eine erste Stromdetektionsvorrichtung zum gleichzeitigen Detektieren eines ersten Phasenstroms eines ersten Wechselstroms und eines ersten Phasenstroms eines zweiten Wechselstroms;
eine zweite Stromdetektionsvorrichtung zum gleichzeitigen Detektieren eines zweiten Phasenstroms des ersten Wechselstroms und eines zweiten Phasenstroms des zweiten Wechselstroms; und derart, dass
die Trennberechnungsvorrichtung enthält:
eine Zweiphasen-Wechselstrom-Umsetzvorrichtung zum Umsetzen einer Ausgangsgröße der ersten Stromdetektionsvorrichtung und einer Ausgangsgröße der zweiten Stromdetektionsvorrichtung in Zweiphasen-Wechselströme;
eine erste Gegendrehvektor-Multipliziervorrichtung zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße der Zweiphasen- Wechselstrom-Umsetzvorrichtung mit einem Einheitsvektor, der sich entlang einer Gegenrichtung mit einer Frequenz des ersten Wechselstroms dreht;
eine zweite Gegendrehvektor-Multipliziervorrichtung zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße der Zweiphasen- Wechselstrom-Umsetzvorrichtung mit einem Einheitsvektor, der sich entlang einer Gegenrichtung mit einer Frequenz des zweiten Wechselstroms dreht;
eine erste Schätzwert-Subtrahiervorrichtung zum Subtrahieren eines Schätzwerts des ersten Wechselstroms von einer Ausgangsgröße der ersten Gegendrehvektor- Multipliziervorrichtung;
eine erste Frequenzdifferenzvektor-Multipliziervorrichtung zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße der ersten Schätzwert-Subtrahiervorrichtung mit einem Einheitsvektor, der sich (mit einer Frequenz des ersten Wechselstroms minus einer Frequenz des zweiten Wechselstroms) dreht;
eine zweite Schätzwert-Subtrahiervorrichtung zum Subtrahieren eines Schätzwerts des zweiten Wechselstroms von einer Ausgangsgröße der zweiten Gegendrehvektor- Multipliziervorrichtung; und
eine zweite Frequenzdifferenzvektor-Multipliziervorrichtung zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße der zweiten Schätzwert-Subtrahiervorrichtung mit einem Einheitsvektor, der sich (mit einer Frequenz des zweiten Wechselstroms minus einer Frequenz des ersten Wechselstroms) dreht.
Der Schätzwert des ersten Wechselstroms und der Schätzwert des zweiten Wechselstroms sind Stromsollwerte.
Der Schätzwert des ersten Wechselstroms und der Schätzwert des zweiten Wechselstroms sind Verzögerungen erster Ordnung der Ausgangsgrößen der ersten Vektorsubstrahiervorrichtung und der zweiten Vektorsubstrahiervorrichtung.
Der Schätzwert des ersten Wechselstroms und der Schätzwert des zweiten Wechselstroms sind Verzögerungen erster Ordnung der Ausgangsgrößen der ersten Frequenzdifferenzvektor- Multipliziervorrichtung und der zweiten Frequenzdifferenzvektor-Multipliziervorrichtung.
Gemäss einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Stromdetektionseinrichtung geschaffen, zum Detektieren eines ersten Wechselstroms und eines zweiten Wechselstroms mit unterschiedlichen Frequenzen, die jeweils von zwei Wicklungen einer dynamo-elektrischen Maschine ausgegeben werden, die zwei Wicklungen aufweist, die um denselben Ständerkern gewickelt sind, enthaltend:
eine erste Stromdetektionsvorrichtung zum gleichzeitigen Detektieren eines ersten Phasenstroms eines ersten Wechselstroms und eines ersten Phasenstroms eines zweiten Wechselstroms;
eine zweite Stromdetektionsvorrichtung zum gleichzeitigen Detektieren eines zweiten Phasenstroms des ersten Wechselstroms und eines zweiten Phasenstroms des zweiten Wechselstroms; und
eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung zum Festlegen eines Stroms einer Wicklung auf den Wert von Null, wenn ein Strom der anderen Wicklung detektiert wird.
Gemäss einem zusätzlichen, weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Stromdetektionsverfahren geschaffen, enthaltend:
einen Stromdetektionsschritt zum gleichzeitigen Detektieren mehrerer Dreiphasen-Wechselströme unterschiedlicher Frequenzen, die jeweils von zwei Wicklungen einer Dynamo­ elektrischen Maschine ausgegeben werden, die zwei Wicklungen aufweist, die um denselben Ständerkern gewickelt sind;
einen Schätzwert zum Erhalten von Schätzwerten der jeweiligen Ströme; und
einen Trennberechnungsschritt zum Trennen - gemäss jeder Frequenz - der im Rahmen des Stromdetektionsschritts detektierten Ströme auf der Grundlage der Ausgangsgrößen des Schätzwerts.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Trennberechnungsschritt:
einen Zweiphasen-Wechselstrom-Umsetzschritt zum Umsetzen eines durch den Stromdetektionsschritt detektierten Stroms in einen Zweiphasen-Wechselstrom;
einen Gegendrehvektor-Multiplizierschritt zum Multiplizieren eines Werts, der durch den Zweiphasen- Wechselstrom-Umsetzschritt erhalten wird, mit einem Vektor, der sich entlang einer Gegendrehung bei jeder Frequenz dreht; und
einen Subtrahierschritt für einen multiplizierten Frequenzdifferenzvektor zum Subtrahieren eines Schätzwerts - multipliziert mit einem Vektor, der sich mit einer Differenz zwischen den Frequenzen dreht - von einer Ausgangsgröße des Gegendrehvektor-Multiplizierschritts.
Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält der Stromdetektionsschritt:
einen ersten Stromdetektionsschritt zum gleichzeitigen Detektieren eines ersten Phasenstroms eines ersten Wechselstroms und eines ersten Phasenstroms eines zweiten Wechselstroms;
einen zweiten Stromdetektionsschritt zum gleichzeitigen Detektieren eines zweiten Phasenstroms des ersten Wechselstroms und eines zweiten Phasenstroms des zweiten Wechselstroms; und derart, dass
der Trennberechnungsschritt umfasst:
einen Zweiphasen-Wechselstrom-Umsetzschritt zum Umsetzen einer Ausgangsgröße des ersten Stromdetektionsschritts und einer Ausgangsgröße des zweiten Stromdetektionsschritts in Zweiphasen-Wechselströme;
einen ersten Gegendrehvektor-Multiplizierschritt zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße des Zweiphasen- Wechselstrom-Umsetzschritts mit einem Einheitsvektor, der sich entlang einer Gegenrichtung mit einer Frequenz des ersten Wechselstroms dreht;
einen zweiten Gegendrehvektor-Multiplizierschritt zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße des Zweiphasen- Wechselstrom-Umsetzschritts mit einem Einheitsvektor, der sich entlang einer Gegenrichtung mit einer Frequenz des zweiten Wechselstroms dreht;
einen ersten Frequenzdifferenzvektor-Multiplizierschritt zum Multiplizieren eines Schätzwerts des ersten Wechselstroms mit einem Einheitsvektor, der sich mit (einer Differenz des ersten Wechselstroms minus einer Frequenz des zweiten Wechselstroms) dreht;
einen ersten Vektorsubtrahierschritt zum Subtrahieren einer Ausgangsgröße des ersten Frequenzdifferenzvektor- Multiplizierschritts von einer Ausgangsgröße des zweiten Gegendrehvektor-Multiplizierschritts;
einen zweiten Frequenzdifferenzvektor-Multiplizierschritt zum Multiplizieren eines Schätzwerts des zweiten Wechselstroms mit einem Einheitsvektor, der sich mit (einer Frequenz des zweiten Wechselstroms minus einer Frequenz des ersten Wechselstroms) dreht; und
einen zweiten Vektorsubtrahierschritt zum Subtrahieren einer Ausgangsgröße des zweiten Frequenzdifferenzvektor- Multiplizierschritts von einer Ausgangsgröße des ersten Gegendrehvektor-Multiplizierschritts.
Gemäss einer anderen bevorzugten Ausführungsform enthält der Stromdetektionsschritt:
einen ersten Stromdetektionsschritt zum gleichzeitigen Detektieren eines ersten Phasenstroms eines ersten Wechselstroms und eines ersten Phasenstroms eines zweiten Wechselstroms;
einen zweiten Stromdetektionsschritt zum gleichzeitigen Detektieren eines zweiten Phasenstroms des ersten Wechselstroms und eines zweiten Phasenstroms des zweiten Wechselschritts; und derart, dass
der Trennberechnungsschritt umfasst:
einen Zweiphasen-Wechselstrom-Umsetzschritt zum Umsetzen einer Ausgangsgröße des ersten Stromdetektionsschritt und einer Ausgangsgröße des zweiten Stromdetektionsschritts in Zweiphasen-Wechselströme;
einen ersten Gegendrehvektor-Multiplizierschritt zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße des Zweiphasen- Wechselstrom-Umsetzschritt mit einem Einheitsvektor, der sich entlang einer Gegenrichtung mit einer Frequenz des ersten Wechselstroms dreht;
einen zweiten Gegendrehvektor-Multiplizierschritt zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße des Zweiphasen- Wechselstrom-Umsetzschritts mit einem Einheitsvektor, der sich entlang einer Gegenrichtung mit einer Frequenz des zweiten Wechselstroms dreht;
einen ersten Schätzwert-Substrahierschritt zum Subtrahieren eines Schätzwerts des ersten Wechselstroms von einer Ausgangsgröße des ersten Gegendrehvektor- Multiplizierschritts;
einen ersten Frequenzdifferenzvektor-Multiplizierschritt zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße des ersten Schätzwert-Subtrahierschritts mit einem Einheitsvektor, der sich mit (einer Frequenz des ersten Wechselstroms minus einer Frequenz des zweiten Wechselstroms) dreht;
einen zweiten Schätzwert-Subtrahierschritt zum Subtrahieren eines Schätzwerts des zweiten Wechselstroms von einer Ausgangsgröße des zweiten Gegendrehvektor- Multiplizierschritts; und
einen zweiten Frequenzdifferenzvektor-Multiplizierschritt zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße des zweiten Schätzwert-Subtrahierschritts mit einem Einheitsvektor, der sich mit (einer Frequenz des zweiten Wechselstroms minus einer Frequenz des ersten Wechselstroms) dreht.
