DE102009052031A1 - Method for operating large presses for vehicle body parts, involves utilizing modified control signal for synchronizing control device to control electrical devices, where modified signal is rectangle signal - Google Patents

Method for operating large presses for vehicle body parts, involves utilizing modified control signal for synchronizing control device to control electrical devices, where modified signal is rectangle signal Download PDF

Info

Publication number
DE102009052031A1
DE102009052031A1 DE200910052031 DE102009052031A DE102009052031A1 DE 102009052031 A1 DE102009052031 A1 DE 102009052031A1 DE 200910052031 DE200910052031 DE 200910052031 DE 102009052031 A DE102009052031 A DE 102009052031A DE 102009052031 A1 DE102009052031 A1 DE 102009052031A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signal
control
electrical
modified
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200910052031
Other languages
German (de)
Inventor
Roland Donner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE200910052031 priority Critical patent/DE102009052031A1/en
Publication of DE102009052031A1 publication Critical patent/DE102009052031A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
    • H02M5/453Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/458Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M5/4585Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having a rectifier with controlled elements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/44Circuits or arrangements for compensating for electromagnetic interference in converters or inverters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M7/219Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

The method involves collecting a part of periodically changing electrical voltage in form of an electrical signal, and filtering the electrical signal. A modified control signal is formed from the filtered electrical signal of the voltage. The network voltage is used for forming the modified control signal of periodically returning points of the electric signal, where the points are zero crossovers. The modified signal is used for synchronizing a control device to control electrical devices i.e. large presses, for vehicle body parts, where the modified signal is a rectangle signal. An independent claim is also included for a device for supplying current to electrical devices.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben von Maschinen an gestörten Spannungsnetzen und insbesondere gestörten Niederspannungsnetzen. Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf Maschinen wie Großpressen für Karosserieteile beschrieben, welche an Niederspannungsnetzen angeschlossen sind. Derartige Netzspannungen weisen teilweise durch Oberwellen und Kommutierungseinbrüche verursachte Störungen auf. Diese Störungen wiederum können im Arbeitsbetrieb zur Abschaltung von Spannungsversorgungseinheiten für diese Maschinen führen.The present invention relates to a method and a device for operating machines on disturbed voltage networks and in particular disturbed low-voltage networks. The invention will be described with reference to machines such as large presses for body parts which are connected to low voltage networks. Such mains voltages have in part disturbances caused by harmonics and commutation dips. These faults, in turn, can lead to the disconnection of power supply units for these machines during operation.

Aus dem internen Stand der Technik der Anmelderin sind rückspeisefähige Versorgungseinheiten zur Versorgung derartiger Maschinen bekannt. Der Nachteil dieser vorbekannten Lösungen ist jedoch deren Störempfindlichkeit. Da die Spannung von Industrienetzen nicht immer sinusförmig und frei von Störimpulsen ist, kommt es in solchen Fällen häufig zu Fehlermeldungen und auch zu Maschinenstillständen.From the internal state of the art of the Applicant regenerative supply units for supplying such machines are known. The disadvantage of these previously known solutions, however, is their susceptibility to interference. Since the voltage of industrial networks is not always sinusoidal and free of glitches, it often comes in such cases to error messages and machine downtime.

Weiterhin ist es aus dem Stand der Technik genauer gesagt der Antriebstechnik bekannt, so genannte Pulswechselrichter einzusetzen. Diese können dabei sowohl motorseitig als auch netzseitig verwendet werden. Bei einer netzseitigen Verwendung, mit der sich die vorliegende Erfindung insbesondere beschäftigt, dient der Pulswechselrichter zur Erzeugung einer Zwischenkreisspannung, mit welcher der oder die Antriebe versorgt werden. Ein Energiefluss ist dabei in beide Richtungen möglich.Furthermore, it is known from the prior art, more precisely, the drive technology known to use so-called pulse inverters. These can be used both on the motor side and on the network side. In a network-side use, with which the present invention is particularly concerned, the pulse inverter is used to generate a DC link voltage with which the one or more drives are supplied. An energy flow is possible in both directions.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche einen sicheren Betrieb auch bei gestörten Netzspannungen ermöglicht. Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Verfahren und eine Vorrichtung nach den unabhängigen Ansprüchen erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The present invention is therefore an object of the invention to provide a method and an apparatus available, which allows safe operation even with disturbed mains voltages. These objects are achieved according to the invention by a method and a device according to the independent claims. Advantageous embodiments and further developments are the subject of the dependent claims.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb von an einer elektrischen Spannung angeschlossenen elektrischen Geräten wird zunächst ein Teil der sich periodisch ändernden elektrischen Spannung in Form eines elektrischen Signals abgenommen bzw. abgezweigt. Anschließend wird dieses elektrische Signal gefiltert und aus dem gefilterten elektrischen Signal wird ein modifiziertes Steuersignal gebildet, wobei zur Bildung dieses modifizierten Steuersignals periodisch wiederkehrende Punkte des elektrischen Signals der Netzspannung verwendet werden. Anschließend wird das modifizierte Steuersignal zum Synchronisieren einer Steuerungseinrichtung, welche das elektrische Gerät steuert bzw. betreibt, verwendet. Unter einer Steuerungseinrichtung wird in diesem Zusammenhang jegliche Einrichtung verstanden, welche das elektrische Gerät oder auch die dieses versorgenden Spannungen steuert bzw. beeinflusst.In a method according to the invention for the operation of electrical devices connected to an electrical voltage, a part of the periodically changing electrical voltage is first removed or branched off in the form of an electrical signal. Subsequently, this electrical signal is filtered and from the filtered electrical signal, a modified control signal is formed, being used to form this modified control signal periodically recurring points of the electrical signal of the mains voltage. Subsequently, the modified control signal is used for synchronizing a control device which controls the electrical device. In this context, a control device is understood as meaning any device which controls or influences the electrical device or also the voltages supplying it.

Es wird daher vorgeschlagen, dass zum Synchronisieren bzw. Betreiben derartiger Steuergeräte wie beispielsweise eines Pulsumrichters nicht mehr das ursprüngliche Netzspannungssignal, welches starke Störungen aufweisen kann, verwendet wird, sondern ein aus diesem Signal abgeleitetes modifiziertes Signal. Durch die Verwendung dieses modifizierten Signals kann gewährleistet werden, dass sich Störungen der Netzspannung nicht mehr auf den Betrieb der Maschine auswirken, da diese insbesondere durch das Filtern und das Bilden des modifizierten Steuersignals eliminiert werden können. Insbesondere wird das elektrische Gerät selbst jedoch an sich mit der vollen Netzspannung betrieben.It is therefore proposed that for synchronization or operation of such control devices such as a pulse inverter no longer the original mains voltage signal, which may have strong interference is used, but a derived signal derived from this modified signal. By using this modified signal, it can be ensured that disturbances of the mains voltage no longer affect the operation of the machine, since these can be eliminated in particular by filtering and forming the modified control signal. In particular, however, the electrical device itself is operated by itself with the full mains voltage.

