DE2641294C2 - Circuit arrangement with a number of converters with single-phase alternating voltage output - Google Patents
Circuit arrangement with a number of converters with single-phase alternating voltage outputInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit einer Anzahl m von UmrichternThe invention relates to a circuit arrangement with a number m of converters
mit Einphasen-Wechselspannungsausgang, die jeweils einen linearisierenden Steuersatz besitzen und ausgangsseitig in symmetrischer m-pbasiger Sternschaltung an eine m-phasige symmetrische Last unter Ausschluß einer direkten Verbindung zwischen dem Sternpunkt der Umrichter und dem Sternpunkt dieser Last angeschlossen sind, wobei die Leiterspannungen an der Last jeweils einen vorgegebenen periodischen zeitlichen Verlauf besitzen und gemeinsam ein symmetrisches Sysle-.rt bilden, wobei für einen der hi Urnrichter eine Steueranordnung zur Steuerung seiner Ausgangsspannung auf einen zeitlich periodischen Verlauf und für die restlichen Umrichter jeweils ein Stromregelkreis zur Regelung des lastseitigen Leiterstromes vorgesehen ist und wobei in den Stromregelkreisen jeweils ein sinusförmiger Stromsoliwert vorgegeben ist.with single-phase AC voltage output, each with a linearizing control rate, and on the output side in symmetrical m-p-base star connection to an m-phase symmetrical load with exclusion a direct connection between the star point of the converter and the star point of this Load are connected, the conductor voltages at the load each having a predetermined periodic have a chronological sequence and together form a symmetrical system a control arrangement for controlling its output voltage to be periodic in time Course and for the remaining converters a current control loop for regulating the load-side conductor current is provided and a sinusoidal current setpoint is specified in each of the current control loops is.
Eine solche Schaltungsanordnung ist aus der DE-OS 24 15 398, Anspruch 5 bis 19 und Fig. 7 samt zugehöriger Beschreibung, bekannt. Hierbei wird also einer der Umrichter gesteuert, während die restlichen Umrichter in Stromregelkreisen geregelt werden. Bei der bekannten Schaltungsanordnung wird die Steuerspannung dem Steuersatz des besagten Umrichters speziell derart vorgegeben, daß die Ausgangsspannung dieses Umrichters einen zeitlich periodischen Verlauf besitzt, der neben einer sinusförmigen Grundwelle auch mindestens eine Oberwelle mit ungerader, durch m teilbarer Ordnungszahl enthält. Die Ausgangsspannung ist dadurch der Trapezform weitgehend angenähert. Durch diese Maßnahmen wird gegenüber einer reinen Sinusform erreicht, daß bei gleichbleibender Ventilbcanspruchung die übertragene Leistung vergrößert wird. Bevorzugt wird die trapezförmige Steuerspannung dadurch gewonnen, daß die zwischen dem Sternpunkt der Last und dem an die Last angeschlossenen Ausgangsleiter des besagten Umrichters liegende Sternspannung abgegriffen und anschließend trapezförmig deformiert wird. Bei der bekannten Schaltungsanordnung ist ebenso wie vorliegend ein linearisiercnder Steuersatz für den besagten und die anderen Umrichter vorausgesetzt. Such a circuit arrangement is known from DE-OS 24 15 398, claims 5 to 19 and Fig. 7 including the associated description. In this case, one of the converters is controlled while the remaining converters are regulated in current control loops. In the known circuit arrangement, the control voltage is given to the control rate of said converter in such a way that the output voltage of this converter has a time-periodic course which, in addition to a sinusoidal fundamental wave, also contains at least one harmonic with an odd ordinal number divisible by m. The output voltage is thus largely approximated to the trapezoidal shape. Compared to a pure sinusoidal shape, these measures ensure that the transmitted power is increased with constant valve stress. The trapezoidal control voltage is preferably obtained in that the star voltage lying between the star point of the load and the output conductor of the said converter connected to the load is tapped and then deformed into a trapezoidal shape. In the known circuit arrangement, as in the present case, a linearizing control rate is assumed for the said and the other converters.
In der DE-OS 24 15 398 ist auch angegeben (Ansprüche 20 bis 27 und Fig. 1 samt zugehöriger Be-Schreibung), daß für den besagten Umrichter ein Spannungsrcgelkreis zur Regelung seiner Ausgangsspannung und für den restlichen (m - 1) Umrichter jeweils ein Stromregclkrcis zur Regelung des laslseitigcn Leilerstroms vorgesehen ist.In DE-OS 24 15 398 it is also indicated (claims 20 to 27 and Fig. 1 including the associated description) that a voltage control circuit for the said converter to regulate its output voltage and for the remaining (m - 1) converter in each case one Stromregclkrcis is provided for regulating the laser-side Leilerstroms.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die eingangs genannte Schaltungsanordnung, bei der die Ausgangsspannung des besagten Umrichters rein sinusförmig oder aber auch trapezförmig geführt sein kann, hinsichtlich ihrer Steueranordnung besonders einfach auszugestalten, also den Aufwand für die Steuerung besonders gering zu halten, und bezüglich ihres dynamischen Verhaltens zu verbessern.The object of the present invention is to provide the circuit arrangement mentioned at the outset, in which the Output voltage of the converter in question can be carried out in a purely sinusoidal or trapezoidal manner can, with regard to their control arrangement, be particularly simple, so the effort for the To keep control particularly low and to improve its dynamic behavior.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steueranordnung des besagten Umrichtcrs ein Additionsglied enthält, das als Steuerspannung die negative Summe der Ausgangsspannungen der Slromrcgler in den Stromregelkreisen der restlichen (m — I) Umrichter bildet.This object is achieved according to the invention in that the control arrangement of said converter contains an addition element which, as a control voltage, forms the negative sum of the output voltages of the current regulators in the current control loops of the remaining (m- I) converters.
Da eine Linearisierung der Stromrichtcrkennlinic (Ausgangsspannung des Umrichters aufgetragen gegen die Steuerspannung) durch einen linearisicrcndcn arc-cos-Stcucrsatz oder Cii/cn herkömmlichen SteuerSince a linearization of the converter characteristic (output voltage of the converter plotted against the control voltage) by a linearizing curve arc-cos tax rate or Cii / cn conventional tax
satz mit einer vorgeschalteten Linearisierungsstufe vorausgesetzt ist, stellen die einzelnen Steuerspannungen ein Spannungssystem, bei Verwendung von drei Umrichtern speziell ein Drehspannungssystem dar, und es gilt, daß die Summe aller Steuerspannungen gleich Null ist. Daraus ergibt sich, daß die Steuerspannung des einen Umrichters ;ils negative Summe der Steuerspannungen der anderen Umrichter dargestellt werden kann. Durch diese Bedingung ist das System bei (m - 1) von der Stromregelung vorgegebenen Steuerspannungen eindeutig bestimmt. — Für die in die Last fließenden Ströme gilt im übrigen entsprechend die Bedingung, daß die Summe aller Einzelströme Null ergeben muß, da der Sternpunkt der Last nicht angeschlossen ist.set with an upstream linearization stage is required, provide the individual control voltages a voltage system, especially a three-phase voltage system when using three inverters and it applies that the sum of all control voltages is zero. It follows that the control voltage of one converter; the negative sum of the control voltages of the other converters is shown can be. Due to this condition, the system is specified by the current control at (m - 1) Control voltages clearly determined. - The following also applies to the currents flowing into the load accordingly the condition that the sum of all individual currents must be zero, since the star point the load is not connected.