Der Schätzwert des ersten Wechselstroms und der Schätzwert des zweiten Wechselstroms sind Stromsollwerte.
Der Schätzwert des ersten Wechselstroms und der Schätzwert des zweiten Wechselstroms sind Verzögerungen erster Ordnung der Ausgangsgrößen des ersten Vektorsubtrahierschritts und des zweiten Vektorsubtrahierschritts.
Der Schätzwert des ersten Wechselstroms und der Schätzwert des zweiten Wechselstroms sind Verzögerungen erster Ordnung der Ausgangsgrößen des ersten Frequenzdifferenzvektor- Multiplizierschritts und des zweiten Frequenzdifferenzvektor-Multiplizierschritts.
Gemäss einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Stromdetektionsverfahren geschaffen, zum Detektieren eines ersten Wechselstroms und eines zweiten Wechselstroms mit unterschiedlichen Frequenzen, die jeweils von zwei Wicklungen einer Dynamo-elektrischen Maschine ausgegeben werden, die zwei Wicklungen aufweist, die um denselben Ständerkern gewickelt sind, enthaltend:
einen ersten Stromdetektionsschritt zum gleichzeitigen Detektieren eines ersten Phasenstroms eines ersten Wechselstroms und eines ersten Phasenstroms eines zweiten Wechselstroms;
einen zweiten Stromdetektionsschritt zum gleichzeitigen Detektieren eines zweiten Phasenstroms des ersten Wechselstroms und eines zweiten Phasenstroms des zweiten Wechselstroms; und
einen Steuer- bzw. Regelschritt zum Festlegen eines Stroms einer Wicklung auf den Wert von Null, wenn ein Strom der anderen Wicklung detektiert wird.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die Beschreibung und die Zeichnung beschrieben; es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild beispielsweise eines Asynchronmotors mit änderbarer Polzahl, der früher vorgeschlagen wurde;
Fig. 2 ein Blockschaltbild zum Darstellen einer Stromdetektionseinrichtung und eines Stromdetektionsverfahrens in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ein Diagramm zum Darstellen eines Betriebs eines in Fig. 2 gezeigten Stromseparators;
Fig. 4 ein Diagramm zum Darstellen eines Betriebs des Stromseparators zum Erläutern eines anderen Beispiels der Stromdetektionseinrichtung und des Stromdetektionsverfahrens gemäss der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ein Blockschaltbild zum Darstellen eines zusätzlichen, anderen Beispiels der Stromdetektionseinrichtung und des Stromdetektionsverfahrens gemäss der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ein Diagramm zum Darstellen eines Betriebs eines in Fig. 5 gezeigten Stromseparators;
Fig. 7 ein Diagramm zum Darstellen eines Betriebs des Stromseparators zum Erläutern eines weiteren, anderen Beispiels der Stromdetektionseinrichtung und des Stromdetektionsverfahrens gemäss der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 8 ein Blockschaltbild zum Darstellen eines weiteren Beispiels des Stromdetektionsverfahrens gemäss der vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild zum Darstellen einer Blockstruktur beispielsweise eines Asynchronmotors mit änderbarer Polzahl, wie er bereits vorgeschlagen ist. Die Fig. 1 zeigt einen Rotor 1 mit einer Kurzschlusswicklung 1a, einen Ständer 2 mit einer ersten Wicklung 2a (U1, V1 und W1), die mit vier Polen gewickelt ist, sowie eine zweite Wicklung 2b (U2, V2 und W2), die mit acht Polen gewickelt ist, sowie einen ersten mit der ersten Wicklung 2a verbundenen Vektorsteuer-Wechselrichter 3 für eine Vierpolerregung und einen zweiten mit der zweiten Wicklung 2b verbundenen Vektorsteuer-Wechselrichter 4 für eine Achtpol-Erregung.
Ein Drehzahlsensor 5 dient als Drehzahl- bzw. Umdrehungsgeschwindigkeits-Detektionsvorrichtung zum Detektieren einer Drehzahl des Rotors 1. Ein Drehmomentsollwertverteiler 6 verteilt einen Drehmomentsollwert auf der Grundlage einer Drehzahl.
Ein erster Stromsensor 11 ist mit einer V1-Phase der ersten Wicklung 2a verbunden, zum Detektieren des Stroms der V1- Phase der ersten Wicklung 2a. Ein zweiter Stromsensor 12 ist mit einer W1-Phase der ersten Wicklung 2a verbunden, zum Detektieren des Stroms der W1-Phase in der ersten Wicklung 2a. Ähnlich ist ein dritter Stromsensor 13 mit einer V2-Phase der zweiten Wicklung 2b verbunden, zum Detektieren des Stroms der V2-Phase der zweiten Wicklung 2b. Ein vierter Stromsensor 14 ist mit einer W2-Phase der zweiten Wicklung 2b verbunden, zum Detektieren des Stroms der W2-Phase in der zweiten Wicklung 2b.
Eine durch den Drehzahlsensor 5 detektierte Umdrehungsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl ωm eines Rotors 1 wird dem ersten Wechselrichter 3 zugeführt, sowie dem zweiten Wechselrichter 4 und dem Drehmoment- Sollwertverteiler 4. Ein durch den ersten Stromsensor 11 detektierter Strom Iw1 und ein durch den zweiten Stromsensor 12 detektierter Strom Iv1 wird dem ersten Wechselrichter 3 zugeführt. Ferner wird ein durch den dritten Stromsensor 13 detektierter Strom Iw2 und ein durch den vierten Stromsensor 14 detektierter Strom Iv2 dem zweiten Wechselrichter 4 zugeführt.
Der Drehmoment-Sollwertverteiler 6 empfängt einen Drehmomentsollwert T, und er verteilt den empfangenen Drehmomentsollwert T auf den ersten Drehmomentsollwert T1 zum Ausgeben an den ersten Wechselrichter 3 und einen zweiten Drehmomentsollwert T2 zum Ausgeben an den zweiten Wechselrichter 4.
Zum Detektieren von Dreiphasen-Wechselströmen in dem Motor mit der oben beschriebenen Konfiguration lassen sich - sobald die Ströme der V-Phase und der W-Phase detektiert sind - verbleibende U-Phasen gemäss -(V-Phase + W-Phase) berechnen, wie in der obigen Erläuterung des Stands der Technik dargelegt. Demnach sind insgesamt vier Stromsensoren, d. h. der erste bis vierte Stromsensor 11 bis 14, zum Detektieren von Dreiphasen-Wechselströmen zweier unterschiedlicher Frequenzen erforderlich, die von der ersten Wicklung 2a und der zweiten Wicklung 2b ausgegeben werden.
Die Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild zum Darstellen der Stromdetektionseinrichtung und des Stromdetektionsverfahrens gemäss der vorliegenden Erfindung, und die Fig. 3 zeigt ein Diagramm zum Darstellen des Betriebs eines Stromseparators (Engl.: current separator) gemäss Fig. 2. Wie in Fig. 2 gezeigt, dient ein erster Stromsensor 15 als erste Stromdetektionsvorrichtung, die mit der V1-Phase der ersten Wicklung 2a verbunden ist, sowie mit der V2-Phase der zweiten Wicklung 2b, um gleichzeitig die Ströme der V1-Phase bei der ersten Wicklung 2a und der V2-Phase bei der zweiten Wicklung 2b zu detektieren (iV1+iV2). Ein zweiter Stromsensor 16 dient als zweite Stromdetektionsvorrichtung, die mit der W1-Phase der ersten Wicklung 2a und der W2-Phase der zweiten Wicklung 2b verbunden ist, um gleichzeitig die Ströme der ersten Wicklung 2a und der W2-Phase der zweiten Wicklung 2b (iW1+iW2) zu detektieren.
Ein Stromseparator 17 dient als Trennberechnungsvorrichtung. Der Stromseparator 17 empfängt den durch den ersten Stromsensor 15 detektierten Strom (iV1+iV2) und den durch den zweiten Stromsensor 16 detektierten Strom (iW1+iW2), und er trennt sie in Ströme (Gleichstromwerte) entlang einer gewünschten d-q-Achse, insbesondere einen Strom Ids1 und einen Strom Iqs1, und einen Strom Ids2 und einen Strom Iqs2, und er gibt anschließend diese Ströme an den ersten Vektorsteuer- Wechselrichter 3 und den zweiten Vektorsteuer- Wechselrichter 4 aus.
