DE19701191A1

DE19701191A1 - Control method for controlling several voltage converters connected to mains

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Publication number: DE19701191A1
Application number: DE19701191A
Authority: DE
Inventors: Yoshitaka Iwaji; Toshiaki Okuyama; Takashi Ikimi; Masahiro Tobise
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-01-16
Filing date: 1997-01-15
Publication date: 1997-07-31
Anticipated expiration: 2017-01-16
Also published as: TW340989B; KR970060651A; DE19701191B4; KR100441534B1; JPH09201056A; CN1163505A; JP3236986B2; CN1059522C

Abstract

A control procedure for several voltage converters connected to the mains uses isolated PWM signals which contain a fundamental corresponding to a setpoint and harmonics. The voltage phase of the mains is ascertained, the harmonic components are synchronised with it and the phases of the harmonics are made to be different from one another. The phases of the special harmonics are displaced by (360/n) degrees, where n is the number of converters. The PWM signals are evaluated on the basis of the setpoint and a triangular signal carrier wave, becoming the mean value of the setpoint in a period from a positive peak value to a negative peak value.

Description

In Anlagen wie Stahlverarbeitungslinien werden unter Umstän den mehrere Spannungsumsetzer gleichzeitig verwendet. In derartigen Fällen wird eine Wechselspannung (Netzspannung) durch jeweilige (Wechselspannungs/Gleichspannungs-) Umsetzer (nachfolgend als Umsetzer bezeichnet) in eine Gleichspannung umgesetzt, und die Lastseite des Umsetzers wird unter Ver wendung der Gleichspannung betrieben. Jeder Umsetzer wird abhängig gesteuert, mit einer Steuerung einer Gleichspan nungseinheit und einer Steuerung des Eingangsstroms. Wenn ein Umsetzer durch PWM (Impulsbreitenmodulation)-Steuerung angesteuert wird, fließen Oberwellen zum Netz. Als bekannte Techniken zum Unterdrücken von Oberwellen werden die folgen den genannt:In plants such as steel processing lines, under certain circumstances which uses several voltage converters at the same time. In in such cases, an alternating voltage (mains voltage) by respective (AC / DC) converters (hereinafter referred to as converter) into a DC voltage implemented, and the load side of the converter is under Ver operated using the DC voltage. Every translator will controlled dependent, with a control of a DC chip unit and a control of the input current. If a converter by PWM (pulse width modulation) control is controlled, harmonics flow to the network. As known Techniques for suppressing harmonics will follow called:

(1) A PWM control synchronized with the converter voltage tion is using a triangular signal carrier wave executed with the input voltage of the converter (on output voltage setpoint for the converter) synchronized is to control the respective converter so that Oberwel len are reduced.
(2) A PWM control synchronized with the source voltage tion is using a triangular signal carrier wave carried out, which is synchronized with the voltage source, to control the respective implementers and the phases of the change respective triangular signal carrier waves so that the harmonics are reduced.
(3) A harmonic filter is added to harmonics to reduce.

Eine mit dem Umsetzer synchronisierte PWM-Steuerung ist ein PWM-System, das dazu geeignet ist, Oberwellen in einem Span nungsumsetzer mit niedriger Trägerfrequenz zu unterdrücken. Da die Dreieckssignal-Trägerwelle, einschließlich der Phase derselben, mit einem Eingangsspannungs-Sollwert für den Um setzer synchronisiert wird, kann der Faktor, gemäß dem Ober wellen erzeugt werden, auf einem im wesentlichen konstanten niedrigen Niveau gehalten werden. Jedoch treten in tatsäch lichen Fällen die folgenden Probleme auf.A PWM control synchronized with the converter is on PWM system that is suitable for harmonics in one chip suppress suppression converter with low carrier frequency. Because the triangular signal carrier wave, including the phase the same, with an input voltage setpoint for the Um setter is synchronized, the factor, according to the Ober waves are generated on a substantially constant be kept low. However, in fact the following problems.

Um mit der Umsetzerspannung synchronisierte PWM-Steuerung zu erzielen, sind Schaltungen wie eine PLL-Schaltung erforder lich. Ferner existiert, da sich die Eingangsspannung am Um setzer abhängig vom Lastzustand wesentlich ändert, eine Ver zögerung, bevor die PLL-Schaltung damit beginnt, die Syn chronisierung zu starten. Ferner ändern sich, wenn mehrere Umsetzer unabhängige Lasten aufweisen, die Phasen der Ober wellen (die Phasen zur Netzspannung), wie sie abhängig von den Betriebszuständen der jeweiligen Umsetzer erzeugt wer den, so daß die Oberwellen am Empfangsende gegeneinander aufgehoben werden können oder einander überlappen können und dabei zunehmen, was abhängig von den jeweiligen Lastbedin gungen erfolgt, und dadurch ändern sich die Anteile der Oberwellen deutlich. So ist es schwierig, zu erfassen, wel che Oberwellen erzeugt werden, und es ist schwierig, Ober wellen am Empfangsende zu unterdrücken.In order to synchronize PWM control with the converter voltage achieve circuits such as a PLL circuit are required Lich. Furthermore, because the input voltage at Um setter changes significantly depending on the load condition, a ver delay before the PLL circuit starts syn start chronization. Furthermore, change if several Converter have independent loads, the phases of the upper waves (the phases to the mains voltage) as they depend on who generates the operating states of the respective converters the so that the harmonics at the receiving end against each other can be canceled or overlap and thereby increasing what depends on the respective load conditions and the shares of the Harmonics clearly. So it is difficult to grasp what che harmonics are generated and it is difficult to harmonics suppress waves at the receiving end.

Spannungssynchronisierte PWM-Steuerung erzeugt ein Synchro nisierungssignal von der Spannungsquelle und liefert ein ge meinsames Synchronisierungssignal an die jeweiligen Umset zer, um die PWM-Steuerung auszuführen. In diesem Fall kön nen, da die Dreieckssignal-Trägerwelle, einschließlich der Phase, mit der Netzspannung synchronisiert ist, die Oberwel len am Empfangsende dadurch unterdrückt werden, daß die Phasen (zur Netzspannung hin) der jeweiligen Dreieckssignal- Trägerwellen geändert werden. Insbesondere ist es wirkungs voll, die Oberwellen nahe geradzahliger Oberwellen (2fc, 4fc, . . .) der Trägerfrequenz fc zu unterdrücken. Wenn sich jedoch die Phase der Eingangsspannung am Umsetzer ändert (wenn sich die Last am Umsetzer ändert), ändert sich der An teil der Oberwellen wesentlich (in diesem Fall ändert sich eher die Amplitude als die Phase der Oberwellen). Demgemäß ändert sich das Ausmaß der Erzeugung von Oberwellen abhängig vom Lastzustand am Umsetzer. Insbesondere ist dieser Trend bei einer Einheit großer Leistung mit niedriger Trägerfre quenz merklich.Voltage synchronized PWM control creates a synchro nization signal from the voltage source and delivers a ge common synchronization signal to the respective implementation to perform PWM control. In this case nen because the triangular signal carrier wave, including the Phase with which the mains voltage is synchronized, the Oberwel len are suppressed at the receiving end by the Phases (towards the mains voltage) of the respective triangular signal Carrier waves are changed. In particular, it is effective full, the harmonics close to even harmonics (2fc, 4fc,. . .) to suppress the carrier frequency fc. If however, the phase of the input voltage on the converter changes (when the load on the converter changes), the on changes part of the harmonics significantly (in this case changes the amplitude rather than the phase of the harmonics). Accordingly the amount of harmonic generation changes depending on from the load state at the converter. In particular, this trend is with a unit of high performance with low carrier frequency quenz noticeable.

Zur Quellenspannung synchronisierte PWM-Steuerung legt ein gemeinsames Synchronisierungssignal an mehrere Umsetzer und ändert die Phasen der jeweiligen Dreieckssignal-Trägerwel len, so daß ein Synchronisierungssignal für zusammenwirken den Betrieb erforderlich ist.PWM control synchronized to the source voltage is inserted common synchronization signal to several converters and changes the phases of the respective triangular signal carrier waves len so that a synchronization signal for interact operation is required.

Wie es im Dokument JP-A-6- 351106 offenbart ist, kann, wenn mehrere Umsetzer mit einem Transformator verbunden sind, das gemeinsame Synchronisie rungssignal leicht erhalten werden, jedoch ist es schwierig, Zusammenwirkenden Betrieb zu erzielen, wenn mehrere Umsetzer verteilt angebracht sind, wie in einem Walzwerk.As in document JP-A-6- 351106, if multiple converters with one Connected transformer, the common synchronization signal can be easily obtained, but it is difficult to Achieve cooperative operation when multiple converters are distributed, as in a rolling mill.

Wenn große Spannungsfilter mit den jeweiligen Umsetzern ver bunden werden, bewirkt dies eine Vergrößerung der Vorrich tung und eine Verringerung der Ausgangsleistung. Bei einem großen Spannungsumsetzer ist es erforderlich, da die Fre quenz der erzeugten Oberwellen niedrig ist, einem Antireso nanzeffekt volle Aufmerksamkeit zu schenken, wenn ein Filter konzipiert wird, und es ist sehr schwierig, die Filterkon zeption selbst zu erstellen.If large voltage filters ver with the respective converters tied, this increases the Vorrich tion and a reduction in output power. At a large voltage converter is required because the Fre the harmonics generated is low, an antireso pay attention to full attention when a filter is designed and it is very difficult to filter the zeption to create yourself.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System zur Steuerung von Spannungsumsetzern zu schaffen, die es ermöglichen, an ein Spannungsnetz gelangende Oberwel len zu unterdrücken, wenn mehrere Umsetzer verteilt instal liert sind.The invention has for its object a method and to create a system for controlling voltage converters, which make it possible to reach the len to suppress if several converters are installed instal are.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß für jeden Umsetzer die Quellenspannungsphase der Netzspannung erfaßt wird, die in einem PWM-Signal enthaltenen Oberwellenkomponenten mit der erfaßten Quellenspannungsphase synchronisiert werden und dafür gesorgt wird, daß die Phasen der Oberwellenkompo nenten voneinander verschieden sind.This object is achieved in that for each converter the source voltage phase of the mains voltage is detected, the harmonic components contained in a PWM signal the detected source voltage phase are synchronized and it is ensured that the phases of the harmonic compo nents are different from each other.

Ferner wird die obige Aufgabe dadurch gelöst, daß die Quel lenspannungsphase der Netzspannung für jeden Umsetzer erfaßt wird, eine Synchronisierung mit der Quellenspannungs phase auf Grundlage des erfaßten Werts erfolgt, Dreiecks signal-Trägerwellen erzeugt werden, für die verschiedene Phasen eingestellt sind, und für die Umsetzer eine PWM- Steuerung unter Verwendung der Dreieckssignal-Trägerwellen ausgeführt wird.Furthermore, the above object is achieved in that the source Lens voltage phase of the mains voltage is recorded for each converter synchronization with the source voltage phase based on the recorded value, triangle signal carrier waves are generated for the different Phases are set, and a PWM Control using the triangular signal carrier waves is performed.

Auf diese Weise können die ausgegebenen Oberwellen verrin gert werden. Da es nicht erforderlich ist, ein Signal für zusammenwirkenden Betrieb zwischen den Umsetzern zu erzeu gen, und da kein Oberwellenfilter erforderlich ist, werden eine Größenverringerung der Vorrichtung und eine Leistungs zunahme erzielt.In this way, the harmonics output can be reduced be tied. Since it is not necessary to send a signal for to create cooperative operation between the implementers gen, and since no harmonic filter is required device size reduction and performance increase achieved.

Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein System zur Steuerung von Spannungsumsetzern zu schaffen, die es ermöglichen, Oberwellen auf ein vorbestimmtes Niveau oder darunter zu verringern.It is another object of the invention, a method and to create a system for controlling voltage converters, which allow harmonics to a predetermined level or decrease below.

Die vorstehende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einer Periode von einem positiven bis zu einem negativen Spitzen wert sowie in einer Periode von einem negativen bis zu einem positiven Spitzenwert, die Halbperioden einer Dreieckssi gnal-Trägerwelle sind, der Mittelwert von Sollwerten auf Grundlage jeweiliger Sollwert abgeschätzt wird und die Soll werte unter Verwendung des Schätzwerts kompensiert werden.The above object is achieved in that in a Period from a positive to a negative peak worth as well as in a period from a negative to a positive peak value, the half-periods of a triangular si gnal carrier wave are, the average of setpoints Basis of each target value is estimated and the target values are compensated using the estimated value.

In diesem Fall ist, da die Amplitude der Oberwellen durch die Sollspannungskompensation im wesentlichen konstant ge halten wird, die Abhängigkeit vom Lastzustand verringert, und die Oberwellen können auf ein vorbestimmtes Niveau oder weniger herabgesetzt werden.In this case, because of the amplitude of the harmonics the target voltage compensation is essentially constant the dependence on the load state is reduced, and the harmonics can be at a predetermined level or be reduced less.

Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein System zur Steuerung von Spannungsumsetzern zu schaffen, die die Oberwellen minimieren können, wie sie an das Span nungsnetz ausgegeben werden.It is another object of the invention, a method and to create a system for controlling voltage converters, which can minimize the harmonics as they go to the chip network.

Die vorstehende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß Eingangs ströme in die jeweiligen Spannungsumsetzer erfaßt werden, Trägerphasen-Einstellwerte von Dreieckssignal-Trägerwellen auf Grundlage der erfaßten Eingangsstromstärken bestimmt werden und die Dreieckssignal-Trägerwellen so ausgegeben werden, daß sie auf Grundlage der Trägerphase-Einstellwerte und der Quellenspannungsphase mit der letzteren synchroni siert sind.The above object is achieved in that input currents are detected in the respective voltage converters, Carrier phase setting values of triangular signal carrier waves determined based on the detected input currents are output and the triangular signal carrier waves that they are based on the carrier phase setting values and the source voltage phase synchronized with the latter are based.

In diesem Fall wird dynamischer, zusammenwirkender Betrieb zwischen den Umsetzern erzielt, wodurch Oberwellen minimiert werden, wie sie an die Netzspannung ausgegeben werden.In this case, dynamic, cooperative operation achieved between the converters, which minimizes harmonics as they are output to the mains voltage.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei spielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen nä her erläutert.The invention is explained below with reference to exemplary embodiments play with reference to the accompanying drawings ago explained.

Fig. 1 zeigt den Aufbau eines Spannungsumsetzsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 1 shows the structure of a Spannungsumsetzsystems according to an embodiment of the invention;

Fig. 2 zeigt einen Aufbau für den Fall, daß bei der Erfin dung zwei Umsetzer vorhanden sind; Fig. 2 shows a structure in the event that there are two converters in the inven tion;

Fig. 3 ist ein Kurvenbild, das die Beziehung zwischen einer Quellenspannung, einer Umsetzer-Eingangsspannung und einer Dreieckssignal-Trägerwelle repräsentiert; Fig. 3 is a graph representing the relationship between a source voltage, a converter input voltage and a triangular wave carrier wave;

Fig. 4 zeigt ein Vektordiagramm, das die Umsetzer-Eingangs spannung repräsentiert; Fig. 4 shows a vector diagram representing the converter input voltage;

Fig. 5 zeigt den Aufbau eines Spannungsumsetzsystems gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 5 shows the structure of Spannungsumsetzsystems according to another embodiment of the invention;

Fig. 6A zeigt die Beziehung zwischen einem Sollwert und einer Dreieckssignal-Trägerwelle bei einem bekannten System; Fig. 6A shows the relationship between a target value and a triangular signal carrier wave in a known system;

Fig. 6B zeigt die Beziehung zwischen dem Sollwert und der Dreieckssignal-Trägerwelle beim Ausführungsbeispiel von Fig. 5; Fig. 6B shows the relationship between the target value and the triangular signal carrier wave in the embodiment of Fig. 5;

Fig. 7 zeigt zum Vergleich das Ausmaß der Erzeugung von Oberwellen bei der Erfindung und beim Stand der Technik; Fig. 7 shows for comparison the extent of generation of harmonics in the invention and in the prior art;

Fig. 8 zeigt den Aufbau eines Spannungsumsetzsystems gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 8 shows the structure of Spannungsumsetzsystems according to another embodiment of the invention;

Fig. 9 veranschaulicht einen Betriebsalgorithmus einer Vor richtung zum Unterdrücken von Oberwellen beim Ausführungs beispiel von Fig. 8; Fig. 9 illustrates an operating algorithm of a device for suppressing harmonics in the embodiment of Fig. 8;

Fig. 10 zeigt den Lastzustand am Umsetzer und den Erzeu gungsanteil der 17. Oberwelle; und Fig. 10 shows the load state on the converter and the generation share of the 17th harmonic; and

Fig. 11 zeigt den Lastzustand am Umsetzer und den Erzeu gungsanteil der 5. Oberwelle. Fig. 11 shows the load state on the converter and the generation share of the 5th harmonic.

In Fig. 1 bezeichnet die Zahl 1 ein Spannungsversorgungs netz, die Zahl 2 das Empfangsende des dargestellten Systems, die Zahl 3 einen Satz von Spannungsumsetzern, die Zahl 4 einen Sollwertgenerator zum Liefern eines Umsetzereingangs spannung-Sollwerts, die Zahl 52 einen Dreieckswellengenera tor zum Erzeugen einer Dreieckssignal-Trägerwelle, die Zahl 51 einen Komparator (PWM-Steuereinheit) zum Vergleichen des Ausgangssignals des Sollwertgenerators 4 mit der Dreiecks signal-Trägerwelle, die Zahl 6 eine Trägerphase-Einstellein richtung zum Einstellen der Phase der Dreieckssignal-Träger welle, die Zahl 7 eine Umsetzereinheit mit einem Umsetzer 71 und einem Transformator 72, die Zahl 8 einen Quellenspan nungs-Phasendetektor zum Erfassen einer Quellenspannungspha se Θe, die Zahl 9 einen Phasensollwertgenerator zum Berech nen der Phase es der Dreieckssignal-Trägerwelle auf Grundla ge der Quellenspannungsphase Θe und der Trägereinstellwerte Φs1-Φsn, und die Zahl 10 bezeichnet einen Inverter oder eine Last am Umsetzer wie einen Wechselspannungsmotor.In Fig. 1, numeral 1 denotes a power supply network, the number 2, the receiving end of the system illustrated, the number 3 is a set of voltage converters, the number 4 a setpoint generator for providing a converter means transfer voltage set-point, the number of gate 52 a Dreieckswellengenera for generating a triangular signal carrier wave, the number 51 a comparator (PWM control unit) for comparing the output signal of the setpoint generator 4 with the triangular signal carrier wave, the number 6 a carrier phase setting device for adjusting the phase of the triangular signal carrier wave, the number 7 a converter unit with a converter 71 and a transformer 72 , the number 8 a source voltage phase detector for detecting a source voltage phase Θe, the number 9 a phase setpoint generator for calculating the phase of the triangular signal carrier wave based on the source voltage phase Θe and the carrier setting values Φs1-Φsn, and the number 10 denotes one Inverter or a load on the converter like an AC motor.

Nun wird der Betrieb des in Fig. 1 dargestellten Systems er läutert.Now the operation of the system shown in Fig. 1 is explained.

Der Sollwertgenerator 4 berechnet einen Spannungssollwert und gibt ihn aus, wie es dazu erforderlich ist, der Lastvor richtung 10 die erforderliche Spannung zuzuführen und den Spannungsfaktor des Umsetzers 71 auf den Wert 1 zu setzen. Andererseits wird die Quellenspannungsphase Θe vom Quellen spannungs-Phasendetektor 8 erfaßt, und im Phasensollwertge nerator 9 wird die Dreieckssignal-Trägerwelle mit der Quel lenspannungsphase Θe synchronisiert, und die Quellenspan nungsphase Θe und die Werte Φs1-Φn (wobei n die Anzahl von Sätzen von Umsetzern 71 ist), die Ausgangssignale der Trägerphasen-Einstelleinrichtung 6 sind, werden jeweils ad diert, um die Phasen Θs der Dreieckssignal-Trägerwellen zu berechnen und auszugeben. Hierbei kann die Quellenspannungs phase Θe unmittelbar aus der Netzspannung erfaßt werden. Die Trägerphasen-Einstellwerte Φs1-Φsn werden zu 180°/n bestimmt. Wenn z. B. zwei Sätze von Umsetzern 71 vorhanden sind, sind sie 0° und 90°, und wenn vier Sätze vorhanden sind, sind sie 0°, 45°, 90° und 135°. Der Dreieckssignalge nerator 52 gibt die Dreieckssignal-Trägerwelle auf Grundlage des Phasensollwerts Θs aus. Der Komparator 51 vergleicht das Ausgangssignal des Sollwertgenerators 4 mit der Dreieckssi gnal-Trägerwelle des Dreieckssignalgenerators 52, um den PWM-Impuls zu erzeugen. Die Schaltbauteile des Umsetzers 71 führen den Schaltvorgang abhängig vom PWM-Impuls aus. Der PWM-Impuls enthält eine Grundwellenkomponente, die dem Soll wert entspricht, sowie Oberwellen, wobei jede Phase der letzteren um 360°/n gegen jede Phase der Spannungsumsetzer 3 verschoben ist.The setpoint generator 4 calculates a voltage setpoint and outputs it, as is necessary to supply the required voltage to the device 10 and to set the voltage factor of the converter 71 to the value 1. On the other hand, the source voltage phase Θe is detected by the source voltage phase detector 8 , and in the phase setpoint generator 9 the triangular signal carrier wave is synchronized with the source voltage phase Θe, and the source voltage phase Θe and the values Φs1-Φn (where n is the number of sets of converters 71 is), the output signals of the carrier phase adjuster 6 are each added to calculate and output the phases Θs of the triangular signal carrier waves. Here the source voltage phase Θe can be detected directly from the mains voltage. The carrier phase setting values Φs1-Φsn are determined to be 180 ° / n. If e.g. B. there are two sets of converters 71 , they are 0 ° and 90 °, and if there are four sets, they are 0 °, 45 °, 90 ° and 135 °. The triangular signal generator 52 outputs the triangular signal carrier wave based on the phase command value Θs. The comparator 51 compares the output signal of the setpoint generator 4 with the triangular signal carrier wave of the triangular signal generator 52 to generate the PWM pulse. The switching components of the converter 71 carry out the switching process depending on the PWM pulse. The PWM pulse contains a fundamental wave component, which corresponds to the target value, and harmonics, each phase of the latter being shifted by 360 ° / n against each phase of the voltage converter 3 .

Auf diese Weise ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel in jedem Spannungsumsetzer 3 für die Funktion gesorgt, die Quellenspannungsphase zu erfassen, in jedem Spannungsumsetz er 3 wird zur Spannung synchronisierte Steuerung erzielt, und es wird die Phase der Dreieckssignal-Trägerwelle zur Spannungsphase eingestellt.In this way is ensured in the present embodiment in each voltage converter 3 for the function to detect the source voltage phase in each Spannungsumsetz er 3 is obtained for voltage synchronized control, and adjusting the phase of the triangular wave carrier wave for the voltage phase.

Da es bei einem Umsetzer großer Leistung ausgehend vom Ge sichtspunkt des Funktionsvermögens von Schaltbauteilen schwierig ist, die Schaltfrequenz zu erhöhen, wird im allge meinen eine niedrige Frequenz verwendet. In diesem Fall wird synchronisierte PWM-Steuerung dazu verwendet, einen Schwe bungseffekt zu vermeiden.Since a converter with high performance based on the Ge point of view of the functionality of switching components it is difficult to increase the switching frequency, in general mean a low frequency used. In this case synchronized PWM control used to weld a to avoid exercise effect.

Der Begriff "synchronisierte PWM-Steuerung" hat die folgen den zwei Bedeutungen. In einem ersten Fall wird von synchro nisierter PWM-Steuerung gesprochen, wenn das Verhältnis N (= fs/f1) der Grundfrequenz f1 (Netzspannungsfrequenz für den Umsetzer) zur Frequenz fs der Dreieckssignal-Trägerwelle eine ganze Zahl ist (wenn dreiphasiger Wechselstrom gehand habt wird, ist N ein Vielfaches von Drei und eine ungerade Zahl), und in einem zweiten Fall wird von synchronisierter PWM-Steuerung gesprochen, wenn die Phase der Dreieckssignal- Trägerwelle und die Phase der Grundwelle vollständig über einstimmen, zusätzlich zu den vorstehend angegebenen Bedin gungen. Hinsichtlich synchronisierter PWM-Steuerung gemäß dem ersten Fall werden die Grundwelle und die Dreieckssi gnal-Trägerwellen mit bestimmten Phasendifferenzen betrie ben, und bei synchronisierter PWM-Steuerung gemäß dem zwei ten Fall wird die Phasendifferenz auf Null gehalten. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt der erste Fall einer synchronisierten PWM-Steuerung vor.The term "synchronized PWM control" has the following the two meanings. In a first case, synchro nized PWM control spoken when the ratio N (= fs / f1) of the basic frequency f1 (mains voltage frequency for the converter) to the frequency fs of the triangular signal carrier wave is an integer (if three-phase AC is handled N is a multiple of three and an odd number Number), and in a second case is synchronized by PWM control spoken when the phase of the triangular signal Carrier wave and the phase of the fundamental wave completely over agree, in addition to the conditions specified above gung. Regarding synchronized PWM control according to In the first case, the fundamental wave and the triangle are Operated gnal carrier waves with certain phase differences ben, and with synchronized PWM control according to the two In this case, the phase difference is kept at zero. At the The present exemplary embodiment is the first case of a synchronized PWM control.

Abhängig davon, ob mit der Quellenspannung oder der Umset zereingangsspannung (der vom Sollwertgenerator 4 ausgegebe nen Spannung) synchronisiert wird, erfolgt eine Einteilung in mit der Quellenspannung synchronisierte PWM-Steuerung oder mit der Umsetzerspannung synchronisierte PWM-Steuerung.Depending on whether synchronization is carried out with the source voltage or the converter input voltage (the voltage output by the setpoint generator 4 ), a division into PWM control synchronized with the source voltage or PWM control synchronized with the converter voltage takes place.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 2-4 wird nun ein Prinzip zum Verringern der Oberwellen am Empfangsende 2 beim vorliegen den Ausführungsbeispiel erläutert. In Fig. 2 sind zwei Sätze von Umsetzern mit der Netzspannungsleitung 1 verbunden. Hin sichtlich des Umsetzers 1 ist die Phase der Umsetzerein gangsspannung Vc in bezug auf die Quellenspannung E aufgrund der Streuinduktivität des Transformators 72 verschoben. Für die Annahme, daß die Phasendifferenz zwischen Vc und E den Wert Φ1 hat, ist die Beziehung zwischen Signalverläufen E und Vc in Fig. 3(a) dargestellt. Eine Vektorrepräsentations beziehung ist in Fig. 4 dargestellt. Wie es aus Fig. 4 er sichtlich ist, nimmt, wenn der Eingangsstrom i ansteigt, eine Eingangs-ACL(Wechselspannungsdrossel)-Spannung VL zu, und die Phasendifferenz Φ1 nimmt zu. Demgemäß ist es erfor derlich, um den Eingangsspannungsfaktor auf dem Wert 1 zu halten (um dafür zu sorgen, daß E und i in Phase sind), Φ1 und Vc abhängig von der Stärke des Eingangsstroms i zu än dern. D. h., daß sich auch die Phase zwischen Vc und der Dreieckssignal-Trägerwelle synchron hiermit ändert. Dasselbe gilt für den Umsetzer 2.A principle for reducing the harmonics at the receiving end 2 in the present exemplary embodiment will now be explained with reference to FIGS. 2-4. In Fig. 2, two sets of converters are connected to the mains voltage line 1 . Regarding the converter 1 , the phase of the converter input voltage Vc is shifted with respect to the source voltage E due to the leakage inductance of the transformer 72 . For the assumption that the phase difference between Vc and E is Φ1, the relationship between waveforms E and Vc is shown in Fig. 3 (a). A vector representation relationship is shown in FIG. 4. As is apparent from FIG. 4, when the input current i increases, an input ACL (AC choke) voltage VL increases, and the phase difference Φ1 increases. Accordingly, to keep the input voltage factor at 1 (to ensure that E and i are in phase), it is necessary to change abhängig1 and Vc depending on the strength of the input current i. That is, the phase between Vc and the triangular signal carrier wave also changes synchronously therewith. The same applies to the converter 2 .

Wie es in den Fig. 3 (b) und (c) dargestellt ist, hängen, wenn die Phasen Φs der Dreieckssignal-Trägerwellen gegenüber E durch die Trägerphase-Einstelleinrichtungen 6 der Umsetzer 1 und 2 auf 0° bzw. 90° eingestellt werden, die Phasen der erzeugten Oberwellen (insbesondere die Phasen der Komponen ten nahe ganzzahligen Vielfachen der Trägerfrequenz) nicht wesentlich von einer Änderung von Φ1 ab. In diesem Fall sind die Oberwellenphasen einander entgegengesetzt, und wenn zwei Sätze von Umsetzern verwendet werden, heben die jeweiligen Oberwellen einander auf, so daß Oberwellen am Empfangsende 2 verringert sind.As shown in FIGS. 3 (b) and (c), if the phases Φs of the triangular signal carrier waves with respect to E are set to 0 ° or 90 ° by the carrier phase setting devices 6 of the converters 1 and 2 , the phases of the harmonics generated (especially the phases of the components near integer multiples of the carrier frequency) do not significantly depend on a change of Φ1. In this case, the harmonic phases are opposite to each other, and when two sets of converters are used, the respective harmonics cancel each other so that harmonics at the receiving end 2 are reduced.

Während beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der Umsetzer mit auf die Quellenspannung synchronisierter PWM betrieben wird, sind der Quellenspannungs-Phasendetektor 8 und der Phasensollwertgenerator 9 in jedem Umsetzer vorhanden, und jeder Umsetzer ist mit der Funktion versehen, eine Synchro nisierung zur Quellenspannungsphase der Netzspannungsleitung 1 auszuführen, und die Phasen der Netzspannungsleitung 1 und der Dreieckssignal-Trägerwelle werden anfangs durch die Trä gerphase-Einstelleinrichtung in jedem Umsetzer eingestellt. While in the present exemplary embodiment the converter is operated with PWM synchronized to the source voltage, the source voltage phase detector 8 and the phase setpoint generator 9 are present in each converter, and each converter is provided with the function of carrying out synchronization with the source voltage phase of the mains voltage line 1 , and the phases of the mains voltage line 1 and the triangular signal carrier wave are initially set by the carrier phase adjusting device in each converter.

Das heißt, daß durch verschiedenes Einstellen der Trägerphasen in bezug zur Spannung des Netzes 1 die Oberwellen am Emp fangsende 2 verringert werden, wenn mehrere Sätze von Um setzern verwendet werden.That is, by differently setting the carrier phases with respect to the voltage of the network 1, the harmonics at the end of Emp 2 are reduced when several sets of converters are used.

Übrigens können, da der Sollwert (der Sollwert für die Ein gangsspannung Vc) und die Dreieckssignal-Trägerwellen mit auf die Umsetzerspannung synchronisierter PWM-Steuerung syn chronisiert werden, die Oberwellen jedes Umsetzers immer auf ein vorbestimmtes Niveau oder darunter unterdrückt werden. Da sich jedoch Vc abhängig vom Lastzustand (dem Eingangs strom) deutlich ändert (insbesondere ändert sich die Phase Φ1 stark), ist es erforderlich, eine Synchronisierung hin sichtlich der Änderung vorzunehmen. Bei einem System, bei dem die Änderung des Eingangsstroms groß ist, ist eine Ver zögerung vorhanden, bevor die Synchronisierung startet, und es werden Oberwellen verschiedener Frequenzkomponenten wäh rend dieser Periode erzeugt, wobei diese jedoch vorüberge hend ist. Wenn ein Umsetzer als Einzeleinheit verwendet wird, ist das Ausmaß der Erzeugung von Oberwellen konstant, jedoch hängen, wenn mehrere Sätze von Umsetzern unabhängig angesteuert werden, die Oberwellen am Empfangsende von Pha senänderungen der jeweiligen Umsetzer ab, und sie können einander löschen oder einander verstärken. Im Ergebnis ist es schwierig, Oberwellen auf das vorbestimmte Niveau oder darunter zu unterdrücken.Incidentally, since the setpoint (the setpoint for the on output voltage Vc) and the triangular signal carrier waves PWM control synchronized to the converter voltage be chronized, the harmonics of each converter always a predetermined level or below are suppressed. However, since Vc depends on the load state (the input current) changes significantly (in particular the phase changes Φ1 strong), it is necessary to synchronize out visually make the change. With a system, with that the change in the input current is large is a ver there is a delay before the synchronization starts, and harmonics of different frequency components are selected generated during this period, but this is temporary hend is. When a converter is used as a single unit the amount of harmonic generation is constant, however hang when multiple sets of translators hang independently are controlled, the harmonics at the receiving end of Pha changes of the respective implementers, and they can delete each other or reinforce each other. The result is it is difficult to harmonics to the predetermined level or suppress below.

Gemäß dem zum Stand der Technik zitierten Dokument JP-A-6- 351106 wird ein Synchronisierungssignal aus einer Spannung erzeugt, dieses wird gemeinsam an mehrere Umsetzer gelie fert, und die Phasen jeweiliger Dreieckssignal-Trägerwellen werden verschoben, um Oberwellen am Empfangsende zu unter drücken. Beim Spannungsumsetzsystem des vorliegenden Ausfüh rungsbeispiels ist jeder Umsetzer mit einem Quellenspan nungs-Phasendetektor 8 und einem Phasensollwertgenerator 9 versehen, und jeder Umsetzer hat die Funktion einer Synchro nisierung zur Quellenspannung. So ist es nicht erforderlich, ein Synchronisierungssignal zwischen Umsetzern zuzuführen, und wenn einmal die Phasenwinkel der Quellenspannung und der Dreieckssignal-Trägerwellen durch die Trägerphase-Einstell einrichtung 6 in jedem Umsetzer anfangs eingestellt sind, können die Oberwellen am Empfangsende verringert werden. So ist die Unabhängigkeit der jeweiligen Umsetzer stark, und die Auswirkung ist bei einem System groß, in dem keine je weiligen Umsetzer verteilt installiert sind.According to the prior art document JP-A-6- 351106, a synchronization signal is generated from a voltage, this is supplied together to a plurality of converters, and the phases of respective triangular signal carrier waves are shifted to suppress harmonics at the receiving end. In the voltage conversion system of the present embodiment, each converter is provided with a source voltage phase detector 8 and a phase setpoint generator 9 , and each converter has a function of synchronizing with the source voltage. It is not necessary to supply a synchronization signal between converters, and once the phase angles of the source voltage and the triangular signal carrier waves are initially set by the carrier phase setting device 6 in each converter, the harmonics at the receiving end can be reduced. The independence of the respective converter is strong, and the impact is great for a system in which no respective converter is installed.

Ferner kann durch das vorliegende Ausführungsbeispiel die Größe der Vorrichtung verringert werden, da es nicht erfor derlich ist, ein Filter zum Unterdrücken von Oberwellen an zuschließen. Ferner sind Schaltverluste verringert, und es ist eine Zunahme der Leistung der Vorrichtung möglich, da die Trägerfrequenz des Umsetzers niedriger eingestellt wer den kann.Furthermore, the present embodiment can Device size can be reduced since it is not required is a filter to suppress harmonics close. Furthermore, switching losses are reduced, and it an increase in the performance of the device is possible because the carrier frequency of the converter set lower that can.

Fig. 5 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem eine Sollwert-Kompensationseinrichtung 11 zum System von Fig. 1 hinzugefügt ist. Unter Bezugnahme auf die Fig. 6A und 6B wird nun die Funktion dieser Sollwert-Kompensations einrichtung 11 erläutert. FIG. 5 shows another exemplary embodiment of the invention, in which a setpoint compensation device 11 is added to the system of FIG. 1. The function of this setpoint compensation device 11 will now be explained with reference to FIGS. 6A and 6B.

In Fig. 6A ist ein bekanntes PWM-System dargestellt. Bei diesem bekannten PWM-System wird ein Sollwert v(t)* mit der Dreieckssignal-Trägerwelle et(t) verglichen, um einen PWM- Impuls zu erzeugen. Beim Dreieckssignal-Vergleichsverfahren wird der Momentanwert (Höhe) des Sollwerts (am Punkt p in den Fig. 6A und 6B) unter Verwendung des Dreieckssignals zu jeder Halbperiode der rampenförmigen Trägerwelle abgetastet, und die Höhe des Sollwerts in eine Impulsbreite umgesetzt. Wenn jedoch die Trägerfrequenz niedrig ist (ein Zehntel der Frequenz des Sollwerts), wie in Fig. 6A dargestellt, reprä sentiert der Abtastpunkt nicht immer eine Periode Δt. D. h., daß der Fehler bei der PWM-Steuerung zunimmt. Im Ergebnis variieren die erzeugten Oberwellen deutlich abhängig von den Phasenbedingungen des Sollwerts v(t)* und der Dreieckssi gnal-Trägerwelle et(t).A known PWM system is shown in FIG. 6A. In this known PWM system, a setpoint v (t) * is compared with the triangular signal carrier wave et (t) in order to generate a PWM pulse. In the triangular signal comparison method, the instantaneous value (height) of the target value (at point p in FIGS. 6A and 6B) is sampled using the triangular signal every half period of the ramped carrier wave, and the height of the target value is converted into a pulse width. However, when the carrier frequency is low (one-tenth the frequency of the target value) as shown in FIG. 6A, the sampling point does not always represent a period Δt. That is, the error in PWM control increases. As a result, the harmonics generated vary significantly depending on the phase conditions of the setpoint v (t) * and the triangular signal carrier wave et (t).

Demgemäß sind, wenn die Trägerfrequenz niedrig ist und die jeweiligen Umsetzer im System von Fig. 1 unabhängig arbei ten, die Ausmaße der von den jeweiligen Umsetzern erzeugten Oberwellen verschieden, und das Löschungsausmaß von Oberwel len am Empfangsende variiert, und der Unterdrückungseffekt hinsichtlich Oberwellen kann abhängig vom Zustand verringert sein.Accordingly, when the carrier frequency is low and the respective converters in the system of Fig. 1 operate independently, the amounts of harmonics generated by the respective converters are different, and the amount of cancellation of harmonics at the receiving end varies, and the suppression effect on harmonics may vary be reduced from the state.

Um die obigen Probleme zu überwinden, ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die Sollwert-Kompensationseinrichtung 11 hinzugefügt. Wie es in Fig. 5 dargestellt ist, ermittelt diese Sollwert-Kompensationsrichtung 11 den Sollwert v(t)* mit jeder Periode Δt, sie bilden den Mittelwert als neuen Sollwert v(t), und sie vergleicht diesen mit der Dreiecks signal-Trägerwelle et(t). Der Mittelwert v(t) des Sollwerts wird unter Verwendung des Momentanwerts des ursprünglichen Sollwerts v(t)* abgeschätzt. Im Ergebnis ist die Variation des Ausmaßes der Oberwellen aufgrund der Phasendifferenz zwischen der Dreieckssignal-Trägerwelle et(t) und dem Soll wert v(t)* verringert, und die von jedem Umsetzer 71 erzeug ten Oberwellen werden unabhängig vom Zustand mit im wesent lichen demselben Ausmaß gelöscht.In order to overcome the above problems, the setpoint compensation device 11 is added in the present exemplary embodiment. As shown in Fig. 5, this setpoint compensation direction 11 determines the setpoint v (t) * with each period Δt, they form the average as the new setpoint v (t), and it compares this with the triangular signal carrier wave et (t). The mean value v (t) of the target value is estimated using the instantaneous value of the original target value v (t) *. As a result, the variation in the magnitude of the harmonics is reduced due to the phase difference between the triangular signal carrier wave et (t) and the target value v (t) *, and the harmonics generated by each converter 71 become essentially the same regardless of the condition Extent deleted.

Fig. 7 zeigt ein Simulationsergebnis für die Änderung eines Oberwellenstroms Ih (Effektivwert aller Oberwellenkomponen ten), wenn der Phasenwinkel Φs der Dreieckssignal-Trägerwel le et(t) in bezug auf den Sollwert v(t)* geändert wird (für einen einzelnen Satz von Umsetzern, N = 9). Ohne die Soll wertkompensation (bekanntes System) steigen, wie es aus der gestrichelten Linie in Fig. 7 erkennbar ist, die Oberwellen im schlimmsten Fall auf das 1,5-fache. Wenn jedoch die Soll wertkompensation hinzugefügt wird, ist es aus der durchgezo genen Linie in Fig. 7 erkennbar, daß die Abhängigkeit der Oberwellen von Φs im wesentlichen verschwunden ist. Fig. 7 shows a simulation result for the change of a harmonic current Ih (rms value of all harmonic components) when the phase angle Φs of the triangular signal carrier wave le (t) is changed with respect to the target value v (t) * (for a single set of Implementers, N = 9). Without the setpoint compensation (known system), as can be seen from the dashed line in FIG. 7, the harmonics increase to 1.5 times in the worst case. However, if the target value compensation is added, it can be seen from the solid line in FIG. 7 that the dependence of the harmonics on Φs has essentially disappeared.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Abhängigkeit vom Lastzustand verringert, da die Amplitude der Oberwellen durch die Spannungssollwert-Kompensation im wesentlichen konstant gehalten ist. Ferner können, da das Ausmaß der er zeugten Oberwellen selbst dann, wenn die Trägerfrequenz re lativ niedrig ist, auf ein im wesentlichen konstantes Niveau heruntergedrückt werden kann, die Oberwellen am Empfangsende selbst dann, wenn die jeweiligen Umsetzer unabhängig betrie ben werden, auf im wesentlichen konstantes Niveau oder dar unter heruntergedrückt werden.In the present embodiment, the dependency reduced from the load state because the amplitude of the harmonics through the voltage setpoint compensation essentially is kept constant. Furthermore, given the extent of it generated harmonics even when the carrier frequency re is relatively low, to a substantially constant level can be depressed, the harmonics at the receiving end even if the respective translators operated independently be at a substantially constant level or under be pushed down.

Fig. 8 zeigt zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Er findung. Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 5 wer den die jeweiligen Umsetzer 71 unabhängig angesteuert, und die Oberwellen am Empfangsende 2 werden dadurch unterdrückt, daß die Trägerphasen-Einstellwerte Φs anfangs eingestellt werden. Wenn jedoch eine spezielle Oberwelle zu unterdrücken ist oder wenn Oberwellen weiter auf eine Grenze herunterzu drücken sind, ist das Ausführungsbeispiel von Fig. 8 wir kungsvoll. Fig. 8 shows another embodiment of the invention. In the embodiments of FIGS. 1 and 5 who the respective converters 71 are controlled independently, and the harmonics at the receiving end 2 are suppressed in that the carrier phase setting values Φs are initially set. However, if a particular harmonic is to be suppressed or if harmonics are to be pushed further down to a limit, the embodiment of FIG. 8 is effective.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Phasenein stellung Φs der Dreieckssignal-Trägerwelle in Echtzeit ab hängig vom Lastzustand jedes Umsetzers geändert, um einen zusammenwirkenden Betrieb zwischen Umsetzern auszuführen. In Fig. 8 bezeichnet die Zahl 12 einen Stromdetektor zum Erfas sen des Eingangsstroms i1, i2, i3, . . . für jeden Umsetzer, und die Zahl 13 bezeichnet eine Einrichtung zum Unterdrücken von Oberwellen zum Lesen des Eingangsstroms für jeden Um setzer und zum Liefern eines geeigneten Trägerphase-Ein stellwerts Φs (Φs1, Φs2, Φs3, . . ., Φsn) an jede Trägerpha sen-Einstelleinrichtung 6, um Oberwellen am Empfangsende 2 zu unterdrücken.In the present embodiment, the phase setting Φs of the triangular signal carrier wave is changed in real time depending on the load state of each converter to perform a cooperative operation between converters. In Fig. 8, numeral 12 denotes a current detector for detecting the input current i1, i2, i3,. . . for each converter, and the numeral 13 denotes a harmonic suppressor for reading the input current for each converter and for supplying an appropriate carrier phase setting value Φs (Φs1, Φs2, Φs3,..., Φsn) to each carrier phase - Setting device 6 to suppress harmonics at the receiving end 2 .

Fig. 9 veranschaulicht einen Funktionsalgorithmus der Ein richtung 13 zum Unterdrücken von Oberwellen. Als erstes wer den die Eingangsströme i1-in für die jeweiligen Umsetzer gelesen, und auf Grundlage dieser Stromstärken werden die Betriebsbedingungen x (x1-xn) für die jeweiligen Umsetzer berechnet. Wie es in Fig. 4 dargestellt ist, gilt x = tanΦ1, und es kann eine Bestimmung durch x = ωLi/E erfolgen (d. h., daß dann, wenn der Eingangsstrom i bekannt ist, die Berech nung aus der Spannung E und der Induktivität L ausgeführt werden kann). Wenn x positiv ist, repräsentiert dies einen Zustand zum Liefern einer Spannung an eine Last (Spannungs zuführung), und wenn x negativ ist, repräsentiert dies einen Regenerationszustand, und wenn x Null ist, repräsentiert dies einen Zustand ohne Last. Dann werden die Trägerphase- Einstellwerte Φs1-Φsn zeitweilig auf zweckdienliche Werte eingestellt (z. B. wird die Hälfte von mehreren Umsetzern auf 0° gesetzt, während die andere Hälfte auf 90° gesetzt wird). Dann werden die durch die jeweiligen Umsetzer erzeug ten Oberwellen Hn aus den Trägerphase-Einstellwerten und x1-xn abgeschätzt. Die Oberwellen Hn repräsentieren den Erzeugungsanteil von Oberwellen zur Gleichspannung des Um setzers, und sie entsprechen den aktuell vom Umsetzer er zeugten Oberwellen. Die Fig. 10 und 11 zeigen die Werte von Hn für die 17. bzw. 5. Sinuskomponente. Wie es in den Figuren dargestellt ist, wird Hn vorab als Funktion von Φs und x berechnet und dann in eine Tabelle eingespeichert. Die Ober wellen am Empfangsende 2 sind die Gesamtsumme der Werte Hn der jeweiligen Umsetzer. Der Wert x wird durch den Betriebs zustand des Umsetzers bestimmt, jedoch kann der Wert Φs wahlfrei bestimmt werden, so daß der Gesamtumfang von Ober wellen (Gesamtsumme von Hn) unter Verwendung von Φs mini miert werden kann. D. h., daß, wie es in Fig. 9 dargestellt ist, die Gesamtsumme der Werte Hn (Oberwellen am Empfangs ende) berechnet wird, nachdem Φs eingestellt wurde, das Aus maß erzeugter Oberwellen berechnet wird, und dann, wenn der Wert nicht gut wird, wird Φs erneut eingestellt, und die Ge samtsumme von Hn wird berechnet, und dieser Vorgang wird wiederholt, um den Minimalpunkt von Hn zu ermitteln. Die Trägerphase-Einstellwerte Φs1-Φsn, die dem so bestimmten Minimalpunkt entsprechen, werden an die jeweiligen Träger phase-Einstelleinrichtungen 6 geliefert. Fig. 9 illustrates a functional algorithm of the device 13 for suppressing harmonics. First of all, who reads the input currents i1-in for the respective converters, and the operating conditions x (x1-xn) for the respective converters are calculated on the basis of these current strengths. As shown in Fig. 4, x = tanΦ1, and it can be determined by x = ωLi / E (that is, when the input current i is known, the calculation of the voltage E and the inductance L can be executed). If x is positive, it represents a state for supplying a voltage to a load (power supply), and if x is negative, it represents a regeneration state, and if x is zero, it represents a state without load. Then the carrier phase setting values Φs1-Φsn are temporarily set to appropriate values (e.g. half of several converters are set to 0 °, while the other half is set to 90 °). Then, the harmonics Hn generated by the respective converters are estimated from the carrier phase setting values and x1-xn. The harmonics Hn represent the generation portion of harmonics to the DC voltage of the converter, and they correspond to the harmonics currently generated by the converter. FIGS. 10 and 11 show the values of Hn for the 17th and 5th sine component. As shown in the figures, Hn is calculated in advance as a function of Φs and x and then stored in a table. The harmonics at the receiving end 2 are the total sum of the values Hn of the respective converter. The value x is determined by the operating state of the converter, but the value Φs can be determined optionally, so that the total range of harmonics (total sum of Hn) can be minimized using Φs. That is, as shown in Fig. 9, the total of the values Hn (harmonics at the reception end) is calculated after Φs is set, the amount of harmonics generated is calculated, and when the value is not good, Φs is set again, and the total of Hn is calculated, and this process is repeated to find the minimum point of Hn. The carrier phase setting values Φs1-Φsn, which correspond to the minimum point determined in this way, are supplied to the respective carrier phase setting devices 6 .

Wenn die Anzahl von Umsetzern klein ist, kann Φs eingestellt werden, ohne daß die obige wiederholte Berechnung ausge führt wird. Nachfolgend wird ein spezielles Einstellverfah ren für Φs erläutert.If the number of converters is small, Φs can be set without the above repeated calculation leads. Below is a special setting procedure ren for Φs explained.

Es sei angenommen, daß zwei Umsetzer vorhanden sind, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, und daß die 17. Oberwelle (Fig. 10) zu unterdrücken ist. Ferner sei angenommen, daß der Um setzer auf Φs1 = 90° gesetzt ist und mit x = 0,1 angesteuert wird, und daß der Umsetzer 2 mit x = -0,1 angesteuert wird. Um die von den Umsetzern 1 und 2 am Empfangsende 2 erzeugten Oberwellen aufzuheben, ist es besser, wenn die Polaritäten der beiden Oberwellen einander entgegengesetzt sind und ihre Absolutwerte nahe beieinander liegen. Gemäß Fig. 10 ent spricht eher C als B der Stärke A, so daß die 17. Komponen te stärker unterdrückt wird, wenn Φs2 den Wert 180° statt 0° hat. Demgemäß gibt die Einrichtung 13 zum Unterdrücken von Oberwellen in diesem Zustand die Trägerphase-Einstellwerte Φs1 = 90° und Φs2 = 180° an die Trägerphase-Einstelleinrich tung 6. So werden die Oberwellenkomponenten minimiert.It is assumed that there are two converters, as shown in Fig. 2, and that the 17th harmonic ( Fig. 10) is to be suppressed. It is also assumed that the converter is set to Φs1 = 90 ° and is driven with x = 0.1, and that the converter 2 is driven with x = -0.1. In order to cancel the harmonics generated by the converters 1 and 2 at the receiving end 2 , it is better if the polarities of the two harmonics are opposite to one another and their absolute values are close to one another. Referring to FIG. 10 ent speaks more than C B A of the starch so that the 17 th Components is more suppressed when Φs2 has a value of 180 ° instead of 0 °. Accordingly, the device 13 for suppressing harmonics in this state outputs the carrier phase setting values Φs1 = 90 ° and Φs2 = 180 ° to the carrier phase setting device 6 . This minimizes the harmonic components.

Nun sei angenommen, daß der Umsetzer 1 auf x = -0,1 wech selt, während der Umsetzer auf x = -0,1 verbleibt (das Aus maß der erzeugten Oberwellen ändert sich auf A′). Da nun B nahe an der Stärke A liegt, wird die Oberwelle dieser Kompo nente stärker unterdrückt, wenn Φs2 = 0° gilt. Demgemäß wird der Sollwert Φs2 = 0° an den Umsetzer 2 ausgegeben. So wer den die Oberwellenkomponenten minimiert.Now it is assumed that the converter 1 changes to x = -0.1, while the converter remains at x = -0.1 (the measure of the harmonics generated changes to A '). Since B is now close to strength A, the harmonic of this component is suppressed more when Φs2 = 0 °. Accordingly, the target value Φs2 = 0 ° is output to the converter 2 . So who minimizes the harmonic components.

Durch geeignetes Umschalten von σ kann eine spezielle Ober welle am Empfangsende 2 unterdrückt werden, und die Oberwel len können bis auf die Grenzen heruntergedrückt werden. Dies ist nicht auf die 17. Oberwelle beschränkt, sondern dasselbe kann für die 5. Oberwelle, wie in Fig. 11 dargestellt, und andere Oberwellenkomponenten ausgeführt werden. Die Möglich keit, eine spezielle Oberwellenkomponente zu unterdrücken, kann Antiresonanz verhindern, wenn ein Filter am Empfangsen de 2 einzufügen ist. Ferner kann es ermöglicht werden, eine Änderung des Ausmaßes der Erzeugung von Oberwellen am Emp fangsende 2 vorab zu berechnen und diejenigen Trägerphasen zuzuführen, die das Gesamtausmaß minimieren.By appropriately switching σ, a special harmonic wave at the receiving end 2 can be suppressed, and the harmonic waves can be pushed down to the limits. This is not limited to the 17th harmonic, but the same can be done for the 5th harmonic as shown in Fig. 11 and other harmonic components. The possibility of suppressing a special harmonic component can prevent anti-resonance if a filter is inserted at the receiver de 2 . Furthermore, it can be made possible to calculate in advance a change in the extent of the generation of harmonics at the receiving end 2 and to supply those carrier phases which minimize the overall extent.

Claims

1. Control method for voltage converters for controlling a plurality of voltage converters ( 3 a), which are connected to a mains voltage line ( 1 ), with separate PWM signals which contain a fundamental value component and harmonic components corresponding to a desired value, characterized in that the voltage phase the mains voltage is detected, the harmonic components are essentially synchronized with the detected voltage phase and the phases of the harmonic components are made different from one another.

2. Control method according to claim 1, characterized in that the phases of the special harmonic components are shifted by 360 ° / n against each other, where n is the number of sets of voltage converters ( 3 a).

3. Control method according to one of the preceding claims che, characterized in that the PWM signals due to position of the setpoint and a triangular signal carrier wave becomes the mean of the setpoint in a period from a positive peak to a negative peak zenwert, such as a half period of the triangular signal carrier wave le corresponding to, and a period from the negative peak to the positive peak value, corresponding to the half period, is estimated on the basis of the target value and this Setpoint is compensated using the estimated value.

4. Control method according to one of the preceding claims, characterized in that the input currents in the respective voltage converters ( 3 a) are detected and the phases of the harmonic components are determined on the basis of the detected input current strengths.

5. voltage conversion system with a receiving end ( 2 ), which is supplied with a mains voltage ( 1 ), and with a plurality of voltage converters connected to this receiving end ( 2 a), each of which a triangular signal carrier wave generator ( 52 ) for generating a triangular signal carrier wave and a PWM (Pulse Width Modulation) control unit for outputting a PWM signal which is generated on the basis of a set point and the triangular signal carrier wave and for controlling the voltage converter, characterized in that a detector ( 8 ) for detecting the voltage phase of the Mains voltage and a triangular signal carrier wave generator for outputting the triangular signal carrier wave in such a way that synchronization with the voltage phase detected by the detector is present in each of the voltage converters, and that the triangular signal carrier wave generators in the voltage converters are the triangular signal carrier wave len with different phases a issue.

6. Voltage conversion system according to claim 5, characterized in that the phases of the special harmonic components th are shifted by 360 ° / n against each other, where n is the number of sets of voltage converters ( 3 a).

7. Voltage conversion system according to one of claims 5 or 6, characterized by a setpoint compensation device ( 11 ) for estimating the mean value of the setpoint in a period from a positive peak value to a negative peak value, such as a half period of the triangular signal carrier wave, and one Period from the negative peak to the positive peak, corresponding to the half period, based on the target value and compensating for this target value using the estimated value.

8. Voltage conversion system according to one of claims 5 to 7, characterized in that in each voltage converter ( 3 a) an input current detector for detecting the input current in the voltage converter and a device for inputting the detected input current values from the input current detectors and for determining a carrier phase setting, which for depending on which the triangular signal carrier wave generators are different, based on the detected input current values, the triangular signal carrier wave generator outputs the triangular signal carrier wave in synchronization with the voltage phase based on the detected voltage phase and the carrier phase adjustment.