DE112004002642T5 - Plausibility check of a three-phase electrical system - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zum Überprüfen eines
Betriebes eines elektrischen Drei-Phasen-Systems (1) auf Plausibilität, wobei
das System (1) einen Stromrichter (11) und eine Last (13), insbesondere
einen Antriebsmotor eines Eisenbahn-Zugfahrzeuges, umfaßt, und
wobei
– die
Last (13) über
eine Wechselstromleitung mit drei Phasen (5a, 5b, 5c) mit dem Stromrichter
(11) verbunden ist,
– die
Last (13) zu den drei Phasen (5a, 5b, 5c) symmetrisch ist,
– von mindestens
zwei (5a, 5b) der drei Phasen (5a, 5b, 5c) geführte Phasenströme gemessen
werden,
– der
Stromrichter (11) durch eine Steuervorrichtung (4) gesteuert wird,
– die Steuervorrichtung
(4) Werte der gemessenen Phasenströme zum Betreiben des Systems
(1) verwendet,
– die
Steuervorrichtung (4) wiederholt identische oder ähnliche
Folgen von Steuersignalen zum Steuern des Stromrichters (11) erzeugt,
wobei
Absolutwerte für
Betriebszeiten berechnet werden, die den Folgen entsprechen, wobei
die Absolutwerte auf ein Merkmal einer Größe bezogen sind, wobei die
Größe einen...Method for verifying the operation of a three-phase electrical system (1) for plausibility, wherein the system (1) comprises a power converter (11) and a load (13), in particular a drive motor of a railway towing vehicle, and wherein
- The load (13) via an AC line with three phases (5a, 5b, 5c) is connected to the power converter (11),
The load (13) is symmetrical to the three phases (5a, 5b, 5c),
Measuring at least two phase currents (5a, 5b) of the three phases (5a, 5b, 5c),
- the power converter (11) is controlled by a control device (4),
The control device (4) uses values of the measured phase currents for operating the system (1),
The control device (4) repeatedly generates identical or similar sequences of control signals for controlling the power converter (11),
wherein absolute values are calculated for operating times corresponding to the sequences, the absolute values being related to a characteristic of a quantity, the size being a ...
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen einer Funktionsweise eines elektrischen Drei-Phasen-Systems auf Plausibilität. Das System umfaßt einen Stromrichter und einen Verbraucher, wobei der Verbraucher über eine Wechselstromleitung mit drei Phasen mit dem Stromrichter verbunden ist. Der Verbraucher ist zu den drei Phasen symmetrisch und der Stromrichter wird durch eine Steuervorrichtung gesteuert, die gemessene Phasenstromwerte der Wechselstromleitung zum Betreiben des Systems benutzt. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine entsprechende Anordnung. Der Stromrichter kann beispielsweise ein über einen Gleichstrom-Zwischenkreis mit einem zweiten Stromrichter verbundener Wechselrichter sein. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung das Gebiet elektrischer Hochleistungsanwendungen wie beispielsweise die Abgabe elektrischer Energie an einen Antriebsmotor eines Eisenbahn-Zugfahrzeuges.The The present invention relates to a method for checking a Operation of a three-phase electrical system for plausibility. The system comprises a power converter and a consumer, the consumer having a AC line with three phases connected to the converter is. The consumer is symmetrical to the three phases and the Power converter is controlled by a control device, the measured phase current values the AC line used to operate the system. Farther The present invention relates to a corresponding arrangement. The power converter can, for example, via a DC link be connected to a second power converter inverter. In particular, the present invention relates to the field of electrical High performance applications such as the delivery of electrical Energy to a drive motor of a railway towing vehicle.
Bei vielen Anwendungen umfaßt ein Stromrichter eine Gleichstromseite und eine Wechselstromseite mit drei Wechselstromphasen. Die Gleichstromseite ist mit einem Gleichstrom-Zwischenkreis verbunden. Der elektrische Verbraucher ist an der Wechselstromseite mit den drei Wechselstromphasen verbunden. Der Betrieb des Stromrichters wird durch eine Steuervorrichtung gesteuert, wobei die Phasenströme der drei Wechselstromphasen als Eingangsgrößen für das Steuerverfahren benutzt werden. Beispielsweise ist es möglich, eine Steuervorrichtung zu benutzen, die PWM-Signale (pulse width modulation – Pulsbreitenmodulation) erzeugen kann. PWM-Signalen entsprechende Schaltsignale werden zum Stromrichter übertragen und bewirken das Schalten von elektronischen Ventilen des Stromrichters. Zum Steuern des Stromrichters können jedoch andere Verfahren durchgeführt werden.at many applications a power converter has a DC side and an AC side with three alternating current phases. The DC side is with a DC link connected. The electrical consumer is connected to the three alternating current phases on the AC side. The operation of the power converter is controlled by a control device controlled, the phase currents of the three alternating current phases used as input variables for the control method become. For example, it is possible to use a control device, the PWM signals (pulse width modulation) can generate. PWM signals corresponding switching signals are used for Power converter transmitted and cause the switching of electronic valves of the power converter. For controlling the power converter can however, other procedures are performed become.
Während des Betriebs des Systems können mehrere Fehler und Fehlfunktionen auftreten: eine oder mehrere der drei Phasen der Wechselstromverbindung könnten unterbrochen werden oder der Stromrichter selbst könnte ausfallen. Eine oder mehrere der drei Phasen könnten mit Erde verbunden werden. Weiterhin könnte ein zum Erfassen eines Phasenstroms einer der Phasen benutzter Sensor defekt sein und/oder eine Energieversorgung zum Betreiben des Sensors könnte ausfallen. Eine Signalverbindung vom Detektor zur Steuervorrichtung könnte unterbrochen oder (möglicherweise aufgrund eines lockeren Verbinders) nicht realisiert sein. Zusätzlich oder als Alternative könnte jede beliebige Vorrichtung (wie beispielsweise ein Verstärker), die zum Verarbeiten des Signals vom Detektor benutzt wird, fehlerhaft sein oder nicht richtig eingestellt sein.During the Operation of the system can be several Errors and malfunctions occur: one or more of the three Phases of AC connection could be interrupted or the power converter itself could fail. One or more of the three phases could be connected to ground. Furthermore could a sensor used to detect a phase current of one of the phases is defective be and / or a power supply to operate the sensor could fail. A signal connection from the detector to the control device could be interrupted or (possibly due to a loose connector) may not be realized. Additionally or as an alternative could any device (such as an amplifier) used for Processing the signal used by the detector will be faulty or not be set correctly.
Wenn beim Messen der Phasenströme eine Fehlfunktion eintritt (einschließlich einer Fehlfunktion der Verarbeitung des Meßsignals), wird die Steuervorrichtung einen falschen Eingangswert benutzen und infolgedessen wird die Steuervorrichtung versuchen, den Phasenstrom anzupassen. Anders gesagt wird die Steuervorrichtung Steuersignale an den Stromrichter ausgeben, um den falschen Eingangswert zu kompensieren. Wenn der gemessene Phasenstrom dauerhaft zu gering ist (z.B. null aufgrund eines Erkennungsausfalls), kann der Stromrichter beschädigt oder sogar zerstört werden. Wenn weiterhin der Verbraucher eine Maschine (z.B. eine asynchrone Maschine) ist, werden mechanische Schwingungen im Bereich der Maschine angeregt, die das System beschädigen können.If when measuring the phase currents a malfunction occurs (including a malfunction of the Processing of the measuring signal), the controller will use a wrong input value and As a result, the controller will attempt to measure the phase current adapt. In other words, the control device becomes control signals to the converter to compensate for the wrong input value. If the measured phase current is permanently too low (e.g., zero due to a detection failure), the power converter may be damaged or even destroyed become. Furthermore, if the consumer has a machine (e.g. asynchronous machine), mechanical vibrations are in the range of the machine, which can damage the system.
Bei vielen Anwendungen ist der elektrische Verbraucher zu den drei Wechselstromphasen symmetrisch. Anders gesagt ist der Verbraucher symmetriert. Der Ausdruck "der Verbraucher ist zu den drei Wechselstromphasen symmetrisch" bedeutet, daß die Effektivwerte (RMS – root mean square) der von den drei Phasen geführten elektrischen Ströme bei normalem Betrieb gleich sind. Beispiele sind ein sterngeschalteter Verbraucher und ein dreieckgeschalteter Verbraucher. Im letzteren Fall umfaßt der Verbraucher den gleichen Widerstand und die gleiche Induktivität zwischen jedem Phasenpaar. Es könnte jedoch eine kleine Abweichung von dem symmetrischen Zustand bestehen, beispielsweise im Fall eines dreieckgeschalteten Verbrauchers. Diese Abweichung ist annehmbar, wenn eine angegebene Toleranzgrenze nicht überschritten wird. Im Fall eines sterngeschalteten Verbrauchers ist die Summe der drei Phasenströme der Stromrichterausgabe null, wenn kein Fehler besteht wie beispielsweise ein Erdschluß.at In many applications, the electrical load is among the three AC phases symmetrical. In other words, the consumer is balanced. Of the Expression "the consumer is symmetric to the three AC phases "means that the RMS values - root mean square) of the electric currents conducted by the three phases at normal Operation are the same. Examples are a star connected consumer and a delta connected consumer. In the latter case, the consumer includes the same resistance and the same inductance between every phase pair. It could but there is a small deviation from the symmetrical state for example, in the case of a delta-connected consumer. These Deviation is acceptable if a specified tolerance limit is not exceeded becomes. In the case of a star connected consumer, the sum is of the three phase currents the converter output is zero if there is no error such as a ground fault.
Wenn die Summe der drei Phasenströme null sein sollte (z.B. sterngeschalteter Verbraucher), ist es möglich, alle drei Phasenströme zu messen, um die Summe der drei Phasenströme zu berechnen und die Summe mit einem Schwellenwert zu vergleichen. Wenn der Schwellenwert überschritten wird, kann daraus geschlossen werden, daß ein Fehler besteht und entsprechende Handlungen unternommen werden können, wie beispielsweise Abschalten des Stromrichters und dadurch Anhalten des Betriebs der elektromagnetischen Maschine.If the sum of the three phase currents is zero it should be possible (for example star connected consumer), it is possible all three phase currents to measure the sum of the three phase currents and the sum to compare with a threshold. When the threshold is exceeded can be concluded that there is a mistake and corresponding Actions can be taken such as turning off the power converter and thereby stopping the operation of the electromagnetic machine.
Weiterhin sind einer der drei Stromsensoren und andere entsprechende Vorrichtungen zur Verarbeitung des Sensorsignals weggelassen worden, um Kosten und Raum zu sparen. Infolgedessen kann das oben beschriebene Verfahren nicht angewandt werden. Eine Möglichkeit zum Überprüfen der Funktionsweise der Sensorsignalverarbeitung in einer solchen Anordnung besteht in der Verwendung einer zusätzlichen Prüfwicklung für jeden Sensor und dem Erzeugen eines Signalstroms in der Signalleitung durch Induktion. Der Signalstrom kann dann verarbeitet werden und die Funktion der entsprechenden Verarbeitungsvorrichtungen kann überprüft werden.Furthermore, one of the three current sensors and other corresponding devices for processing the sensor signal have been omitted in order to save costs and space. As a result, the above-described method can not be applied. One way to verify the operation of the sensor signal processing in such an arrangement is to use an additional test winding for each sensor and Generating a signal current in the signal line by induction. The signal stream can then be processed and the function of the corresponding processing devices can be checked.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Überprüfen einer Funktionsweise eines elektrischen Drei-Phasen-Systems auf Plausibilität bereitzustellen, das eine zuverlässige Erkennung von Fehlern während des Betriebs des Systems ermöglicht und das schnell genug ist, den Fehler zu erkennen, ehe das System oder Teile des Systems beschädigt werden. Weiterhin ist es wünschenswert, daß der Aufwand für die Plausibilitätsprüfung gering ist und die Plausibilitätsprüfung nicht den normalen Betrieb des Systems stört. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer entsprechenden Anordnung.It An object of the present invention is a method for checking a To provide a three-phase electrical system for plausibility the one reliable Detection of errors during the operation of the system and that's fast enough to spot the mistake before the system or parts of the system are damaged become. Furthermore, it is desirable that the Effort for the plausibility check low is and the plausibility check is not the normal operation of the system interferes. Another object of the invention is to provide a corresponding arrangement.
Zum Erläutern eines wichtigen Aspekts der Erfindung wird ein rotierender Vektor bzw. Zeiger definiert, wobei der Zeiger einen Betriebszustand des Drei-Phasen-Systems darstellt. Der Zeiger kann insbesondere ein Stromraumzeiger des Verbraucherstroms sein. Er kann zum Berechnen anderer Größen benutzt werden, die den Betriebszustand beschreiben, zum Beispiel ein Drehmoment einer elektromagnetischen Maschine, die Teil des Verbrauchers ist oder die der Verbraucher ist. Der Zeiger rotiert mit einer Frequenz, die gleich der Frequenz des von den Phasen geführten Wechselstroms ist. Die Länge des Zeigers (d.h. die Wurzel des Quadrats des Zeigers) kann sich während des Normalbetriebs ändern, beispielsweise infolge einer Änderung des Verbrauchers oder einer Bedarfsänderung. Eine Längenveränderung enthält jedoch auch Informationen über Eingangswerte (wie beispielsweise Meßwerte der Phasenströme des Systems), von denen der Zeiger abhängig ist. Infolgedessen sind Absolutwerte, die im Verhältnis zur Zeigerlänge stehen (z.B. die Länge, das Längenquadrat und abgeleitete Größen wie beispielsweise das Drehmoment der elektromagnetischen Maschine), von den gemessenen Phasenströmen des Drei-Phasen-Systems abhängig.To the Explain An important aspect of the invention becomes a rotating vector or pointer defined, wherein the pointer represents an operating state of the three-phase system. The pointer may, in particular, be a current-space pointer of the consumer current be. It can be used to calculate other quantities that use the Operating state describe, for example, a torque of an electromagnetic Machine that is part of the consumer or the consumer is. The pointer rotates at a frequency equal to the frequency of the guided by the phases AC is. The length of the pointer (i.e., the root of the square of the pointer) may become while change the normal operation, for example as a result of a change of the consumer or a change in demand. A change in length contains but also information about Input values (such as measured values of the phase currents of the system), of which the pointer depends is. As a result, absolute values relative to pointer length stand (e.g., the length, the length square and derived quantities such as the torque of the electromagnetic machine), from the measured Live Streaming of the three-phase system dependent.
Es ist eine Grundidee der Erfindung, Meßinformationen auszuwerten, die im Verhältnis zu diesem Zeiger stehen oder anders gesagt die Eigenschaften des Zeigers beschreiben.It is a basic idea of the invention to evaluate measurement information, the in proportion stand to this pointer or in other words the properties of the Describe pointer.
Während des Betriebs eines Stromrichters kann jede, den Betriebszustand des Drei-Phasen-Systems beschreibende Größe Schwingungen und/oder Schwankungen unterliegen. So kann sich die Zeigerlänge auf eine Weise ändern, die es erschwert, nützliche Informationen zu erhalten. Um dieses Problem zu überwinden, wird vorgeschlagen, bestimmte Betriebszustände und/oder -zeiten auszuwählen, wo die Schwankungen weniger bedeutsam sind.During the Operation of a power converter can be any, the operating state of the Three-phase system descriptive size oscillations and / or fluctuations subject. So the pointer length can change in a way that it makes it difficult, useful To get information. To overcome this problem, it is proposed certain operating conditions and / or times to select where the fluctuations are less significant.
Anders gesagt kann das folgende Verfahren durchgeführt werden: Ein Fehler beim Messen von Phasenströmen des Systems wird durch Auswerten mindestens eines Absolutwertes erkannt, der zum Zeiger im Verhältnis steht, wobei der Zeiger mit einer Frequenz rotiert, die mit der Frequenz des von den Phasen geführten Wechselstroms identisch ist. Eine Steuervorrichtung erzeugt wiederholt identische oder ähnliche Folgen von Steuersignalen zum Steuern des Stromrichters. Auf Grundlage der Zeitgabe dieser Folgen wird die Zeit des Bestimmens (z.B. Messens) des mindestens einen Absolutwertes ausgewählt oder entsprechende Informationen werden für spätere Auswertung gesichert. D.h. die Zeit entspricht einem Rotationspositionszeiger.Different said the following procedure can be performed: An error in Measuring phase currents of the system is evaluated by evaluating at least one absolute value recognized, the pointer to the ratio stands, wherein the pointer rotates at a frequency that coincides with the Frequency of the guided by the phases AC is identical. A control device generates repeatedly identical or similar Consequences of control signals for controlling the power converter. Based on the timing of these sequences becomes the time of determining (e.g., measuring) of the at least one absolute value selected or corresponding information will be for later evaluation secured. That the time corresponds to a rotation position pointer.
Insbesondere wird folgendes vorgeschlagen: ein Verfahren zum Überprüfen einer Funktionsweise eines elektrischen Drei-Phasen-Systems auf Plausibilität, wobei das System einen Stromrichter und einen Verbraucher, insbesondere einen Antriebsmotor eines Eisenbahn-Zugfahrzeuges, umfaßt, und wobei:
- – der Verbraucher über eine Wechselstromleitung mit drei Phasen mit dem Stromrichter verbunden ist,
- – der Verbraucher zu den drei Phasen symmetrisch ist,
- – von mindestens zwei der drei Phasen geführte Phasenströme gemessen werden,
- – der Stromrichter durch eine Steuervorrichtung gesteuert wird,
- – die Steuervorrichtung Werte der gemessenen Phasenströme zum Betreiben des Systems benutzt,
- – die Steuervorrichtung wiederholt identische oder ähnliche Folgen von Steuersignalen zum Steuern des Stromrichters erzeugt,
- The consumer is connected to the converter via an AC line with three phases,
- - the consumer is symmetrical to the three phases,
- Measuring phase currents conducted by at least two of the three phases,
- The converter is controlled by a control device,
- The controller uses values of the measured phase currents to operate the system,
- The control device repeatedly generates identical or similar sequences of control signals for controlling the power converter,
Insbesondere
kann der Stromrichter ein Wechselrichter mit elektronischen Ventilen
sein, wobei der Stromrichter über
die drei Phasen mit einem Motor verbunden ist. Die elektronischen
Ventile werden von der Steuervorrichtung wiederholt ein- und ausgeschaltet,
um den Wechselstrom zu erzeugen, und dadurch wird ein rotierendes
Magnetfeld erzeugt, das das Umlaufen des Rotors des Motors veranlaßt. Gewünschte oder
vorbestimmte Figuren des Magnetflusses des Motors als Funktion des
Drehwinkels können
durch Ausgabe entsprechender Steuersignale an den Wechselrichter
realisiert werden. Beispielsweise kann die gewünschte Flußfigur kreisförmig oder
ein Vieleck mit sechs oder achtzehn Ecken sein. Die in der Praxis
erhaltenen Flußfiguren
unterscheiden sich jedoch von den gewünschten Flußfiguren aufgrund des Schaltens
der elektronischen Ventile. In
In der Praxis können den Schalthandlungen entsprechende Werte in einer Datengruppe für einen gesamten Rotationszyklus oder Teil eines Rotationszyklus gespeichert werden. Das gesamte Steuerverfahren kann von Software und/oder Hardware durchgeführt werden. In diesem Fall kann die Berechnung der Absolutwerte, die von der Länge des rotierenden Zeigers (z.B. des Stromraumzeigers) abhängig sind, insbesondere durch die Folgen ausgelöst werden. Als Alternative oder zusätzlich können die Absolutwerte fortlaufend berechnet werden und bestimmte Werte, die den gleichen oder ähnlichen Folgen oder entsprechenden Rotationspositionen des Magnetfeldes entsprechen, können ausgewertet und/oder gesichert werden. Wenn beispielsweise der rotierende Zeiger ein Stromraumzeiger ist, werden Meßwerte der mindestens zwei gemessenen Phasenströme gesichert und es wird ein Auswertungsverfahren zum Überprüfen der Plausibilität regelmäßig wie beispielsweise einmal am Ende oder nach dem Ende jedes Rotationszyklus des Magnetfeldes durchgeführt.In the practice can the switching operations corresponding values in a data group for an entire Rotation cycle or part of a rotation cycle are stored. The entire control process may be software and / or hardware carried out become. In this case, the calculation of the absolute values, the of the length of the rotating pointer (e.g., the current space hand), in particular triggered by the consequences become. As an alternative or in addition can the absolute values are continuously calculated and certain values, the same or similar Follow or corresponding rotational positions of the magnetic field can correspond be evaluated and / or secured. For example, if the rotating pointer is a current space pointer, readings of at least two measured phase currents secured and there will be an evaluation process to check the plausibility regularly like for example, once at the end or after the end of each rotation cycle carried out of the magnetic field.
Wie schon erwähnt kann der rotierende Zeiger beispielsweise ein Stromraumzeiger sein. Es können jedoch andere Zeiger definiert werden, die die gewünschten Informationen über das Verhalten des Systems enthalten, insbesondere Zeiger, die dem Stromraumzeiger gleichwertig sind oder unter Verwendung desselben berechnet werden.As already mentioned For example, the rotating pointer may be a current space pointer. It can however, other pointers are defined that have the desired information about contain the behavior of the system, in particular pointers to the Current space pointers are equivalent or using the same be calculated.
Insbesondere werden die Absolutwerte vorzugsweise unter Verwendung der gemessenen Phasenströme berechnet, wenn der rotierende Zeiger ein Stromraumzeiger ist, der Phasenverschiebungen und Amplituden der drei Phasenströme entspricht.Especially For example, the absolute values are preferably measured using the measured values phase currents calculated when the rotating pointer is a Stromraumzeiger, the Phase shifts and amplitudes of the three phase currents corresponds.
Insbesondere
kann der Absolutwert (z.B. das Drehmoment der elektromagnetischen
Maschine) durch die die gemessenen Phasenströme benutzende Steuervorrichtung
berechnet werden, wenn der Absolutwert aus dem rotierenden Zeiger
und dem Magnetfluß einer
elektromagnetischen Maschine berechnet wird (z.B. durch Berechnen
eines Produkts des Zeigers und des Flusses). Beispielsweise kann die
Steuervorrichtung das Betriebsverhalten des Verbrauchers unter Verwendung
eines durch Software implementierten Modells modellieren. Die gemessenen
Phasenströme,
weitere Eingangsgrößen (wie beispielsweise
eine elektrische Spannung und die Drehgeschwindigkeit der Maschine)
und Parameter der Maschine werden vom Modell benutzt. Beispielsweise
ist in
Wie schon erwähnt gibt es verschiedene mögliche Gründe für einen Ausfall oder eine Fehlfunktion der Phasenstrommessung. Wenn beispielsweise eine Fehlfunktion einer für die Strommessung benutzten Stromversorgung auftritt, wird dies gewöhnlich eine sofortige Reaktion ergeben, die durch Beobachten des Stromraumzeigers detektiert werden kann. In einem anderen Fall können sich die Eigenschaften eines Nebenschlußwiderstandes (der beim Messen eines Phasenstroms zum Umwandeln eines Stromsignals in ein Spannungssignal benutzt wird) allmählich mit der Zeit ändern. In diesem Fall könnte die Steuervorrichtung, die die gemessenen Phasenströme benutzt, versuchen, den entsprechenden Meßfehler zu kompensieren. Es ist jedoch immer noch möglich, den Meßfehler zu erkennen, besonders wenn wie schon erwähnt ein Modell von der Steuervorrichtung benutzt wird.As already mentioned There are different possible reasons for one Failure or malfunction of the phase current measurement. If, for example a malfunction of a for When the current measurement used power supply occurs, this usually becomes one Immediate reaction by observing the current space pointer can be detected. In another case, the properties may be a shunt resistor (measuring a phase current to convert a current signal is used in a voltage signal) gradually change with time. In this case could the control device that uses the measured phase currents, try to compensate for the corresponding measurement error. It but it is still possible the measurement error to recognize, especially if as already mentioned a model of the control device is used.
Der Absolutwert ist vorzugsweise ein Quadratwert, der das Quadrat der Länge des rotierenden Zeigers darstellt. Ein Vorteil der Verwendung eines Quadratwertes liegt in der Tatsache, daß eine Länge eines Zeigers leicht durch Verwendung von Quadratwerten von Komponenten des Zeigers berechnet werden kann, beispielsweise von gemessenen Phasenströmen im Fall eines Stromraumzeigers. Es wird Meßzeit gespart und Kosten verringern sich.Of the Absolute value is preferably a square value that is the square of the Length of the represents rotating pointer. An advantage of using a square value lies in the fact that a Length of one Pointer easily by using squared values of components of the pointer can be calculated, for example, from measured Live Streaming in the case of a current space pointer. It saves measurement time and reduces costs yourself.
Weiterhin wird bevorzugt, daß die Absolutwerte für eine Vielzahl von Rotationspositionen des Zeigers berechnet werden, von denen jede einer der gleichen oder ähnlichen Folgen entspricht. Eine Differenz zwischen den Absolutwerten von mindestens zwei der Rotationspositionen oder Abweichungen von mindestens zwei der Rotationspositionen und einem Vergleichswert werden zur Bestimmung einer Fehlerart beim Messen mindestens eines der Phasenströme benutzt. Insbesondere lassen sich mit diesem Verfahren Verstärkungs- und Offsetfehler unterscheiden. Diese zwei unterschiedlichen Fehlerarten zeigen ein individuelles charakteristisches Verhalten hinsichtlich Schwankungen der Zeigerlänge während der Rotation, was ausführlicher später beschrieben wird. Es ist daher möglich, zu erkennen, ob der Meßfehler ein Verstärkungsfehler und/oder ein Offsetfehler ist.It is further preferred that the absolute values be calculated for a plurality of rotational positions of the pointer, each of which corresponds to one of the same or similar sequences. A difference between the absolute values of at least two of the rotational positions or deviations of at least two of the rotational positions and ei A comparison value is used to determine a fault type when measuring at least one of the phase currents. In particular, this method can be used to distinguish amplification and offset errors. These two different types of errors show individual characteristic behavior with respect to variations in pointer length during rotation, which will be described in more detail later. It is therefore possible to detect whether the measurement error is a gain error and / or an offset error.
Ein Weg zum Detektieren eines Fehlers beim Messen mindestens eines der Phasenströme besteht in der Durchführung eines Vergleichs: der Absolutwert wird mit einem vorhergehenden Absolutwert an einer gleichen Rotationsposition des Zeigers verglichen, oder wird mit einem aus einer Vielzahl von vorhergehenden Absolutwerten abgeleiteten Vergleichswert verglichen. Das Vergleichsergebnis wird zum Erkennen des Fehlers benutzt.One Way to detect an error while measuring at least one of the phase currents consists in the implementation of a comparison: the absolute value comes with a previous one Absolute value compared at a same rotational position of the pointer, or is one of a plurality of preceding absolute values derived comparative value. The comparison result will be used to detect the error.
Wenn die Plausibilitätsprüfung durchgeführt wird, kann sie ein besonderes Verfahren zum Entscheiden, ob ein Ausfall und/oder eine Fehlfunktion besteht, enthalten. Dieses besondere Verfahren wird in der vorliegenden Beschreibung als "Fuzzy-Auswertung" bezeichnet. Es führt zu besonders zuverlässigen Entscheidungsergebnissen.If the plausibility check is carried out It can be a special procedure for deciding whether a failure and / or there is a malfunction. This particular Method is referred to in the present specification as "fuzzy evaluation". It leads to special reliable Decision results.
Wenn die Plausibilitätsprüfung durchgeführt wird, wird vorgeschlagen, wiederholt einen ersten Plausibilitätswert zu bestimmen, wobei der erste Plausibilitätswert ein Momentanmaß eines Grades an Plausibilität und/oder Nichtplausibilität ist. Weiterhin wird aus einer Vielzahl der ersten Plausibilitätswerte ein zweiter Plausibilitätswert abgeleitet, wobei jeder der ersten Plausibilitätswerte den zweiten Plausibilitätswert entsprechend seinem Grad an Plausibilität und/oder Nichtplausibilität beeinflussen kann. Es wird eine entsprechende Handlung unternommen, wenn der zweite Plausibilitätswert ein vorbestimmtes Kriterium efüllt.If the plausibility check is carried out It is proposed to repeatedly provide a first plausibility value determine, wherein the first plausibility value is an instant measure of a Degree of plausibility and / or implausibility is. Furthermore, a large number of the first plausibility values will be used a second plausibility value each of the first plausibility values corresponding to the second plausibility value his degree of plausibility and / or implausibility can influence. An appropriate action is taken when the second plausibility value fulfills a predetermined criterion.
Bei der Fuzzy-Auswertung spiegelt der zweite Plausibilitätswert die Plausibilität einer Vielzahl erster Plausibilitätswerte wider. Es ist daher weniger wahrscheinlich, daß ein fehlerhafter erster Plausibilitätswert beispielsweise eine Unterbrechung des Stromrichterbetriebs ergibt. Die Wirkung der Fuzzy-Auswertung kann mit der Wirkung eines intelligenten Filters verglichen werden. Weiterhin läßt sie sich leicht in Hardware und/oder Software implementieren, beispielsweise durch Verwendung eines Zählers, wobei der Zählerwert der zweite Plausibilitätswert ist. Der Begriff "Zähler" ist nicht auf das Zählen von ganzen Zahlen begrenzt. In dem Beispiel ergibt ein erster Plausibilitätswert mit einem geringeren Grad an Plausibilität eine größere Zunahme der Zählerzahl als ein erster Plausibilitätswert mit einem höheren Grad an Plausibilität. Umgekehrt kann die Zählerzahl verringert werden, wenn der Plausibilitätsgrad des ersten Plausibilitätswertes hoch ist.at the fuzzy evaluation reflects the second plausibility value plausibility a plurality of first plausibility values. It is therefore less likely that one incorrect first plausibility value For example, results in an interruption of the converter operation. The effect of fuzzy evaluation can be compared to the effect of a smart filter. Furthermore, she lets herself easy to implement in hardware and / or software, for example by using a counter, where the counter value the second plausibility value is. The term "counter" is not on the Counting from limited to integers. In the example, a first plausibility value results with a lesser degree of plausibility a greater increase in the number of counters as a first plausibility value with a higher one Degree of plausibility. Conversely, the counter number be reduced if the plausibility level of the first plausibility value is high.
Es gibt mehrere Merkmale, die bei diesem Grundansatz unabhängig voneinander oder in Kombination mindestens einiger der Merkmale kombiniert werden können. Als erstes kann der Plausibilitätsgrad des ersten Plausibilitätswertes gewichtet werden und der zweite Plausibilitätswert wird entsprechend dem gewichteten ersten Plausibilitätswert beeinflußt. Im einfachsten Fall kann ein Gewichtungsfaktor 1 für alle Plausibilitätsgrade des ersten Plausibilitätswertes benutzt werden. Es ist jedoch auch möglich, das Gewicht der ersten Plausibilitätswerte entsprechend einer Steigerung des Plausibilitätsgrades zu verringern.It There are several features that are independent of each other in this basic approach or in combination of at least some of the features can. First, the plausibility level the first plausibility value are weighted and the second plausibility value is determined according to the weighted first plausibility value affected. In the simplest case, a weighting factor of 1 can be used for all plausibility levels the first plausibility value to be used. However, it is also possible the weight of the first Plausibility values accordingly an increase in the degree of plausibility to reduce.
Zweitens ist es möglich, zu entscheiden, ob der Plausibilitätsgrad des ersten Plausibilitätswertes einem unteren Schwellenwert entspricht und/oder geringer als der Schwellenwert ist. Wenn dies der Fall ist, wird der zweite Plausibilitätswert beeinflußt, um die verringerte Plausibilität aufzuzeigen. Wenn dies nicht der Fall ist, wird der zweite Plausibilitätswert nicht abgeändert oder abgeändert, um eine erhöhte Gesamtplausibilität zu zeigen (z.B. wird die Zählerzahl verringert).Secondly Is it possible, to decide whether the plausibility level of the first plausibility value one lower threshold and / or less than the threshold is. If this is the case, the second plausibility value is affected to prevent the reduced plausibility show. If this is not the case, the second plausibility value does not become amended or modified, to an increased total plausibility to show (e.g., the counter number ) Is reduced.
Drittens ist es möglich, daß nur die Wirkung einer begrenzten Anzahl der jüngsten ersten Plausibilitätswerte den zweiten Plausibilitätswert beeinflußt. Das bedeutet, daß erste Plausibilitätswerte, die zu Vorfällen gehören, die vor langer Zeit stattfanden, den zweiten Plausibilitätswert nicht beeinflussen. Wenn als Alternative ein Zähler für den zweiten Plausibilitätswert benutzt wird, ist sowohl Erhöhen als auch Verringern der Zählerzahl möglich in Abhängigkeit von dem Plausibilitätsgrad des ersten Plausibilitätswertes. Infolgedessen kann die Zählerzahl auf null verringert werden und in diesem Fall beeinflussen Vorfälle, die in der Vergangenheit stattfanden, nicht mehr den zweiten Plausibilitätswert.thirdly Is it possible, that only the effect of a limited number of the youngest initial plausibility values the second plausibility value affected. That means first Plausibility values the to incidents belong, that took place a long time ago, not the second plausibility value influence. If, as an alternative, a counter for the second plausibility value is used is, is both increase as well as decreasing the counter number possible dependent on from the plausibility level the first plausibility value. As a result, the counter number be reduced to zero and in this case, incidents that influence in the past, no longer the second plausibility value.
Insbesondere ist der erste Plausibilitätswert eine Differenz zwischen einer momentanen Zählerlänge (oder dem Längenquadrat) und einem Vergleichswert, z.B. dem Mittelwert der Längenwerte von einem oder mehr als einem Rotationszyklus des Zeigers. Zusätzlich oder als Alternative weist eine höhere Abweichung von einem normalen, erwarteten oder gewünschten Ergebnis einen geringeren Plausibilitätsgrad auf und umgekehrt. Sollte die Differenz der erste Plausibilitätswert sein, ist der Plausibilitätsgrad für höhere Differenzen niedriger. Beispielsweise kann das vorbestimmte Kriterium sein, daß ein Schwellenwert des zweiten Plausibilitätswertes erreicht und/oder überschritten wird. Im allgemeinen weist die Fuzzy-Auswertung oder eine ihrer Ausführungsformen die folgenden Vorteile auf:
- – Kleine und/oder seltene Abweichungen von einem normalen, erwarteten oder gewünschten Zustand ergeben nicht unbedingt eine Unterbrechung des Stromrichterbetriebs.
- – Große und/oder viele Abweichungen von einem normalen, erwarteten oder gewünschten Zustand ergeben eine schnelle und zuverlässige Erkennung des Ausfalls und/oder der Fehlfunktion.
- – Das Verfahren läßt sich leicht implementieren. Die Parameter des Verfahrens wie beispielsweise Gewicht und Schwellenwerte können leicht angepaßt werden.
- – Ein Verfahren, das bei einer geringen Wiederholungsfrequenz funktionieren könnte aber Teil einer Steuerroutine auf höherer Ebene sein könnte, kann das Ergebnis der Fuzzy-Auswertung zuverlässig überprüfen, insbesondere die Zählerzahl überprüfen.
- - Small and / or rare deviations from a normal, expected or desired condition do not necessarily result in an interruption of the converter operation.
- - Large and / or many deviations from a normal, expected or desired state result in a fast and reliable detection of the failure and / or malfunction.
- The method is easy to implement. The parameters of the method such as weight and thresholds can be easily adjusted.
- A method that could operate at a low repetition frequency but could be part of a higher level control routine can reliably verify the result of the fuzzy evaluation, in particular checking the count.
Insbesondere kann, wenn ein Fehler beim Messen mindestens eines der Phasenströme erkannt worden ist, der Betrieb des Stromrichters angehalten und wieder gestartet werden und es kann eine ausführliche Analyse eines Fehlergrundes nach dem Anhalten und vor oder während des Wiederstartens des Stromrichters durchgeführt werden. Beispielsweise können ausführliche Prüfungsroutinen bei Initialisierung des Stromrichterbetriebes durchgeführt werden.Especially can if an error is detected while measuring at least one of the phase currents has been stopped, the operation of the power converter and again can be started and it can be a detailed analysis of a reason for the error after stopping and before or during restarting the converter. For example can detailed test routines be carried out at initialization of the converter operation.
Weiterhin wird vorgeschlagen, eine Anordnung bereitzustellen, die das Verfahren gemäß mindestens einer der oben beschriebenen Ausführungsformen durchführen kann. Die Anordnung kann Teil des Stromrichters, insbesondere Teil einer Steuervorrichtung des Stromrichters sein. Sie kann durch Hardware und/oder Software realisiert werden.Farther It is proposed to provide an arrangement that the method according to at least can perform any of the embodiments described above. The arrangement may be part of the power converter, in particular part of a Be control device of the power converter. It can by hardware and / or software are realized.
Weiterhin enthält die vorliegende Erfindung folgendes:
- – eine mit Computer ladbare Datenstruktur, die das Verfahren gemäß einer der in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen bei Ausführung auf einem Computer durchführen kann,
- – ein Computerprogramm, wobei das Computerprogramm das Verfahren gemäß einer der in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen bei Ausführung auf einem Computer durchführen kann,
- – ein Computerprogramm mit Programmitteln zum Durchführen des Verfahrens gemäß einer der in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen bei Ausführung des Computerprogramms auf einem Computer oder einem Computernetz,
- – ein Computerprogramm mit Programmitteln gemäß dem vorhergehenden Punkt, wobei die Programmittel auf einem von einem Computer lesbaren Speichermedium gespeichert sind,
- – ein Speichermedium, wobei eine Datenstruktur auf dem Speichermedium gespeichert ist und wobei die Datenstruktur das Verfahren gemäß einer der in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen durchführen kann, nachdem es in einen Haupt- und/oder Arbeitsspeicher eines Computers oder eines Computernetzes eingeladen worden ist, und
- – ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, wobei die Programmcodemittel auf einem Speichermedium gespeichert werden können oder gespeichert sind, um das Verfahren gemäß einer der in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen bei Ausführung der Programmcodemittel auf einem Computer oder einem Computernetz durchzuführen.
- A computer-loadable data structure that can perform the method according to any of the embodiments described in the present specification when executed on a computer,
- A computer program, the computer program being able to carry out the method according to one of the embodiments described in the present description when executed on a computer,
- A computer program with program means for carrying out the method according to one of the embodiments described in the present description when the computer program is executed on a computer or a computer network,
- A computer program with program means according to the preceding item, the program means being stored on a computer-readable storage medium,
- A storage medium, wherein a data structure is stored on the storage medium, and wherein the data structure can perform the method according to any of the embodiments described in the present specification after it has been loaded into a main and / or working memory of a computer or a computer network, and
- - A computer program product with program code means, wherein the program code means may be stored on a storage medium or stored to perform the method according to one of the embodiments described in the present specification when executing the program code means on a computer or a computer network.
Insbesondere kann der in einem der obigen Abschnitte erwähnte Computer oder Teil des Computernetzes durch Verwendung einer Verarbeitungseinheit, besonders einer zentralen Verarbeitungseinheit der Steuervorrichtung realisiert werden. Es kann zumindest die Verarbeitung des Absolutwertes und der Fehlererkennung vom Computer oder Computernetz durchgeführt werden. Das Computerprogrammprodukt ist als ein Produkt zu verstehen, das als Gut verkauft oder gehandelt werden kann.Especially may be the computer or part of the computer mentioned in any of the above paragraphs Computer network by using a processing unit, especially realized a central processing unit of the control device become. It can at least be the processing of the absolute value and error detection by the computer or computer network. The computer program product is to be understood as a product that can be sold or traded as a good.
Im folgenden werden besondere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beispielhafterweise und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. Die Figuren der Zeichnung zeigen schematisch:in the The following will be specific embodiments of the present invention by way of example and with reference described on the accompanying drawing. The figures of the drawing show schematically:
Eingangssignalleitungen
der elektronischen Ventile zum Empfangen von Schaltsignalen können mit
einem Steuersignaleingang
Nach
der Darstellung in
Eine
erste
Bei
Hochleistungsanwendungen wie beispielsweise in Eisenbahn-Zugfahrzeugen
kann die Stromsensorfunktion auf dem Grundsatz der Erkennung eines
Stroms durch Auswertung des vom Strom erzeugten Magnetfeldes beruhen.
Ein Beispiel für eine
solchen Stromsensors
Zwischen
dem Strom-/Spannungswandler
Ein
Ausgang des Verstärkers
Während des
Betriebs des Stromrichters
Nach
dem in
Im nachfolgenden Schritt S12 werden Phasenströme von mindestens zwei der Phasen, die der Zeit des momentanen Schaltzustandes der Ventile entsprechen, abgetastet. Typischerweise rotiert ein Asynchronmotor, der als Antriebsmotor eines Eisenbahn-Zugfahrzeuges benutzt wird, mit einer Rotorfrequenz von 0 bis 150 Hz oder höher, die Schaltfrequenz des Stromrichters liegt im Bereich von 250 Hz bis 800 Hz und die Abtastfrequenz des Abtastens der gemessenen Phasenstromwerte ist noch höher, nämlich im Bereich einiger kHz, z.B. 2 bis 4 kHz.in the subsequent step S12, phase currents of at least two of Phases which correspond to the time of the instantaneous switching state of the valves, sampled. Typically, an asynchronous motor rotates as Drive motor of a railway towing vehicle is used, with one Rotor frequency from 0 to 150 Hz or higher, the switching frequency of the Power converter is in the range of 250 Hz to 800 Hz and the sampling frequency the sampling of the measured phase current values is even higher, namely in Range of several kHz, e.g. 2 to 4 kHz.
Im nachfolgenden Schritt S13 wird entschieden, ob die abgetasteten Phasenstromwerte in einer Plausibilitätsprüfung auszuwerten sind. Wenn beispielsweise eine bestimmte Folge aufeinanderfolgender Schaltzustände erkannt wird (z.B. die Schaltzustände 0, 0, 0 und 0, 0, 1 wechselnd wiederholt mindestens viermal), wird entschieden, daß sich das System in einem vorbestimmten Betriebszustand befindet und daß die abgetasteten Phasenstromwerte auszuwerten sind. Infolgedessen fährt das Verfahren mit dem Schritt S14 fort, wobei die abgetasteten Phasenstromwerte so gesichert werden, daß der entsprechende Betriebszustand des Systems später bestimmt werden kann. Beispielsweise werden die Werte in einem zusätzlichen Datenfeld gesichert, das der entsprechenden Menge von Zahlen der momentanen Schalthandlung zugewiesen ist. Auch ist es möglich, daß Phasenstromwerte für andere Schaltzustände, insbesondere für jeden Schaltzustand gesichert werden, und daß eine Markiererinformation zum Markieren des Zustandes und/oder der Werte zur Auswertung gesichert wird. Auch können die Phasenstromwerte sofort ausgewertet werden.in the subsequent step S13, it is decided whether the sampled Phase current values are to be evaluated in a plausibility check. If For example, a specific sequence of successive switching states detected (e.g., the switching states 0, 0, 0 and 0, 0, 1 alternately repeated at least four times), is decided that the system is in a predetermined operating condition and that the sampled Phase current values are evaluated. As a result, that drives The method continues with step S14, wherein the sampled phase current values be secured so that the corresponding operating state of the system can be determined later. For example the values are in an additional Data field backed up to the appropriate set of numbers current switching action is assigned. It is also possible that phase current values for others Switching states, in particular for each Switching be secured, and that a marker information saved for marking the status and / or the values for evaluation becomes. Also can the phase current values are evaluated immediately.
Nach dem Schritt S14, und wenn im Schritt S13 entschieden wird, daß die abgetasteten Phasenstromwerte nicht in der Plausibilitätsprüfung auszuwerten sind, kehrt das Verfahren zum Schritt S10 zurück.To the step S14, and if it is decided in the step S13 that the sampled Phase current values are not evaluated in the plausibility check, returns the process returns to step S10.
Als
Ergebnis des Verfahrens steht/stehen mindestens eine Menge der gemessenen
Phasenstromwerte, vorzugsweise mehrere Mengen, zur Auswertung zur
Verfügung.
In einer bestimmten Ausführungsform
werden sechs Werte jedes gemessenen Phasenstroms zur Auswertung
in jedem Rotationszyklus des magnetischen Statorflußvektors
der Maschinen benutzt, wobei die sechs Werte konstant beabstandeten
Rotationswinkeln des Flußvektors entsprechen,
z.B. Ecken einer vieleckigen Flußfigur (siehe zum Beispiel
die in
Nach
dem in
Im Schritt S21 wird die Länge mit einem Mittelwert (z.B. dem Mittelwert der Zeigerlängenwerte der vorhergehenden drei oder vier (oder einer sonstigen Anzahl) von Rotationszyklen des Flußvektors oder des rotierenden Zeigers an derselben Rotationsposition verglichen. Da eine Längenveränderung, die durch eine Änderung des Verbraucherstroms verursacht wird, über drei oder vier aufeinanderfolgende Rotationszyklen verhältnismäßig gering ist – wenn der Verbraucher eine Elektromaschine ist – wird der Vergleich die Wirkung eines Meßfehlers erkennen.In step S21, the length is compared with an average value (eg, the average of the pointer length values of the previous three or four (or other numbers) of rotation cycles of the flux vector or rotating pointer at the same rotational position.) Since a length change caused by a change in the consumer current ver caused by three or four consecutive rotation cycles is relatively low - if the consumer is an electric machine - the comparison will detect the effect of a measurement error.
Im
Schritt S22 wird entschieden, ob die Differenz zwischen der Länge und
dem Mittelwert einen Schwellenwert überschreitet. Wenn der Schwellenwert überschritten
wird, fährt
das Verfahren mit dem Schritt S23 fort. Wenn der Schwellenwert nicht überschritten
wird, kehrt das Verfahren zum Schritt S20 zurück. Im Schritt S23 wird eine
wahlweise Analyse der Fehlerart durchgeführt, wie ausführlicher
später unter
Bezugnahme auf
Das
Verfahren, das unter Bezugnahme auf
Eine
beispielhafte Weise zur Durchführung der
Fuzzy-Auswertung
wird im folgenden unter Bezugnahme auf
Nach dem Schritt S4 fährt das Verfahren mit dem Schritt S6 fort, wobei eine Entscheidung getroffen wird, ob der Zählerwert einem zweiten Schwellenwert entspricht oder ob er dem zweiten Schwellenwert entspricht oder ihn überschreitet. Wenn dies der Fall ist, wird entschieden, daß ein Ausfall und/oder eine Fehlfunktion aufgetreten ist, und im Schritt S7 wird eine entsprechende Handlung unternommen. Wenn der zweite Schwellenwert nicht überschritten wird, kehrt das Verfahren zum Beginn zurück und fährt mit dem Schritt S1 fort.To moves to step S4 the method proceeds to step S6, wherein a decision is made will, whether the counter value corresponds to a second threshold or to the second threshold equals or exceeds him. If this is the case, it is decided that a failure and / or a Malfunction has occurred, and in step S7 is a corresponding Act undertaken. If the second threshold is not exceeded, the process returns to the beginning and proceeds to step S1.
Das oben beschriebene Verfahren kann durch Software und/oder Hardware implementiert werden. Weiterhin ist es möglich, das Verfahren abzuändern. Beispielsweise kann der Zählerwert im Schritt S5 um einen Betrag verringert werden, der von dem Betriebszustand des Systems oder des Verbrauchers abhängig ist.The The method described above may be by software and / or hardware be implemented. Furthermore, it is possible to modify the method. For example can be the counter value be reduced in step S5 by an amount that depends on the operating state depending on the system or the consumer.
Sechs
Schnittpunkte von in jeder Figur einer der kreisförmigen oder
beinahe kreisförmigen
Linien mit den Pfeillinien sind mit kleinen Kreisen markiert und
werden mit t1 bis t6 bezeichnet. Die Abstände zwischen dem Anfangspunkt
M und den Schnittpunkten entsprechen den Längen des rotierenden Zeigers an
der entsprechenden Rotationsposition. Rechts in der
In
der
Wie
schon erwähnt
zeigt die
Das Ziel jedes Steuerverfahrens zum Steuern eines Stromrichters ist ein Magnetfluß, der einem Kreis so nahe wie möglich kommt. In der Praxis werden Frequenz-Steuerverfahren gewählt, die Annäherungen der idealkreisförmigen Magnetflußfigur erzeugen (z.B. eine sechseckige oder eine achtzehneckige Flußfigur). Die Anzahl und Position der Abtastpunkte wird durch die Anzahl und Position der Phasen/Phasenwicklungen beispielsweise für das typische System mit drei Phasen bestimmt. Für den typischen Fall von drei Phasen mit 120 Grad Phasenverschiebung (und der entsprechenden Winkelposition) können wie schon beschrieben die sechs Abtastpunkte mit 60 Grad Abständen zwischen ihnen benutzt werden. Es wird bevorzugt, daß das Steuersystem an einem der Abtastpunkte zu einer der Phasen umschaltet. Alle nichtkreisförmigen Steuerverfahren schalten typischerweise auf die nächste Phase um, wenn der Flußzeiger die Winkelphasenposition überquert, und erzeugen damit eine "Ecke" (im Fluß wie auch im Strom, wo der Strom unter Belastung phasenverschoben sein kann).The The aim of each control method for controlling a power converter is a magnetic flux, a circle as close as possible comes. In practice, frequency control methods are chosen, the approximations the ideal circular magnetic flux figure generate (e.g., a hexagonal or eighteen-cornered river figure). The number and position of the sample points is determined by the number and Position of the phases / phase windings, for example for the typical System with three phases determined. For the typical case of three Phases with 120 degrees phase shift (and the corresponding angular position) can be like already described the six sampling points with 60 degrees intervals between be used to them. It is preferred that the control system be connected to a the sampling points to one of the phases switches. Switch all non-circular control methods typically to the next Phase around when the flow pointer crosses the angular phase position, and thus create a "corner" (in the river as well in the stream, where the current may be out of phase under load).
Die
in
In
der
Die
in
Um eine fehlerhafte Erkennung (z.B. aufgrund von Schwankungen der elektrischen Last) zu vermeiden, müssen die oben erwähnten Abweichungen (die das Ergebnis von Schwingungen sind) für mehrere Perioden der Grundfrequenz der Phasenströme erkannt werden. Die Erkennung muß nicht schnell sein, da die Abweichungen typischerweise gering sind. Es können zur gleichen Zeit andere Verfahren zum Erkennen von ernsthafteren Störungen angewandt werden. Infolgedessen ist es zur gleichen Zeit sicher, zuverlässig und ausreichend, die oben erwähnte Fuzzy-Auswertung anzuwenden. Zusätzlich könnten Verfahren zum Kompensieren von Lastabweichungen angewandt werden (z.B. durch Verwendung des Drehmoments anstelle der Stromzeigerlänge). Dadurch wird die Zuverlässigkeit der Erkennung erhöht.Around erroneous detection (e.g., due to variations in the electrical Load) the ones mentioned above Deviations (which are the result of vibrations) for several Periods of the fundamental frequency of the phase currents are detected. The detection does not have to be fast be because the deviations are typically small. It can to at the same time other methods of detecting more serious disturbances have been applied become. As a result, it is safe, reliable and reliable at the same time sufficient, the above mentioned Apply fuzzy evaluation. In addition, procedures could to compensate for load deviations (e.g. Use of torque instead of current pointer length). Thereby becomes the reliability the detection increases.
Die
in
Während des
Betriebs des Systems werden Meßwerte
der Phasenströme
in digitaler Form vom A/D-Wandler
In
dem durch
ZusammenfassungSummary
Plausibilitätsprüfung eines elektrischen Drei-Phasen-SystemsPlausibility check of a electric three-phase system
Ein Fehler beim Messen von Phasenströmen des Systems wird detektiert, indem Absolutwerte für bestimmte Betriebszeiten ausgewertet werden. Die Absolutwerte sind von der Länge eines rotierenden Zeigers abhängig, der mit einer Frequenz rotiert, die gleich einer Frequenz der Phasenströme ist, wobei die Länge des rotierenden Zeigers von den Phasenströmen abhängig ist. Die Absolutwerte werden zum Detektieren eines Fehlers beim Messen mindestens eines der Phasenströme benutzt. Eine Steuervorrichtung erzeugt wiederholt identische oder ähnliche Folgen von Steuersignalen zum Steuern des Stromrichters (Schritte S10 und S11). Basierend auf der Information über diese Folgen wird der entsprechende Absolutwert ausgewählt oder eine entsprechende Messinformation für eine spätere Auswertung gespeichert (Schritte S12, S13 und S14).One Error when measuring phase currents of the Systems is detected by absolute values for certain operating times be evaluated. The absolute values are of the length of one depending on the rotating pointer, which rotates at a frequency equal to a frequency of the phase currents, being the length of the rotating pointer is dependent on the phase currents. The absolute values are used to detect an error when measuring at least one the phase currents used. A control device repeatedly generates identical or similar Consequences of control signals for controlling the power converter (steps S10 and S11). Based on the information about these consequences, the corresponding absolute value selected or a corresponding measurement information stored for later evaluation (Steps S12, S13 and S14).
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