Zunächst erfolgt die Beschreibung eines Abrisses des Betriebs des Stromseparators im Zusammenhang mit der Fig. 3. Der Stromseparator 17 führt zunächst im Schritt S31 ein Umsetzen von dem Dreiphasen-System zu einem Zweiphasen- System auf der Grundlage des vorangehend genannten Stroms (iV1+iV2) aus, der von der ersten Wicklung 2a empfangen wird. Anschließend wir der erhaltene Zweiphasen- Wechselstrom im Schritt S32 mit der Frequenz ω1 der ersten Wicklung 2a multipliziert (in den meisten Fällen einer Vektorsteuerung einer Asynchronmaschine enthält ein Vektorsteuer-Wechselrichter Frequenzdaten), sowie einem Einheitsvektor e-j θ 1, der sich in Gegenrichtung dreht; d. h. es gilt θ1 = ω1t.
Hierdurch lässt sich ein Stromwert für Drehkoordinaten erhalten, die sich mit der ersten Frequenz ω1 drehen. Dieser Stromwert ist ein Wert, der durch Addieren eines Werts erhalten wird, der durch Multiplizieren eines Stroms entlang einer d-q-Achse - die sich mit der zweiten Frequenz ω2 eines Stromwerts der zweiten Wicklung 2b dreht - mit einem Einheitsvektor - der sich (bei einer zweiten Frequenz θ2 minus der ersten Frequenz θ1) dreht - ableiten lässt, und zwar zu einem Strom (einem Direktstromwert) entlang der d-q-Achse der ersten Wicklung 2a; demnach gilt θ2 = ω2t, θ1 = ω1t, und so weiter.
Demnach führt das Subtrahieren der oben erwähnten extra Komponenten zu den ersten Strömen, insbesondere zu Ids1 und Iqs1 entlang einer ersten d-q-Achse. Zum Subtrahieren der extra Komponente wird von einem Wert, der durch Multiplizieren der geschätzten Stromwerte - insbesondere von Ids2* und iqs2* - mit der obigen Drehkomponente (mit einer Frequenzdifferenz) - insbesondere von e-j( θ 1- θ 2) - erhalten wird, subtrahiert, damit ein gewünschter Stromdetektionswert erhalten wird (Schritte S36 und S37).
In derselben Weise lassen sich die gewünschten Ströme - insbesondere Ids2 und Iqs2 - der zweiten Wicklung 2b erhalten (Schritte S33, S34 und S35).
Ein Berechnungsverfahren des Stromseparators 17 wird nun detailliert beschrieben.
[Umsetzen von dem Dreiphasen-System in das Zweiphasen- System]
Nun erfolgt eine weitergehende detaillierte Beschreibung des Berechnungsverfahrens für den Stromseparator 17.
Allgemein erfolgt ein Umsetzen der Dreiphasen-Wechselströme - insbesondere iu, iv und iw, die um 120 Grad in der Phase verschoben sind - in Zweiphasen-Wechselströme - insbesondere iα und iβ, die um 90 Grad im Hinblick auf die Phase entlang einer α-Achse und einer β-Achse verschoben sind, durch Anwendung der folgenden Gleichung (1):
Die folgende Gleichung (2) lässt sich anhand der obigen Gleichung (1) ableiten:
In diesem Zeitpunkt gilt iu = -iv-iw, was zu der folgenden Gleichung führt:
Demnach ermöglicht das Bestimmen von iv und iw das Umsetzen in den zweiphasigen Wechselstrom.
Die nachfolgend gezeigte Gleichung (4) wird abgeleitet, indem dieselbe Berechnung unter Verwendung der Gleichung (3) auf V1+V2 und W1+W2 angewandt wird, als Ergebnisströme der zwei Dreiphasen-Wechselströme mit zwei unterschiedlichen Frequenzen, u1, V1, w1 und u2, v2, W2, und die durch die Stromdetektoren 15 und 16 detektiert werden:
[Separation]
Iα und Iβ werden durch komplexe Zahlen dargestellt, wie nachfolgend gezeigt:
In der Gleichung (5) stellt ej( ω 1t+ ϕ 1) den Strom dar, der sich mit ω1 dreht und eine Phase von ϕ1 hat. Da die Frequenz des Stroms jedes Pols bekannt ist, führt das Multiplizieren mit e-j ω 1t und e-j ω 2t zu der folgenden Gleichung (6):
Die gewünschten Ströme, die wie nachfolgend gezeigt dargestellt sind, sind zu bestimmen:
Schätzwerte der jeweiligen Ströme werden wie nachfolgend gezeigt dargestellt:
Schätzwert von I1ej ϕ 1 (I1ej ϕ 1)*
Schätzwert von I2ej ϕ 2 (I2ej ϕ 2)* (8)
Demnach wird die folgende Gleichung (9) abgeleitet:
Bei der obigen Gleichung bezeichnen Δ1 und Δ2 Fehler der Schätzwerte; demnach ermöglicht das Ausführen der Steuerung oder das Einstellen der Schätzwerte zum Eliminieren der Fehler das Detektieren der gewünschten Ströme I1ejf1 und I2 jf2.
Zum Implementieren der oben gezeigten Berechnung in einer Einrichtung erfolgt das Ausführen der tatsächlichen Berechnung so, wie nachfolgend beschrieben.
Zunächst erfolgt eine Darstellung des Ausdrucks der komplexen Zahlen durch einen Realteil und einen Imaginärteil, wie in der folgenden Gleichung (10) dargelegt:
Realteil Iα = I1cos(θ1+ϕ1)+I2cos(θ2+ϕ2)
Imaginärteil Iβ = I1sin(θ1+ϕ1)+I2sin(θ2+ϕ2)
Das Multiplizieren des Realteils mit e-j θ 1 als Einheitsvektor, der sich in die Gegenrichtung dreht, führt zu dem folgenden Ausdruck:
Das Multiplizieren des Imaginärteils mit e-j θ 2, was ebenso ein Einheitsvektor ist, der sich entlang der Gegenrichtung dreht, führt zu dem folgenden Ausdruck:
Das Subtrahieren eines Schätzwerts (I1ej ϕ 1)* von A lässt sich wie folgt ausdrücken der Schätzwert (I1ej ϕ 1)* entspricht iqs1* und ids* in Fig. 3)
Demnach lassen sich die gewünschten Ströme I2q und I2d detektieren (die gewünschten Ströme I2q und I2d entsprechen Iqs2 und Ids2 in Fig. 3).
Ähnlich lässt sich für den Imaginärteil das Subtrahieren eines Schätzwerts (I1ej ϕ 1)* von B wie folgt darstellen (der Schätzwert (I1ej ϕ 2)* entspricht Iqs2* und Ids2* in Fig. 3):
Demnach lassen sich die gewünschten Ströme I1q und I1d detektieren (die gewünschten Ströme I2q und I2d entsprechen Iqs2 und Ids2 in Fig. 3).
Auf der Grundlage der obigen Berechnungen umfasst - wie in Fig. 3 gezeigt - die Stromdetektionseinrichtung 17 die folgende(n) Trennberechnungsvorrichtung/Schritte:
die/den Zweiphasen-Wechselstrom-Umsetzvorrichtung/Schritt (Schritt S31) zum Umsetzen einer Ausgangsgröße (iv1+iv2) des Stromsensors 15 und einer Ausgangsgröße (iw1+iw2) des Stromsensors 16 in Zweiphasen-Wechselströme;
die/den ersten Gegendrehvektor- Multipliziervorrichtung/Schritt (Schritt S32) zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße der/des Zweiphasen- Wechselstrom-Umsetzvorrichtung/Schritt(s) mit einem Einheitsvektor e-j θ 1, der sich entlang der Gegenrichtung mit einer Frequenz θ1 eines ersten Wechselstroms dreht;
die/den zweiten Gegendrehvektor- Multipliziervorrichtung/Schritt (Schritt S33) zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße der/des Zweiphasen- Wechselstrom-Umsetzvorrichtung/Schritt mit einem Einheitsvektor e-j θ 2, der sich entlang der Gegenrichtung mit einer Frequenz θ2 eines zweiten Wechselstroms dreht;
die/den ersten Frequenzdifferenzvektor- Multipliziervorrichtung/Schritt (Schritt S34) zum Multiplizieren eines Schätzwerts (Ids1*, Iqs1*) des ersten Wechselstroms mit einem Einheitsvektor ej( θ 1- θ 2), der sich mit (einer Frequenz des ersten Wechselstroms minus einer Frequenz des zweiten Wechselstroms) dreht;
die/den ersten Vektorsubtrahiervorrichtung/Schritt (Schritt S35) zum Subtrahieren einer Ausgangsgröße der/des ersten Frequenzdifferenzvektor-Multipliziervorrichtung/Schritts von einer Ausgangsgröße der/des zweiten Gegendrehvektor- Multipliziervorrichtung/Schritts;
die/den zweiten Frequenzdifferenzvektor- Multipliziervorrichtung/Schritt (Schritt S36) zum Multiplizieren eines Schätzwerts (Ids2*, Iqs2*) des zweiten Wechselstroms mit einem Einheitsvektor ej( θ 2- θ 1), der sich mit (einer Frequenz des zweiten Wechselstroms minus einer Frequenz des ersten Wechselstroms) dreht; und
die/den zweiten Vektorsubtrahiervorrichtung/Schritt (Schritt S37) zum Subtrahieren einer Ausgangsgröße der/des zweiten Differenzfrequenzvektors- Multipliziervorrichtung/Schritts von einer Ausgangsgröße der/des ersten Gegendrehvektor- Multipliziervorrichtung/Schritts;
und zwar zum Erzielen einer Trennung in gewünschte Ströme (Direktstromwerte) entlang einer d-q-Achse, insbesondere eines Stroms Iqs1 und eines Stroms Ids1, sowie eines Stroms Iqs2 und eines Stroms Ids2.
