DE2724796C3 - Verfahren zur Löschwinkelmessung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein solches Verfahren ist bekannt aus der DE-PS 623. 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 eine Verringerung des kleinsten Löschwinkels sofort berücksichtigt und auf den Regelkreis geschaltet, während eine Vergrößerung des Löschwinkels 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. Dabei gibt Fig. 2 die Signalverläufe wieder, abhängig von den in der Figur ganz oben dargestellten Phasenspannungen des Netzes mit eingetragenen Kommutierungssprüngen unter Annahme einer Wechselrichteraussteuerung. 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_t 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 Eingangssignale dieser Kippstufen sind jeweils die Strom- und Spannungssignale eines Ventils, wobei auf die Eingänge l_a, bis l_a3 bzw. l'_ai bis Γ_ί3 die vom

jo Stromflußende der einzelnen Ventile abgeleiteten Anfangsimpulse und auf die Eingänge 1_M bis I₆₃ bzw. l'_M bis l'j₃ die vom Beginn der positiven Sperrspannung am jeweiligen Ventil abgeleiteten Endimpulse gegeben werden. Die bistabilen Kippstufen werden

J5 durch den Anfangsimpuls gesetzt und durch Endimpuls zurückgesetzt.

Der Abstand zwischen dem Anfangs- und dem Endimpuls entspricht dem zu messenden Löschwinkel γ 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 Kommutie-

4^r, rungsspannung gebildet. Da bei einer sehr stark mit Oberschwingungen behafteten Kommutierungsspannung mit Mehrfach-Nulldurchgängen gerechnet werden muß, ist die Erfassungskippstufe mit einer Hysterese versehen.

Die Ausgangssignale der bistabilen Kippstufen jeder Kommutierungsgruppe werden jeweils über ein ODER-Glied 3 bzw. 3' zu Summen-Ausgangssignalen U₂ bzw. W₁ (siehe Fig. 2) zusammengefaßt. Am Ausgang jedes dieser ODER-Glieder ergeben sich im

« elektrischen Winkelbereich 2 π (d. h. im Bereich einer Wechselspannungsperiode) ^p/₂ Blöcke im Abstand von T=A¹¹I 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-Brückenschaltung um "I₃ zueinander verschoben.

Jeweils im Nulldurchgang einer der Kommutie-

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

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

Das Ausgangssignal U₄ bzw. V₄ jedes der Meßintegratoren besteht aus einer Nullphase, einer Integrationsphase und einer Speicherphase. Nur die Speicherphase enthält die erforderliche Information. Durch das Zusammenfassen der beiden Integratorausgange U₄ und V₄ über ein Größiwertauswahl-G lied 6 werden im Größtwert-Signal U₆ überwiegend die Speicherphasen abgebildet

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

Dazu enthält der dargestellte Meßwertumformer ρ = 6 Abtast-Halteglieder I₁ bis 7₃ and T₁ bis T₃. Sie haben die Aufgabe, die Spannung, die proportional dem entsprechenden Löschwinkel ihrem Eingang zugeführt wird, an ihrem Ausgang als Signal U_n bzw. U₁₁ 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 U₆, das durch die Zusammenfassung der beiden Integratorausgangsspannungen U₄ bzw. U'₄ gewonnen wurde.

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

In dem in Fig. 2 dargestellten Signalflußausschnitt ist das Kleinstwertsignal C₉ aus den Signalen U₁₂ und V_n, letzteres unterbrochen für eine kurze Zeit durch V_n, wo dieses den Kleinstwert hat, gebildet worden, da diese Signale über die dargestellte Zeitdauer die

is relativen Kleinstwerte aufweisen, wie man leicht erkeant

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

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

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

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. 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 Kommutwrungsventilgruppen 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 7'₃) zugeordnet, dem das gemeinsame Größtwertsignal (ZZ₆) 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-Haiteglieder erfaßt.