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Verfahren und Vorrichtung zum Unterdrücke eines Gegen-
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systems in den Ausgangsgrößen eines Umriclters mit Drehstromausgängen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Unterdrücken eines
Gegensystems in den Ausgangsgrdßen eines Umrichters mit Drehstromausgängen, dem
zum Erzeugen eines symmetrischen Systems von Ausgangsgrdßen ein System von Führungsgrößen
vorgegeben ist, das in einem raumfesten Bezugssystem durch einen mit einer Sollfrequenz
umlaufenden Führungsgrößenvektor bestimmt ist.
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Wird ein Zwischenkreisumrichter verwendet, so kann durch die Stellgrößen
illr die Umrichterventile Spannung oder Strom an Jedem der drei Umrichterausgänge
gestellt werden, Je nachdem, ob die Umrichterventile eine vorgegebene Zwischenkreisspannung
oder einen vorgegebenen Zwischenkreisstrom den Ausgängen einprägen. Ein als bevorzugtes
Ausführungsbeispiel betrachteter Direktumrichter arbeitet ohne Zwischenstromkreis
und enthält für Jeden Umrichterauagang eine gesteuerte Umrichterbrückenschaltung,
durch deren Ansteuerung aus dem zeitlichen Verlauf der Umrichtereingangsspannungen
derartige Abschnitte herausgeschnitten und auf den Ausgang geschaltet werden, daß
am Ausgang eine durch einen Sollwert vorgegebene Spannung der gewttnschten Amplitude
und Frequenz entsteht.
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Man kann also z.3. für die Ausgangsspannungen des Direktumrichters
direkt die Spannungssollwerte als Führungsgrößen vorgeben, man kann aber auch einen
überlagerten Regelkreis verwenden, wobei dann Stromsollwerte als Führungsgrößen
vorzugeben sind, die durch Regelvergleich
mit den entsprechenden
Meßwerten für die Ausangsströmme das Steilgrößensystem für den Umrichter liefern.
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Sind die Ausgänge mit einer Dreieckschaltung oder einer Sternschaltung
mit freiem Sternpunkt miteinander verbunden, so gilt fUr die Ausgangsgrößen, z.B.
die Ströme i1, i2, i3 an den Ausgängen 1, 2, 3 des Umrichters 10 @ 1 + t2 + i3 r
o und es genügen zwei Werte zur Bestimmung oder Beschreibung eines derartigen Systems.
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Da auch ein ebener Vektor i zwei Bestimmungsgrößen z,B. seinen Betrag
i und einen Winkel # oder seine orthogonalen komponenten iα, iß bezüglich
eines raumfesten Bezugssystems, besitzt, kann durch eine Zuordnungsschaltung, z.B.
sogenannte "3/2 - Koordinatenwandler" bzw, "2/3 - Koordinatenwandler" Jedem System
i1, i2 und i3 « - - i2 ein resultierender Vektor i zugeordnet werden und umgekehrt.
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Läuft der resultierende Vektor mit konstanter Umlaufgeschwindigkeit
und konstanter Länge um, so ist der zeitliche Verlauf aller drei Werte gleich und
jeweils nur um 1200 gegeneinander phasenverschoben ("Symmetrisches System"). Ändern
sich die Werte unter der Bedingung i0 = ° Jedoch beliebig, 80 kann der Vektor i
nicht als eine Überlagerung symmetrischer Systeme, d.h. als Vektorsumme von Vektoren
beschrieben werden, die Jeweils mit den im Frequenzspektrum enthaltenen Frequenzen
mit gleichen Umlaufsinn rotieren. Vielmehr benötigt man hier weitere Vektoren, die
zwar ebenfalls ein symmetrisches, aber mit entgegengesetzten Umlaufsinn rotierendes
System darstellen.
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Gibt man daher dem Umrichter z.B. ein symmetrisches Spannungssollwert-System
vor, das also durch einen Spannungssollvektor U* mit den raumfesten, orthogonalen
Komponenten Uα* = U0*# cos# #*t, U*ß = U0* # sin #*t oder
oder
durch die Sollwerte U1* = U0* cos#* t, U2* = U0* cos (#*t - 2#/3), U*3 = U0* cos
(w*t - 4#/3) angegeben werden kann, so folgen die dabei auftretenden Ausgangsströme
den entsprechend vorgegebenen Ausgangs Spannungen im wesentlichen mit der gleichen
Grundfrequenz #*, Jedoch stellen sich neben den durch den Umrichterbetrieb bedingten
Oberschwingungen noch Amplitudenverzerrungen und Phasenverschiebungen ein, die vom
Jeweiligen lastzustand abhängen.
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Die Meßwerte der Ausgangsgrößen (im Beispiel die Strom-Istwerte) sind
daher unsymmetrisch Sie enthalten neben einem System ("Mitsystem"), das gleichsinnig
mit dem FUhrungsgrößensystem umläuft, noch ein gegensinnig umlaufendes System ("Gegensystem"),
wobei allerdings die Mitsystem-Grundschwingung meist überwiegen dürfte.
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Diese Mitsystem-Grundschwingung (hier durch einen hochgestellten Querstrich
gekennzeichnet) ist entsprechend diesen Erläuterungen durch einen mit der Umlauffrequenz
+#* umlaufenden Mitsystem-Vektor #' bestimmt, während die entsprechende Gegensystem-Grundschwingung
durch einen mit der Umlauffrequenz - #* umlaufenden Gegensystem-Vektor i" bestimmt
ist. Die Vektoren sind dabei durch ihre Längen i', #'', und durch Phasendifferenzen
#', #' gegenüber dem Führungsgrößenvektor bestimmt, so daß sie durch ihre raumfesten,
orthogonalen Komponenten #α = ## cos(#*t + #), #ß = #'' sin (w*t + #'), #α
= #'' cos(-#*t +#''), #ß = #'' sin (-#*t + #''), mit = #' + beschreibbar sind. Entsprechendes
gilt nicht nur für die Grundschwingungs-Meßwerte #1, #2, #3, sondern auch
für
Jede sndere Frequenz.
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Es sind auch sogenannte "Vektordreher" bekannt, die durch Eingabe
eines Winkelsignals # gestatten, die Komponenten eines eingegebenen Vektors aus
einem Bezugssystem in ein anderes Bezugssystem umzurechnen. Anstelle eines Winkelsignals
# können auch die Winkelfunktionen cos#, sin# als Winkelsignalpaar eingegeben werden,
das die ortohonalen Komponenten eines Einheitsvaktors # der Richtung # darstellt.
Derartige Signalpaare zur Übertragung von Vektorkomponenten werden als Doppelleitungen
(Doppelpfeile) für Vektorsignale dargestellt.
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Wird demnach einem Vektordreher der Winkel #* = +*t aufgeschaltet,
so können dadurch die raumfesten Komponenten eines eingegebenen Vektors in die Komponenten
bezüglich eines Koordinatensystems , ß' umgerechnet werden, das gegenüber dem raumfesten
Bezugssystem um den Winkel #* =w*t gedreht ist, also synchron mit dem Führungsgrößensystem
(Sollfrequenz #*) rotiert ("Koordinaten-Mitsystem").
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durch Eingabe von #* = - #*t kann ebenso die Umrechnung in ein Koordinatensystem
α', ß'' erfolgen, das entgegengesetzt mit dem Führungsgrößensystem rotiert
("Koordinaten-Gegensystem").
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Da sich die beiden Koordinatentransformationen nur um das Vorzeichen
von #* bzw. der Winkelfunktionen cos sin q* unterscheiden, kommt man mit dem gleichen
Vektorsignal * aus, wenn man für die Transformation ins Koordinaten-Mitsystem einen
mit VD() bezeichneten Vektordreher verwendet (diese führt z.B. eine raumfeste Mitsystemvektor-Komponente
i'α = i' cos (#*t + #') in die auf das Koordinaten-Mitsystem bezogene Komponente
i' α' = i' cos#' über), aber für die Transformation ins Koordinaten-Gegensystem
einen als VD(+) bezeichneten Vektordreher (dieser führt z.B. die raumfeste Gegensystem-Komponente
i''ß = i'' sin (-#*t +
in die auf das Koordinaten-Gegensystem bezogene
Komponente i''ß'' = i'' sin #'' über.) Durch entsprechende Vorzeichenbewertung (Inversionsglieder)
an den Eingängen des Winkelsignales kann stets aus VD(+) ein VD ) gemacht werden.
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Wird für die Führungsgrößen der Ausgangsströme bzw. Ausgangsspannungen
ein symmetrisches System vorgegeben, so entsteht nur bei vollkommen symmetrischer
Last ein symmetrisches System von Ausgangsströmen und Ausgangsspannungen. Eine unsymmetrische
Last kann durch Verwendung einer Symmetriereinrichtung auf der Lastseite des Umrichters
symmetrisiert werden. Dabei ist der Betrieb der Symmetriereinrichtung verhältnismäßig
einfach, wenn das Spannungs-Istwertsystem am Direktumrichterausgang, d.h. am Eingang
der Symmetriereinrichtung, symmetrisch ist.
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Trotz symmetrischem FUhrungsgrdßensyßtem ist dies wegen Ungenauigkeiten
in den Steuersätzen, verschieden lückendem Strom an den einzelnen Umrichterausgängen
und anderen Fehlerquellen Jedoc im allgemeinen nicht gegeben.
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Daher tritt in der Praxis kein vollkommen symmetrisches System von
Ausgangsspannungen auf, sondern es bildet sich ein Spannungsgegensystem am Umrichterausgang
aus.
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Dieses Spannungsgegensystem seinerseits führt zu einem Gegensystem
und einem zusätzlichen Mitsystem der Lastströme. Um trotzdem ein symmetrisches System
von Lastströmen zu erhalten, kann zwar in die Steuerung der Symmetriereinrichtung
eingegriffen werden, Jedoch ist dies sehr aufwendig. Gelingt es, das Spannungssystem
an den Umrichterausgängen phasenrichtig und amplitudengetreu zu erfassen, so kann
das Spannungsgegensystem bereits am Umrichterausgang durch einen entsprechenden
Eingriff in die Umrichtersteuerung kompensiert werden, ohne daß in die Regelung
der Symmetriereinrichtung eingegriffen werden muß.
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Da selbst be einer Unterdrückung er Stromoberschwingungen noch in
den Grundschwingungen der Ausgangsströme ein Stromgegensystem enthalten ist, das
zur Ausbildung eines entsprechenden Spannungsgegensystems führt, ist die ersthnte
Unterdrückung des Spannungsgegensystems durch Eingriff in die Umrichtersteuerung
auch in diesem Fall noch vorteilhaft.
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Die Erfindung geht nun von der Aufgabe aus, bei einem Meßwertsystem
von Ausgangsgrößen, für die mit einer Sollfrequenz umlaufender Führungsgrößenvektor
bzw. entsprechend veränderliche Führungsgrößen vorgegeben sind, das in den Ausgangsgrößen
enthaltene Gegensystem zu unterdrücken. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch
1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Das Verfahren erfaßt bei einem System von Meßwerten, insbesondere
dem Spannungs-Istwertsystem am Ausgang eines Direktumriohters, das Gegensystem phasenrichtig
und amplitudengetreu und bildet eine Korrekturgröße, die durch AuSschalten auf das
symmetrisch vorgegebene System von Führungsgrößen oder auf das aus den Führungsgrößen
abgeleitete Stellgrößensystem das Gegensystem unterdrückt.
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Die entsprechenden Anwendungen, geeignete Vorrichtungen zur Durchführung
sowie Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet und
werden anhand von einem Ausführungsbeispiel und zwei Figuren näher erläutert.
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Dabei zeigen Fig. 1 einen Drehstrom-Drehstrom-Direktumrichter zur
Speisung einer angeschlossenen Last, und Fig. 2 eine Vorrichtung zum Unterdrücken
des Spannungsgegensystem des als Stellglied für die Ausgangsgröße dienenden Umrichters
Bevorzugte
Anwendung der Erfindung ist eine Regelanordnung für einen Drehstrom-Drehstrom-Direktumrichter
zur Speisung einer unsymmetrischen Last. Bei hohen Leistungen bewirkt eine unsymmetrische
Last eine unerträgliche Rückwirkung auf das speisende Drehstromnetz, weshelb der
Last eine elektronische Symmetriereinrichtung zum Brzeugen eines symmetrischen Systems
von Umrichter-Ausgangsströmen parallelgeschaltet ist. Eine Regeleinrichtung bildet
aus einer Führungsgröße mit vorgegebener Sollfrequenz und aus Meßwerten fUr die
Ströme und/oder Spannungen an den Umrichterausgängen Stellgrößen zum Erzeugen eines
symmetrischen Systems von Umrichter-Ausgangsspannungen. Ferner erfordert ein derartiger
Direktumrichter eine Umschalteinrichtung, die Jeweils die auf einen Umrichterausgang
arbeitenden antiparallelen Gleichrichterbrücken beim Nulldurchgang der Stromgrundschwingung
umschaltet. Hierzu ist der Umschalteinrichtung ein aus Strommeßwerten an den Umrichterausgängen
abgeleitetes Umsteuersignal zugeführt.
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In Fig. 1 ist ein derartiger Drehstrom-Drehstrom-Dlrektumrichter mit
einer derartigen, im wesentlichen bekannten Regelanordnung dargestellt. Von den
drei Drehstromausgängen 1, 2, 3 sind nur zwei Ausgänge 1, 2 des Direktumrichters
5 an eine Last 4 angeschlossen. Dabei ist Jedem Drehstromausgang eine an das Drehstromnetz
N angeschlossene Gleichrichterbrücke 51, 52, 53 zugeordnet, deren anderer Ausgang
zu einem Sternpunkt 57 geführt ist, so daß durch eine entsprechende Zündung der
Gleichrichterventile geeignete zeitliche Abschnitte der verketteten Spannungen des
Netzes herausgeschnitten und an der Ausgangsseite zu einer Halbwelle niedrigerer
Frequenz zusammengesetzt werden können. Da die auf die Jeweiligen Ausgange 1, 2,
3 arbeitenden Gleichrichterbrücken 51, 52, 53 Jeweils nur in einer Richtung Strom
führen können, ist Jeder dieser Gleichrichterbrücken eine weitere Gleichrichterbrücke
5', 52', 53 zur Erzeugung der anderen Halb-
welle antiparallel
geschaltet. Die Ankoppelung der Brückenschaltungen an das Versorgungsnetz N geschieht
über entsprechende Stromrichtertransformatoren 54, 54', ... . 56 Der hier dargestellte
Direkttsrich1;er wird geregelt betrieben, indem einer Regeleinheit 6 Sollwerte für
seine Ausgangsspannung zugeführt werden, z.B. ein durch die beiden Komponenten U*
cos #*t, U* sin #*t beschriebener Spannungssollvektor U*, der mit einem entsprechenden
Istspannungsvektor U verglichen ist, der von einem 3/2-Koordinatenwandler 7 aus
den entsprechenden, mittels zwischen den Ausgängen 1, 2 und 3 angeordneten Meßwandlern
erfaßten Meßspannungen U12, U23, U31 gebildet wird. Ein gleichartiger Koordinatenwandler
8 kann auch für die drei Ausgangsströme i, 12, i3 vorgesehen sein, um z.B. eine
Stromeinprägung anstelle der Spannungseinprägung durchzuführen.
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Da ein Vektor stets zwei Bestimmungsgrößen (z.B. seine kartesischen
oder polaren Koordinaten) besitzt, stellt Jedes vektorielle Signal ein Signalpaar
dar, das über eine Signal-Doppelleitung (in den Figuren durch Doppelpfeile dargestellt)
übertragen wird, Entsprechend ist das für die Regeleinheit 6 vorgesehene Regelvergleichsglied
zur komponentenweisen Subtraktion des Istvektors U vom Sollvektor U* ausgebildet,
sie enthält also zwei Subtraktionsstellen, deren Ausgangssignale den Differenzvektor
darstellen und der ebenfalls aus zwei Einzelreglern aufgebauten Regeleinheit 6 zugeführt
sind. Deren Ausgangssignale stellen einen Steuervektor dar, der über einen einen
2/3-Koordinatenwandler 9 in entsprechende Stellgrößen (Steuerspannungen) und über
(nicht dargestellte) Steuersätze in Zündbefehle für die Jeweiligen Umkehrumrichter
des Direktumrichters umgewandlet werden kann.
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Dadurch wird dem Direktumrichter die Ausgangsspannung eingeprägt.
Ebenso kann aber auch der Ausgangsstrom
eingeprägt werden. Der
entsprechende Sollvektor, im Beispiel also der Solispannungsvektor U*, kann ur Erzeugung
eines symmetrischen Ausgangssystems als ein mit der gewünschten Ausgangsfrequenz
f* umlaufender Vektor konstanten Betrages vorgegeben werden. Im Einzelfall ist es
häufig vorteilhafter, zuerst die Umwandlung des kartesisch vorgegebenen Sollvektors
in drei Sollwerte U*12, U*23, U*31 vorzunehmen und diese Sollwerte dann mit den
entsprechenden Istwerten zu vergleichen und Jeweils einer eigenen, dem auf den entsprechenden
Ausgang arbeitenden Umkehrstromrichter zugeordneten Regeleinrichtung aufzuschalten.
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Eine Kommandostufe 10 sorgt als Umschalteinrichtung dafür, daß die
Steuerspannung bwz. die Zündimpulse für die einzelnen Umkehrumrichter nur auf diejenige
der beiden antiparallelen Brückenschaltungen des entsprechenden Umkehrunrlchters
gegeben werden, deren Stromführungsrichtung der Polarität der Grundschwlngung des
Ausgangsstromes entspricht. Die andere Brückenschaltung bleibt dabei gesperrt. Hier
entsteht das Problem, die Umschaltzeitpunkte aus dem Verlauf des Umrichterstromes
so zu bestimmen, daß sie mit den Nulldurchgängen der Stromgrundschwingung bzw. eines
entsprechenden Umsteuersignals zusammenfallen.
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In Fig. 1 ist dies dadurch schematisch dargestellt, daß der Kommandostufe
10 die mittels eines Filters 10' aus dem Iststromvektor i ermitteln Umsteuersignale
i1, i2, 13 vorgegeben werden, deren Nulldurchgänge mittels Grenzwertmeldern 12 festgestellt
werden, um damit entsprechende Umschalter 11 zu steuern.
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Obwohl das Meßwertsystem durch ein rotierendes symmetrisches System
von Führungsgrößen bestimmt ist, kann, wie bereits erläutert wurde, im Ausgangsgrößensystem
- im Beispiel den Ausgangsspannungen U1, U2, U3 bzw.
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dessen Meßwerten ein störendes Gegensystem auftreten.
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Zu dessen Unterdrückung dient das erfindungsgemäße Verfahren, das
anhand der bevorzugten Vorrichtung nach Fig. 2 erläutert wird.
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Ausgangspunkt iet das Winkelsignal q*, das aus den Führungsgrößen
abgeleitet ist und ein mit der Sollfrequenz * mit dem Führungsgrößensystem, aber
in entgegengesetztem Umlaufsinn umlaufendes orthogonales Koordinatensystem, das
"Koordinaten-Gegensystem", festlegt. Als geeignetes Mittel ist hierzu der Vektoranalysator
30 vorgesehen, dem die raumfesten Komponenten U*α = U* cosot und U*ß = U*
sin #*t des Spannungssollvektors U* zugeführt sind und der daraus neben dem Betrag
U* die Winkelfunktionen cos #*t, sin #*t erzeugt.
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Diese Winkelfunktionen stellen die Komponenten eines mit dem Sollvektor
U* rotierenden Einheitsvektors * dar, gleichzeitig bestimmen sie aber auch einen
gegensinnig rotierenden Einheitsvektor, dessen Kpmponenten durch cos o*t>- sin
#*t gegeben sind. Dieser gegensinnig rotierende Einheitsvektor gibt die eine Koordinatenachse
des Koordinaten-Gegensystems wieder.
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Ferner werden aus wenigstens zwei der Meßwerte für das Ausgangsgrößensystem
die Komponenten des resultierenden Istwert-Vektors gebildet. Das erforderliche Meßglied
erhält hierzu den bereits für die Spannungs regelung nach Fig. 1 benötigten Koordinatenwandler
7, der den zu U1, U2, U3 gehördenen Istwert-Vektor U in orthogonalen raumfesten
Koordinaten liefert.
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Anschließend werden die raumfesten Komponenten Uα, Uß des Istwert-Wektors
U in dessen Komponenten Uα'', Uß'' bezüglich des Koordinaten-Gegensystems
α'', ß'' transformiert. Die kann wahlweise mit einem Vektordreher dem als
Winkelsignal die Werte sin yw, - cos #* zugeführt
sind, oder dem
mit 32 bezeichneten Vektordreher VD (+) geschehen, der am Winkelsignaleingang von
dem Signalpaar cos y*, Bin bzw (d.h. dim Vektor *) beaufschlagt ist.
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Je ein Integrator oder Tiefpaßfilter für Jede transformierte Komponente
liefert nun den zeitlichen Mittelwert der entsprechenden Komponente. Diese Integratoren
oder Filter sind in Fig. 2 durch ein gemeinsames Filtersymbol 33a dargestellt und
ihre Ausgangsgrößen #α'' #ß'' stellen die auf das Koordinaten-Qegensystem
α'', ß'' bezogenen Komponenten des Gegensystemvektors #'' dar, der das im
Meßwertsystem enthaltene Gegensystem beschreibt.
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An einer Regelvergleichstelle 33b wird dieser Gegensystemvektor mit
einem entsprechenden Gegensystem-Sollvektor komponentenweise verglichen wobei für
den Gegensystem-Sollvektor die Komponenten-Sollwerte als dem Vektor Null entsprechende
Gleichspannungen vorgegeben werden.
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Die Regelabweichungen werden nun Jeweils einem Regler zugeführt, wobei
die Regler für die beiden Komponenten wieder durch ein gemeinsames Reglersymbol
33c dargestellt sind.
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Die Filter oder Integratoren 33a, sowie cie Regler 33c mit ihrer Vergleichs
stelle 33b stellen scmlt eine integrierende Reglerstufe dar, die für Jedes Ausgangssignal
Uß'' des Vektordrehers 32 eine der Regelabweichung - Uo''*, #''ß'' - U0''* zwischen
der dazugehörenden Vektorkomponente des Gegensystem-Vektors U" und dem Gegensystem-Sollvektor
U0''*= # entsprechende Größe.
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Diese Größen legen die auf das Koordinaten-Gegensystem bezogenen Komponenten
eines Korrekturvek--ors (au)* fest.
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Die Integratoren oder Filter 33a können dabei in der Beschaltung der
Regler 33c verwirklicht sein, so daß unter Umständen für Jede Komponente ein geeignet
beschalteter integrierender Regler ausreichen kann.
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Ein mit 34 bezeichneter Vektordreher transformiert diese auf das Koordinaten-Gegensystem
bezogenen Komponenten des Korrekturvektors zurück ins raumfeste Bezugssystem.
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Da diese RUcktransformation invers ist zur Transformation mittels
des ersten Vektordrehers 32, kann für beide Vektordreher das gleiche Winkelsignal
verwendet werden, wobei lediglich entsprechend einem Vektordreher VD(+) an Position
32 Jetzt an Position 34 ein Vektordreher VD( verwendet wird oder umgekehrt.
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Die genannte, mit 35 bezeichnete Baugruppe liefert also jetzt in den
gleichen raumfesten Koordinaten, die auch für die Vorgabe des Führungsgrößenvektors
U* dienen, einen Korrekturvektor (##)*, der an einer Additionsstelle 36 komponentenweise
zum Führungsgrößenvektor U* addiert wird. Führt man nun einen Reglervergleich zwischen
diesem korrigierten Führungsgrößenvektor U* + (##)* und dem Istwert-Vektor U durch,
so kann man den erhaltenen Regeldifferenzvektor Uber einen 2/3-Koordinatenwandler
entsprechend dem Koordinatenwandler 9 in Fig. 1 in die Stellgrößen für die Ausgangsspannungen
U1, U2, U3 umwandeln und zur Steuerung oder Regelung des Umrichters verwenden Dieses
System läßt sich auch anwenden, wenn die Sollwerte für die Allsgangsgrößen nicht
unmittelbar als FUhrangsgrößen eingegeben, sondern z.B. aus überlagerten Regelkreisen
abgeleitet werden. z.B. kann einem Stromregler als Führungsgröße ein Stromsollvektor
i* vorgegeben werden, aus dem durch Regeivergleich mit den Ausgangsströmen die Stellgrößen
für die Umrichter-Ausgangsspannungen ermittelt werden. Aus der Sollfrequenz des
Stromes und den
Meßwerten der Ausgangsspannungen kann auch dann
ein Korekturvektor zum Unterdrücken eines Spannungsgegensystems gebildet werden.
in diesem Fall wird an der Additionsstelle 36 als "Sollspannungsvektor U*'' ein
durch den Regelvergleich (1* -i) gebildeter Steuervektor zugeführt und lediglich
im Sinn einer Vorsteuerung der Korrekturvektor (##)* additiv aufgeschaltet.
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Die Subtraktion eines resultierenden Istwert-Vektors von dem Sollwertvektor
oder Führungsgrößenvektor und die nachfolgende Umwandlung in ein System von drei
Stellgrößen für die drei Umrichterausgänge ist gleichbedeutend damit, daß zuerst
der Sollwert- oder Führungsgrößenvektor in drei entsprechende Werte ungewandelt
wird und anschließend die drei Istwerte subtrahiert werden. So kann z.B. der Korrekturvektor
(##)* am Ausgang des zweiten Vektordrehers 34 bereits huber einen 2/3-Koordinatenwandler
in drei Korrekturgrößeren ##1*,... umgewandelt und anschließend zu Spannungssollwerten
U*1, U$, U! addiert werden, wobei 4tese Sollwerte direkt als FUhrungsgrößen eingegeben
und die korrigierten Sollwerte im nachfolgenden Stellglied Spannungsreglern eingegeben
werden können, oder wobei die Sollwerte bereits als Stellgrößen von überlagerten
Stromreglern bereitgestellt und mit den Korrekturgrößen überlagert werden.
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In Jedem Fall werden aus dem Führungsgrößensystem oder dem daraus
abgeleiteten Stellgrößensystem einerseits und den Komponenten des Korrekturvektors
andererseits Steuergrößensystem gebildet, das der vektoriellen Summe des Führungsgrößensystems
und des im raumfesten Bezugssystem rücktransformierten Korrekturvektors entspricht
Da das Meßwertsystem im allgemeinen hauptsächlich ein Mitsystem enthält, das gegenüber
dem Koordinaten-Gegensystem mit doppelter Geschwindigkeit rotiert, sind die vom
Vektordreher 32 gebildeten Signale (Gleichspannungen)
von erheblichen
Oberschwingungen überlagert. Dies bedingt Schwierigkeiten bei der Dimensionierung
der Filter 33a, die sich dadurch vermeiden lassen, daß vor der Bildung der zeitlichen
Mittelwerte, also vor dem Eingang der Filter 33a, von den Komponenten des Istwert-Vektors
die Komponenten eines dem Mitsystem in den Ausgangsgrößen entsprechenden Mitsystemvektors
subtrahiert werden. Dies ist dann vorteilhaft, wenn der Mitsystemvektor ohnehin
an anderer Stelle der gesamten Anordnung abgegriffen werden kann.
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In den anderen Fällen ist es vorteilhaft, den zum Erzeugen des symmetrischen
Ausgangssystems benötigten, dem Führungsgrößensystem entsprechenden Sollvektor an
dieser Stelle vom Istwert-Vektor zu subtrahieren. Dazu ist in Fig. 2 die Additionastelle
37 vorgesehen, die bereits vor der Transformation ins Koordinaten-Gegensystem, also
am Eingang des ersten Vektordrehers 32, die raumfesten Komponenten des Sellvektors
U* von den raumfesten Komponenten des Istwert-Vektors U subtrahiert.
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7 Patentansprüche 2 Figuren
L e e r s e i t e