Die vorliegende Erfindung kann insbesondere in solchen Fällen eingesetzt werden, in denen ein Signalverlauf mit festem Bezug zu einem Netzphasenwinkel zu erzeugen ist. So können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren diejenigen Arten von Stromrichtern, welche an einem Niederspannungsnetz betrieben werden sollen, synchronisiert werden. Die Erfindung eignet sich insbesondere im Bereich der Antriebstechnik oder auch im Bereich von Solarwechselrichtern und dergleichen.The present invention can be used in particular in cases where a signal curve with a fixed relation to a network phase angle is to be generated. Thus, with the method according to the invention, those types of power converters which are to be operated on a low-voltage network can be synchronized. The invention is particularly suitable in the field of drive technology or in the field of solar inverters and the like.

Vorzugsweise sind die periodisch wiederkehrenden Punkte des elektrischen Signals Nulldurchgänge des elektrischen Signals. Diese Nulldurchgänge eignen sich in besonderer Weise, da es sich hierbei um besonders charakteristische Punkte des elektrischen Signals handelt. Es wäre jedoch prinzipiell auch möglich, andere charakteristische Punkte des Signals zu verwenden, beispielsweise das Überschreiten bestimmter Spannungswerte. Vorzugsweise wird durch das Filtern des elektrischen Signals erreicht, dass der Spannungsverlauf derartig geglättet wird, dass nur die tatsächlichen Nulldurchgänge bzw. allgemein die periodisch wiederkehrenden Punkte des elektrischen Signals erfasst und weiter verwendet werden.Preferably, the periodically recurring points of the electrical signal are zero crossings of the electrical signal. These zero crossings are suitable in a special way, since these are particularly characteristic points of the electrical signal. However, it would also be possible in principle to use other characteristic points of the signal, for example the exceeding of certain voltage values. Preferably, the filtering of the electrical signal achieves that the voltage profile is smoothed such that only the actual zero crossings or in general the periodically recurring points of the electrical signal are detected and used further.

Unter einem sich periodisch ändernden elektrischen Signal wird ein Signal verstanden, welches insbesondere in einem geglätteten Zustand einen periodisch wiederkehrenden Verlauf annimmt, wobei bei der Beurteilung dieses periodisch wiederkehrenden Verlaufs die Störungen dieses Signals nicht berücksichtigt werden.A periodically changing electrical signal is understood to mean a signal which, especially in a smoothed state, assumes a periodically recurring course, the disturbances of this signal not being taken into account in the assessment of this periodically recurring profile.

Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren ist das modifizierte Signal ein Rechtecksignal. Dieses Rechtecksignal dient – wie oben erwähnt – zum Steuern der besagten Steuereinrichtung.In a further preferred method, the modified signal is a square wave signal. This Square wave signal is used - as mentioned above - to control said control device.

Besonders bevorzugt ist das modifizierte Signal ein aus den Nulldurchgängen des elektrischen Signals abgeleitetes Rechtecksignal und besonders bevorzugt ein digitales Signal, welches sich mit jedem Nulldurchgang zwischen genau zwei Zuständen bzw. Werten verändert.Particularly preferably, the modified signal is a square wave signal derived from the zero crossings of the electrical signal, and more preferably a digital signal which varies between exactly two states or values with each zero crossing.

Vorzugsweise wird eine Korrektur eines Phasenfehlers des modifizierten Steuersignals vorgenommen. Dieser Phasenfehler kann insbesondere durch die vorgenommene Filterung auftreten. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dieser Korrektur um eine digitale Korrektur des besagten Phasenfehlers.Preferably, a correction of a phase error of the modified control signal is made. This phase error can occur in particular due to the filtering performed. This correction is particularly preferably a digital correction of the said phase error.

Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren wird die sich periodisch ändernde Spannung auf einen potentialfreien Sternpunkt bezogen.In a further advantageous method, the periodically changing voltage is related to a floating star point.

Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren erfolgt die Korrektur in Abhängigkeit von einer Netzfrequenz des elektrischen Signals. Auf diese Weise ist es möglich, dass das Verfahren auch für unterschiedliche Netzfrequenzen oder auch für vollständig von einem Netzbetrieb abweichende Anwendungen verwendet werden kann. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird damit eine hohe Robustheit gegenüber Störungen der Netzspannung ermöglicht. Weiterhin ist auch eine beliebige Phasenverschiebung möglich, so dass bei einem Betrieb mit Stromrichtern auch eine Blindleistungskompensation erfolgen kann. Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren handelt es sich bei der Steuereinrichtung um einen Umrichter und insbesondere um einen Pulsumrichter und/oder eine insbesondere digitale PLL (phase locked loop).In a further advantageous method, the correction takes place as a function of a mains frequency of the electrical signal. In this way, it is possible that the method can also be used for different network frequencies or even for completely different from a network operation applications. The inventive method is thus a high robustness against disturbances of the mains voltage allows. Furthermore, any phase shift is possible, so that when operated with power converters and a reactive power compensation can be done. In a further preferred method, the control device is a converter and in particular a pulse converter and / or a particularly digital PLL (phase locked loop).

Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf eine Vorrichtung zur Versorgung von elektrischen Geräten gerichtet. Diese Vorrichtung weist eine Spannungsabnahmeeinrichtung auf, welche von einer elektrischen Spannungsquelle ein elektrisches Signal abnimmt. Weiterhin weist die Vorrichtung eine Modifizierungseinrichtung auf, welche aus dem elektrischen Signal ein modifiziertes Steuersignal bildet, wobei die Modifizierungseinrichtung das modifizierte Steuersignal auf Grundlage periodisch wiederkehrender Punkte des elektrischen Signals bildet. Weiterhin ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, welche von dem modifizierten Steuersignal synchronisiert bzw. betrieben wird und das elektrische Gerät steuert.The present invention is further directed to a device for supplying electrical equipment. This device has a voltage decrease device, which decreases an electrical signal from an electrical voltage source. Furthermore, the device has a modification device, which forms a modified control signal from the electrical signal, wherein the modification device forms the modified control signal on the basis of periodically recurring points of the electrical signal. Furthermore, a control device is provided which is synchronized or operated by the modified control signal and controls the electrical device.

Vorteilhaft weist die Vorrichtung auch eine Filterungseinrichtung zum Filtern des elektrischen Signals auf. Bei der Spannungsabnahmeeinrichtung kann es sich beispielsweise um einen Widerstand handeln, an dem ein geringer Teil der Netzspannung zur Bildung des modifizierten Signals abgenommen wird. Bei der Modifizierungseinrichtung handelt es sich insbesondere um eine Schaltungseinrichtung bzw. Prozessoreinrichtung, welche das periodisch wiederkehrende Signal analysiert und wie oben erwähnt – insbesondere aus den Nulldurchgängen ein modifiziertes Signal bildet. Dieses modifizierte Signal wird wiederum zur Synchronisation des Pulsumrichters verwendet.Advantageously, the device also has a filtering device for filtering the electrical signal. The voltage drop device may, for example, be a resistor on which a small part of the mains voltage is removed to form the modified signal. The modifying device is in particular a circuit device or processor device which analyzes the periodically recurring signal and, as mentioned above, forms a modified signal, in particular from the zero crossings. This modified signal is in turn used to synchronize the pulse inverter.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Korrektureinrichtung zur Korrektur von Phasenfehlern auf. Allgemein weist die Vorrichtung eine Einrichtung zur Veränderung von Phasenlagen auf. Auf diese Weise können durch die Filterung verursachte Phasenfehler wieder korrigiert werden. Es wird darauf hingewiesen, dass beispielsweise die Modifizierungseinrichtung, die Filtereinrichtung und auch die Korrektureinrichtung in einer gemeinsamen Prozessoreinrichtung implementiert sein können.In a further advantageous embodiment, the device has a correction device for correcting phase errors. In general, the device has a device for changing phase positions. In this way, phase errors caused by the filtering can be corrected again. It should be noted that, for example, the modification device, the filter device and also the correction device can be implemented in a common processor device.

