DE2724796B2

DE2724796B2 - Verfahren zur Löschwinkelmessung

Info

Publication number: DE2724796B2
Application number: DE2724796A
Authority: DE
Inventors: Johann Ing.(Grad.) 1000 Berlin Podlewski
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1977-05-28
Filing date: 1977-05-28
Publication date: 1980-01-03
Also published as: CA1090422A; DE2724796C3; AR215299A1; DE2724796A1; NO146178C; US4167698A; DD135958A5; SU683651A3; AU3627578A; SE7805885L; DK218878A; SE433789B; NO781845L; GB1603221A; AU514249B2; ES469806A1; JPS53147925A; ATA383478A; MX148608A; ZA782881B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein solches Verfahren ist bekannt aus der DE-PS 1263623. Bei diesem bekannten Verfahren wird jede Löschwinkeländerung am Ende des jeweiligen Löschwinkels (d. h. beim Nulldurchgang der Kommutierungsspannung) sofort erfaßt. Dieser Meßwert kann sehr starken Schwankungen unterliegen, wenn das Netz größere Unsymmetrien aufweist. Eine mit einer derartigen Löschwinkelerfassung arbeitende Löschwinkelregelung ist unter Umständen nicht mehr einwandfrei möglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren so auszubilden, daß auch bei stark oberwellenhaltigem Netz bzw. größeren Netzunsymmetrien eine einwandfreie Löschwinkelregelung ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs.

Durch dieses Verfahren bzw. Anordnungen wird praktisch eine derartige Filterwirkung gegen starke Löschwinkelschwankungen der Stromrichterventile untereinander und damit der Regelgröße erzeugt, daß eine einwandfreie Regelung letzterer auch bei stark oberwellenhaltigem Netz möglich ist. Es wird nämlich είπε Verringerung des kleinsten Löschwinkels sofort berücksichtigt und auf den Regelkreis geschaltet, während eine Vergrößerung des Löschwhikels aller Stromrichterventile erst nach einer vollen Netzperiode berücksichtigt wird.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für den Fall eines Wechselrichters in Drehstrom-Brückenschaltung anhand der Fig. 1 und 2 der Zeichnung erläutert. Daibei gibt Fig. 2 die Signalverläufe wieder, abhängig von den in der Figur ganz oben

ίο dargestellten Phasenspannungen des Netzes mit eingetragenen Kommutiermngssprüngen unter Annahme einer Wechselrichteramsteuerung. Die Zeitdauer vom Verlöschen des Kommutierungsstromes bis zum Nulldurchgang der Kommutierungsspannung ist dabei

is als Löschwinkel γ bezeichnet.

Jeder der beiden den Gleichspannungspolen der Brückenschaltung zugeordneten Kommutierungsgruppen ist ein Meßintegrator 4 bzw. 4' zugeordnet. Beide Integratoren werden wechselweise gesteuert.

Die Eingangssignale der beiden Integratoren werden durch bistabile Kippstufen 2, bis 2₃ und 2', bis 2'₃ gebildet. Jedem Löschwinkel bzw. jedem der entsprechenden Stromrichterventile (Thyristoren) ist eine solche Kippstufe zugeordnet. Bei der Drehstrom-Brückenschaltung ist diese Zahl der Löschwinkel je Wechselspannungsperiode (Pulszahl) ρ = 6.

Die Eingangssignal dieser Kippstufen sind jeweils die Strom- und Spannungssignale eines Ventils, wobei auf die Eingänge I₀, bis I₀₃ bzw. l'_ol bis l'_a3 die vom

Stromflußende der einzelnen Ventile abgeleiteten Anfangsimpulse und auf die Eingänge I₆₁ bis l_b3 bzw. l'_M bis T₆₃ die vom Beginn der positiven Sperrspannung am jeweiligen Ventil abgeleiteten Endimpulse gegeben werden. Die bistabilen Kippstufen werden

durch den Anfangsimpuls gesetzt und durch Endimpuls zurückgesetzt.

Der Abstand zwischen dem Anfangs- und dem Endimpuls entspricht dem zu messenden Löschwinkel y des jeweiligen Ventils.

Die Anfangsimpulse werden aus der negativen Sprungspannung am Ventil nach beendeter Stromführung oder aus dem Ventilstrom bzw. dem Brükkenzuleitungsstrom selbst gebildet. Die Endimpulse werden aus den Nulldurchgängen der Kommutierungsspannung gebildet. Da bei einer sehr stark mit Oberschwingungen behafteten Kommutierungsspannung mit Mehrfach-Nulldurchgängen gerechnet werden muß, ist die Erfassungskippstufe mit einer Hysterese versehen.

V) Die Ausgangssignale der bistabilen Kippstufen jeder Kommutierungsgruppe werden jeweils über ein ODER-Glied 3 bzw. 3^! zu Summen-Ausgangssignalen U₂ bzw. U'₂ (siehe Fig. 2) zusammengefaßt. Am Ausgang jedes dieser ODER-Glieder ergeben sich im

v, elektrischen Winkelbereich 2 π (d. h. im Bereich einer Wechselspannungsperiode) V₂ Blöcke im Abstand von T =4*/ mit konstanter Amplitude. Ihre Breite entspricht dem jeweiligen Löschwinkel.
Diese Blöcke werden auf den zugehörigen Meßin-

bo tegrator 4 bzw. 4' gegeben. Die Eingangssignale der beiden Meßintegratoren sind für den dargestellten Fall der Drehstrom-Brikkenschaltung um V₃ zueinander verschoben.

Jeweils im Nulldurchgang einer der Kommutie-

h5 rungsspannungen - dem Ende eines Zeitabschnittes-, wenn z. B. das Eingangssignal des einen Meßintegrators 4 Null wird und die Integration beendet ist, lieet eine neue Information vor. Die Information aus

der vorangegangenen Messung, die noch in dem anderen Meßintegrator 4' gespeichert ist, ist damit hinfällig geworden und kanu gelöscht werden. Löschsignale sind die Endimpulse der anderen Koinmutierungsgruppe. Sie werden jeweils über ein ODER-Glied 5 bzw. 5' zusammengefaßt.

Das Ausgangssignal U₄ bzw. V₄ jedes der Meßintegratoren besteht aus einer Nullphase, einer Int?grationsphase und einer Speicherphase. Nur die Speicherphase enthält die erforderliche Information. Durch das Zusammenfassen der beiden Integratorausgänge U₄ und V₄ über ein Größtwertauswahl-Glied 6 werden im Größtwert-Signal U₆ überwiegend die Speicherphasen abgebildet.

Mit der Forderung nach einer von der Unsymmetrie des Drehstromnetzes unabhängigen oberwellenarmen Ausgangsspannung wird nur der kleinste der ρ Löschwinkel einer vorausgegangenen Wechselspannungsperiode abgebildet.

Dazu enthält der dargestellte Meßwertumformer ρ = 6 Abtast-Halteglieder 7, bis 7₃ und 7', bis 7'₃. Sie haben die Aufgabe, die Spannung, die proportional dem entsprechenden Löschwinkel ihrem Eingang zugeführt wird, an ihrem Ausgang als Signal U_1x bzw. U₁₂ bis U'₁₃ über eine ganze Periode zu halten.

Die Steuerung dieser Glieder erfolgt über die aus dem Beginn positiver Sperrspannung am jeweiligen Ventil abgeleiteten Endimpulse. Die Eingänge der Abtast-Halteglieder sind untereinander verbunden. Ihr gemeinsames Eingangssignal ist das Größtwertsignal t/₆, das durch die Zusammenfassung der beiden

Integratorausgangsspannungen U₄ bzw. U'₄ gewonnen wurde.

Durch ein Kleinstwertauswahlglied 9 wird nur das Ausgangssignal der ρ Abtast-Haltegltsder abgebildet, das den kleinsten Wert hat.

ίο In dem in Fig. 2 dargestellten Signalflußausschnitt ist das Kleinstwertsignal U₉ aus den Signalen U_n und V₁₁, letzteres unterbrochen für eine kurze Zeit durch U'₁₂, wo dieses den Kleinstwert hat, gebildet worden, da diese Signale über die dargestellte Zeitdauer die relativen Kleinstwerte aufweisen, wie man leicht erkennt.

Die so gebildete Größe ist im stationären Zustand auch bei starker Unsymmetrie des Drehstromnetzes frei von Oberschwingungen. Die Verminderung eines der ρ Löschwinkei wird unverzögert abgebildet, sofern er kleiner als der bis dahin kleinste geworden ist.

Eine Vergrößerung dagegen wird nur dann ohne Verzögerung abgebildet, wenn sie den jeweils kleinsten Löschwinkel betrifft.

Eine Vergrößerung sämtlicher Löschwinkel wird dagegen erst nach einer Netzperiode abgebildet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Löschwinkelmessung der steuerbaren Stromrichterventile eines netzgeführten Wechselrichters in Brückenschaltung;

- für jeden Kommutierungsvorgang wird ein dem Löschwinkel in der Amplitude proportionales Signal gebildet durch Integration einer Hilfsgröße konstanter Amplitude;

- die Integration wird mittels vom Stromflußende der einzelnen Ventile abgeleiteter Anfangsimpulse eingeleitet und mittels aus dem Beginn positiver Sperrspannung am jeweiligen Ventil abgeleiteter Endimpulse beendete;

— jeder der beiden den Gleichspannungspolen zugeordneten Kommutierungsventilgruppen ist ein gemeinsamer Meßintegrator zugeordnet, dessen Integrationswert durch die Endimpulse der jeweils anderen Kommutierungsventilgruppe gelöscht wird;

- von den Ausgängen der beiden Integratoren wird der Größtwert ausgewählt;

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

— jedem einzelnen Stromrichterventil ist ein von dessen Endimpulsen gesteuertes Abtast-Halteglied (7, bis T₃) zugeordnet, dem das gemeinsame Größtwertsignal (U₆) der Meßintegratoren (4,4') zugeführt und für die Dauer zwischen zwei Endimpulsen des jeweiligen Ventils gespeichert wird;

— in einem Kleinstwertauswahl-Glied (9) wird der jeweilige Kleinstwert der Ausgangssignale der Abtast-Halteglieder erfaßt.