DE1563513C

DE1563513C - Arrangement for carrying out a control method for a two-phase power bridge circuit

Info

Publication number: DE1563513C
Application number: DE19661563513
Authority: DE
Inventors: Karl Heinz 1000 Berlin Bezold
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH, 6000 Frankfurt
Priority date: 1966-11-04
Filing date: 1966-11-04
Publication date: 1973-08-02

Description

3 43 4

ersten Steuerkreis zugehörige Istwertgeber einwirken, flüsse vorhanden. Das bedeutet, daß hier nur der wohingegen im Wechselrichterbetrieb die Stromregler Sollwert wirksam ist. Auf den Steuerkreis 7 wirken beider Steuerkreise außer durch den Sollwertgeber neben dem Sollwertgeber 10 ein Istwertgeber 17 für zusätzlich durch ihre Istwertgeber beeinflußt werden^ den Motorstrom und eine Schleuderschutzeinrichtung wobei der auf den Stromregler des^!die-Zusatzimpulse 5 18 ein. - · · ... .' ... liefernden zweiten Steuerkreises einwirkende Istwert- -Die Stromistwerte der verschiedenen-Motoren wergeber eine derart geknickte; Charakteristik aufweist, den jeweils einzeln erfaßt; In der Regelung ist stets· daß der Stromreglerdes■ ersten-Steuerkreis'es·bei·zu- nur der höhere Stromistwert-wirksam.- Dieses Vernehmendem Stromsollwert zuerst zum'Eingriff fahren^· das-nicht Gegenstand der vorliegenden Erkommt, ίο findung ist, hat den Vorteil, daß bei Abfall eines Mo-Die Verwendung zweier Steuerkreise, die jeweils. tors;infolge Abschaltens oder Schleuderns der andere aus einem Stromregler und einem Impulsverstärker den Verlust an Zugkraft nicht übernehmen muß und bestehen und einen gemeinsamen Sollwertgeber- daher nicht überlastet werden kann. Tritt zwischen eingang besitzen, ist bei zweiphasigen Stromrichter- den beiden parallelgeschalteten Motoren eine über brückenschaltungen an sich bekannt (französische 15 ein bestimmtes Maß gehende Stromdifferenz auf, so Patentschrift 1424 832). Jedoch handelt es sich dabei wird diese in der Schleuderschutzeinrichtung 18 verum zwei in Reihe geschaltete halbgesteuerte Strom- stärkt und in den Vergleichskreis eingefügt. Der Einrichterbrücken, die nacheinander stromdurchlässig fluß wirkt so lange stromvermindernd, bis die Diffegesteuert werden sollen. Die erfindungsgemäße An- renz aufgehoben ist. Bei Abschaltung eines Motors Ordnung ist besonders geeignet und ohne weiteres 20 ist der Schleuderschutz unwirksam. Wird ein Sollanwendbar für zweiphasige Gleichrichter, wie sie wert vorgegeben, so vermindert, da kein Istwert vorz. B. auf Triebfahrzeugen verwendet werden. Die handen ist, der Regler 12 des Steuerkreises 6 seine weitere Erläuterung der Erfindung erfolgt am Bei- Ausgangsspannungs schlagartig auf nahezu 0. Das spiel eines Stromrichters für die Speisung des An- hat zur Folge, daß die Steuerimpulse mit ihrem Zündtriebs eines Triebfahrzeuges an Hand einer Zeich- 25 winkel von α = 150° auf <x = 0° vorverlegt werden, nung mit zwei Figuren, wobei F i g. 1 die Betriebsart Im Steuerkreis 7, der die Spannungsverstellung des »Fahren« und F i g. 2 die Betriebsart »Bremsen« dar- Stromrichters übernimmt, tritt der Stromregler 11 in stellen. Funktion und stellt eine Ausgangsspannung ein, die Entsprechend den Betriebsarten »Fahren«, bei in einen Anschnittswinkel umgeformt wird, so daß dem der Stromrichter im Gleichrichterbetrieb arbei- 30 die sich am Stromrichter 5 einstellende Gleichspantet, und »Bremsen«, bei dem der Stromrichter im nung bemüht ist, einen Strom zu treiben, der dem Wechselrichterbetrieb arbeitet, sind die Regel- und vorgegebenen Sollwert zustrebt. Steuerkreise aufgebaut. Die nachfolgende Erläute- Dieses Verfahren ermöglicht die Steuerung einer rung an Hand von zwei Blockschaltbildern bedeutet vollgesteuerten Stromrichterbrücke mit dem gleichen nicht, daß für jede Betriebsart getrennte Geräte vor- 35 Verhalten wie eine halbgesteuerte Brücke, bei der handen sind. Dieses Verfahren wurde lediglich ge- zwei Zweige mit ungesteuerten Ventilen und zwei wählt, um eine bessere Übersicht zu erlangen. In den Zweige mit steuerbaren Ventilen eingesetzt sind. Blockschaltbildern sind nur die in Funktion befind- Folglich ergibt sich der gleiche Verlauf der Spanlichen Kreise dargestellt. nungsform und der Blindleistung. Die Steuerung des In der F i g. 1 sind die Fahrmotoren des Trieb- 40 Steuerkreises 7 beaufschlagt die Brücke symmetrisch fahrzeuges dargestellt, von denen jeweils zwei par- und sorgt dafür, daß über dem induktiven Lastkreis allel an einem Stromrichter liegen. Es wird ein von ein Stromfluß zustande kommt und daß dieser bei einem Transformator 8 gespeister Stromrichter 5 mit lückendem Betrieb nicht abreißt. Die Zusatzimpulse den vier Brückenzweigen 51 bis 54 gezeigt. Bei der des Steuerkreises 6 leiten über zwei Zweige nach Betriebsart »Fahren« sind die Hauptfelder wirksam, 45 dem Nulldurchgang der Spannung den Freilauf ein. die Nebenfelder liegen in Reihe und werden anker- Der Übergang vom »Fahren« zum »Bremsen« bzw. stromproportional geregelt. In der Betriebsart »Brem- umgekehrt erfolgt vollkommen kontaktlos. Das sen« ist das Nebenfeld gegen das Hauptfeld gerich- »Bremsen« nach F i g. 2 wird eingeleitet durch tet, so daß sich ein über den Strom fallender Anker- Drehen des Sollwertgebers 10 in die entgegengesetzte Spannungsverlauf ergibt. Für die Betriebsarten »Fah- 50 Richtung. Bei Überschreiten der Nullstellung in Richren« und »Bremsen« wird bei dem gezeigten Beispiel rung »Bremsen« wird für den Steuerkreis 6 der eine Ankerstromregelung mit zwei Steuerkreisen 6, 7 Ankerstromregelung der Istwertgeber 19 freigegeben, verwendet. Von dem im nicht dargestellten Fahr- In dem Steuerkreis 7 wird vom Istwertgeber 17 durch schalter 9 befindlichen Sollwertgeber 10 wird prak- Verändern der Wandlerbürde ein Istwert im Sinne tisch die Zugkraft vorgegeben. Geht man vom Soll- 55 einer Verringerung des Ankerstromes vorgegeben, wertgeber 10 aus, so wirkt dessen Ausgangsgröße Im Gegensatz zum Gleichrichterbetrieb, wo nur ein auf zwei Stromregler 11, 12, die ausgangsseitig zwei Istwertgeber 17 notwendig ist, sind für den Wechsel-Impulsformer 13, 14 mit zugehörigen Impulsverstär- richterbetrieb zwei Istwertgeber 17, 19 erforderlich, kern 15, 16 beeinflussen. Die Stromregler 11, 12 wenn die Blindleistung reduziert werden soll. Zuhaben ein derartiges Übertragungsverhalten, daß sie 60 nächst muß man davon ausgehen, daß die den beiden bei einem Eingangssignal vom Wert Null ein be- Steuerkreisen 6, 7 zugeordneten Impulse in der hinstimmtes, von Null verschiedenes Ausgangssignal und teren Endlage α = 150° stehen. Das bedeutet höchste mit zunehmendem Eingangssignal ein abnehmendes Wechselrichterspannung. Beide Regler 11, 12 sind Ausgangssignal liefern. Der untere Impulsverstärker entsprechend der in den Vergleichskreisen vorhan-15 gibt seine Steuerimpulse auf alle vier Zweige 51 65 denen Soll-Ist-Differenz bemüht, die Wechselrichterbis 54 der vollsteuerbaren Stromrichterbrücke 5, der spannung so weit zu vermindern, daß der Anker-Impulsverstärker 16 wirkt nur auf zwei Zweige 52, strom dem Sollwert zustrebt. Durch eine geknickte 54, Im Steuerkreis 6 sind keine negativen Steuerein- Charakteristik des Istwertgebers 19 für den Strom-Actual value transmitter associated with the first control circuit, flows available. This means that only the current controller setpoint is effective in inverter operation. Both control circuits act on the control circuit 7, in addition to the setpoint generator, in addition to the setpoint generator 10, an actual value generator 17 for additionally influenced by their actual value generator ^ the motor current and an anti-skid device, the current regulator of the ^! die-additional pulses 5 18 a. - · · .... ' ... supplying the second control circuit acting actual value - the current actual values of the various motors encoder one such kinked; Has characteristic that is individually detected; In the regulation it is always · that the current regulator of the ■ first control circuit · is · effective · when · only the higher current actual value is active. has the advantage that when a Mo-Die use two control circuits, each. tors; as a result of switching off or skidding, the other of a current regulator and a pulse amplifier does not have to take over the loss of tensile force and a common setpoint generator cannot be overloaded. If there is an input between two-phase converters - the two motors connected in parallel, a bridge circuit is known per se (French 15 a certain amount of current difference occurs, according to patent specification 1424 832). However, in the anti-skid device 18 it is a question of two semi-controlled currents connected in series and inserted into the comparison circuit. The set-up bridges, which flow through the current one after the other, have a current-reducing effect until the differential is to be controlled. The proximity according to the invention is repealed. When switching off a motor order is particularly suitable and the anti-skid protection is ineffective without further ado. If a target applicable for two-phase rectifiers, as specified by the value, is reduced because no actual value is present. B. used on traction vehicles. The hand is, the controller 12 of the control circuit 6 its further explanation of the invention takes place at the output voltage suddenly to almost 0. The game of a converter for the supply of the An has the consequence that the control pulses with their ignition drive of a traction vehicle on hand of a Drawing angles are moved forward from α = 150 ° to <x = 0 °, with two figures, where F i g. 1 the operating mode in control circuit 7, which adjusts the voltage for "driving" and F i g. 2 represents the »braking« mode of operation. Function and sets an output voltage that is converted into a lead angle in accordance with the operating modes "drive", so that the converter works in rectifier mode If an effort is made to drive a current that works for inverter operation, the control and specified setpoints are aimed at. Control circuits established. The following explanations- This method enables the control of a ration on the basis of two block diagrams. A fully controlled converter bridge with the same does not mean that separate devices are available for each operating mode, such as a half-controlled bridge. This procedure was only chosen two branches with uncontrolled valves and two in order to obtain a better overview. In the branches with controllable valves are used. The block diagrams are only those that are in function. As a result, the course of the spanish circles is the same. voltage form and the reactive power. The control of the FIG. 1, the traction motors of the drive 40 control circuit 7 acted upon the bridge symmetrically vehicle shown, of which two par- and ensures that allel are connected to a converter via the inductive load circuit. There will be a flow of current and that this converter 5 fed with a transformer 8 will not break off with intermittent operation. The additional pulses to the four bridge branches 51 to 54 are shown. In the case of the control circuit 6, the main fields are effective via two branches according to the "drive" mode, 45 the zero crossing of the voltage initiates freewheeling. the secondary fields are in a row and are controlled by anchors. The transition from "driving" to "braking" or proportional to the current. In the »Braking- reverse mode, there is no contact whatsoever. This "sen" is the secondary field against the main field judic- "Braking" according to FIG. 2 is initiated by tet, so that the armature turning of the setpoint generator 10 into the opposite voltage curve results from falling over the current. For the operating modes »Drive 50 Direction. When the zero position in Richren and "Braking" is exceeded, in the example shown, "Braking" is used for the control circuit 6 of the armature current regulation with two control circuits 6, 7 armature current regulation of the actual value transmitter 19 enabled. In the control circuit 7, the setpoint generator 10 located by the actual value generator 17 through the switch 9 is prak- changing the converter burden, an actual value in the sense of the tensile force. If one assumes a reduction in the armature current specified, value transmitter 10, its output variable acts in contrast to rectifier operation, where only one to two current regulators 11, 12 and two actual value transmitters 17 on the output side are required for the alternating pulse shaper 13 , 14 with associated pulse amplifier operation, two actual value transmitters 17, 19 required, core 15, 16 influence. The current regulator 11, 12 when the reactive power is to be reduced. To have such a transmission behavior that it is 60 next, one must assume that the pulses assigned to the two pulses associated with an input signal of zero value are in the correct, non-zero output signal and lower end position α = 150 °. This means that the inverter voltage decreases as the input signal increases. Both controllers 11, 12 are to provide output signals. The lower pulse amplifier, corresponding to the one in the comparison circuits, sends its control pulses to all four branches 51 65 where the target / actual difference tries to reduce the voltage to 54 of the fully controllable converter bridge 5 so that the armature pulse amplifier 16 acts only on two branches 52, current tends towards the setpoint. Due to a kinked 54, in the control circuit 6 there are no negative control input characteristics of the actual value transmitter 19 for the current

regler 12 kommt zuerst der Regler 11 zum Eingriff. Die Stromrichterbrücke 5 ist dadurch zunächst mit kleinem Strom symmetrisch vollgesteuert, bis der Strom lückenlos fließt. Soll der Strom weiter gesteigert werden, greift der Regler 12 ein und stellt die Zusatzimpulse so ein, daß in zwei Brückenzweigen 52, 54 der Anschnittpunkt vorverlegt ist. Durch die damit verbundene Vergrößerung des Stroms stellt der Stromregler 11 die symmetrischen Impulse wieder in die Ausgangslage, so daß sich ein noch größerer Abstand zu den Zusatzimpulsen ergibt. Das führt praktisch dazu, daß der Löschwinkel bei höherem Strom über dem gesamten Anschnittbereich nahezu konstant bleibt und in dem Bereich zwischen dem Zünd- und Löschwinkel sich ein Freilaufstrom ausbilden kann.controller 12 comes first the controller 11 to intervene. The converter bridge 5 is thereby initially with small current symmetrically fully controlled until the current flows without gaps. Should the current increase further are, the controller 12 intervenes and sets the additional pulses so that in two bridge branches 52, 54 the entry point is brought forward. Due to the associated increase in the current it provides the current regulator 11 returns the symmetrical pulses to the starting position, so that an even greater Distance to the additional pulses results. This practically leads to the extinction angle at higher current remains almost constant over the entire gate area and in the area between the ignition and extinction angle, a freewheeling current can develop.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

i 563 513

1 21 2

In rectifier operation, the

Claim: a valve group, which is located on the first phase, full

open (<x = 0), and the second phase

Arrangement for carrying out a control-connected valve group with increasing ignition process operated for a two-phase iStromrich- 5 delay. In a corresponding manner bridge circuit in which the one on the first in inverter operation the one on the one phase Transformer phase connected valves with lying valve group with a fixed ignition delay among each other the same ignition delay angle of almost 180 ° and the one on the other and the valve group connected to the second phase of the transformer with a closed valves also operated with mutually variable ignition delay angles, same, but compared to the voltage curves and on the first Transformer phase connected valves in the current flow duration follows that the Transformatörstrom generally different ignition delay - each the difference in the currents of the two valves angles can be controlled, being those .Venr corresponding to those connected to the same phase tile "which are 15 with the smaller ignition delay, i.e. that during a period of time which is - receive a second control pulse from the difference between the two different detonators, according to patent. 143.8471, thereby ge, .- delay angle of the two phases results in the indicates that two control circuits (6, 7); Valve currents of the valves connected to a phase each from a current regulator (12, H) /. Im- tiles overlap each other, and so do the transformer pulse shapers (14, 13), pulse amplifier (16, 15) 20 winding is de-energized. This is the so-called free and actual value transmitter (17, 19) for the current, with running, by the control method described above common setpoint generator (10) such ren is achieved.

it is provided that the first control circuit (7) is obtained with this known simple control pulses to all four bridge branches and not only drive the same voltage waveforms the second control circuit (6) additional pulses to two 25 as when using zero anodes, but rather There are bridge branches, with the same reducing operation in the rectifier without additional valve effort on the current regulator (12) of the addition of primary apparent and reactive power pulses delivering second control circuit (6) single downward control of the rectifier. It will just be the setpoint generator (10) acts and Hch needs two control devices, * those in a certain current regulator (11) of the first control circuit (7) of the 30th dependency successively-through-controlled who setpoint generator (10) and which must be assigned to the first control circuit. ..,. ,, -..._ ".. ,,,. <.,

associated actual value transmitter (17) act, where- In the case of the symmetrically controlled two-phase

against in inverter operation the current regulator bridge circuit get two with the transformer (11, 12) of both control circuits (6, 7) except through the transformer winding in series / lying valves the impulse the setpoint generator (10) additionally · by their actual 35 at the same time. That is why the one from the three-phase encoder is there (17, 19) can be influenced, the gene bridge circuits her well-known double pulse on the current regulator (12) of the additional pulses are not necessary. In the case of three-phase circuits, supplying second circuit (6) acting he is known to be required to. with any span actual value encoder (19) start such a kinked character from the de-energized state to könteristik has that the current regulator (11) of the 40 NEN. In the case of the present, asymmetrically controlled first control circuit (7) with increasing current bridge circuit must the simultaneity of the Imsollwert comes to the intervention first. ... · ..., -.-., Pulse compared to, .symmetrically controlled

Bridge circuit also remain intact, ^v to be able to start.

45 Therefore there are two of the four bridge branches " similar to the three-phase bridge circuit, Double impulses required. Therefore, those valves with the smaller α-value,

The main patent relates to a control d. H. smaller delay to be ignited with method for a two-phase converter bridge 5a one; second-. Impulse applied. Dies.fci; will circuit in which the at the first transformer- at the same time with the later impulse with the phase connected valves with mutually larger α-value operated, d. H. further back the same Ignition delay angle and that of the controlled group.

second Tf änsflölmatbrphäse "connected" valves "tasks" of the'Er & n ^ g'isf'esreine'Äiibrdnüng to

also with each other, the same, but contrary to 55, create ^ with the, the above-mentioned tax procedure which can be realized in the first transformer phase .. This task is for closed valves in general different a control method of the type mentioned at the beginning of the ignition delay angle are controlled, being solved by that two control circuits, each consisting of those valves that are connected to the smaller ignition controller, a current regulator, pulse shaper, pulse amplifier delay angle are controlled, a second 60 and actual value transmitter for the current, with a common control pulse receive. seed setpoint generator are provided in such a way that the

This well-known control method (ETZ-A 1964, first control circuit control pulses to all four bridge booklet 7, p. 202, 203) causes a zero anode effect branches and the second control circuit additional pulses with a considerable reduction in reactive power for a two bridge branches, whereby in the rectifier two-phase Converter bridge circuit. This 65 operated on the current regulator of the additional pulses Reactive power reduction is only the target control by the supplying second control circuit conditionally and without additional effort, the value transmitter acts and the current regulator of the possible on other components. first control circuit of the setpoint generator and the dem