DE102011079995A1 - Method for operating drive system of e.g. engine, involves varying modulation depth of network-side or machine-side converters by average modulation depth of intermediate circuit, to supply alternating current power - Google Patents

Method for operating drive system of e.g. engine, involves varying modulation depth of network-side or machine-side converters by average modulation depth of intermediate circuit, to supply alternating current power Download PDF

Info

Publication number
DE102011079995A1
DE102011079995A1 DE102011079995A DE102011079995A DE102011079995A1 DE 102011079995 A1 DE102011079995 A1 DE 102011079995A1 DE 102011079995 A DE102011079995 A DE 102011079995A DE 102011079995 A DE102011079995 A DE 102011079995A DE 102011079995 A1 DE102011079995 A1 DE 102011079995A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
machine
drive unit
converter
intermediate circuit
network
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.)
Granted
Application number
DE102011079995A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102011079995B4 (en
Inventor
Martin Hilscher
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.)
Innomotics GmbH
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE102011079995.8A priority Critical patent/DE102011079995B4/en
Publication of DE102011079995A1 publication Critical patent/DE102011079995A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102011079995B4 publication Critical patent/DE102011079995B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac 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
    • 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
    • H02M5/443Conversion 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 thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M5/45Conversion 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 thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M5/452Conversion 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 thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with automatic control of output waveform
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control specially adapted for damping motor oscillations, e.g. for reducing hunting
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2201/00Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the converter used
    • H02P2201/13DC-link of current link type, e.g. typically for thyristor bridges, having an inductor in series with rectifier

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

The method involves operating a drive system (10) having a beginning or network-side converter (12), a source or machine-side converter (14) and an electrically intervening intermediate circuit (16). The mean active power of the intermediate circuit is dependent on the modulation depth of network-side converter or machine-side converters. The modulation depth of network-side converter or machine side converters is varied by a predetermined average modulation depth of the intermediate circuit, for supplying alternating current (AC) power. Independent claims are included for the following: (1) a computer program stored in digital memory medium for operating drive system; and (2) a drive system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Antriebseinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for operating a drive unit according to the preamble of claim 1.

Im Zwischenkreis einer Antriebseinheit treten neben der Gleichspannung (Zwischenkreisspannung) und dem Gleichstrom (Zwischenkreisstrom) auch Strom- und Spannungsoberschwingungen mit einem Vielfachen der Netzfrequenz oder der maschinenseitigen Frequenz auf. Solche Oberschwingungen treten üblicherweise im Bereich der sechsfachen Netz- oder Maschinenfrequenz und mit jeweils abnehmenden Amplituden im Bereich weiterer Vielfacher von sechs und der Netz- oder Maschinenfrequenz, also der zwölffachen, achtzehnfachen, usw. Netz- oder Maschinenfrequenz, auf. Dies ist durch die Ausführung der jeweiligen Stromrichter bedingt und ein sechspulsiger Stromrichter verursacht zum Beispiel Oberschwingungen im Bereich der sechsfachen, zwölffachen, usw. Netz- oder Maschinenfrequenz. Solche Oberschwingungen werden als Harmonische bezeichnet.In the intermediate circuit of a drive unit, in addition to the DC voltage (DC link voltage) and the DC current (DC link current), current and voltage harmonics occur at a multiple of the mains frequency or the machine-side frequency. Such harmonics usually occur in the range of six times the network or machine frequency and with decreasing amplitudes in the range of further multiples of six and the network or machine frequency, ie twelve times, eighteen times, etc. net or machine frequency on. This is due to the design of the respective power converter and a six-pulse power converter causes, for example, harmonics in the range of six times, twelve times, etc. network or machine frequency. Such harmonics are called harmonics.

Die Frequenzen der die jeweilige elektrische Leistung im Zwischenkreis (Zwischenkreisleistung) überlagernden Harmonischen ergeben sich durch Addition und Subtraktion aller auftretenden Kombinationen des Gleichanteils und der Oberschwingungsfrequenzen in der Zwischenkreisspannung und dem Zwischenkreisstrom f_k = n·f_N +/– m·f_M|n, m = 0, 6, 12, .. wobei f_N die netzseitige Frequenz oder Netzfrequenz und f_M die maschinenseitige Frequenz oder Maschinenfrequenz bezeichnet. Interharmonische sind dabei Oberschwingungen, die kein ganzzahliges Vielfaches einer netz- und/oder maschinenseitigen Grundschwingung f_N, f_M sind.The frequencies of the respective electrical power in the intermediate circuit (DC link power) superimposed harmonics result from addition and subtraction of all occurring combinations of the DC component and the harmonic frequencies in the DC link voltage and the DC link current f_k = n * f_N +/- m * f_M | n, m = 0, 6, 12, .. where f_N denotes the network-side frequency or network frequency and f_M the machine-side frequency or machine frequency. Interharmonics are harmonics that are not integer multiples of a net and / or machine-side fundamental oscillation f_N, f_M.

Als besonders kritisch haben sich niederfrequente Interharmonische herausgestellt, weil diese zu Drehmomentanregungen (elektrisches Moment) in der jeweiligen Maschine, zum Beispiel Motor, Generator, führen und die mechanischen Eigenfrequenzen des mechanischen Teils des Antriebssystems oder nachfolgender Komponenten, etwa einer Welle, anregen können. Solche mechanischen Eigenfrequenzen liegen häufig im Bereich von zehn bis dreißig Hertz. Üblicherweise sind so genannte interharmonische Drehmomentanregungen (elektrisches Moment) relativ klein, nämlich häufig kleiner als ca. zwei Prozent. Dennoch können auch solche geringen Drehmomentanregungen aufgrund der vergleichsweise schwachen Dämpfung des jeweiligen mechanischen Systems, zum Beispiel einer Welle, zu relativ hohen Anregungen des mechanischen Systems, nämlich zum Beispiel zu relativ hohen Wellentorsionsmomenten, führen. Besonders kritisch sind bei 6/6-pulisgen und 12/12-pulsigen Anordnungen dabei Maschinenfrequenzen im Bereich der Netzfrequenz, wenn also (zumindest näherungsweise) f_M = f_N gilt, wenn die Frequenzen der auftretenden Drehmomentanregungen (elektrisches Moment) genau die Eigenfrequenz des mechanischen Teils des Antriebssystems anregen.Low-frequency interharmonics have proven particularly critical because they can lead to torque excitations (electrical torque) in the respective machine, for example motor, generator, and can excite the natural mechanical frequencies of the mechanical part of the drive system or subsequent components, such as a shaft. Such mechanical natural frequencies are often in the range of ten to thirty hertz. Typically, so-called interharmonic torque excitations (electrical torque) are relatively small, often less than about two percent. Nevertheless, even such small torque excitations due to the comparatively weak damping of the respective mechanical system, for example a shaft, can lead to relatively high excitations of the mechanical system, namely, for example, to relatively high shaft torsion torques. In the case of 6/6-pulse arrays and 12/12-pulse arrays, machine frequencies in the range of the line frequency are particularly critical, ie if (at least approximately) f_M = f_N, then the frequencies of the occurring torque excitations (electrical torque) are exactly the natural frequency of the mechanical part of the drive system.

Zur Behandlung dieses Problems sind unterschiedliche Ansätze bekannt geworden. Zum Einen sind in einem Drehzahlsollwertkanal sogenannte Ausblendfrequenzbänder vorgesehen. Stationär kann die Maschine dann nur ober- oder unterhalb eines Ausblendfrequenzbands betrieben werden. Dynamisch wird der Antrieb durch die von einem Ausblendfrequenzband umfassten Frequenzen hindurch gefahren. Aufgrund der dann nur vergleichsweise kurzen Anregung kann sich die mechanische Eigenschwingung nicht ausbilden. Die Ausblendung einzelner Frequenzbänder beeinflusst jedoch die Dynamik des Antriebs und wirkt sich in vielen Anwendungsfällen als störend für den jeweiligen Prozess aus. Zum Anderen wird in der EP 1 875 597 ein Verfahren vorgeschlagen, mit dem durch eine spezielle Regelung Schwingungen des Wellenmoments an der torsionskritischen Stelle räumlich ausgeregelt werden sollen. Hierzu wird mit Hilfe von Dehnungsmessstreifen das Wellenmoment an der kritischen Stelle gemessen und ein auf dieser Basis erhältlicher Messwert für die Regelung verwendet. Zur Realisierung einer solchen Regelung ist allerdings eine genaueste Kenntnis des Wellenstrangs und der zugehörigen Mechanik notwendig.To address this problem, different approaches have become known. On the one hand so-called Ausfendfrequenzbänder are provided in a speed setpoint channel. Stationary, the machine can then be operated only above or below a Ausblendfrequenzbands. The drive is dynamically driven through the frequencies encompassed by a blanking frequency band. Due to the then only comparatively short excitation, the mechanical natural vibration can not form. However, the blanking of individual frequency bands influences the dynamics of the drive and, in many cases, interferes with the respective process. On the other hand, in the EP 1 875 597 proposed a method by which oscillations of the shaft torque at the torsion critical point should be spatially compensated by a special regulation. For this purpose, the wave moment at the critical point is measured by means of strain gauges and a measurement value obtainable on this basis is used for the control. To realize such a regulation, however, a precise knowledge of the shaft train and the associated mechanics is necessary.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht entsprechend darin, ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebssystems und ein nach dem Verfahren arbeitendes Antriebssystem anzugeben, das die oben skizzierten Nachteile vermeidet oder zumindest deren Auswirkungen reduziert und gleichzeitig einfach und effizient ist.Accordingly, it is an object of the invention to provide a method of operating a drive system and a drive system operating according to the method which avoids the disadvantages outlined above or at least reduces their effects while being simple and efficient.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dazu ist bei einem Verfahren zum Betrieb einer Antriebseinheit mit einem eingangs- oder netzseitigen Stromrichter und einem ausgangs- oder maschinenseitigen Stromrichter und einem elektrisch dazwischen befindlichen Zwischenkreis, wobei eine mittlere Wirkleistung im Zwischenkreis von einem Aussteuergrad des netz- oder maschinenseitigen Stromrichters abhängig ist, vorgesehen, dass der Aussteuergrad um einen vorgegebenen oder vorgebbaren mittleren Aussteuergrad variiert wird und dass durch die Variation des Aussteuergrads dem Zwischenkreis eine Wechselleistung eingeprägt wird. Die Variation des Aussteuergrades erfolgt dabei im Rahmen einer Steuerung und nicht auf Basis einer Regelung, d. h. die wesentlichen Größen auf deren Grundlage die Variation des Aussteuergrades erfolgt, sind bekannt und müssen nicht zur Laufzeit ermittelt werden, während eine evtl. Regelung eines Aussteuergrades die in dieser Hinsicht relevanten Größen zur Laufzeit aus dem Prozess ermittelt.This object is achieved by a method having the features of claim 1. For this purpose, in a method for operating a drive unit with an input or network-side converter and an output or machine-side converter and an intermediate circuit located therebetween electrically, wherein an average active power in the intermediate circuit of a Aussteuergrad of supply or machine-side power converter, provided that the Aussteuergrad is varied by a predetermined or predeterminable average Aussteuergrad and that the DC bus an alternating power is impressed by the variation of the Aussteuergrad. The variation of Aussteuergrades takes place in the context of a control and not based on a scheme, ie the essential variables on the basis of the variation of Aussteuergrades done are known and need not be determined at run time, while a possible control of a Aussteuergrades in this Regards relevant variables at runtime from the process.