Vorteilhaft weist die Vorrichtung auch eine Analyseeinrichtung zum Analysieren des elektrischen Signals auf, wobei diese Analyseeinrichtung beispielsweise die periodisch wiederkehrenden Punkte wie Nulldurchgänge bestimmt. Damit wird auch an störungsbehafteten Netzen eine zuverlässige Synchronisierung erreicht, wobei aber vorteilhaft eindeutige Fehler, wie beispielsweise ein Phasenausfall, gleichwohl erkannt werden müssen.Advantageously, the device also has an analysis device for analyzing the electrical signal, wherein this analysis device determines, for example, the periodically recurring points such as zero crossings. Thus, reliable synchronization is achieved even in faulty networks, but advantageously unique errors, such as a phase failure, must nevertheless be recognized.

Neben dem klassischen TN-S-Netz funktioniert die erfindungsgemäß vorgeschlagene Synchronisierung auch bei sogenannten IT-Netzen sowie Außenleiter-geerdeten Netzen. Damit werden vereinfacht die Netzspannungen heruntergeteilt und stark gefiltert und aus den Nulldurchgängen ein Rechtecksignal geformt, welches eine digitale PLL synchronisiert, wobei vorteilhaft hier durch die Filterung bedingte Phasenfehler wieder digital korrigiert werden. Bei einer PLL (Phase Locked Loop) handelt es sich um ein rückgespeistes Steuersystem, welches automatisch die Phase eines Signals anpasst, um dieses auf die Phase eines Einganssignals anzupassen.In addition to the classic TN-S network, the synchronization proposed according to the invention also works with so-called IT networks and phase-earthed networks. In order to simplify the mains voltages are divided down and greatly filtered and formed from the zero crossings a square wave signal, which synchronizes a digital PLL, advantageously here by the filtering conditional phase errors are digitally corrected again. A PLL (Phase Locked Loop) is a fed-back control system that automatically adjusts the phase of a signal to match the phase of an input signal.

So ist es möglich, dass derartige PLL's eine Oszillatorfrequenz erzeugen, um die Frequenz eines Eingangssignals anzupassen. In einer geschlossen bzw. rückgekoppelten Situation wirkt sich jede kleine Änderung des Eingangssignals in einer Phasenänderung zwischen dem Eingangssignal und der Oszillatorfrequenz aus. Diese Phasenverschiebung wirkt dann als Fehlersignal, um die Frequenz des PLL-Oszillators zu ändern, um so das Eingangssignal anzupassen.Thus, it is possible that such PLLs generate an oscillator frequency to adjust the frequency of an input signal. In a closed-loop situation, any small change in the input signal will affect a phase change between the input signal and the oscillator frequency. This phase shift then acts as an error signal to change the frequency of the PLL oscillator so as to adjust the input signal.

Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen.Further advantages and embodiments will become apparent from the accompanying drawings.

Darin zeigen: Show:

1 eine prinzipielle Schaltung eines Pulswechselrichters; 1 a basic circuit of a pulse inverter;

2 ein Beispiel für eine gestörte Netzspannung; 2 an example of a faulty mains voltage;

3 eine Schaltung zur Erzeugung eines netzsynchronen Sinussignals; 3 a circuit for generating a mains synchronous sine signal;

4 ein Logiknetzwerk; 4 a logic network;

5 einen Schaltplan für eine digitale Signalverarbeitung; 5 a circuit diagram for a digital signal processing;

6 Phasen eines störungsfreien Drehstromnetzes; 6 Phases of a fault-free three-phase network;

7 eine Gegenüberstellung des gestörten Eingangssignals und des gefilterten Signals; 7 a comparison of the disturbed input signal and the filtered signal;

8 eine Veranschaulichung zur Veranschaulichung des Netztaktes; 8th an illustration for illustrating the network clock;

9 eine Veranschaulichung zum Auftreten einer Fehlermeldung; 9 an illustration of the occurrence of an error message;

10 eine Darstellung eines sich ergebenden Signals; 10 a representation of a resulting signal;

11 eine Gegenüberstellung des gestörten Eingangssignals und des Synchronisierungssignals; 11 a comparison of the disturbed input signal and the synchronization signal;

12 eine Darstellung des Signals des Phasenreglers; und 12 a representation of the signal of the phase controller; and

13 eine Darstellung der Netzsynchronisation an einem realen Gerät. 13 a representation of the network synchronization on a real device.

1 zeigt eine prinzipielle Schaltung eines Pulswechselrichters für ein Drehstromnetz. Genauer gesagt bezieht sich 1 auf einen Pulswechselrichter für einen 3-phasigen Netzbetrieb. Man erkennt, dass hierbei die Netzspannung abgegriffen wird und jeweils mit Hilfe von sechs IGBTs 102 (Insolated Gate Bipolar Transistor) in drei Phasen aufgespalten wird. Es wäre auch möglich, die jeweiligen IGBTs durch Thyristoren zu ersetzen. Durch geschicktes Ansteuern dieser IGBTs kann eine 3-Phasenspannung erzeugt werden. Genauer ist der Pulswechselrichter in der Lage, sinusförmige Ströme bei definierter Phasenlage aus dem Netz zu entnehmen. Zur Implementierung des dafür notwendigen Steuerverfahrens ist jedoch die Kenntnis des jeweiligen Netzphasenwinkels, d. h. des Winkels der Netzphasenverschiebung erforderlich. 1 shows a basic circuit of a pulse inverter for a three-phase network. More specifically, it refers 1 to a pulse inverter for a 3-phase network operation. It can be seen that in this case the mains voltage is tapped and in each case with the help of six IGBTs 102 (Insolated Gate Bipolar Transistor) is split into three phases. It would also be possible to replace the respective IGBTs with thyristors. By cleverly driving these IGBTs, a 3-phase voltage can be generated. More precisely, the pulse-controlled inverter is able to remove sinusoidal currents from the network at a defined phase position. To implement the necessary control method, however, the knowledge of the respective network phase angle, ie the angle of the network phase shift is required.

Wie oben erwähnt, tritt bei dieser Synchronisation die Schwierigkeit auf, dass Industrienetze auf Grund von Oberwellen-Belastungen häufig keine sinusförmige Spannung aufweisen und dass die zeitliche Lage insbesondere der Nulldurchgänge bedingt durch Kommultierungseinbrüche oder andere Störimpulse, welche z. B. durch Schaltvorgänge ausgelöst werden können, unregelmäßig ist.As mentioned above, occurs in this synchronization, the difficulty that industrial networks due to harmonic loads often have no sinusoidal voltage and that the timing of particular zero crossings due to Kommultierungseinbrüche or other glitches, which z. B. can be triggered by switching operations, is irregular.