Die Fig. 4 zeigt ein Diagramm zum Darstellen eines Betriebs des Stromseparators zum Erläutern eines anderen Beispiels der Stromdetektionseinrichtung und des Stromdetektionsverfahrens gemäss der vorliegenden Erfindung. Die Berechnungsprozedur, die durch den Stromseparator der ersten Ausführungsform implementiert ist, verläuft so, wie in Fig. 3 dargestellt; jedoch ist die Berechnungsprozedur nicht hierauf beschränkt.
Unter Bezug auf die Fig. 4 enthält ein Stromseparator 17 gemäss dieser Ausführungsform die folgende(n) Trennberechnungsvorrichtung/Schritte:
eine(n) Zweiphasen-Wechselstrom-Umsetzvorrichtung/Schritt (Schritt S31) zum Umsetzen einer Ausgangsgröße (iv1+iv2) des Stromsensors 15 und einer Ausgangsgröße (iw1+iw2) des Stromsensors 16 in Zweiphasen-Wechselströme;
eine(n) erste(n) Gegendrehvektor- Multipliziervorrichtung/Schritt (Schritt S32) zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße der/des Zweiphasen- Wechselstrom-Umsetzvorrichtung/Schritts mit einem Einheitsvektor e-j θ 1, der sich entlang der Gegendrehung mit einer Frequenz θ1 eines ersten Wechselstroms dreht;
eine(n) zweite(n) Gegendrehvektor- Multipliziervorrichtung/Schritt (Schritt S33) zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße der/des Zweiphasen- Wechselstrom-Umsetzvorrichtung/Schritts mit einem Einheitsvektor e-j θ 2, der sich in Gegenrichtung mit einer Frequenz θ2 eines zweiten Wechselstroms dreht;
eine(n) erste(n) Schätzwert-Subtrahiervorrichtung/Schritt (Schritt S44) zum Subtrahieren eines Schätzwerts (Ids1*, Iqs1*) des ersten Wechselstroms von einer Ausgangsgröße einer/eines ersten Gegendrehvektor- Multipliziervorrichtung/Schritts;
eine/einen erste(n) Frequenzdifferenzvektor- Multipliziervorrichtung/Schritt (Schritt S45) zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße der/des ersten Schätzwert-Substrahiervorrichtung/Schritts mit einem Einheitsvektor ej( θ 1- θ 2), der sich (mit einer Frequenz des ersten Wechselstroms minus einer Frequenz des zweiten Wechselstroms) dreht;
eine/einen zweite(n) Schätzwert- Substrahiervorrichtung/Schritt (Schritt S46) zum Subtrahieren eines Schätzwerts (Ids2*, Iqs2*) des zweiten Wechselstroms von einer Ausgangsgröße einer/eines zweiten Gegendrehvektor-Multipliziervorrichtung/Schritts; und
eine/einen zweite(n) Frequenzdifferenzvektor- Multipliziervorrichtung/Schritt (Schritt S47) zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße der/des zweiten Schätzwert-Subtrahiervorrichtung/Schritts mit einem Einheitsvektor e-j( θ 2- θ 1), der sich (mit einer Frequenz des zweiten Wechselstroms minus einer Frequenz des ersten Wechselstroms) dreht;
und zwar zum Erzielen einer Trennung in gewünschte Ströme (Gleichstromwerte) entlang einer d-q-Achse, insbesondere eines Stroms Iqs1 und eines Stroms Ids1 und eines Stroms Iqs2 und eines Stroms Ids2.
Die Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild zum Darstellen eines zusätzlichen weiteren Beispiels der Stromdetektionseinrichtung und des Stromdetektionsverfahrens gemäss der vorliegenden Erfindung. Die Fig. 6 zeigt ein Diagramm zum Darstellen eines Betriebs eines in Fig. 5 gezeigten Stromseparators. Bei dieser Ausführungsform empfängt, wie in Fig. 5 gezeigt, ein Stromseparator 18 nicht einen Schätzwert für den Strom.
Der Stromseparator 18 dieser Ausführungsform enthält eine Schätzvorrichtung (S51, S52) für Ströme (einer d-q-Achse), wie in Fig. 6 gezeigt.
Eine erste Schätzvorrichtung (Schritt S51) führt eine Verzögerung erster Ordnung zu, als Ausgangsgröße einer ersten Vektorsubtrahiervorrichtung (Schritt S35), und zwar zu einer ersten Frequenzdifferenzvektor- Multipliziervorrichtung (S34) als Stromschätzwert.
Ferner führt eine zweite Schätzvorrichtung (Schritt S52) eine Verzögerung erster Ordnung als Ausgangsgröße einer zweiten Vektorsubtrahiervorrichtung (Schritt S37) einer zweiten Frequenzdifferenzvektor-Multipliziervorrichtung (S36) als geschätzten Stromwert zu.
Der Rest der Berechnungsprozedur verläuft genau so wie bei der ersten Ausführungsform.
Die jeweilige Schätzvorrichtung subtrahiert einen Wert, der durch Integrieren von Fehlern derart erhalten wird, dass der Fehler zwischen einem berechneten Strom und einem Schätzwert den Wert Null annimmt, von einem Schätzwert, und zwar zum Bilden eines aktualisierten Schätzwerts, d. h. einer Verzögerung erster Ordnung.
Die Fig. 7 zeigt ein Diagramm zum Darstellen eines Betriebs des Stromseparators zum Erläutern eines zusätzlichen, weiteren Beispiels der Stromdetektionseinrichtung und des Stromdetektionsverfahrens in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
Auch bei dieser Ausführungsform empfängt ein Stromseparator 18 nicht einen Schätzwert des Stroms.
Der Stromseparator 18 dieser Ausführungsform enthält eine Schätzvorrichtung (S61, S62) für Ströme (einer d-q-Achse), wie in Fig. 7 gezeigt.
Eine erste Schätzvorrichtung (Schritt S61) bewirkt ein Zuführen einer Verzögerung erster Ordnung einer Ausgangsgröße einer ersten Frequenzdifferenzvektor- Multipliziervorrichtung (Schritt S45) zu einer ersten Schätzwert-Subtrahiervorrichtung (Schritt S44). Die erste Schätzwert-Subtrahiervorrichtung (Schritt S44) empfängt eine Ausgangsgröße der Schätzvorrichtung (Schritt S61) als Schätzwert (Ids1*, Iqs1*), und sie subtrahiert die vorangehend empfangene Ausgangsgröße von einer Ausgangsgröße einer ersten Gegendrehvektor- Multipliziervorrichtung (Schritt S32).
Ferner bewirkt eine zweite Schätzvorrichtung (Schritt S62) ein Zuführen einer Verzögerung erster Ordnung einer Ausgangsgröße einer zweiten Frequenzdifferenzvektor- Multipliziervorrichtung (Schritt S47) zu einer zweiten Schätzwert-Subtrahiervorrichtung (Schritt S46). Die zweite Schätzwert-Subtrahiervorrichtung (Schritt S46) empfängt eine Ausgangsgröße der Schätzvorrichtung (Schritt S62) als Schätzwert (Ids2*, Igs2*), und sie subtrahiert die vorangehend empfangene Ausgangsgröße von einer Ausgangsgröße einer zweiten Gegendrehvektor- Multipliziervorrichtung (Schritt S33).
Der Rest der Berechnungsprozedur verläuft genauso wie derjenige der zweiten Ausführungsform.
Die jeweilige Schätzvorrichtung subtrahiert einen Wert, der durch Integrieren von Fehlern so erhalten wird, dass der Fehler zwischen einem berechneten Strom und einem Schätzwert den Wert Null annimmt, von einem Schätzwert, und zwar zum Bereitstellen eines aktualisierten Schätzwerts, d. h. einer Verzögerung erster Ordnung.
Bei der ersten bis vierten oben beschriebenen Ausführungsform sind die erhaltenen gewünschten Ströme (Ids1, Iqs1, Ids2, und Iqs2) Ströme entlang der d-q-Achse. Jedoch ermöglicht das Multiplizieren dieser Ströme mit Einheitsvektoren, die sich mit Frequenzen θ1 und θ2 drehen, das Erhalten von Strömen, die entlang von Ständerkoordinaten erhalten werden.
Bei der Vektorsteuerung ermöglicht das Bestimmen der Ströme I1d, I1q und I2d, I2q, dargestellt entlang der jeweiligen Drehkoordinaten, das Erhalten der gewünschten Ströme. Das Darstellen der Ströme in Ständerkoordinaten erfordert, dass die folgenden Ströme I1 α, I1 β und I2 α, I2 β, - die durch Multiplizieren unter Verwendung der Einheitsvektoren erhalten werden - sich mit ihren jeweiligen Frequenzen drehen.
I1 α = I1qcosθ1 - I1dsinθ1
I1 β = I1qsinθ1 + I1dcosθ1
I2 α = I2qcosθ2 - I2dsinθ2
I2 β = I2qsinθ2 + I2dcosθ2 (15)
Bei der obigen fünften Ausführungsform werden die erhaltenen Ströme (Ids1, Iqs1, Ids2 und Iqs2) entlang der d-q-Achse mit den Einheitsvektoren multipliziert, um die Ströme zu bestimmen, die entlang der Ständerkoordinaten beobachtet werden. Das Umsetzen der Ströme entlang der Ständerkoordinaten entlang der entgegengesetzten Richtung gemäss der ersten Ausführungsform, insbesondere von dem Zweiphasen- in das Dreiphasen-System ermöglicht das Erhalten eines Leitungsstrom-Momentanwerts jeder Spule.
Die Fig. 8 zeigt ein Blockschaltbild zum Darstellen eine s weiteren Beispiels des Stromdetektionsverfahrens in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
Wie in Fig. 8 gezeigt, ist ein erster Stromsensor 15, der als erste Stromdetektionsvorrichtung dient, mit einer V1- Phase der ersten Wicklung 2a und einer V2-Phase der zweiten Wicklung 2b verbunden, zum gleichzeitigen Detektieren der Ströme der V1-Phase der ersten Wicklung 2a und der V2-Phase der zweiten Wicklung 2b (iV1+iV2), und er gibt das Detektionsergebnis an den ersten Vektorsteuer- Wechselrichter 3 aus.
Ein zweiter Stromsensor 16, der als zweite Stromdetektionsvorrichtung dient, ist mit einer W1-Phase der ersten Wicklung 2a und einer W2-Phase der zweiten Wicklung 2b verbunden, zum gleichzeitigen Detektieren der Ströme der W1-Phase der ersten Wicklung 2a und der W2-Phase der zweiten Wicklung 2b (iW1+iW2), und er gibt das Detektionsergebnis an den ersten Vektorsteuer- Wechselrichter 3 und einen zweiten Vektorsteuer- Wechselrichter 4 aus.
Die beiden Vektorsteuer-Wechselrichter 3 und 4 gemäss dieser Ausführungsform sind so angepasst, dass sie einen an eine Wicklung auszugebenden Strom auf den Wert Null vorab festlegen, wenn ein Strom der anderen Wicklung detektiert wird. Das Anwenden dieses Steuerverfahrens ermöglicht das Detektieren gewünschter Ströme unter Verwendung lediglich zweier Stromsensoren.
Demnach enthält die Stromdetektionseinrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung: eine Stromdetektionsvorrichtung zum gleichzeitigen Detektieren mehrerer Dreiphasen- Wechselströme unterschiedlicher Frequenzen, die jeweils von zwei Wicklungen einer dynamo-elektrischen Maschine ausgegeben werden, die zwei Wicklungen aufweist, die um denselben Ständerkern gewickelt sind; eine Schätzvorrichtung zum Erhalten von Schätzwerten der jeweiligen Ströme; und eine Trennberechnungsvorrichtung zum Trennen - gemäss jeder Frequenz - der durch die Stromdetektionsvorrichtung detektierten Ströme auf der Grundlage der Ausgangsgrößen der Schätzvorrichtung. Diese Anordnung ermöglicht eine reduzierte Zahl von Stromdetektionsvorrichtungen und das Erzielen niedrigerer Kosten.
Die Trennberechnungsvorrichtung enthält: eine Zweiphasen- Wechselstrom-Umsetzvorrichtung zum Umsetzen eines durch die Stromdetektionsvorrichtung detektierten Stroms in einen Zweiphasen-Wechselstrom; eine Gegendrehvektor- Multipliziervorrichtung zum Multiplizieren eines Werts, der durch die Zweiphasen-Wechselstrom-Umsetzvorrichtung erhalten wird, mit einem Vektor, der sich entlang einer Gegenrichtung bei jeder Frequenz dreht; und eine Subtrahiervorrichtung des multiplizierten Frequenzdifferenzvektors zum Subtrahieren eines Schätzwerts - multipliziert mit einem Vektor, der sich mit einer Differenz der Frequenzen dreht - von einer Ausgangsgröße der Gegendrehvektor-Multipliziervorrichtung. Mit dieser Anordnung lassen sich die Zahl der Stromdetektionsvorrihchtungen und die Kosten unter Verwendung einer einfachen Konfiguration reduzieren.
Ferner enthält die Stromdetektionsvorrichtung eine erste Stromdetektionsvorrichtung zum gleichzeitigen Detektieren eines ersten Phasenstroms eines ersten Wechselstroms und eines ersten Phasenstroms eines zweiten Wechselstroms; eine zweite Stromdetektionsvorrichtung zum gleichzeitigen Detektieren eines zweiten Phasenstroms des ersten Wechselstroms und eines zweiten Phasenstroms des zweiten Wechselstroms; und die Trennberechnungsvorrichtung enthält: eine Zweiphasen-Wechselstrom-Umsetzvorrichtung zum Umsetzen einer Ausgangsgröße der ersten Stromdetektionsvorrichtung und einer Ausgangsgröße der zweiten Stromdetektionsvorrichtung in Zweiphasen-Wechselströme; eine erste Gegendrehvektor-Multipliziervorrichtung zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße der Zweiphasen- Wechselstrom-Umsetzvorrichtung mit einem Einheitsvektor, der sich in Gegenrichtung mit einer Frequenz des ersten Wechselstroms dreht; eine zweite Gegendrehvektor- Multipliziervorrichtung zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße der Zweiphasen-Wechselstrom-Umsetzvorrichtung mit einem Einheitsvektor, der sich entlang einer Gegenrichtung mit einer Frequenz des zweiten Wechselstroms dreht; eine erste Frequenzdifferenzvektor- Multipliziervorrichtung zum Multiplizieren eines Schätzwerts des ersten Wechselstroms mit einem Einheitsvektor, der sich mit (einer Frequenz des ersten Wechselstroms mittels einer Frequenz des zweiten Wechselstroms) dreht; eine erste Vektorsubtrahiervorrichtung zum Subtrahieren einer Ausgangsgröße der ersten Frequenzdifferenzvektor- Multipliziervorrichtung von einer Ausgangsgröße der zweiten Gegendrehvektor-Multipliziervorrichtung; eine zweite Frequenzdifferenzvektor-Multipliziervorrichtung zum Multiplizieren eines Schätzwerts des zweiten Wechselstroms mit einem Einheitsvektor, der sich (mit einer Frequenz des zweiten Wechselstroms mittels einer Frequenz des ersten Wechselstroms) dreht; und eine zweite Vektorsubtrahiervorrichtung zum Subtrahieren einer Ausgangsgröße der zweiten Frequenzdifferenzvektor- Multipliziervorrichtung von einer Ausgangsgröße der ersten Gegendrehvektor-Multipliziervorrichtung. Mit dieser Anordnung lassen sich die Zahl der Stromdetektionsvorrichtungen und die Kosten reduzieren, und gewünschte Ströme lassen sich genau detektieren.
Die Stromdetektionsvorrichtung enthält: eine erste Stromdetektionsvorrichtung zum gleichzeitigen Detektieren eines ersten Phasenstroms eines ersten Wechselstroms und eines ersten Phasenstroms eines zweiten Wechselstroms; eine zweite Stromdetektionsvorrichtung zum gleichzeitigen Detektieren eines zweiten Phasenstroms des ersten Wechselstroms und eines zweiten Phasenstroms des zweiten Wechselstroms; und die Trennberechnungsvorrichtung enthält: eine Zweiphasen-Wechselstrom-Umsetzvorrichtung zum Umsetzen einer Ausgangsgröße der ersten Stromdetektionsvorrichtung und einer Ausgangsgröße der zweiten Stromdetektionsvorrichtung in Zweiphasen-Wechselströme; eine erste Gegendrehvektor-Multipliziervorrichtung zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße der Zweiphasen- Wechselstrom-Umsetzvorrichtung mit einem Einheitsvektor, der sich entlang einer Gegenrichtung mit einer Frequenz des ersten Wechselstroms dreht; eine zweite Gegendrehvektor- Multipliziervorrichtung zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße der Zweiphasen-Wechselstrom-Umsetzvorrichtung mit einem Einheitsvektor, der sich entlang einer Gegenrichtung mit einer Frequenz des zweiten Wechselstroms dreht; eine erste Schätzwert-Subtrahiervorrichtung zum Subtrahieren eines Schätzwerts des ersten Wechselstroms von einer Ausgangsgröße der ersten Gegendrehvektor- Multipliziervorrichtung; eine erste Frequenzdifferenzvektor-Multipliziervorrichtung zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße der ersten Schätzwert- Subtrahiervorrichtung mit einem Einheitsvektor, der sich (mit einer Frequenz 2 des ersten Wechselstroms minus einer Frequenz des zweiten Wechselstroms) dreht; eine zweite Schätzwert-Subtrahiervorrichtung zum Subtrahieren eines Schätzwerts des zweiten Wechselstroms von einer Ausgangsgröße der zweiten Gegendrehvektor- Multipliziervorrichtung; und eine zweite Frequenzdifferenzvektor-Multipliziervorrichtung zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße der zweiten Schätzwert- Subtrahiervorrichtung mit einem Einheitsvektor, der sich (mit einer Frequenz des zweiten Wechselstroms minus einer Frequenz des ersten Wechselstroms) dreht. Mit dieser Anordnung lassen sich die Zahl der Stromdetektionsvorrichtungen und die Kosten reduzieren, und die gewünschten Ströme lassen sich genau detektieren.
