DE3002411A1 - Wechselrichter mit steuerbarer ausgangsspannung - Google Patents
Wechselrichter mit steuerbarer ausgangsspannungInfo
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Description
ASEA AB, Västeras/Schweden
Wechselrichter mit steuerbarer Ausgangsspannung
Die Erfindung betrifft einen Wechselrichter mit steuerbarer Ausgangsspannung
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1„
Ein Wechselrichter dieser Art enthält Schaltglieder, beispielsweise
mit Kommutierungskreisen versehene Thyristoren^ die abwechselnd jeden Phasenleiter der Ausgangsseite des Wechselrichters
an den einen und an den anderen der beiden Pole der Gleichspannungsquelle anschließen. Die Kommutierung, d.h. die Umschaltung
eines Phasenleiters von dem einen Gleichspannungspol auf den anderen, wird normalerweise einmal pro Halbperiode der Ausgangswechselspannung
vorgenommen«
Beispielsweise aus der Druckschrift IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. IA-9, 1973, Seiten 310 bis 317, ist es bereits
bekannt, bei einem solchen Wechselrichter ein festes Steuermuster mit zusätzlichen Kommutierungen innerhalb jeder
Halbperiode der Ausgangsspannung anzuwenden, um den Oberwellengehalt der Ausgangsspannung zu reduzieren. Gewisse Oberwellen
können dabei auf Null reduziert werden. Bei dem beschriebenen Wechselrichter ist es allerdings nicht möglich, die Amplitude
der Grundwelle der Ausgangsspannung zu steuern.
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Beispielsweise aus der Druckse? ift IEEE Transactions on Industry
Applications, Vol. IA-10, 1974, Seiten 666 bis 673, ist
ein Wechselrichter bekannt, bei dem das ebengenannte Steuerverfahren modifiziert ist. Bei diesem Wechselrichter werden die
Zeitpunkte für die zusätzlichen Kommutierungen auf solche Weise variiert, daß die Grundwelle der Ausgangsspannung des Wechselrichters
gesteuert werden kann und gewisse Oberwellen der Ausgangs spannung gleichzeitig unterdrückt werden. Dieser bekannte
Wechselrichter hat jedoch erhebliche Nachteile. Er erfordert komplizierte und nichtlineare Steuerfunktionen, die schwer zu
verwirklichen sind. Ferner neigen die Oberwellen, die nicht eliminiert werden, dazu, hohe Amplituden anzunehmen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wechselrichter der eingangs genannten Art zu entwickeln, der eine konstante
Gleichspannung in eine Wechselspannung mit steuerbarer Amplitude umwandeln kann und bei dem die in der Wechselspannung auftretenden
Oberwellen bei einer bestimmten vorgegebenen Kommutierungsfrequenz
eine möglichst kleine Amplitude und eine möglichst hohe Frequenz haben.
Anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels
der Erfindung soll diese näher erläutert werden. Es zeigen
Fig. 1 schematisch das Mischlings- oder Modulationsprinzip,
das den Kern der Erfindung bildet, Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines Wechselrichters gemäß
der Erfindung,
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Fig. 3 eine Phase der Wechselrichterbrücke in Figo 29
Fig. 4 die zur Steuerung der Phase nach Figo 3 verwendeten
Steuersignale,
Fig. 5 und 6 im Detail ein Ausführungsbeispiel für den Aufbau
des Sollwertsignalgenerators und der Mischstufe in dem Wechselrichter gemäß Fig. 2,
Fig. 7 zeigt die wichtigsten im Wechselrichter auftretenden Signale und Spannungen als Funktion der Zeit,
Figur 1 zeigt oben ein Beispiel für ein festes Steuennuster Uq,
das einer Periode einer der drei Hauptspannungen (verketteten Spannungen) des Wechselrichters entspricht. In an sich bekannter
Weise werden innerhalb jeder Halbperiode, nämlich bei t,. und t~
sowie bei tj- und tg, zusätzliche Kommutierungen vorgenommen. Die
Figur zeigt zwei zusätzliche Kommutierungen innerhalb jec ?r
Halbperiode, doch kann die Anzahl der zusätzlichen Kommutierungen auch größer sein. Je mehr zusätzliche Kommutierungen durchgeführt
werden, um in so stärkerem Maße können der Oberwellengehalt der Ausgangswechselspannung reduziert und einzelne Oberwellen
vollständig unterdrückt v/erden. Die Zeitpunkte für die zusätzlichen Kommutierungen und deren Anzahl werden so gewählt,
daß die gewünschte Oberwellenreduktion eintritt. Beispielsweise können die niedrigsten Oberwellen unterdrückt werden, was zweckmäßig
ist, da sie die höchsten Amplituden und die niedrigsten Frequenzen haben und daher die größten Anforderungen an das
Filtern der Ausgangswechselspannung stellen<, Alternativ kann das
feste Steuermuster so gewählt werden, daß die zusätzlichen Koramuttierungen
eine Optimierung irgendeines anderen Kriteriums,
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z.B. ein Minimieren des totalen Oberwellengehaltes des Stroms oder der Spannung des Wechselrichters ergeben. In der Ausgangsrpannung
eines Dreiphasen-Wechselrichters fehlen normalerweise die Oberwellen mit geraden und durch drei teilbaren Ordnungszahlen. Normalerweise braucht daher nur auf die 5., 7., 11.»