2 zeigt ein Beispiel für eine derartig gestörte Netzspannung. Die mit B markierte Stelle weist hier einen mehrfachen Nulldurchgang auf. Da die Nulldurchgänge leicht zu detektieren sind, werden sie bevorzugt für die Synchronisierung herangezogen. Bei einem vorteilhaften Verfahren wird auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf die jeweiligen Nulldurchgänge zurückgegriffen. Allerdings würde dies im Falle des in 2 gezeigten gestörten Netzes zu Fehlern führen. 2 shows an example of such a faulty mains voltage. The point marked B here has a multiple zero crossing. Since the zero crossings are easy to detect, they are preferably used for synchronization. In an advantageous method, the respective zero crossings are also used in the context of the present invention. However, in the case of the in 2 shown faulty network lead to errors.

Wenn die Synchronisierung fehlerhaft arbeitet, kann der Pulswechselrichter nicht mehr optimal geregelt werden. Dies kann zu Über- oder Unterspannungen in dem Zwischenkreis führen und damit auch zu exzessiven Strömen in den Netzphasen bis hin zu einem Netzkurzschluss. Wenn diese Phänomene von übergeordneten Schutzeinrichtungen erkannt werden, kann mit entsprechender Fehlermeldung abgeschaltet werden, so dass es „nur” zum Anlagenstillstand kommt.If the synchronization works incorrectly, the pulse inverter can no longer be optimally regulated. This can lead to over- or under-voltages in the DC link and thus also to excessive currents in the network phases up to a network short-circuit. If these phenomena are detected by higher-level protection devices, they can be switched off with the appropriate error message so that "only" the system is shut down.

In anderen Fällen können diese gestörten Spannungen unweigerlich zur Zerstörung von Bauteilen und damit auch zu längeren Anlagenausfall mit entsprechenden Kosten führen. Aus diesem Grunde kommt einer störungsfesten Netzsynchronisation für den Betrieb von Pulswechselrichtern eine große Bedeutung zu.In other cases, these disturbed voltages can inevitably lead to the destruction of components and thus to longer plant failure with corresponding costs. For this reason, interference-free network synchronization is of great importance for the operation of pulse-controlled inverters.

3 veranschaulicht eine Schaltung, welche zur Erzeugung eines netzsynchronen Sinussignals dient. Die drei Netzphasen P1, P2, P3 werden potenzialgetrennt verarbeitet und bevorzugt mittels Spannungsteilern 2 auf einen Analogsignalbereich von –10V bis +10V heruntergeteilt. Dabei erfolgt durch eine in ihrer Gesamtheit mit 4 bezeichnete Filtereinrichtung eine starke Filterung (t~0,2 TNetz). Außerdem werden die jeweiligen Spannungen auf einen künstlichen potenzialfreien Sternpunkt 6 bezogen. Dies ist vorteilhaft, damit die Synchronisation auch an IT-Netzen oder Netzen mit Außenleiter-Erdung betrieben werden können. 3 illustrates a circuit which serves to generate a mains synchronous sine signal. The three network phases P1, P2, P3 are processed electrically isolated and preferably by means of voltage dividers 2 divided down to an analog signal range of -10V to + 10V. This is done by a in their entirety 4 designated filter means a strong filtering (t ~ 0.2 T network ). In addition, the respective voltages on an artificial potential-free neutral point 6 based. This is advantageous so that the synchronization can also be operated on IT networks or networks with outer conductor grounding.

Mittels nachgeschalteter Komparatoren 8 erfolgt eine Detektierung der Nulldurchgänge, wobei das Ausgangssignal dieser Komparatoren zunächst einer Opto-Trenneinrichtung 12 und schließlich Schmitt-Triggern 14 zugeführt wird. Diese Schmitt-Trigger 14 bringen das Ausgangssignal auf einen logiktauglichen Pegel.By means of downstream comparators 8th there is a detection of the zero crossings, wherein the output signal of these comparators first an opto-separator 12 and finally Schmitt triggers 14 is supplied. These Schmitt triggers 14 bring the output signal to a logical level.

Damit liegt an den Ausgängen der Schmitt-Trigger 14 jeweils ein Rechtecksignal an, dessen Flanken zeitlich mit den Nulldurchgängen der zugehörigen Phasenspannungen übereinstimmen. Die Frequenz dieses Rechtecksignals entspricht insbesondere der zweifachen Netzfrequenz. This is at the outputs of the Schmitt trigger 14 in each case a square wave signal whose edges coincide in time with the zero crossings of the associated phase voltages. The frequency of this square wave signal corresponds in particular to twice the mains frequency.

In 4 ist ein Logiknetzwerk veranschaulicht, welches die drei Rechtecksignale TU_IMP und TV-IMP und TW_IMP zu einem Signal, welches im vorliegenden als Netztakt NT bezeichnet ist, zusammenfasst. Dieser Netztakt NT weist an jeder Stelle eine Flanke auf, an der eine der Netzphasen einen Nulldurchgang hat. Auf diese Weise hat der Netztakt NT die sechsfache Netzfrequenz. Um weiterhin Flanken-Jitter zu unterbinden, wird der Netztakt über ein RC-Glied 22 mit einem sich daran anschließenden Schmitt-Trigger 24 geführt.In 4 1 illustrates a logic network which combines the three square-wave signals TU_IMP and TV-IMP and TW_IMP into a signal, referred to herein as network clock NT. This network clock NT has at each point an edge at which one of the network phases has a zero crossing. In this way, the network clock NT has six times the network frequency. In order to continue to suppress edge jitter, the network clock is via an RC element 22 with an adjoining Schmitt trigger 24 guided.

Daher werden bevorzugt zunächst mehrere Rechtecksignale aufgrund der einzelnen Nulldurchgänge gebildet und diese Rechtecksignale werden zu einem Netztaktsignal zusammengefasst, wobei dieses Netztaktsignal bevorzugt die sechsfache Netzfrequenz aufweist.Therefore, a plurality of square-wave signals are preferably initially formed on the basis of the individual zero crossings and these square-wave signals are combined to form a network clock signal, this network clock signal preferably having six times the network frequency.

5 veranschaulicht die sich nunmehr anschließende (vorteilhaft digitale) Signalverarbeitung. Diese Verarbeitung erfolgt vorzugsweise mit Hilfe eines Mikro-Controllers oder mittels einem programmierbaren Logikbausteins. 5 veranschaulicht genauer den Signalflussplan. 5 illustrates the now subsequent (advantageously digital) signal processing. This processing is preferably carried out with the aid of a microcontroller or by means of a programmable logic module. 5 more precisely illustrates the signal flow plan.

Falls das in 6 gezeigte makellose Drehstromnetz genauer ein entsprechender makelloser Signalverlauf vorliegt, d. h. die ungestörten Phasen P1, P2, P3, so ist auch das Tastverhältnis des Netztaktes, bei dem es sich hier auch um das Steuersignal SSteuer handelt, konstant und gleichmäßig 1:1. Jede Unsymmetrie, welche die Nulldurchgänge der einzelnen Phasen P1, P2, P3 beeinflusst oder auch ein kompletter Phasenausfall verändern das Tastverhältnis, so dass hieraus auch eine Netzfehlerdetektierung erfolgen kann.If that is in 6 faultless three-phase system shown in more detail, a corresponding flawless waveform is present, ie the undisturbed phases P1, P2, P3, as is also the duty cycle of the network clock, which is also the control signal S control, constant and uniform 1: 1. Any unbalance which affects the zero crossings of the individual phases P1, P2, P3 or else a complete phase failure changes the duty cycle, so that a network fault detection can also be carried out therefrom.

Zu diesem Zweck und auch zur weiteren Signalverarbeitung wird das Tastverhältnis des Netztaktes erfasst. Zu diesem Zweck wird ein so genannter gated Timer 42 verwendet (5). Jede Flanke des Netztaktes sichert den aktuellen Zählerstand, setzt den gated Timer 42 anschließend auf 0 und startet einen neuen Zählvorgang. Je größer der zeitliche Abstand der einzelnen Netztaktflanken ist, desto höher auch der Zählerstand. Daher liefert der gated Timer 42 eine Folge von Zahlenwerten, die den zeitlichen Abstand der einzelnen Netztaktflanken präsentieren. Fällt das Netz und somit der Netztakt komplett aus, läuft der Timer nach einer vorwählbaren Zeit über, so dass damit auch eine Netzausfallüberwachung möglich wird.For this purpose and also for further signal processing, the duty cycle of the network clock is detected. For this purpose, a so-called gated timer 42 used ( 5 ). Each edge of the network clock secures the current meter reading, sets the gated timer 42 then 0 and start a new counting process. The greater the time interval between the individual network clock edges, the higher the meter reading. Therefore, the gated timer delivers 42 a sequence of numerical values that show the time interval between the individual network clock edges. If the network and thus the network clock fails completely, the timer overflows after a preselectable time, so that a power failure monitoring is possible.

Die aus dem gated Timer gewonnen Zahlenwerte durchlaufen nun eine Plausibilitätsprüfung. So kann beispielsweise für die Netzfrequenz eine obere und untere Grenze festgelegt werden, sodass sich hieraus Min-Werte und Max-Werte für die Zahlen ableiten lassen, die beim Über- oder Unterschreiten als falsch aussortiert werden können (Bezugszeichen 44). Weiterhin erfolgt eine Differenzbildung 46 zweier aufeinander folgender Zahlenwerte. Bei makellosem Netz ergibt sich diese Differenz idealerweise zu 0. Falls der Differenzbetrag eine vorgegebene Toleranz überschreitet, wird der zugehörige Zahlenwert auch als fehlerhaft betrachtet und nicht weiterverarbeitet.The numerical values obtained from the gated timer now undergo a plausibility check. Thus, for example, an upper and lower limit can be set for the network frequency, so that it is possible to derive therefrom Min values and max values for the numbers which can be sorted out as false when exceeding or falling below (reference symbol) 44 ). Furthermore, a subtraction takes place 46 two consecutive numbers. In the case of an immaculate network, this difference ideally results in 0. If the difference exceeds a predetermined tolerance, the associated numerical value is also regarded as defective and is not further processed.

Jedes Fehlereignis triggert einen Fehlerzähler 48, der bei Erreichen eines bestimmten Zählerstandes eine Fehlermeldung auslösen kann. Nach dem Erfassen einer bestimmten Anzahl korrekter Zahlenwerte kann der Fehlerzähler komplett gelöscht oder auch schrittweise wieder heruntergezählt werden. Durch Variation dieser Modi, eine entsprechende Wahl der Differenzbetrags-Toleranz sowie eine passende Festlegung der Meldeschwelle des Fehlerzählers kann die Fehlerempfindlichkeit sehr empfindlich für verschiedene Anwendungen eingestellt werden. Bevorzugt erfolgt daher eine Erfassung der Netztaktflanken (des Steuersignals) mit einer Plausibilitätsuberwachung.Every error event triggers an error counter 48 , which can trigger an error message when a certain counter reading is reached. After acquiring a certain number of correct numerical values, the error counter can be completely deleted or also counted down step by step. By varying these modes, a corresponding choice of the differential amount tolerance and a suitable determination of the reporting threshold of the error counter, the error sensitivity can be set very sensitive for different applications. Therefore, a detection of the network clock edges (of the control signal) preferably takes place with a plausibility check.

Nur die als plausibel erkannten Zahlenwerte des gated Timer 42 werden nun einer Mittelwertbildung 52 zugeführt. Damit wird die bei stärker gestörten Netzen und entsprechend hoch eingestellter Fehlertoleranz vorhandene Welligkeit der Zahlenfolge ausreichend geglättet, wie dies unter Bezugnahme auf 8 dargestellt ist. In 8 kennzeichnet das Bezugszeichen S_NT das Signal des Netztakts und das Bezugszeichen S_gegl das entsprechende geglättete Signal. Die Mittelwertbildung erfolgt in der Art, dass in einem Mittelwertspeicher eine bestimmte Anzahl von Zahlenwerten eingelesen wird, wobei immer der älteste Wert heraus fällt, wenn ein neuer hinzukommt. Die in dem Speicher vorhandenen Werte werden aufsummiert und durch die Anzahl geteilt. Der so gemittelte Wert wird nun dividiert, wobei sich der Divisor nach der gewählten Auflösung der verwendeten Timer und des als Ergebnis des gesamten Verfahrens synthetisch erzeugten Sinussignals richtet. Es wird daher bevorzugt eine Mittelwertbildung der Netztaktlängen bzw. des Netztaktsignals vorgenommen.Only the numerically recognized values of the gated timer 42 become an averaging 52 fed. Thus, the ripple of the number sequence existing in the case of strongly disturbed networks and correspondingly high set fault tolerance is sufficiently smoothed, as described with reference to FIG 8th is shown. In 8th S_NT denotes the signal of the network clock and S_gegl indicates the corresponding smoothed signal. Averaging is done by reading in a mean value memory a certain number of numerical values, the oldest value always falling out when a new one is added. The values in the memory are added up and divided by the number. The thus-averaged value is then divided, the divisor being governed by the selected resolution of the timers used and the sinusoidal signal synthetically generated as a result of the entire process. It is therefore preferred to average the network clock lengths or the network clock signal.

Der Wert aus dieser Division ist ein Eingangssignal für die nun folgende digitale PLL, die in ihrer Gesamtheit mit 70 bezeichnet wird, an deren Ausgang ein synthetisch erzeugtes Sinussignal Sinus(ωt + φK) entsteht. Der Wert des PLL-Eingangssignals ist proportional zur Netzfrequenz. Mittels der PLL 70 wird nun der Phasenbezug zum Netz für das synthetische Sinussignal hergestellt. Dies geschieht in der nachfolgenden Addierstufe 56 indem dem Eingangssignal ein Korrekturwert hinzuaddiert wird, der somit die Frequenz des sich anschließenden Reload-Counters 58 beeinflusst. Die Erzeugung des Korrekturwertes wird später noch beschrieben.The value from this division is an input to the now following digital PLL, which in their entirety 70 is designated at the output of a synthetically generated sinusoidal sine wave (ωt + φ K ) is formed. The value of the PLL input signal is proportional to the mains frequency. By means of the PLL 70 Now the phase reference to the net for the synthetic sine signal is established. This happens in the subsequent adder 56 by adding a correction value to the input signal, which is thus the frequency of the subsequent reload counter 58 affected. The generation of the correction value will be described later.

