DE1463404C - Anordnung zur Regelung des Ausgangsstromes bei einem selbstgeführten Pulswechselrichter - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß sich mit zwangskommutierten Stromrichterventilen selbstgeführte Wechselrichter aufbauen lassen, bei denen nicht nur die Ausgangsfrequenz, sondern durch wiederholtes Zünden und Löschen des gleichen Ventils auch die Ausgangsspannung verändert werden kann. Diese sogenannten Pulswechselrichter ermöglichen es, kollektorlose Drehstrommaschinen als Antriebe mit veränderlicher Drehzahl und auch im Reversierbetrieb zu verwenden. Der Ausgangsstrom eines Pulswechselrichters kann in bekannter Weise mit Hilfe einer Zweipunktregelung auf einem vorgegebenen Wert gehalten oder auf einen bestimmten zeitlichen Verlauf —z. B. sinusförmigen Verlauf— geregelt werden. Dazu benötigt man Strommeßorgane am Ausgang des Wechselrichters, die Gleichströme in beiden Richtungen und Wechselströme verzerrungsfrei abbilden können (Zeitschrift »AEG-Mitteilungen«, 1964, S. 89 bis 106, insbesondere S. 96).

Bei dreiphasigen Pulswcchselrichtern in. verketteter Schaltung kann man den Ausgangswechselstrom so regeln, daß sich positive und negative Stromblöcke von einem Drittel der Periodendauer ergeben. Diese Art der Stromregelung ist dann besonders einfach, wenn ein Meßorgan vorhanden ist, welches die Summe der Gleichrichtwerte der einzelnen Phasenströme mißt. Das kann dadurch geschehen, daß der Sternpunkt der Last aufgelöst, über einen Brückenglcichrichter geführt und dessen Gleichstrom gemessen wird. Dieses Verfahren benötigt einen Gleichrichter für den vollen Laststrom.

Die Nachteile dieser Anordnungen, Sternpunktgleichrichter für den vollen Strom oder Meßeinrichtung für beide Stromrichtungen in jeder Phase, werden durch die Erfindung beseitigt.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Regelung des Ausgangsstroms bei einem selbstgeführten Pulswechselrichter, der aus Gruppen gleichartig betriebener löschbarer Ventile und Dio-' den aufgebaut ist und eine Strommeßeinrichtung zur Abgabe eines Strom-1st-Wertes aufweist, bei der die aus dem Strom-Ist-Wert und einem vorgegebenen Strom-Soll-Wert gebildete Regelabweichung einer Kippeinrichtung zugeführt ist, durch die die löschbaren Ventile des Pulswechselrichters nach Art einer Zweipunktregelung gesteuert sind. Erfindungsgemäß besteht die Strommeßeinrichtung aus einem oder mehreren Strommeßorganen, das bzw. die auf der Gleichstromseite des Pulswechselrichters in der oder den Zuleitungen zu einer oder mehreren Gruppen jeweils gleichartig betriebener Ventile angeordnet ist bzw. sind.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist bei einem Pulswechselrichter, bei dem beim Löschen der Ventile Kreisströme auftreten, und bei Verwendung einer Einrichtung zur Zwei-Niveau-Regelung des Stromes mit Hilfe von zwei Kippstufen verschiedener Ansprechwerte ein Univibrator vorgesehen, der die Ansprechbarkeit der Kippstufe mit dem größten positiven Kippgrenzwert jeweils nach dem Ansprechen der anderen Kippstufe für eine Zeit verhindert, die größer als die Dauer des Kreisstromes ist.

F i g. 1 zeigt ein einfaches Ausführuhgsbeispiel der Erfindung. Der Pulswechselrichter besteht aus einer Gruppe löschbarer Ventile 11, 21, 31 mit der Zuleitung 1 und einer Gruppe Dioden 12, 22, 32 mit der Zuleitung 2, sowie den gegenüberliegenden Gruppen 13, 23, 33 und 14, 24, 44 mit den Zuleitungen 3 und 4. Die Ausgänge R, S, T des Pulswechselrichters sollen beispielsweise einen Drehstrommotor 8 speisen. Betrachtet man einen Strom i, der von der Phase R zur Phase T in der in F i g. 1 angegebenen Richtung fließt, dann kann dieser Strom über die Ventile 11 oder 13 zufließen und über die Ventile 32 oder 34 abfließen. Der zufließende Strom kann also in den Zuleitungen 2 und 3 mit den Meßorganen 5 und 6 gemessen werden. Entsprechendes gilt für jeden anderen Phasenstrom, so daß die Summe der zufließenden Ströme mit Hilfe der Meßorgane 5 und 6 gemessen werden kann. Die Summe der abfließenden Ströme kann entsprechend mit den Meßorganen Sa und 6 α in den Zuleitungen 1 und 4 gemessen werden. Letzteres ist bei unbelastetem Sternpunkt der Last unnötig, da dann die Summe der zufließenden Ströme gleich der Summe der abfließenden Ströme ist. Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß keine zusätzlichen Ventile zur Strommessung benö-

tigt werden und die Strommeßorgane trotzdem nur in einer Stromrichtung durchflossen werden. Die Erfindung bezieht sich nicht nur auf den in F i g. 3 gezeigten dreiphasigen Pulswechselrichter in verketteter Schaltung, sonderen auf jeden Pulswechselrichter der eingangs genannten Art mit Gruppen gleichartig betriebener Ventile.

Als weitere Ausgestaltung der Erfindung ist ein. Strommeßorgan zugleich in den Zuleitungen mehrerer Gruppen jeweils gleichartig betriebener Ventile zur Bildung der Summe der Gruppenströme angeordnet. So mißt die Anordnung 7 in F i g. 1 den Strom /₀ = 'λ-W;.. Solche Summenstrommesser mit mehreren Primärwicklungen lassen sich beispielsweise als Gleichstromwandler oder als magnetische Joche mit Hallsonden ausführen. Die Summenstrommessung hat gegenüber einer Einzelmessung den Vorteil, daß die Induktivität des Meßorgans nicht stört beim Übergang des Stromes von einem löschbaren Ventil 11, 21 oder 31 auf die gegenüberliegende Diode 13, 23 oder 33.

Die in den Strommeßorganen gemessenen Ströme sind nur dann gleich der Summe der Lastströme, wenn im Wechselrichter keine Kreisströme fließen. Derartige Kreisströme treten im allgemeinen nicht auf. Bei gewissen Löschanordnungen treten Kreisströme kurzzeitig dann auf, wenn ein Ventil gelöscht wird. So kann z. B. beim Löschen des Ventils 11 ein Stromimpuls über die Elemente 11, 12, 5 a, 5 und 7 auftreten. Das bedeutet, daß beim Löschen eines Ventils kurzzeitig höherer Strom als der wirkliche Laststrom gemessen wird. Das stört bei der Zweipunktregelung im allgemeinen nicht. Bei einer Dreipunktregelung mit Zwei-Niveau-Verfahren kann die Steuerung jedoch nachteilig beeinflußt werden, wie es in Fig. 2a und 2 b näher erläutert wird. Das an sich bekannte Zwei-Niveau-Verfahren (Zeitschrift »AEG-Mitteilungen«, 1964, S. 89 bis 106, insbesondere S. 98) verwendet nach dem Soll-Ist-Vergleich 41 zwei Kippstufen 42 und 43, deren Ansprechwerte a_v a., und b_v b., verschieden sind. Durch Kombination der beiden Kippstufen wird ermittelt, ob der Wechselrichter treibende Spannung, Freilauf oder Gegenspannung erzeugen soll. Nach dem Ansprechen (Zeitpunkt C₁ in F i g. 2 a) der Kippstufe 43 durch Erreichen des Ansprechwertes O₁ kann der Kreisstrom die Kippstufe 43 mit dem Ansprechwert b₁ zum Kippen bringen, obwohl der Laststrom/ den Ansprechwert b_x gar nicht erreicht hat. Dieses Ansprechen des höheren Niveaus wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch verhindert, daß besondere Mittel vorgesehen werden, die während des Löschvorganges von treibender Spannung auf Freilauf die Strommessung für die Erzeugung der Gegenspannung unterbrechen. Ein Ausführungsbeispiel dieses Zusatzes zeigt F i g. 2 b. Beim Ansprechen der Kippstufe 42 wird durch einen Univibrator 44 auf die für die Gegenspannung maßgebliche Kippstufe 43 derart eingewirkt, daß für die vom Univibrator erzeugte Zeit J t ein Umschalten der Kippstufe 43 verhindert wird. Der zusätzliche Stromimpuls beim Erreichen der Grenze 6 zum Zeitpunkt t₂ bringt keine weitere Kippstufe zum Ansprechen und stört daher die Steuerung nicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (4)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Regelung des Ausgangsstromes bei einem selbstgeführten Pulswechsclrichter, der aus Gruppen gleichartig betriebener löschbarer Ventile und Dioden aufgebaut ist und eine Strommeßeinrichtung zur Abgabe eines Strom-Ist-Wertes aufweist, bei der die aus dem Strom-Ist-Wert und einem vorgegebenen Strom-Soll-Wert gebildete Regelabweichung einer Kippeinrichtung zugeführt ist, durch die die löschbaren Ventile des Pulswechselrichters nach Art einer Zweipunktregelung gesteuert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Strommeßeinrichtung aus einem oder mehreren Strommeßorganen (5, 6; 5 α, 6 α) besteht, das bzw. die auf der Gleichstromseite des Pulswechselrichters in der oder den Zuleitungen (1 bis 4) zu einer oder mehreren Gruppen jeweils gleichartig betriebener Ventile (1! bis 34) angeordnet ist bzw. sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Pulswechselrichter, bei dem beim Löschen der Ventile Kreisströme auftreten, und bei Verwendung einer Einrichtung zur Zwei-Niveau-Regelung des Stromes mit Hilfe von zwei Kippstufen (42, 43) verschiedener Ansprechwerte ein Univibrator (44) vorgesehen ist, der die Ansprechbarkeit der Kippstufe (43) mit dem größten positiven Kippgrenzwert jeweils nach dem Ansprechen der anderen Kippstufe (42) für eine Zeit verhindert, die größer als die Dauer des Kreisstromes ist.

3. Anordnung nach Anspruch J oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zuleitungen einer Gruppe löschbarer Ventile (11, 21, 31; 14, 24, 34) und einer gegenüberliegenden Gruppe Dioden (13, 23_? 33; 12, 22, 32) je ein Strommeßorgan (5, 6; 5a, 6a) angeordnet ist.

4. Anordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strommeßorgan (7) zugleich in den Zuleitungen mehrerer Gruppen jeweils gleichartig betriebener Ventile (11, 21, 31; 13, 23, 33) zur Bildung der Summe der Gruppenströme angeordnet ist.