13., 17. usw. Oberwelle Rücksicht genommen zu werden.
Mit diesem festen Steuermuster kann man also eine gute Kurvenform (Sinusforra) der Ausgangsspannung erhalten, doch kann die
Amplitude der Ausgangsspannung nicht gesteuert werden. Gemäß
der Erfindung ist es nun möglich, die Amplitude der Ausgangsspannung dadurch steuerbar zu machen, daß das feste Steuermuster
Uq, das man als Sollwertsignal betrachten kann, mit einem hochfrequenten
Modulationssignal (M in Figur 1) mit steuerbarem Pulsbreitenverhältnis moduliert oder gemischt wird. Die Modulation
bringt es mit sich, daß die Ausgangsspannung des Wechselrichters (U in Figur 1) jederzeit ein Produkt des Sollwertsignals
und des Modulationssignals ist. Wenn das Modulationssignal
"1" ist, entspricht die Ausgangsspannung des Wechselrichters
dem Sollwertsignal, und wenn das Modulationssignal "0" ist, dann
ist die Ausgangsspannung 0.
Durch dieses Verfahren werden die Vorteile eines die Oberwellen reduzierenden, festen Steuermusters mit einer kontinuierlich
steuerbaren Ausgangsspannung, deren Grundwellenamplitude durch
Variation des Pulsbreitenverhältnisses des Modulationssignals stufenlos variiert werden kann, kombiniert.
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Das Pulsbreitenverhältnis t* ist der Quotient m zwischen Impulsdauer
und Periodendauer. Dadurch, daß of zwischen 0 und 1 variiert
wird, kann also die Ausgangsspannung kontinuierlich zwischen
Null und einem Höchstwert gesteuert werden. Wenn die Grundr wellenamplitude durch dieses Steuerverfahren von ihrem Höchstwert
reduziert wird, dann werden auch die Amplituden der nicht eliminierten Oberwellen entsprechend reduziert, was gegenüber
den bereits bekannten Steueranordnungen ein erheblicher Vorteil
ist.
Durch das Mischungs- oder Modulationsverfahren werden weitere Oberwellen in der Ausgangsspannung hervorgerufen. Wenn die Modulationsfrequenz
co ist, dann werden diese Oberwellen aus Oberwellenspektren mit den Mittelfrequenzen cj , 2oj„, 3cj. usv/.
bestehen. Wenn oj bedeutend größer als die Frequenz der Ausgangsspannung
des Wechselrichters ist, dann werden diese durch die Modulation hervorgerufenen Oberwellen eine hohe Frequenz
haben und können daher leicht mit einem kleinen Filteraufwand herausgefiltert werden.
Bei einem dreiphasigen Wechselrichter mit der Ausgangsfrequenz 50 Hz kann«j„ beispielsweise im Intervall von 500 - 1000 Hz
liegen. Bei einem Wechselrichter mit steuerbarer Ausgangsfrequenz kann cj variabel oder konstant sein. Zweckmäßigerweise
kann cj bei einer höheren Ausgangsfrequenz auf die Ausgangsfrequenz
synchronisiert werden, so daß sie ein bestimmtes Vielfaches der Ausgangsfrequenz beträgt, während CJ _ bei niedriger
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Ausgangsfrequenz, beispielsweise unter einem oder einigen Hz,
synchron oder asynchron sein kann.
Bei einem Wechselrichter mit steuerbarer Ausgangsfrequenz ist
die Frequenz der Oberwellen der Frequenz der Grundwelle proportional. Wenn die letztere niedrig ist, dann haben auch die Oberwellen
niedrige Frequenzen. Es wird dann schwieriger, diese auszufiltern,
und sie beeinflussen, beispielsweise bei Motorantrieb, das gespeiste mechanische System ungünstig. Daher können die
vorstehend beschriebenen zusätzlichen Kommutierungen eventuell nur bei niedrigen Frequenzen, beispielsweise bei Frequenzen, die
unter 20 % der Höchstfrequenz liegen, verwendet werden, während bei höheren Frequenzen auf die zusätzlichen Kommutierur^en verzichtet
wird, wodurch die Ausgangsspannung eine reine Rechteckwelle
wird. Hierdurch vermeidet man bei einer höheren Arbeitsfrequenz die durch die zusätzlichen Kommutierungen verursachten
unvermeidbaren Kommutierungsverluste.
Ein Wechselrichter nach der Erfindung liefert also eine auf einfache
Weise kontinuierlich steuerbare Ausgangsspannung mit einem niedrigen Oberwellengehalt in dem ganzen Steuerbereich. Der
Wechselrichter ist vor allem dazu vorgesehen, von einer Gleichspannung squelle mit konstanter Spannung gespeist zu werden, was
für die Spannungsversorgung der zu dem Wechselrichter gehörenden Kommutierungskreise von Vorteil ist.
Figur 2 zeigt einen Wechselrichter nach der Erfindung. Die Wach-
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selrichterbrücke VXR selbst ist eine konventionelle Dreiphasenbrücke
mit sechs Thyristoren T1R, T2R„ T1S, T2S, T1T, T2T und
sechs Dioden D1R, D2R, D1S, D2S, D1T, D2T. Bei den Thyristoren
kann es sich z.B. um konventionelle mit Löschkreisen versehene Thyristoren handeln. Die Brücke hat drei Phasengruppen, von
denen jede zwei zwischen den Gleichspannungsanschlußklemmen P und N der Brücke in Reihe geschaltete Thyristoren^ z.B. T1R und
T2R, enthält, an deren Verbindungspunkt einer der Phasenleiter (R) für die Ausgangsspannung des Wechselrichters angeschlossen
ist.
Jede Phasengruppe hat ein Steuerimpulsglied, SDR5 SDS und SDT5
das die beiden Hauptthyristoren der Phasengruppe und deren Koramutierungskreise
in Abhängigkeit von dem Steuerimpulsglied zugeführten Steuersignalen 0R, 0S und 0„, derart steuert, daß die
Thyristoren der Phasengruppe abwechselnd leitend sind. Der Aufbau und die Funktion einer Phasengruppe und ihrer Steuerimpulsglieder
werden anhand von Figur 3 und Figur 4 näher beschrieben.
Die Wechselrichterbrücke hat Anschlußklemmen P und N zum Anschluß an eine Gleichspannungsquelle (B) konstanter Gleichspannung
U,. Zwischen den drei Phasenleitern R, S, T der Brücke erhält man die drei Hauptspannungen URS» UST und Umn.
Der Wechselrichter enthält einen Sollwertsignalgenerator RG, der das dreiphasige Sollwertsignalsystem 0R, 0„ und 0 erzeugt. Diese
Sollwertsignale ergeben das im Zusammenhang mit Figur 2 beschriebene feste Steuermuster. Dem Sollwertsignalgenerator wird ein
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konstantes oder variierbares Steuersignal f zugeführt, das die
Frequenz des Sollwertsignalsystems und damit auch die Frequenz der Ausgangsspannung des Wechselrichters steuert.
Die Sollwertsignale 0R, 0S und 0T werden einer Mischstufe BL zugeführt,
in der da^ Sollwertsignalsystem auf die anhand von Fig.