Damit wird der Wert aus dem Addierer 56 in den Reload-Counter 58 geladen. Dieser zählt abwärts und jeder Unterlauf löst einen neuen Reload-Impuls aus. Die Frequenz der Reload-Impulse ist somit abhängig vom Reloadwert. Ist dieser z. B. groß, braucht der Zähler länger um herunter zu zählen, woraus sich dann eine niedrigere Ausgangsfrequenz ergibt. Die Ausgangsfrequenz, d. h. die Frequenz der Reload-Impulse ist zur Netzfrequenz proportional und dient als Eingangssignal für den anschließenden Adress-Counter 62. Dieser zählt aufwärts den Adress-Bereich der Sinustabelle 64 durch. Somit entspricht sein Ausgangssignal dem Phasenwinkel des synthetisch erzeugten Sinussignals.This turns the value from the adder 56 in the reload counter 58 loaded. This counts down and each underflow triggers a new reload impulse. The frequency of the reload pulses is thus dependent on the reload value. Is this z. B. large, the counter takes longer to count down, resulting in a lower output frequency. The output frequency, ie the frequency of the reload pulses is proportional to the mains frequency and serves as an input signal for the subsequent address counter 62 , It counts upwards the address area of the sine table 64 by. Thus, its output signal corresponds to the phase angle of the synthetically generated sinusoidal signal.

Der Adress-Counter 62 muss einmal auf einen definierten Startwert gesetzt werden. Dies geschieht in der Initialisierung während des positiven Nulldurchgangs der U-Phase. Es dauert in der Regel mehrere Zyklen, bis der Mittelwertspeicher gefüllt und die PLL eingerastet ist. Während dieser Initialisierungszeit wird das UND-Gatter 72 offen gehalten und beim positiven Nulldurchgang der U-Phase ein Reset-Impuls für den Adress-Counter 62 erzeugt. Nach Abschluss der Initialisierung wird das UND-Gatter 72 gesperrt.The address counter 62 must be set once to a defined starting value. This happens in the initialization during the positive zero crossing of the U-phase. It usually takes several cycles to fill the mean value memory and lock the PLL. During this initialization time, the AND gate becomes 72 kept open and at the positive zero crossing of the U phase, a reset pulse for the address counter 62 generated. Upon completion of the initialization, the AND gate becomes 72 blocked.

Auch die Herstellung des Phasenbezugs zum Netzphasenwinkel erfolgt während des positiven Nulldurchgangs der U-Phase. Befindet sich der Phasenwinkel φ am Ausgang des Adress-Counters in einem von φTol vorgegebenen Toleranzfenster, so schaltet der Fensterkomparator 74, mit welchem der Phasenvergleich stattfindet, das UND-Gatter 76 für die Aktivierung des Sample & Hold Glieds 78 frei. Auf diese Weise kann der Nulldurchgangsimpuls einen Sample-Vorgang starten. Der gespeicherte Wert im S&H-Glied 78 wird als Korrekturwert zum Eingangswert des Reload-Counters 58 hinzuaddiert und beeinflusst so dessen Ausgangsfrequenz, womit eine Phasenverschiebung des Adress-Counters 62 möglich wird.The production of the phase reference to the network phase angle also takes place during the positive zero crossing of the U-phase. If the phase angle φ at the output of the address counter is in a tolerance window specified by φ Tol , then the window comparator switches 74 , with which the phase comparison takes place, the AND gate 76 for activating the Sample & Hold link 78 free. In this way, the zero-crossing pulse can start a sample process. The stored value in the S & H member 78 is used as a correction value to the input value of the reload counter 58 adds and thus influences its output frequency, resulting in a phase shift of the address counter 62 becomes possible.

Liegt der Nulldurchgangsimpuls zeitlich außerhalb des Phasenwinkels-Toleranzfensters, so ist das UND-Glied 76 gesperrt und der Impuls bleibt wirkungslos. Auf diese Weise werden zu beliebigen Zeiten auftretende Störimpulse ausgeblendet.If the zero crossing pulse is outside the phase angle tolerance window in time, then the AND gate is 76 locked and the pulse is ineffective. In this way, glitches occurring at any time are hidden.

Der Eingangswert für das S&H-Glied 78 ist der zum jeweiligen Sample-Zeitpunkt aus der Sinustabelle 64 entnommene Sinuswert welcher zuvor noch über ein P-Glied 66 geführt wird. Ist das synthetisch erzeugte Sinus z. B. zu langsam, d. h. ist dessen Phase nacheilend, so ist der Sinuswert zum Zeitpunkt des Nulldurchgangsimpulses negativ. Auf diese Weise entsteht ein negativer Korrekturwert, welcher den Einganswert des Reload-Counters 58 verringert. Auf diese Weise erhöht sich dessen Ausgangsfrequenz und die Nacheilung wird aufgeholt. Da für kleine Winkel gilt: sin φ~ φ ergibt sich ein nahezu lineares Regelverhalten.The input value for the S & H element 78 is the one at the respective sample time from the sine table 64 extracted sine value which previously had a P-member 66 to be led. Is the synthetically generated sine z. B. too slow, ie, its phase is trailing, so the sine value at the time of the zero crossing pulse is negative. In this way, a negative correction value, which the input value of the reload counter 58 reduced. In this way, its output frequency increases and the lag is caught up. Since for small angles: sin φ ~ φ results in a nearly linear control behavior.

Die Verstärkung des P-Gliedes 66 hat maßgeblichen Einfluss auf das Regelverhalten der PLL. Ist sie zu groß ergibt sich starkes Phasen-Jittern des synthetischen Sinus, wird sie zu klein gewählt, erhöht sich die Einrastzeit der PLL und die bleibende Phasendifferenz.The gain of the P-member 66 has significant influence on the control behavior of the PLL. If it is too large results in strong phase jitter of the synthetic sine, it is too small, increases the lock time of the PLL and the permanent phase difference.

Eine bleibende Phasendifferenz könnte zwar mittels eines I- oder PI-Glieds unterbrochen werden, jedoch ergibt sich dadurch ein deutlich höheres Jittern. Die günstigste Lösung stellt ein P-Glied dar, welches eine moderate Verstärkung aufweist und eine zusätzliche Phasenkorrektur. Die Phasenkorrektur erfolgt über einen größeren φk – Wert!Although a permanent phase difference could be interrupted by means of an I or PI element, this results in a significantly higher jitter. The most favorable solution is a P-element, which has a moderate gain and an additional phase correction. The phase correction takes place via a larger φ k value!

Bevorzugt wird eine Phasenkorrektur ohnehin erforderlich durch die eingangs erwähnte starke Filterung der Netzspannungen. Die Phasenkorrektur gestaltet sich jedoch sehr einfach, da lediglich auf den Eingangswert des Adress-Counters 62 ein Korrekturwert hinzuaddiert bzw. von diesem subtrahiert werden muss und dadurch jede beliebige netzsynchrone Phasenlage hergestellt werden kann.Preference is given to a phase correction anyway required by the above-mentioned strong filtering of the mains voltages. However, the phase correction is very simple, because only to the input value of the address counter 62 a correction value must be added or subtracted from this, and any desired network-synchronous phase position can be produced thereby.

Das so aus der Sinustabelle heraus adressierte Sinussignal kann nun z. B. zur Generierung eines Sollwertes für einen Stromregler eines Pulswechselrichters verwendet werden.The sinusoidal signal thus addressed from the sine table can now be z. B. are used to generate a setpoint for a current regulator of a pulse inverter.