Bezüglich der Vorrichtung wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß mit den Merkmalen des korrespondierenden Vorrichtungsanspruchs (Anspruchs 7) gelöst.With regard to the device, the object is achieved according to the invention with the features of the corresponding device claim (claim 7).

Eine mittlere Wirkleistung im Zwischenkreis lässt sich mit P = √3·U1·√6/π·Id·cos(α) berechnen, wobei U1 die verkettete Netz- oder Maschinenspannung, Id den Zwischenkreisstrom und α den sogenannten Steuerwinkel des netz- bzw. maschinenseitigen Stromrichters bezeichnet.A mean active power in the DC link can be with P = √3 · U1 · √6 / π · Id · cos (α) where U1 denotes the concatenated network or machine voltage, Id the intermediate circuit current and α the so-called control angle of the network or machine-side converter.

Der Wert cos(α) wird im allgemeinen als Aussteuergrad (ast) bezeichnet. Durch eine Modulation des Aussteuergrades kann eine Wechselleistung im Zwischenkreis eingeprägt werden: ast(t) = ast_0 + ast_k·cos(2·π·fk·t + φ_k). The value cos (α) is generally referred to as the output level (ast). By modulating the modulation level, an alternating power can be impressed in the DC link: ast (t) = ast_0 + ast_k * cos (2 * π * fk * t + φ_k).

Dabei bezeichnen ast_0 einen mittleren Aussteuergrad, ast_k eine Modulationsamplitude des Aussteuergrads, f_k eine Modulationsfrequenz und φ_k einen Modulationsphasenwinkel.In this case, ast_0 denotes a mean modulation level, ast_k a modulation amplitude of the modulation rate, f_k a modulation frequency, and φ_k a modulation phase angle.

Die durch die Modulation verursachte Wirkpendelleistung beträgt: P_k(t) = √3·U1·√6/π·Id·ast_k·cos(2·π·fk·t + φ_k) The commutation power caused by the modulation is: P_k (t) = √3 · U1 · √6 / π · Id · ast_k · cos (2 · π · fk · t + φ_k)

Durch die Einprägung einer oder mehrerer niederfrequenter Interharmonischer in der Zwischenkreisleistung durch Modulation des Steuerwinkels oder des Aussteuergrads auf der Netz- oder Maschinenseite werden bestimmte auftretende niederfrequente interharmonische Drehmomentanregungen in der Maschine teilweise oder vollständig kompensiert. Dadurch werden die in einem Gesamtsystem aus elektrischem Antrieb und Maschine/Arbeitsmaschine (z. B. Verdichter) evtl. angeregten mechanischen Resonanzen vermieden oder gedämpft.By impressing one or more low-frequency interharmonics in the DC link power by modulating the control angle or the Aussteuergrads on the network or machine side certain occurring low-frequency interharmonic torque excitations in the machine are partially or fully compensated. As a result, any mechanical resonances that may have been excited in an overall system comprising the electric drive and the machine / work machine (eg compressor) are avoided or dampened.

Des Weiteren werden durch die Einprägung einer oder mehrerer niederfrequenter Interharmonischer in der Zwischenkreisleistung durch Modulation des Steuerwinkels oder des Aussteuergrads auf der Netz- oder Maschinenseite bestimmte vom netzseitigen Stromrichter verursachte Leistungsschwingungen im Netz teilweise oder vollständig kompensiert. Damit werden die in einem Versorgungsnetz angeregten Resonanzen vermieden oder gedämpft.Furthermore, by impressing one or more low-frequency interharmonics in the DC link power by modulating the control angle or the Aussteuergrads on the network or machine side certain certain network side converter caused power oscillations in the network partially or completely compensated. This avoids or dampens the resonances excited in a supply network.

Hierzu werden die für die zu kompensierende(n) Interharmonische(n) relevanten Zwischenkreisstromharmonischen und Zwischenkreisspannungsharmonischen aus den Steuerwinkeln des netz- und maschinenseitigen Stromrichters, den vorhandenen Impedanzen, der jeweiligen Stromrichtertopologie, den Netz- und Maschinenfrequenzen und dem Zwischenkreisstrom (Sollwert oder Istwert) berechnet und daraus die Modulationsamplitude ast_k und der Modulationsphasenwinkel φ_k des Netz- oder Maschinensteuerwinkels vorausberechnet.For this purpose, the relevant for the compensating (s) Interharmonische (s) relevant Zwischenkreisstromharmonischen and DC link voltage harmonics from the control angles of the network and machine-side converter, the existing impedances, the respective power converter topology, the network and machine frequencies and the DC link current (setpoint or actual value) is calculated and from this the modulation amplitude ast_k and the modulation phase angle φ_k of the network or machine control angle are calculated in advance.

Der wesentliche Vorteil des Ansatzes gemäß der Erfindung und der Ausführungsformen besteht darin, dass durch die Variation des Aussteuergrads vermieden wird, dass sich dauerhaft oder zumindest für längere Zeitspannen Drehmomentanregungen ergeben, und dass für die Variation des Aussteuergrades zur Laufzeit keine umfangreichen Berechnungen oder komplizierten Messwertaufnahmen erforderlich sind. Indem solche Drehmomentanregungen allenfalls während kürzester Zeitabschnitte stattfinden, wird vermieden, dass sich aufgrund der Drehmomentanregungen merkliche mechanische Eigenschwingung ausbilden.The main advantage of the approach according to the invention and the embodiments is that it is avoided by the variation of Aussteuergrads that permanently or at least for longer periods result in torque excitations, and that for the variation of the Aussteuergrades at runtime no extensive calculations or complicated measured value recordings required are. By such torque excitations take place at most during the shortest periods of time, it is avoided that form due to the torque excitations noticeable mechanical self-oscillation.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Des Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der Ansprüche bei einer näheren Konkretisierung eines Merkmals in einem nachgeordneten Anspruch davon auszugehen, dass eine derartige Beschränkung in den jeweils vorangehenden Ansprüchen nicht vorhanden ist.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims. This used backlinks point to the further development of the subject matter of the main claim by the features of the respective subclaim; they are not considered a waiver of achieving one to understand independent, objective protection for the feature combinations of the dependent claims. Furthermore, with a view to an interpretation of the claims in a closer specification of a feature in a subordinate claim, it is to be assumed that such a restriction does not exist in the respective preceding claims.

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass zur Vermeidung umfangreicher Berechnungen oder komplizierter Messwertaufnahmen zur Laufzeit die Variation des Aussteuergrads um den mittleren Aussteuergrad aufgrund einer in einer Steuerungseinrichtung der Antriebseinheit hinterlegten mathematischen Beziehung erfolgt, wobei sich ein Wert für die tatsächliche Variation zur Laufzeit der Antriebseinheit anhand der mathematischen Beziehung ergibt und wobei die mathematische Beziehung durch ein oder mehrere Koeffizienten bestimmt ist, die im Hinblick auf eine mögliche niederfrequente Drehmomentanregung einer von der Antriebseinheit angetriebenen oder antreibbaren Arbeitsmaschine bestimmt werden.In one embodiment of the method, it is provided that to avoid extensive calculations or complicated measured value recordings at runtime, the variation of Aussteuergrads to the average Aussteuergrad due to a stored in a control device of the drive unit mathematical relationship, wherein a value for the actual variation at run time of the drive unit from the mathematical relationship, and wherein the mathematical relationship is determined by one or more coefficients determined with respect to a possible low-frequency torque excitation of a drive machine driven or drivable by the drive unit.

Alternativ oder zusätzlich kommt auch in Betracht, die Modulation des Aussteuergrads genau so oder zumindest im Wesentlichen so vorzunehmen, dass die dadurch in den Zwischenkreis eingeprägte Wechselleistung eine etwaige interharmonische Motorpendelleistung oder Netzpendelleistung kompensiert. Für eine solche Kompensation kommt sowohl der netzseitige Stromrichter (Gleichrichter) wie auch der maschinenseitige Stromrichter (Wechselrichter) in Betracht.Alternatively or additionally, it is also possible to carry out the modulation of the modulation level exactly or at least substantially so that the alternating power impressed thereby into the intermediate circuit compensates for any interharmonic motor pendulum output or mains pendulum output. For such a compensation, both the line-side converter (rectifier) and the machine-side converter (inverter) come into consideration.

Alternativ zur Modulation des Aussteuergrads auf Basis einer hinterlegten mathematischen Beziehung kommt auch in Betracht, die Variation des Aussteuergrads um den mittleren Aussteuergrad aufgrund von in einer Steuerungseinrichtung der Antriebseinheit hinterlegten, off-line ermittelten Daten vorzunehmen, wobei sich ein Wert für die tatsächliche Variation zur Laufzeit der Antriebseinheit anhand eines Zugriffs auf zumindest ein hinterlegtes Datum ergibt.Alternatively to the modulation of the modulation rate on the basis of a stored mathematical relationship is also considered to make the variation of Aussteuergrads to the average Aussteuergrad due to stored in a control device of the drive unit, off-line determined data, with a value for the actual variation at run time the drive unit based on an access to at least one stored date results.

Dieser Ansatz geht von der Erkenntnis aus, dass normalerweise eine Kompensation der Internharmonischen in denjenigen Arbeitspunkten, in denen kritische Torsionseigenfrequenzen angeregt werden, ausreichend ist. Ausgehend davon ist eine Erkenntnis dieses Aspekts der Erfindung, dass die Modulationsamplituden und die Modulationsphasenwinkel im Voraus berechnet werden und in Tabellen oder ähnlich geeigneten Datenstrukturen zum Abruf vorgehalten werden. Abhängig von bestimmten Soll- oder Messwerten kann dann ein Zugriff auf die gespeicherten Werte und danach eine Einprägung der sich mit diesen ergebenden Interharmonischen erfolgen.This approach is based on the recognition that normally a compensation of the internharmonic in those operating points in which critical torsion natural frequencies are excited, is sufficient. Based on this, a realization of this aspect of the invention is that the modulation amplitudes and the modulation phase angles are calculated in advance and stored in tables or similar suitable data structures for retrieval. Depending on specific setpoints or measured values, access to the stored values and then an impression of the resulting interharmonics can take place.

Sowohl bei Verwendung einer hinterlegten mathematischen Beziehung wie auch bei der Verwendung hinterlegter Daten ergibt sich eine Variation des Aussteuergrads um einen vorgegebenen oder vorgebbaren mittleren Aussteuergrad und aufgrund der Variation des Aussteuergrads die Einprägung einer Wechselleistung in den Zwischenkreis in Form einer oder mehrerer Interharmonischer. Beide Ansätze basieren auf Eigenschaften des Antriebssystems (Geräteeigenschaften) und erfordern Kenntnisse über das Antriebssystem. Kenntnisse über die (mechanischen) Eigenschaften des Antriebsstrangs sind dagegen nicht erforderlich.Both when using a stored mathematical relationship as well as the use of stored data results in a variation of Aussteuergrads by a predetermined or predeterminable average Aussteuergrad and due to the variation of the Aussteuergrads the impression of a change in performance in the intermediate circuit in the form of one or more Interharmonischer. Both approaches are based on properties of the drive system (device characteristics) and require knowledge of the drive system. On the other hand, knowledge of the (mechanical) properties of the powertrain is not required.

Die oben genannte Aufgabe wird auch mit einer Steuerungseinrichtung in einer oder für eine Antriebseinheit gelöst, die nach dem Verfahren wie hier und im Folgenden beschrieben arbeitet und dazu Mittel zur Durchführung des Verfahrens umfasst. Die Erfindung ist dabei bevorzugt in Software implementiert. Die Erfindung ist damit einerseits auch ein Computerprogramm mit durch einen Computer ausführbaren Programmcodeanweisungen und andererseits ein Speichermedium mit einem derartigen Computerprogramm sowie schließlich auch eine Steuerungseinrichtung oder eine Antriebseinheit, in dessen Speicher als Mittel zur Durchführung des Verfahrens und seiner Ausgestaltungen ein solches Computerprogramm geladen oder ladbar ist.The above-mentioned object is also achieved with a control device in or for a drive unit which operates according to the method as described here and below and comprises means for carrying out the method. The invention is preferably implemented in software. The invention is therefore on the one hand also a computer program with program code instructions executable by a computer and on the other hand a storage medium with such a computer program and finally also a control device or a drive unit in whose memory such a computer program is loaded or loadable as means for carrying out the method and its embodiments ,

Durch die Verhinderung einer Anregung kritischer mechanischer Eigenfrequenzen kann auf Ausblendbänder für einen Drehzahlsollwert verzichtet werden. Die Nachteile der Ausblendbänder werden somit vermieden. Auf der anderen Seite hat auch die Eingangs erwähnte Ausregelung der Interharmonischen in der Maschinenwirkleistung den Nachteil einer Abhängigkeit der Messung der Interharmonischen von nicht zu vernachlässigen Aliasingeffekten, Messwertauflösungseffekten und auch Sollwertänderungen. Auch diese Effekte können durch den hier vorgestellten Ansatz und dessen Ausführungsformen vermieden werden, weil sich erst gar nicht die Notwendigkeit für die Messung der dem Ansatz aus dem Stand der Technik zugrunde liegenden Werte ergibt.By preventing excitation of critical mechanical natural frequencies, it is possible to dispense with blanking bands for a speed setpoint. The disadvantages of Ausblendbänder are thus avoided. On the other hand, the above-mentioned adjustment of the interharmonics in machine performance has the disadvantage of a dependence of the measurement of the interharmonics of not negligible aliasing effects, Meßwertauflösungseffekten and setpoint changes. These effects can also be avoided by the approach presented here and its embodiments, since there is no need at all for the measurement of the values underlying the approach of the prior art.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Corresponding objects or elements are provided in all figures with the same reference numerals.

Das oder jedes Ausführungsbeispiel ist nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den im allgemeinen oder speziellen Beschreibungsteil beschriebenen sowie in den Ansprüchen und/oder der Zeichnung enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen.The or each embodiment is not to be understood as limiting the invention. Rather, numerous modifications and variations are possible within the scope of the present disclosure, for example, by combination or modification of individual in connection with the described in the general or specific description part and in the claims and / or drawings features or elements or method steps for the Skilled in terms of solving the problem are removable and lead by combinable features to a new subject or to new process steps or process steps.

Es zeigenShow it

1 ein Antriebssystem mit einem ein- und ausgangsseitigen Stromrichter, 1 a drive system with an input and output converter,

2 die Zwischenkreisspannung und die Einspeiseströme ohne Kommutierung, 2 the DC link voltage and the supply currents without commutation,

3 den Strompfad (links) und das Ersatzschaltbild (rechts) einer B6-Brücke während eines 60° Intervalls, 3 the current path (left) and the equivalent circuit diagram (right) of a B6 bridge during a 60 ° interval,

4 den Strompfad und das Ersatzschaltbild einer B6-Brücke während einer Kommutierung, 4 the current path and the equivalent circuit of a B6 bridge during a commutation,

5 das Zeigerbild einer B6-Brücke in α-β-Koordinaten während der Kommutierung mit dem Übergang von einem Stromraumzeiger auf den nächsten und dem zugehörigen Spannungsraumzeiger, 5 the pointer image of a B6 bridge in α-β coordinates during commutation with the transition from one current space pointer to the next and the corresponding voltage space vector,

6 die Zwischenkreisspannung und die Einspeiseströme mit Berücksichtigung der Kommutierung, 6 the DC link voltage and the supply currents taking into account the commutation,

7 die Amplituden der 6-pulsigen Spannungsharmonischen abhängig vom Steuerwinkel und dem Überlappungswinkel, 7 the amplitudes of the 6-pulse voltage harmonics depending on the control angle and the overlap angle,

8 die Amplituden der 12-pulsigen Spannungsharmonischen abhängig vom Steuerwinkel und dem Überlappungswinkel, 8th the amplitudes of the 12-pulse voltage harmonics depending on the control angle and the overlap angle,

9 die Änderung der für die Zwischenkreisoberschwingungsströme wirksamen Kommutierungsinduktivität Lw. 9 the change in the effective for the DC link harmonic currents Kommutierungsinduktivität Lw.

10 ein Blockschaltbild zur Illustration eines Ablaufs zur Berechung der Aussteuergradmodulation. 10 a block diagram illustrating an operation for calculating the Aussteuergradmodulation.

1 zeigt schematisch vereinfacht ein Antriebssystem 10 mit einem netzseitigen Stromrichter (Netzstromrichter) 12, zum Beispiel einem sechspulsigen Netzstromrichter, einem maschinenseitigen Stromrichter (Maschinenstromrichter) 14, zum Beispiel entsprechend einem sechspulsigen Netzstromrichter, einem elektrisch dazwischen befindlichen Zwischenkreis 16 mit einer Zwischenkreisinduktivität 18 und einer ausgangsseitig angeschlossenen Maschine, zum Beispiel einem Motor 20. Eine Netzfrequenz ist mit fN und eine Maschinen- oder Motorfrequenz mit fM eingezeichnet. Andere Konfigurationen des Antriebssystems 10, zum Beispiel mit zwölfpulsigem Netzstromrichter, zwölfpulsigem Maschinenstromrichter, zwei getrennten Zwischenkreisen, wahlweise mit verkoppelten Zwischenkreisdrosseln, usw. sind ebenfalls denkbar. 1 schematically shows a simplified drive system 10 with a mains converter (mains converter) 12 , for example a six-pulse mains converter, a machine-side converter (machine converter) 14 , for example, according to a six-pulse power converter, an intermediate circuit located electrically therebetween 16 with a DC link inductance 18 and a machine connected on the output side, for example a motor 20 , A mains frequency is marked with fN and a machine or motor frequency with fM. Other configurations of the drive system 10 , For example, with twelve-pulse mains power converter, twelve-pulse machine converter, two separate DC buses, optionally with coupled DC chokes, etc. are also conceivable.

Zur Steuerung und oder Regelung des Antriebssystems 10 ist eine Steuerungseinheit 22 mit einer Verarbeitungseinheit 24 in Form von oder nach Art eines Mikroprozessors und einem Speicher 26 vorgesehen. In dem Speicher 26 sind ein Steuerungsprogramm 28 und Daten 30 für das Steuerungsprogramm abgelegt. Im Betrieb des Antriebssystems 10 führt die Verarbeitungseinheit 24 das Steuerungsprogramm 28 unter Berücksichtigung der Daten 30 aus und bewirkt dabei die gewünschte Funktionalität der Antriebseinheit 10 und mittelbar der Maschine 20.For controlling and / or regulating the drive system 10 is a control unit 22 with a processing unit 24 in the form of or in the nature of a microprocessor and a memory 26 intended. In the store 26 are a control program 28 and dates 30 filed for the control program. In operation of the drive system 10 leads the processing unit 24 the control program 28 taking into account the data 30 and thereby causes the desired functionality of the drive unit 10 and indirectly the machine 20 ,

Zur Erläuterung der Online-Berechnung der Kompensation werden die Vorgänge in einer B6-Thyristor-Brücke als möglicher Ausführungsform eines Stromrichters betrachtet.To explain the on-line calculation of the compensation, the operations in a B6 thyristor bridge are considered as a possible embodiment of a power converter.

Der Eingangsstromraumzeiger der B6-Brücke kann nur sechs diskrete Zustände annehmen (5). Seine Länge ist proportional zum Zwischenkreisstrom Id (= 2/√3·Id). Die Projektion des aktiven Stromraumzeigers in die R-, S- und T-Achse ergeben die zeitlichen Stromverläufe in den Phasen R, S und T. Der Spannungsraumzeiger U1 beschreibt das Quellenspannungssystem des Netzes bzw. der Maschine. Die Länge des Zeigers entspricht dem Scheitelwert einer Phasenspannung. Der Spannungszaumzeiger dreht sich mit konstanter Winkelgeschwindigkeit ω. Die Projektion des Spannungsraumzeigers auf den gerade wirksamen Stromraumzeiger ist proportional zum Zeitverlauf der Zwischenkreisspannung Ud. Dazu zeigt 2 die Zwischenkreisspannung Ud und die Einspeiseströme ohne Kommutierung, wobei mit α der Steuerwinkel eingezeichnet ist.The input current space pointer of the B6 bridge can only assume six discrete states ( 5 ). Its length is proportional to the DC link current Id (= 2 / √3 · Id). The projection of the active Current space pointers in the R, S and T axes yield the temporal current profiles in the phases R, S and T. The voltage space vector U1 describes the source voltage system of the network or of the machine. The length of the pointer corresponds to the peak value of a phase voltage. The tension bridle pointer rotates at a constant angular velocity ω. The projection of the voltage space vector on the currently effective current space vector is proportional to the time course of the intermediate circuit voltage Ud. In addition shows 2 the intermediate circuit voltage Ud and the supply currents without commutation, where α is the control angle.

In einem 60°-Intervall ist stets ein definierter Strompfad wirksam. Daraus kann ein in 3 gezeigtes Ersatzschaltbild mit Quelle und Impedanz abgeleitet werden. Als Lk ist dort die Kommutierungsinduktivität bezeichnet. Sie setzt sich aus einer Netzinduktivität und einer Trafostreuinduktivität zusammen bzw. entspricht der Streuinduktivität der Maschine. Sie entspricht annähernd der subtransienten Streuinduktivität einer Synchronmaschine.At a 60 ° interval, a defined current path is always effective. This can be a in 3 derived equivalent circuit with source and impedance are derived. As Lk, the commutation inductance is designated there. It is composed of a network inductance and a transformer leakage inductance or corresponds to the stray inductance of the machine. It approximately corresponds to the subtransient leakage inductance of a synchronous machine.

Während der Kommutierung sind jeweils zwei Phasen kurzgeschlossen. Dadurch ändert sich die Quellenspannung und die wirksame Impedanz des Ersatzschaltbildes. 4 zeigt insoweit den Strompfad und das Ersatzschaltbild einer B6-Brücke während einer Kommutierung und 5 das zugehörige Zeigerbild in α-β-Koordinaten während der Kommutierung. Die radialen Pfeile in einem Abstand von jeweils 60° sind die Stromraumzeiger und hier ist der Übergang von einem Stromraumzeiger zum nächsten Stromraumzeiger gezeigt. U1 ist der Spannungsraumzeiger. 6 zeigt dazu die Einspeiseströme und den Verlauf der resultierenden Zwischenkreisspannung mit dem Steuerwinkel α und Überlappungswinkel u.During commutation, two phases each are short-circuited. This changes the source voltage and the effective impedance of the equivalent circuit diagram. 4 shows in this respect the current path and the equivalent circuit diagram of a B6 bridge during a commutation and 5 the associated pointer image in α-β coordinates during commutation. The radial arrows at a distance of 60 ° each are the current space pointers and here the transition from one current space pointer to the next current space vector is shown. U1 is the voltage space pointer. 6 shows to the feed currents and the course of the resulting DC link voltage with the control angle α and overlap angle u.

Im vorliegenden Zeigerbild (5) kommutiert der Zwischenkreisstrom Id von der Phase R nach S. In der Phase T fließt der negative Zwischenkreisstrom -Id. Die Kommutierung erfolgt im Zeigerbild auf einer Linie zwischen den beiden aktiven Zeigern, wobei sich dies daraus ergibt, dass der Strom in der Phase T konstant bleibt. Allerdings erfolgt der Übergang nicht zeitlich gleichmäßig, da sich die Kommutierungsspannung während der Kommutierung ändert. Die Kommutierungsspannung ist in der dargestellten Situation U2–U1 und bestimmt die Richtung der Kommutierung. Die Projektion des Spannungsraumzeigers auf die Achse zwischen R und S ergibt die Zwischenkreisspannung während des betrachteten Kommutierungsvorganges. Die Höhe der Zwischenkreisspannung während der Kommutierung kann maximal √6/2·U_werk erreichen, gegenüber √2·U_werk außerhalb der Kommutierung.In the present pointer image ( 5 ), the DC link current Id commutes from phase R to S. In phase T, the negative DC link current -Id. The commutation takes place in the pointer image on a line between the two active hands, which results from the fact that the current in the phase T remains constant. However, the transition does not occur evenly over time, since the commutation voltage changes during the commutation. The commutation voltage is in the illustrated situation U2-U1 and determines the direction of the commutation. The projection of the voltage space vector on the axis between R and S gives the DC link voltage during the considered commutation process. The height of the DC link voltage during commutation can reach a maximum of √6 / 2 · U_werk, compared to √2 · U_werk outside the commutation.

Zur Berechnung der Spannungsharmonischen wird ein Überlappungswinkel u (vgl. auch 6) ermittelt, der sich wie folgt ergibt: u = acos(cos(α) –id·π·ukTR/3)

α:
Steuerwinkel
id:
Zwischenkreisstrom [pu]
ukTr:
Kurzschlussspannung des Transformators [pu]
To calculate the voltage harmonics, an overlap angle u (cf. 6 ), which is as follows: u = acos (cos (α) -id · π · ukTR / 3)
α:
control angle
id:
DC link current [pu]
ukTr:
Short-circuit voltage of the transformer [pu]

Der Gleichanteil der Zwischenkreisspannung ergibt sich als: Ud0 = Udi·cos(α) –id·π/6·ukTr mit: Udi = √2·3/π·U_werk = 1,35·U_werkThe DC component of the DC link voltage results as: Ud0 = Udi · cos (α) -id · π / 6 · ukTr with: Udi = √2 · 3 / π · U_werk = 1.35 · U_werk

Weiter ergeben sich z. B. die sechsten Harmonischen der Zwischenkreisspannung auf der Netzseite (normiert auf Udi) als

Figure 00120001
und in komplexer Schreibweise als UdN, 6 = UaN, 6 – j UbN, 6 Next z. B. the sixth harmonic of the DC link voltage on the network side (normalized to Udi) as
Figure 00120001
and in complex notation as UdN, 6 = UaN, 6 - j UbN, 6

Im Folgenden werden komplexe Größen stets mit Unterstrich dargestellt, die konjugiert komplexen Größen werden zusätzlich mit einem Stern am Ende gekennzeichnet.In the following, complex quantities are always shown with an underscore, and the conjugate complex quantities are additionally marked with a star at the end.

Die hier berechneten Oberschwingungsspannungen werden in den Ersatzschaltbildern nach 3 und 4 in Udq eingeprägt. Die hier bestimmte Spannung ist nicht identisch mit der Spannung an den Zwischenkreisanschlüssen, z. B. des Netzstromrichters, gemessenen Spannung. Die Spannungen unterscheiden sich durch Spannungsabfälle an den Kommutierungsinduktivitäten. Die Darstellungen in 7 und 8 zeigen dazu die Amplituden der Spannungsharmonischen 6·f1 [pu] bzw. 12·f1 [pu] bezogen auf Udi = 1,35·Un abhängig vom Steuerwinkel und dem Überlappungswinkel u.The harmonic voltages calculated here are reflected in the equivalent circuit diagrams 3 and 4 imprinted in Udq. The voltage determined here is not identical with the voltage at the DC link connections, eg. B. the mains converter, measured voltage. The voltages differ by voltage drops at the commutation inductances. The illustrations in 7 and 8th to show the amplitudes of the voltage harmonics 6 · f1 [pu] or 12 · f1 [pu] relative to Udi = 1.35 · Un depending on the control angle and the overlap angle u.

Die Berechnung der Zwischenkreisstromharmonischen erfolgt generell nach Id, ν = Ud, ν/Zd, ν. The DC link current harmonics are generally calculated Id, ν = Ud, ν / Zd, ν .

Die wirksame Zwischenkreisimpedanz Zd, ν setzt sich bei einem Stromzwischenkreisumrichter wie folgt zusammen: Zd, ν = 6(fN·LkN + fM·LkM) + j·ων·(2·LkN + Ld + 2·LkM),

LkN:
Kommutierungsindktivität des Netzes
Ld:
Zwischenkreisinduktivität
LkM:
Kommutierungsindktivität des Motors
wobei die Terme 2·LkN bzw. 2·LkM nicht ganz korrekt sind, denn während der Kommutierung ist der Wert 1,5·LkN bzw. 1,5·LkM. Die Berechnungen beziehen sich auf den Netzstromrichter, können aber entsprechend auch auf den Maschinenstromrichter übertragen werden.The effective DC link impedance Zd, ν is composed as follows for a DC link converter: Zd, ν = 6 (fN * LkN + fM * LkM) + j * ων * (2 * LkN + Ld + 2 * LkM)
LKN:
Commutation of the network
ld:
intermediate-
LKM:
Commutation inductance of the motor
where the terms 2 · LkN and 2 · LkM are not completely correct, because during commutation the value is 1.5 · LkN or 1.5 · LkM. The calculations refer to the mains converter, but can also be transferred to the machine converter.

9 zeigt die Änderung der für die Zwischenkreisoberschwingungsströme wirksamen Kommutierungsinduktivität Lw(t). Die Harmonischen Lw, ν ergeben sich aus der Fourieranalyse des Zeitverlaufs von Lw(t). Ein Oberschwingungsstrom mit fμ verursacht an der wirksamen Kommutierungsinduktivität einen Spannungsabfall von Ud0, μ = j·2·π·fμ·Lw, 0·Id, μ Udν, μ = ½·j·2·π·fμ·Lw, ν·Id, μ mit Lw, 0 = 2·Lk – 0.5·Lk·3·u/π
mit Lw, ν = –0.5·Lk·12/π·sin(ν·u/2)
9 shows the change of the effective for the DC link harmonic currents Kommutierungsinduktivität Lw (t). The harmonics Lw, ν result from the Fourier analysis of the time course of Lw (t). A harmonic current with fμ causes a voltage drop of at the effective commutation inductance Ud0, μ = j * 2 * π * fμ * Lw, 0 * Id, μ Udν, μ = ½ · j · 2 · π · fμ · Lw, ν · Id, μ with Lw, 0 = 2 · Lk - 0.5 · Lk · 3 · u / π
with Lw, ν = -0.5 · Lk · 12 / π · sin (ν · u / 2)

Die auftretenden Frequenzen dieses Spannungsabfalls sind fμ und fν+/–fμ. Damit treten beispielsweise über der wirksamen Kommutierungsinduktivität des Netzstromrichters auch interharmonischen Spannungsabfälle auf, die von den Oberschwingungsströmen Id, μ des Maschinenstromrichters verursacht sind. Das Gleiche gilt für die Spannungsabfälle über der wirksamen Kommutierungsinduktivität des Maschinenstromrichters, die von den Oberschwingungsströmen des Netzstromrichters verursacht sind. Diese Spannungsabfälle erzeugen wiederum interharmonische Zwischenkreisströme mit fν+/–fμ.The occurring frequencies of this voltage drop are fμ and fν +/- fμ. Thus interharmonic voltage drops occur, for example, via the effective commutation inductance of the mains converter, which are caused by the harmonic currents Id, μ of the machine converter. The same applies to the voltage drops across the effective commutation inductance of the machine converter, the caused by the harmonic currents of the mains converter. These voltage drops in turn generate interharmonic DC link currents with fν +/- fμ.

Die Berechnung der interharmonischen Zwischenkreisströme und der daraus resultierenden Drehstromleistung erfolgt generell nach (dabei sind die interharmonischen Spannungsabfälle im Netz- und Maschinenstromrichter zu berücksichtigen) Id, νμ = (UNd, νμ + UMd, νμ)/Zd, νμ The calculation of the interharmonic DC link currents and the resulting three-phase power is generally carried out (the interharmonic voltage drops in the line and machine converter must be taken into account) Id, νμ = ( UNd, νμ + UMd, νμ ) / Zd, νμ

Die wirksame Zwischenkreisimpedanz Zd, νμ setzt sich dabei bei einem Stromzwischenkreisumrichter wie folgt zusammen Zd, νμ = 6(fN·LkN + fM·LkM) + j·(ων+/–ωμ)·(2·LkN + Ld + 2·LkM), wobei auch hier wieder die Annahme von 2·LkN bzw. 2·LkM nicht ganz korrekt ist, denn während der Kommutierung ist der Wert 1,5·LkN bzw. 1,5·LkM (vgl. 9).The effective DC link impedance Zd, νμ is composed as follows for a current source converter Zd, νμ = 6 (fN * LkN + fM * LkM) + j * (ων +/- ωμ) * (2 * LkN + Ld + 2 * LkM), again, the assumption of 2 · LkN or 2 · LkM is not entirely correct, because during commutation the value is 1.5 · LkN or 1.5 · LkM (cf. 9 ).

Die Harmonischen in der Netzleistung bei ideal geglättetem Zwischenkreisstrom berechnen sich aus der Leistung in den Ersatzquellen. Dies gilt streng genommen nur außerhalb der Kommutierung, da die Ersatzschaltung gegenüber der realen Schaltung während der Kommutierung nicht Leistungsinvariant ist. Unter Vernachlässigung dieses Kommutierungseinflusses gilt: PN3ph, μ = Pdq, μ = UdN, μ·Id mit fμ = μ·fN, μ = 0, –6, +6, –12, +12, ...The harmonics in the network power with ideally smoothed DC link current are calculated from the power in the replacement sources. Strictly speaking, this applies only outside of the commutation since the equivalent circuit is not power invariant with respect to the real circuit during commutation. Neglecting this commutation influence, the following applies: PN3ph, μ = Pdq, μ = UdN, μ · Id with fμ = μ · fN, μ = 0, -6, +6, -12, +12, ...

Diese Harmonischen in der Drehstromleistung resultieren aus den Spannungsoberschwingungen des eigenen Stromrichters. Enthält der Zwischenkreisstrom jedoch Oberschwingungen Idν, die vom Maschinenstromrichter verursacht sind, mit: fν = ν·fM mit ν = 6, 12, ...
berechnen sich die Interharmonischen der Netzleistung aus: PN3ph, μν, 1 = Pdq, μν = ½·UdN, μ·Idν* mit fμν = ν·fM +/– μ·fN, ν, μ = 6, 12, ...
These harmonics in the three-phase power result from the voltage harmonics of the own power converter. However, if the DC link current contains harmonics Idv caused by the machine converter, use: fν = ν · fM with ν = 6, 12, ...
calculate the interharmonics of the network performance: PN3ph, μν, 1 = Pdq, μν = ½ · UdN, μ · Idν * with fμν = ν · fM +/- μ · fN, ν, μ = 6, 12, ...

Ein weiterer Anteil interharmonischer Netzpendelleistung resultiert aus dem Interharmonischen Zwischenkreisstrom Id, νμ und der Zwischenkreisgleichspannung Ud0: PN3ph, νμ, 2 = Ud0·Id, νμ* A further proportion of interharmonic mains power output results from the interharmonic DC link current Id, νμ and the DC link voltage Ud0: PN3ph, νμ, 2 = Ud0 · Id, νμ *

Diese beiden Anteile müssen phasenrichtig addiert werden.These two components must be added in the correct phase.

Die Interharmonischen in der Motorleistung können entsprechend berechnet werden.The interharmonics in the engine performance can be calculated accordingly.

Nach dem Ansatz gemäß der Erfindung ist nun vorgesehen, dass eine oder mehrere Interharmonische der Netz- bzw. Motorpendelleistung durch entsprechende Modulation des Aussteuergrades eines der beiden Stromrichter kompensiert wird. Durch die Kompensation einer oder mehrerer Interharmonischen der Motorpendelleistung werden stets auch die entsprechenden Interharmonischen im Luftspaltmoment des Motors kompensiert.According to the approach according to the invention, it is now provided that one or more interharmonics of the network or motor pendulum power is compensated by appropriate modulation of the Aussteuergrades one of the two power converters. By compensating for one or more interharmonics of the motor pendulum power, the corresponding interharmonics in the air gap moment of the motor are always compensated.

Zur Modulation des Aussteuergrades (ast) gibt es grundsätzlich zwei Möglichkeiten, nämlich eine Kompensation durch den netz- oder maschinenseitigen Stromrichter. Im Einzelnen:

  • 1.) Die interharmonische Motorpendelleistung wird mit dem netzseitigen Stromrichter kompensiert.
  • 2.) Die interharmonische Motorpendelleistung wird mit dem maschinenseitigen Stromrichter kompensiert.
  • 3.) Die interharmonische Netzpendelleistung wird mit dem netzseitigen Stromrichter kompensiert.
  • 4.) Die interharmonische Netzpendelleistung wird mit dem maschinenseitigen Stromrichter kompensiert.
For modulation of Aussteuergrades (ast), there are basically two options, namely a compensation by the mains or machine-side converter. In detail:
  • 1.) The interharmonic motor pendulum power is compensated with the line-side power converter.
  • 2.) The interharmonic motor pendulum power is compensated with the machine-side power converter.
  • 3.) The interharmonic mains commutation power is compensated with the power converter on the power supply.
  • 4.) The interharmonic mains commutation power is compensated with the machine-side power converter.

Im Fall 1 wird ein Zwischenkreisstrom eingeprägt, der die interharmonischen Motorleistungspendellungen (PM3Ph, νμ, 1 + PM3Ph, νμ, 2) kompensiert. Id k, νμ = –(PM3Ph, νμ, 1 + PM3Ph, νμ, 2)*/Ud0 In case 1, a DC link current is impressed which compensates for the interharmonic motor power excursions ( PM3Ph, νμ, 1 + PM3Ph, νμ, 2 ). Idk , νμ = - (PM3Ph, νμ, 1 + PM3Ph, νμ, 2) * / Ud0

Die dazu notwendige einzuprägende Zwischenkreisspannung im Netzstromrichter ist UN k, νμ = Id k, νμ·Zd, νμ mit Zd, νμ = 6(fN·LkN + fM·LkM) + j·(ων – ωμ)·(2·LkN + Ld + 2·LkM), The necessary einzuprägende DC link voltage in the power converter is UN k, k = Id νμ, νμ · Zd νμ With Zd, νμ = 6 (fN * LkN + fM * LkM) + j * (ων -ωμ) * (2 * LkN + Ld + 2 * LkM),

Im Fall 4 wird ein Zwischenkreisstrom eingeprägt, der die interharmonischen Netzleistungspendellungen (PN3Ph, νμ, 1 + PN3Ph, νμ, 2) kompensiert. Id k, νμ = –(PN3Ph, νμ, 1* + PN3Ph, νμ, 2*)/Ud0 UM k, νμ = Id k, νμ·Zd, νμ Mit Zd, νμ = 6(fN·LkN + fM·LkM) + j·(ων – ωμ)·(2·LkN + Ld + 2·LkM), In case 4 a DC link current is impressed, which compensates the interharmonic network power surges ( PN3Ph, νμ, 1 + PN3Ph, νμ, 2 ). Id k, νμ = - ( PN3Ph, νμ, 1 * + PN3Ph, νμ, 2 * ) / Ud0 UM k, k = Id νμ, νμ · Zd νμ With Zd, νμ = 6 (fN * LkN + fM * LkM) + j * (ων -ωμ) * (2 * LkN + Ld + 2 * LkM),

Im Fall 2 wird zusätzlich durch die Modulation im Motorstromrichter eine Schwingung der treibenden Zwischenkreisspannung erzeugt Id k, νμ·Ud0 + Id0·UM k, νμ = –(PM3Ph, νμ, 1 + PM3Ph, νμ, 2) UM k, νμ/Zd, νμ·Ud0 + Id0·UM k, νμ = –(PM3Ph, νμ, 1 + PM3Ph, νμ, 2) UM k, νμ = –(PM3Ph, νμ, 1 + PM3Ph, νμ, 2)/(Ud0/Zd, νμ + Id0) In case 2, an additional oscillation of the driving intermediate circuit voltage is generated by the modulation in the motor converter Idk , νμ · Ud0 + Id0 · UMk , νμ = - ( PM3Ph, νμ, 1 + PM3Ph, νμ, 2 ) UM k, νμ / Zd, νμ · Ud0 + Id0 · UM k, νμ = - ( PM3Ph, νμ, 1 + PM3Ph, νμ, 2 ) UM k, νμ = - ( PM3Ph, νμ, 1 + PM3Ph, νμ, 2 ) / (Ud0 / Zd, νμ + Id0)

Desgleichen gilt für Fall 3 entsprechend: UN k, νμ = –(PN3Ph, νμ, 1 + PN3Ph, νμ, 2)/(Ud0/Zd, νμ + Id0) Likewise, for case 3: UN k, νμ = - ( PN3Ph, νμ, 1 + PN3Ph, νμ, 2 ) / (Ud0 / Zd, νμ + Id0)

Aus UN k, νμ bzw. UM k, νμ wird dann der zusätzliche Modulationsgrad und Zusatzsteuerwinkel berechnet. Die Zwischenkreisspannung z. B. auf der Netzseite, berechnet sich aus: UdN, q(t) = √2·3/π·UN_verk·(AST_0 + AST_k·cos(2·π·fk·t + φ_k)) mit fk = fν – fμ,From UN k, νμ or UM k, νμ the additional degree of modulation and additional control angle is calculated. The DC link voltage z. B. on the net side, calculated from: UdN, q (t) = √2 · 3 / π · UN_verk · (AST_0 + AST_k · cos (2 · π · fk · t + φ_k)) with fk = fν - fμ,

Die Amplitude des Anteils aufgrund der Aussteuergradmodulation berechnet sich: UdN_k, νμ = √2·3/π·UN_verk·AST_k The amplitude of the component due to the modulation modulation is calculated as follows: UdN_k, νμ = √2 · 3 / π · UN_verk · AST_k

Aus obiger Gleichung wird dann die Amplitude AST_k der Aussteuergradmodulation berechnet.From the above equation, the amplitude AST_k of Aussteuergradmodulation is then calculated.

Das Gleiche gilt für die Maschinenseite entsprechend.The same applies to the machine side accordingly.

10 zeigt abschließend und als Zusammenfassung der zuvor erläuterten Rechenschritte einen Ablauf zur Berechung der Aussteuergradmodulation. Das Ablaufdiagramm bezieht sich beispielhaft auf den Fall 1, wo die interharmonische Motorpendelleistung mit dem netzseitigen Stromrichter kompensiert wird. Allgemein sind in der Darstellung Werte, die nach Betrag und Phase aufgeteilt sind durch Betragsstriche (||) bzw. das Symbol φ dargestellt. Allgemeine Eingangswerte sind eine Kommutierungsinduktivität auf der Maschinenseite 100 und eine Kommutierungsinduktivität auf der Netzseite 102, der Zwischenkreisstrom Id 104 und zwar entweder dessen Ist- oder Sollwert, ein Maschinensteuerwinkel 106 und ein Netzsteuerwinkel 108, wobei in der Regel der Netzsteuerwinkel 108 Ergebnis einer Regelung ist, sowie eine wirksame Zwischenkreisimpedanz 110. Damit erfolgt (erster Funktionsblock 112) eine Berechnung der Harmonischen der Zwischenkreisspannung UdM auf der Maschinenseite und (zweiter Funktionsblock 114) eine Berechnung der Harmonischen der Zwischenkreisspannung UdN auf der Netzseite. Die jeweiligen Ergebnisse fließen mit Betrag und Phase und der wirksamen Zwischenkreisimpedanz 110 in eine Berechnung der Harmonischen im Zwischenkreisstrom verursacht durch den Maschinenstromrichter (dritter Funktionsblock 116) und korrespondierend in eine Berechnung der Harmonischen im Zwischenkreisstrom verursacht durch den Netzstromrichter (vierter Funktionsblock 118) ein. Die dortigen Ergebnisse fließen nach Betrag und Phase zusammen mit dem Netzsteuerwinkel 108 einerseits und dem Maschinensteuerwinkel 106 andererseits in eine Berechnung des Kommutierungsspannungsabfalls auf der Netzseite aufgrund der vom Maschinenstromrichter verursachten Stromoberschwingungen (fünfter Funktionsblock 120) bzw. eine Berechnung des Kommutierungsspannungsabfalls auf der Maschinenseite aufgrund der vom Netzstromrichter verursachten Stromoberschwingungen (sechster Funktionsblock 122) ein. Diese Ergebnisse werden – jeweils nach Betrag und Phase – zusammen mit der wirksamen Zwischenkreisimpedanz 110 für die Berechnung der Interharmonischen im Zwischenkreisstrom verwendet (siebenter Funktionsblock 124). Damit kann die Berechnung des ersten Anteils der Interharmonischen der Motorleistung erfolgen (achter Funktionsblock 126), wobei dafür noch ein Gleichanteil der Zwischenkreisspannung 128 berücksichtigt wird. Die Berechnung eines zweiten Anteils der Interharmonischen der Motorleistung (neunter Funktionsblock 130) erfolgt auf der Basis der Harmonischen der Zwischenkreisspannung auf der Maschinenseite sowie der Harmonischen im Zwischenkreisstrom verursacht durch den Netzstromrichter. Die Ergebnisse werden nach Betrag und Phase addiert (zehnter Funktionsblock 132) und sodann mit dem Quotienten 134 aus der wirksamen Zwischenkreisimpedanz 110 und dem Gleichanteil der Zwischenkreisspannung 128 multipliziert (elfter Funktionsblock 136). Das Ergebnis ist Betrag und Phase einer zu modulierenden Zwischenkreisspannungsschwingung im Netzstromrichter, die in eine Aussteuergradmodulation nach Betrag und Phase 138 umgerechnet wird, also die Modulationsfrequenz fk und der Modulationsphasenwinkel φ_k für die Eingangs eingeführte Beziehung zur Modulation des Aussteuergrades: ast(t) = ast_0 + ast_k·cos(2·π·fk·t + φ_k). 10 Finally, and as a summary of the previously explained calculation steps, a sequence for calculating the modulation output modulation is shown. The flowchart exemplifies the case 1 where the interharmonic motor shuttle power is compensated with the grid side converter. In general, in the illustration, values which are divided according to amount and phase are represented by absolute values (||) or the symbol φ. General input values are a commutation inductance on the machine side 100 and a commutation inductance on the network side 102 , the DC link Id 104 either its actual or setpoint, a machine control angle 106 and a network control angle 108 , where usually the network control angle 108 Result of a control is, as well as an effective DC link impedance 110 , In order to takes place (first function block 112 ) a calculation of the harmonics of the intermediate circuit voltage UdM on the machine side and (second function block 114 ) a calculation of the harmonics of the intermediate circuit voltage UdN on the network side. The respective results flow with magnitude and phase and the effective DC link impedance 110 in a calculation of the harmonics in the DC link current caused by the machine converter (third function block 116 ) and corresponding to a calculation of the harmonics in the DC link current caused by the mains converter (fourth function block 118 ) one. The results there flow according to amount and phase together with the network control angle 108 on the one hand and the machine control angle 106 on the other hand, in a calculation of the commutation voltage drop on the net side due to the current harmonics caused by the machine converter (fifth function block 120 ) or a calculation of the commutation voltage drop on the machine side due to the current harmonics caused by the mains converter (sixth function block 122 ) one. These results, together with their magnitude and phase, together with the effective DC link impedance 110 used for calculating the interharmonic in the DC link current (seventh function block 124 ). Thus, the calculation of the first portion of the interharmonic engine power can be done (eighth function block 126 ), whereby still a DC component of the DC link voltage 128 is taken into account. The calculation of a second portion of the interharmonic engine power (ninth function block 130 ) takes place on the basis of the harmonics of the DC link voltage on the machine side as well as the harmonics in the DC link current caused by the mains converter. The results are added by amount and phase (tenth function block 132 ) and then with the quotient 134 from the effective DC link impedance 110 and the DC component of the DC link voltage 128 multiplied (eleventh function block 136 ). The result is the magnitude and phase of an intermediate circuit voltage oscillation to be modulated in the power converter, which is divided into an output and output modulation modulation 138 is converted, ie the modulation frequency fk and the modulation phase angle φ_k for the input introduced relationship to the modulation of Aussteuergrades: ast (t) = ast_0 + ast_k * cos (2 * π * fk * t + φ_k).