Infolge der Verwendung der bereits vorhandenen Ausgangsspannungen der einzelnen Stromregler bei der Bildung der Steuerspannung des besagten Umrichters kommt die Schaltungsanordnung mil wenigen und einfacher! Bauelementen aus. Da die Steuerspannung des besagten Umrichters bere/.o vor der Ausbildung der Ausgangsspannungen der res.iichen Umrichter gebildet wird, erhält man ein schnelles Ansprechen der Schaltungsanordnung und damit ein gutes dynamisches Verhalten.As a result of the use of the already existing output voltages of the individual current regulators the formation of the control voltage of said converter comes from the circuit arrangement with few and easier! Components. Since the control voltage of said converter bere / .o before training the output voltages of the other inverters is generated, a quick response is obtained the circuit arrangement and thus good dynamic behavior.
Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das Additionsglied zusätzlich vom Ausgang eines Spannungsreglers beaufschlagt ist, dessen Vergleicher einerseits der Istwert der Ausgangsspannung des besagten Umrichters und andererseits ein Spannungssollwert mit zeitlich periodischem Verlauf vorgegeben sind. Als .Spannungssollwert kann hierbei z. B. die zwischen dem Sternpunkt der Last und dem an die Last angeschlossenen Ausgangsleiter des besagten Limrichters liegende Stern spannung vorgesehen sein.A particular embodiment of the invention is characterized in that the addition element is acted upon by the output of a voltage regulator, whose comparator on the one hand the actual value the output voltage of said converter and, on the other hand, a voltage setpoint with a periodic period Course are given. As a voltage setpoint, z. B. between the star point the load and the output conductor of the said limiter connected to the load be provided.
Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung is( demnach vorgesehen, daß der Spannungssteuerung des besagten Umrichters eine Spannungsregelung überlagert wird. Der Spannungssteuerung wird hierbei jedoch Priorität eingeräumt. Die überlagerte Spannungsregelung braucht nurmehr die Ungenauigkeiten und Fehler der Spannungssteuerung auszuregeln. Für die Dynamik der Schaltungsanordnung ist dabei nach wie vor die schnelle Spannungssteuerung verantwortlich. Bei dieser Ausgestaltung wird die symmetriercnde Wirkung der Last ausgenutzt.In this embodiment of the invention it is (accordingly provided that the voltage control of said Voltage control is superimposed on the converter. The voltage control is here however Given priority. The superimposed voltage regulation only needs the inaccuracies and To correct errors in voltage control. For the dynamics of the circuit arrangement is after as before responsible for the fast voltage control. In this configuration, the symmetrizing Effect of the load exploited.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mit überlagerter Spannungsregelung kann vorgesehen sein, daß das Additionsglicd zusätzlich vom Ausgang eines Spannungsreglers beaufschlagt ist. dessen Vergleicher einerseits als Istwert die DifTerenzspannung. die zwischen dem Stcrnpu.ikt der Umrichter und dem Sternpi:;ik! der Last herrscht, und ein Differenzspannungssollwert, der bei sinusförmigem Betrieb insbesondere Null be:rägt. vorgegeben sind. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ist also wiederum der Spannungssteuerung eine symmetrierende Spannungsregelung überlagert, die die Ungenauigkeiten der Spannungssteuerung ausrecclt.According to a further embodiment of the invention with superimposed voltage regulation, provision can be made be that the Additionsglicd is also acted upon by the output of a voltage regulator. its comparator on the one hand, as the actual value, the differential voltage. between the drive unit of the converter and the Sternpi:; ik! the load prevails, and a differential voltage setpoint, which is particularly zero in sinusoidal operation. are given. At this An embodiment of the invention is again a symmetrizing voltage regulation of the voltage control superimposed, which ausrecclt the inaccuracies of the voltage control.
Beim Gegenstand nacfi Fig, ] der deutschen Offenlegungsschrift 24 15 398 ist, wie bereits ausgeführt wurde, allein eine Spannungsregelung des besagten Limrichters vorgesehen, während die restlichen Umrichter in Stromregelkreisen geregelt werden. Experimente an einer solchen Schaltungsanordnung haben ergeben, daß sich infolge der Spannungsregelung bei besonderen Betnebszuständen des be-In the case of the subject of Fig,] the German Offenlegungsschrift 24 15 398 is, as already stated, solely a voltage regulation of the said Limrichters provided, while the remaining converters are regulated in current control loops. Experiments on such a circuit arrangement have shown that as a result of the voltage regulation in the case of special conditions of
sagten Umrichters unerwünschte Rcgetschwingungen ausbilden können. Um die Rcgelschwingungen /u vermeiden, sind bei der bekannten Schaltungsanordnung Optimierungsarbeiten im Spannungsregelkreis erforderlich. Weiter haben Experimente ergeben, daß die Regelvorgänge bei der bekannten Schaltungsanordnung je nach Einstellung gegebenenfalls zu langsam vonstatten gehen können. Demgegenüber ist die vorliegende Spannungssteuerung immer stabil. Bei ihr entfallen die besagten Optimicrungsarbciten. und Mingriffe auf die Ausgungsspannung werden in schnellstmöglicher Weise vorgenommen. Bei überlagerter Spannungsregelung hat diese nur beschränkten Durchgriff; sie regelt wie bereits erwähnt nur die Ungenauigkeitcn der Spannungssteuerung aus. Sie kann daher vergleichsweise langsam gemacht werden und ist somit bezüglich der Stabilität unkritisch. Gegenüber der bekannten Schaltungsanordnung ergeben sich demnach als Vorteile eine Erhöhung der Spulgeschwindigkeit und cine Mrhöhung der Regelungsstabilitiit.said the converter unwanted feedback oscillations can train. In order to avoid the control oscillations / u, the known circuit arrangement Optimization work in the voltage control loop required. Experiments have also shown that the control processes in the known circuit arrangement, depending on the setting, if necessary can take place slowly. In contrast, the present voltage control is always stable. The aforementioned optimization work does not apply to it. and interventions on the output voltage are in made as soon as possible. In the case of superimposed voltage regulation, this is only limited Penetration; As already mentioned, it only regulates inaccuracies in the voltage control. It can therefore be made comparatively slowly and is therefore not critical with regard to stability. Compared to the known circuit arrangement, there are accordingly advantages Increase in winding speed and increase in control stability.
Die Schaltungsanordnung sorgt bei entsprechender Sollwertvorgabe dafür, daß die Lastströme sinusförmig ausgebildet sind. Bei entsprechender Sollwertvorgabe besitzt auch die Ausgangsspannung der einzelnen Umrichter gleichfalls Sinusform. Um aber auch bei dieser Schaltungsanordnung den Vorteil der relativ großen übertragenen Leistung (vgl. DIi-OS 24 15 398) zu erhalten, muß dafür gesorgt werden, daß die Steuerspannungen der linearisierendcn Steuersätze der einzelnen Umrichter einen trapezförmigen Zcitverlauf annehmen. Die Umwandlung der sinusförmigen Stcuerspannungen in trapezförmige Steuerspannungen läßt sich dadurch erreichen, daß zwischen den Ausgang des Additionsgliedes und den Eingang des dem besagten Umrichter zugeordneten Steuersatzes sowie zwischen den Ausgang eines jeden Stromreglers und den Eingang des zugeordneten Steuersatzes jeweils eine Spannungsformierschaltung zum Hinzufügen mindestens einer Oberschwingung mit ungerader, durch wi teilbarer Ordnungszahl zwischengeschaltet ist. Die gute Dynamik der Schaltungsanordnung wird durch die zusätzlichen Spannungsformierschaltungen nicht beeinträchtigt.The circuit arrangement ensures that the load currents are sinusoidal when the setpoint value is specified accordingly are trained. With a corresponding setpoint specification, the output voltage of the individual Inverter also sinusoidal. In order to have the advantage of the relative in this circuit arrangement large transmitted power (see DIi-OS 24 15 398) must be ensured, that the control voltages of the linearizing tax records of the individual converters are trapezoidal Accept call history. The conversion of the sinusoidal control voltages into trapezoidal control voltages can be achieved that between the output of the adder and the input of the tax rate associated with said converter and between the output of each current regulator and the input of the assigned tax rate each have a voltage shaping circuit for Adding at least one harmonic with an odd ordinal number that can be divided by wi interposed is. The good dynamics of the circuit arrangement is made possible by the additional voltage shaping circuits not affected.
Beim Vorhandensein einer der Spannungssteuerung für den besagten Umrichter überlagerten Spannungsregelung ist diese nach einer ersten Methode so langsam zu machen, daß sie die »gewünschten« Oberschwingungen in der Ausgangsspannung nicht ausregelt. Als »gewünschte« Oberschwingungen gelten hier die in der gewünschten Trapezspannung enthaltenen Oberschwingungen mit ungeradzahliger, durch drei teilbarer Ordnungszahl. Nach einer zweiten, demgegenüber technisch verbesserten Methode werden dem Sollwert der überlagerten Spannungsregelung die »gewünschten« Oberschwingungen als Spannungszusatzsollwert aufgeschaltet. Auch dadurch kann verhindert werden, daß die »gewünschten« Oberschwingungen ausgeregelt werden. Dieser Spannungszusatzsollwert kann sich insbesondere aus der Differenz der Spannungen am Eingang und am Ausgang einer Spannungsfbrmierschaltung ergeben.In the presence of a voltage control superimposed on the voltage control for the said converter a first method is to make this so slow that it produces the "desired" harmonics not corrected in the output voltage. The "desired" harmonics are considered here the harmonics contained in the desired trapezoidal voltage with odd, ordinal number divisible by three. According to a second, technically improved method the "desired" harmonics are added to the setpoint of the superimposed voltage control as Additional voltage setpoint switched on. This can also prevent the "desired" Harmonics are regulated. This additional voltage setpoint can be derived in particular from the Difference between the voltages at the input and output of a voltage generator.
Die Umwandlung in trapezförmige Steuerspannungen kann auf verschiedene Weise vorgenommen werden. Ausführungsbeispiele hierfür sind in den Unteransprüchen 8 bis 10 gekennzeichnet.The conversion into trapezoidal control voltages can be done in different ways will. Embodiments for this are characterized in subclaims 8 to 10.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand von vier Fieuren näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to four shapes.
Es zeigtIt shows
E i g. 1 eine Schaltungsanordnung mit drei Umrichtern, zwei Stromregelkrciscn und einer Spannungssteuerung, der gegebenenfalls auch ein Spannungsregelkreis übergeordnet sein kann, für wahlweise sinusförmigen oder auch trapezförmigen Verlauf derAusgangsspannungen der einzelnen Umrichter.E i g. 1 a circuit arrangement with three converters, two current regulating circuits and a voltage control, which can optionally also be superordinated to a voltage control loop, for optional sinusoidal or trapezoidal curve of the output voltages of the individual converters.
F i g. 2 eine erste Spannungsformierschaltung für trapezförmigen Betrieb zum Einsatz bei einer Schaltungsanordnung nach F i g. I,F i g. 2 a first voltage shaping circuit for trapezoidal operation for use in a circuit arrangement according to FIG. I,
E i g. 3 eine zweite Spannungsformierschaltung dieser Art undE i g. 3 a second voltage forming circuit of this Kind and
I- i g. 4 eine dritte, besonders günstige Spannungsformierschaltung dieser Art.I- i g. 4 a third, particularly favorable voltage shaping circuit this kind.
Die Schaltungsanordnung nach I·' i g. I umfaßt drei I :mrichter 1. 2. 3. die über einen Transformator 4 mit drei getrennten Sekundärwicklungen an ein dreiphasiges Wechselspannungsnctz 5 mit den Phasenleitern L'. Γ. W angeschlossen sind. Als Umrichter I. 2. 3 sind Umkehr-Stromrichter, die für einen Betrieb in beiden Encrgicrichtungen eingerichtet sind, insbesondere Direktumrichter. vorgesehen. Jeder Umrichter 1. 2. 3 besteht aus zwei gegenparallcl geschalteten Teilstromrichtcrn mit steuerbaren Ventilen in Drehstrombrückenschaltung. Als steuerbare Ventile können insbesondere Thyristoren vorgesehen sein.The circuit arrangement according to I · 'i g. I comprises three I : converter 1. 2. 3. via a transformer 4 with three separate secondary windings to a three-phase AC voltage 5 with the phase conductors L '. Γ. W are connected. Inverters I. 2. 3 are reversible converters which are set up for operation in both engineering directions, in particular direct converters. intended. Each converter 1. 2. 3 consists of two counter-parallel switched partial converters with controllable valves in a three-phase bridge circuit. Thyristors, in particular, can be provided as controllable valves.
Jeweils ein Ausgangsleiter der Umrichter 1, 2. 3 ist an einen gemeinsamen Stcrnpunkl Λ/, angeschlossen. Der jeweilige andere Ausgangslciter ist mit einer der Klemmen R. S. T einer dreiphasigen Last 6 verbunden. Es handelt sich dabei insbesondere um eine symmetrische Last 6. /.. B. um eine Drehfeldmaschine Λ/. Als Drehfeldmaschine M kann sowohl eine Synchron- als auch eine Asynchronmaschine verwendet werden. Die Wicklungen der Drehfeldmaschine A/ können dabei sowohl im Dreieck als auch im Stern geschaltet sein. Der Sternpunkt M M der Last 6 ist herausgeführt eingezeichnet. Fir ist nicht mit dem ausgangsseitigcn Sternpunkt M1- der drei Umrichter 1. 2. 3 verbunden.One output conductor of each of the converters 1, 2. 3 is connected to a common connector. The respective other output liter is connected to one of the terminals RS T of a three-phase load 6. In particular, it is a symmetrical load 6. / .. B. a rotating field machine Λ /. Both a synchronous and an asynchronous machine can be used as the induction machine M. The windings of the induction machine A / can be connected in a triangle as well as in a star. The star point M M of the load 6 is drawn out. Fir is not connected to the star point M 1 on the output side of the three converters 1. 2. 3.
Die Schaltungsanordnung eignet sich z. B. zum Antrieb einer Zementmühle, eines Walzwerkes, eines Baggers, eines Windkanals oder zur Speisung von Bannumformern.The circuit arrangement is suitable, for. B. to drive a cement mill, a rolling mill, one Excavators, a wind tunnel or for feeding ban converters.
Jedem der Umrichter 1. 2. 3 ist ein linearisierender Steuersatz 7. 8 bzw. 9 zugeordnet. Es handelt sich dabei um üblicherweise verwendete sogenannte »arccos-Steuersätze« oder um sogenannte Sägezahnsteuersätze mit vorgeschalteter Lincarisierungsstufe zur Linearisierung der Steucrkennlinie. Die Steuersätze 7. 8 und 9 haben die Aufgabe, die steuerbaren Ventile der Umrichter 1. 2, 3 in Abhängigkeit einer periodischen Steuerspannung l/sl, U32 bzw. U33 mit vorgegebenem Steuerwinkel und in festgelegter Reihenfolge mit Zündimpulsen zu versorgen.A linearizing tax rate 7. 8 or 9 is assigned to each of the converters 1. 2. 3. These are the so-called "arccos tax rates" that are commonly used or so-called sawtooth tax rates with an upstream linearization stage for linearizing the control characteristic. The control sets 7, 8 and 9 have the task of supplying the controllable valves of the converters 1, 2, 3 with ignition pulses as a function of a periodic control voltage l / sl , U 32 or U 33 with a specified control angle and in a defined sequence.
Die beiden Steuersätze 7 und 8 sind jeweils Bestandteil eines Strom-Regelkreises, während der Steuersatz 9 Bestandteil einer Steueranordnung ist, der ein Spannungsregelkreis überlagert sein kann. Die Stromregelkreise sind zur Regelung des lastseitigen Leiterstroms /, bzw. I2 vorgesehen, während der dem dritten Umrichter 3 möglicherweise zugeordnete Spannungsregelkreis zur Regelung seiner Ausgangsspannung U3 dient.The two control sets 7 and 8 are each part of a current control loop, while the control set 9 is part of a control arrangement on which a voltage control loop can be superimposed. The current control loops are provided to control the load-side conductor current / or I 2 , while the voltage control loop possibly assigned to the third converter 3 is used to control its output voltage U 3 .
Die Steuerspannung U,, fur den Steuersatz 7 wird von einerr Stromregler 10 geliefert, dessen vorgeschalteter Vergleicher 11 den Istwert/, des lastseitigen Leiterstroms mit einem Stromsollwert /,* vergleicht.The control voltage U ,, for the control set 7 is supplied by a current regulator 10, the upstream comparator 11 of which compares the actual value /, of the load-side conductor current with a current setpoint /, *.
Der Stromsollwert /j* wird dem Vergleichcr 11 von einem Sollwertgeber 12 zugeführt, der in F i g. I als Potentiometer dargestellt ist. Der Stromsollwert /,* hat einen zeitlich sinusförmigen Verlauf. Der Istwert /, des ebenfalls sinusförmigen Leiterstroms wird dem ί Verglcicher 11 von einem Stromwandler 13 zugeführt, der in dem mit der Klemme R verbundenen Ausgangsieiter des Umrichters 1 angeordnet ist.The current setpoint / j * is fed to the comparator 11 from a setpoint generator 12, which is shown in FIG. I is shown as a potentiometer. The current setpoint /, * has a sinusoidal curve over time. The actual value /, of the likewise sinusoidal conductor current is fed to the comparator 11 from a current transformer 13 which is arranged in the output conductor of the converter 1 connected to terminal R.
tun entsprechend aufgebauter Stromrcgelkreis zur Regelung des lastseitigcn Leiterstroms I2 ist dem in /weiten Umrichter 2 zugeordnet. Bei diesem Slromregelkreis wird die Sleuerspannung I \2 für den Steuersatz 8 von einem Stromregler 14 geliefert. Diesem ist ein Vergleicher 15 vorgeschaltet, der den Istwert /2 des lastseitigcn Leiterstroms mit einem Stromsoll- ι > wert /,* vergleicht. Der Stromsollwert /f ist an einem Sollwertgeber 16 abgegriffen, der wiederum als Potentiometer dargestellt ist. Der Stromsollwert /* hat wiclerum einen zeitlich sinusförmigen Verlauf. Der Istwert I2 des ausgangsseitigen Leiterstroms wird von .'" einem Stromwandler 17 ermittelt, der in dem mit der Klemme S verbundenen Ausgangsleiter des /weiten Umrichters 2 angeordnet ist.Do a correspondingly constructed current control circuit for regulating the load-side conductor current I 2 is assigned to the wide converter 2. In this current control loop, the slew voltage I \ 2 for the control set 8 is supplied by a current regulator 14. A comparator 15 is connected upstream of this and compares the actual value / 2 of the load-side conductor current with a current setpoint /, *. The current setpoint / f is tapped at a setpoint generator 16, which in turn is shown as a potentiometer. The current setpoint / * also has a sinusoidal curve over time. The actual value I 2 of the output-side conductor current is determined by a current converter 17 which is arranged in the output conductor of the / wide converter 2 connected to the terminal S.
Zur Lieferung der Steuerspannung U,3 für den Steuersatz 9 des dritten Umrichters 3 wird eine Steuer- >"> anordnung herangezogen, die ein Additionsglied 93 umfaßt. Diesem Addilionsglied 93 wird einerseits die Ausgangsspannung t/',, des Stromrcglers 10 und andererseits auch die Ausgangsspannung U'(2 des Stromreglers 14 zugeführt. Wie in Fi g. I durch die beiden in Minus/.dchcn am Additionsglied 93 angedeutet, bildet dieses aus den Ausgangsspannungen (.·",, und U\2 die negative Summe als Ausgangsspannung (.'",_,. Diese Ausgangsspannung (.",, wird als Stcuerspannung für den Steuersatz 9 verwendet. r<To supply the control voltage U, 3 for the control set 9 of the third converter 3, a control arrangement is used which comprises an adder 93. This adder 93 receives the output voltage t / 'of the current regulator 10 on the one hand and also the output voltage U '(2 of the current controller 14, respectively. as shown in Fi g. I by the two in minus / .dchcn the summing element 93 is indicated, this forms the output voltages (. · ",, and U \ 2, the negative of the sum as the output voltage ( . '", _ ,. This output voltage (." ,, is used as control voltage for tax rate 9. r <
Fs ist hiernach festzuhalten, daß die Sleuerspannung (..',_, für den Steuersatz 9 des dritten Umrichters 3 aus der negativen Summe der Ausgangsspannungen Uj1 und Uj2 der beiden Stromrcgler 10 und 14 gebildet wird.It should be noted below that the slewing voltage (.. ', _, for the control set 9 of the third converter 3 is formed from the negative sum of the output voltages Uj 1 and Uj 2 of the two current regulators 10 and 14.
Den Steuersätzen 7. 8. 9 ist weiter eine Kommandostufe 22 zugeordnet, die mit den Stromistwerten /, und /, gespeist ist. Die Kommandostufe 22 bildet für jeden Steuersatz 7. 8. 9 ein Signal, welches angibt, für welchen der beiden Teilstromrichter dig Steuer- -n impulse jeweils freigegeben werden sollen.A command level 22 is also assigned to the tax rates 7. 8. 9, which with the current actual values /, and / is fed. The command level 22 forms a signal for each tax rate 7. 8. 9, which indicates for which of the two partial converters dig control -n impulses should be released.
Für die weitere Betrachtung wird zunächst davon ausgegangen, daß Uj1 = U,, und Uj, = U,-> undFor further consideration it is initially assumed that Uj 1 = U ,, and Uj, = U, -> and
(^T=~ V~s gut-(^ T = ~ V ~ s good-
Da eine Linearisierung der einzelnen Umrichter- y> kennlinien durch jeweils einen linearisierenden arccos-Steuersatz 7. 8 und 9 vorausgesetzt wurde, stellen die Steuerspannungen U51, U52 und Us3 ein Drehspannungssystem dar: es gilt U„ + U52 + Us3 = 0 und damit Us3 = - Usl - U52. Durch diese Bedingung ist das System durch die zwei von der Stromregelung vorgegebenen Steuerspannungen U51, U52 eindeutig bestimmt. — Für die Ströme gilt übrigens ebenfalls die entsprechende Drehstrombedingung Z1 + I2 + I3 = 0. da der Sternpunkt AiM der Last 6 nicht mit dem Sternpunkt M1- der Umrichter 1, 2, 3 verbunden ist.Since a linearization of the individual converter characteristics was assumed by a linearizing arccos control rate 7, 8 and 9, the control voltages U 51 , U 52 and U s3 represent a three-phase voltage system: U "+ U 52 + U s3 applies = 0 and thus U s3 = - U sl - U 52 . Due to this condition, the system is clearly determined by the two control voltages U 51 , U 52 specified by the current regulator. - Incidentally, the corresponding three-phase condition Z 1 + I 2 + I 3 = 0 also applies to the currents, since the star point Ai M of the load 6 is not connected to the star point M 1 - the converters 1, 2, 3.
Der Spannungssteuerung des dritten Umrichters 3 kann nach F i g. 1 noch eine Spannungsregelung überlagert sein. Um in F i g. 1 anzudeuten, daß diese überlagerung zwar möglich, jedoch nicht zwingend erfor- b5 derlich ist, sind die Bauelemente der überlagerten Spannungsregelung gestrichelt eingezeichnet.The voltage control of the third converter 3 can according to FIG. 1 a voltage regulation is superimposed be. In order to show in FIG. 1 to indicate that this superposition is possible, but not absolutely necessary. B5 is, the components of the superimposed voltage regulation are shown in dashed lines.
Die Einrichtung zur Spannungsregelung umfaßt einen Spannungsregler 20. dessen Ausgang zusätzlich an einen weiteren Eingang des Additionsgliedes 93 geschaltet ist. Dem Spannungsregler 20 ist ein Vergleicher 19 vorgeschaltet, dem nach einer ersten Ausgestaltung einerseits der Istwert der Ausgangsspannung V3 des dritten Umrichters 3 und andererseits ein zeitlich veränderlicher Spannungssollwert Uf von sinusförmigem Spannungsverlauf vorgegeben sind. Der Istwert der Ausgangsspannung U3 kann mittels eines (nicht gezeigten) Spannungswandlers am Ausgang des Umrichters 3 abgegriffen sein. Zur Abgabe des Spannungssollwertes Uf kann ein besonderer (nicht gezeigter) Sollwertgeber vorgesehen sein. Als Spannungssollwert U3 kann aber auch die zwischen dem Sternpunkt M A/ der Last 6 und dem an die Last 6 angeschlossenen Ausgangsleiter T des dritten Umrichters 3 liegende Sternspannung U,M verwendet werden. The device for voltage regulation comprises a voltage regulator 20, the output of which is additionally connected to a further input of the adder 93. The voltage regulator 20 is preceded by a comparator 19, which, according to a first embodiment, is given on the one hand the actual value of the output voltage V 3 of the third converter 3 and on the other hand a time-variable voltage setpoint Uf with a sinusoidal voltage curve. The actual value of the output voltage U 3 can be tapped off at the output of the converter 3 by means of a voltage converter (not shown). A special setpoint generator (not shown) can be provided for outputting the voltage setpoint Uf. As voltage command value U 3 but also between the neutral point M A / the load 6 and the equipment connected to the load 6 output conductor of the third inverter T 3 lying star voltage U, M may be used.
gleicher 19 einerseits als Istwert die Differenzspannung U,,v. die zwischen dem Sternpunkt M31 der Last 6 und dem Sternpunkt A/(. der Umrichter 1. 2. 3 auftritt, und andererseits ein Spannungssollwert U*,Af zugeführt sein. Als Spannungssollwert l/*,A( wird hier der Wert Null vorgegeben. Diese zweite alternative Ausgestaltung ist in F i g. 1 dadurch angedeutet, daß die Symbole für die Spannungen U AfA(. U*„M in Klammern eingezeichnet sind.the same 19 on the one hand as the actual value the differential voltage U ,, v . which occurs between the star point M 31 of the load 6 and the star point A / ( . of the converter 1. 2. 3, and on the other hand a voltage setpoint U *, Af is supplied. The voltage setpoint l / *, A ( here is the value zero This second alternative embodiment is indicated in FIG. 1 in that the symbols for the voltages U AfA ( . U * " M are drawn in brackets.