Der Schätzwert des ersten Wechselstroms und der Schätzwert des zweiten Wechselstroms sind Stromsollwerte. Dies ermöglicht ein schnelleres Ansprechverhalten bei der Stromdetektion.
Der Schätzwert des ersten Wechselstroms und der Schätzwert des zweiten Wechselstroms sind Verzögerungen erster Ordnung der Ausgangsgrößen der ersten Vektor-Subtrahiervorrichtung und der zweiten Vektor-Subtrahiervorrichtung. Dies ermöglicht das Detektieren gewünschter Ströme in genauerer Weise.
Ferner sind der Schätzwert für den ersten Wechselstrom und der Schätzwert für den zweiten Wechselstrom Verzögerungen erster Ordnung der Ausgangsgrößen der ersten Frequenzdifferenzvektor-Multipliziervorrichtungen und der zweiten Frequenzdifferenzvektor-Multipliziervorrichtung. Dies ermöglicht das Detektieren gewünschter Ströme mit weiter verbesserter Genauigkeit.
Weiterhin enthält die erfindungsgemäße Stromdetektionseinrichtung zum Detektieren eines ersten Wechselstroms und eines zweiten Wechselstroms mit unterschiedlichen Frequenzen, die jeweils von zwei Wicklungen einer dynamo-elektrischen Maschine ausgegeben werden, bei der zwei Wicklungen um denselben Ständerkern gewickelt sind: eine erste Stromdetektionsvorrichtung zum gleichzeitigen Detektieren eines ersten Phasenstroms eines ersten Wechselstroms und eines ersten Phasenstroms eines zweiten Wechselstroms; eine zweite Stromdetektionsvorrichtung zum gleichzeitigen Detektieren eines zweiten Phasenstroms des ersten Wechselstroms und eines zweiten Phasenstroms des zweiten Wechselstroms; und eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung zum Festlegen eines Stroms einer Wicklung auf den Wert von Null, wenn ein Strom der anderen Wicklung detektiert wird. Diese Anordnung ermöglicht das Reduzieren der Zahl der Stromdetektionsvorrichtungen, und sie vereinfacht die Konfiguration, und sie reduziert Kosten.
Das erfindungsgemäße Stromdetektionsverfahren enthält: einen Stromdetektionsschritt zum gleichzeitigen Detektieren mehrerer Dreiphasen-Wechselströme unterschiedlicher Frequenzen, die jeweils von zwei Wicklungen einer Dynamo- elektrischen Maschine ausgegeben werden, die zwei Wicklungen aufweist, die um denselben Ständerkern gewickelt sind; einen Schätzwert zum Erhalten von Schätzwerten der jeweiligen Ströme; und einen Trennberechnungsschritt zum Trennen - gemäss jeder Frequenz - der im Rahmen des Stromdetektionsschritts detektierten Ströme auf der Grundlage der Ausgangsgrößen des Schätzwerts. Die Anordnung ermöglicht eine Reduktion der Zahl der Detektionsvorrichtungen und der Kosten.
Der Separationsberechnungsschritt enthält: einen Zweiphasen-Wechselstrom-Umsetzschritt zum Umsetzen eines durch den Stromdetektionsschritt detektierten Stroms in einen Zweiphasen-Wechselstrom; einen Gegendrehvektor- Multiplizierschritt zum Multiplizieren eines Werts, der durch den Zweiphasen-Wechselstrom-Umsetzschritt erhalten wird, mit einem Vektor, der sich entlang einer Gegendrehung bei jeder Frequenz dreht; und einen Subtrahierschritt für einen multiplizierten Frequenzdifferenzvektor zum Subtrahieren eines Schätzwerts - multipliziert mit einem Vektor, der sich mit einer Differenz zwischen den Frequenzen dreht - von einer Ausgangsgröße des Gegendrehvektor-Multiplizierschritts. Mit dieser Anordnung reduzieren sich die Zahl der Stromdetektionsvorrichtungen und Kosten unter Verwendung eines einfachen Verfahrens.
Der Stromdetektionsschritt enthält: einen ersten Stromdetektionsschritt zum gleichzeitigen Detektieren eines ersten Phasenstroms eines ersten Wechselstroms und eines ersten Phasenstroms eines zweiten Wechselstroms; einen zweiten Stromdetektionsschritt zum gleichzeitigen Detektieren eines zweiten Phasenstroms des ersten Wechselstroms und eines zweiten Phasenstroms des zweiten Wechselstroms; und der Trenn-Berechnungsschritt umfasst: einen Zweiphasen-Wechselstrom-Umsetzschritt zum Umsetzen einer Ausgangsgröße des ersten Stromdetektionsschritts und einer Ausgangsgröße des zweiten Stromdetektionsschritts in Zweiphasen-Wechselströme; einen ersten Gegendrehvektor- Multiplizierschritt zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße des Zweiphasen-Wechselstrom-Umsetzschritts mit einem Einheitsvektor, der sich entlang einer Gegenrichtung mit einer Frequenz des ersten Wechselstroms dreht; einen zweiten Gegendrehvektor-Multiplizierschritt zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße des Zweiphasen- Wechselstrom-Umsetzschritts mit einem Einheitsvektor, der sich entlang einer Gegenrichtung mit einer Frequenz des zweiten Wechselstroms dreht; einen ersten Frequenzdifferenzvektor-Multiplizierschritt zum Multiplizieren eines Schätzwerts des ersten Wechselstroms mit einem Einheitsvektor, der sich mit (einer Differenz des ersten Wechselstroms minus einer Frequenz des zweiten Wechselstroms) dreht; einen ersten Vektorsubtrahierschritt zum Subtrahieren einer Ausgangsgröße des ersten Frequenzdifferenzvektor-Multiplizierschritts von einer Ausgangsgröße des zweiten Gegendrehvektor- Multiplizierschritts; einen zweiten Frequenzdifferenzvektor-Multiplizierschritt zum Multiplizieren eines Schätzwerts des zweiten Wechselstroms mit einem Einheitsvektor, der sich mit (einer Frequenz des zweiten Wechselstroms minus einer Frequenz des ersten Wechselstroms) dreht; und einen zweiten Vektorsubtrahierschritt zum Subtrahieren einer Ausgangsgröße des zweiten Frequenzdifferenzvektor- Multiplizierschritts von einer Ausgangsgröße des ersten Gegendrehvektor-Multiplizierschritts. Mit dieser Anordnung lassen sich die Zahl der Stromdetektionsvorrichtungen und Kosten reduzieren, und gewünschte Ströme lassen sich genau detektieren.
Der Stromdetektionsschritt umfasst: einen ersten Stromdetektionsschritt zum gleichzeitigen Detektieren eines ersten Phasenstroms eines ersten Wechselstroms und eines ersten Phasenstroms eines zweiten Wechselstroms; einen zweiten Stromdetektionsschritt zum gleichzeitigen Detektieren eines zweiten Phasenstroms des ersten Wechselstroms und eines zweiten Phasenstroms des zweiten Wechselschritts; und der Trenn-Berechnungsschritt umfasst: einen Zweiphasen-Wechselstrom-Umsetzschritt zum Umsetzen einer Ausgangsgröße des ersten Stromdetektionsschritt und einer Ausgangsgröße des zweiten Stromdetektionsschritts in Zweiphasen-Wechselströme; einen ersten Gegendrehvektor- Multiplizierschritt zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße des Zweiphasen-Wechselstrom-Umsetzschritt mit einem Einheitsvektor, der sich entlang einer Gegenrichtung mit einer Frequenz des ersten Wechselstroms dreht; einen zweiten Gegendrehvektor-Multiplizierschritt zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße des Zweiphasen- Wechselstrom-Umsetzschritts mit einem Einheitsvektor, der sich entlang einer Gegenrichtung mit einer Frequenz des zweiten Wechselstroms dreht; einen ersten Schätzwert- Substrahierschritt zum Subtrahieren eines Schätzwerts des ersten Wechselstroms von einer Ausgangsgröße des ersten Gegendrehvektor-Multiplizierschritts; einen ersten Frequenzdifferenzvektor-Multiplizierschritt zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße des ersten Schätzwert- Subtrahierschritts mit einem Einheitsvektor, der sich mit (einer Frequenz des ersten Wechselstroms minus einer Frequenz des zweiten Wechselstroms) dreht; einen zweiten Schätzwert-Subtrahierschritt zum Subtrahieren eines Schätzwerts des zweiten Wechselstroms von einer Ausgangsgröße des zweiten Gegendrehvektor- Multiplizierschritts; und einen zweiten Frequenzdifferenzvektor-Multiplizierschritt zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße des zweiten Schätzwert- Subtrahierschritts mit einem Einheitsvektor, der sich mit (einer Frequenz des zweiten Wechselstroms minus einer Frequenz des ersten Wechselstroms) dreht. Mit dieser Anordnung lassen sich die Zahl der Stromdetektionsvorrichtungen und die Kosten reduzieren, und die gewünschten Ströme lassen sich genau detektieren.
Der Schätzwert des ersten Wechselstroms und der Schätzwert des zweiten Wechselstroms sind Stromsollwerte. Diese Anordnung ermöglicht ein schnelleres Ansprechverhalten bei der Stromdetektion.
Der Schätzwert des ersten Wechselstroms und der Schätzwert des zweiten Wechselstroms sind Verzögerungen erster Ordnung der Ausgangsgrößen des ersten Vektorsubtrahierschritts und des zweiten Vektorsubtrahierschritts. Mit dieser Anordnung lassen sich die gewünschten Ströme zusätzlich, genauer detektieren.
Der Schätzwert des ersten Wechselstroms und der Schätzwert des zweiten Wechselstroms sind Verzögerungen erster Ordnung der Ausgangsgrößen des ersten Frequenzdifferenzvektor- Multiplizierschritts und des zweiten Frequenzdifferenzvektor-Multiplizierschritts. Mit dieser Anordnung lassen sich die gewünschten Ströme weiter, genauer detektieren.
Das erfindungsgemäße Stromdetektionsverfahren zum Detektieren eines ersten Wechselstroms und eines zweiten Wechselstroms mit unterschiedlichen Frequenzen, die jeweils von zwei Wicklungen einer Dynamo-elektrischen Maschine ausgegeben werden, die zwei Wicklungen aufweist, die um denselben Statorkern gewickelt sind, umfasst: einen ersten Stromdetektionsschritt zum gleichzeitigen Detektieren eines ersten Phasenstroms eines ersten Wechselstroms und eines ersten Phasenstroms eines zweiten Wechselstroms; einen zweiten Stromdetektionsschritt zum gleichzeitigen Detektieren eines zweiten Phasenstroms des ersten Wechselstroms und eines zweiten Phasenstroms des zweiten Wechselstroms; und einen Steuer- bzw. Regelschritt zum Festlegen eines Stroms einer Wicklung auf den Wert von Null, wenn ein Strom der anderen Wicklung detektiert wird. Diese Anordnung ermöglicht das Reduzieren der Zahl der Stromdetektionsvorrichtungen, das Erzielen einer einfacheren Prozedur und das Reduzieren von Kosten.

Claims (16)

1. Stromdetektionseinrichtung, enthaltend:
eine Stromdetektionsvorrichtung zum gleichzeitigen Detektieren mehrerer Dreiphasen-Wechselströme unterschiedlicher Frequenzen, die jeweils von zwei Wicklungen einer Dynamo-elektrischen Maschine ausgegeben werden, die zwei Wicklungen aufweist, die um denselben Ständerkern gewickelt sind;
eine Schätzvorrichtung zum Erhalten von Schätzwerten der jeweiligen Ströme; und
eine Trennberechnungsvorrichtung zum Trennen - gemäss jeder Frequenz - der durch die Stromdetektionsvorrichtung detektierten Ströme auf der Grundlage der Ausgangsgrößen der Schätzvorrichtung.
2. Stromdetektionseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennberechnungsvorrichtung enthält:
eine Zweiphasen-Wechselstrom-Umsetzvorrichtung zum Umsetzen eines durch die Stromdetektionsvorrichtung detektierten Stroms in einen Zweiphasen-Wechselstrom;
eine Gegendrehvektor-Multipliziervorrichtung zum Multiplizieren eines Werts, der durch die Zweiphasen- Wechselstrom-Umsetzvorrichtung erhalten wird, mit einem Vektor, der sich entlang einer Gegenrichtung bei jeder Frequenz dreht; und
eine Subtrahiervorrichtung des multiplizierten Frequenzdifferenzvektors zum Subtrahieren eines Schätzwerts - multipliziert mit einem Vektor, der sich mit einer Differenz der Frequenzen dreht - von einer Ausgangsgröße der Gegendrehvektor- Multipliziervorrichtung.
3. Stromdetektionseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromdetektionsvorrichtung enthält:
eine erste Stromdetektionsvorrichtung (15) zum gleichzeitigen Detektieren eines ersten Phasenstroms eines ersten Wechselstroms und eines ersten Phasenstroms eines zweiten Wechselstroms;
eine zweite Stromdetektionsvorrichtung (16) zum gleichzeitigen Detektieren eines zweiten Phasenstroms des ersten Wechselstroms und eines zweiten Phasenstroms des zweiten Wechselstroms; und derart, dass
die Trennberechnungsvorrichtung enthält:
eine Zweiphasen-Wechselstrom-Umsetzvorrichtung (S31) zum Umsetzen einer Ausgangsgröße der ersten Stromdetektionsvorrichtung und einer Ausgangsgröße der zweiten Stromdetektionsvorrichtung in Zweiphasen- Wechselströme;
eine erste Gegendrehvektor-Multipliziervorrichtung (S32) zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße der Zweiphasen-Wechselstrom-Umsetzvorrichtung mit einem Einheitsvektor, der sich in Gegenrichtung mit einer Frequenz des ersten Wechselstroms dreht;
eine zweite Gegendrehvektor-Multipliziervorrichtung (S33) zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße der Zweiphasen-Wechselstrom-Umsetzvorrichtung mit einem Einheitsvektor, der sich entlang einer Gegenrichtung mit einer Frequenz des zweiten Wechselstroms dreht;
eine erste Frequenzdifferenzvektor- Multipliziervorrichtung (S34) zum Multiplizieren eines Schätzwerts des ersten Wechselstroms mit einem Einheitsvektor, der sich mit (einer Frequenz des ersten Wechselstroms mittels einer Frequenz des zweiten Wechselstroms) dreht;
eine erste Vektorsubtrahiervorrichtung (S35) zum Subtrahieren einer Ausgangsgröße der ersten Frequenzdifferenzvektor-Multipliziervorrichtung von einer Ausgangsgröße der zweiten Gegendrehvektor- Multipliziervorrichtung;
eine zweite Frequenzdifferenzvektor- Multipliziervorrichtung (S36) zum Multiplizieren eines Schätzwerts des zweiten Wechselstroms mit einem Einheitsvektor, der sich (mit einer Frequenz des zweiten Wechselstroms mittels einer Frequenz des ersten Wechselstroms) dreht; und
eine zweite Vektorsubtrahiervorrichtung (S37) zum Subtrahieren einer Ausgangsgröße der zweiten Frequenzdifferenzvektor-Multipliziervorrichtung von einer Ausgangsgröße der ersten Gegendrehvektor- Multipliziervorrichtung.
4. Stromdetektionseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromdetektionsvorrichtung enthält:
eine erste Stromdetektionsvorrichtung (15) zum gleichzeitigen Detektieren eines ersten Phasenstroms eines ersten Wechselstroms und eines ersten Phasenstroms eines zweiten Wechselstroms;
eine zweite Stromdetektionsvorrichtung (16) zum gleichzeitigen Detektieren eines zweiten Phasenstroms des ersten Wechselstroms und eines zweiten Phasenstroms des zweiten Wechselstroms; und derart, dass
die Trennberechnungsvorrichtung enthält:
eine Zweiphasen-Wechselstrom-Umsetzvorrichtung (S31) zum Umsetzen einer Ausgangsgröße der ersten Stromdetektionsvorrichtung und einer Ausgangsgröße der zweiten Stromdetektionsvorrichtung in Zweiphasen- Wechselströme;
eine erste Gegendrehvektor-Multipliziervorrichtung (S32) zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße der Zweiphasen-Wechselstrom-Umsetzvorrichtung mit einem Einheitsvektor, der sich entlang einer Gegenrichtung mit einer Frequenz des ersten Wechselstroms dreht;
eine zweite Gegendrehvektor-Multipliziervorrichtung (S33) zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße der Zweiphasen-Wechselstrom-Umsetzvorrichtung mit einem Einheitsvektor, der sich entlang einer Gegenrichtung mit einer Frequenz des zweiten Wechselstroms dreht;
eine erste Schätzwert-Subtrahiervorrichtung (S44) zum Subtrahieren eines Schätzwerts des ersten Wechselstroms von einer Ausgangsgröße der ersten Gegendrehvektor-Multipliziervorrichtung;
eine erste Frequenzdifferenzvektor- Multipliziervorrichtung (S45) zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße der ersten Schätzwert- Subtrahiervorrichtung mit einem Einheitsvektor, der sich (mit einer Frequenz des ersten Wechselstroms minus einer Frequenz des zweiten Wechselstroms) dreht;
eine zweite Schätzwert-Subtrahiervorrichtung (S46) zum Subtrahieren eines Schätzwerts des zweiten Wechselstroms von einer Ausgangsgröße der zweiten Gegendrehvektor-Multipliziervorrichtung; und
eine zweite Frequenzdifferenzvektor- Multipliziervorrichtung (S47) zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße der zweiten Schätzwert- Subtrahiervorrichtung mit einem Einheitsvektor, der sich (mit einer Frequenz des zweiten Wechselstroms minus einer Frequenz des ersten Wechselstroms) dreht.
5. Stromdetektionseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schätzwert des ersten Wechselstroms und der Schätzwert des zweiten Wechselstroms Stromsollwerte sind.
6. Stromdetektionseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schätzwert des ersten Wechselstroms und der Schätzwert des zweiten Wechselstroms Verzögerungen erster Ordnung der Grünling-Elektroden der ersten Vektorsubtrahiervorrichtung und der zweiten Vektorsubtrahiervorrichtung sind.
7. Stromdetektionseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schätzwert des ersten Wechselstroms und der Schätzwert des zweiten Wechselstroms Verzögerungen erster Ordnung der Ausgangsgrößen der ersten Frequenzdifferenzvektor- Multipliziervorrichtung und der zweiten Frequenzdifferenzvektor-Multipliziervorrichtung sind.
8. Stromdetektionseinrichtung zum Detektieren eines ersten Wechselstroms und eines zweiten Wechselstroms mit unterschiedlichen Frequenzen, die jeweils von zwei Wicklungen einer dynamo-elektrischen Maschine ausgegeben werden, die zwei Wicklungen umfasst, die um denselben Ständerkern gewickelt sind, enthaltend:
eine erste Stromdetektionsvorrichtung (15) zum gleichzeitigen Detektieren eines ersten Phasenstroms eines ersten Wechselstroms und eines ersten Phasenstroms eines zweiten Wechselstroms;
eine zweite Stromdetektionsvorrichtung (16) zum gleichzeitigen Detektieren eines zweiten Phasenstroms des ersten Wechselstroms und eines zweiten Phasenstroms des zweiten Wechselstroms; und
eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung zum Festlegen eines Stroms einer Wicklung auf den Wert von Null, wenn ein Strom der anderen Wicklung detektiert wird.
9. Stromdetektionsverfahren, enthaltend:
einen Stromdetektionsschritt zum gleichzeitigen Detektieren mehrerer Dreiphasen-Wechselströme unterschiedlicher Frequenzen, die jeweils von zwei Wicklungen einer dynamo-elektrischen Maschine ausgegeben werden, die zwei Wicklungen aufweist, die um denselben Ständerkern gewickelt sind;
einen Schätzwert zum Erhalten von Schätzwerten der jeweiligen Ströme; und
einen Trennberechnungsschritt zum Trennen - gemäss jeder Frequenz - der im Rahmen des Stromdetektionsschritts detektierten Ströme auf der Grundlage der Ausgangsgrößen des Schätzwerts.
10. Stromdetektionsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennberechnungsschritt umfasst:
einen Zweiphasen-Wechselstrom-Umsetzschritt zum Umsetzen eines durch den Stromdetektionsschritt detektierten Stroms in einen Zweiphasen-Wechselstrom;
einen Gegendrehvektor-Multiplizierschritt zum Multiplizieren eines Werts, der durch den Zweiphasen- Wechselstrom-Umsetzschritt erhalten wird, mit einem Vektor, der sich entlang einer Gegendrehung bei jeder Frequenz dreht; und
einen Subtrahierschritt für einen multiplizierten Frequenzdifferenzvektor zum Subtrahieren eines Schätzwerts - multipliziert mit einem Vektor, der sich mit einer Differenz zwischen den Frequenzen dreht - von einer Ausgangsgröße des Gegendrehvektor- Multiplizierschritts.
11. Stromdetektionsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromdetektionsschritt umfasst:
einen ersten Stromdetektionsschritt zum gleichzeitigen Detektieren eines ersten Phasenstroms eines ersten Wechselstroms und eines ersten Phasenstroms eines zweiten Wechselstroms;
einen zweiten Stromdetektionsschritt zum gleichzeitigen Detektieren eines zweiten Phasenstroms des ersten Wechselstroms und eines zweiten Phasenstroms des zweiten Wechselstroms; und derart, dass
der Trenn-Berechnungsschritt umfasst:
einen Zweiphasen-Wechselstrom-Umsetzschritt zum Umsetzen einer Ausgangsgröße des ersten Strömdetektionsschritts und einer Ausgangsgröße des zweiten Stromdetektionsschritts in Zweiphasen- Wechselströme;
einen ersten Gegendrehvektor-Multiplizierschritt zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße des Zweiphasen- Wechselstrom-Umsetzschritts mit einem Einheitsvektor, der sich entlang einer Gegenrichtung mit einer Frequenz des ersten Wechselstroms dreht;
einen zweiten Gegendrehvektor-Multiplizierschritt zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße des Zweiphasen- Wechselstrom-Umsetzschritts mit einem Einheitsvektor, der sich entlang einer Gegenrichtung mit einer Frequenz des zweiten Wechselstroms dreht;
einen ersten Frequenzdifferenzvektor- Multiplizierschritt zum Multiplizieren eines Schätzwerts des ersten Wechselstroms mit einem Einheitsvektor, der sich mit (einer Differenz des ersten Wechselstroms minus einer Frequenz des zweiten Wechselstroms) dreht;
einen ersten Vektorsubtrahierschritt zum Subtrahieren einer Ausgangsgröße des ersten Frequenzdifferenzvektor-Multiplizierschritts von einer Ausgangsgröße des zweiten Gegendrehvektor- Multiplizierschritts;
einen zweiten Frequenzdifferenzvektor- Multiplizierschritt zum Multiplizieren eines Schätzwerts des zweiten Wechselstroms mit einem Einheitsvektor, der sich mit (einer Frequenz des zweiten Wechselstroms minus einer Frequenz des ersten Wechselstrom) dreht; und
einen zweiten Vektorsubtrahierschritt zum Subtrahieren einer Ausgangsgröße des zweiten Frequenzdifferenzvektor-Multiplizierschritts von einer Ausgangsgröße des ersten Gegendrehvektor- Multiplizierschritts.
12. Stromdetektionsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromdetektionsschritt umfasst:
einen ersten Stromdetektionsschritt zum gleichzeitigen Detektieren eines ersten Phasenstroms eines ersten Wechselstroms und eines ersten Phasenstroms eines zweiten Wechselstroms;
einen zweiten Stromdetektionsschritt zum gleichzeitigen Detektieren eines zweiten Phasenstroms des ersten Wechselstroms und eines zweiten Phasenstroms des zweiten Wechselschritts; und derart, dass
der Trennberechnungsschritt umfasst:
einen Zweiphasen-Wechselstrom-Umsetzschritt zum Umsetzen einer Ausgangsgröße des ersten Stromdetektionsschritt und einer Ausgangsgröße des zweiten Stromdetektionsschritts in Zweiphasen- Wechselströme;
einen ersten Gegendrehvektor-Multiplizierschritt zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße des Zweiphasen- Wechselstrom-Umsetzschritt mit einem Einheitsvektor, der sich entlang einer Gegenrichtung mit einer Frequenz des ersten Wechselstroms dreht;
einen zweiten Gegendrehvektor-Multiplizierschritt zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße des Zweiphasen- Wechselstrom-Umsetzschritts mit einem Einheitsvektor, der sich entlang einer Gegenrichtung mit einer Frequenz des zweiten Wechselstroms dreht;
einen ersten Schätzwert-Substrahierschritt zum Subtrahieren eines Schätzwerts des ersten Wechselstroms von einer Ausgangsgröße des ersten Gegendrehvektor-Multiplizierschritts;
einen ersten Frequenzdifferenzvektor- Multiplizierschritt zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße des ersten Schätzwert-Subtrahierschritts mit einem Einheitsvektor, der sich mit (einer Frequenz des ersten Wechselstroms minus einer Frequenz des zweiten Wechselstroms) dreht;
einen zweiten Schätzwert-Subtrahierschritt zum Subtrahieren eines Schätzwerts des zweiten Wechselstroms von einer Ausgangsgröße des zweiten Gegendrehvektor-Multiplizierschritts; und
einen zweiten Frequenzdifferenzvektor- Multiplizierschritt zum Multiplizieren einer Ausgangsgröße des zweiten Schätzwert- Subtrahierschritts mit einem Einheitsvektor, der sich mit (einer Frequenz des zweiten Wechselstroms minus einer Frequenz des ersten Wechselstroms) dreht.
13. Stromdetektionsverfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schätzwert des ersten Wechselstroms und der Schätzwert des zweiten Wechselstroms Stromsollwerte sind.
14. Stromdetektionsverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schätzwert des ersten Wechselstroms und der Schätzwert des zweiten Wechselstroms Verzögerungen erster Ordnung der Ausgangsgrößen des ersten Vektorsubtrahierschritts und des zweiten Vektorsubtrahierschritts sind.
15. Stromdetektionsverfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schätzwert des ersten Wechselstroms und der Schätzwert des zweiten Wechselstroms Verzögerungen erster Ordnung der Ausgangsgrößen des ersten Frequenzdifferenzvektor- Multiplizierschritts und des zweiten Frequenzdifferenzvektor-Multiplizierschritts sind.
16. Stromdetektionsverfahren zum Detektieren eines ersten Wechselstroms und eines zweiten Wechselstroms mit unterschiedlichen Frequenzen, die jeweils von zwei Wicklungen einer Dynamo-elektrischen Maschine ausgegeben werden, die zwei Wicklungen aufweist, die um denselben Ständerkern gewickelt sind, enthaltend:
einen ersten Stromdetektionsschritt zum gleichzeitigen Detektieren eines ersten Phasenstroms eines ersten Wechselstroms und eines ersten Phasenstroms eines zweiten Wechselstroms;
einen zweiten Stromdetektionsschritt zum gleichzeitigen Detektieren eines zweiten Phasenstroms des ersten Wechselstroms und eines zweiten Phasenstroms des zweiten Wechselstroms; und
einen Steuer- bzw. Regelschritt zum Festlegen eines Stroms einer Wicklung auf den Wert von Null, wenn ein Strom der anderen Wicklung detektiert wird.
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