DE2232078B2

DE2232078B2 - PROCEDURE AND EXECUTION ARRANGEMENT FOR DETERMINING THE COMMUTATION TIME IN CONVERTERS

Info

Publication number: DE2232078B2
Application number: DE19722232078
Authority: DE
Inventors: Kjell Jönköping Helgesson (Schweden) früherDPK21d2 12-O3
Original assignee: Asea AB, Västeraas (Schweden)
Priority date: 1971-07-08
Filing date: 1972-06-30
Publication date: 1977-05-26
Also published as: GB1386995A; DE2232078A1; SE350165B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs I genannten Art zur Bestimmung der Kommutierungszeit eines kommutierenden Ventilpaares bei einem Stromrichter. Unter Kommutierungszeit ist hierbei das Zeitintervall /.wischen dem Beginn und dem Ende der Kommutierung zu verstehen. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Anordnung zur Durchführung des <■··, Verfahrens, einen sogenannten Überlappungsberechner, mit dem der Anfang und das Ende des KornmuüerunRsintervalles festgestellt werden können.The present invention relates to a method as defined in the preamble of claim I. named type for determining the commutation time of a commutating valve pair in a converter. The commutation time is the time interval between the beginning and the end of the Understand commutation. The invention also relates to an arrangement for performing the <■ ··, method, a so-called overlap calculator, with which the beginning and the end of the grain size interval can be determined.

Ein Überlappungsberechner kann z. B. bei einem Sicherheitswinkeisteuergerät eines Wechselrichters verwendet werden, um mit Sicherheit feststellen zu können, wann die Kommutierung abgeschlossen ist. Der Überlappungsberechner kann auch verwendet werden, um Kommutierungsfehler oder den drohenden Eintritt solcher Fehler sowohl bei Gleich- als auch bei Wechselrichtern festzustellen, so daß rechtzeitig erforderliche Sicherheitsmaßnahmen getroffen werden können. Die Anwendungsmöglichkeiten sind jedoch nicht auf diese Fälle beschränkt. Auch in anderen Zusammenhängen kann man daran interessiert sein, der Phasenlage des Kommutierungsverlaufes im Verhältnis zur Wechselspannung des Stromrichters zu folgen. Dies kann bei der Kontrolle von Stromrichtern während des Aufbaus und auch bei periodischer Oberprüfung und Überwachung von im Betrieb befindlichen Stromrichtern der Fall sein. Weiver hat der Überlappungsberechner große Bedeutung in Laboratorien, wo Stromrichter oder Stromrichtermadelle studiert werden und wo man den Kommutierungsverlauf zu kontrollieren wünsch!.An overlap calculator can e.g. B. in a safety angle controller of an inverter used to be able to determine with certainty when the commutation is completed. Of the Overlap calculator can also be used to identify commutation errors or the impending occurrence detect such errors in both rectifiers and inverters, so that necessary in good time Security measures can be taken. The possible uses, however, are not limited to these cases. One can also be interested in the phase position in other contexts to follow the commutation curve in relation to the AC voltage of the converter. this can be used when checking power converters during construction and also during periodic checking and Monitoring of converters in operation may be the case. Weiver has the overlap calculator great importance in laboratories where power converters or power converter dummies are studied and where one wish to control the commutation process !.

Der Bedarf an solchen Überlappungsberechnern besteht seit langem, und es gibt verschiedene Arten. Es ist leicht, den Beginn der Kommutierung festzustellen, der dadurch festgelegt ist, daß ein Steuerimpuls an das zu zündende Ventil abgegeben wird. Dagegen ist es bedeutend schwieriger, eine exakte Angabe über das Ende der Kommutierung zu bekommen. Dieses Ende wird teils dadurch markiert, daß der Strom in dem erlöschenden Ventil Null wird, was in einem kontinuier liehen und recht weichen Verlauf geschieht, und teils dadurch, daß über dem Ventil eine Spannung in Sperrichtung erwächst. Dieser Spannungszuwachs wird theoretisch oft als ein Spannungsspriing betrachtet, aber dieser Spannungssprung wird in der Praxis von Spannungsteilern und Dämpfungskreisen über dem Ventil gedämpft, so daß man keine exakte Zeitgrenze bekommt. Weiter muß der genannte Übergangsvorgang von dem hohen Potential der Hauptkreise auf niedrigeres Potential übertragen werden, um für das Steuersystem anwendbar zu werden, was teure Übcrtragungskreise erfordert.Such overlap calculators have been demanded for a long time and are of several types. It it is easy to determine the start of commutation, which is determined by the fact that a control pulse is sent to the the valve to be ignited is released. On the other hand, it is much more difficult to give an exact statement about the To get the end of commutation. This end is partly marked by the fact that the current in the extinguishing valve is zero, which happens in a continuous and quite smooth course, and partly in that a voltage in the reverse direction arises across the valve. This increase in tension will theoretically often seen as a jump in tension, but this voltage jump is in practice by voltage dividers and damping circuits above the Valve damped so that you don't get an exact time limit. The aforementioned transition process must continue transferred from the high potential of the main circuits to the lower potential in order for the Tax system to become applicable, which requires expensive delegation circuits.

Bei Anordnungen zur Sicherheitswinkelsteuerung ist man deshalb andere Wege gegangen, um ein Maß für den Istwert des Sicherheitswinkels zu erhalten. Ein solches Sicherheitswinkeisteuergerät hat die Aufgabe, den Zeitpunkt für die Einleitung der Kommutierung unter Berücksichtigung der Forderung zu ermitteln, daß einerseits die Kommutierung mit Rücksicht auf die Blindstromaufnahme möglichst spät erfolgen soll, andererseits jedoch ein ausreichender Sicherheitswinkel vorhanden ist, um ein Rückzünden des verlöschenden Ventils infolge der anwachsenden Sperrspannung mit Sicherheit zu verhindern. Ein Überlappungsberechner dagegen hat lediglich den Zweck, die Länge des Kommutierungszeitintervalles zu erfassen, ohne auf der Beginn der Kommutierung oder die Länge dei Kommutierungszeit Einfluß zu nehmen. Aus detr deutschen Patent 12 26 196 ist eine Sicherheitswinkel· steuerung bekannt, bei der man davon ausgeht, daß die Kommutierungsspannung sinusförmig ist, so daß mar deren Integralionswerl erhalten kann, indem man dk Spannung um 90° zu einer Kosinus Spannung phasen verschiebt. Da die Änderungen des Integrationswertc! in der Nähe des Nulldurchgangs der Kommutierungs spannung interessieren und dainit im Maximum dei Kosinusspannung ermittelt werden müssen, ist meß technisch die Differenzbildung verhältnismäßig großeiIn the case of arrangements for safety angle control, other approaches have therefore been taken in order to obtain a measure for to get the actual value of the safety angle. Such a safety angle control device has the task of to determine the point in time for the initiation of commutation, taking into account the requirement that On the one hand, commutation should take place as late as possible, taking into account the reactive current consumption, on the other hand, however, there is a sufficient safety angle to ignite the extinguishing Valve as a result of the increasing reverse voltage with certainty. An overlap calculator on the other hand, it only has the purpose of detecting the length of the commutation time interval without the The beginning of the commutation or the length of the commutation time can be influenced. From detr German patent 12 26 196 discloses a safety angle control in which it is assumed that the Commutation voltage is sinusoidal, so that mar its integral ion value can be obtained by adding dk Voltage phase shifts by 90 ° to a cosine voltage. Since the changes in the integration value c! interest in the vicinity of the zero crossing of the commutation voltage and dainit in the maximum dei Cosine voltage must be determined, the formation of the difference is technically relatively large

Meßwerte erforderlich. Gemäß der DT-OS 19 21 948 erfolgt eine Vorausbestimmung des Integrationswerts der Kommutierungsspannung und danach eine Korrektur dieses Wertes mit dem wirklichen Wert. Da bei der Bestimmung des Integrationswertes der Kommutierungsspannung die Berechnung der Zeit bis zum kommenden Nulldurchgang aufgrund einer Zeitmessung ausgehend vom vorherigen Nulldurchgang erfolgt, ist auch hier eine Differenzbildung verhältnismäßig großer Meßwerte erforderlich. In beiden Fällen errechnet man den Istwert des Sicherheitswinkels oder einen entsprechenden Parameter, indem man von dem genannten integraüonswert eine von dem Strom abhängige Größe subtrahiert. Der hierbei berechnete Zeitpunkt für die Beendigung der Kommutierung ist also abhängig von der Differenz zwischen zwei verhältnismäßig großen, nicht sehr genauen Größen, weshalb die Genauigkeit der Differenz wesentlich geringer ist als die der beiden Größen selbst.Readings required. According to DT-OS 19 21 948, the integration value is determined in advance the commutation voltage and then a correction of this value with the real value. Since the Determination of the integration value of the commutation voltage the calculation of the time to coming zero crossing takes place on the basis of a time measurement based on the previous zero crossing, Here, too, it is necessary to form the difference between relatively large measured values. In both cases the actual value of the safety angle or a corresponding parameter is calculated by using the named integraüonswert subtracts a variable dependent on the current. The one calculated here The point in time for the termination of the commutation is therefore dependent on the difference between two relatively large, not very precise quantities, which is why the accuracy of the difference is essential is less than that of the two sizes themselves.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Durchführungsanordnung zur Berechnung der Kommutierungszeit bei Stromrichtern zu entwickeln, deren Ergebnisse genauer sind als die mit den bekannten Überlappungsberechnern erzielbaren Ergebnisse.The present invention is based on the object of a method and an implementation arrangement to calculate the commutation time for converters, to develop their results more precisely are than the results that can be achieved with the known overlap calculators.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zugrunde liegenden Art erfindungsgemäß entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs und ergänzend durch die in den Unteransprüchen 2 — 4 genannten Merkmale weitergebildet.To solve this problem, a method is based on the preamble of claim 1 Art according to the invention according to the characterizing part of the main claim and in addition by the further developed in the features mentioned in the subclaims 2-4.

Eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist gemäß der Erfindung durch die in den Unteransprüchen 5 — 6 genannten Merkmale gekennzeichnet.An arrangement for carrying out the method is defined according to the invention by what is stated in the subclaims 5 - 6 mentioned features.

Die Erfindung beruht zwar auch auf einer Messung des Stromes des Stromrichters und einer Integration der Kommutierungsspannung. Bei der Erfindung wird jedoch ständig mit den Augenblickswerten des Stromes und der Kommutierungsspannung gearbeitet, unabhängig davon, ob diese Größen variieren. Man erhält dabei bei dem anschließenden Vergleich von Strom und Spannungsintegral eine bedeutend größere Genauigkeit als mit den bekannten Anordnungen.The invention is based on a measurement of the current of the converter and an integration of the Commutation voltage. In the invention, however, the instantaneous values of the current are constantly being used and the commutation voltage worked regardless of whether these quantities vary. One receives thereby significantly greater accuracy in the subsequent comparison of current and voltage integral than with the known arrangements.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen anhand der Figuren erläutert werden. Es zeigtExemplary embodiments of the invention are to be explained with reference to the figures. It shows

F i g. 1 ein Prinzipschaltbild eines Stromrichters,F i g. 1 is a block diagram of a converter,

F i g. 2 eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung, auch Überlappungsberechner genannt, F i g. 2 an arrangement for carrying out the method according to the invention, also called an overlap calculator,

Fig.3 den Verlauf verschiedener Spannungen oder Signale in den Schaltungen gemäß F i g. 1 und 2,3 shows the course of various voltages or Signals in the circuits according to FIG. 1 and 2,

Fig.4 eine andere Ausführungsart des Überlappungsberechners nach der Erfindung.4 shows another embodiment of the overlap calculator according to the invention.

F i g. 1 zeigt einen Stromrichter mit einer Ventilanordnung 1, einem Stromrichtertransformator 2, Wechselstromanschlüssen 3 und Gleichstromanschlüssen 4,5. Die Ventile werden von einem Steuergerät 6 gesteuert, das Impulse an einen Impuisgeber 7 abgibt, der Steuerimpulse an die verschiedenen Ventile der Ventilanordnung 1 verteilt. Die Impulse werden über ein Schaltglied 8 übertragen, mit dessen Hilfe das Steuergerät 6 vom Impulsgeber 7 durch ein Sperrsignal auf den Steuereingang 9 des Schaltgliedes 8 getrennt werden kann, wie noch später erklärt wird. Die vom Steuergerät 6 kommenden Impulse können über eine Klemme 10 zum Steuern der Schaltung nach F i g. 2 entnommen werden.F i g. 1 shows a converter with a valve arrangement 1, a converter transformer 2, AC connections 3 and DC connections 4.5. The valves are controlled by a control unit 6, the pulses to a pulse generator 7 emits the control pulses to the various valves of the Valve assembly 1 distributed. The pulses are transmitted via a switching element 8, with the help of which the Control unit 6 is separated from pulse generator 7 by a blocking signal to control input 9 of switching element 8 as will be explained later. The pulses coming from the control unit 6 can have a Terminal 10 for controlling the circuit according to FIG. 2 can be taken.

Der Belastungsstrom des Stromrichters wird mit einem Transduktor 11 mit Ausgangsklemme 12 gemessen. Die Kommutierungsspannungen für die verschiedenen Ventilpaare werden über einen Spannungstransformator 13 mit dreieckgeschalteter Primärwicklung und sterngeschaketcr Sekundärwicklung entnommen. Auf diese Weise entspricht die Spannung jeder einzelnen Klemme 14 der Kommutierungsspannung für ein Ventilpaar.
F i g. 2 zeigt einen Überlappungsberechner gemäßThe load current of the converter is measured with a transducer 11 with output terminal 12. The commutation voltages for the various pairs of valves are taken from a voltage transformer 13 with a delta-connected primary winding and a star-shaped secondary winding. In this way, the voltage of each individual terminal 14 corresponds to the commutation voltage for a pair of valves.
F i g. 2 shows an overlap calculator according to FIG

ίο der Erfindung für ein kommutierendes Ventilpaar in Fig. 1. Um eine genaue Berechnung zu erhalten, muß man von den praktischen Verhältnissen bei einem Kommutierungsverlauf ausgehen, die darin bestehen, daß der ganze Belastungsstrom von dem erlöschenden Ventil zu dem zündenden kommutieren soll. Dies kann auch so aufgefaßt werden, daß ein Kommutierungsstrom in dem Kommutierungskreis, bestehend aus dem erlöschenden Ventil, dem zündenden Ventil und den entsprechenden beiden Phasen des Stromrichtertransformators, auftritt. Der ansteigende Kommutierungsstrom fließt in Durchlaßrichtung des zündenden Ventils und in Sperrichtung des erlöschenden Ventils, und die Kommutierung ist beendet, wenn der Kommutierungsstrom die Größe des Belastungsstroms erreicht hai. Die Spannung, die den Kommutierungsstrom zum Anwachsen bringt, ist die Kommutierungsspannung, die aus den beiden Phasenspannungen des Stromrichtertransformators, d. h. der verketteten Spannung der beiden Phasen, gebildet wird. Um den Kommutierungssirom auf denselben Wert wie den Belastungsstrom anwachsen zu lassen, ist ein gewisses Spannungsintegral (Spannungszeitfläche) erforderlich, das von der Gleichungίο the invention for a commutating pair of valves in Fig. 1. In order to get an exact calculation, one must take into account the practical conditions of a Go out commutation, which consist in the fact that the entire load current of the extinguishing Valve to commutate to the igniting. This can also be understood to mean that a commutation current in the commutation circuit, consisting of the extinguishing valve, the igniting valve and the corresponding two phases of the converter transformer, occurs. The increasing commutation current flows in the forward direction of the igniting valve and in the reverse direction of the extinguishing valve, and the commutation is ended when the commutation current reaches the magnitude of the load current. the The voltage that increases the commutation current is the commutation voltage that results from the both phase voltages of the converter transformer, d. H. the linked voltage of the two phases, is formed. To increase the commutation sirom to the same value as the load current a certain stress integral (stress-time area) is required, which is determined by the equation

jdt=K ■ 1jdt = K ■ 1

.15 bestimmt wird, wobe^: Uk die Kommutierungsspannung, / der Belastungsstrom und K die Reaktanz des Kommutierungskreises angibt..15 is determined, where ^: Uk the commutation voltage, / the load current and K the reactance of the commutation circuit.

In Fig. 2 sind die Anschlußklemmen mit denselben Bezugszeichen wie die entsprechenden Klemmen in Fig. 1 bezeichnet. Fig. 2 enthält einen Verstärker 2t mit einem Gegenkoppelkondensator 20. Dieser Verstärker kann mittels Schaltgliedern 22,23 entweder über die Klemme 12 und eine weitere Verstärkeranordnung an den Belastungsstromwert des Stromrichters angeschlossen werden oder über die Klemme 14', die einer der Klemmen 14 in Fig. 1 entspricht, an die entsprechende Kommutierungsspannung.In Fig. 2 the terminals are with the same Reference numerals denote the same as the corresponding terminals in FIG. 1. Fig. 2 includes an amplifier 2t with a negative feedback capacitor 20. This amplifier can be connected by means of switching elements 22, 23 either via terminal 12 and another amplifier arrangement the load current value of the converter can be connected or via terminal 14 ', which is a of terminals 14 in Fig. 1 corresponds to the corresponding commutation voltage.

Der Belastungsstromwerl vom Transduktor 11 in Fig. 1 wird über die Klemme 12 an ein PotentiometerThe load current from the transducer 11 in Fig. 1 is connected to a potentiometer via the terminal 12

so 15 in Fig. 2 weitergegeben, durch dessen Einstellung man einen der Größe K ■ I der obigei Gleichung entsprechenden Wert bestimmt. Das Potentiometer 15 ist an den Verstärker 16 angeschlossen, der durch die gezeigte Rückkopplung ein Signal eib (Fig. 3) abgibt, das dem Signal vom Potentiometer 15 unabhängig von der Belastung des Verstärkers Id folgt. Auf der Ausgangsseite vor. 16 liegt ein aus einem Kondensator 17 und einem Widerstand 18 bestehender Eingangskreis für den Verstärker 21 mit dem aus dem Kondensator 20so 15 is passed on in FIG. 2, through the setting of which one determines a value corresponding to the quantity K ■ I of the above equation. The potentiometer 15 is connected to the amplifier 16, which emits a signal eib (FIG. 3) through the feedback shown, which follows the signal from the potentiometer 15 regardless of the load on the amplifier Id. On the exit side in front. 16 there is an input circuit for the amplifier 21 consisting of a capacitor 17 and a resistor 18 with that of the capacitor 20

do und einem Widerstand 19 bestehenden Gegenkopplungskreis. Indem man die Widerstände 18, 19 und die Kondensatoren 17, 20 gleich groß macht, wird erreicht, daß das Ausgangssignal ο, des Verstärkers 21 dem Ausgangssignal en, des Verstärkers 16 folgt, aber mitdo and a resistor 19 existing negative feedback circuit. By making the resistors 18, 19 and the capacitors 17, 20 the same size, it is achieved that the output signal ο, the amplifier 21 dem Output signal en, of the amplifier 16 follows, but with

<>s entgegengesetzter Polarität. Dies gilt, solange das Schaltglied 22 leitend und das Schaltglied 23 gesperrt ist. Wird 22 gesperrt, so bildet der aus dem Verstärker 21 mit dem Gegenkoppelkondensator 20 bestehende<> s of opposite polarity. This applies as long as that Switching element 22 is conductive and switching element 23 is blocked. If 22 is blocked, then the amplifier 21 forms with the negative feedback capacitor 20 existing

umschaltbare Kreis ein Speicherglicd für das Signal en,, und wenn 23 leitend wird, bilden 20,21 gleichzeitig einen integrierenden Verstärker für die Kommutierungsspannung ei«. Bis zu dem Zeitpunkt für einen Steuerimpuls von Steuergerät 6 in F i g. 1 über die Klemme 10 ist das Schaltglied 22 leitend, und die Ausgangsspannung e>_t vom Verstärker 21 folgt der Ausgangsspannung ei₆ vom Verstärker 16. Wenn vom Steuergerät 6 ein Steuerimpuls abgegeben wird, wird dieser über die Klemme 10 und ein Verzögerungsglied 29 zu einem Kippschalter 28 geleitet. Das Verzögerungsglied 29 verursacht eine Verzögerung Δι, die dem Zündverzug des Ventils aufgrund von Verzögerung in Zündkreisen entspricht, so daß das Signal e?« dem wirklichen Anfangszeitpunkt der Kommutierung entspricht.switchable circuit a storage device for the signal en ,, and when 23 becomes conductive, 20,21 simultaneously form an integrating amplifier for the commutation voltage ei «. Up to the point in time for a control pulse from control unit 6 in FIG. 1 via the terminal 10, the switching element 22 is conductive, and the output voltage e> _t from the amplifier 21 follows the output voltage ei ₆ from the amplifier 16. When the control unit 6 emits a control pulse, it becomes a via the terminal 10 and a delay element 29 Toggle switch 28 directed. The delay element 29 causes a delay Δι which corresponds to the ignition delay of the valve due to delay in ignition circuits, so that the signal e? «Corresponds to the actual starting point in time of the commutation.

Die verschiedenen Spannungen oder Signale e„ — wobei η dem betreffenden Schaltelement η in F i g. 1 oder 2 entspricht — werden in F i g. 3 gezeigt. Bis zu einem Zeitpunkt /ι folgt die Ausgangsspannung e₂i (durchgezogene Linie) des Verstärkers 21 mit entgegengesetzter Polarität der Spannung eib (gestrichelte Linie) des Verstärkers 16, der den Belastungsstromwert angibt (siehe das obere Kurvendiagramm). Zum Zeitpunkt fi stellt das Signal ew den Kippschalter 28 in die Lage 1, wobei das Schaltglied 22 gesperrt und das Schaltglied 23 leitend wird. Dabei wird der Eingang des Verstärkers 21 vom Belastungsstromwert auf die Kommutierungsspannung umgeschaltet, die über die Klemme 14' mit solcher Polarität im Verhältnis zu dem im Verstärker 21 gespeicherten Signal angeschlossen wird, daß das Integral der Kommutierungsspannung von diesem gespeicherten Signal abgezogen wird. Zum Zeitpunkt fi ist der Belastungsstrom /|. das Signal en, vom Verstärker 16 K ■ I] und das Signal e₂i von 21 ist -K- l\. Diese beiden Signale werden mit entgegenjesetzter Polarität an ein Summierungsglied 24 angeschlossen, dessen Ausgangssignal also zum Zeitpunkt fi den Wert 2 ■ K ■ I] hat. Danach wird die Kommutierungsspannung im Verstärker 21 integriert, dessen Ausgangssignal dabei von dem negativen Wert K · I\ zu einem positiven Wert anwächst. Wenn dieser Wert zum Zeitpunkt f₂ den augenblicklichen Belastungsstromwert K ■ h erreicht, wird das Signal von 24 Null, wobei ein Indikator oder Komparator 26 ein Signal C₂₆ abgibt, das über ein Oder-Glied 27 den Kippschalter 28 auf Null stellt, wobei das Ausgangssignal e^ Null wird. Dabei wird das Schaltglied 23 gesperrt, und das Schaltglied 22 wird wieder leitend. Entnimmt man das Signal e28 von der Klemme 34, erhält man also hier ein Signal, das klar und deutlich die Überlappung zwischen den Leitintervallen der betreffenden beiden Ventile angibt, wobei die Überlappung der Kommutierungszeit entspricht.The various voltages or signals e "- where η is the relevant switching element η in FIG. 1 or 2 - are shown in FIG. 3 shown. Up to a point in time / ι follows the output voltage e ₂ i (solid line) of the amplifier 21 with opposite polarity of the voltage eib (dashed line) of the amplifier 16, which indicates the load current value (see the upper curve diagram). At the time fi, the signal ew sets the toggle switch 28 to position 1, the switching element 22 being blocked and the switching element 23 becoming conductive. The input of amplifier 21 is switched from the load current value to the commutation voltage, which is connected via terminal 14 'with such polarity in relation to the signal stored in amplifier 21 that the integral of the commutation voltage is subtracted from this stored signal. At time fi, the load current is / |. the signal en, from amplifier 16 K ■ I] and the signal e ₂ i from 21 is -K- l \. These two signals are connected with opposite polarity to a summing element 24, the output signal of which therefore has the value 2 · K · I] at time fi. The commutation voltage is then integrated in the amplifier 21, the output signal of which increases from the negative value K · I \ to a positive value. When this value reaches the instantaneous load current value K ■ h _{at the time f 2} , the signal of 24 becomes zero, with an indicator or comparator 26 emitting a signal C ₂₆ that sets the toggle switch 28 to zero via an OR element 27 Output signal e ^ becomes zero. The switching element 23 is blocked and the switching element 22 becomes conductive again. If one takes the signal e28 from the terminal 34, a signal is obtained here which clearly indicates the overlap between the control intervals of the two valves in question, the overlap corresponding to the commutation time.

Die Größen, die in dem Summierungsglied 24 auftreten, bilden das Zeitintegral der Kommutierungsspannung, der Au^gangswert I\ des Belastungsstromes und sein Augenblickswert /. Am Schluß der Kommutierung wird die Gleichung The variables that occur in the summation element 24 form the time integral of the commutation voltage, the output value I \ of the load current and its instantaneous value /. At the end of the commutation, the equation becomes

zu können, ist ein differenzierendes Glied 35 eingeführt, dessen Signal ,, zu dem Strornwert /i addiert wird.To be able to do so, a differentiating element 35 is introduced, the signal of which is added to the current value / i.

(j I(j I

Man erhält dannYou then get

wobei die rechte Seite den Mittelwert des Belastungsstroms während des ganzen Intervalles angibtwhere the right side shows the mean value of the load current during the whole interval

Die Schaltung kann etwas vereinfacht werden, wie in F i g- 4 gezeigt ist, wo das Summierungsglied 24 fehlt Man arbeitet nur mit dem Ausgangswert des Stromes, und um evtL Variationen des Stromes berücksichtigen Man sieht, daß das Resultat :n beiden Fällen gleich ist, ίο wenn die Stromänderung linear ist. The circuit can be simplified somewhat, as shown in FIG. 4, where the summing element 24 is missing. One works only with the output value of the current, and in order to take account of possible variations in the current. It can be seen that the result: n both cases is the same , ίο if the change in current is linear.

Das Signal e2e oder e» kann, wie erwähnt, nur für Versuchszwecke verwendet werden, was an sich schon ein wertvolles Resultat ist. Es sollen darüber hinaus aber einige praktischere Anwendungsmöglichkeiten im fols genden genannt werden.As mentioned, the signal e2e or e » can only be used for experimental purposes, which in itself is a valuable result. In addition, however, some more practical applications are to be mentioned in the following.

Wie bereits erwähnt, kann das Steuergerät 6 von dem Impulsgeber 7 mittels des Schaltgliedes 8 durch ein Sperrsignal am Steuereingang 9 getrennt werden. An diesem Steuereingang 9 wird das Ausgangssignal en eines Oder-Gliedes 31 (F i g. 2) angeschlossen. Wie aus F i g. 3 hervorgeht, ist das Signal en aus dem Signal e^n vom Kippschalter 28 und einem anderen Signal e» von einem anderen Kippschalter 30 zusammengesetzt. Die Eingangsseite dieses Kippschalters ist mit invertierens dem Eingang an die Ausgangsseite des Kippschalters 28 angeschlossen, und der Kippschalter 30 ist monostabil, was bedeutet, daß er ein kurzes Signal abgibt, wenn das Signal e^ Null geworden ist. Die Dauer des Signals ejo ist gleich der Freiwerdezeit der Ventile in der Ventilanordnung I in Fig. 1. Auf diese Weise wird also das Steuergerät 6 sowohl während der Kommutierungszeit selbst als auch während der nachfolgenden Freiwerdezeit des erlöschenden Ventils von dem Impulsgeber 7 getrennt. Ein weiterer Steuerimpuls während dieser Zeit würde nämlich unwillkürlich einen Zündfehler irgendeiner Form zur Folge haben.As already mentioned, the control device 6 can be separated from the pulse generator 7 by means of the switching element 8 by a blocking signal at the control input 9. The output signal en of an OR element 31 (FIG. 2) is connected to this control input 9. As shown in FIG. 3, the signal en is composed of the signal e ^ n from the toggle switch 28 and another signal e »from another toggle switch 30. The input side of this toggle switch is connected with inverting the input to the output side of the toggle switch 28, and the toggle switch 30 is monostable, which means that it emits a short signal when the signal e ^ has become zero. The duration of the signal ejo is equal to the release time of the valves in the valve arrangement I in FIG. A further control pulse during this time would involuntarily result in an ignition fault of some kind.

In F- i g. 3 ist auch die Kurve ei 4 der Kommutierungsspannung gezeigt, die zum Zeitpunkt h Null passiert. Wenn die Kommutierung so spät eingeleitet werden süllte, daß das Signal ej| nicht vor dem Zeitpunkt h Null geworden ist, so wechselt die Kommutierungsspannung ihre Polarität, ehe das erlöschende Ventil freigeworden ist, was ein Risiko für eine Wiederzündung des Ventils bedeutet. Wie groß diese Gefahr ist, hängt davon ab, wieIn Fig. 3 also shows the curve ei 4 of the commutation voltage which occurs at time h zero. If the commutation is initiated so late that the signal ej | has not become zero before time h , the commutation voltage changes its polarity before the extinguishing valve has become free, which means a risk of re-ignition of the valve. How great this risk is depends on how

4s klein das Marginal C₃₀ der Freiwerdezeit gewählt worden ist. Um festzustellen, wann die Gefahr einer Wiederzündung vorliegt, ist das Signal en an den einen Eingang eines Und-Glieds 32 angeschlossen, an dessen anderen Eingang die entsprechende Kommutierungsso spannung über eine Klemme 14" und einen Indikator 33 angeschlossen ist. Dies bedeutet, daß nach dem Zeitpunkt h ein Signal e^ von 33 an 32 abgegeben wird. Wenn dabei das Signal esi fortwährend erhalten bleibt. wird ein Signal von 32 über den Ausgang 36 abgegeben,4s small the marginal C _{30 of} the free time has been chosen. To determine when there is a risk of reignition, the signal en is connected to one input of an AND element 32, to the other input of which the corresponding commutation voltage is connected via a terminal 14 ″ and an indicator 33. This means that after at the point in time h, a signal e ^ from 33 is output to 32. If the signal esi is continuously maintained , a signal from 32 is output via the output 36 ,

welches Signal zum Anzeigen von Kommutierungsfeh lern und zum Ergreifen erforderlicher Maßnahmen verwendet werden kann. which signal can be used to display commutation errors and to take necessary measures.

Die Überlappung der Signale $31 und e» bedeutet u. &, daß der Eingang von 14' Null wird, ehe der Integrator 21The overlap of the signals $ 31 and e »means u. &, that the input of 14 'becomes zero before the integrator 21

seine Integration beendet hat, weshalb das Signal e» ausbleibt Um auch in diesem Fall den Kippschalter 28 auf Null zu stellen und damit die Schaltglieder 22, 23 umzuschalten, so daß der Kreis für die nächste Berechnung frei ist ist der Ausgang des Und-Glieds 32its integration has ended, which is why the signal e »is missing

über das Oder-Glied 27 parallel zum Indikator 26 an den Kippschalter 28 angeschlossen. Auf diese Weise stellt das Fehlersignal am Ausgang des Und-Gliedes 32 den Kreis wieder in Ausgangslage zurück.Connected to the toggle switch 28 via the OR element 27 in parallel with the indicator 26. That way, poses the error signal at the output of the AND element 32 returns the circle to its starting position.

Das Signal am Ausgang des Und-Glicdes 32 kann auch bei einem Wechselrichter angewendet werden, um den vorgeschriebenen Sicherheitswinkel kurzfristig zu vergrößern, wodurch es leichter wird, den Normalbetrieb des Wechselrichters nach einem Kommutierungsfehler wiederherzustellen.The signal at the output of the AND-Glicdes 32 can can also be used with an inverter in order to short-term the prescribed safety angle which makes it easier to resume normal operation of the inverter after a commutation fault restore.

Bei den in F i g. 2 und 4 beschriebenen Anordnungen, ist jede Anordnung nur für ein Ventilpaar wirksam. Indem man die Klemmen 14' und 14" über geeignete Verteiler an die Klemmen 14 in Fi g. 1 anschließt, kann jedoch ein und derselbe Überlappungsberechner lür die Ventile in allen Phasen des Stromrichters verwendet werden.With the in F i g. 2 and 4, each arrangement is only effective for one pair of valves. By connecting the terminals 14 'and 14 "to the terminals 14 in FIG. 1 via suitable distributors however, one and the same overlap calculator is used for the valves in all phases of the converter will.

llii/r/u 2 IJiii 709 521/196 llii / r / u 2 IJiii 709 521/196

Claims

Patent claims:

1. A method for determining the commutation time of a commutating valve pair of a converter, whereby a current value variable proportional to the load current and a commutation variable proportional to the commutation voltage are introduced, the difference between a time integral of the commutation variable and the current value variable being formed and a signal being emitted , when the resulting difference has reached a predetermined value, characterized in that before the start of commutation, the current value is fed to a switchable electrical circuit, that at the time when commutation begins, the current value of the current value is stored in the switchable electrical circuit and that from this point in time the input of the switchable electrical circuit is switched to the commutation variable and the switchable electrical circuit itself is switched to integrating character.

2. The method according to claim I ₁ , characterized in that the predetermined value is zero.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the current value size by a value proportional to the time differential quotient of the current is corrected.

4. The method according to claim 1 or 3, characterized in that the predetermined value is the same is the instantaneous value of the current value magnitude.

5. Arrangement for carrying out the method according to one of claims 1-4, characterized in that that the switchable electrical circuit consists of an amplifier (21) by a Negative coupling capacitor (20) is counter-coupled and either through a first switching element (22) can also be counter-coupled via a negative feedback resistor (19) and via the parallel connection an input capacitor (17) and a first input resistor (18) to one of the current values proportional voltage can be connected or by a second switching element (23) via a second Input resistance (terminal 14 ') can be connected to a voltage proportional to the commutation variable is.

6. Arrangement according to claim 5, characterized in that that the negative feedback resistor (19) and the first input resistor (18) are equal to each other and the negative feedback capacitor (20) and the input capacitor (17) are made equal to each other are.