Bei der bisherigen Betrachtung war davon ausgegangen worden, daß die Ausgangsspannungen IZ1, U2. U3 der einzelnen Umrichter 1. 2 bzw. 3 einen sinusförmigen Zeitverlauf besitzen sollen. In diesem Fall sind entgegen F i g. I die Ausgänge der Stromregler 10, 14 und des Additionsgliedes 93 direkt mit dem zugeordneten Steuersatz 7, 8 bzw. 9 verbunden. Das heißt, die Ausgangsspannung IZj1, Uj2 und U53 ist jeweils gleich der entsprechenden Steuerspannung U5i. U,2 bzw. U,vIn the previous consideration it was assumed that the output voltages IZ 1 , U 2 . U 3 of the individual converters 1. 2 or 3 should have a sinusoidal time curve. In this case, contrary to FIG. I connected the outputs of the current regulators 10, 14 and the adder 93 directly to the associated control rate 7, 8 and 9, respectively. That is, the output voltage IZj 1 , Uj 2 and U 53 is each equal to the corresponding control voltage U 5 i. U, 2 or U, v
Um nun aber Ausgangsspannungen U1. U2. U3 von trapezförmigem Zcitverlauf zu erhalten, werden zusätzlich drei Spannungsformierschaltungcn 71«. 71b. 71c eingesetzt. Diese Spannungsformierschaltungen 71 u. 71 b. 71 c sind einerseits zwischen den Ausgang der Stromregler 10 und 14 sowie des Additionsgliedes 93 und andererseits den Eingang der zugeordneten Steuersätze 7. 8 bzw. 9 geschaltet. Diese Spannungsformierschaltungen 71a, 71/), 71c haben die Eigenschaft, daß sie aus den sinusförmigen Ausgangsspannungen Uj1, U52. U5, durch Hinzufügen mindestens einer Oberschwingung mit ungerader, durch m teilbarer Ordnungszahl von der Sinusform abweichende Steuerspannungen U5,. Us2 bzw. U53 bilden. Die trapezförmige Führung der Ausgangsspannungen U1, U2 und U3 hat den Vorteil, daß eine relativ große Leistung über die Umrichter 1. 2 und 3 übertragen werden kann, daß aber dennoch die verketteten Spannungen an der Last 6 sinusförmig ausgebildet sind.But to now output voltages U 1 . U 2 . To obtain U 3 with a trapezoidal curve, three voltage shaping circuits 71 'are additionally required. 71b. 71c inserted. These voltage forming circuits 71 and 71 b. 71 c are connected on the one hand between the output of the current regulators 10 and 14 and the adder 93 and on the other hand the input of the associated control sets 7, 8 and 9, respectively. These voltage shaping circuits 71a, 71 /), 71c have the property that they are derived from the sinusoidal output voltages Uj 1 , U 52 . U 5 , by adding at least one harmonic with an uneven ordinal number divisible by m, which deviates from the sinusoidal shape control voltages U 5,. Form U s2 or U 53 . The t r apezförmige guide of the output voltages U 1, U 2 and U 3 has the advantage that a relatively large power via the inverter 1 can be transmitted 2 and 3, but that nevertheless the phase voltages are formed sinusoidally at the load. 6
Ist der Spannungssteuerung für den dritten Umrichter 3 eine Spannungsregelung in einer der beiden Ausgestaltungen der beschriebenen Art überlagert, so kann beim Betrieb der Umrichter 1, 2, 3 mit den Spannungsformierschaltungen 71 a, 71b, 71c dem Spannungssollwert U* oder U*lfM am Vergleicher 19 noch ein Spannungssollwert U*3. überlagert werden. Dieser soll bewirken, daß die »gewünschten« Spannungsoberschwingungen in der Ausgangsspannung U3, die den trapezförmigen Verlauf ergeben, nicht von derIf the voltage control for the third converter 3 is superimposed by a voltage regulation in one of the two configurations of the type described, then during operation of the converters 1, 2, 3 with the voltage shaping circuits 71a , 71b, 71c, the voltage setpoint U * or U * lfM at the comparator 19 another voltage setpoint U * 3 . are superimposed. This is intended to ensure that the "desired" voltage harmonics in the output voltage U 3 , which result in the trapezoidal curve, do not depend on the
Spannungsregelung 19, 20 ausgeregelt werden. Der Spannungszusatzsollwert L/*,. wird hier von einer Addierstufe oder einem Differenzglied 99 geliefert, das in F i g. 1 slrichliert eingezeichnet ist. Dem Differenzglied 99 ist einerseits die Eingangsspannung U',5 der Spannungsfomiicrstufc 71c positiv und andererseits deren Ausgangsspannung [/,, negativ aufgcschaltet. Die zusätzliche Aufschaltung hat zur Folge, daß die Trapezform der Ausgangsspannung l/, in jedem Fall sichergestellt ist.Voltage regulation 19, 20 are regulated. The additional voltage setpoint L / * ,. is supplied here by an adder or a differential element 99, which is shown in FIG. 1 is shown as a dashed line. On the one hand, the input voltage U ', 5 of the voltage profile stage 71c is applied to the differential element 99, and on the other hand, its output voltage is applied to the negative. The additional connection has the consequence that the trapezoidal shape of the output voltage l /, is guaranteed in any case.
Die drei Spannungsformici schaltungen 71«, 71/) und 71 ί lassen sich zu einer gemeinsamen Spannungsformierschaltung 71 zusammenfassen. Diese zeichnet sich dann durch einen besonders einfachen Aufbau aus. Drei Ausführungsbeispielc für eine solche gemeinsame Spannungsformierschaltung 71 sind in den F i g. 2 bis 4 gezeigt.The three voltage shape circuits 71 «, 71 /) and 71 ί can be combined to form a common voltage shaping circuit 71 summarize. This is then characterized by a particularly simple structure the end. Three exemplary embodiments of such a common voltage shaping circuit 71 are shown in FIGS F i g. 2 to 4 shown.
Die Spannungsformierschaltung 71 nach F i g. 2 ist an sich aus Fig. 9 der DT-OS 24 15 398 bekannt. Hier sind den Steuersätzen 7. 8. 9 aller drei Umrichter 1, 2. 3 Sleuerspannungen (.·',,, U,2. (.',, derart vorgegeben, daß die Ausgangsspannungen U1. U2 bzw. (.', dieser Umrichter 1, 2. 3 einen periodischen Zeitvcrlauf besitzen und im wesentlichen keine Oberschwingungen mit der Ordnungszahl 5 und 7 enthalten. Es stellen sich auch zeitlich sinusförmige Leiterströme /,, I2 und /, ein.The voltage forming circuit 71 according to FIG. 2 is known per se from FIG. 9 of DT-OS 24 15 398. Here the control sets 7. 8. 9 of all three converters 1, 2. 3 are specified sleuerspannungen (. · ',,, U, 2. (.' ,, in such a way that the output voltages U 1. U 2 or (. ' , these converters 1, 2. 3 have a periodic time sequence and essentially contain no harmonics with the ordinal numbers 5 and 7. There are also sinusoidal phase currents / ,, I 2 and /, over time.
Dazu werden die drei Ausgangsspannungen L·",. l'\,ι und (.'',, der Stromregler 10, 14 bzw. des Additionsgliedes 93, die sinusförmig und jeweils um 120 el gegeneinander versetzt sind, drei Additionsgliedern 37, 38 bzw. 39 vorgegeben. Mit Hilfe dieser Additionsglieder 37. 38. 39 werden die Steuerspannungen L\,. L',2 und C/,3 aus einer der drei Ausgangsspannungen L^1, U'„2 und U'si durch Überlagerung einer gemeinsamen Zusatzspannung U. gewonnen.For this purpose, the three output voltages L · ",. L '\, ι and (."",, of the current regulator 10, 14 or of the addition element 93, which are sinusoidal and offset from one another by 120 el, three addition elements 37, 38 or 39. With the aid of these addition elements 37, 38, 39, the control voltages L 1, L ', 2 and C /, 3 are derived from one of the three output voltages L ^ 1 , U'"2 and U ' si by superimposing a common Additional voltage U. gained.
Die Zusatzspannung U. enthält im vorliegenden Fall nur zwei Spannungsanteile verschiedener Frequenz. Die Frequenz dieser beiden Spannungsanteile beträgt das Dreifache und das Neunfache der Grundfrequenz der Ausgangsspannungen (,'J1. U's2 und U's3. Die Zusatzspannung U. enthält also nur Spannungsanteile, deren Frequenz ein ungeradzahliges, durch drei teilbares Vielfaches der besagten Grundfrequenz ist.In the present case, the additional voltage U. contains only two voltage components of different frequencies. The frequency of these two voltage components is three times and nine times the basic frequency of the output voltages (, 'J 1. U' s2 and U ' s3 . The additional voltage U. therefore only contains voltage components whose frequency is an odd multiple of the said basic frequency, divisible by three is.
Die Zusatzspannung L'. ist von der Ausgangsspannung υ'Λ durch Frequenzvervielfachung abgeleitet. Dazu sind zwei Stufen vorgesehen. Jede besteht aus einem Frequenzvervielfacher 40. 42 mit dem Vervielfachungsfaktor m = 3 bzw. m = 9 und einem nachgeschalteten Multiplizierglied 41 bzw. 43. Die Ausgangsspannung U'5l wird beiden Stufen zugeleitet. Mit Hilfe der Frequenzvervielfacher 40, 42 wird die dritte bzw. neunte Oberschwingung gebildet. Diese wird anschließend im Multiplizierglied 41 bzw. 43 mit einem konstanten oder nachgeführten Multiplikationssignal C3 bzw. C9 multipliziert. Zur Einstellung der Multiplikationssignale C3, C9 können (nicht gezeigte) Potentiometer vorgesehen sein. Die Verstärkungsfaktoren der aus Verstärkern aufgebauten Multiplizierglieder 41, 43 sind kleiner als 1. Die Multiplikationssignale C3 und C9 sind so gewählt, daß die Ausgangsspannungen U1, U2, U3 einen trapezförmigen Zeitverlauf mit möglichst waagerechtem Mitteiteil besitzen.The additional tension L '. is derived from the output voltage υ ' Λ through frequency multiplication. There are two stages for this. Each consists of a frequency multiplier 40, 42 with the multiplication factor m = 3 or m = 9 and a downstream multiplier 41 or 43. The output voltage U '51 is fed to both stages. The third and ninth harmonics are formed with the aid of the frequency multipliers 40, 42. This is then multiplied in the multiplier 41 or 43 with a constant or tracked multiplication signal C 3 or C 9. Potentiometers (not shown) can be provided for setting the multiplication signals C 3 , C 9. The amplification factors of the multipliers 41, 43 made up of amplifiers are smaller than 1. The multiplication signals C 3 and C 9 are chosen so that the output voltages U 1 , U 2 , U 3 have a trapezoidal time curve with a central part that is as horizontal as possible.
Die Spannungsformierstufe 71 nach F i g. 3 ist an sich aus Fig. 10 der DT-OS 24 15 398 bekannt. Sie ist ebenfalls so aufgebaut, daß die AusgangsspannungenThe voltage shaping stage 71 according to FIG. 3 is known per se from FIG. 10 of DT-OS 24 15 398. she is also constructed so that the output voltages
(,',, U2, U3, der Umrichter 1, 2 bzw. 3 einen periodischen Zeitvcrlaui" besitzen, gegeneinander um 120 el versetzt sind und im wesentlichen keine Oberschwingung mit der Ordnungszahl 5 und 7 enthalten.(',, U 2 , U 3 , the converter 1, 2 or 3 have a periodic time curve, are offset from one another by 120 el and contain essentially no harmonics with the ordinal numbers 5 and 7.
Bei dieser Spannungsformierschaltung 71 ist jede Ausgangsspannung L·';,, U'i2 und l/j, der Stromrcglcr 10, 14 bzw. des Additionsglicdes 93 dem Signaleingang einer Verstärkerstufe 47. 48 bzw. 49 zugeführt. Die Verstärkung und die Begrenzung jeder Verstärkerstufe 47, 48, 49 werden in Abhängigkeit vom Scheitelwert der am Eingang liegenden Ausgangsspannungen (.';,. L[, bzw. [';, mit sinusförmigem zeitlichem Verlauf gefühlt.In this voltage shaping circuit 71, each output voltage L · ';U' i2 and I / j, the current controller 10, 14 or the addition element 93 is fed to the signal input of an amplifier stage 47, 48 and 49, respectively. The gain and the limitation of each amplifier stage 47, 48, 49 are sensed as a function of the peak value of the output voltages (. ';,. L [, or [';) with a sinusoidal time curve.
Jede Verstärkerslufe 47. 48. 49 besteht aus der Hintereinanderschaltung eines Multipliziergliedes 50. 51 bzw. 52 mit einem begren/.baren Operationsverstärker 53. 54 bzw. 55. Jeweils sind der eine Eingang des Mullipliziergliedes 50. 51. 52 und der Beyrenzungseinfiang des Operationsverstärkers 53. 54. 55 an die Reihenschaltung aus einem Gleichrichter 56 und einem nachgeschalteten Glältungsglied 57 angeschlossen. Diese Reihenschaltung 56. 57 wird gemeinsam von allen drei Ausgangsspannungen (.'(,. L:[2 und C^, gespeist. Für alle drei Verstiirkungsstufen 47, 48 und 49 ist dabei nur eine gemeinsame Reihenschaltung 56. 57 vorgesehen. Jede Vcrslärkungsstufe 47. 48. 49 ist so bemessen, daß der zeitliche Verlauf jeder der Steuerspannungen (',,. L\2. (\( in jeder Halbperiode im wesentlichen einer zwischen 37.5 und 142.5 abgeschnittenen Sinusfunktion entspricht. Each amplifier run 47, 48, 49 consists of the series connection of a multiplier 50, 51 or 52 with a limitable operational amplifier 53, 54 or 55. One input of the multiplier 50, 51, 52 and the limit input of the operational amplifier are each 53, 54, 55 are connected to the series circuit made up of a rectifier 56 and a downstream rectifier 57. This series circuit 56, 57 is fed jointly by all three output voltages (. '(, L : [ 2 and C ^,. For all three amplification stages 47, 48 and 49, only one common series circuit 56, 57 is provided . 48, 49 is dimensioned in such a way that the time course of each of the control voltages (',,. L \ 2. (\ ( In each half-period essentially corresponds to a sine function truncated between 37.5 and 142.5.
Die Spannungsformierstufe 71 nach F i g. 4 ist durch die DE-PS 23 45 035 im wesentlichen an sich bekannt. Die Spannungsformierstufe 71 ist so aufgebaut, daß jede der Ausgangsspannungen, z. B. die Ausgitngsspannung [/,,, jeweils im Bereich von τ 3 bis 2 η 3 einer Halbwelle auf den 13 2 fachen Scheitelwert reduziert und die beiden übrigen Ausgangsspannungen, z. B. die Ausgangsspannungen (\2, (./,_,. zugleich in den Randbereichen mit dem jeweiligen Differenzbetrag verstärkt werden.The voltage shaping stage 71 according to FIG. 4 is essentially known per se from DE-PS 23 45 035. The voltage shaping stage 71 is constructed so that each of the output voltages, e.g. B. the output voltage [/ ,,, each in the range from τ 3 to 2 η 3 of a half-wave to 13 2 times the peak value and the other two output voltages, z. B. the output voltages (\ 2 , (./,_ ,.) are simultaneously amplified in the edge areas with the respective difference.