Es wird daher bevorzugt eine Regelung der PLL vorgeschlagen, bevorzugt auch eine Erzeugung und Rückführung der Regelgröße sowie besonders bevorzugt eine Störimpulsunterdrückung.It is therefore preferably proposed a control of the PLL, preferably also a generation and feedback of the control variable and particularly preferably an interference pulse suppression.

7 zeigt eine Gegenüberstellung des elektrischen Signals Selektrisch einerseits und des gefilterten elektrischen Signals bzw. des gefilterten Netzsinus Sgefiltert andererseits. Man erkennt dabei insbesondere die sich durch die Filterung ergebende Phasenverschiebung zwischen diesen beiden Signalen. 7 shows a comparison of the electrical signal S electrically on the one hand and the filtered electrical signal or the filtered mains Sine filtered on the other. In particular, the phase shift between these two signals resulting from the filtering can be seen.

9 zeigt eine Veranschaulichung zum Auftreten einer Fehlermeldung. Dabei kennzeichnet das Bezugszeichen SF den Wert eines Fehlerzählers. Gemäß Einstellung soll eine Fehlermeldung bei einem Wert von 6 erfolgen. Man erkennt hier, dass trotz eines stark gestörten Netzes nur ein kurzes Ansprechen während der Initialisierungsphase erfolgt. 9 shows an illustration of the occurrence of an error message. In this case, the reference character SF denotes the value of an error counter. According to the setting, an error message should be given with a value of 6. It can be seen here that despite a severely disturbed network, only a short response takes place during the initialization phase.

10 zeigt eine Darstellung eines sich ergebendes Signals. Dabei bezeichnet das Bezugszeichen SSynch ein synchronisiertes Sinussignal, welches sich am Ausgang der Sinustabelle 64 (vgl. 6) ergibt. Das Sgefiltert bezeichnet wiederum den gefilterten Netzsinus, der an den Eingang des Komparators 8 (vgl. 3) angelegt wird. Man erkennt eine geringe verbleibende Phasendifferenz. Diese ist auf den in 6 dargestellten P-Regler 66 zurückzuführen, kann jedoch bei Auslesen aus der Sinustabelle 64 leicht korrigiert werden. 10 shows a representation of a resulting signal. In this case, the reference symbol S Synch denotes a synchronized sine signal which is present at the output of the sine table 64 (see. 6 ). The filtered S signifies in turn the filtered line sinusoidal to the input of the comparator 8th (see. 3 ) is created. One recognizes a small remaining phase difference. This is on the in 6 shown P-controller 66 but can be read from the sine table 64 be easily corrected.

11 zeigt eine Gegenüberstellung des ursprünglichen elektrischen Signal Selektrisch und des sich daraus ergebenden (bevorzugt phasenkorrigierten) Sinussignals Sausgang, welches zur Synchronisierung eines Pulsumrichters verwendet werden kann. 11 shows a comparison of the original electrical signal S electrical and the resulting (preferably phase- corrected ) sinusoidal signal S output , which can be used to synchronize a pulse converter.

12 zeigt eine weitere Darstellung, wobei sich das dort dargestellte Signal SPhasenregler auf die Ausgangsgröße an den Phasenregler (S&H-Glied 78) in 6 darstellt. Trotz stark gestörten Netzes sind nach Ablauf der Initialisierungsphase nur kleine Korrekturwerte erforderlich, wodurch sich auch ein geringes Phasenjittern ergibt. 12 shows a further illustration, wherein the signal shown there S phase controller to the output to the phase controller (S & H member 78 ) in 6 represents. Despite a severely disturbed network, only small correction values are required after the initialization phase, which also results in a low phase jitter.

13 schließlich zeigt eine Darstellung der Netzsynchronisation, welche an einem realen Gerät vorgenommen wurde. Dabei erkennt man wieder die reale Eingangsspannung Selektrisch sowie das sich ergebende Steuersignal. 13 Finally, an illustration of the network synchronization performed on a real device is shown. In this case, the real input voltage S electrical as well as the resulting control signal can be recognized again.

Die Anmelderin behält sich vor einzelne oder mehrere der offenbarten Merkmale als erfindungsgemäß zu beanspruchen, soweit sie einzeln oder in Kombination neu gegenüber dem Stand der Technik sind.The Applicant reserves the right to claim as claimed in the invention one or more of the disclosed features, insofar as they are novel, individually or in combination with respect to the prior art.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22
Spannungsteilernvoltage dividers
66
potenzialfreien Sternpotential-free star
88th
Komparatorencomparators
1212
Opto-TrenneinrichtungOpto-separator
1414
Schmitt-TriggerSchmitt trigger
2222
RC-GliedRC element
4242
gated Timergated timer
4444
Min/Max-ErkennungMin / Max detection
4646
Differenzbildungdifferencing
4848
Fehlerzählererror count
5252
MittelwertbildungAveraging calculation
5656
Addiereradder
5858
Reload-CounterReload Counter
6262
Adress-CounterAddress counter
6464
Sinustabellesine table
6666
P-GliedP element
7070
PLLPLL
7272
UND-GatterAND gate
7474
Fensterkomparatorwindow
7676
UND-GliedAND gate
7878
Sample & Hold GliedSample & Hold member
SSteuer S tax
Steuersignalcontrol signal
SSynch S Synch
synchronisiertes Sinussignalsynchronized sinusoidal signal
Sgefiltert S filtered
gefilterter Netzsinusfiltered net sine
Selektrisch S electric
elektrisches Signalelectrical signal
Sausgang S exit
Sinussignalsinewave
SPhasenregler S phase controller
Ausgangsgrößeoutput
S_NTS_NT
Signal des NetzwerkesSignal of the network
S_geglS_gegl
geglättetes Signalsmoothed signal
P1, P2, P3P1, P2, P3
Phasenphases
SS
StelleJob

Claims (13)

Verfahren zum Betrieb von an einer elektrischen Spannung angeschlossenen elektrischen Geräten mit den Schritten: – Abnehmen wenigstens eines Teils der sich periodisch ändernden elektrischen Spannung in Form eines elektrischen Signals (Selektr); – Filtern des elektrischen Signals (Selektr); Bildung eines modifizierten Steuersignals (SSteuer) aus dem gefilterten elektrischen Signal (Selektr) der Spannung, wobei zur Bildung des modifizierten Steuersignals (SSteuer) periodisch wiederkehrende Punkte des elektrischen Signals (Selektr) der Netzspannung verwendet werden – Verwendung des modifizierten Steuersignals (SSteuer) zum synchronisieren einer Steuerungseinrichtung, welche das elektrische Gerät steuert.Method for operating electrical devices connected to an electrical voltage, comprising the steps of: - removing at least part of the periodically changing electrical voltage in the form of an electrical signal (S electr ); - filtering the electrical signal (S elektr ); Forming a modified control signal (S tax) from the filtered electrical signal (S elec) of the voltage, whereby to form the modified control signal (S Control) periodically recurring points of the electrical signal (S Electric) used the mains voltage - the use of the modified control signal ( S control) for synchronizing a control device which controls the electric appliance. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die periodisch wiederkehrenden Punkte des elektrischen Signals (Selektr) Nulldurchgänge des elektrischen Signals (Selektr) sind.A method according to claim 1, characterized in that the periodically recurring points of the electrical signal (S electr ) are zero crossings of the electrical signal (S electr ). Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das modifizierte Signal (SSteuer) ein Rechtecksignal ist.A method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the modified signal (S control) is a square wave signal. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das modifizierte Signal (SSteuer) ein aus den Nulldurchgängen des elektrischen Signals (Selektr) abgeleitetes Rechteckssignal ist.A method according to claim 4, characterized in that the modified signal (S control) a from the zero crossings of the electrical signal (S elec) is derived square wave signal. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Korrektur eines Phasenfehlers des modifizierten Steuersignals (SSteuer) vorgenommen wird.A method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a correction of a phase error of the modified control signal (S control) is performed. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sich periodisch ändernde Spannung des elektrischen Signals (Selektrisch) auf einen potentialfreien Sternpunkt bezogen wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the periodically changing voltage of the electrical signal (S electrical ) is related to a floating star point. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur eine digitale Korrektur ist. A method according to claim 6, characterized in that the correction is a digital correction. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur des Phasenfehlers in Abhängigkeit von einer Netzfrequenz des elektrischen Signals erfolgt.A method according to claim 6, characterized in that the correction of the phase error takes place as a function of a mains frequency of the electrical signal. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erfassung der Netztaktflanken (des Steuersignals) mit einer Plausibilitätsüberwachung erfolgt.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a detection of the Netztaktflanken (the control signal) takes place with a plausibility monitoring. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung ein Umrichter und insbesondere ein Pulsumrichter ist.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the control device is a converter and in particular a pulse converter. Vorrichtung zur Versorgung von elektrischen Geräten mit einer Spannungsabnahmeeinrichtung, welche von einer elektrischen Spannungsquelle ein elektrisches Signal (Selektr) abnimmt, mit einer Modifizierungseinrichtung, welche aus dem elektrischen Signal (Selektr) ein modifiziertes Steuersignal (SSteuer) bildet, wobei die Modifizierungseinrichtung das modifizierte Steuersignal (SSteuer) auf Grundlage periodisch wiederkehrender Punkte des elektrischen Signals (Selektr) bildet und mit einer Steuereinrichtung, welche von dem modifizierten Steuersignal (SSteuer) synchronisiert wird und welche das elektrische Gerät steuert.Device for supply of electrical devices with a voltage decrease means that decreases from an electrical voltage source an electric signal (S Electric) with a modifying means, which forms a modified control signal from the electrical signal (S Electric) (S control), said modifying means the modified control signal (S control) forms based on periodically recurring points of the electrical signal (S electric) and with a control device, which of the modified control signal (S control) is synchronized and which controls the electrical devices. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Filterungseinrichtung (8) zum Filtern des elektrischen Signals (Selektr) aufweist.Apparatus according to claim 11, characterized in that the device comprises a filtering device ( 8th ) for filtering the electrical signal (S electr ). Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Korrektureinrichtung zur Korrektur von Phasenfehlern aufweist.Apparatus according to claim 11, characterized in that the device comprises a correction device for the correction of phase errors.
DE200910052031 2009-11-05 2009-11-05 Method for operating large presses for vehicle body parts, involves utilizing modified control signal for synchronizing control device to control electrical devices, where modified signal is rectangle signal Withdrawn DE102009052031A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910052031 DE102009052031A1 (en) 2009-11-05 2009-11-05 Method for operating large presses for vehicle body parts, involves utilizing modified control signal for synchronizing control device to control electrical devices, where modified signal is rectangle signal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910052031 DE102009052031A1 (en) 2009-11-05 2009-11-05 Method for operating large presses for vehicle body parts, involves utilizing modified control signal for synchronizing control device to control electrical devices, where modified signal is rectangle signal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009052031A1 true DE102009052031A1 (en) 2011-05-12

Family

ID=43852848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200910052031 Withdrawn DE102009052031A1 (en) 2009-11-05 2009-11-05 Method for operating large presses for vehicle body parts, involves utilizing modified control signal for synchronizing control device to control electrical devices, where modified signal is rectangle signal

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102009052031A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018008224A1 (en) 2018-10-17 2019-04-11 Daimler Ag Apparatus for stabilizing electrical networks by means of a system for influencing the electrical energy consumption of larger consumers and methods for stabilizing electrical networks by characterizing, calculating and correcting the control of larger consumers.

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018008224A1 (en) 2018-10-17 2019-04-11 Daimler Ag Apparatus for stabilizing electrical networks by means of a system for influencing the electrical energy consumption of larger consumers and methods for stabilizing electrical networks by characterizing, calculating and correcting the control of larger consumers.

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2730019B1 (en) Operating method for an inverter and network fault-tolerant inverter
EP3059828B1 (en) Device and method for detecting residual curent
DE102013114729B4 (en) Inverter and method for detecting a phase failure in an energy supply network
DE102020106167A1 (en) PHASE LOSS DETECTION DEVICE, THIS COMPRESSOR INCLUDED, AND PHASE LOSS DETECTION METHOD
WO2015063098A1 (en) Inverter and detection method for an inverter for detecting a network fault
WO2017084857A1 (en) Method for detecting an error in a generator unit
EP0150370A2 (en) Method and device for the fast determining of a reference voltage synchronous with the network for a network piloted converter after a network failure
DE102009052031A1 (en) Method for operating large presses for vehicle body parts, involves utilizing modified control signal for synchronizing control device to control electrical devices, where modified signal is rectangle signal
EP3655785B1 (en) Switching arrangement and method for monitoring ac signals
EP3516763B1 (en) Method for generating an alternating current by means of an inverter of a wind turbine
DE10323908A1 (en) Method and arrangement for monitoring a power output stage
WO2017089065A1 (en) Method for detecting an error in a generator unit
EP1894284A2 (en) Method and arrangement for monitoring signals
DE102014100322B4 (en) Method for detecting phase failures
DE102014108706B4 (en) Method and device for detecting an isolated grid situation in a power supply network
EP2951917B1 (en) Method for stipulating actuating periods for an inverter for improving the current measurement
DE202010007346U1 (en) Inverter arrangement for feeding electrical energy into an electrical alternating voltage network
DE19539915B4 (en) Method for monitoring such as standstill and / or Einrichtdrehzahlüberwachung a drive, in particular highly dynamic servo drive, and load relay in particular for use in a corresponding method
DE3437242A1 (en) Electronic power controller, especially for controlling the outlet temperature of electrical continuous-flow heaters
DE102012102744B4 (en) Inverter and method and apparatus for phase synchronization of an inverter
EP2775605B1 (en) Method for operating an inverter and inverter operating according to the method
WO2020011329A1 (en) Drive circuit and method for operating a drive circuit
EP0078558B1 (en) Method and device for stabilizing the voltage control of electrical generators
DE2428053A1 (en) PROCEDURE FOR MONITORING A DRIVE SYSTEM AND MONITORING CIRCUIT FOR PERFORMING THE PROCEDURE
WO2020099263A1 (en) Method for connecting a photovoltaic (pv) inverter to a three-phase network, and pv inverter

Legal Events

Date Code Title Description
OR8 Request for search as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
R163 Identified publications notified
R163 Identified publications notified

Effective date: 20111017

R012 Request for examination validly filed
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee