DE3223786C2 - - Google Patents

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DE3223786C2
DE3223786C2 DE19823223786 DE3223786A DE3223786C2 DE 3223786 C2 DE3223786 C2 DE 3223786C2 DE 19823223786 DE19823223786 DE 19823223786 DE 3223786 A DE3223786 A DE 3223786A DE 3223786 C2 DE3223786 C2 DE 3223786C2
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converter
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frequency
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DE19823223786
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DE3223786A1 (de
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Georg Ing.(Grad.) 1000 Berlin De Beinhold
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
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    • H02M5/45—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 2. Ein in der Frequenz nachgeführter Umrichter mit variabler Zwischenkreisspannung ist durch die Conference Publication No. 93 der "IEE-Conference on Electrical Speed Drives" vom 10. bis 12. Oktober 1972, Fig. 1 und 2 bekannt.
Derartige Umrichter eignen sich besonders zur Speisung von drehzahlgenau zu betreibenden Asynchronmaschinen. Solange wie bei dem bekannten Umrichter die variable Zwischenkreisspannung über einen ungesteuerten Netzgleichrichter durch einen Chopper bereitgestellt wird, arbeitet der Antrieb einwandfrei. Wird dagegen der Chopper eingespart und statt dessen der Netzgleichrichter zur Bereitstellung der variablen Zwischenkreisspannung gesteuert ausgeführt, treten bei einem gewünschten Beschleunigen oder Abbremsen der Asynchronmaschine dynamische Instabilitäten auf. Da nämlich der gesteuerte Netzgleichrichter gegenüber dem Chopper-Betrieb als Stellglied langsam wirkt, ergeben sich bei gewünschten Drehzahlveränderungen der Asynchronmaschine Energiependelungen zwischen dem als Energiespeicher wirkenden Kondensator im Zwischenkreis und der ebenfalls als Energiespeicher wirkenden Asyncronmaschine.
Durch die DE-OS 31 15 561 ist bereits ein Zwischenkreisumrichter bekannt, bei dem die Frequenz des Laststromrichters zur Konstanthaltung des Leistungsfaktors korrigiert wird. Zu diesem Zweck wird die Steuerspannung für den netzseitigen Stromrichter durch einen vorgegebenen Spannungssollwert geteilt, dieses Signal nach der Zeit differenziert und als Korrekturgröße dem Spannungssollwert für die Frequenz des Laststromrichters hinzugefügt. Bei dem Zwischenkreisumrichter handelt es sich jedoch um einen Umrichter mit eingeprägtem Zwischenkreisstrom, der keinen Kondensator im Zwischenkreis aufweist. Insofern können auch keine Energiependelungen zwischen einem Kondensator im Zwischenkreis und der an den Laststromrichter angeschlossenen Asynchronmaschine auftreten.
Durch die DE-OS 28 38 698 ist es an sich bekannt, eine dem über den Zwischenkreisskondensator fließenden Strom proportionale Größe als Korrekturgröße für einen den Zündwinkel des Laststromrichters steuernden Regler zu verwenden. Das Regelverhalten dieses Reglers wird durch das Hinzufügen der differenzierten Regelgröße zusätzlich zur Regelgröße verbessert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Vermeiden von Schwingungen zwischen Last und Kondensator bei einem in der Frequenz nachgeführten Umrichter anzugeben, wenn die variable Zwischenkreisspannung des Umrichters durch einen gesteuerten Netzgleichrichter bereitgestellt wird.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung entweder durch die im Anspruch 1 oder Anspruch 2 gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Auf vorteilhafte Weise kommt es damit gar nicht erst zu einer ungewollten Spannungsänderung im Zwischenkreis, weil durch die zusätzliche Führungsgröße die Frequenz des Laststromrichters derart verändert wird, daß die Schwingung unterdrückt wird.
Weil das Erfassen des Stromes über den Zwischenkreiskondensator einen zusätzlichen Stromwandler erfordert, ist es gemäß dem im Anspruch 2 gekennzeichneten Verfahren einfacher, die ohnehin für die Frequenznachführung zur Verfügung stehende Zwischenkreisspannung zusätzlich einem Differenzierglied einzugeben.
Die Erfindung soll anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden erläutert werden.
Die Zeichnungsfigur zeigt einen Prinzipschaltplan eines Zwischenkreisumrichters, der einen Asynchronmotor 15 speist. Der Zwischenkreisumrichter variabler Zwischenkreisspannung ist aus einem gesteuerten dreiphasigen Netzstromrichter 1, einem Zwischenkreis mit einer Glättungsdrossel 4 und einem (Zwischenkreis-)Kondensator 3 sowie einem Laststromrichter 2 gebildet.
Die gewünschte Drehzahl des Asynchronmotors 15 n soll wird in üblicher Weise als Führungsgröße w Ud an einem Sollwertgeber 7 eingestellt. Der Ist-Wert der Zwischenkreisspannung x Ud wird über ein Spannungserfassungsglied 6 mit dem vorgegebenen Sollwert verglichen. Die Regelabweichung wird über einen Spannungsregler 8 als Führungsgröße w IN für den Strom des Netzstromrichters 1 vorgegeben. Die Regelgröße x iN des Stromes wird über einen Stromwandler 11 erfaßt und mit der Führungsgröße w IN verglichen. Die Regelabweichung wird einem Stromregler 9 eingegeben, der einen Steuersatz 10 für die Zündung der Ventile des Netzstromrichters 1 steuert.
Die über das Spannungserfassungsglied 6 erfaßte Größe x Ud der Zwischenkreisspannung dient in bekannter Weise der Frequenznachführung des Last-Stromrichters 2. Zu diesem Zweck wird die Größe x Ud einem Anpassungsglied 12 zugeführt, dessen Ausgangssignal über einen Spannungs-Frequenzumsetzer 13 einen Steuersatz 14 für die Zündung der Ventile des Last-Stromrichters 2 steuert.
Bei dem bis hierher bekannten Aufbau eines Zwischenkreisumrichters treten Energiependelungen zwischen dem Asynchronmotor 15 und dem Kondensator 3 auf, wenn der Asynchronmotor 15 abgebremst oder beschleunigt wird. Diese dynamische Instabilität ist höchst unerwünscht.
Zur Vermeidung der Schwingungen sieht die Erfindung die Erfassung des über den Kondensator 3 fließenden Stromes vor. Dazu dient ein Stromwandler 5, der eine diesem Strom proportionale Größe x Ic als zusätzliche Führungsgröße für die Frequenz des Last-Stromrichters 2 auf das Anpassungsglied 12 schaltet.
Statt der Verwendung des Stromwandlers 5 kann auch die der Zwischenkreisspannung proportionale Größe x Ud verwendet werden, wie dies gestrichelt angedeutet ist. Diese Größe wird dann einem Differenzierglied 16 zugeführt, das unter Berücksichtigung eines Korrekturfaktors K eine Differentation der Spannung nach der Zeit vornimmt. Die Ausgangsgröße des Differenziergliedes 16 wird dann in gleicher Weise dem Anpassungsregler 12 als zusätzliche Führungsgröße für die Frequenz des Last-Stromrichters 2 aufgeschaltet.

Claims (2)

1. Verfahren zum Vermeiden von Schwingungen zwischen der Last und dem einen Kondensator aufweisenden Zwischenkreis variabler Spannung eines Zwischenkreisumrichters, dessen Laststromrichter in seiner Frequenz in Abhängigkeit von der Zwischenkreisspannung geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliche Führungsgröße für die Frequenz des Laststromrichters eine dem über den Kondensator fließenden Strom verwendet wird.
2. Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliche Führungsgröße für die Frequenz des Laststromrichters die differenzierte Zwischenkreisspannung verwendet wird.
DE19823223786 1982-06-24 1982-06-24 Verfahren zum vermeiden von schwingungen zwischen last und zwischenkreis bei in der frequenz nachgefuehrten umrichtern mit variabler zwischenkreisspannung Granted DE3223786A1 (de)

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