DE2232078C3

DE2232078C3 - Method and implementation arrangement for determining the commutation time in converters

Info

Publication number: DE2232078C3
Application number: DE19722232078
Authority: DE
Inventors: Kjell Jönköping Helgesson (Schweden)
Original assignee: Asea AB, Västeraas (Schweden)
Priority date: 1971-07-08
Filing date: 1972-06-30
Publication date: 1978-01-12

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zur Bestimmung der Kommutierungszeit eines kommutierenden Ventilpaares bei einem Stromrichter. Unter Kommutierungszeit ist hierbei das Zeitintervall zwischen 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 Kommutierungsintervalles festgestellt werden können.The present invention relates to a method as defined in the preamble of claim 1 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 Commutation interval can be determined.

Ein Überlappungsberechner kann z. B. bei einem Sicherheitswinkelsteuergerät 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 Überprüfung und Überwachung von im Betrieb befindlichen Stromrichtern der Fall sein. Weiter hat der Überlappungsberechner große Bedeutung in Laboratorien, wo Stromrichter oder Stromrichtermodelle studiert werden und wo man den Kommutierungsverlauf zu kontrollieren wünschtAn 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 ■ Overlap calculator can also be used to determine 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 checks and Monitoring of converters in operation may be the case. The overlap calculator also has great importance in laboratories where converters or converter models are studied and where one wishes 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 kontinuierlichen und recht weichen Verlauf geschieht, und teils dadurch, daß über dem Ventil eine Spannung in Sperrichtung erwächst. Dieser Spannungszuwachs wird theoretisch oft als ein Spannungssprung 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 Übertragungskreise 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 when the valve goes out, it becomes 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 viewed as a voltage jump, but this voltage jump is in practice from Voltage dividers and damping circuits are damped across the valve, so that there is no exact time limit receives. Furthermore, the mentioned transition process from the high potential of the main circuits must lower potential can be transmitted in order to be applicable to the control system, which means expensive transmission circuits requires.

Bei Anordnungen zur Sicherheitswinkelsteuerung ist man deshalb andere Wege gegangen, um ein Maß für den Istwert des Sicherheitswinkels zu erhalten. Ein solches Sicherheitswinkelsteuergerät 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 den Beginn der Kommutierung oder die Länge der Kommutierungszeit Einfluß zu nehmen. Aus dem deutschen Patent 12 26 196 ist eine Sicherheitswinkelsteuerung bekannt, bei der man davon ausgeht, daß die Kommutierungsspannung sinusförmig ist, so daß man deren Integrationswert erhalten kann, indem man die Spannung um 90° zu einer Kosinus-Spannung phasenverschiebt. Da die Änderungen des Integrationswertes in der Nähe des Nulldurchgangs der Kommutierungsspannung interessieren und damit im Maximum der Kosinusspannung ermittelt werden müssen, ist meßtechnisch die Differenzbildung verhältnismäßig großerIn 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 referring to the The beginning of the commutation or the length of the commutation time have to be influenced. From the German patent 12 26 196 is a safety angle control known, in which one assumes that the commutation voltage is sinusoidal, so that one whose integration value can be obtained by phase shifting the voltage by 90 ° to a cosine voltage. Since the changes in the integration value in the vicinity of the zero crossing of the commutation voltage are of interest and thus in the maximum of the Cosine voltage must be determined, the difference is relatively larger in terms of measurement technology

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 iisan den Istwert des Sicherheitswinkels oder einen entsprechenden Parameter, indem man von dem genannten Integrationswert 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 a subtraction of relatively large measured values is also necessary here. In both cases iisan calculates the actual value of the safety angle or a corresponding parameter by taking from the The mentioned integration value subtracts a variable that depends on the current 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 Kompiutierungszeit bei Stromrichtern zu entwickeln, deren Ergebnisse genauer sind als die mit den bekannten Oberlappungsberechnern erzielbaren Ergebnisse.The present invention is based on the object of a method and an implementation arrangement to calculate the computation 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 kenn.· eichnenden 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 named 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,

F i g. 3 den Verlauf verschiedener Spannungen oder Signale in den Schaltungen gemäß F i g. 1 und 2,F i g. 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 Stromrichtertransformatoi 2, Wechselstromanschlüssen 3 und Gleichstromanschlüssen 4,5. Die Ventile werden von einem Steuergerät 6 gesteuert, das Impulse an einen Impulsgeber 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, 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 sterngeschalteter Sekundärwicklung entnommen. Auf diese Weise entspricht die Spannung jeder einzelnen Klemme 14 der Kommutierungsspannung für ein Ventilpaar.
Fig.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-connected secondary winding. In this way, the voltage of each individual terminal 14 corresponds to the commutation voltage for a pair of valves.
2 shows an overlap calculator according to

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 hat. 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 Kommutierungsstrom 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 obtain an accurate calculation, must one starts from the practical conditions in a commutation process, which consist of that the entire load flow should commutate from the extinguishing valve to the igniting one. This can can also be understood as meaning 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 blocking direction of the extinguishing valve, and the commutation is ended when the commutation current has reached the size 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 current to the same value as the load current a certain stress integral (stress-time area) is required, which is determined by the equation

]u_kdt=K ■ I] u _k dt = K ■ I

bestimmt wird, wobei Uk die Kommutierungsspannung, / der Belastungsstrom und K die Reaktanz des Kommutierungskreises angibt.is determined, where Uk is the commutation voltage / the load current and K is 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 21 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 F i g. 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. 2 contains an amplifier 21 with a negative feedback capacitor 20. This amplifier can either by means of switching elements 22,23 via the Terminal 12 and another amplifier arrangement connected to the load current value of the converter or via the terminal 14 ', which is one of the terminals 14 in FIG. 1 corresponds to the corresponding commutation voltage.

Der Belastungsstromwert vom Transduktor 11 in Fig. 1 wird über die Klemme 12 an ein Potentiometer 15 in Fig.2 weitergegeben, durch dessen Einstellung man einen der Größe K ■ I der obigen Gleichung entsprechenden Wert bestimmt. Das Potentiometer 15 ist an den Verstärker 16 angeschlossen, der durch die gezeigte Rückkopplung ein Signal e_i6 (Fig.3) abgibt, das dem Signal vom Potentiometer 15 unabhängig von der Belastung des Verstärkers 16 folgt. Auf der Ausgangsseite von 16 liegt ein aus einem Kondensator 17 und einem Widerstand 18 bestehender Eingangskreis für den Verstärker 21 mit dem aus dem Kondensator 20 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 ^i des Verstärkers 21 dem Ausgangssignal ei₆ des Verstärkers 16 folgt, aber mitThe load current value by the transducer 11 in FIG. 1 is passed via terminal 12 to a potentiometer 15 in Figure 2, by its adjustment to I of the above equation determines a size K ■ appropriate value. The potentiometer 15 is connected to the amplifier 16, which _{emits a signal e i6} (FIG. 3) through the feedback shown, which follows the signal from the potentiometer 15 regardless of the load on the amplifier 16. On the output side of 16 is an input circuit consisting of a capacitor 17 and a resistor 18 for the amplifier 21 with the negative feedback circuit consisting of the capacitor 20 and a resistor 19. By making the resistors 18, 19 and the capacitors 17, 20 the same size, it is achieved that the output signal ^ i of the amplifier 21 _{follows the output signal ei 6 of} the amplifier 16, but with

f>5 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 bestehendef> 5 opposite polarity. This applies as long as that Switching element 22 is conductive and switching element 23 is blocked. If 22 is blocked, then it forms from the amplifier 21 with the negative feedback capacitor 20 existing

umschaltbare Kreis ein Speicherglied für das Signal en,, und wenn 23 leitend wird, bilden 20,21 gleichzeitig einen integrierenden Verstärker für die Kommutierungsspannung ei4. 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 C₂1 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 geleitel. Das Verzögerungsglied 29 verursacht eine Verzögerung Au 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 element for the signal en ,, and when 23 becomes conductive, 20,21 simultaneously form an integrating amplifier for the commutation voltage ei4. 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 C ₂ 1 from the amplifier 21 follows the output voltage ei6 from the amplifier 16. When the control unit 6 emits a control pulse, it becomes a toggle switch via the terminal 10 and a delay element 29 28 escort. The delay element 29 causes a delay Au which corresponds to the ignition delay of the valve due to delay in the 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 π in F i g. 1 oder 2 entspricht — werden in Fig.3 gezeigt. Bis zu einem Zeitpunkt t\ folgt die Ausgangsspannung e2i (durchgezogene Linie) des Verstärkers 21 mit entgegengesetzter Polarität der Spannung ei6 (gestrichelte Linie) des Verstärkers 16, der den Belastungsstromwert angibt (siehe das obere Kurvendiagramm). Zum Zeitpunkt ti stellt das Signal e» 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 t\ ist der Belastungsstrom /ι, das Signal e_lb vom Verstärker 16 K ■ 1\ und das Signal ^i von 21 ist -K- I₁. Diese beiden Signale werden mit entgegengesetzter 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 ti den augenblicklichen Belastungsstromwert K ■ I₂ erreicht, wird das Signal von 24 Null, wobei ein Indikator oder Komparator 26 ein Signal e» abgibt, das über ein Oder-Glied 27 den Kippschalter 28 i.uf Null stellt, wobei das Ausgangssignal ess Null wird. Dabei wird das Schaltglied 23 gesperrt, und das Schaltglied 22 wird wieder leitend. Entnimmt man das Signal eze 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 entsprichtThe various voltages or signals e "- where η corresponds to the relevant switching element π in FIG. 1 or 2 - are shown in Fig. 3. Up to a point in time t \ , the output voltage e2i (solid line) of the amplifier 21 follows with opposite polarity of the voltage ei6 (dashed line) of the amplifier 16, which indicates the load current value (see the upper curve diagram). At the time ti, the signal e »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 the time t \ is the load current / ι, the signal e _lb from the amplifier 16 K ■ 1 \ and the signal ^ i from 21 is -K- I ₁ . 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 I ₂ at time ti , the signal of 24 becomes zero, with an indicator or comparator 26 emitting a signal e »which sets the toggle switch 28 i to zero via an OR element 27, whereby the output signal ess becomes zero. The switching element 23 is blocked and the switching element 22 becomes conductive again. If the signal eze is taken from 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 Ausgangswert I\ des Belastungsstromes und sein Augenblickswert /. Am Schluß der Kommutierung wird die GleichungThe 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 Stromwert /ι addiert wird.to be able to, a differentiating element 35 is introduced, the signal - ^ - is added to the current value / ι.

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 berücksichtigenThe circuit can be simplified a bit, as in F i g. 4 shows where the summing element 24 is missing. One works only with the output value of the current, and to consider possible variations of the current ^dJ_t ^d J _t

Man sieht, daß das Resultat in beiden Fällen gleich ist,You can see that the result is the same in both cases,

ι ο wenn die Stromänderung linear ist.ι ο if the change in current is linear.

Das Signal e^ oder en 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 folAs mentioned, the signal e ^ or en can only be used for experimental purposes, which in itself is a valuable result. In addition, there are some more practical applications in fol genden genannt werden.areas are called.

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 ejiAs already mentioned, the control device 6 from the pulse generator 7 by means of the switching element 8 by a Lock signal at control input 9 are separated. At this control input 9, the output signal is eji eines Oder-Gliedes 31 (F i g. 2) angeschlossen. Wie aus F i g. 3 hervorgeht ist das Signal en aus dem Signal e28 vom Kippschalter 28 und einem anderen Signal ejo von einem anderen Kippschalter 30 zusammengesetzt. Die Eingangsseite dieses Kippschalters ist mit invertieren-an OR element 31 (FIG. 2) is connected. As shown in FIG. 3, the signal en is composed of the signal e28 from the toggle switch 28 and another signal ejo from another toggle switch 30. The input side of this toggle switch is with invert-

2s 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 en Null geworden ist Die Dauer des Signals e3₀ ist gleich der Freiwerdezeit der Ventile in der2s connected to the input on 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 en has become zero. The duration of the signal e3 ₀ is equal to the release time of the valves in the Ventilanordnung 1 in F i g. 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 SteuerimpulsValve arrangement 1 in FIG. 1. So this way will the control device 6 both during the commutation time itself and during the subsequent one Release time of the extinguishing valve separated from the pulse generator 7. Another control impulse während dieser Zeit würde nämlich unwillkürlich einen Zündfehler irgendeiner Form zur Folge haben.This is because during this time an ignition fault of some form would involuntarily result.

In Fig. 3 ist auch die Kurve e,₄ der Kommutierungsspannung gezeigt die zum Zeitpunkt h Null passiert. Wenn die Kommutierung so spät eingeleitet werdenIn FIG. 3, the curve e, _{4 of} the commutation voltage is also shown, which occurs at the point in time h zero. When commutation is initiated so late sollte, daß das Signal eji 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, wieshould that the signal eji has not become zero before the 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 klein das Marginal ex der Freiwerdezeit gewählt worden ist Um festzustellen, wann die Gefahr einer Wiederzündung vorliegt ist das Signal e3i 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 en von 33 an 32 abgegeben wird. Wenn dabei das Signal en fortwährend erhalten bleibt wird ein Signal von 32 Ober den Ausgang 36 abgegeben,small the marginal ex of the release time has been selected This means that after the point in time h a signal en from 33 is output to 32. If the signal en is continuously maintained, a signal from 32 is output via output 36, welches Signal zum Anzeigen von Kommutierungsfehlern und zum Ergreifen erforderlicher Maßnahmen verwendet werden kann.which signal to display commutation errors and to take necessary measures can be used.

Die Überlappung der Signale en und en bedeutet u. a, daß der Eingang von 14' Null wird, ehe der Integrator 21The overlap of the signals en and en means, among other things, that the input of 14 'becomes zero before the integrator 21 seine Integration beendet hat, weshalb das Signal ς% 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 32has ended its integration, which is why the signal ς% fails to set the toggle switch 28 to zero in this case too, and thus the switching elements 22, 23 to switch over, so that the circle is free for the next calculation, is the output of the AND element 32 Ober 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.Via the OR element 27 parallel to the indicator 26 to the Toggle switch 28 connected. In this way, the error signal at the output of the AND element 32 represents the Circle back to the starting position.

Das Signal am Ausgang des Und-Gliedes 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 element 32 can also be used in an inverter to to increase the prescribed safety angle for a short time, which makes it easier to restore normal operation of the inverter after a commutation fault.

Bei den in F i g. 2 und 4 beschriebenen Anordnungen,With the in F i g. 2 and 4 described arrangements,

ist jede Anordnung nur für ein Ventilpaar wirksam. Indem man die Klemmen 14' und K4" über geeignete Verteiler an die Klemmen 14 in Fig. 1 anschließt, kann jedoch ein und derselbe Überlappungsberechner für die Ventile in allen Phasen des Stromrichters verwendet werden.each arrangement is only effective for one pair of valves. By placing the terminals 14 'and K4 "over suitable Manifold connected to the terminals 14 in Fig. 1, but one and the same overlap calculator for the Valves are used in all phases of the converter.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Procedure for determining the commutation time a commutating pair of valves of a converter, one being the load current proportional current value variable 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 is formed and wherein a signal is output when the resulting difference has reached a predetermined value, characterized in that before the start of commutation, the current value variable in a switchable electrical circuit is supplied that at the time of the start of the commutation the currently existing value of Current value magnitude is stored in the switchable electrical circuit and that of this Time at the input of the switchable electrical circuit to the commutation variable and the switchable electrical circuit itself is switched to an integrating character.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the default 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 feedback capacitor (20) is negative feedback 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 value magnitudes 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 the negative feedback resistor (19) and the first input resistor (18) equal to each other and the negative feedback capacitor (20) and the Input capacitor (17) are made equal to each other.

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