Als hinterlegte mathematische Beziehung gemäß der Eingangs verwendeten Terminologie wird dabei die oben nochmals dargestellte Modulation des Aussteuergrades und im Weiteren die in 10 zusammengefassten Rechenschritte gemäß den vorangehenden Ausführungen.The stored mathematical relationship according to the terminology used here is the modulation of the modulation rate shown again above, and in addition the in 10 combined calculation steps according to the preceding embodiments.

Zu bemerken ist, dass abgesehen von den Ergebnissen des fünften und sechsten Funktionsblocks 120, 122, deren Berechnungen auf der Annahme einer zu vernachlässigenden Kommutierung basieren, alle anderen Berechnungen recht genau durchgeführt werden können.It should be noted that apart from the results of the fifth and sixth functional block 120 . 122 whose calculations are based on the assumption of a negligible commutation, all other calculations can be performed quite accurately.

Die alternative Ausführungsform des Ansatzes gemäß der Erfindung, die auf einer Offline-Vorausberechnung der Kompensation basiert, profitiert von der Erkenntnis, dass die Kompensation nur bei kritischen Maschinenfrequenzen, die sich aus dem Campbell-Diagramm des Antriebes ergeben, erfolgen muss. Ausgehend davon wird vorgeschlagen, die notwendigen Modulationsamplituden und Phasenwinkel, also Werte für die Modulationsfrequenz fk und den Modulationsphasenwinkel φ_k für die eingangs eingeführte Beziehung zur Modulation des Aussteuergrades, in zumindest einer Tabelle oder einer sonst geeigneten Datenstruktur abzulegen. Die Werte können dabei auch mittels einer Simulation ermittelt werden, weil eine solche Simulation die analytisch aufwendig zu berechnenden Kommutierungseffekte sehr gut nachbildet. Aufgrund der Offline-Vorausberechnung ergeben sich zur Laufzeit nur eine verschwindend geringe Rechenzeitbelastung.The alternative embodiment of the approach according to the invention, which is based on off-line compensation prediction, benefits from the recognition that compensation must be made only at critical engine frequencies resulting from the Campbell diagram of the drive. On the basis of this, it is proposed to store the necessary modulation amplitudes and phase angles, ie values for the modulation frequency fk and the modulation phase angle φ_k for the initially introduced relationship for the modulation of the modulation rate, in at least one table or an otherwise suitable data structure. The values can also be determined by means of a simulation because such a simulation emulates very well the commutation effects which have to be calculated analytically. Due to the offline pre-calculation, only a negligible calculation time load results at runtime.

Die betrachteten Arbeitspunkte ergeben sich jeweils aus dem Campell-Diagramm. Dabei ergeben sich folgende zeitliche und betriebsbedingte Abhängigkeiten der Modulationsamplitude und -phase von:

  • – Netzspannung
  • – Netzkurzschlussleistung
  • – Netzfrequenz
  • – Maschinenfluss
  • – Motorfrequenz
  • – Maschinenstrom
  • – Steuerwinkel des Maschinenstromrichters
  • – Steuerwinkel des Netzstromrichters
The considered operating points result in each case from the Campell diagram. The following temporal and operational dependencies of the modulation amplitude and phase of:
  • - mains voltage
  • - Network short-circuit power
  • - Mains frequency
  • - Machine flow
  • - Motor frequency
  • - Machine power
  • - Control angle of the machine converter
  • - Control angle of the mains converter

Von diesen Abhängigkeiten sind einige als im jeweiligen Betriebspunkt als konstant anzunehmen. Dazu gehört die Kurzschlussleistung, die Netzfrequenz, da sie nur eine geringe Toleranz besitzt, und die Maschinenfrequenz, da die Kompensation nur in einem engen Frequenzbereich wirksam ist. Die beschrieben Größen sind nicht alle unabhängig von einander, z. B. ergibt sich die Netzspannung aus allen anderen Größen. Wegen der Unabhängigkeit der restlichen Größen voneinander muss es sich um eine n-dimensionale Tabelle handeln. Die Anzahl der Tabellenelemente hängt von der möglichen Variationsbreite der einzelnen Größen ab.Of these dependencies, some are considered to be constant at each operating point. This includes the short-circuit power, the line frequency, since it has only a small tolerance, and the machine frequency, since the compensation is effective only in a narrow frequency range. The sizes described are not all independent of each other, eg. B. results in the mains voltage from all other sizes. Because of the independence of the remaining sizes must be an n-dimensional table. The number of table elements depends on the possible range of variation of the individual sizes.

Dann wird mit allen nicht konstanten, unabhängigen Größen, also insbesondere dem Netzsteuerwinkel und dem Maschinensteuerwinkel, eine mehrdimensionale Tabelle gebildet. Im betrieb erfolgt die Variation des Aussteuergrads um den mittleren Aussteuergrad aufgrund der in dieser Tabelle hinterlegten Daten. Die Daten wurden außerhalb einer Laufszeit der Antriebseinheit 10 ermittelt und ein Wert für die tatsächliche Variation ergibt sich zur Laufzeit der Antriebseinheit 10 anhand eines Zugriffs auf zumindest ein in dieser Tabelle hinterlegtes Datum. Zwischenwerte können in an sich bekannter Art und Weise durch Interpolation ermittelt werden.Then a multidimensional table is formed with all non-constant, independent variables, in particular the network control angle and the machine control angle. In operation, the modulation level is varied by the average modulation rate on the basis of the data stored in this table. The data was outside a runtime of the drive unit 10 determined and a value for the actual variation results at runtime of the drive unit 10 by accessing at least one date stored in this table. Intermediate values can be determined by interpolation in a manner known per se.

Zur Laufzeit des Antriebssystems 10 ohne Weiteres ein schneller Zugriff auf die Tabelle(n) anhand der jeweiligen Daten und auf deren Basis ein Auslesen der in der Tabelle an den durch die Daten spezifizierten Positionen gespeicherten Modulationsamplituden und Phasenwinkel möglich ist.At runtime of the drive system 10 It is readily possible to quickly access the table (s) on the basis of the respective data and on the basis of which it is possible to read out the modulation amplitudes and phase angles stored in the table at the positions specified by the data.

Beide vorgeschlagenen Ansätze beziehen sich dabei jeweils auf einen maschinen- und motorspezifischen Spannungszeiger und deren Phase, so dass die Differenz dieser Zeiger das Referenzsystem bildet, auf das sich die Modulation bezieht.Both proposed approaches each relate to a machine- and engine-specific voltage vector and their phase, so that the difference of these pointers forms the reference system to which the modulation refers.

Die oder jede Tabelle oder eine Implementierung des in 10 dargestellten Berechnungsschemas wird in einem Speicher 26 (1) der Steuerungseinrichtung 22 (1) abgelegt und zwar die Tabelle im Wesentlichen als Daten 30 für das Steuerungsprogramm 28 und das Berechnungsschema im Wesentlichen als Softwareimplementation der davon umfassten Berechnungsschritte, also als Teil des Steuerungsprogramms 28. Die Verarbeitungseinheit 24, der Speicher 26, sowie das Steuerungsprogramm 28 und/oder die Daten 30 sind dabei Mittel zur Durchführung des Verfahrens.The or each table or implementation of the in 10 Calculation schemes shown in a memory 26 ( 1 ) of the control device 22 ( 1 ) and stored the table essentially as data 30 for the control program 28 and the calculation scheme essentially as a software implementation of the computation steps involved, ie as part of the control program 28 , The processing unit 24 , the memory 26 , as well as the control program 28 and / or the data 30 are thereby means for carrying out the method.

Zusammenfassend lässt sich ein zentraler Aspekt der hier vorgelegten Beschreibung kurz wie folgt zusammenfassen: Es wird ein Verfahren zum Betrieb einer Antriebseinheit 10 mit einem eingangs- oder netzseitigen Stromrichter 12 und einem ausgangs- oder maschinenseitigen Stromrichter 14 und einem elektrisch dazwischen befindlichen Zwischenkreis 16 angegeben, wobei eine mittlere Wirkleistung im Zwischenkreis 16 von einem Aussteuergrad des netz- oder maschinenseitigen Stromrichters 12, 14 abhängig ist, bei dem der Aussteuergrad um einen vorgegebenen oder vorgebbaren mittleren Aussteuergrad variiert wird und bei dem durch die Variation des Aussteuergrads dem Zwischenkreis 16 eine Wechselleistung eingeprägt wird, so dass sich mit der eingeprägten Wechselleistung eine Kompensation unterwünschter Interharmonischer ergibt.In summary, a central aspect of the description presented here can be briefly summarized as follows: It is a method for operating a drive unit 10 with an input or mains side converter 12 and an output or machine side power converter 14 and an intermediate circuit between them 16 indicated, with an average active power in the DC link 16 from a modulation level of the mains or machine-side converter 12 . 14 is dependent, in which the Aussteuergrad is varied by a predetermined or predeterminable average Aussteuergrad and in which by the variation of Aussteuergrads the intermediate circuit 16 an alternating power is impressed, so that the impressed alternating power results in a compensation of unwanted interharmonics.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1875597 [0005] EP 1875597 [0005]

Claims (7)

Verfahren zum Betrieb einer Antriebseinheit (10) mit einem eingangs- oder netzseitigen Stromrichter (12) und einem ausgangs- oder maschinenseitigen Stromrichter (14) und einem elektrisch dazwischen befindlichen Zwischenkreis (16), wobei eine mittlere Wirkleistung im Zwischenkreis (16) von einem Aussteuergrad des netz- oder maschinenseitigen Stromrichters (12, 14) abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussteuergrad um einen vorgegebenen oder vorgebbaren mittleren Aussteuergrad variiert wird und dass durch die Variation des Aussteuergrads dem Zwischenkreis (16) eine Wechselleistung eingeprägt wird.Method for operating a drive unit ( 10 ) with an input or power converter ( 12 ) and an output or machine-side converter ( 14 ) and an intermediate circuit ( 16 ), where an average active power in the DC link ( 16 ) of an output level of the mains or machine-side converter ( 12 . 14 ), characterized in that the Aussteuergrad is varied by a predetermined or predeterminable average Aussteuergrad and that by the variation of Aussteuergrads the intermediate circuit ( 16 ) an alternating power is impressed. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Variation des Aussteuergrads um den mittleren Aussteuergrad aufgrund einer in einer Steuerungseinrichtung (22) der Antriebseinheit (10) hinterlegten mathematischen Beziehung erfolgt, wobei sich ein Wert für die tatsächliche Variation zur Laufzeit der Antriebseinheit (10) anhand der mathematischen Beziehung ergibt und wobei die mathematische Beziehung durch ein oder mehrere Koeffizienten bestimmt ist, die im Hinblick auf eine mögliche niederfrequente Drehmomentanregung einer von der Antriebseinheit (10) angetriebenen oder antreibbaren Maschine (20) bestimmt werden.Method according to claim 1, wherein the variation of the modulation rate by the average modulation degree due to a control device ( 22 ) of the drive unit ( 10 ), wherein a value for the actual variation at runtime of the drive unit ( 10 ) and wherein the mathematical relationship is determined by one or more coefficients which, with regard to a possible low-frequency torque excitation, are determined by one of the drive unit (s). 10 ) driven or drivable machine ( 20 ). Verfahren nach Anspruch 2, wobei die mathematische Beziehung eine periodisch alternierende Variation des Aussteuergrads um den mittleren Aussteuergrad bewirkt.The method of claim 2, wherein the mathematical relationship causes a periodically alternating variation of the Aussteuergrads about the average Aussteuergrad. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Variation des Aussteuergrads um den mittleren Aussteuergrad aufgrund von in einer Steuerungseinrichtung (22) der Antriebseinheit (10) hinterlegten Daten erfolgt, wobei die Daten außerhalb einer Laufszeit der Antriebseinheit (10) ermittelt wurden und wobei sich ein Wert für die tatsächliche Variation zur Laufzeit der Antriebseinheit (10) anhand eines Zugriffs auf zumindest ein hinterlegtes Datum ergibt.Method according to claim 1, wherein the variation of the modulation rate by the average modulation degree due to in a control device ( 22 ) of the drive unit ( 10 stored data, whereby the data is stored outside of a run time of the drive unit ( 10 ) and wherein a value for the actual variation at runtime of the drive unit ( 10 ) based on an access to at least one stored date. Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln, um alle Schritte von jedem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4 durchzuführen, wenn das Programm auf einer Steuerungseinrichtung (22) für eine Antriebseinheit (10) ausgeführt wird.Computer program with program code means for carrying out all the steps of any one of claims 1 to 4, when the program is stored on a control device ( 22 ) for a drive unit ( 10 ) is performed. Digitales Speichermedium mit elektronisch auslesbaren Steuersignalen, die so mit einem Steuerungseinrichtung (22) für eine Antriebseinheit (10) zusammenwirken können, dass ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 ausgeführt wird.Digital storage medium with electronically readable control signals, which can be used with a control device ( 22 ) for a drive unit ( 10 ) can cooperate, that a method according to any one of claims 1 to 4 is carried out. Antriebseinheit (10) mit einem eingangs- oder netzseitigen Stromrichter (12) und einem ausgangs- oder maschinenseitigen Stromrichter (14) und einem elektrisch dazwischen befindlichen Zwischenkreis (16), wobei eine mittlere Wirkleistung im Zwischenkreis (16) von einem Aussteuergrad des netz- oder maschinenseitigen Stromrichters (12, 14) abhängig ist, und mit einer Steuerungseinrichtung (22) mit einem Speicher (26) in den ein Computerprogramm nach Anspruch 5 geladen ist.Drive unit ( 10 ) with an input or power converter ( 12 ) and an output or machine-side converter ( 14 ) and an intermediate circuit ( 16 ), where an average active power in the DC link ( 16 ) of an output level of the mains or machine-side converter ( 12 . 14 ) and with a control device ( 22 ) with a memory ( 26 ) in which a computer program according to claim 5 is loaded.
DE102011079995.8A 2011-07-28 2011-07-28 Method for operating a drive unit Active DE102011079995B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011079995.8A DE102011079995B4 (en) 2011-07-28 2011-07-28 Method for operating a drive unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011079995.8A DE102011079995B4 (en) 2011-07-28 2011-07-28 Method for operating a drive unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102011079995A1 true DE102011079995A1 (en) 2013-01-31
DE102011079995B4 DE102011079995B4 (en) 2021-10-07

Family

ID=47502901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011079995.8A Active DE102011079995B4 (en) 2011-07-28 2011-07-28 Method for operating a drive unit

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102011079995B4 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3309955A1 (en) 2016-10-11 2018-04-18 Siemens Aktiengesellschaft Operation of a converter for coupling an electrical machine designed for operation on ac voltage with ac voltage power

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7173399B2 (en) * 2005-04-19 2007-02-06 General Electric Company Integrated torsional mode damping system and method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7173399B2 (en) * 2005-04-19 2007-02-06 General Electric Company Integrated torsional mode damping system and method
EP1875597A1 (en) 2005-04-19 2008-01-09 General Electric Company Integrated torsional mode damping system and method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Z.Salam, C.J.Goodman: COMPENSATION OF FLUCTUATING DC LINK VOLTAGE FOR TRACTION INVERTER DRIVE. 1996, 390-395. IEEE [online]. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3309955A1 (en) 2016-10-11 2018-04-18 Siemens Aktiengesellschaft Operation of a converter for coupling an electrical machine designed for operation on ac voltage with ac voltage power
WO2018068988A1 (en) 2016-10-11 2018-04-19 Siemens Aktiengesellschaft Operating an inverter for coupling an electric machine, designed for operation on ac voltage, with an ac voltage network
CN109845088A (en) * 2016-10-11 2019-06-04 西门子股份公司 For the operation method for the current transformer that the motor run under alternating voltage is coupled with AC voltage network will to be designed as
RU2717096C1 (en) * 2016-10-11 2020-03-18 Сименс Акциенгезелльшафт Operation of gate converter for connection of electric machine with alternating voltage network for operation at alternating voltage
US10666177B2 (en) 2016-10-11 2020-05-26 Siemens Aktiengesellschaft Operating an inverter for coupling an electric machine, designed for operation on AC voltage, with an AC voltage network
CN109845088B (en) * 2016-10-11 2022-06-28 西门子股份公司 Method for operating a converter for coupling an electric machine to an ac voltage network

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011079995B4 (en) 2021-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0043973B1 (en) Rotating-field machine drive consisting of an inverter-controlled rotating-field machine, and a control system for an inverter connected to two alternating voltage integrators and a model computer circuit
DE102007039697A1 (en) Method and device for compensating vibration effects in the event of network unbalance in a double-fed asynchronous machine
DE3785258T2 (en) INDUCTION MACHINE SYSTEM.
EP0800265B1 (en) Process and apparatus for direct torque control of an induction machine
DE102012107970B4 (en) Control device for a rotating electrical machine
DE102012012752A1 (en) ENGINE CONTROL DEVICE WITH ENERGY STORAGE UNIT
DE112014007197T5 (en) DRIVE CONTROL DEVICE FOR A MULTILINGER MOTOR
DE2902376C2 (en) Device for damping mechanical vibrations
DE2752600C2 (en) Method and circuit arrangement for controlling a converter-fed asynchronous machine
DE102007032514A1 (en) Cyclo-converter i.e. matrix converter, controlling method, involves controlling cyclo-converter using final output voltage reference values, which are obtained by limiting peak values of output voltage reference values of cyclo-converter
EP0033842B1 (en) Method for mains feedback of a line commutated direct converter and control circuit therefor
EP4046268B1 (en) Determination of filter parameters within an inverter
DE3855386T2 (en) Control system for speed control of an electric motor
DE112013003953T5 (en) Automated motor adaptation
WO1995003649A1 (en) Process and device for compensating a fault voltage at a pulse-controlled inverter
DE102008007100A1 (en) Device i.e. pre-controller, for e.g. linear actuator, in field-oriented co-ordinate system, has synchronous machine, where manipulated variable over plugged by device over integral divider of electrical angle in circuit
DE3117587C2 (en)
DE102011079995A1 (en) Method for operating drive system of e.g. engine, involves varying modulation depth of network-side or machine-side converters by average modulation depth of intermediate circuit, to supply alternating current power
DE2732450C2 (en) DC link converter circuit
DE3429116A1 (en) Method and circuit arrangement for dynamic reactive-power compensation and balancing using compensation converters
EP0494137B1 (en) Process and device for the optimum operation of a pulse converter connected to a power supply
DE102016008138B4 (en) A control device, secondary excitation control method and variable speed pumping storage generation system
DE60206718T2 (en) Method for changing the speed of a motor group
WO2005114830A1 (en) Frequency converter device for a wind energy park and method of operation of such a device
DE102020133487B4 (en) Method for controlling and/or impressing vibrations at at least one frequency and motor vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: INNOMOTICS GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, 80333 MUENCHEN, DE