1 beschriebene Weise moduliert wird. Ein Steuersignal A wird der Mischstufe zugeführt und steuert das Pulsbreitenverhältnis
des Modulationssignals und damit die Amplitude der Ausgangsspannung des Wechselrichters. Die Mischstufe liefert die Steuersignale
0D, 0o und 0m für die Steuerimpulsglieder der Wechselr
ichterbrücke.
Figur 3 zeigt eine der Phasengruppen der Wechselrichterbrücke, und zwar die an den Phasenleiter R angeschlossene. Der Phasenleiter
ist an den Verbindungspunkt zwischen den beiden Hauptthyristoren T1R und T2R angeschlossen. Zu den Thyristoren sind
Rückspeisedioden D1R und D2R antiparallelgeschaltet. Zwischen
den beiden Gleichspannungspolen P und N sind zwei Kommutierungsthyristoren S1R und S2R angeschlossen, und zwischen deren Verbindungspunkt
und dem Verbindungspunkt der Hauptthyristoren liegen eine Kommutierungsinduktivität LR und ein Kommutierungskondensator
CR. Das Steuerimpulsglied SDR liefert Steuersignale an die Haupt- und Kommutierungsthyristoren in Abhängigkeit von dem
dem Steuerimpulsglied zugeführten Steuersignal 0P
Der Aufbau der Phasengruppe und ihres Steuerimpulsgliedes ist an sich bereits bekannt und kann auch auf andere Art als in Figur
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gezeigt ausgeführt sein. Beispielsweise können die Ventile mit löschbaren Thyristoren oder Transistoren ausgerüstet sein.
Figur 4 zeigt die Arbeitsweise der Phasengruppe. Ganz oben wird ein beliebiges Steuersignal 0R gezeigt, das zwischen den Zeitpunkten
t-j und t^ sowie von tj- ab "1" und im übrigen "0" ist. Im
Zeitpunkt t = t^ wird das Steuersignal ST2 zum Thyristor T2R,
der bis jetzt leitend war, unterbrochen. Ein kurzer Löschimpuls SS2 wird an den Löschthyristor S2R gegeben, wodurch der Thyristor
T2R gelöscht wird. Ein kurzes Intervall später, im Zeitpunkt t
= tp, wird das Steuersignal ST1 zur Zündung des Thyristors T1R
und gleichzeitig ein kurzer Steuerimpuls an den Löschthyristor S2R zur sicheren Ladung des Löschkondensators CR gegeben. Bei
t = t, wird 0ft= 0. Ein Steuerimpuls wird dann an den Löschthyristor
S1R gegeben, wodurch der Thyristor T1R gelöscht wird. Ein kurzes Intervall später, im Zeitpunkt t = t<, wird der Thyristor
T2R gezündet und ein kurzer Steuerimpuls wird an den Löschthyristor S1R gegeben. Im Zeitpunkt t = t,- wird 0R erneut "1", worauf
der Thyristor T2R gelöscht wird und im Zeitpunkt t = tg der
Thyristor T1R gezündet wird.
Die Folge ist, daß das Potential des Phasenleiters R, wenn die
Potentiale der Klemmen P und N mit "1" und "0" bezeichnet werden, dem Steuersignal 0R folgen wird.
Der Sollwertsignalgenerator RG ist in Figur 5 gezeigt. Die analoge
Steuerspannung f zur Steuerung der Frequenz des Wechselrichters wird einem spannungsgesteuerten Oszillator VCO züge-•
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führt, der eine hochfrequenzte Impulsfolge mit der Frequenz f'
an einen Ringzähler RC liefert. Der Ringzähler verteilt die ankommenden
Impulse in zyklischer Reihenfolge auf seine drei Ausgänge, so daß die Ausgangssignale, die Impulsfolgen ψ R, ys und
fm, um die Zeit γγ- im Verhältnis zueinander phasenverschoben
sind und jedes die Frequenz -^- hat. Die drei Impulsfolgen vom
Ringzähler werden drei Zählern RR, RS und RT zugeführt, von denen jeder die Zählkapazität 3N hat. Die Zähler arbeiten fortlaufend
mit einer gegenseitigen Verschiebung von N Einheiten, was beispielsweise dadurch erreicht werden kann, daß beim Start des
Wechselrichters der Zähler RR den Betrag 3N, der Zähler RS den Betrag 2N und der Zähler RT den Betrag N vorgespeichert hat.
Sowie der Inhalt eines Zählers die Kapazität (3N) des Zählers erreicht hat, wird der Zähler auf Null gestellt und beginnt erneut,
von Null hochzuzählen. Die augenblicklichen Inhalte AR, AS
und AT der Zähler werden kontinuierlich je einem von drei readonly-Speichern
MR, MS und MT zugeführt und stellen Adressen für die Speicher dar. Jeder Speicher hat 3N Zellen, und der Inhalt
jeder Zelle ist entweder "0" oder "1". Während der Zähler 3N Einheiten vorwärtszählt, werden sukzessiv alle Zellen im
Speicher abgelesen, und das Ausgangssignal des Speichers variiert in Übereinstimmung mit dem einprogrammierten Inhalt in den
einzelnen Zellen des Speichers. Die drei Speicher und ihr einprogrammierter
Inhalt sind so gewählt, daß das Ausgangssignal (0R, 0„ oder 0R) ein gewisses gewünschtes Steuermuster bildet.
Diese Steuermuster sind so gewählt, daß die Hauptspannungen des Wechselrichters, wenn keine Modulation stattfinden würde, das
gewünschte oberwollenreduzierende Aussehen annehmen würden. Ejn,
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Beispiel für Steuerfunktionen ist oben in Figur 7 gezeigt. Die drei Steuerfunktionen 0R, 0„ und 0™ sind identisch, sind jedoch
aufgrund der Phasenverschiebung der Zähler um 120 zueinander phasenverschoben. Diese drei Steuerfunktionen bilden zusammen
das dreiphasige Sollwertsignal, das später moduliert wird.
f^
Die drei Steuerfunktionen 0οσ, 0σα1 und 0^n in Figur 7 zeigen,
Ko Oi IK
welches Aussehen die drei Hauptspannungen des Wechselrichters ohne die Modulation (bzw. mit dem Pulsbreitenverhältnis « = 1
bei vorhandenem Modulationssignal) annehmen würden. Für die Kurven gilt
0 = 0 - 0
flw Π. Ο
0— (f) - (Ti
0TR = ?T - 0R
0TR = ?T - 0R
Die gezeigten Steuerfunktionen sind nur Beispiele, und es kann
ihnen einfach irgendein beliebiges Aussehen je nach gewünschtem Grad und Typ der Oberwellenreduktion gegeben werden.
Die Frequenz der Ausgangsspannung des Wechselrichters wird mit
dem Sollwertsignalgenerator nach Figur 5
f I
9N
wobei 3N die Kapazität des Zählers ist.
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Figur 6 zeigt die Mischstufe zur Modulation des dreiphasigen Sollwertsignals 0D, 0σ, 0Φ mit einem Modulationssignal M. Ein
ft ο Χ
Impulsgenerator PG erzeugt eine Impulsfolge mit der Frequenz
ω , die, wie vorstehend erwähnt, bei einem Dreiphasen-Wechselrichter
für max. 50-Hz z.B. 50 - 1000 Hz betragen kann. Die Impulsfolge wird einem Pulsbreitenmodulator PWM zugeführt. Dieser
gibt das Modulationssignal M ab, das aus einer Impulsfolge mit der Frequenz CJ und dem Pulsbreitenverhältnis Λ" besteht,
wobei das letztere mit Hilfe des Amplitudensteuersignals A variiert werden kann.
Die drei Sollwertsignale ßR» 0S und jZL werden einem "latchiigister"
zugeführt, das aus den Kippstufen MVR, MVS und MVT besteht. Das Modulationssignal M wird den Hilfseingängen der
Kippstufen mit folgender Wirkung zugeführt: Wenn M "0" wird, so behält das Ausgangssignal jeder Kippstufe seinen letzten Wert
so lange bei, wie M "0" bleibt, unabhängig von Veränderungen
des Eingangssignals. Wenn M "1" ist, folgt das Ausgangssignal jeder Kippstufe dem Eingangssignal der Kippstufe, d.h. QR =
0R, Qs = 0S und QT = 0T. Die Ausgangssignale werden drei Exklusiv-ODER-Gliedern
EG4, EG5 und EG6 zugeführt, deren Ausgangssignale 0o, 0g und 0T die Steuersignale sind, die den drei Steuerimpulsgliedern
SDR, SDS und SDT der Wechselrichterbrücke zugeführt werden.
Das Ausgangssignal von den Kippstufen des latchregisters wird zwei UND-Gliedern AG1 und AG2 zugeführt. Das Glied AG1 gibt
eine logische Eins ab, wenn die Ausgangssignale aller drei Klpp-
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stufen "1" sind, und das Glied AG2 gibt eine logische Eins ab, wenn die Ausgangssignale aller drei Kippstufen "0" sind. Die
Ausgangssignale der UND-Glieder werden, wie auch das Modulationssignal
M, einem ODER-Glied 0G4 zugeführt.
Die AusgangsSignale der Kippstufen werden paarweise drei Exklusiv-ODER-Gliedern
EG1, EG2 und EG3 zugeführt. Die Ausgangssignale von diesen Gliedern werden zusammen mit dem Ausgangssignal
vom ODER-Glied 0G4 drei NOR-Gliedern 0G1, 0G2 und 0G3 zugeführt, deren Ausgangssignale den Gliedern EG4, EG5 und EG6
zugeführt werden.
Wenn M = 1, wird das Ausgangssignal von OG''- "1", und die Ausgangssignale
von 0G1, 0G2 und 0G3 werden "0". Dann gilt
= QR = 0R
= QS = h
= QS = h
d.h. die drei Steuersignale 0Rf 0S, 0T werden den Sollwertsignalen
0U, 0σ und 0m folgen.
Ko 1
Wenn M "O" wird, werden die drei Signale QRS Qg und QTP wie vorstehend
erwähnt, auf den gerade vorhandenen Werten festgehalten, Wenn diese drei Signale nicht alle gleich sind, dann haben zwei
der Signale denselben Wert und das dritte Signal den entgegengesetzten
Wert, v/a3 bedeutet, daß zwei der Phasenanzapfun^n de
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Wechselrichterbrücke an den einen Gleichspannungspol angeschlossen
sind und die dritte Phasenanzapfung an den anderen Gleichspannungspol angeschlossen ist. Wenn beispielsweise QR =
QT ist, dann wird das Ausgangs signal von EG1 "0" und von 0G1 "1".
Das bedeutet, daß GU im Glied EG5 invertiert wird, so daß 0Q =
Qg wird. Das wiederum bedeutet, daß die Phase S in der Wechselrichterbrücke
kommutiert wird, wodurch alle Phasenleiter R, S, T der Wechselrichterbrücke an denselben Gleichspannungspol angeschlossen
werden, was bedeutet, daß alle Hauptspannungen der Brücke Null werden, sobald M Null wird, und Null bleiben, solange
M Null bleibt.
Wenn alle drei Signale QR, Qg und GL, gleich sind, wenn M Null
wird, dann wird das Ausgangssignal entweder des UND-Gliedes AG1 oder des UND-Gliedes AG2 "1" und damit wird auch das Ausgangssignal
des Gliedes 0G4 "1". Hierdurch wird eine Invertierung der Ausgangssignale 0R, 0S, 0m verhindert. Eine Kommutierung
wird daher nicht vorgenommen. Dies ist auch nicht erforderlich, da alle Hauptspannungen der Wechselrichterbrücke bereits Null
sind, wenn M Null wird.
Als Ergebnis des beschriebenen Funktionβablaufes des Mischgliedes
BL ergibt sich, daß, wenn M "1" ist, die Steuersignale 0Rf
0S und 0T und damit die Ausgangsspannungen der Wechselrichterbrücke
den Sollwertsignalen 0™, 0S, ψ™ vom Sollwertsignalgenerator
RG folgen. Wenn M "0" ist, sind alle drei Phasenleiter der Wechselrichterbrücke an denselben Gleichspannungspol angeschlossen,
und die Hauptspaniiifn^ß- £les Wechselrichters sind Null.
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Figur 7 zeigt ein beliebig gewähltes Modulationssignal M mit dem Pulsbreitenverhältis ar = ψ. Der Deutlichkeit halber ist
das Modulationssignal mit niedriger Impulsfrequenz dargestellt.
Die Steuersignale 0R, 0S und 0™, die dem Modulationssigna] und
dem Sollwertsignalsystem 0„, 0S, 0™ entsprechen, sowie die Ausgangsspannungen
(Hauptspannungen) URS» Ugm und Umn des Wechselrichters
sind ebenfalls in Figur 7 gezeigt.
Bei der vorstehend beschriebenen, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt, wenn M "0" wird, niemals eine Kommutierung
von mehr als einer einzigen Phase der Wechselrichterbrücke. Dies ergibt ein Minimum an Kommutierungen, und die Kommutierungsverluste
des Wechselrichters werden gering. Dieser Vorteil kann auch so formuliert werden, daß mit e ;.ner gewissen im Hinblick
auf die Kommutierungsverluste maximal tolerierbaren Komrnutierungsfrequenz
erreicht wird, daß der Wechselrichter mit einer so hohen Frequenz des Modulationssignals wie möglich arbeiten
kann, wodurch das von der Modulation verursachte Oberwellenspektrum hochfrequenter und folglich leichter herausfilterbar
ist.
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Leerseite
Claims (5)
- Patentansprüche:NACH GEREICHTρ Α. Wechselrichter mit steuerbarer Ausgangs spannung, der eine Li/nl ρ dreiphasige Wechselrichterbrücke zum Anschluß an eine Gleichspannungsquelle und ein Steuerimpulsglied zur Steuerung der Brücken-Ventile enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselrichter Mischglieder (EL) enthält, denen ein drei-^ ^sJ ~*tphasiges, binäres Sollwertsignal (0RS, 0S? 0T) zur Steuerung der Kurvenform der Ausgangs spannung (URqS USrn} UTR) des Wechselrichters zugeführt wird,, und die das Sollwertsignal mit einer binären Impulsfolge (M) mischens die ein steuerbares Pulsbreitenverhältnis (ßi) und eine Frequenz (gj ) hat, die höher als die Frequenz der Ausgangsspannung des Wechselrichters ist, und daß das resultierende Signal dem Steuerimpulsglied der· Wechselrichterbrücke derart zugeführt wird, daß die Ausgang-*spannung des Wechselrichters dem Produkt des SoIlwertsignals und der binären Impulsfolge entspricht.
- 2. Wechselrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Glieder (BL) derart beschaffen sinds daßs wenn die binäre Impulsfolge (M) einen ersten ("1") ihrer beiden möglichen Werte annimmt, das Sollwertsignal an das Steuerimpulsglied der Wechselrichterbrücke zur Steuerung der Ausgangsspannung des Wechselrichters in Abhängigkeit des Sollwertsignals weitergegeben wird und daß 9 wenn die binäre Impulsfolge (M) ihren zweiten Wert ("0") annimmt, die Ventile030033/059 4 /2BAD ORIGINAL16.1.1980 20 776 Pder Wechselrichterbrücke derart gesteuert werden, daß sämtliche Wechselspannungsausgänge der Brücke an denselben Pol der Gleichspannungsquelle angeschlossen werden.
- 3. Wechselrichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Glieder (BL) derart beschaffen sind, daß, wenn die binäre Impulsfolge (M) von dem genannten ersten auf den genannten zweiten Wert übergeht und dabei eine einzige der Wechselspannungsanzapfungen der Brücke an irgendeinen der Pole der Gleichspannungsquelle angeschlossen ist, die Phase kommutiert wird, zu welcher die Wechselspannungsanzapfung gehört.
- 4. Wechselrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Impulsgenerator (PG, PWM) vorhanden ist, dem ein Amplitudenleitwert (A) zugeführt wird und der eine Impulsfolge erzeugt mit einem Pulsbreitenverhältnis, das dem Amplitudenleitwert entspricht, und daß die vom Impulsgenerator erzeugte Impulsfolge die binäre Impulsfolge (M) ist, die den Mischgliedern zugeführt wird.
- 5. Wechselrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sollwertsignal ein festes Steuermuster für die Wechselrichterbrücke ist und einer oberwellenreduzierenden Kurvenform der Ausgangsspannung des Wechselrichters entspricht.030033/059 4
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3002411A1 true DE3002411A1 (de) | 1980-08-14 |
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Family Applications (1)
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Country Status (5)
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