DE10237882B4

DE10237882B4 - Verfahren zur Impulsbreitenmodulation, Spannungswandler und Wechselrichter

Info

Publication number: DE10237882B4
Application number: DE10237882.7A
Authority: DE
Inventors: Teiichi Furukawa; Masahiro Hiraga; Hiroyuki Tomita; Seiji Ishida; Toshiaki Okuyama
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi KE Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi KE Systems Ltd
Priority date: 2002-01-30
Filing date: 2002-08-19
Publication date: 2018-06-28
Anticipated expiration: 2022-08-20
Also published as: TW571501B; US20030142517A1; JP2003224982A; US6704212B2; DE10237882A1; JP4045105B2

Abstract

Verfahren zur Impulsbreitenmodulation, umfassend:
Umsetzen elektrischer Spannung zwischen einer Gleichspannung und einer Wechselspannung durch einen Spannungswandler (10);
Modulieren der Impulsbreite auf Grundlage eines Wechselspannungssollwertes (Eu, Ev, Ew) und einer Trägerwelle (C) mit einem vorgegebenen Trägerwellenzyklus, und Zuführen von Torsignalen (Gu, Gv, Gw, Gx, Gy, Gz) zum Spannungswandler (10); und
Erfassen des Gleichstroms;
dadurch gekennzeichnet, dass
jeder Phasenstrom (Iu, Iv, Iw) des Wechselstroms auf Grundlage des erfassten Gleichstroms und der Torsignale (Gu, Gv, Gw, Gx, Gy, Gz) nur erfasst wird, wenn der Trägerwellenzyklus der Trägerwelle (C) länger als der vorgegebene Trägerwellenzyklus eingestellt wird; und
das Einsetzen der Trägerwelle (C) mit langem Trägerwellenzyklus nur um den Maximalwert einer Leitungs-Leitungs-Spannung (Vuv, Vvw, Vwu) der Wechselspannung herum erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Impulsbreitenmodulation, wie es dazu verwendet wird, eine Spannungswandlervorrichtung, wie eine Wechselrichtervorrichtung, zu steuern, die einen Wechselstrommotor mit variabler Drehzahl ansteuert, und sie betrifft auch eine Spannungswandlervorrichtung oder eine Wechselrichtervorrichtung unter Verwendung dieses Verfahrens. Genauer gesagt, betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Impulsbreitenmodulation, bei dem vorzugsweise der Ausgangswechselstrom aus dem Ausgangssignal eines Gleichstromdetektors erfasst wird, und sie betrifft auch eine Spannungswandlervorrichtung unter Verwendung dieses Verfahrens.
Im Allgemeinen werden bei Spannungswandlervorrichtungen, wie sie dazu verwendet werden, einen Wechselstrommotor mit variabler Drehzahl anzutreiben, höhere Harmonische dadurch verringert, dass die Impulsbreite des Ausgangssignalverlaufs moduliert wird. 10 zeigt eine Spannungswandlervorrichtung 10 mit einer Wechselrichtereinheit, die ein herkömmliches Verfahren zur Impulsbreitenmodulation verwendet. Bei dieser Spannungswandlervorrichtung 10 wird eine von einer Wechselspannungsquelle, wie einer Dreiphasen-Netzspannungsquelle, gelieferte Spannung in einer Gleichrichterschaltung 2 gleichgerichtet, um in eine Gleichspannung umgesetzt zu werden. Dann wird die Gleichspannung mit einem Glättungskondensator 3 geglättet, um eine geglättete Gleichspannung zu erhalten. Diese geglättete Gleichspannung wird durch Schaltelemente Qu, Qv, Qw, Qx, Qy und Qz im Wechselrichter geschaltet, um eine variable Wechselspannung mit variabler Frequenz einem Motor 4 zuzuführen. Eine Diode ist umgekehrt parallel zu den Schaltelementen Qu, Qv, Qw, Qx, Qy und Qz geschaltet, so dass in ihr ein Strom in entgegengesetzter Richtung fließt.
Ein Stromdetektor 5 erfasst einen Gleichstrom Idc, während ein Gleichstromdetektor 7 einen Motorstrom Iu der Phase U, einen Motorstrom Iv der Phase V und einen Motorstrom Iw der Phase W misst, die im Motor 4 aufgrund des erfassten Gleichstroms Idc und von von einer PWM-Steuereinrichtung 6 ausgegebenen Torsignalen Gu, Gv, Gw, Gx, Gy und Gz fließen. JP H06-153526A offenbart detailliert ein Verfahren zum Erfassen von Wechselströmen Iu, Iv und Iw dreier Phasen durch Berechnung aus dem Gleichstrom Idc.
Eine Motorsteuereinrichtung 8 gibt entsprechend den erfassten Motorströmen Iu, Iv und Iw einen Wechselspannungs-Sollwert Eu für die Phase U, einen Wechselspannungs-Sollwert Ev für die Phase V und einen Wechselspannungs-Sollwert Ew für die Phase W sowie einen von außen empfangenen Drehzahl-Sollwert Fr* aus. Die PWM (Impulsbreitenmodulations)-Steuereinrichtung 6 gibt die Torsignale Gu, Gv, Gw, Gx, Gy und Gz aus, die dazu verwendet werden, jedes der Schaltelemente Qu, Qv, Qw, Qx, Qy und Qz dazu anzuweisen, einen Schaltvorgang entsprechend den Wechselspannungs-Sollwerten Eu, Ev und Ew auszuführen.
11 zeigt ein Blockdiagramm der PWM-Steuereinrichtung 6. Ein Trägerwellengenerator 601 gibt eine Trägerwelle C (siehe den in 12 dargestellten Signalverlauf C) aus, die ein Dreieckssignal mit einer Frequenz Fc ist, entsprechend einem Trägerwellenfrequenz-Sollwert Fc, der von einer Trägerwellenfrequenz-Einstellvorrichtung 608 eingestellt wird. Ein Komparator 602 für die Phase U, der das Torsignal Gu ausgibt, vergleicht den Wechselspannungs-Sollwert Eu für die Phase U mit der Trägerwelle C, um ein Signal vom Pegel H (hoher Pegel) auszugeben, wenn der Wechselspannungs-Sollwert Eu für die Phase U groß ist, aber ein Signal vom Pegel L (niedriger Pegel) auszugeben, wenn Eu einen kleinen Wert darstellt. Ein Wechselrichter 605, der das Torsignal Gx ausgibt, gibt ein Signal vom Pegel H dann aus, wenn das Torsignal Gu den Pegel L aufweist, und er gibt ein Signal vom Pegel L aus, wenn Gu den Pegel L aufweist. Die anderen Torsignal Gv, Gy, Gw und Gz können auf ähnliche Weise dadurch erhalten werden, dass jeder der Wechselspannungs-Sollwerte Ev und Ew mit der Trägerwelle C verglichen wird.
12 zeigt die Signalverläufe derartiger Komponenten der PWM-Steuereinrichtung 6; die horizontale Achse kennzeichnet die Zeit. In 12 kennzeichnen Eu, Ev und Ew Wechselspannungs-Sollwerte (Phasenspannungs-Sollwerte), und C kennzeichnet eine Trägerwelle, die dazu verwendet wird, die Impulsbreite jedes dieser Wechselspannungs-Sollwerte zu modulieren. Gu, Gv und Gw kennzeichnen Torsignale für die Phasen U, V und W, die dadurch erhalten werden, dass jeder der Wechselspannungsphase-Sollwerte Eu, Ev und Ew mit der Trägerwelle C verglichen wird und das Signal auf den Pegel H gesetzt wird, wenn Eu, Ev und Ew größer als C ist, dagegen auf den Pegel L gesetzt wird, wenn der Sollwert jeweils kleiner als C ist. Wenn die Torsignale Gu, Gv und Gw auf den Pegel H eingestellt werden, werden die entsprechenden Schaltelemente Qu, Qv und Qw eingeschaltet, während die entsprechenden Schaltelemente Qx, Qy und Qz ausgeschaltet werden. Andererseits werden, wenn die Torsignale Gu, Gv und Gw auf den Pegel L eingestellt werden, die entsprechenden Schaltelemente Qu, Qv und Qw ausgeschaltet, während die entsprechenden Schaltelemente Qx, Qy und Qz eingeschaltet werden. Das Symbol Vuv kennzeichnet eine verkettete Spannung (im folgenden Leitungs-Leitungs-Spannung) zwischen den Phasen U und V. Iu, Iv und Iw sind Ausgangsströme der Wechselrichtereinheit. Idc kennzeichnet einen Gleichstrom.
13 zeigt Einzelheiten einer in 12 dargestellten Periode T1. Die horizontale Achse jedes Signalverlaufs kennzeichnet die Zeit, und die vertikale Achse kennzeichnet, von oben nach unten, die Torsignale Gu, Gv und Gw, die Leitungs-Leitungs-Spannung Vuv, die Leitungs-Leitungs-Spannung Vvw zwischen den Ausgangssignalen der Phasen V und W, die Leitungs-Leitungs-Spannung Vwu zwischen den Ausgangssignalen der Phasen W und V sowie den Gleichstrom Idc. Der Stromdetektor 7 erfasst unter Verwendung der Torsignale die Motorströme Iu, Iv und Iw aus dem Gleichstrom Idc. Hier wird eine Beschreibung von Einzelheiten des Erfassungsverfahrens weggelassen, da es detailliert in JP-A-6-153526 beschrieben ist.
Wie es im eben genannten Dokument beschrieben ist, können die Torsignale Gu, Gv und Gw durch Binärcodes repräsentiert werden; es sind acht Kombinationen dieser Codes möglich. Genauer gesagt, sind die Kombinationen V0 = (1,1,1), V1 = (0,1,1), V2 = (1,0,1), V3 = (0,0,1), V4 = (1,1,0), V5 = (0,1,0), V6 = (1,0,0) und V7 = (0,0,0). Eine Phase wird für V3, V5 und V6 auf den Pegel H eingestellt, während die beiden anderen Phasen für V1, V2, und V4 auf den Pegel H eingestellt werden.
Wenn jedoch der Wechselspannungs-Sollwert Eu für die Phase U, der Wechselspannungs-Sollwert Ev für die Phase V und der Wechselspannungs-Sollwert Ew für die Phase W kleine Amplitude aufweisen, werden die Perioden Tb, Tc, Te und Tf, während denen der Wechselstrom Idc fließt, jeweils kurz. Obwohl der Strom Idc in 13 momentan ansteigt, da der Signalverlauf als ideal angenommen ist, beinhaltet er tatsächlich bei seinem Anstieg eine Verzögerungszeit. In einigen Fällen zeigt der Strom Idc ein Überschwingen. Demgemäß wird es, wenn die Fließperiode des Stroms Idc kurz ist, schwierig, genaue Stromwerte abzutasten.
Ferner wird, wie es in JP H09-56177A offenbart ist, zwischen Tormustern eine Totzeit (oder Nichtüberlappungsperiode) eingestellt, um zu verhindern, dass der obere/untere Zweig des Wechselrichters kurzgeschlossen wird, was durch eine Verzögerung im Betrieb eines Schaltelements hervorgerufen wird.
DE 101 42 053 A1 wurde nach dem Anmeldetag der vorliegenden Erfindung veröffentlicht und beschreibt ein Pulsbreitenmodulationsverfahren, das den Scheitelwert der verketteten Spannungen nicht berücksichtigt.
14 bis 16 zeigen Beispiele, bei denen jeweils eine derartige Totzeitperiode eingestellt ist. In 14 beinhaltet ein Abschnitt, der konkret eine Periode A ist, zwei Totzeitperioden Tδ. In der Periode A vom Schnittpunkt zwischen dem Wechselspannungs-Sollwert für die Phase W und dem Trägerwellen-Signalverlauf bis zu einem anderen Schnittpunkt zwischen dem Wechselspannungs-Sollwert für die Phase U und dem Trägerwellen-Signalverlauf dauern die Tormuster V4 und V6 an, mit denen jeweils ein Strom im Gleichstromteil erfasst werden kann. 15 zeigt das Timing der Torsignale, wenn für jeden der in 14 dargestellten Phasensollwerte ein kleiner Wert vorgegeben wird. Im Allgemeinen wird eine Totzeitperiode Tδ für eine bestimmte Zeit eingestellt. Obwohl die Periode A kurz wird, existiert die Totzeitperiode Tδ mit der vorgegebenen Zeit. Demgemäß kann in der Periode A kein Strom erfasst werden, wenn sie kleiner als die zwei Totzeitperioden 2Tδ wird. 16 zeigt das Timing der Torsignale, wenn die Trägerwellenfrequenz erhöht wird, um den Trägerzyklus kurz zu machen, wie es in 14 dargestellt ist. Auch in diesem Zusammenhang bleibt Tδ konstant, während die Periode A auf einen kurzen Wert eingestellt wird. Die Stromerfassung wird unmöglich gemacht, wenn die Periode A kürzer als 2T δ wird.
Auf diese Weise wird die Stromabtastperiode kurz, und das Abtasten des Stroms wird wegen der Verzögerung des Anstiegs des tatsächlichen Stroms, wegen eines Überschwingens des Gleichsstroms Idc, wegen des Vorliegens einer Totzeitperiode usw. schwierig.
Daher muss die Trägerwellenfrequenz abgesenkt werden, um eine ausreichende Abtastperiode zu gewährleisten. Wenn die Trägerwellenfrequenz abgesenkt wird, tritt jedoch ein Problem auf: magnetische Störsignale vom Motor und/oder der Last nehmen zu, wie es in JP S61-105047A und JP S53-50422A offenbart ist. Daher ist im Dokument JP S61-105047A vorgeschlagen, dass die Trägerwellenfrequenz auf 8 bis 16 kHz eingestellt wird, um magnetische Störsignal zu verringern.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Impulsbreitenmodulation, durch das für ausreichende Abtastzeit zum Erfassen eines Stroms gesorgt wird, und auch eine Spannungswandlervorrichtung oder eine Wechselrichtervorrichtung unter Verwendung dieses Verfahrens zu schaffen.
Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, magnetische Störsignale eines Induktionsmotors zu unterdrücken, bei dem es sich um eine Last der Spannungswandlervorrichtung oder der Wechselrichtervorrichtung unter Verwendung des Verfahrens handelt.
Diese Aufgaben sind durch das Verfahren gemäß dem beigefügten unabhängigen Anspruch 1, durch die Spannungswandlervorrichtung gemäß dem beigefügten unabhängigen Anspruch 7 sowie die Wechselrichtervorrichtung gemäß dem beigefügten unabhängigen Anspruch 12 gelöst. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen.
Es wird durch ein Verfahren zur Impulsbreitenmodulation (PWM) die Impulsbreite auf Grundlage einer modulierten Welle und einer Trägerwelle moduliert, und es werden Torsignale an einen Spannungswandler geliefert, und es wird der Wechselstrom jeder Phase des Spannungswandlers auf Grundlage eines erfassten Gleichstroms und der Torsignale erfasst, wobei das PWM-Verfahren in die Trägerwelle periodisch einem langen Trägerzyklus einsetzt, der länger als der vorgegebene Trägerzyklus ist, und es den erfassten Gleichstrom während des langen Trägerzyklus abtastet.
Wenn die Wechselspannung des genannten Spannungswandlers unter einem vorbestimmten Wert liegt, setzt ein PWM-Verfahren nur einen Zyklus der Trägerwelle mit dem langen Trägerzyklus gemäß einem ganzzahligen Vielfachen des aktuellen Trägerzyklus alle 1 ms, oder mit längerer Periode, ein.
Ein PWM-Verfahren setzt die Trägerwelle mit dem langen Trägerzyklus innerhalb eines Bereichs von π/6 rad periodisch um den Maximalwert der Leitungs-Leitungs-Spannung der Wechselspannung ein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsformen näher erläutert.

1 ist ein Blockdiagramm einer Spannungswandlervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, die nicht beansprucht wird aber zum Verständnis der Erfindung nützlich ist;
2 ist ein Timingdiagramm von Torsignalen, wie sie bei der ersten Ausführungsform verwendet werden;
3 ist ein Flussdiagramm zur Ermittlungsverarbeitung betreffend das Einsetzen eines langen Trägerzyklus bei der ersten Ausführungsform;
4 ist ein Flussdiagramm betreffend die Steuerung eines PWM-Timers bei der ersten Ausführungsform;
5 ist ein Blockdiagramm einer Spannungswandlervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
6 ist ein Blockdiagramm einer Motor-Steuereinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
7 ist ein Blockdiagramm einer PWM-Steuereinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
8 ist ein Flussdiagramm zur Verarbeitung durch einen Trägerwellenkompensator bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
9 ist ein Signalverlaufsdiagramm für den Betrieb jeder Komponente bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
10 ist ein Blockdiagramm einer herkömmlichen Spannungswandlervorrichtung;
11 ist ein Blockdiagramm einer herkömmlichen PWM-Stetuereinrichtung;
12 ist ein Signalverlaufsdiagramm zum Betrieb jeder herkömmlichen Komponente;
13 ist eine vergrößerte Ansicht der in 12 dargestellten Signalverläufe zum Zeitpunkt T1;
14 ist ein herkömmliches Torsignal-Timingdiagramm;
15 ist ein anderes herkömmliches Torsignal-Timingdiagramm für den Fall, dass die Wechselspannungs-Sollwerte für alle Phasen kleiner eingestellt werden; und
16 ist noch ein anderes herkömmliches Torsignal-Timingdiagramm für den Fall, dass die Trägerwellenfrequenz höher eingestellt wird.

Nachfolgend wird die erste Ausführungsform anhand von 1 bis 4 beschrieben. Gemäß 1 wird eine von einer Wechselspannungsquelle 1, wie einer dreiphasigen Netzspannungsquelle, zugeführte Wechselspannung durch eine Gleichrichterschaltung und einen Glättungskondensator 3 in eine geglättete Gleichspannung umgesetzt. Diese geglättete Gleichspannung wird durch einen Wechselrichter 9 in eine Wechselspannung mit variabler Frequenz und variabler Spannung umgesetzt und dazu verwendet, einen Induktionsmotor 4 mit variabler Drehzahl anzusteuern. Sowohl die Frequenz als auch die Spannung, wie sie vom Wechselrichter 9 ausgegeben werden, werden über eine Torschaltung 21 durch eine Wechselrichter-Steuerschaltung gesteuert.
Die Wechselrichter-Steuerschaltung dieser Ausführungsform verwendet einen Mikrocomputer. Eine Wechselrichterausgangssignal-Frequenz/ Spannung-Berechnungseinheit 15 empfängt einen Ausgangsfrequenz-Sollwert Fr* sowie die Stromstärken Iu, Iv und Iw aller Phasen des Induktionsmotors, um einen Primärwinkelfrequenz-Sollwert ω1* und Ausgangsspannungs-Sollwerte Eu, Ev und Ew für den Wechselrichter zu berechnen. Ein Integrierer 16 integriert den Wert ω1* und gibt das Ergebnis als Phasensollwert Θ an die PWM-Berechnungseinheit 17 aus. Ein Nebenschlusswiderstand 5 und eine Stromerfassungsschaltung 11 werden dazu verwendet, jeweils den Gleichstrom Idc zu erfassen. Eine Abtast-Halte-Schaltung 13 hält den erfassten Strom Idc auf Grundlage eines von einem PWM-Timer 20 empfangenen Gatemusters als erfasste Ströme Idc1 und Idc2, wenn die Erfassung aktiviert ist. Ein A/D-Wandler 12 setzt die beiden analogen Werte Idc1 und Idc2 in digitale Werte um und gibt diese an die Stromdetektoren 14 für alle Phasen aus. Der Stromdetektor 14 für die jeweilige Phase berechnet den jeweiligen Phasenstrom Iu, Iv und Iw auf Grundlage der digitalen Werte Idc1 und Idc2 sowie des vom PWM-Timer 20 empfangenen Tormustersignals, und er gibt diese Ströme an die Wechselrichterausgangssignal-Frequenz/Spannung-Berechnungseinheit 15 aus. Die PWM-Berechnungseinheit 17 berechnet die Daten Tc*, Tu*, Tv* und Tw* des PWM-Timers 20 entsprechend dem Phasensollwert Θ, den Ausgangsspannungs-Sollwerten Eu, Ev und Ew sowie des Trägerwellenzyklus-Sollwerts Fc. Eine Bestimmungseinheit 18 betreffend das Einsetzen eines langen Trägerwellenzyklus bestimmt abhängig vom Ausgangsfrequenz-Sollwert Fr* und vom Trägerwellenzyklus-Sollwert Fc, ob ein langer Trägerwellenzyklus einzusetzen ist. Die PWM-Timer-Steuereinrichtung 19 stellt auch entsprechend einer Anforderung von der Bestimmungseinheit betreffend das Einsetzen eines langen Trägerwellenzyklus Daten im PWM-Timer 20 ein.
Als Nächstes werden die Konfigurationen und Betriebsweisen der PWM-Timer-Steuereinrichtung 19 und der Bestimmungseinheit 18 betreffend das Einsetzen eines langen Trägerwellenzyklus beschrieben.
2 zeigt das Timing der Torsignale Gu, Gx, Gv, Gy, Gw und Gz bei dieser ersten Ausführungsform. Wenn von der Bestimmungseinheit 18 betreffend das Einsetzen eines langen Trägerwellenzyklus eine Anforderung betreffend das Einsetzen eines langen Trägerwellenzyklus während des Betriebs in einem normalen Trägerwellenzyklus, in dem keine Torsignalmuster existieren, bei denen ein Strom erfassbar wäre, ausgegeben wird, trägt die PWM-Timer-Steuereinrichtung 19 im PWM-Timer 20 PWM-Timerdaten ein, die mit einem ganzzahligen Vielfachen (bei dieser Ausführungsform dem Vierfachen) multipliziert sind, wodurch mit der Spitze des dreieckigen Trägersignalverlaufs ein langer Trägerwellenzyklus beginnt. Beim in 2 dargestellten Beispiel weisen die Muster V4 und V6 ausreichende Länge auf, um einen jeweils auftretenden Strom zu erfassen, und die Stromerfassung erfolgt in jedem der Abschnitte. Da in einem derartigen langen Trägerwellenzyklus immer eine Periode existiert, in der ein Strom erfasst werden kann, reicht das Einsetzen nur eines langen Trägerwellenzyklus aus. Das Multiplizieren der PWM-Timerdaten in der PWM-Timer-Steuereinrichtung 19 mit einem ganzzahligen Vielfachen dient dazu, zu verhindern, dass die Verarbeitungsvorgänge in der Spannungswandlervorrichtung unterbrochen werden. Ein derartiges ganzzahliges Vielfaches ermöglicht es, dass ein langer Trägerwellenzyklus an der Spitze der Trägerwelle beginnt und am Ende der nächsten Spitze der Trägerwelle endet. Der lange Trägerwellenzyklus gelangt mit einem Timing zum Ende, das mit einem Spitzenteil der ursprünglichen Trägerwelle synchronisiert ist. Daher wird die Verarbeitung durch die Wechselrichtervorrichtung fortgesetzt.
3 und 4 sind Flussdiagramme zu Verarbeitungsvorgängen durch die Bestimmungseinheit 18 betreffend das Einsetzen eines langen Trägerwellenzyklus und die PWM-Timer-Steuereinrichtung 19.
Gemäß 3 bestimmt die Bestimmungseinheit 18 abhängig sowohl vom Ausgangsfrequenz-Sollwert Fr* als auch vom Trägerwellenzyklus-Sollwert Fc in einem Schritt 101, ob ein Strom erfasst werden kann oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis JA ist, wird in einem Schritt 102 ein normaler Trägerwellenzyklus als Trägerwellenzyklus eingestellt, und die Verarbeitung wird beendet. Wenn das Ergebnis NEIN ist, bestimmt die Einheit 18 in einem Schritt 103 auf Grundlage des Timings, das mit dem Rechenzyklus der Wechselrichterausgangssignal-Frequenz/Spannung-Berechnungseinheit 15 (oder einem anderen Zyklus) synchronisiert ist, ob ein langer Trägerwellenzyklus erforderlich ist oder nicht. Wenn es erforderlich ist, einen langen Trägerwellenzyklus einzusetzen, gibt die Einheit 18 in einem Schritt 104 eine Anforderung betreffend das Einsetzen eines langen Trägerwellenzyklus aus, und die Verarbeitung wird beendet. Wenn es nicht erforderlich ist, im Schritt 103 einen langen Trägerwellenzyklus einzusetzen, stellt die Einheit 18 im Schritt 102 einen normalen Trägerwellenzyklus als Trägerwellenzyklus ein, und die Verarbeitung wird beendet.
Wenn die Einheit 18 im Schritt 105 eine Anforderung betreffend das Einsetzen eines langen Trägerwellenzyklus ausgibt, multipliziert die Steuereinrichtung 19 die von der Berechnungseinheit 17 empfangenen PWM-Timerdaten mit einem ganzzahligen Vielfachen und trägt dann das Ergebnis in den PWM-Timer 20 ein, und die Verarbeitung wird beendet, wie es in Schritten 108 und 109 erfolgt. Wenn die Steuereinrichtung 19 im Schritt 105 keine Anforderung betreffend das Einsetzen eines langen Trägerwellenzyklus empfängt, trägt sie die von der Berechnungseinheit 17 empfangenen PWM-Timerdaten als solche in den PWM-Timer 20 ein und beendet die Verarbeitung, was in Schritten 106 und 107 erfolgt.
Bei einem unter Verwendung einer tatsächlichen Maschine ausgeführten Test wurde geklärt, dass durch Einsetzen eines langen Trägerwellenzyklus, wenn dies ein Mal alle 1 ms oder mit längerer Periode, oder vorzugsweise ein Mal alle einige wenige ms oder mit längerer Periode, erfolgt, effektiv Störsignale eines Induktionsmotors verringert werden können.
Gemäß der ersten Ausführungsform kann die Trägerwelle, wie in 2 dargestellt, mit den obigen Schritten erzeugt werden, wodurch eine Stromerfassung ermöglicht wird. Außerdem ermöglicht es die Ausführungsform, da die niedrige Trägerwellenfrequenz nur in einem Teil der normalen hohen Trägerwellenfrequenz eingesetzt wird, magnetische Störungen beim Betrieb mit niedriger Motordrehzahl zu verringern, während die Stromerfassungsgenauigkeit erhalten bleibt.
Nachfolgend wird die zweite Ausführungsform der Erfindung anhand von 5 beschrieben. In dieser 5 sind dieselben Bezugszahlen wie in 10 für dieselben Punkte verwendet, um eine redundante Beschreibung zu vermeiden.
In 5 kennzeichnet die Bezugszahl 108 eine Motor-Steuereinrichtung, und die Bezugszahl 106 kennzeichnet eine PWM-Steuereinrichtung. Die Motor-Steuereinrichtung 108 gibt einen Wechselspannungs-Sollwert Eu für die Phase U, einen Wechselspannungs-Sollwert Ev für die Phase V, einen Wechselspannungs-Sollwert Ew für die Phase W und die Phase Θ entsprechend den erfassten Motorströmen Iu, Iv und Iw sowie den von außen empfangenen Ausgangsfrequenz-Sollwert Fr* aus. Die PWM-Steuereinrichtung 106 gibt die Torsignale Gu, Gv, Gw, Gx, Gy und Gz, die zum Steuern der Schaltelemente Qu, Qv, Qw, Qx, Qy und Qz verwendet werden, entsprechend den Wechselstrom-Sollwerten Eu, Ev und Ew, sowie den Phasensollwert Θ aus.
Als Nächstes wird das in 6 dargestellte Blockdiagramm der Motor-Steuereinrichtung 108 beschrieben. In 6 kennzeichnet die Bezugszahl 201 einen Integrierer, 202 bis 204 kennzeichnen Cosinusfunktionsgeneratoren, die Bezugszahl 205 kennzeichnet einen Subtrahierer, die Bezugszahlen 206 und 213 kennzeichnen Addierer und die Bezugszahlen 207 bis 209 kennzeichnen Multiplizierer. Die Bezugszahlen 210 und 212 kennzeichnen Koeffizientenmultiplizierer, die dazu verwendet werden, Signale mit einer Steuerungsverstärkung K1 bzw. K2 zu multiplizieren. Die Bezugszahl 211 kennzeichnet einen Stromstärkendetektor.
Der Integrierer 201 integriert den Drehzahl-Sollwert Fr*, um die Phase Θ zu berechnen. Der Cosinusfunktionsgenerator 202 berechnet eine Cosinusfunktion Θ entsprechend der Phase Θ, und er gibt den Wert cos Θ aus. Der Multiplizierer 207 multipliziert das Ausgangssignal des Cosinusfunktionsgenerators 202 und die Spannung V, die das Ausgangssignal des Addierers 213 ist, um den Wechselspannungs-Sollwert Eu für die Phase U zu berechnen. Der Subtrahierer 205 subtrahiert 2π/3 rad von der Phase Θ, und der Cosinusfunktionsgenerator 203 berechnet die Cosinusfunktion cos( Θ - 2π/3) und gibt das Ergebnis aus. Der Multiplizierer 208 multipliziert das Ausgangssignal des Cosinusfunktionsgenerators 203 mit der Spannung V, um den Wechselspannungs-Sollwert Ev für die Phase V zu berechnen. Der Addierer 206 addiert 2π/3 rad zur Phase Θ, und der Cosinusfunktionsgenerator 204 berechnet die Cosinusfunktion cos(Θ + 2π/3 und gibt das Ergebnis aus. Der Multiplizierer 209 multipliziert das Ausgangssignal des Cosinusfunktionsgenerators 204 mit der Spannung V, um den Wechselspannungs-Sollwert Ew für die Phase W zu berechnen. Der Koeffizientenmultiplizierer 210 multipliziert den Drehzahl-Sollwert Fr* mit der Steuerungsverstärkung K1. Der Stromstärkendetektor 211 setzt die Motorströme Iu, Iv und Iw, die dreiphasige Signale sind, in zweiphasige Signale um und findet dann die Größe des Stromdetektors hinsichtlich jeder umgesetzten zweiphasigen Signale als Komponente eines Stromvektors mit Koordinatenachsen, die einander rechtwinklig schneiden, um. Der Koeffizientenmultiplizierer 212 multipliziert das Ausgangssignal des Stromstärkendetektors 211 mit der Steuerungsverstärkung K2. Der Addierer 213 addiert die Ausgangssignale der Koeffizientenmultiplizierer 210 und 212, um die Spannung V zu berechnen.
Da für die Motor-Steuereinrichtung 108 die vorstehend beschriebene Konfiguration verwendet ist, erhält das Ausgangssignal des Koeffizientenmultiplizierers 210 den Wert (V/F fest), wodurch die Spannung V und der Drehzahl-Sollwert Fr* zueinander proportional werden. Dann erfasst der Stromstärkendetektor 211 die Stromstärke, und er multipliziert sie mit der Steuerungsverstärkung K2, wodurch der Schätzwert des im Motor 4 auftretenden Primärspannungsabfalls zum aktuellen Wert addiert wird. Im Ergebnis wird eine Drehmomentcharakteristik realisiert, die selbst bei niedriger Drehzahl stabil ist. Andererseits erzeugt jeder der Cosinusfunktionsgeneratoren 202 bis 204 eine Cosinuswelle, deren Phasen um 2π/3 rad voneinander differieren. Demgemäß werden die Wechselspannungs-Sollwerte Eu, Ev und Ew symmetrisch dreiphasige Spannungen.
Als Nächstes wird die Konfiguration der PWM-Steuereinrichtung 106 anhand von 7 beschrieben. In 7 werden dieselben Bezugszahlen wie in 11 dazu verwendet, dieselben Punkte zu kennzeichnen, um eine redundante Beschreibung zu vermeiden.
In 7 kennzeichnet die Bezugszahl 401 einen Trägerwellenkompensator, und die Bezugszahl 402 kennzeichnet einen Trägerwellengenerator. Der Trägerwellenkompensator 401 gibt einen zweiten Trägerwellenfrequenz-Sollwert Fc2 entsprechend dem Trägerwellenzyklus-Sollwert Fc, der Phase Θ, und dem Ausgangssignal des Trägerwellengenerators 402 aus. Der Trägerwellengenerator 402 gibt eine Trägerwelle C (siehe den in 9 dargestellten Signalverlauf C), die ein Dreieckssignal entsprechend dem zweiten Trägerwellenfrequenz-Soll wert Fc2 ist, entsprechend diesem zweiten Trägerwellenfrequenz-Sollwert Fc2 und einem Signal TRG beim Maximalwert der Trägerwelle C, d. h. an einer Spitze der Dreieckswelle, aus.
8 ist ein Flussdiagramm zum Beschreiben von Einzelheiten des Verarbeitungsvorgangs durch den Trägerwellenkompensator 401. Dieser Trägerwellenkompensator 401 führt, wenn vom Trägerwellengenerator 402 das Signal TRG ausgegeben wird, die in 8 veranschaulichte Verarbeitung aus. In einem Schritt 501 subtrahiert der Trägerwellenkompensator 401 den Wert π/6 von der Phase Θ. Dann findet er den Rest der Division des Subtraktionsergebnisses durch π/3 auf. Der Rest bedeutet den Wert, der dadurch erhalten wird, dass der ganzzahlige Teil des Quotienten der Division durch π/3, wobei es sich um einen Divisor handelt, aufgefunden wird, und dann das Multiplikationsergebnis vom Subtraktionsergebnis, das ein Dividend ist, subtrahiert wird. Der Absolutwert des erhaltenen Rests wird dann mit dem Bezugswert δ verglichen, der kleiner als π/6 eingestellt ist. Dabei sollte der Bezugswert δ kleiner als π/6 eingestellt sein, da Ströme zweier Phasen leicht innerhalb des Bereichs von ±π/6 rad um den Maximalwert der Leitungs-Leitungs-Spannung Vuv, Vvw oder Vwu herum erfasst werden können. Als Ergebnis des Vergleichs führt der Trägerwellenkompensator 401, wenn der Absolutwert des Rests unter dem Bezugswert δ liegt, die Verarbeitung im Schritt 502 aus. Wenn der Absolutwert größer als der Bezugswert δ ist, führt er die Verarbeitung im Schritt 509 aus. Im Schritt 502 prüft der Trägerwellenkompensator 401, ob für das FLAG 1 der Wert 0 eingetagen ist. Wenn 0 für das FLAG 1 eingetragen ist, führt der Trägerwellenkompensator 401 die Verarbeitung im Schritt 503 aus. Wenn 1 für das FLAG 1 eingetragen ist, führt er die Verarbeitung im Schritt 508 aus. Im Schritt 503 trägt der Trägerwellenkompensator 401 den Wert 1 im FLAG 1 ein, und dann führt er die Verarbeitung im Schritt 504 aus. In diesem Schritt 504 vergleicht er den Wert cnt im Zähler mit dem Vorgabewert N1. Wenn der Wert cnt über dem Vorgabewert N1 liegt, führt der Trägerwellenkompensator 401 die Verarbeitung im Schritt 505 aus. Wenn der Wert cnt unter dem Vorgabewert N1 liegt, führt er dagegen die Verarbeitung im Schritt 507 aus. Im Schritt 505 löscht der Trägerwellenkompensator 401 den Zählwert cnt und führt dann die Verarbeitung im Schritt 506 aus. In diesem Schritt 506 gibt der Trägerwellenkompensator 401 den dritten Trägerwellenfrequenz-Sollwert Fc3 (der Frequenzsollwert entspricht der Trägerwelle mit langem Trägerwellenzyklus), wobei es sich um eine niedrigere Frequenz als die gemäß dem Trägerwellenzyklus-Sollwert Fc handelt, als zweiten Trägerwellenfrequenz-Sollwert Fc2 aus, und er beendet die Verarbeitung. Im Schritt 507 aktualisiert der Trägerwellenkompensator 401 den Zählwert cnt durch Addieren von 1 zu ihm, und er führt dann die Verarbeitung im Schritt 510 aus. In den Schritten 510, 511 und 512 gibt der Trägerwellenkompensator 401 den Trägerwellenzyklus-Sollwert Fc (normaler Trägerwellenzyklus-Sollwert) als zweiten Trägerwellenfrequenz-Sollwert Fc2 aus, und er beendet die Verarbeitung. Im Schritt 508 trägt der Trägerwellenkompensator 401 im FLAG 1 den Wert 1 ein, und dann führt er die Verarbeitung im Schritt 511 aus. Im Schritt 509 trägt er den Wert 0 im FLAG 1 ein, und er führt die Verarbeitung im Schritt 512 aus.
Als Nächstes werden die Betriebsabläufe bei dieser Ausführungsform anhand von 9 konkret beschrieben.
9 zeigt Signalverläufe für derartige Komponenten wie die PWM-Steuereinrichtung 106; dabei kennzeichnet die horizontale Achse die Zeit. Jeder der Signalverläufe in 9 wird sequenziell von oben nach unten beschrieben.
Die ersten drei Signalverläufe sind die Leitungs-Leitungs-Spannungen Vuv, Vvw und Vwv, wie sie aus den Wechselspannungs-Sollwerten Eu, Ev und Ew erhalten werden. Die zweiten vier Signalverläufe sind diejenigen der Wechselspannungs-Sollwerte Eu, Ev und Ew sowie der Trägerwelle, die dazu verwendet wird, die Impulsbreite jedes dieser Wechselspannungs-Sollwerte zu modifizieren. Der dritte, vierte und fünfte Signalverlauf sind diejenigen der Torsignale Gu, Gv bzw. Gw. Der sechste Signalverlauf ist der der Leitungs-Leitungs-Spannung Guv zwischen dem mit dem Schaltelement Qu verbundenen Ausgang für die Phase U und dem mit dem Schaltelement Qv verbundenen Ausgang für die Phase V. Die siebten drei Signalverläufe sind diejenigen der Motorströme Iu, Iv und Iw für die Phasen U, V bzw. W, die jeweils ausgehend vom Spannungswandler 10 im Motor 4 fließen. Der achte Signalverlauf ist derjenige des Wechselstroms Idc. Der neunte Signalverlauf ist derjenige der Phase Θ. Die horizontalen, gestrichelten Linien kennzeichnen, von unten nach oben, π/6, π/2, 5π/6, 7π/6, 3π/2 und 11π/6, d. h. denjenigen Wert von Θ, für den die linke Seite bei der Verarbeitung im Schritt 501 in 8 den Wert 0 einnimmt und der Absolutwert einer der Leitungs-Leitungs-Spannungen maximal wird. Der zehnte Signalverlauf ist derjenige des FLAG 1. Der elfte Signalverlauf (unten) ist derjenige des Zählwerts cnt.
Hierbei ist angenommen, dass als Anfangswert der Wert 1 als Zählwert cnt eingetragen ist und dass 2 als Einstellwert N1 eingestellt ist. Bei dieser Ausführungsform wird das Eintreffen der oben genannten Phase Θ gezählt, bei der der Absolutwert einer der Leitungs-Leitungs-Spannungen maximal wird; d. h. die Zeitpunkte 702, 707, ... Einmal für drei Zeitpunkte wird eine Trägerwelle mit dem langen Trägerwellenzyklus eingesetzt. Darüber hinaus wird bei jeder Spitze der Trägerwelle 10 die oben genannte Beurteilungsverarbeitung ausgeführt. Wenn sich eine der Leitungs-Leitungs-Spannungen nahe am Maximalwert befindet, wird die Erfassung des Stroms einfach, und die Beurteilung bei der Verarbeitung 501 dient als „Ja“, und es wird zum Schritt 502 weitergegangen. Wie oben ausgeführt, wird der Bezugswert δ bei dieser Beurteilung als Wert eingestellt, der kleiner als π/6 ist.
Als Erstes nimmt die Trägerwelle zum Zeitpunkt T701 den Maximalwert ein, so dass der Trägerwellengenerator 402 das Signal TRG ausgibt und der Trägerwellenkompensator 401 die in 8 veranschaulichten Verarbeitungsvorgänge ausführt. Da dieser Zeitpunkt T701 von der Phase getrennt ist, bei der die Leitungs-Leitungs-Spannung maximal ist, ist das Beurteilungsergebnis im Schritt 501 „Nein“. Demgemäß stellt die Steuereinrichtung 106 im Schritt 509 für das FLAG 1 den Wert 0 ein. Dann gibt die Steuereinrichtung 106 in einem Schritt 512 einen Trägerwellenzyklus-Sollwert Fc als zweiten Trägerwellenfrequenz-Sollwert Fc2 aus.
Als Nächstes erfolgt eine Beschreibung für die vom Trägerwellenkompensator 401 ausgeführte Verarbeitung. Da dieser Zeitpunkt in der Nähe liegt, wenn der Absolutwert der Leitungs-Leitungs-Spannung Vwu maximal ist, ist das Beurteilungsergebnis im Schritt 501 „Ja“, und es wird der Schritt 502 ausgeführt. Da im Schritt 502 der Wert 0 in das FLAG 1 eingetragen wird, führt die Steuereinrichtung 401 die Verarbeitung im Schritt 503 aus, bei der 1 in das FLAG 1 eingetragen wird. Dann vergleicht die Steuereinrichtung 401 den Wert cnt im Zähler mit dem Einstellwert N1. Da der Wert cnt im Zähler 1 ist und der Einstellwert N1 dabei 2 ist, führt die Steuereinrichtung 401 die Verarbeitung im Schritt 507 aus, bei dem zum Wert cnt im Zähler der Wert 1 addiert wird, wodurch der Zählwert cnt 2 wird. Im Schritt 510 gibt die Steuereinrichtung 401 den Trägerwellenzyklus-Sollwert Fc als zweiten Trägerwellenfrequenz-Sollwert Fc2 aus. Der Grund, weswegen zum Zeitpunkt T702 der Wert 1 in das FLAG 1 eingetragen wird, besteht darin, dass zu verhindern ist, dass der Zählwert cnt bei der Verarbeitung zum Zeitpunkt T703 (die später beschrieben wird) wiederholt aktualisiert wird. Anders gesagt, wird die Verarbeitung im Schritt 507 für den Zählwert cnt nur dann ausgeführt, wenn das FLAG 1 von 0 auf 1 aktualisiert ist. Demgemäß kann der Zählwert cnt die Anzahl der Vorgänge für den Fall zählen, bei dem eine der Leitungs-Leitungs-Spannungen ihren Maximalwert einnimmt.
Als Nächstes erfolgt eine Beschreibung für die Verarbeitung durch den Trägerwellenkompensator 401 zum Zeitpunkt T703, zu dem die Trägerwelle C ihren Maximalwert einnimmt. Wenn das Bestimmungsergebnis im Schritt 501 ‚wahr‘ ist, führt die Steuereinrichtung 401 die Verarbeitung im Schritt 502 aus. Da im Schritt 502 der Wert 1 in das FLAG 1 eingetragen wird, führt die Steuereinrichtung 401 die Verarbeitung im Schritt 508 aus, bei der der Wert 1 in das FLAG 1 eingetragen wird. Dann gibt die Steuereinrichtung im Schritt 511 einen Trägerwellenzyklus-Sollwert Fc als zweiten Trägerwellenfrequenz-Sollwert Fc2 aus.
Die Verarbeitung durch den Trägerwellenkompensator 401 zum Zeitpunkt T704, zu dem die Trägerwelle C ihren Maximalwert einnimmt, ist dieselbe wie zum Zeitpunkt T701. Zu diesem Zeitpunkt wird der Wert 0 in das FLAG 1 eingetragen. Die Verarbeitungsvorgänge durch den Trägerwellenkompensator 401 zu den Zeitpunkten T705 und T706 sind ebenfalls dieselben wie zum Zeitpunkt T701. So wird hier die zugehörige Beschreibung weggelassen.
Als Nächstes erfolgt eine Beschreibung für die Verarbeitung durch den Trägerwellenkompensator 401 zum Zeitpunkt T707, zu dem die Trägerwelle C ihren Maximalwert einnimmt. Im Schritt 501 wird, da sich die Leitungs-Leitungs-Spannung Vvw dem Maximalwert nähert, das Bestimmungsergebnis im Schritt 501 „Ja“, und die Steuereinrichtung 401 führt die Verarbeitung im Schritt 502 aus. Da im Schritt 502 der Wert 0 in das FLAG 1 eingetragen wird, führt die Steuereinrichtung 401 die Verarbeitung im Schritt 503 aus. Im Schritt 503 wird der Wert 1 in das FLAG 1 eingetragen. So vergleicht die Steuereinrichtung 401 den Zählwert cnt im Schritt 504 mit dem Einstellwert N1. Dabei führt die Steuereinrichtung 401, da als Zählwert cnt 2 eingetragen ist und als Einstellwert N1 ebenfalls 2 eingetragen ist, die Verarbeitung im Schritt 505 aus. In diesem Schritt 505 löscht die Steuereinrichtung 401 den Zählwert cnt auf 0, und sie gibt dann den dritten Trägerwellenfrequenz-Sollwert Fc3 als zweiten Trägerwellenfrequenz-Sollwert Fc2 aus. Die Frequenz Fc3 ist niedriger als die entsprechend dem Trägerwellenzyklus-Sollwert Fc. Daher nimmt die Frequenz der Trägerwelle C ab, anders gesagt, wird eine Trägerwelle mit einem Trägerwellenzyklus eingesetzt, der länger als der vorgegebene Trägerwellenzyklus ist. Demgemäß wird der Zyklus einer Trägerwelle C lang, und es wird die Impulsbreite des Gleichstroms Idc größer, wodurch der Stromdetektor 7 den Motorstrom erfassen kann.
Zum Zeitpunkt T708, zu dem die Trägerwelle ihren Maximalwert einnimmt, führt die Steuereinrichtung 401 dieselbe Verarbeitung wie zum Zeitpunkt T701 aus, um den Trägerwellenzyklus-Sollwert Fc als zweiten Trägerwellenfrequenz-Sollwert Fc2 auszugeben. Demgemäß kehren die Frequenz und der Trägerwellenzyklus der Trägerwelle C zu den Werten der vorgegebenen Trägerwelle zurück.
Wenn die obigen Verarbeitungsvorgänge wiederholt werden, zählt der Zähler cnt die Anzahl von Malen, gemäß denen die Leitungs-Leitungs-Spannungen ihren Maximalwert einnehmen, und hinsichtlich der Frequenz der Trägerwelle C wird immer ein Mal beim Einstellwert N1 + 1 der Trägerwellen-Sollwert Fc mit dem längeren Trägerwellenzyklus für den dritten Trägerwellenfrequenz-Sollwert Fc3 eingesetzt, wodurch die Impulsbreite des Gleichstroms Idc weiter eingestellt wird, um eine Stromerfassung zu ermöglichen. Bei dieser Ausführungsform wird, da der Wert N1 = 2 vorgegeben ist, der Trägerwellenzyklus-Sollwert Fc um den Maximalwert der Leitungs-Leitungs-Spannung herum, wo die Stromerfassung auf einfache Weise erfolgen kann, ein Mal auf drei Male auf den dritten Trägerwellenfrequenz-Sollwert Fc3 umgeschaltet.
Gemäß dieser zweiten Ausführungsform ist es zum Verringern magnetischer Störungen nur erforderlich, dass die Frequenz der Trägerwelle C um den Maximalwert der Leitungs-Leitungs-Spannung herum abgesenkt wird, mit einer Idc-Impulsbreite, die weiter als die anderer Phasen ist. So ist diese zweite Ausführungsform effektiver als die erste, da der dritte Trägerwellenfrequenz-Sollwert Fc3 höher eingestellt werden kann. Obwohl die Verarbeitung gemäß 8 unabhängig von der Größe der Ausgangsspannung ausgeführt wird, kann sie auch dann ausgeführt werden, wenn geklärt werden kann, dass die Ausgangsspannung unter dem vorbestimmten Wert liegt. Demgemäß kann, wenn der Ausgangswert größer als der vorbestimmte Wert ist, die Trägerwellenfrequenz auf Fc gehalten werden. So kann verhindert werden, dass die Steuerungseigenschaften des Systems eine Beeinträchtigung erfahren.
Gemäß der Erfindung ist es daher möglich, ein Verfahren zum Unterdrücken magnetischer Störungen und zum Gewährleisten einer zum Erfassen von Strömen ausreichenden Abtastzeit sowie eine Spannungswandlereinheit unter Verwendung dieses Verfahrens zu schaffen.

Claims

Verfahren zur Impulsbreitenmodulation, umfassend: Umsetzen elektrischer Spannung zwischen einer Gleichspannung und einer Wechselspannung durch einen Spannungswandler (10); Modulieren der Impulsbreite auf Grundlage eines Wechselspannungssollwertes (Eu, Ev, Ew) und einer Trägerwelle (C) mit einem vorgegebenen Trägerwellenzyklus, und Zuführen von Torsignalen (Gu, Gv, Gw, Gx, Gy, Gz) zum Spannungswandler (10); und Erfassen des Gleichstroms; dadurch gekennzeichnet, dass jeder Phasenstrom (Iu, Iv, Iw) des Wechselstroms auf Grundlage des erfassten Gleichstroms und der Torsignale (Gu, Gv, Gw, Gx, Gy, Gz) nur erfasst wird, wenn der Trägerwellenzyklus der Trägerwelle (C) länger als der vorgegebene Trägerwellenzyklus eingestellt wird; und das Einsetzen der Trägerwelle (C) mit langem Trägerwellenzyklus nur um den Maximalwert einer Leitungs-Leitungs-Spannung (Vuv, Vvw, Vwu) der Wechselspannung herum erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: periodisches Einfügen der Trägerwelle (C) mit einem langen Trägerwellenzyklus; und Abtasten des erfassten Gleichstroms während des längeren Trägerwellenzyklus.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerwelle (C) mit dem längeren Trägerwellenzyklus nur für einen Zyklus eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerwelle (C) mit dem langen Trägerwellenzyklus eingesetzt wird, wenn die Ausgangsspannung des Spannungswandlers (10) unter einem vorbestimmten Wert liegt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als langer Trägerwellenzyklus ein ganzzahliges Vielfaches des vorgegebenen Trägerwellenzyklus verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerwelle (C) mit dem langen Trägerwellenzyklus im Bereich von π/6 rad um den Maximalwert der Leitungs-Leitungs-Spannung (Vuv, Vvw, Vwu) herum eingesetzt wird.
Spannungswandlervorrichtung mit: einem Spannungswandler (10) zum Umsetzen elektrischer Spannung zwischen einer Gleichspannung und einer Wechselspannung; einer Einrichtung zur Impulsbreitenmodulation auf Grundlage eines Wechselspannungssollwertes (Eu, Ev, Ew) und einer Trägerwelle (C) mit einem vorgegebenen Trägerwellenzyklus, und zum Zuführen von Torsignalen (Gu, Gv, Gw, Gx, Gy, Gz) zum Spannungswandler (10); und einer Einrichtung zum Erfassen des Gleichstroms; gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die nur dann jeden Phasenstrom (Iu, Iv, Iw) der Wechselspannung auf Grundlage des erfassten Gleichstroms und der Torsignale (Gu, Gv, Gw, Gx, Gy, Gz) erfasst, wenn der Trägerwellenzyklus der Trägerwelle (C) länger als der vorgegebene Trägerwellenzyklus eingestellt ist; und eine Einrichtung zum Einsetzen einer Trägerwelle (C) mit einem längeren Trägerwellenzyklus als dem vorgegebenen Trägerwellenzyklus nur um den Maximalwert einer Leitungs-Leitungs-Spannung (Vuv, Vvw, Vwu) herum.
Spannungswandlervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsetzeinrichtung nur einen Zyklus der Trägerwelle (C) mit langem Trägerwellenzyklus einsetzt.
Spannungswandlervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsetzeinrichtung die Trägerwelle (C) mit langem Trägerwellenzyklus dann einsetzt, wenn sich die Ausgangsspannung des Spannungswandlers (10) unter einem vorbestimmten Wert befindet.
Spannungswandlervorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Einrichtung zum Einsetzen der Trägerwelle (C) mit einem langen Trägerwellenzyklus ein ganzzahliges Vielfaches des vorgegebenen Trägerwellenzyklus einsetzt.
Spannungswandlervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsetzeinrichtung die Trägerwelle (C) mit langem Trägerwellenzyklus entsprechend einem ganzzahligen Vielfachen des vorgegebenen Trägerwellenzyklus im Bereich von π/6 rad um das Maximum der Leitungs-Leitungs-Spannung (Vuv, Vvw, Vwu) herum einsetzt.
Wechselrichtervorrichtung mit einer Spannungwandlervorrichtung nach Anspruch 7, einer Einrichtung zum Erzeugen eines Phasensollwerts auf Grundlage des Ausgangsfrequenz-Sollwerts; und einer Einrichtung zum Aktivieren der Einsetzeinrichtung mit einem Zeitintervall auf Grundlage des Phasenbefehls.
Wechselrichtervorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Bestimmen des Einsetzens der Trägerwelle (C) mit dem langen Trägerwellenzyklus auf Grundlage einer periodischen Berechnung.
Wechselrichtervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsetzeinrichtung die Trägerwelle (C) mit langem Trägerwellenzyklus an einer Spitze der Trägerwelle (C) mit vorgegebenem Trägerwellenzyklus einsetzt.