Dazu ist für jede der drei eingangsseitit. liegenden Ausgangsspannungen (,';,. U\z und U'si jeweils ein Kanal, bestehend aus der Reihenschaltung eines Summierverstärkers 84. 86. 88 mit einer Begrenzerstufe 85. 87, 89 und aus einem Differenzverstärker 90. 91, 92 vorgesehen. Den Summierverstärkern 84. 86. 88 sind als Eingangssignale jeweils die ihnen zugeordnete Ausgangsspannung und die Ausgangssignale der beiden ihnen nicht zugeordneten Differenzverstärker 90. 91 und 92 zugeführt. Die Ausgangsspannungen ■der Summierverstärker 84, 86. 88 werden in den Begrenzerstufen 85. 87, 89 auf positive und negative einstellbare Begrenzungswerte B+. B~ begrenzt. Den Differenzverstärkern 90, 91, 92 sind als Eingangssignale jeweils die Ausgangsspannung und die Eingangsspannung der Begrenzerstufe 85, 87. 89 des betreffenden Kanals zugeführt.There is also an input side for each of the three. lying output voltages (, ';,. U \ z and U' si each have a channel consisting of the series connection of a summing amplifier 84, 86, 88 with a limiter stage 85, 87, 89 and a differential amplifier 90, 91, 92 Summing amplifiers 84, 86, 88 are each supplied as input signals with the output voltage assigned to them and the output signals of the two differential amplifiers 90, 91 and 92 that are not assigned to them positive and negative adjustable limiting values B + . B ~ limited. The differential amplifiers 90, 91, 92 are each supplied with the output voltage and the input voltage of the limiter stage 85, 87, 89 of the relevant channel as input signals.
Zur Bereitstellung der Begrenzungswerte B* und B~ kann eine fest eingestellte positive bzw. negative Gleichspannung verwendet werden. Hierzu sind zwei Po'entiometer 94 bzw. 95 vorgesehen. Der positive und der negative Begrenzungswert B+ und B~ muß dabei jeweils auf den J 3/2 fachen Wert der Maximalamplitude der Ausgangsspannungen UA, Usl und (.'j eingestellt werden.A fixed positive or negative DC voltage can be used to provide the limiting values B * and B ~. Two po'entiometers 94 and 95 are provided for this purpose. The positive and negative limiting values B + and B ~ must each be set to J 3/2 times the value of the maximum amplitude of the output voltages U A , U sl and (.'j.
Die in F i g. 4 gezeigte Spannungsformierstufe 71 hat die Eieenschaft. daß die Kurvenform der ein-The in F i g. The voltage shaping stage 71 shown in FIG. 4 has the property. that the curve shape of the
/einen Ausgangsspannungen l/,(, LJ^2, U^ und damit die Kurvenform der Ausgangsspannungen U1. U2. L'i von d'T Amplitude der Spannungsanstcuerung abhängt. Das soll am Beispiel des dritten Umrichters 3 näher erläutert werden, wobei sleigeni'e Aus- "> gangsspannung U3 angenommen wird./ an output voltages l /, ( , LJ ^ 2 , U ^ and thus the curve shape of the output voltages U 1. U 2. L'i depends on the amplitude of the voltage gain. This will be explained in more detail using the example of the third converter 3, where a single output voltage U 3 is assumed.
In einem ersten Steuerabschnitt, der vom Ampliludenwert Null bis zum j 3 2 fachen Wert der maximalen Grundschwingungsamplitude seiner Ausgangsspannung l/, reicht, ist die Ausgangsspannung (./, rein sinusförmig. Oberwellen sind hier also nicht vorhanden, r.rsi in einem /weiten Steuerabschnitt. der sich bei weiter steigender Amplitude der Steuerspannung (/;, stufenlos an den eisten Abschnitt anschließt, wild automatisch auf die gewünschte Trapez- ι , form übergegangen. Lind /war nähert sich bei steigender Amplitude der Steuerspannung L![\ die Ausgangsspannung £', immer mehr der Trape/form. Das geschieht durch Deformierung der Sinusform: dabei ergibt sich in der Halbpenode eine Abllaclning des :« Scheitels und eine gleichzeitige Anhebung der beiden Flanken. Diese Deformicrung schreitet durch Verbreiterung des abgeflachten Scheitels und Anhebung der Flanken fort, bis bei maximaler Grundschwingungsamplitude der Ausgangsspannung U3 die endgültige Trapezform erreicht ist. Der Scheit "!wert des abgeflachten Niveaus entspricht auch hier wieder den an den Potentiometern 94. 95 eingestellten Begrenzungswerten B + , B~. Dabei ist sichergestellt, daß im zweiten Steuerabschnitt die Ausgangsspannung U1 des Umrichters 3 neben der Grundschwingung nur Obersehwingungen mit ungeraden, durch 3 teilbaren Ordnungszahlen enthält. Dasselbe Verhalten ergibt sich auch bei den beiden anderen Ausgangsspannungen L\. U2. In a first control section, which ranges from the amplitude value zero to j 3 2 times the value of the maximum fundamental oscillation amplitude of its output voltage l /, the output voltage (./, purely sinusoidal. Harmonics are not present here, r.rsi in a / wide which ;, continuously connects control section. at further increasing amplitude of the control voltage (/ to the Eisten portion wild automatically ι to the desired trapezoidal, shape passed. Lind / was the control voltage L approaches with increasing amplitude! [\ the output voltage £ ', more and more of the trapezoid shape. This happens by deforming the sinus shape: in the half penode there is a flattening of the : " apex and a simultaneous rise of the two flanks. This deformation progresses by widening the flattened apex and raising the flanks, until the final trapezoidal shape is reached at the maximum fundamental oscillation amplitude of the output voltage U 3 of the flattened level corresponds here again to the limit values B + , B ~ set on the potentiometers 94, 95. This ensures that in the second control section the output voltage U 1 of the converter 3 contains, in addition to the fundamental oscillation, only upper-sight oscillations with uneven ordinal numbers divisible by 3. The same behavior also results with the other two output voltages L \. U 2 .
Eis sei noch darauf hingewiesen, daß durch die gegenseitige Verkopplungder Spannungsformterschaitungen nach F i g. 2 bis 4 die guten dynamischen Figensehaften der Spannungssteuerung erhaltet1 bleiben. It should also be pointed out that the mutual coupling of the voltage shaping circuits according to FIG. 2 to 4 the good dynamic figures of the tension control remain 1.
.■i/u Ί Blatt /eiehnunüen. ■ i / u Ί sheets / eiehnunüen
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0081723A1 (en) * | 1981-11-26 | 1983-06-22 | Fuji Electric Co. Ltd. | Device for the control of the output voltage of a polyphase cycloconverter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE7710092L (en) | 1978-03-15 |
| JPS5335925A (en) | 1978-04-03 |
| CH618297A5 (en) | 1980-07-15 |
| DE2641294B1 (en) | 1978-03-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |