DE112016002716B4 - Leistungswandlervorrichtung - Google Patents

Abstract

Leistungswandlervorrichtung, die Folgendes aufweist:
- eine Leistungswandlerschaltung, die eine Leistungsumwandlung in Abhängigkeit von einem Schaltvorgang einer Halbleitereinrichtung durchführt;
- eine asymmetrische Trägersignal-Erzeugungseinrichtung, die ein asymmetrisches Trägersignal erzeugt, so dass eine für das Trägersignal notwendige Signalabsenkungszeit von einem Maximalwert auf einen Minimalwert und eine für das Trägersignal notwendige Signalanstiegszeit von dem Minimalwert auf den Maximalwert variiert;
- eine Befehlswert-Generierungseinrichtung, die einen Befehlswert erzeugt;
- eine Befehlswert-Korrektureinrichtung, die das asymmetrische Trägersignal von der asymmetrischen Trägersignal-Erzeugungseinrichtung und den Befehlswert von der Befehlswert-Generierungseinrichtung empfängt, den Befehlswert auf der Grundlage des asymmetrischen Trägersignals korrigiert und einen Nachkorrektur Befehlswert ausgibt; und
- eine Vergleichs-Einrichtung, die den Nachkorrektur Befehlswert von der Befehlswert-Korrektureinrichtung und das asymmetrische Trägersignal vergleicht und ein Gate-Signal des Schaltvorgangs der Leistungswandlerschaltung ermittelt.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Leistungswandlervorrichtung, bei der eine Halbleitervorrichtung in einem Schaltelement verwendet wird, und insbesondere eine Leistungswandlervorrichtung, bei der ein Signal mit einer unsymmetrischen Wellenform als Trägersignal verwendet wird.
• TECHNISCHES GEBIET
• Bisher hat man in verschiedenen Anwendungen eine Leistungswandlervorrichtung eingesetzt, die Eingangsleistung in Ausgangsleistung für diverse Zwecke durch eine Halbleitereinrichtung, wie z.B. einen Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT), einen Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) oder einen Thyristor zum Schalten umwandelt.
• Eine derartige Leistungswandlervorrichtung ist so beschaffen, dass dann, wenn Verzerrungen in der Eingangs-/Ausgangsleistung enthalten sind, die Verzerrungen, Geräusche oder Vibrationen der Geräte verursachen, so dass Gegenmaßnahmen ergriffen werden müssen, was zur Begrenzung der Eingangs-/Ausgangsleistungsverzerrung führt. Als eine Gegenmaßnahme wird dabei ein Pulsweitenmodulationsverfahren eingesetzt, bei dem die Steuerung mit hoher Geschwindigkeit erfolgt und das Ausgangssignal möglichst nahe an eine Sinuswelle angeglichen wird. Auch eine Methode, die als Trägervergleichsmethode bekannt ist, wird dabei implementiert, um ein Schaltsignal zu erzeugen.
• Die Trägervergleichsmethode ist eine Methode, die ein Schaltsignal durch den Vergleich eines hochfrequenten Signals, genannt Trägersignal oder Trägerwelle, mit einem Befehlswert in Übereinstimmung mit Spannung oder Strom ermittelt und das Schaltsignal spezifisch auf „High“ setzt, wenn der Befehlswert größer als das Trägersignal ist, und das Schaltsignal auf „Low“ setzt, wenn der Befehlswert kleiner als das Trägersignal ist.
• Für das Trägersignal wird in der Regel eine symmetrische Dreieckswelle verwendet. Diese „symmetrische Dreieckswelle“ ist insbesondere eine dreieckige Wellenform mit Links-Rechts-Symmetrie, so dass eine Signalabsenkungszeit, die für einen monotonen Abfall von einem Maximalwert auf einen Minimalwert notwendig ist, und eine Signalanstiegszeit von einem Minimalwert bis zu einem monotonen Anstieg auf einen Maximalwert gleich sind.
• Ein Grund für die Verwendung einer symmetrischen Dreieckswelle ist, dass beim Vergleich der harmonischen Komponenten einer symmetrischen Dreieckswelle und der harmonischen Komponenten einer asymmetrischen Dreieckswelle, letztere im Vergleich zur symmetrischen Dreieckswelle mehr niederwertige Oberschwingungen aufweist.
• Da jedoch eine Schaltungskonfiguration, die eine asymmetrische Dreieckswelle erzeugt, einfacher ist als eine Schaltungskonfiguration, die eine symmetrische Dreieckswelle erzeugt, ist es denkbar, eine Dreieckswelle mit einer Dreiecksform zu verwenden, bei der die Signalanstiegszeit und die Signalabsenkungszeit ungleich sind, d.h. eine „asymmetrische Dreieckswelle“ anstelle einer symmetrischen Dreieckswelle.
• Wenn eine asymmetrische Dreieckswelle als Trägersignal verwendet wird, verursachen niederwertige Oberschwingungen, also Oberwellen (Harmonische) niedriger Ordnung, jedoch Ausgangsverzerrungen, so dass die asymmetrische Dreieckswelle auch bei Verwendung einer asymmetrischen Dreieckswelle auf eine symmetrische Dreieckswelle eingestellt wird, indem sie auf ein Signal mit Sägezahnform korrigiert wird und nicht auf die asymmetrische Dreieckswelle, die als solche verwendet wird; dabei wird die eingestellte symmetrische Dreieckswelle als Trägersignal verwendet, und ein Vergleich mit dem Befehlswert wird durchgeführt, wie es im Einzelnen in dem Patentdokument 1 angegeben ist, was bedeutet, dass die asymmetrische Dreieckswelle nicht als Trägersignal verwendet wird.
• Die DE 10 2008 055 875 A1 betrifft ein elektromechanisches Servo-Lenksystem und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen. Das elektromechanische Servo-Lenksystem umfasst ein Lenkrad zur Eingabe eines Fahrerwunsches, ein Steuergerät und einen Servomotor, wobei das Steuergerät in Abhängigkeit von dem Fahrerwunsch ein Motor-Eingangssignal ausgibt, wobei Mittel vorgesehen sind, welche Änderungen der Motorwirkung infolge des Motorbetriebes entgegenwirken, wobei in dem Steuergerät ein mindestens die Oberwellen des Servomotors in Abhängigkeit von Parametern des Servomotors beschreibendes Oberwellenmodell vorgesehen ist. Von dem Oberwellenmodell wird in Abhängigkeit von Parametern des Servomotors ein Korrektursignal ausgegeben, das auf das Motor-Eingangssignal aufgeschaltet wird, wobei das Korrektursignal den Oberwellen des Servomotors entgegenwirkt.
• STAND DER TECHNIK
• PATENTLITERATUR
• Patentdokument 1: JP 3 326 790 B2
• ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• MIT DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
• Eine herkömmliche Leistungswandlervorrichtung ist so ausgelegt, dass bei der Verwendung eines Signals mit einer unsymmetrischen Wellenform als Trägersignal ein Problem höherer Oberschwingungen ins Auge gefasst wird, weshalb die Verwendung einer symmetrischen Dreieckswelle als Trägersignal als Selbstverständlichkeit angesehen wird. Aus diesem Grund hat man eine Leistungswandlervorrichtung, bei der ein Signal mit einer unsymmetrischen Wellenform als Trägersignal verwendet wird, bisher nicht in Betracht gezogen.
• Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Leistungswandlervorrichtung so auszubilden, dass ein Signal mit einer unsymmetrischen Wellenform als Trägersignal verwendet wird und höhere Oberwellen einer Ausgangswellenform eingeschränkt werden können.
• LÖSUNG DER PROBLEME
• Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Leistungswandlervorrichtung gemäß dem Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 8 angegeben.
• Insbesondere weist eine Leistungswandlervorrichtung gemäß der Erfindung Folgendes auf:
• eine Leistungswandlerschaltung, die eine Leistungswandlung entsprechend einem Schaltvorgang einer Halbleitereinrichtung durchführt,
• eine asymmetrische Trägersignal-Erzeugungseinrichtung, die ein unsymmetrisches Wellenform-Trägersignal erzeugt, so dass eine Signalabsenkungszeit, die notwendig ist, damit das Trägersignal von einem Maximalwert auf einen Minimalwert wechselt, und eine Signalanstiegszeit, die notwendig ist, damit das Trägersignal von dem Minimalwert auf den Maximalwert wechselt, sich unterscheiden,
• eine Befehlswert-Erzeugungseinrichtung, die einen Befehlswert erzeugt, eine Befehlswert-Korrektureinrichtung, die das asymmetrische Trägersignal von der asymmetrischen Trägersignal-Erzeugungseinrichtung und den Befehlswert von der Befehlswert-Generierungseinrichtung empfängt, den Befehlswert auf der Basis des asymmetrischen Trägersignals korrigiert und einen Nachkorrektur Befehlswert ausgibt,
• und eine Vergleichs-Einrichtung, die den Nachkorrektur-Befehlswert aus der Befehlswert-Korrektureinrichtung und das asymmetrische Trägersignal vergleicht und ein Gate-Signal des Schaltvorgangs der Leistungswandlerschaltung ermittelt.
• WIRKUNG DER ERFINDUNG
• Bei der erfindungsgemäßen Leistungswandlervorrichtung erfolgt die Pulsweitenmodulation über ein asymmetrisches Trägersignal, nachdem ein Befehlswert korrigiert worden ist, so dass ein harmonisches Signal einer zu entfernenden Ordnung überlagert wird, so dass eine verzerrungsarme Ausgangswellenform erzielt werden kann. Dadurch können Oberwellen in einer Ausgangsleistungswellenform der Leistungswandlervorrichtung eingeschränkt werden, auch wenn ein Signal mit unsymmetrischer Wellenform als Trägersignal verwendet wird.
• Figurenliste
• 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Leistungswandlervorrichtung einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
• 2 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Leistungswandlervorrichtung eines Vergleichsbeispiels in Bezug auf die erste Ausführungsform der Erfindung zeigt;
• 3 ist ein Signalwellenform-Diagramm, das einen Betriebszustand der Leistungswandlervorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
• 4 ist ein Wellenform-Diagramm, das einen Betriebszustand der Leistungswandlervorrichtung des Vergleichsbeispiels in Bezug auf die erste Ausführungsform der Erfindung zeigt;
• 5 ist ein Diagramm, das ein Trägerspektrum zeigt, wenn ein Sägezahnsignal als Trägersignal in der Leistungswandlervorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
• 6 ist ein Diagramm, in dem die Fourier-Koeffizienten einer symmetrischen Dreieckswelle und einer asymmetrischen Dreieckswelle verglichen werden;
• 7 ist ein Blockdiagramm einer Leistungswandlervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
• 8 ist ein Blockdiagramm einer Leistungswandlervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
• 9 ist eine Darstellung eines Amplitudenspektrums der Harmonischen Referenz-Einrichtung der Leistungswandlervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;
• 10 ist eine Illustration, die einen Vorteil der Korrektureinrichtung für harmonische Spannungsverzerrungen der Leistungswandlervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
• 11 ist ein Blockdiagramm einer Leistungswandlervorrichtung einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
• 12 ist ein Blockdiagramm einer Leistungswandlervorrichtung einer fünften Ausführungsform der Erfindung;
• 13 ist ein Blockdiagramm einer Leistungswandlervorrichtung einer sechsten Ausführungsform der Erfindung;
• 14 ist ein Blockdiagramm einer Leistungswandlervorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung;
• 15 ist eine Illustration, die das Prinzip einer Phasenstromwiederherstellungsmethode gemäß der siebten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
• BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
• Ausführungsform 1
• Nachfolgend wird anhand von 1 eine Leistungswandlervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
• 1 ist ein schematisches Konfigurationsschema bzw. Blockschaltbild einer Leistungswandlervorrichtung 110 gemäß der ersten Ausführungsform und stellt eine Konfiguration einer Trägervergleichsmethode dar, die eine Pulsweitenmodulationssteuerung realisiert.
• Die Leistungswandlervorrichtung 110 weist eine Leistungswandlerschaltung 3, bei der eine Halbleitereinrichtung als Schaltelement verwendet wird, und eine Vergleichs-Einrichtung 5 auf, die an die Leistungswandlerschaltung 3 angeschlossen ist und ein Gate-Signal, das einen Schaltvorgang steuert, von der Vergleichs-Einrichtung 5 an die Leistungswandlerschaltung 3 liefert.
• Die Vergleichs-Einrichtung 5 erzeugt ein Gate-Signal gemäß einem Trägervergleichsverfahren, und die asymmetrische Trägersignal-Erzeugungseinrichtung 4 und Befehlswert-Korrektureinrichtung 16 sind an die Vergleichs-Einrichtung 5 angeschlossen. Auch die Befehlswert-Generierungseinrichtung 15, die einen Befehlswert einer gewünschten Wellenform liefert, ist an die Befehlswert-Korrektureinrichtung 16 angeschlossen.
• Ein Befehlswertsignal mit einer gewünschten Wellenform wird von der Befehlswert-Generierungseinrichtung 15 an die Befehlswert-Korrektureinrichtung 16 geliefert, das Befehlswertsignal wird in der Befehlswert-Korrektureinrichtung 16 korrigiert, und ein Befehlswertsignal wird nach der Korrektur erzeugt. Die Korrektur erfolgt entsprechend dem Zustand einer in der asymmetrischen Trägersignal-Erzeugungseinrichtung 4 erzeugten asymmetrischen Dreieckswelle.
• Um den Unterschied zwischen der ersten Ausführungsform der Erfindung und der herkömmlichen Technik zu verdeutlichen, ist in 2 eine schematische Konfiguration der bestehenden Technik dargestellt. Die in 2 gezeigte Konfiguration ist eine herkömmliche Leistungswandlervorrichtung, die eine Pulsweitenmodulationssteuerung realisiert, und die gleichen Bezugszeichen sind in den Zeichnungen identischen oder korrespondierenden Teilen zugeordnet.
• Wie aus der Zeichnung hervorgeht, besteht ein Unterschied zur Erfindung in einer Konfiguration, die mit der Vergleichs-Einrichtung 5 verbunden ist. Das heißt, die in 2 dargestellte Konfiguration ist so aufgebaut, dass die Einrichtung zur Erzeugung eines symmetrischen Trägersignals 140 und die Befehlswert-Generierungseinrichtung 15 an die Vergleichs-Einrichtung 5 angeschlossen sind, ein symmetrisches Dreieckswellen-Signal als Trägersignal von der Einrichtung zur Erzeugung eines symmetrischen Trägersignals 140 geliefert wird und ein Befehlswert-Signal unverändert von der Befehlswert-Generierungseinrichtung 15 geliefert wird.
• Wie aus einem Vergleich von 1 und 2 hervorgeht, ist die Erfindung so konzipiert, dass ein Signal mit einer unsymmetrischen Wellenform als Trägersignal verwendet wird, ein Befehlswertsignal entsprechend einem Zustand des asymmetrischen Trägersignals korrigiert wird, um ein Befehlswert-signal nach der Korrektur zu erzeugen, und das Befehlswertsignal nach der Korrektur mit dem Trägersignal verglichen wird.
• Ein Betriebszustand der ersten Ausführungsform in 1, dargestellt durch ein Signalwellenform-Diagramm, ist in 3 dargestellt.
• 3(a) stellt Signalzustände dar, und in der Zeichnung ist a ein Trägersignal, nämlich ein asymmetrisches Dreieckswellen-Signal. b ist ein Befehlswertsignal einer gewünschten Spannungskurve. c stellt ein Befehlswertsignal nach der Korrektur dar, wobei eine Oberschwingung zweiter Ordnung des asymmetrischen Dreieckswellen-Signals a dem Befehlswertsignal b überlagert ist.
• Eine abgestufte Wellenform in 3(a) stellt ein Signal dar, welches das Befehlswertsignal c nach der Korrektur ist, an das ein Haltewert der Ordnung Null angelegt wird. 3(b) stellt ein Ausgangssignal (Gate-Signal) dar, das durch Pulsweitenmodulation mit dem asymmetrischen Dreieckswellen-Signal a und dem in 3(a) gezeigten Befehlswertsignal c gewonnen wird. 3(c) ist das Ergebnis einer Frequenzanalyse des in 3(b) gezeigten Ausgangssignals, und wie hier gezeigt, gibt es aufgrund der Korrektur des Befehlswertsignals kaum ein Spektrum zweiter Ordnung bzw. keine Harmonische 2. Ordnung.
• In diesem Beispiel wird die Modulation durchgeführt, nachdem nur eine Oberschwingung zweiter Ordnung dem Befehlswert überlagert worden ist, aber wenn man eine Harmonische einer anderen Ordnung einschränken will, genügt es, wenn die Harmonische dieser Ordnung dem Befehlswert überlagert wird. Zwei oder mehr Harmonische unterschiedlicher Ordnung können natürlich gleichzeitig überlagert werden. Obwohl diese Methode so beschaffen ist, dass Amplitude und Phase einer überlagerten Harmonischen extrem wichtig sind, sind diese nicht so schwer zu berechnen.
• Die Signalzustände im Vergleichsbeispiel gemäß 2 sind in 4 dargestellt, analog zu 3.
• 4(a) stellt Signalzustände dar, wobei a ein Trägersignal, nämlich ein symmetrisches Dreieckswellen-Signal ist. b ist ein Befehlswertsignal einer gewünschten Spannungskurve. Die abgestufte Wellenform in 4(a) stellt ein Signal dar, welches das Befehlswertsignal c nach der Korrektur ist, auf das ein Hold der Ordnung Null angewendet wird. 4(b) stellt ein Ausgangssignal (Gate-Signal) dar, das durch die Steuerung der Pulsweitenmodulation unter Verwendung des symmetrischen Dreieckswellen-Signals a und des Befehlswertsignals b aus 4(a) gewonnen wird.
• 4(c) ist das Ergebnis einer Frequenzanalyse des in 4(b) gezeigten Ausgangssignals, und wie hier gezeigt, gibt es kaum ein niederwertiges Spektrum, obwohl ein Trägerwellenspektrum in der Ausgangswellenform enthalten ist. Dies liegt daran, dass eine symmetrische Dreieckswelle kein Spektrum mit gerader Ordnungszahl besitzt.
• 5 zeigt das Ergebnis einer Frequenzanalyse eines Ausgangssignals, wenn die Steuerung der Pulsweitenmodulation am symmetrischen Dreieckswellen-Signal mit Hilfe eines Sägezahnsignals, das eine Art asymmetrische Dreieckswelle ist, als Trägersignal durchgeführt wird. Wie in 5 dargestellt, ist das Spektrum der Oberschwingung zweiter Ordnung (2f) trotz der gleichen Bedingungen wie in 4 für die Trägerfrequenz und die Befehlswert-Amplitude und -Frequenz deutlich größer als im Fall des Sägezahnsignals, und darüber hinaus nimmt auch das Spektrum der Oberschwingungen dritter Ordnung (3f) zu. Diese harmonischen Spektren nehmen an Größe zu, wenn die Trägerfrequenz und Befehlswert-Frequenz ähnlich sind oder wenn ein Modulationsgrad, der ein Verhältnis zwischen Träger-Amplitude und Befehlswert-Amplitude ist, zunimmt.
• Wie aus der ersten Ausführungsform und dem Vergleichsbeispiel zu ersehen ist, existieren Oberwellen in Abhängigkeit vom Signal, das als Trägersignal verwendet wird, und die im Vergleichsbeispiel gezeigte Konfiguration verwendet einen Träger in einem Zustand mit wenigen Oberwellen, da ein Problem, wie etwa Rauschen aufgrund der Oberwellen auftritt. Im Gegensatz dazu ist klar, dass bei der ersten Ausführungsform ein Ausgangsspannungssignal, das die Wirkung von Oberschwingungen einschränkt, durch die Korrektur des Befehlswertsignals gebildet werden kann, auch bei einem Trägersignal, in dem Oberwellen vorhanden sind.
• 6 zeigt den Unterschied zwischen den harmonischen Komponenten einer symmetrischen Dreieckswelle und einer asymmetrischen Dreieckswelle. Hierbei werden Fourier-Koeffizienten einer symmetrischen Dreieckswelle und drei Arten einer asymmetrischen Dreieckswelle verglichen. Beim Vergleich der Spektren der vier Arten von Wellenformen, mit Verhältnissen zwischen einer Signalanstiegszeit und einer Signalabsenkungszeit von 1:1 (symmetrische Dreieckswelle) (1), 1:3 (2), 1:9 (3) und 1:Unendlich (Sägezahn-Wellenform) (4), kann man sehen, dass eine Wellenform, die der Links-Rechts-Symmetrie nahekommt, ein großes fundamentales Wellenspektrum hat und ein harmonisches Spektrum, das klein ist.
• Aus diesem Grund ist die Verwendung eines symmetrischen Dreieckswellen-Signals als Trägersignal in der Regel vorzuziehen, außer in einem Fall, in dem die Befehlswert-Signalfrequenz in Bezug auf die Trägersignalfrequenz ausreichend niedrig ist. Indem man jedoch im Voraus das Vorhandensein einer harmonischen Komponente akzeptiert und davon ausgeht, dass das Trägersignal ein Trägersignal ist, in dem die Harmonischen vorhanden sind, kann ein Ausgangsspannungssignal mit eingeschränkter Wirkung der Harmonischen durch die Korrektur des Befehlswertsignals und die Verwendung eines Befehlswertsignals nach der Korrektur erhalten werden. Dadurch erhöht sich die Gestaltungsfreiheit, was mit einer Reduzierung der Kosten der Schaltungskonfiguration verbunden werden kann.
• Ausführungsform 2
• Als zweite Ausführungsform wird nachstehend spezifische Konfiguration zur Korrektur eines Befehlswertsignals beschrieben.
• 7 ist ein Blockdiagramm einer Leistungswandlervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform. In 7 werden die gleichen Bezugszeichen den Teilen zugeordnet, die mit denjenigen in der in 1 gezeigten Konfiguration identisch oder korrespondierend sind. In 7 ist ein einphasiger Wechselrichter vom Spannungstyp als Leistungswandlervorrichtung 110 dargestellt. Die Leistungswandlervorrichtung 110 weist eine Leistungswandlerschaltung 3, eine Steuerung 100 der Leistungswandlerschaltung 3 und eine Host-Steuerung 103 auf.
• Die Host-Steuerung 103 überträgt einen Befehlswert von Spannung oder Strom an die Steuerung 100 der Leistungswandlerschaltung 3. Wenn die Last 1 ein Motor ist, kann die Host-Steuerung 103 die Steuerung 100 auch mit einem Geschwindigkeits- Befehlswert oder einem Positions-Befehlswert ausstatten. Die Leistungswandlervorrichtung 110 arbeitet auf der Basis des Befehlswerts.
• Die Steuerung 100 der Leistungswandlerschaltung umfasst als Hardware die asymmetrische Trägersignal-Erzeugungseinrichtung 4, die Vergleichs-Einrichtung 5, einen Prozessor 101 und einen Speicher 102. Obwohl nicht abgebildet, enthält der Speicher 102 einen flüchtigen Speicher wie einen Random Access Speicher (RAM) und einen nicht-flüchtigen Zusatzspeicher, wie einen Flash Speicher. Obgleich nicht eigens gezeigt, kann der Speicher 102 ebenso gut ein flüchtiges Speichermedium, wie ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff und ein zusätzliches Speichermedium, wie eine Festplatte anstelle eines nichtflüchtigen Zusatzspeichers enthalten.
• Der Prozessor 101 führt eine Programmeingabe vom Speicher 102 aus. Da der Speicher 102 einen Zusatzspeicher und einen flüchtigen Speicher aufweist, wird das Programm vom Zusatzspeicher über den flüchtigen Speicher in den Prozessor 101 eingegeben. Außerdem kann der Prozessor 101 Daten, wie z.B. ein Berechnungsergebnis an den flüchtigen Speicher des Speicher 102 ausgeben oder die Daten über den flüchtigen Speicher im Zusatzspeicher speichern.
• Obwohl hier nicht eigens dargestellt, kann die Vorrichtung weiterhin über Stromdetektionseinrichtungen verfügen, die den in die Leistungswandlerschaltung fließenden Strom detektieren, und über Spannungsdetektionseinrichtungen, die die an die Leistungswandlerschaltung angelegte Spannung detektieren. Zahlen, die von den Stromdetektionseinrichtungen und Spannungsdetektionseinrichtungen erfasst worden sind, können an den Prozessor 101 oder Speicher 102 übertragen werden.
• Die asymmetrische Trägersignal-Erzeugungseinrichtung 4 erzeugt ein asymmetrisches Trägersignal. Ein Trägersignal, das keine Links-Rechts-Symmetrie aufweist, wobei eine Signalabsenkungszeit, die für einen monotonen Abfall von einem Maximalwert auf einen Minimalwert erforderlich ist, und eine Signalanstiegszeit von einem Minimalwert in einem monotonen Anstieg bis auf einen Maximalwert, ungleich sind, wird als „asymmetrisches Trägersignal“ bezeichnet. Ein typisches Beispiel für eine asymmetrische Dreieckswelle ist eine Sägezahn-Wellenform.
• Der Prozessor 101 ermittelt einen Nachkorrektur-Spannungs-Befehl, der ein korrigierter Spannungs-Befehl ist, um eine durch das asymmetrische Trägersignal erzeugte Harmonische zu begrenzen. Das heißt, der Prozessor 101 entspricht der Befehlswert-Korrektureinrichtung 16, die bei der ersten Ausführungsform dargestellt ist, und erhält, wenn auch nicht dargestellt, Informationen über das aus der asymmetrischen Trägersignal-Erzeugungseinrichtung 4 generierte asymmetrische Trägersignal und ermittelt den Nachkorrektur-Spannungs-Befehl.
• Die Vergleichs-Einrichtung 5 vergleicht den asymmetrischen Trägersignal- und Nachkorrektur-Spannungs-Befehl und ermittelt ein Gate-Signal der Leistungswandlerschaltung 3. Bei dieser Ausführungsform ist die Leistungswandlerschaltung 3 eine einphasige Wechselrichterschaltung, so dass die Halbleiterschalter 3a und 3b komplementär geschaltet werden, um eine Gleichspannung einer Stromversorgung 2 in eine beliebige Spannung umzuwandeln und die Spannung an die Last 1 anzulegen.
• Da eine Input/Output-Schnittstelle des Prozessors oft nicht mit der Kapazität ausgestattet ist, einen großen Halbleiterschalter zu betreiben, wird in diesem Fall eine Gate-Treiberschaltung 3c eingesetzt. In 7 sind die Halbleiterschalter 3a und 3b IGBTs, aber die Erfindung ist darauf nicht beschränkt, es können die Halbleiterschalter 3a und 3b auch Leistungstransistoren oder FETs sein.
• Ausführungsform 3
• 8 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Leistungswandlervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Die Steuerung 100 der Leistungswandlerschaltung umfasst die asymmetrische Trägersignal-Erzeugungseinrichtung 4, die Vergleichs-Einrichtung 5 und die Korrektureinrichtung für harmonische Spannungsverzerrungen 6. Die in 8 gezeigte Korrektureinrichtung für harmonische Spannungsverzerrungen 6 wird realisiert durch den Prozessor 101, der das in 7 gezeigte Programm im Speicher 102 ausführt, oder durch eine nicht gezeigte Verarbeitungsschaltung, wie z.B. ein System LSI.
• Außerdem kann die zuvor beschriebene Funktion durch mehrere Prozessoren 101 und Speicher 102 koordiniert werden, oder die zuvor beschriebene Funktion kann durch eine Vielzahl der koordinierten Verarbeitungsschaltungen ausgeführt werden. Auch die zuvor beschriebene Funktion kann durch eine Koordination mit einer Kombination aus einer Vielzahl von Prozessoren 101 und einer Vielzahl von Speichern 102 mit einer Vielzahl von Verarbeitungsschaltungen ausgeführt werden.
• Die Korrektureinrichtung für harmonische Spannungsverzerrungen 6 von 8 ist zusammengesetzt aus einem Subtrahierer 6a und einer Harmonischen Referenz-Einrichtung 6b, die eine aus einem Spannungs-Befehl durch ein asymmetrisches Trägersignal erzeugte Harmonische referenziert, einen Nachkorrektur-Spannungs-Befehl durch Subtrahieren eines harmonischen Signals von dem Spannungs-Befehl bestimmt, der Befehlswert-Korrektureinrichtung 16 der ersten Ausführungsform entspricht und, wie bei der vorherigen Ausführungsform beschrieben, Informationen über das asymmetrische Trägersignal empfängt und korrigiert.
• Bei der Pulsweitenmodulation eines sinusförmigen Befehlswertsignals, wie sie mit einem asymmetrischen Trägersignal durchgeführt wird, kann eine Harmonische, die in das Ausgangssignal aufgenommen wird, wenn sich die Befehlswertsignalfrequenz der Trägersignalfrequenz nähert, wie bereits beschrieben, mathematisch ausgedrückt, wie folgt beschrieben werden.
• Wenn ein Spannungs-Befehl V_ref wie in Gleichung (1) vorgesehen ist und die Modulation mit einem asymmetrischen Trägersignal durchgeführt wird, kann eine an die Last 1 angelegte Spannung V_Last gemäß Gleichung (2) ausgedrückt werden.
  (Math. 1) $${\text{V}}_{\text{ref}}={\text{V}}_{\text{f}}\cdot \text{exp}\left(\text{j}\left(\mathrm{\omega }\text{t}+{\mathrm{\theta }}_{\text{1}}\right)\right)$$

  

  
  (Math. 2) $${\text{V}}_{\text{Last}}\cong {\text{V}}_{\text{ref}}+{\text{V}}_{2\text{h}}\cdot \text{exp}\left(\text{j}\left(2\mathrm{\omega }\text{t}+{\mathrm{\theta }}_2\right)\right)+{\text{V}}_{3\text{h}}\cdot \text{exp}\left(\text{j}\left(3\mathrm{\omega }\text{t}+{\mathrm{\theta }}_3\right)\right)+\dots +{\text{V}}_{\text{carrier}}$$

  
• Hierbei steht Vf für Spannungs-Befehl-Amplitude, co ist die Spannungs-befehl-Winkelfrequenz, θ1 ist eine Spannungssteuerphase, exp ist eine Exponentialfunktion mit Napier'scher Konstante als Basis, j ist eine komplexe Zahl, V2h und V3h sind Oberschwingungen zweiter Ordnung und Oberschwingungen dritter Ordnung, θ2 and θ3 sind Phasen der Oberschwingungen zweiter Ordnung und der Oberschwingungen dritter Ordnung, und Vcarrier ist die Summe der Träger-Spektrum-Spannungen.
• Durch die Durchführung einer Pulsweitenmodulation nach vorheriger Verzerrung des Befehlswertsignals kann eine im Ausgangssignal enthaltene Oberschwingung entfernt werden, eine Korrektur des Spannung-Befehlswerts wird wie in Gleichung (3) durchgeführt, und eine Nachkorrekturspannung Befehlswert Vref2 wird mit einem asymmetrischen Trägersignal moduliert. Die Korrektur einer Komponente der Oberschwingung zweiter Ordnung erfolgt in Gleichung (3), wobei die Komponente der Oberschwingung zweiter Ordnung aus der Spannung V_Last, die an die Last 1 angelegt worden ist, entfernt wird, wie in Gleichung (4) gezeigt.
  (Math. 3) $${\text{V}}_{\text{ref}2}={\text{V}}_{\text{ref}}-{\text{V}}_{\text{2h}}\cdot \text{exp}\left(\text{j}\left(2\mathrm{\omega }\text{t}+{\mathrm{\theta }}_2\right)\right)$$

  

  
  (Math. 4) $${\text{V}}_{\text{Last}}\cong {\text{V}}_{\text{ref}}+{\text{V}}_{3\text{h}}\cdot \text{exp}\left(\text{j}\left(3\mathrm{\omega }\text{t}+{\mathrm{\theta }}_3\right)\right)+\dots +{\text{V}}_{\text{carrier}}$$

  
• Hierbei werden Amplitude V2h und die Phase θ2 der Oberschwingung zweiter Ordnung auf der Grundlage einer Spannung bestimmt, die voraussichtlich an die Last 1 angelegt wird, wenn keine Korrektur durchgeführt wird.
• 9 ist eine Darstellung zur Beschreibung eines Amplitudenspektrums der Harmonischen Referenz-Einrichtung 6b, dargestellt bei der Leistungswandlervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung. Dies ist ein Beispiel für ein Ergebnis der Berechnung eines Amplitudenspektrums der Oberschwingung zweiter Ordnung, das erzeugt wird, wenn ein sinusförmiges Signal mit einem bestimmten asymmetrischen Trägersignal pulsweitenmoduliert wird.
• Wenn zum Beispiel die Trägersignalfrequenz auf 5 kHz eingestellt wird, wenn eine Modulationsrate, die ein Amplitudenverhältnis zwischen dem sinusförmigen Signal und dem Trägersignal ist, und die sinusförmige Signalfrequenz geändert werden, ändert sich eine Oberschwingung zweiter Ordnung-Komponente, die in einem pulsweitenmodulierten Steuersignal enthalten ist, wie in 9 dargestellt.
• Bei der Berechnung von 9 wird ein Hochgeschwindigkeits-Fourier-Konvertierungsalgorithmus verwendet, aber wenn eine Hochgeschwindigkeits-Fourier-Konvertierung durchgeführt wird, erhält man gleichzeitig ein harmonisches Amplitudenspektrum und ein Phasenspektrum, so dass die Korrektur durch Subtraktion des vom Spannungs-Befehl erhaltenen harmonischen Signals durchgeführt wird. Durch die Ermittlung der Art des Berechnungsergebnisses in 9 mit Hilfe einer Rechnersimulation wird die Befehlswertsignalkorrektur der Spannung auf der Grundlage des in 9 bei der dritten Ausführungsform dargestellten Berechnungsergebnisses durchgeführt.
• Die Harmonische Referenz-Einrichtung 6b aus 8, z.B. basierend auf der Befehlswert-Signalfrequenz der Spannung und der Modulationsrate, referenziert eine harmonische Komponente, die durch ein asymmetrisches Trägersignal erzeugt wird, z.B. in einer Look-up-Tabelle, die in einem Speichermedium wie dem Speicher 102 gespeichert ist, wie bei der zweiten Ausführungsform gezeigt, und gibt das in 9 gezeigte Berechnungsergebnis an den Subtrahierer 6a mit der Harmonischen Komponente als Korrektursignal aus.
• Korrekturen, die die Befehlswert-Spannung im Voraus verzerren, werden durch das Korrektursignal, d.h. die harmonische Komponente, von der Befehlswert-Spannung im Subtrahierer 6a subtrahiert. Der Befehl für die Nachkorrekturspannung wird mit dem asymmetrischen Trägersignal pulsweitenmoduliert, so dass die harmonische Verzerrung aus der an die Last 1 angelegten Spannung entfernt wird.
• 10 ist eine Abbildung, die einen Vorteil der Korrektureinrichtung für harmonische Spannungsverzerrungen 6 der Leistungswandlervorrichtung 110 gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt und ein Ergebnis der Fourier-Konvertierung bzw. -Transformation eines Ausgangssignals bei der Umsetzung der Erfindung zusammenfasst. In 9 tritt in Abhängigkeit von den Bedingungen eine zweite harmonische Verzerrung auf, die mehr als 10 % der Größe einer Grundwellenamplitude beträgt, aber durch die Umsetzung der Erfindung kann die zweite harmonische Verzerrung des Ausgangssignals im Bereich von 1% unterdrückt werden.
• Auf diese Weise können bei der dritten Ausführungsform der Erfindung auch bei Verwendung einer asymmetrischen Dreieckswelle als Trägersignal die Oberwellen der Ausgangswellenform eingeschränkt und ein Problem der Oberwellen, das ein Nachteil eines asymmetrischen Trägersignals ist, mit einfachsten Mitteln gelöst werden. Auch wenn hier ein Fall beschrieben ist, in dem ein einfaches sinusförmiges Signal mit Hilfe eines asymmetrischen Trägersignals pulsweitenmoduliert wird, kann dem sinusförmigen Signal eine Oberschwingung dritter Ordnung bzw. ein entsprechendes Signal überlagert werden, um die Spannungsausnutzung in einer spannungsabhängigen 3-Phasen Wechselrichterschaltung zu verbessern, und zwar durch Neuberechnung des harmonischen Spektrums und Korrektur des Befehlswertsignals. Dies ist eine in der Praxis wirksame Maßnahme.
• Bei der dritten Ausführungsform ist beschrieben, wie man ein harmonisches Spektrum im Voraus berechnet und das harmonische Spektrum in einer Look-up-Tabelle speichert, um eine Korrektur der Spannungs-Befehle bzw. Sollspannungen durchzuführen. Wenn jedoch Spielraum in der Rechenleistung eines Rechners besteht, kann das harmonische Spektrum in Echtzeit in einem Prozessor 101 gemäß der zweiten Ausführungsform berechnet werden. In einem Fall, in dem sich das Verhältnis zwischen der asymmetrischen Trägersignalfrequenz oder Signalanstiegszeit und Signalabsenkungszeit häufig ändert, erhöht sich eine im Speicher 102 zu speichernde Datenmenge, so dass es einen Fall geben kann, in dem die Berechnung des harmonischen Spektrums in Echtzeit im Prozessor 101 besser ist.
• Ausführungsform 4
• 11 ist ein Blockdiagramm der Leistungswandlervorrichtung 110 einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Im Unterschied zur dritten Ausführungsform ist die Korrektureinrichtung für harmonische Spannungsverzerrungen 6 aufgebaut aus dem Subtrahierer 6a, der Vergleichs-Einrichtung 6d, die einen Spannungs-Befehl mit einem asymmetrischen Trägersignal moduliert, und der Harmonischen Rechen-Einrichtung 6c, die ein harmonisches Spektrum durch Fourier-Konvertierung (-Transformation) einer von der Vergleichs-Einrichtung 6d erzeugten Impulsfolge berechnet. Ein Nachkorrektur-Spannungs-Befehl wird dadurch bestimmt, dass ein harmonisches Signal vom Spannungs-Befehl in der Korrektureinrichtung für harmonische Spannungsverzerrungen 6 subtrahiert wird.
• Als ein Beispiel für eine Methode zur Berechnung eines harmonischen Spektrums gibt es eine Methode, bei der ein durch Pulsweitenmodulation erhaltener Puls tatsächlich Fourier-konvertiert wird. Ansonsten gibt es eine Berechnungsmethode, die eine komplexe doppelte Fourierreihe oder Schaltfunktion verwendet. Eigentlich ist eine Harmonische leichter zu erreichen, wenn man den Puls tatsächlich Fourier-konvertiert, weshalb man davon ausgeht, dass die Harmonische Rechen-Einrichtung 6c einfach eine Harmonische berechnet und ausgibt.
• Dabei wird durch einen Ausgang der asymmetrischen Trägersignal-Erzeugungseinrichtung 4 ein Ausgang einer Pulsweitenmodulation erhalten und der Spannungs-Befehl bzw. die Sollspannung in der Vergleichs-Einrichtung 6d verglichen, eine Harmonische aus dem Ausgangssignal in der Harmonischen Rechen-Einrichtung 6c berechnet und ein Oberschwingungssignal berechnet, und ein Nachkorrektur-Befehlssignal erzeugt, indem das berechnetes harmonisches Signal vom Spannungs-Befehlssignal im Subtrahierer 6a abgezogen wird.
• Bei der dritten Ausführungsform wird mit Hilfe der Harmonischen Referenz-Einrichtung 6b eine Harmonische eingestellt; im Gegensatz dazu wird die Harmonische hier durch Berechnung in Echtzeit in der Harmonischen Rechen-Einrichtung 6c berechnet. Dadurch kann die Menge der gespeicherten Daten reduziert werden, auch wenn die Trägersignal-Wellenform häufig geändert wird.
• Ausführungsform 5
• Bei der zweiten bis vierten Ausführungsform ist eine Vorsteuerungsart der Konfiguration dargestellt, aber die harmonische Verzerrung aufgrund eines asymmetrischen Trägersignals kann auch durch eine Rückkopplungsregelung eingeschränkt werden.
• 12 ist ein Blockdiagramm einer Leistungswandlervorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung. In 12 ist die Konfiguration so gestaltet, dass die Stromdetektions-Einrichtung 7 neu aufgenommen wird, die durch ein asymmetrisches Trägersignal hervorgerufene Oberschwingungsstromverzerrungen in der Harmonischen Extraktions-Einrichtung 6e aus einem von der Stromdetektions-Einrichtung 7 ermittelten Strom oder einer detektierten Spannung extrahiert und einen Spannungs-Befehl auf der Grundlage der Oberschwingungsstromverzerrung korrigiert. Eine Methode mit Fourier-Konvertierung kann als spezifisches harmonisches Extraktionsverfahren verwendet werden.
• Anstelle der Stromdetektions-Einrichtung 7 können auch Spannungsdetektoren eingebaut werden. Selbstverständlich können sowohl die Stromdetektions-Einrichtung 7 als auch die Spannungsdetektionseinrichtungen mit einbezogen werden, und der Spannungs-Befehl kann sowohl mit der Spannung als auch mit dem Strom der Leistungswandlerschaltung 3 korrigiert werden. In der Steuerung 6f, die in der Korrektureinrichtung für harmonische Spannungsverzerrungen 6 vorgesehen ist, wird ein Korrekturwert ermittelt, der aber z.B. von einem PID-Regler konfiguriert wird.
• Ein PID-Regler ist eine Art Regler, der mit e als Regelabweichung automatisch eine Regelgröße y so einstellt, dass die Regelabweichung e zwischen einem Sollwert r und einem detektierten Wert x gleich Null ist. Eine Regel-Gleichung des PID-Reglers wird im Allgemeinen durch Gleichung (5) und Gleichung (6) ausgedrückt.
  (Math. 5) $$\text{e}=\text{r}-\text{x}$$

  

  
  (Math. 6) $$\text{y}={\text{K}}_{\text{p}}\text{e}+{\text{K}}_{\text{I}}{\displaystyle \int \text{edt}+{\text{K}}_{\text{D}}\text{ d}\mathrm{/}\text{dt e}}$$

  
• Hierbei ist K_p die Proportionalverstärkung, K_I die Integralverstärkung und K_D die Ableitungsverstärkung (Differentialverstärkung). Die Geschwindigkeit und die Stabilität der Konvergenz in Richtung auf einen Sollwert ändern sich durch die Verstärkungsänderung im PID-Regler. Verschiedene Methoden sind als Methoden zur Verstärkungsanpassung vorgeschlagen worden.
• Beispielsweise erfolgt eine detaillierte Beschreibung einer Methode zur Konfiguration der Steuerung 6f, wenn eine Cosinus-Komponente 12c und Sinuskomponente 12s einer Oberschwingung zweiter Ordnung, die im Stromfluss zur Last 1 enthalten ist, von der Stromdetektions-Einrichtung 7 und der Harmonischen Extraktions-Einrichtung 6e erkannt werden (dies entspricht der Amplitude und Phase der Oberschwingung zweiter Ordnung, die in der bekannten Stromstärke enthalten ist). Obwohl diese Oberschwingung zweiter Ordnungen wünschenswerterweise beide Null sind, ist es problematisch, welche Art von Oberschwingung zweiter Ordnung einem Spannungs-Befehl bei der Korrektur des Spannungs-Befehls überlagert werden soll.
• Sofern die Impedanz der Last 1 bereits bekannt ist, lässt sich eine zu überlagernde Oberschwingung zweiter Ordnung leicht rückwärts berechnen. Solche Mittel können jedoch nicht eingesetzt werden, wenn die Impedanz unbekannt ist oder wenn die Impedanz aufgrund eines Störfaktors, wie z.B. Temperaturschwankungen schwankt.
• In diesem Fall ist es sinnvoll, eine Korrekturspannung mit zwei PID-Reglern zu ermitteln. Ein erster PID-Regler dient zur Steuerung der Cosinus-Komponente 12c der Oberschwingung zweiter Ordnung Strom auf Null und bestimmt die Cosinus-Komponente der Oberschwingung zweiter Ordnung Spannung, die überlagert werden soll. Ein zweiter PID-Regler dient zur Steuerung der Sinuskomponente 12s auf Null und bestimmt die zu überlagernde Sinuskomponente der Oberschwingung zweiter Ordnung.
• Unter der Voraussetzung, dass die Cosinus-Komponente und Sinuskomponente bekannt sind, können die in Gleichung (3) gezeigte Amplitude V2h und Phase θ2 der Oberschwingung zweiter Ordnung berechnet werden, so dass es dann ausreicht, dass die gleiche Art der Korrektur wie bei der zweiten und dritten Ausführungsform durchgeführt wird.
• Da diese Methode so beschaffen ist, dass ein Befehlswert so manipuliert wird, dass die harmonische Verzerrung abnimmt, während Strom und Spannung detektiert werden, ist die Methode auch dann wirksam, wenn ein anderer Störfaktor als ein asymmetrisches Trägersignal vorliegt, so dass die harmonische Verzerrung zunimmt.
• Ausführungsform 6
• Bei der zweiten und der dritten Ausführungsform sind eine Feed Forward Kompensation (Steuerung) und eine Feedback Kompensation (Regelung) einzeln beschrieben, aber die Feed Forward Kompensation und die Feedback Kompensation können natürlich gleichzeitig verwendet werden.
• 13 ist ein Blockdiagramm einer Leistungswandlervorrichtung einer sechsten Ausführungsform der Erfindung. In 13 sind die Stromdetektions-Einrichtung 7 und die Korrektureinrichtung für harmonische Spannungsverzerrungen 6 vorgesehen, die Harmonische Referenz-Einrichtung 6b, die Harmonische Extraktions-Einrichtung 6e und die Steuerung 6f sind als Inhalte der Korrektureinrichtung für harmonische Spannungsverzerrungen 6 enthalten, und sowohl die bei der dritten Ausführungsform beschriebene Feed Forward-Kompensation als auch die bei der fünften Ausführungsform beschriebene Feedback-Kompensation werden durchgeführt.
• Das heißt, wie bei der dritten Ausführungsform bereits beschrieben, kann die Führungssignalkorrektur zuverlässiger durchgeführt werden, indem diese beiden Arten von Regelsystemen in Kombination auf der Basis des Führungssignals eingesetzt werden, so dass eine Harmonische effektiver reduziert werden kann.
• Ausführungsform 7
• 14 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Leistungswandlervorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
• Die siebte Ausführungsform ist so ausgelegt, dass eine Leistungswandlervorrichtung, die die Pulsweitenmodulation mit einem bei der ersten bis sechsten Ausführungsform beschriebenen asymmetrischen Trägersignal durchführt, zum Einsatz kommt und darüber hinaus eine Ein-Messwiderstand-Strommessung durchgeführt wird. Aus diesem Grund ist eine mehrphasige Leistungswandlerschaltung 31 ein DC-AC-Wandler, der Gleichstromleistung und Mehrphasenwechselstrom in zwei Richtungen liefern kann, und weist eine Gleichstrombus Stromdetektions-Einrichtung 7b, die den Bus-Gleichstrom erkennt, der zu einer Gleichstromseite fließt, und eine Phasenstrom-Wiederherstellungseinheit 8 auf, die den Mehrphasenwechselstrom wiederherstellt, der zu einer Mehrphasenwechselstromseite fließt, von einem Schaltmuster des DC-AC-Wandlers und des DC-Busstroms.
• Das heißt, wie in 14 dargestellt, es wird ein erster Spannungs-Befehl in einer ersten Spannungsbefehl-Kompilierungseinrichtung 9 auf der Grundlage eines separat gelieferten Strom-Befehls und Frequenz-Befehls zusammengestellt. Der erste Spannungs-Befehl bzw. Spannungs-Befehlswert ist so ausgelegt, dass die Spannungsverzerrung durch eine Oberschwingung korrigiert wird und ein erster Spannungs-Befehl bzw. Spannungs-Befehlswert nach der Korrektur in der Korrektureinrichtung für harmonische Spannungsverzerrungen 6 erzeugt wird. In der Zwischenzeit wird ein zweiter Spannungs-Befehl, bei dem eine zur Wiederherstellung des Mehrphasenwechselstroms erforderliche Stromerkennungs-Wartezeit gesichert ist, von der zweiten Spannungs-Spannungsbefehl-Kompilierungseinrichtung 10 ausgegeben.
• Weiterhin ist die Konfiguration so, dass bei wechselseitiger Ausgabe des ersten Spannungs-Befehls nach der Korrektur und des zweiten Spannungs-Befehls, der zur zuverlässigen Wiederherstellung des Stroms erzeugt wird, der erste Spannungs-Befehl in der längeren Periode einer Signalanstiegszeit oder Signalabsenkungszeit eines asymmetrischen Trägersignals ausgegeben wird, und der zweite Spannungs-Befehl, bei dem die zur Wiederherstellung des Mehrphasenwechselstroms erforderliche Stromerkennungs-Wartezeit gesichert ist, in der kürzeren Periode erzeugt wird.
• Obwohl die Steuerung der an eine Last gelieferten Leistung die Aufgabe des ersten Spannungs-Befehls ist, wird eine endgültige Ausgangsspannung des Wechselrichters durch einen Zeitmittelwert bestimmt, der sowohl den ersten Spannungs-Befehl als auch den zweiten Spannungs-Befehl berücksichtigt. In vielen Fällen stimmen die Vektorrichtungen des ersten Spannungs-Befehls und des zweiten Spannungs-Befehls nicht überein, d.h. je länger eine Periode, für die der zweite Spannungs-Befehl ausgegeben wird, desto weiter sinkt die maximale Spannung ab, die der Wechselrichter ausgeben kann.
• Bei der siebten Ausführungsform wird die Ausgabeperiode des zweiten Spannungs-Befehls durch die Verwendung eines asymmetrischen Trägersignals so weit wie möglich verkürzt, so dass eine Stromzuführungs-Spannungsauslastung erhöht wird.
• Bei der siebten Ausführungsform ist ein Mehrphasenmotor 1b die Last, und um den Mehrphasenmotor 1b im gewünschten Zustand zu betreiben, wird ein Schaltvorgang der mehrphasigen Leistungswandlerschaltung 31 durch die Gate-Treiberschaltung 3c gesteuert, und der in den Mehrphasenmotor 1b fließende Phasenstrom wird aus einem von der Gleichstrombus Stromdetektions-Einrichtung 7b detektierten Busgleichstrom und einem Gate-Signal des mehrphasigen Leistungswandlers wiederhergestellt. Die Wiederherstellung des Phasenstroms erfolgt in der Phasenstrom-Wiederherstellungseinheit 8.
• Der erste Spannungs-Befehl ist ein Steuersignal zur Steuerung einer Amplitude und Frequenz des Phasenstroms des Mehrphasenmotors 1b auf beabsichtigte Werte und wird in der ersten Spannungsbefehl-Kompilierungseinrichtung 9 auf der Basis eines Strom-Befehls und Frequenz-Befehls ermittelt. Diese Bestimmung kann mit einem allgemeinen Stromsteuerungsverfahren bzw. Regelverfahren, wie z.B. einer Vektorsteuerung bzw. Vektorregelung, durchgeführt werden. Der erste Spannungs-Befehl wird von der Korrektureinrichtung für harmonische Spannungsverzerrungen 6 korrigiert, und der erste Spannungs-Befehl wird nach der Korrektur generiert. Weiterhin wird in einer Spannungsbefehl-Wähleinrichtung 11 ausgewählt, welcher Spannungs-Befehl von dem ersten Spannungs-Befehl und dem zweiten Spannungs-Befehl an die Vergleichs-Einrichtung 5 zu übertragen ist.
• Wenn der erste Spannungs-Befehl nach der Korrektur an die Vergleichs-Einrichtung 5 gesendet wird, so wird ein Gate-Signal durch ein asymmetrisches Trägersignal aus der asymmetrischen Trägersignal-Erzeugungseinrichtung 4 bestimmt, die mehrphasige Leistungswandlerschaltung 31 arbeitet, und der Mehrphasenmotor 1b mit Strom versorgt und dadurch angetrieben.
• Wenn der zweite Spannungs-Befehl an die Vergleichs-Einrichtung 5 gesendet wird, so wird ein Befehl zur Erkennung des Busgleichstroms von der Vergleichs-Einrichtung 5 an die mehrphasige Leistungswandlerschaltung 31 und Phasenstrom-Wiederherstellungseinheit 8 ausgegeben.
• Als nächstes wird bei der siebten Ausführungsform eine Grundstruktur der Phasenstromwiederherstellung beschrieben.
• Die oberen und unteren Schalter eines spannungsabhängigen 3-Phasen-Wechselrichters arbeiten grundsätzlich komplementär. Das heißt, wenn die oberen Schalter der mehrphasigen Leistungswandlerschaltung 31 eingeschaltet sind, sind die unteren Schalter ausgeschaltet, und wenn die unteren Schalter eingeschaltet sind, sind die oberen Schalter ausgeschaltet.
• Auch ein Strompfad eines spannungsabhängigen 3-phasigen Wechselrichters wird durch ein Gate-Signal bestimmt, so dass dann, wenn z.B. ein u-Phasen oberes Gate-Signal anliegt und die v-Phasen Oberseite und die w-Phasen Oberseite des Gate-Signals abgeschaltet sind, der Wechselrichter einen Spannungsvektor mit der Bezeichnung V1 ausgibt, aber der Strom, der in einen Gleichstrombusteil des Wechselrichters fließt, einem u-Phasen Strom eines 3-phasigen Motors entspricht.
• Folglich kann, wenn der Busgleichstrom erkannt wird, während der Spannungsvektor V1 ausgegeben wird, ein Wert des u-Phasenstroms ermittelt werden. Auch wenn die u-Phasen-Oberseite und die v-Phasen-Oberseite Gate-Signale eingeschaltet sind und das w-Phasen-Oberseite Gate-Signal ausgeschaltet ist, gibt der Wechselrichter einen Spannungsvektor V2 aus, aber der Strom, der in den Gleichstrombusteil des Wechselrichters fließt, entspricht einem w-Phasenstrom des Drehstrommotors.
• Wenn also der Busgleichstrom erkannt wird, während der Spannungsvektor V2 ausgegeben wird, kann ein Wert des w-Phasenstroms ermittelt werden. Obwohl acht Kombinationen von Schaltzuständen in einem spannungsabhängigen Drehstromumrichter existieren, kann der Strom jeder Phase mit sechs Arten dieser Kombinationen erfasst werden.
• Schalterkombinationen, derart, dass der Phasenstrom nicht detektiert werden kann, sind Kombinationen, bei denen die U-Phasen-Oberseite, die V-Phasen-Oberseite und die W-Phasen-Oberseite Gate-Signale alle gleich sind, also dann, wenn die Schalter auf der Oberseite alle ausgeschaltet sind und wenn die Schalter auf der Oberseite alle eingeschaltet sind. Spannungsvektoren, die zu diesen Zeiten ausgegeben werden, heißen V0 bzw. V7, aber wenn V0 bzw. V7 ausgegeben wird, fließt der in den Motor fließende Phasenstrom zurück in den Motor, so dass der Strom grundsätzlich nicht in den Gleichstrombusteil des Umrichters fließt.
• Wenn zwei Phasen des Phasenstroms wiederhergestellt werden können, kann der Strom der verbleibenden Phase mit dem Kirchhoffschen Gesetz berechnet werden. Damit und unter der Voraussetzung, dass der Busgleichstrom mit gutem Timing detektiert wird, können alle drei Phasen des in den Motor fließenden Phasenstroms mit einem einzigen Stromsensor detektiert werden.
• 15 ist eine Darstellung, die das Prinzip einer Phasenstromwiederherstellungsmethode gemäß der siebten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Steuerung während der Nachkorrektur der ersten Spannungs-Befehle Vu1*, Vv1* und Vw1*, die so beschaffen sind, dass bei einem ersten Spannungs-Befehl für die Stromregelung eine Oberwellenverzerrungskorrektur durchgeführt wird, und die zweiten Spannungs-Befehle Vu2*, Vv2* und Vw2*, die für die Stromerkennung geeignet sind, entsprechend ausgewählt werden.
• In 15 ist eine Signalabsenkungszeit eines asymmetrischen Trägersignals kürzer als eine Signalanstiegszeit, so dass die zweiten Spannungs-Befehle Vu2*, Vv2* und Vw2* in der Signalabsenkungszeit ausgegeben werden und die ersten Spannungs-Befehle Vu1*, Vv1* und Vw1* in der Signalanstiegszeit ausgegeben werden.
• Wenn die Signalanstiegszeit kürzer als die Signalabsenkungszeit ist, werden in der Signalanstiegszeit die zweiten Spannungs-Befehle Vu2*, Vv2* und Vw2* ausgegeben, und die ersten Spannungs-Befehle Vu1*, Vv1* und Vw1* werden in der Signalabsenkungszeit ausgegeben.
• In 15 ändern sich die Spannungsvektoren des Wechselrichters in der Reihenfolge V1, V2, V7, V2, V2, V1. Um den 3-Phasen-Strom wiederherzustellen, müssen die Spannungsvektoren außer V0 und V7 für eine vorgegebene Zeitdauer kontinuierlich ausgegeben werden. Hierbei wird eine Wartezeit, die für die Stromerkennung notwendig ist, mit Tw angenommen. Auf welche Länge Tw eingestellt werden soll, kann aus der Wellenform des Busgleichstroms bestimmt werden.
• Die ersten Nachkorrektur-Spannungs-Befehle Vu1*, Vv1*und Vw1* sind praktisch nach den Gegebenheiten der Stromregelung festgelegt. Wenn in 15 eine Ausgabeperiode von V1 in der Signalanstiegszeit t1 ist und eine Ausgabeperiode von V2 t2 ist, dann ist es nicht unbedingt der Fall, dass sowohl t1 als auch t2 größer als die Wartezeit Tw sind, weshalb die Spannungsvektoren für die Dauer der Wartezeit Tw durch die zweiten Spannungs-Befehle Vu2*, Vv2* und Vw2* und das asymmetrische Trägersignal festgelegt sind.
• In der Signalabsenkungszeit von 15 wird zunächst der Spannungsvektor auf V1 fixiert, und nach Ablauf der für die Stromerkennung notwendigen Wartezeit wird der Busgleichstrom detektiert. Wie bereits beschrieben, entspricht der Busgleichstrom bei der Ausgabe von V1 einem U-Phasenstrom iu. Wenn eine erste Busgleichstrom-Erkennung beendet ist, wird der Spannungsvektor auf V2 umgestellt, und in diesem Zustand wird der Ablauf der für die Stromerkennung notwendigen Wartezeit abgewartet.
• Nach dem Ablauf der Wartezeit wird der Busgleichstrom wiedererkannt. Der Busgleichstrom, wenn V2 ausgegeben wird, entspricht einem w-Phasenstrom iw. Unter der Voraussetzung, dass der u-Phasenstrom iu und der w-Phasenstrom iw bekannt sind, kann ein v-Phasenstrom iv gemäß dem Kirchhoff-Gesetz (iu + iv + iw = 0) gewonnen werden.
• Wie bereits beschrieben, wird der erste Spannungs-Befehl mit einem allgemeinen Steuerungs- bzw. Regelverfahren erreicht, und die harmonische Verzerrung kann mit dem beschriebenen Verfahren bis zur sechsten Ausführungsform korrigiert werden.
• Wichtig bei dieser Ausführungsform ist, wie der zweite Spannungs-Befehl eingestellt wird.
• Wie bereits beschrieben, wird die endgültige Ausgangsspannung des Wechselrichters durch einen Zeitmittelwert bestimmt, der sowohl den ersten Spannungs-Befehl als auch den zweiten Spannungs-Befehl berücksichtigt. Wenn man den zweiten Spannungs-Befehl als hochfrequentes Spannungssignal mit einem Mittelwert von Null ansieht, entspricht die Ausgangsspannung ungefähr dem ersten Spannungs-Befehl, aber in diesem Fall treten zwei Nachteile auf.
• Der eine Nachteil ist, dass die maximal auszugebende Spannung für den Zeitraum, für den der zweite Spannungs-Befehl ausgegeben wird, abnimmt. Der andere Nachteil ist, dass durch das Anlegen einer Hochfrequenzspannung Probleme mit Drehmomentpulsationen, Vibrationen und Geräuschen entstehen. Um solche Nachteile zu vermeiden, wird der zweite Spannungs-Befehl wie nachstehend bei dieser Ausführungsform erläutert, bestimmt, ohne darauf zu bestehen, dass der Mittelwert des zweiten Spannungs-Befehls Null sein sollte.
• Zunächst wird ein Größenverhältnis der ersten Spannungs-Befehle Vu1*, Vv1 * und Vw1 * untersucht. Weiterhin wird der zweite Spannungs-Befehl auf einen Maximalwert des Trägersignals, einen Zwischenwert des Trägersignals und einen Minimalwert des Trägersignals in einer der Größe des ersten Spannungs-Befehls entsprechenden Phasenfolge gesetzt. Zum Beispiel ist, im Falle von 15, der erste Spannungs-Befehl in der u-Phase am größten, der nächste in der Größenordnung ist die v-Phase, und der erste Spannungs-Befehl ist in der w-Phase am kleinsten, so dass der zweite u-Phasen-Spannungs-Befehl Vu2* auf den Maximalwert des Trägersignals, der zweite v-Phasen-Spannungs-Befehl Vv2* auf den Zwischenwert des Trägersignals und der zweite w-Phasen-Spannungs-Befehl Vw2* auf den Minimalwert des Trägersignals gesetzt werden.
• Bei dieser Bestimmung des zweiten Spannungs-Befehls verringert sich die Phasendifferenz zwischen den Vektoren des ersten Spannungs-Befehls und des zweiten Spannungs-Befehls. Dadurch wird eine durch den zweiten Spannungs-Befehl verursachte Verringerung der maximalen Spannung gering gehalten, so dass die Stromversorgung-Spannung effektiv genutzt werden kann. Da keine Hochfrequenzspannung angelegt wird, ist es unwahrscheinlich, dass Probleme mit Drehmomentpulsationen, Vibrationen und Geräuschen auftreten.
• Da der Mittelwert des zweiten Spannungs-Befehls ungleich Null ist, tritt zwischen dem ersten Spannungs-Befehl und der endgültigen Ausgangsspannung eine gewisse Diskrepanz auf, die jedoch leicht korrigiert werden kann. Es genügt, dass die Diskrepanz berechnet und in umgekehrter Richtung zum ersten Spannungs-Befehl addiert wird. Die Diskrepanz kann durch Berechnen der Differenz zwischen den zweiten Spannungs-Befehlen Vu2*, Vv2* und Vw2* und den ersten Spannungs-Befehlen Vu1*, Vv1* und Vw1* für jede Phase ermittelt werden, multipliziert mit der Zeit in einem Zyklus des Trägersignals, für das der erste Spannungs-Befehl ausgegeben wird, und dividiert durch die Zeit, für die der zweite Spannungs-Befehl ausgegeben wird.
• Auch wenn man das asymmetrische Trägersignal aktiv nutzt, um die Zeit, für die der zweite Spannungs-Befehl ausgegeben wird, im Vergleich zu der Zeit, für die der erste Spannungs-Befehl nach der Korrektur ausgegeben wird, relativ zu verkürzen, wird die Diskrepanz selbst kleiner, so dass es möglich ist, dass eine Diskrepanzkorrektur unnötig ist.
• Als nächstes wird eine Methode zur Bestimmung des asymmetrischen Trägersignals beschrieben. Zunächst wird eine Trägersignalfrequenz fc unter Berücksichtigung der Wärmeentwicklung des Wechselrichters ermittelt. Ein Trägersignalzyklus Tc ergibt sich aus Tc = 1/fc. Es ist gut, wenn die kürzere Periode der Signalanstiegszeit und Signalabsenkungszeit auf einen Wert gleich 2Tw oder etwas länger als 2Tw gesetzt wird. In 15 ist die Signalabsenkungszeit auf praktisch 2Tw und die Signalanstiegszeit auf praktisch Tc - 2Tw eingestellt.
• Die bei dieser Ausführungsform beschriebenen Methoden zur Einstellung des zweiten Spannungs-Befehls und des asymmetrischen Trägersignals sind so implementiert, dass die Phasenspannungswiederherstellung zuverlässig und einfach durchgeführt werden kann und die zeitliche Abweichung der Stromerfassung und die Verzögerung der Regelung auf ein Minimum reduziert werden.
• Geht man davon aus, dass die Regelung ab dem Zeitpunkt beginnt, zu dem das Trägersignal den Maximalwert erreicht, wird der Busgleichstrom praktisch zum kürzesten Zeitpunkt zweimal erkannt und der Drehstrom wiederhergestellt. Da die Aktualisierung eines Spannungs-Befehls normalerweise an einem Scheitelpunkt des Trägersignals erfolgt, muss die Steuerberechnung mit einem Timing abgeschlossen werden, bei dem das Trägersignal als nächstes das Maximum erreicht, aber unter der Voraussetzung, dass der 3-Phasen-Strom auf diese Weise zum kürzesten Zeitpunkt wiederhergestellt wird, ist die Zeit für die durchzuführende Steuerberechnung leicht gesichert.
• Aus diesem Grund kann die Steuerung auch ohne den Stromwert einer unmittelbar vorausgehenden Stichprobe erfolgen, so dass es nicht notwendig ist, die Steuerungsverzögerung um diesen Betrag zu verlängern. Außerdem wird die Abweichung der Stromdetektionszeit so gering wie möglich gehalten, so dass auch der Fehler bei der Stromwiederherstellung gering gehalten wird.
• Darüber hinaus hat das Kurz-Halten der Ausgabezeiten der zweiten Spannungs-Befehle Vu2*, Vv2* und Vw2* auch den Vorteil, die Spannungsauslastung des Wechselrichters zu verbessern, aber darüber hinaus ist der Mittelwert des zweiten Spannungs-Befehls bei dieser Ausführungsform nicht Null, so dass eine höhere Spannung ausgegeben werden kann. Dadurch kann das Drehzahl-/Drehmomentverhalten des Mehrphasenmotors verbessert werden.
• Bei den obigen Ausführungen wird angenommen, dass es in diesem Fall besser ist, dass es einen Unterschied zwischen den Längen der Signalanstiegszeit und der Signalabsenkungszeit des Trägersignals gibt. Bei der Verwendung eines asymmetrischen Trägersignals treten jedoch Oberwellen niedriger Ordnung auf, wenn Motorfrequenz und Trägersignalfrequenz nahe beieinanderliegen. Je größer der Unterschied zwischen den Längen der Signalanstiegszeit und der Signalabsenkungszeit ist, desto gravierender wird das Problem der Harmonischen niedriger Ordnung.
• Diese Erfindung lässt sich leicht in einen üblichen Rechner einbauen. Die Erfindung kann in Verbindung mit der One-Shunt-Stromwiederherstellungstechnologie eingesetzt werden, bei der ein asymmetrisches Trägersignal verwendet wird, und bietet ein Motorantriebssystem mit einer kostengünstigen Gerätekonfiguration und geringer Vibration und Geräuschentwicklung. Da auch Oberwellen, die durch eine symmetrische Dreieckswelle verursacht werden, ohne Erhöhung der Trägersignalfrequenz eingeschränkt werden können, werden die Schaltverluste reduziert, und die Größe einer wärmeabgebenden Komponente wird reduziert.
• Bei der siebten Ausführungsform ist eine Beschreibung des Mehrphasenmotors 1b als Drehstrommotor und der mehrphasigen Leistungswandlerschaltung 31 als spannungsabhängiger Drehstromumrichter gegeben, aber mit einem Motor oder einer Leistungswandlerschaltung von vier oder mehr Phasen kann man das Gleiche problemlos erreichen. Auch korrigiert in 14 die Korrektureinrichtung für harmonische Spannungsverzerrungen 6 nur den ersten Spannungs-Befehl, kann aber ebenso den zweiten Spannungs-Befehl zusätzlich zu dem ersten Spannungs-Befehl korrigieren.
• Die verschiedenen Ausführungsformen können frei miteinander kombiniert werden, und beliebige Bestandteil der jeweiligen Ausführungsformen kann beliebig geändert oder dabei Merkmale weggelassen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims (8)

1. Leistungswandlervorrichtung, die Folgendes aufweist: - eine Leistungswandlerschaltung, die eine Leistungsumwandlung in Abhängigkeit von einem Schaltvorgang einer Halbleitereinrichtung durchführt; - eine asymmetrische Trägersignal-Erzeugungseinrichtung, die ein asymmetrisches Trägersignal erzeugt, so dass eine für das Trägersignal notwendige Signalabsenkungszeit von einem Maximalwert auf einen Minimalwert und eine für das Trägersignal notwendige Signalanstiegszeit von dem Minimalwert auf den Maximalwert variiert; - eine Befehlswert-Generierungseinrichtung, die einen Befehlswert erzeugt; - eine Befehlswert-Korrektureinrichtung, die das asymmetrische Trägersignal von der asymmetrischen Trägersignal-Erzeugungseinrichtung und den Befehlswert von der Befehlswert-Generierungseinrichtung empfängt, den Befehlswert auf der Grundlage des asymmetrischen Trägersignals korrigiert und einen Nachkorrektur Befehlswert ausgibt; und - eine Vergleichs-Einrichtung, die den Nachkorrektur Befehlswert von der Befehlswert-Korrektureinrichtung und das asymmetrische Trägersignal vergleicht und ein Gate-Signal des Schaltvorgangs der Leistungswandlerschaltung ermittelt.
2. Leistungswandlervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Befehlswert-Korrektureinrichtung eine Korrektureinrichtung für harmonische Spannungsverzerrungen ist, die einen Befehlswert eines Ausgangs der Leistungswandlerschaltung unter Verwendung von durch das asymmetrische Trägersignal erzeugten Oberschwingungen oder Harmonische korrigiert, und die Korrektureinrichtung für harmonische Spannungsverzerrungen eine Oberschwingung zweiter Ordnung unter den Oberschwingungen einschränkt.
3. Leistungswandlervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Korrektureinrichtung für harmonische Spannungsverzerrungen einen Subtrahierer aufweist, und wobei die Harmonische vom Befehlswert im Subtrahierer subtrahiert wird und ein Nachkorrektur Befehlswert an die Vergleichs-Einrichtung ausgegeben wird.
4. Leistungswandlervorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Korrektureinrichtung für harmonische Spannungsverzerrungen eine harmonische Referenz-Einrichtung aufweist, die auf eine harmonische Komponente referenziert, die durch das asymmetrische Trägersignal auf der Basis des Befehlswerts erzeugt wird, und ein Korrektursignal ausgibt, den Befehlswert mit dem Korrektursignal korrigiert und den Befehlswert nach der Korrektur ausgibt.
5. Leistungswandlervorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Korrektureinrichtung für harmonische Spannungsverzerrungen eine harmonische Rechen-Einrichtung aufweist, die eine Harmonische aus dem Befehlswert und dem asymmetrischen Trägersignal berechnet, ein berechnetes harmonisches Signal vom Befehlswert subtrahiert und den Nachkorrektur Befehlswert ausgibt.
6. Leistungswandlervorrichtung nach Anspruch 3, die Folgendes aufweist: - Detektionseinrichtungen, die einen Ausgang der Leistungswandlerschaltung detektieren; - eine Harmonische Extraktions-Einrichtung, die eine vom asymmetrischen Trägersignal erzeugte harmonische Verzerrung aus einem detektierten Wert extrahiert, der von der Detektionseinrichtung detektiert worden ist; und - eine Steuerung, die ein Korrektursignal entsprechend einem Ausgang der Harmonischen Extraktions-Einrichtung festlegt.
7. Leistungswandlervorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Korrektureinrichtung für harmonische Spannungsverzerrungen eine Harmonische Referenz-Einrichtung aufweist, die eine vom asymmetrischen Trägersignal erzeugte harmonische Komponente auf der Basis des Befehlswerts referenziert und ein Korrektursignal ausgibt, den Befehlswert mit Hilfe des Korrektursignals korrigiert und ein erstes Korrektursignal setzt, ein von der Steuerung gesetztes Korrektursignal als zweites Korrektursignal übernimmt, und den Befehlswert unter Verwendung des ersten und des zweiten Korrektursignals korrigiert und einen Nachkorrektur-Befehlswert ausgibt.
8. Leistungswandlervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Leistungswandlerschaltung eine mehrphasige Leistungswandlerschaltung ist, die Gleichstromleistung und Mehrphasenwechselstrom in zwei Richtungen liefern kann, die Befehlswert-Generierungseinrichtung einen ersten Befehl als Befehlswert generiert, und wobei die Leistungswandlervorrichtung Folgendes aufweist: - eine Gleichstrombus Stromdetektions-Einrichtung, die in der mehrphasigen Leistungswandlerschaltung ausgebildet ist; - eine Phasenstrom-Wiederherstellungseinheit, die aus einem Schaltmuster der mehrphasigen Leistungswandlerschaltung und einem Busgleichstrom, der durch die Gleichstrombus Stromdetektions-Einrichtung detektiert wird, einen Phasenstrom, der zu einer Mehrphasenwechselstromseite fließt, wiederherstellt; - eine zweite Spannungsbefehl-Kompilierungseinrichtung, die einen zweiten Befehl zur Wiederherstellung des Phasenstroms ausgibt; und eine Spannungsbefehl-Wähleinrichtung, die aus der Befehlswert-Korrektureinrichtung auswählt, welcher Befehlswert, nämlich der Nachkorrektur Befehlswert oder der zweite Befehlswert, an die Vergleichs-Einrichtung zu übermitteln ist, wobei die Spannungsbefehl-Wähleinrichtung den zweiten Befehl in der kürzeren Periode der Signalanstiegszeit und Signalabsenkungszeit des asymmetrischen Trägersignals ausgibt.

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