DE10237553A1 - Regulating intermediate circuit voltage in intermediate circuit voltage inverter involves regulating all sub-inverters with common regulator, feeding back intermediate circuit voltage or mean value - Google Patents

Regulating intermediate circuit voltage in intermediate circuit voltage inverter involves regulating all sub-inverters with common regulator, feeding back intermediate circuit voltage or mean value Download PDF

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Abstract

The intermediate circuit voltage inverter has several sub-inverters and separate, voltage-regulated intermediate circuits and the method involves regulating all sub-inverters with a common voltage regulator and feeding back the intermediate circuit voltage of a sub-inverter or the mean value of all intermediate voltages to a voltage regulator input with a negative sign. AN Independent claim is also included for the following: (a) a device for regulating an intermediate circuit voltage in an intermediate circuit voltage inverter with several sub-converters.

Description

Die Erfindung betrifft die Regelung der Zwischenkreisspannung in einem Spannungszwischenkreisumrichter mit mehreren Teilumrichtern und getrennten, jeweils spannungsgeregelten Zwischenkreisen sowie den jeweiligen Teilumrichtern zugeordneten netzseitigen Stromrichtern.The invention relates to the regulation the intermediate circuit voltage in a voltage intermediate circuit converter with several partial converters and separate, each voltage-controlled Intermediate circuits and the respective partial inverters line-side converters.

Die Erfindung ist besonders geeignet für die Regelung der Zwischenkreisspannung in Umrichtern großer Leistung in Zweipunkt- oder auch Dreipunkt-Technik, insbesondere in Verbindung mit Motoren mit kleiner Nennfrequenz.The invention is particularly suitable for the Regulation of the DC link voltage in high-performance converters in two-point or three-point technology, especially in combination with motors with low nominal frequency.

Üblicherweise werden Umrichter zur Leistungserhöhung über kleine ausgangsseitige Drosseln, die auch als Saugdrosseln ausgebildet sein können, parallel geschaltet. Dabei werden die Umrichter als komplette Einheiten, einschließlich eventuell vorhandener Schutzorgane zum Kurzschließen des Zwischenkreises im Fehlerfall, mit möglichst wenig Modifikationen verwendet.Usually become inverters for increasing performance via small output-side Throttles, which can also be designed as suction throttles, in parallel connected. The inverters are used as complete units, including any protective devices to short-circuit the DC link in the event of a fault, with as few modifications as possible used.

Für die Verknüpfung der Zwischenkreise der Teilumrichter gibt es zwei Möglichkeiten:
Die Zwischenkreise werden parallel geschaltet, das heißt durch niederohmige Verbindungen fest miteinander verbunden. Es gibt nur einen gemeinsamen Zwischenkreisspannungsregler beziehungsweise je einen für die Teilhälften des Zwischenkreises bei einem Dreipunktwechselrichter mit unabhängiger Einspeisung für die Teilhälften oder einen Summenregler für die gesamte Zwischenkreisspannung und einen Differenzregler für die Regelung der symmetrischen Spannungsaufteilung. Das Ausgangssignal des Zwischenkreisspannungsreglers, das ist der Sollwert für die Einspeiseleistung oder den Netzwirkstrom, wird zu gleichen Teilen auf die Einspeiseschaltungen aufgeteilt.There are two options for linking the intermediate circuits of the partial converters:
The intermediate circuits are connected in parallel, i.e. firmly connected to each other by low-resistance connections. There is only one common DC link voltage controller or one for each half of the DC link in a three-point inverter with independent feed for the half halves or a total controller for the entire DC link voltage and a differential controller for regulating the symmetrical voltage distribution. The output signal of the DC link voltage regulator, which is the setpoint for the feed power or the active mains current, is divided equally between the feed circuits.

Die Motorregelung regelt den Summenstrom. Die Wechselrichter der Teilumrichter erhalten die gleichen Ansteuerimpulse. Die exakte Stromaufteilung kann über eine sogenannte Delta-I-Regelung geregelt werden. Letztere wird aber gerne weggelassen, weil sie einen erheblichen Zusatzaufwand und eine Modifikation der Teilumrichter erfordert.The motor control regulates the total current. The inverters of the partial inverters receive the same control pulses. The exact current distribution can be over a so-called Delta I regulation can be regulated. The latter will but happily left out because they require significant additional effort and requires modification of the partial converter.

Der Nachteil des verbundenen Zwischenkreises besteht darin, dass sich im Fehlerfall die gespeicherte Energie des gesamten Zwischenkreises über den Fehlerpfad entlädt und die im Fehlerkreis beteiligten Elemente, wie Verschienungen, Entlastungsdrosseln, Leistungshalbleiter etc., dafür ausgelegt sein müssen. Dies bedeutet eine Überdimensionierung einzelner Einheiten oder – falls dies nicht geschieht – eine Zerstörung dieser Elemente. Auch die Schutzorgane, zum Beispiel Kurzschließer zum schnellen Entladen des Zwischenkreises, müssen exakt gleichzeitig ansprechen und völlig symmetrisch arbeiten. Ist dies nicht der Fall, so entladen sich beide Zwischenkreise über nur ein Schutzorgan. Dieses wird dadurch überlastet und eventuell zerstört. Auch in diesem Fall führen die Zwischenkreisverschienungen einen Kurzschlussstrom, für den sie nicht ausgelegt sind und können ebenfalls in Mitleidenschaft gezogen werden.The disadvantage of the connected DC link is that in the event of a fault, the stored energy of the entire DC link unloads the error path and the elements involved in the error circle, such as splinting, Relief chokes, power semiconductors etc., designed for this have to be. This means oversizing individual units or - if this does not happen - one destruction of these elements. The protective devices, such as short-circuiters to rapid unloading of the DC link must respond exactly at the same time and completely work symmetrically. If this is not the case, discharge yourself both intermediate circuits over just a protective organ. This will overload it and possibly destroy it. Also lead in this case the DC link busbars a short circuit current for which they are not designed and can not also be affected.

Um diesen Nachteil der ersten Lösung zu vermeiden, kann man die Zwischenkreise getrennt lassen. Dann gibt es zwei Zwischenkreisspannungsregler, die den gleichen Sollwert erhalten. Nachteilig hierbei ist, dass die beiden Zwischenkreisspannungen abhängig von der Genauigkeit der beiden Spannungserfassungen geringfügig voneinander abweichen. Da die beiden Zwischenkreiskondensatoren über die Ausgangsdrosseln und die beiden Wechselrichter kurzgeschlossen werden, sobald ein Schaltzustand eingestellt ist, der kein Nullzeiger ist, ent steht bei unterschiedlichen Zwischenkreisspannungen an den Ausgangsdrosseln eine Spannung, deren Frequenz der Grundschwingung entspricht und deren Amplitude proportional zum Aussteuergrad und zur Differenz der Zwischenkreisspannung ist. Wegen der kleinen Impedanz der Ausgangsdrosseln führen bereits kleine Abweichungen – insbesondere bei Antrieben mit kleiner Nennfrequenz – zu großen Kreisströmen.To overcome this disadvantage of the first solution can be avoided, the intermediate circuits can be left separate. Then there there are two intermediate circuit voltage regulators that have the same setpoint receive. The disadvantage here is that the two intermediate circuit voltages dependent the accuracy of the two voltage detections is slightly different differ. Since the two DC link capacitors over the Output chokes and the two inverters are short-circuited, as soon as a switching state is set that is not a zero pointer, arises at different DC link voltages at the output chokes a voltage whose frequency corresponds to the fundamental and whose amplitude is proportional to the degree of modulation and the difference the DC link voltage. Because of the low impedance of the output chokes already lead small deviations - in particular for drives with a low nominal frequency - excessive circuit currents.

Dem Problem wurde bisher dadurch begegnet, dass man die Spannungserfassungen möglichst genau abgleicht. Die restliche Unsymmetrie nimmt man in Kauf.So far, this has been the problem encountered that the voltage recordings should be compared as precisely as possible. The you accept the remaining asymmetry.

Nachteil ist der erhebliche Zeitaufwand, zumal es erforderlich ist, den Abgleich von Zeit zu Zeit zu kontrollieren. Ist der Abgleich ungenügend, tritt ein Kreisstrom auf, der zum Ansprechen der Schutzorgane und zum Ausschalten der Umrichter führen kann.The disadvantage is the considerable amount of time especially since it is necessary to check the adjustment from time to time. If the comparison is insufficient, a circulating current occurs, which responds to the protective devices and Switch off the converter can.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen sich die Zwischenkreisspannungen aller beteiligten Teilumrichter ohne jeden Abgleich der Spannungsmesseinrichtungen selbst symmetrieren.The invention is based on the object specify a method and an apparatus with which the DC link voltages of all participating converter parts without everyone Balance the voltage measuring devices themselves.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1, 2, 3, 15, 16 beziehungsweise 17 jeweils gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.According to the invention, this object is achieved by the characteristics of the independent Expectations 1, 2, 3, 15, 16 and 17 respectively solved. Appropriate configurations are the subject of subclaims.

Danach werden nach einer ersten Variante sämtliche Teilumrichter durch einen gemeinsamen Spannungsregler geregelt und es wird die Zwischenkreisspannung eines Teilumrichters oder der Mittelwert aller Zwischenkreisspannungen mit negativem Vorzeichen auf den Eingang des Spannungsreglers zurückgeführt.After that, after a first variant all Partial converter regulated by a common voltage regulator and it becomes the intermediate circuit voltage of a partial converter or the Average value of all DC link voltages with a negative sign fed back to the input of the voltage regulator.

Nach einer zweiten Variante wird jeder Zwischenkreis separat spannungsgeregelt und zusätzlich zur Rückführung des jeweili gen Zwischenkreisspannungswertes wird der Sollwert des eingangsseitigen Wirkstroms oder der Wirkleistung oder einer von der Leistung abhängigen Größe jedes Teilumrichters, mit einem Faktor gewichtet, mit negativem Vorzeichen auf den Eingang des zugehörigen Spannungsreglers zurückgeführt.According to a second variant, each DC link is separately voltage-controlled and in addition to Feedback of the respective DC link voltage value, the setpoint value of the active current on the input side or the active power or a size dependent on the power of each partial converter, weighted by a factor, is fed back with a negative sign to the input of the associated voltage regulator.

Nach einer weiteren Variante wird wiederum jeder Zwischenkreis separat spannungsgeregelt und zusätzlich zur Rückführung des jeweiligen Zwischenkreisspannungswertes wird die Differenz eines von der Zwischenkreisspannung abhängigen Messwertes der Teilumrichter untereinander oder zu einem Mittelwert der betrachteten Größe, über eine Übertragungsfunktion gewichtet, auf den jeweiligen Eingang des Spannungsreglers zurückgeführt. Beispielsweise kann die Differenz der Soll- oder Istwerte der eingangs- oder ausgangsseitigen Ströme oder Leistungen erfasst werden.According to another variant each DC link is separately voltage-controlled and in addition to Repatriation of the the respective intermediate circuit voltage value is the difference of a measured value of the partial inverters depending on the DC link voltage among themselves or to an average of the size under consideration, via a transfer function weighted, fed back to the respective input of the voltage regulator. For example can be the difference between the target or actual values of the input or output side streams or services are recorded.

Das heißt, es erfolgt eine zusätzliche additive oder multiplikative Aufschaltung von Strom- oder Leistungswerten, die von der jeweiligen Zwischenkreisspannung abhängig sind, auf die Zwischenkreissoll- oder -istwerte der Spannungsregelung.That means there is an additional one additive or multiplicative connection of current or power values, which depend on the respective DC link voltage, to the DC link setpoint or actual values of the voltage regulation.

Die erfindungsgemäße Regelung lässt sich leicht auf Systeme anwenden, bei denen mehr als zwei Teilumrichter parallel geschaltet werden. Als Unsymmetrie-Information dient dann jeweils die Differenz zwischen der Größe des jeweiligen Teilumrichters und dem Mittelwert der Größe in allen Teilumrichtern.The regulation according to the invention can be easy to apply to systems with more than two partial converters can be connected in parallel. Then serves as asymmetry information in each case the difference between the size of the respective partial converter and the mean of size in all Partial converters.

Zunächst wird die Unsymmetrie der Teilumrichter erfasst. Als Information hierfür können – hier zwei Teilumrichter vorausgesetzt – dienen:

  • a) die Differenz der Soll- oder Istwerte der Eingangswirkleistungen der beiden Teilumrichter;
  • b) die Differenz der Soll- oder Istwerte der Eingangsströme (Wirk- oder Gesamtströme) der beiden Teilumrichter;
  • c) die Differenz der Istwerte der Ausgangsleistungen (Wirk-, Blind- oder Scheinleistungen) der beiden Teilumrichter;
  • d) die Differenz der ausgangsseitigen Stromistwerte (Wirk-, Blind-, Gesamtströme) der beiden Teilumrichter;
  • e) die mittels einer weiteren Übertagungsfunktion G(s) gewichtete Kombination der Differenzen von Ausgangswirkströmen (Δiw) und Ausgangsblindströmen (Δiμ) der Teilumrichter. Die Übertragungsfunktion hängt von den Parametern der Drossel und den stromabhängigen Spannungsabfällen der Teilumrichter ab.
First, the asymmetry of the partial converter is recorded. The following can be used as information - assuming two partial converters:
  • a) the difference between the target or actual values of the input active powers of the two partial converters;
  • b) the difference between the nominal or actual values of the input currents (active or total currents) of the two partial converters;
  • c) the difference between the actual values of the output powers (active, reactive or apparent powers) of the two partial converters;
  • d) the difference between the actual current values on the output side (active, reactive, total currents) of the two partial converters;
  • e) the combination of the differences between output active currents (Δi w ) and output reactive currents (Δi μ ) of the partial converters, weighted by means of a further transmission function G (s). The transfer function depends on the parameters of the choke and the current-dependent voltage drops of the partial converter.

Der erfasste Wert wird mittels einer ersten Übertragungsfunktion, zum Beispiel einem Faktor, einem PI-Regler oder einem Glättungsglied, bewertet. Die Parameter der Wichtung können vom Betriebspunkt, zum Beispiel der Ausgangsspannung, der Drehzahl, der Frequenz oder dem Aussteuergrad, abhängig sein.The recorded value is determined using a first transfer function, for example a factor, a PI controller or a smoothing element, rated. The parameters of the weighting can vary from the operating point, for example the output voltage, the speed, the frequency or the degree of modulation, dependent his.

Anschließend kann der Wert begrenzt oder das Überschreiten eines Grenzwertes überwacht werden.The value can then be limited or exceeding of a limit value is monitored become.

Der Wert wird dann mit einem oder den beiden Zwischenkreisspannungssollwerten oder -istwerten verknüpft. Im einfachsten Fall kann die Verknüpfung eine Addition ΔU*ZK zu einem Sollwert beziehungsweise Istwert oder eine Multiplikation mit der Differenz des Wertes zu eins

Figure 00050001
mit dem Sollwert oder Istwert sein. Wenn der Wert auf beide Teilumrichter aufgeschaltet wird, so erfolgt die Aufschaltung bei dem zweiten Umrichter mit umgekehrten Vorzeichen, bei multiplikativer Korrektur mit dem Faktor (1 + Δ).The value is then linked to one or both of the DC link voltage setpoints or actual values. In the simplest case, the combination can be an addition ΔU * ZK to a setpoint or actual value or a multiplication by the difference of the value to one
Figure 00050001
with the setpoint or actual value. If the value is applied to both partial inverters, the second inverter is connected with the opposite sign, with multiplicative correction with the factor (1 + Δ).

Die Erfindung hat folgende Vorteile:The invention has the following advantages:

Es wird keinerlei Zusatzhardware benötigt. Die erforderlichen Messinformationen sind in den Teilumrichtern ohnehin vorhanden. Die Anforderungen an die Genauigkeit der Erfassung der Zwischenkreisspannungen reduziert sich. Die Auslastung der Teilumrichter wird gleich. Die Verluste in der Ausgleichsdrossel werden kleiner. Im Falle der Ausführung als Saugdrossel wird die Sättigung der Ausgleichsdrossel verhindert. Systemabschaltungen wegen Überlastung eines Teilsystems oder zu großer Unsymmetrie werden vermieden. Es sind keine Eingriffe in den Steuersatz oder die Pulsmusterzeugung erforderlich. Das Verfahren arbeitet mit allen Steuerverfahren, insbesondere auch mit Steuerverfahren auf Basis von vorberechneten optimierten Pulsmustern.There is no additional hardware needed. The required measurement information is in the partial inverters available anyway. The requirements for the accuracy of the detection the DC link voltages are reduced. The utilization of the partial converter will be shortly. The losses in the compensating choke become smaller. In the case of execution the saturation becomes the suction throttle the compensation throttle prevents. System shutdowns due to overload of a subsystem or too large Asymmetry is avoided. There are no interventions in the tax rate or pulse pattern generation is required. The process works with all tax procedures, especially with tax procedures based on pre-calculated optimized pulse patterns.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below Reference to the figures of the drawings explained by way of example. It demonstrate:

1 die erfindungsgemäße Regelungsstruktur nach einer ersten Variante; 1 the control structure according to the invention according to a first variant;

2 die Regelungsstruktur nach einer zweiten Variante; 2 the control structure according to a second variant;

3 die Regelungsstruktur nach einer dritten Variante; 3 the regulatory structure according to a third variant;

4 die Bildung eines Korrektursignals für eine Regelungsstruktur nach 3; 4 the formation of a correction signal for a control structure 3 ;

5 eine Realisierungsform für eine Übertragungsfunktion G(s) und 5 an implementation form for a transfer function G (s) and

6 ein entsprechendes Zeigerdiagramm für den Ausgangskreis. 6 a corresponding pointer diagram for the output circuit.

1 zeigt einen Umrichter mit zwei Teilumrichtern, bestehend aus den Eingangsgleichrichtern GR1 und GR2 (netzseitige Stromrichter), den Zwischenkreisen ZK1 und ZK2 sowie den Ausgangswechselrichtern WR1 und WR2. Die Teilumrichter sind über eine Saugdrossel 1 parallel geschaltet, die Zwischenkreise ZK1 und ZK2 sind getrennt. Die Last, hier mehrere Motoren, angedeutet als Motorlast M, ist an die Saugdrossel 1 geführt. 1 shows a converter with two partial converters, consisting of the input rectifiers GR1 and GR2 (line-side converters), the intermediate circuits ZK1 and ZK2 and the output inverters WR1 and WR2. The partial converters are via a suction throttle 1 connected in parallel, the intermediate circuits ZK1 and ZK2 are separated. The load, here several motors, indicated as motor load M, is on the intake throttle 1 guided.

Die Zwischenkreisspannung wird durch einen Spannungsregler 2 und eine unterlagerte Strom- beziehungsweise Leistungsregelung, realisiert durch Netzregler 31 und 32, geregelt. In dieser ersten Variante der Erfindung ist ein einziger Spannungsregler 2 vorgesehen, dessen Ausgang symmetrisch auf die Netzregler 31 und 32 verteilt wird. Die Regelgröße wird aus den gemessenen Zwischenkreisspannungen ud1 und ud2 oder aus einem dieser beiden Werte gebildet, von denen in einer Istwertaufbereitung 4 der Mittelwert gebildet wird, und mit negativem Vorzeichen an den Eingang des Spannungsreglers 2 zurückgeführt.The DC link voltage is controlled by a voltage regulator 2 and a lower-level current or power control, implemented by network controllers 31 and 32 , regulated. In this first variant of the invention there is a single voltage regulator 2 provided, the output of which is symmetrical on the network controller 31 and 32 is distributed. The controlled variable is formed from the measured intermediate circuit voltages u d1 and u d2 or from one of these two values, of which in an actual value preparation 4 the mean is formed, and with a negative sign at the input of the voltage regulator 2 recycled.

In 2 ist eine zweite Variante dargestellt. Hier ist jeder Teilumrichter mit einem eigenen Spannungsregler 21 und 22 ausgerüstet. Die Symmetrierung erfolgt durch Rückführung der Ausgangswerte der Spannungsregler 21 und 22 an deren Eingang mit negativem Vorzeichen unter Berücksichtigung eines Faktors ks. Der Faktor ks bewirkt, dass mit zunehmender Zwischenkreisleistung der Sollwert verringert und so die Zwischenkreisspannung kleiner wird. Bei ungleicher Leistungsaufteilung verringert sich die Zwischenkreisspannung ud1 oder ud2 des stärker belasteten Teilumrichters mehr. Eine geringere Zwischenkreisspannung ud1, ud2 führt aber wiederum zu einer Verringerung der Leistung im jeweiligen Teilumrichter. Somit erfolgt eine Symmetrierung des Leistungsflusses durch Berücksichtigung des Faktors ks.In 2 a second variant is shown. Here, each partial converter has its own voltage regulator 21 and 22 equipped. The balancing is done by feedback of the output values of the voltage regulator 21 and 22 at the input with a negative sign taking into account a factor k s . The factor k s has the effect that the setpoint decreases with increasing DC link power and thus the DC link voltage decreases. If the power distribution is unequal, the intermediate circuit voltage u d1 or u d2 of the more heavily loaded converter is reduced. A lower intermediate circuit voltage u d1 , u d2 in turn leads to a reduction in the power in the respective partial converter. The power flow is thus symmetrized by taking the factor ks into account.

Eine weitere Variante zeigt 3, nach der ebenfalls zwei Spannungsregler 21 und 22 vorhanden sind. Wie in der zweiten Variante erfolgt die Aufschaltung einer zusätzlichen Regelgröße auf den Eingang der Spannungsregler 21 und 22. Dazu wird die Differenz der Ströme oder Leistungen der Teilumrichter erfasst, was in den oben unter den Punkten a) bis e) im Einzelnen aufgezeigten Varianten geschehen kann. 3 zeigt den allgemeinen Fall. Der erfasste Wert wird mit einer Übertragungsfunktion F(s) bewertet, die beispielsweise ein Faktor, eine Glättung oder eine PI-Regelung sein kann. Werden reale und imaginäre Größen miteinander verknüpft, so geschieht das über eine zweite Übertragungsfunktion G(s), wie es in 3 sowie in 4 gezeigt ist. Die zusätzliche Regelgröße wird im hier gezeigten Fall additiv mit unter schiedlichen Vorzeichen auf die Spannungsregler 21 und 22 aufgeschaltet.Another variant shows 3 , after which also two voltage regulators 21 and 22 available. As in the second variant, an additional controlled variable is connected to the input of the voltage regulator 21 and 22 , For this purpose, the difference in the currents or powers of the partial converters is recorded, which can be done in the variants shown in detail under points a) to e) above. 3 shows the general case. The detected value is evaluated with a transfer function F (s), which can be, for example, a factor, a smoothing or a PI control. If real and imaginary quantities are linked to one another, this is done via a second transfer function G (s), as in 3 as in 4 is shown. The additional controlled variable is added in the case shown here with different signs on the voltage regulator 21 and 22 switched.

Eine mögliche zweite Übertragungsfunktion G(s) zeigt 5 für den Fall, dass die Ausgangswirk- und -blindströme miteinander verknüpft werden. Die Verknüpfung lässt sich aus dem Zeigerdiagramm für den Ausgangskreis, das 6 zeigt, wie folgt herleiten:
Die Ausgangsspannung jedes Teilumrichters ist zu seiner jeweiligen Zwischenkreisspannung proportional. Unter der Voraussetzung eines gleichen Aussteuerungsgrades a für die maschinenseitigen Wechselrichter erhält man als Betrag für die Differenzspannung am Ausgang:

Figure 00080001
A possible second transfer function G (s) shows 5 in the event that the output active and reactive currents are linked. The link can be seen from the pointer diagram for the output circuit, the 6 shows how to derive as follows:
The output voltage of each converter is proportional to its respective DC link voltage. Assuming the same level of modulation a for the machine-side inverters, the following is obtained as the amount for the differential voltage at the output:
Figure 00080001

Die Differenzspannung hat die Frequenz der Ausgangsspannung. Unterstellt man eine für den Ausgangskreis wirksame induktiv/ohmsche Last, über die sich der Kreisstrom ausbilden kann, so kann man folgenden Zusammenhang zwischen Differenzspannung und Kreisstrom angeben:

Figure 00080002
The differential voltage has the frequency of the output voltage. Assuming an inductive / ohmic load effective for the output circuit, via which the circuit current can form, the following relationship between differential voltage and circuit current can be specified:
Figure 00080002

Wertet man die komplexe Gleichung für den Realteil aus, so erhält man:

Figure 00080003
If you evaluate the complex equation for the real part, you get:
Figure 00080003

Im Laplace-Bereich erhält man:

Figure 00080004
In the Laplace area you get:
Figure 00080004

Aus der Differenz von Wirk- und Blindstrom lässt sich daraus die Differenz der Ausgangsspannung und damit die Differenz der Zwischenkreisspannungen Δu ermitteln.From the difference between active and reactive current let yourself from this the difference in the output voltage and thus the difference the intermediate circuit voltages Δu determine.

Glättet man den Ausgang Δu noch unter Zugrundelegen einer Glättungszeitkonstanten Tg, so erhält man:

Figure 00090001
If the output Δu is smoothed on the basis of a smoothing time constant T g , the following is obtained:
Figure 00090001

Die Gleichung wird, wie in 5 gezeigt ist, mit einer Übertragungsfunktion G(s) entsprechend nachgebildet.The equation is as in 5 is shown, simulated accordingly with a transfer function G (s).

Claims (17)

Verfahren zur Regelung der Zwischenkreisspannung in einem Spannungszwischenkreisumrichter mit mehreren Teilumrichtern und getrennten, spannungsgeregelten Zwischenkreisen sowie den jeweiligen Teilumrichtern zugeordneten netzseitigen Stromrichtern, wobei sämtliche Teilumrichter durch einen gemeinsamen Spannungsregler geregelt werden und die Zwischenkreisspannung eines Teilumrichters oder der Mittelwert aller Zwischenkreisspannungen mit negativem Vorzeichen auf den Eingang des Spannungsreglers zurückgeführt wird.Process for regulating the intermediate circuit voltage in one DC link converter with several partial converters and separate, voltage-controlled intermediate circuits and the respective Line converters assigned to partial converters, all of which Partial inverters can be controlled by a common voltage regulator and the intermediate circuit voltage of a partial converter or the mean value all DC link voltages with a negative sign on the input of the voltage regulator is returned. Verfahren zur Regelung der Zwischenkreisspannung in einem Spannungszwischenkreisumrichter mit mehreren Teilumrichtern und getrennten, spannungsgeregelten Zwischenkreisen sowie den jeweiligen Teilumrichtern zugeordneten netzseitigen Stromrichtern, wobei jeder Zwischenkreis separat spannungsgeregelt wird und zusätzlich zur Rückführung des jeweiligen Zwischenkreisspannungswertes der Sollwert des eingangsseitigen Wirkstroms oder der Wirkleistung oder einer von der Leistung abhängigen Größe jedes Teilumrichters, mit einem Faktor gewichtet, mit negativem Vorzeichen auf den Eingang des zugehörigen Spannungsreglers zurückgeführt wird.Method for regulating the intermediate circuit voltage in a voltage intermediate circuit converter with several partial converters and separate, voltage-controlled Intermediate circuits and the respective partial inverters line-side converters, with each DC link separately voltage-controlled will and in addition to return the the respective intermediate circuit voltage value the setpoint of the input side Active current or active power or a quantity dependent on the power each Partial converter, weighted by a factor, with a negative sign to the entrance of the associated Voltage regulator is returned. Verfahren zur Regelung der Zwischenkreisspannung in einem Spannungszwischenkreisumrichter mit mehreren Teilumrichtern und getrennten, spannungsgeregelten Zwischenkreisen sowie den jeweiligen Teilumrichtern zugeordneten netzseitigen Stromrichtern, wobei jeder Zwischenkreis separat spannungsgeregelt wird und zusätzlich zur Rückführung des jeweiligen Zwischenkreisspannungswertes die Differenz eines von der Zwischenkreisspannung abhängigen Messwertes der Teilumrichter untereinander oder zu einem Mittelwert der betrachteten Größe, über eine erste Übertragungsfunktion gewichtet, auf den jeweiligen Eingang des Spannungsreglers zurückgeführt wird.Method for regulating the intermediate circuit voltage in a voltage intermediate circuit converter with several partial converters and separate, voltage-controlled Intermediate circuits and the respective partial inverters line-side converters, with each DC link separately voltage-controlled will and in addition to return the respective intermediate circuit voltage value the difference of one of dependent on the DC link voltage Measured value of the partial converters among themselves or at an average the size under consideration, over a first transfer function weighted, is fed back to the respective input of the voltage regulator. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die zusätzliche Rückführung die Differenz der Soll- oder Istwerte der Eingangswirkleistungen der beteiligten Teilumrichter herangezogen wird.A method according to claim 3, characterized in that for the additional Repatriation the Difference between the target or actual values of the input active powers of the participating converter is used. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die zusätzliche Rückführung die Differenz der Soll- oder Istwerte der Eingangswirk- oder -gesamtströme der beteiligten Teilumrichter herangezogen wird.A method according to claim 3, characterized in that for the additional Repatriation the Difference between the target or actual values of the active or total input currents of the involved Partial converter is used. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die zusätzliche Rückführung die Differenz der Istwerte der Ausgangswirk-, -blind- oder -scheinleistungen der beteiligten Teilumrichter herangezogen wird.A method according to claim 3, characterized in that for the additional Repatriation the Difference between the actual values of the output active, reactive or apparent powers of the partial converters involved is used. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die zusätzliche Rückführung die Differenz der Istwerte der Ausgangswirk-, -blind- oder -gesamtströme der beteiligten Teilumrichter herangezogen wird.A method according to claim 3, characterized in that for the additional Repatriation the Difference of the actual values of the output active, reactive or total currents of the involved Partial converter is used. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die zusätzliche Rückführung die mittels einer zweiten Übertragungsfunktion gewichtete Differenz der Istwerte der Ausgangswirk- und – blindströme der beteiligten Teilumrichter herangezogen wird.A method according to claim 3, characterized in that for the additional Repatriation the by means of a second transfer function weighted difference of the actual values of the output active and reactive currents of the involved Partial converter is used. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Übertragungsfunktion durch einen Faktor realisiert wird.A method according to claim 8, characterized in that the first transfer function is realized by a factor. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Übertragungsfunktion durch einen PI-Regler realisiert wird.A method according to claim 8, characterized in that the first transfer function is realized by a PI controller. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Übertragungsfunktion durch ein Glättungsglied realisiert wird.A method according to claim 8, characterized in that the first transfer function through a smoothing element is realized. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzlich zurückzuführende Wert begrenzt wird.Method according to one of claims 3 to 11, characterized in that that the additional value to be attributed is limited. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zurückzuführende Wert additiv zurückgeführt wird.Method according to one of claims 3 to 12, characterized in that that the value to be attributed is added back. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zurückzuführende Wert multiplikativ zurückgeführt wird.Method according to one of claims 3 to 12, characterized in that that the value to be attributed is multiplied. Vorrichtung zur Regelung der Zwischenkreisspannung eines Spannungszwischenkreisumrichters, der wenigstens zwei Teilumrichter und getrennte, spannungsgeregelte Zwischenkreise sowie den Teilumrichtern zugeordnete netzseitige Stromrichter umfasst, mit einem Spannungsregler (2), dessen Ausgang symmetrisch mit den wenigstens zwei netzseitigen Stromrichtern (GR1, GR2) verbunden ist, wobei ein Regeleingang des Spannungsreglers (2) mit einer Schaltungsanordnung (4) verbunden ist, die die Zwischenkreisspannungen (ud1, ud2) oder einen Mittelwert der Zwischenkreisspannungen (ud1, ud2) mit jeweils negativem Vorzeichen bereitstellt.Device for regulating the intermediate circuit voltage of a voltage intermediate circuit converter, which comprises at least two partial converters and separate, voltage-controlled intermediate circuits and line-side converters assigned to the partial converters, with a voltage regulator ( 2 ), the output of which is connected symmetrically to the at least two line-side converters (GR1, GR2), a control input of the voltage regulator ( 2 ) with a circuit arrangement ( 4 ) is connected, which provides the intermediate circuit voltages (u d1 , u d2 ) or an average value of the intermediate circuit voltages (u d1 , u d2 ), each with a negative sign. Vorrichtung zur Regelung der Zwischenkreisspannung eines Spannungszwischenkreisumrichters, der wenigstens zwei Teilumrichter und getrennte, spannungsgeregelte Zwischenkreise sowie den Teilumrichtern zugeordnete netzseitige Stromrichter umfasst, mit einem jedem Zwischenkreis (ZK1, ZK2) zugeordneten Spannungsregler (21, 22), wobei Regeleingänge der Spannungsregler (21, 22) jeweils mit der zugeordneten mit negativem Vorzeichen versehenen Zwischenkreisspannung (ud1, ud2) beaufschlagbar sind, und die Regeleingänge zusätzlich mit dem Regelausgang des jeweiligen Spannungsreglers (21, 22) verbunden sind, wobei in diese Rückführzweige ein in Abhängigkeit einer Zwischenkreisleistung ein Wichtungsfaktor (ks) bereitstellender Multiplikator geschaltet ist.Device for regulating the intermediate circuit voltage of a voltage intermediate circuit converter, which comprises at least two partial converters and separate, voltage-controlled intermediate circuits and line-side converters assigned to the partial converters, with a voltage regulator (ZK1, ZK2) assigned to each intermediate circuit (ZK1, ZK2) 21 . 22 ), whereby control inputs of the voltage regulator ( 21 . 22 ) each with the assigned intermediate circuit voltage (u d1 , u d2 ) provided with a negative sign, and the control inputs also with the control output of the respective voltage regulator ( 21 . 22 ) are connected, a feedback multiplier providing a weighting factor (k s ) depending on an intermediate circuit power is connected in these feedback branches. Vorrichtung zur Regelung der Zwischenkreisspannung eines Spannungszwischenkreisumrichters, der wenigstens zwei Teilumrichter und getrennte, spannungsgeregelte Zwischenkreise sowie den Teilumrichtern zugeordnete netzseitige Stromrichter umfasst, mit jedem Zwischenkreis (ZK1, ZK2) zugeordneten Spannungsreglern (21, 22), wobei die Regeleingänge der Spannungsregler (21, 22) jeweils mit der zugeordneten, mit negativem Vorzeichen versehenen Zwischenkreisspannung (ud1, ud2) beaufschlagbar sind, und die Regeleingänge zusätzlich mit einer Schaltungsanordnung verbunden sind, über die eine Differenz eines von den Zwischenkreisspannungen (ud1, ud2) abhängigen Messwertes der Teilumrichter untereinander oder einen über wenigstens eine Übertragungsfunktion gewichteten Mittelwert der Messwerte auf die jeweiligen Regeleingänge rückführbar sind.Device for regulating the intermediate circuit voltage of a voltage intermediate circuit converter, which comprises at least two partial converters and separate, voltage-controlled intermediate circuits and line-side converters assigned to the partial converters, with voltage regulators (ZK1, ZK2) assigned to each intermediate circuit (ZK1, ZK2) 21 . 22 ), the control inputs of the voltage regulator ( 21 . 22 ) can each be acted upon with the assigned intermediate circuit voltage (u d1 , u d2 ) provided with a negative sign, and the control inputs are additionally connected to a circuit arrangement via which a difference in a measured value of the partial converters dependent on the intermediate circuit voltages (u d1 , u d2 ) can be traced back to one another or a weighted average of the measured values via at least one transfer function to the respective control inputs.
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