DE3933522C2 - Verfahren zum Betrieb zweier parallelgeschalteter, gemeinsam eine Maschine speisender Umrichter mit einem Direktumrichterbetrieb bei niedrigen Maschinenfrequenzen und mit einem I-Umrichterbetrieb bei höheren Maschinenfrequenzen - Google Patents
Verfahren zum Betrieb zweier parallelgeschalteter, gemeinsam eine Maschine speisender Umrichter mit einem Direktumrichterbetrieb bei niedrigen Maschinenfrequenzen und mit einem I-Umrichterbetrieb bei höheren MaschinenfrequenzenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Ein derartiges Verfahren ist durch den Aufsatz von
M. Depenbrock "Fremdgeführte Zwischenkreisumrichter zur Speisung
von Stromrichtermotoren mit sinusförmigen Anlaufströmen" in ETZ-A
Bd. 87 (1966) Heft 26, Seiten 945 bis 951, bekannt.
Zur Speisung großer Synchronmaschinen in drehzahlveränderlichen An
trieben haben sich sowohl der Direktumrichter als auch der Zwischen
kreisumrichter bewährt.
Der Direktumrichter (im folgenden auch D-Umrichter genannt) prägt
bei Ständerfrequenzen der Maschine von 0 ... 1/3 der Netzfrequenz
der Maschine in guter Näherung sinusförmige Ströme ein und der An
trieb erzeugt geringe Rüttelmomente. Er ist aber bei höheren Fre
quenzen nicht arbeitsfähig. Der Umrichter mit Stromzwischenkreis -
im folgenden auch I-Umrichter genannt - prägt der Maschine im gesam
ten Ständerfrequenzbereich (mit speziellen Anlauffahrverfahren bei
kleinen Frequenzen) blockförmige Ströme ein. Die erzeugten Rüttel
momente stören besonders im unteren Frequenzbereich.
Eine Schaltung der Stromrichtermaschine mit zwei Stromzwischenkreisen,
die sowohl den Betrieb als D-Umrichter als auch den Betrieb als I-Um
richter erlaubt, wurde in dem oben genannten Aufsatz von Depenbrock
"Fremdgeführte Zwischenkreisumrichter mit sinusförmigen Anlaufströmen"
in Bild 4 angegeben. Mit dieser Schaltung ist es möglich, die Vorteile
beider Umrichter miteinander zu vereinigen. Für diese Schaltung sind
zwei D-Umrichter-Betriebsarten angegeben, bei denen die mittlere Strom
führungszeit der maschinenseitigen Ventile höchstens gleich einem
Drittel der Periodendauer ist.
Bei der ersten Betriebsart sind Gleichstromimpulse als Zwischenkreis
ströme vorgesehen (a. a. O., Seite 947 unten, Fall C). Dies ist ungün
stig, da die dort in Bild 8a gezeigte Stromkurvenform aus zu Drei
ecken zusammengesetzten, nach einem Sinus verlaufenden Abschnitten
aufgrund der glättenden Wirkung der Zwischenkreisdrossel nur schwer
fehlerfrei zu erzeugen ist.
Bei der zweiten Betriebsart (a. a. O., Seite 948 unten, Fall D) werden
aus Sinus Halbschwingungen gebildete Zwischenkreisströme angegeben.
Hierfür werden Durchlaßwinkel der Ventile von 240° benötigt. Es sind
vier voneinander unabhängige Zwischenkreise notwendig, d. h. die in
Bild 7 gezeigte Schaltung muß netzseitig auf vier unabhängige Gleich
stromquellen erweitert werden. Dies bedeutet eine erhebliche Erwei
terung der Beschaltung.
Bekannt ist es auch durch die DE 27 38 381 A1, die Zwischenkreis
ströme zweier parallelgeschalteter Umrichter als pulsierende Ströme
in dreieckförmiger Kurvenform mit sinusförmigen Teilstücken fließen
zu lassen, wobei eine Kopplung der beiden Zwischenkreisdrosseln vor
gesehen ist. Diese Kopplung soll nur eine Wirkung auf die Summe der
beiden gleichgerichteten Ströme haben.
Die oben angeführten Nachteile der eingangs genannten
Schaltung werden durch eine in der DE 36 27 713 A1
angegebene Schaltungsanordnung vermieden. Diese bezieht
sich auf einen einen dreiphasigen gleichstromerregten
Synchronmotor im 6-pulsigen Betrieb speisenden Umrichter,
der zur Erzielung sinusförmiger Ströme beim Anfahren des
Synchronmotors zwei getrennte Gleichstromzwischenkreise mit
stromeinprägenden Drosselspulen zwischen jeweils einem über
eine separate Sekundärwicklung eines Netztransformators
gespeisten, in Drehstrombrückenschaltung ausgebildeten
Netzstromrichter und einem an die dreiphasige Wicklung des
Synchronmotors angeschlossenen Maschinenstromrichter
aufweist. Die beiden jeweils einen Netzstromrichter
bildenden Drehstrombrücken sind gleichspannungsseitig über
einen während des Anfahrens geöffneten Schalter verbunden.
Jeder Maschinenstromrichter ist als eine Halbbrücke einer
mit der Wicklung des Synchronmotors verbundenen
Drehstrombrücke ausgebildet. Beim Anfahren werden jeweils
nur zwei der drei Thyristoren einer Halbbrücke in den
leitenden Zustand gesteuert und jede der
entsprechenden beiden Phasen ist jeweils über einen beim
Anfahren ansteuerbaren Halbleiterschalter an einen der Pole
des die Drehstrombrücken der Netzstromrichter verbindenden
Schalters angeschlossen. In den beiden Zwischenkreisen
fließen bei Direktumrichterbetrieb um 120° versetzte
Halbwellenströme. Eine synchrone Ansteuerung der beiden
Maschinenstromrichter im I-Umrichterbetrieb ist hier jedoch
nicht vorgesehen, da die beiden Umrichter nicht vollständig
ausgeführt und nicht parallel geschaltet sind, sondern in
Teilen eine Serienschaltung bilden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungs
gemäßen Art anzugeben, das ohne Schaltungsaufwand für den Direktum
richterbetrieb und für eine die Kommutierungsvorgänge im Stromrichter be
rücksichtigende Umschaltung zwischen D-Umrichter- und I-Umrichterbe
trieb einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 gekenn
zeichneten Merkmale gelöst.
Damit ist sowohl ein Direktumrichterbetrieb bei geringem Aufwand an
Schaltelementen möglich als auch die Umschaltung zwischen Direktum
richter- und I-Umrichterbetrieb in beiden Richtungen zu Zeiten, in
denen einer der beiden Zwischenkreisströme während einer Halbperiode
jeweils gerade Null ist, problemlos gewährleistet.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens nach der Erfindung sind
in den übrigen Ansprüchen gekennzeichnet.
Das Verfahren nach der Erfindung soll an in der Zeichnung erkennbaren
Beispielen im folgenden erläutert werden. Es zeigt
Fig. 1 eine Schaltungsanordnung mit zwei I-Umrichtern, die
eine Drehstrommaschine speisen,
Fig. 2a ein Zündschema für den Umrichterbetrieb der in Fig. 1
gezeigten Schaltung,
Fig. 2b ein Zündschema des einen in Fig. 1 gezeigten Umrich
ters für den D-Umrichterbetrieb,
Fig. 2c ein Zündschema für den D-Umrichterbetrieb des anderen
in Fig. 1 gezeigten Umrichters,
Fig. 3 die V-Schaltung eines Direktumrichters,
Fig. 4 die zeitlichen Verläufe von Strom und Spannung beim V-
geschalteten Direktumrichter,
Fig. 5, 6 die Funktionen der beiden Umrichter als V-geschalteter
Direktumrichter,
Fig. 7 die Funktionen der beiden Umrichter im I-Umrich
terbetrieb und
Fig. 8 ein Prinzipschaltbild für die Steuerung der bei
den Umrichter, die die Wicklungen einer Synchron
maschine speisen.
Fig. 1 zeigt zwei I-Umrichter 1, 2, die aus einem (nicht näher darge
stellten) dreiphasigen Netz über einen Transformator W die dreipha
sige Ständerwicklung RST einer Drehstrommaschine speisen.
Der Transformator W weist eine mit dem dreiphasigen Netz verbundene
dreiphasige Primärwicklung W0 und zwei dreiphasige Sekundärwicklun
gen W1, W2 auf. Die im Dreieck geschaltete Sekundärwicklung W1 ist
mit dem Umrichter 1 und die im Stern geschaltete Sekundärwicklung W2
ist mit dem Umrichter 2 verbunden.
Der I-Umrichter 1 ist aus einem netzseitigen Stromrichter N1, einer
Zwischenkreisdrosselspule L1 und einem maschinenseitigen Stromrich
ter M1 gebildet, während der I-Umrichter 2 aus einem netzseitigen
Stromrichter N2, einer Zwischenkreisdrosselspule L2 und einem maschi
nenseitigen Stromrichter M2 besteht. Die als Thyristoren ausgebilde
ten Stromrichterventile der maschinenseitigen Stromrichter M1 und M2
sind jeweils in der Reihenfolge ihrer Zündung von 1 bis 6 bezeichnet.
Die Wirkungsweise der beiden I-Umrichter 1, 2 wird von A. Kloss in
dem Buch "Leistungselektronik ohne Ballast", Franzis-Verlag, Mün
chen 1980, Seiten 165 bis 171 beschrieben und hier somit als bekannt
vorausgesetzt. Bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltung werden beim
I-Umrichterbetrieb die beiden maschinenseitigen Stromrichter M1, M2
mit denselben Zündimpulsen versorgt. Sie verhalten sich wie ein Strom
richter größerer Leistung. Beide Zwischenkreisstöme werden aller
dings getrennt über die netzseitigen Stromrichter N1, N2 mit zwei
getrennten Stromrichtern eingestellt.
Das bekannte Zündschema für die jeweiligen Thyristoren 1 bis 6 des
maschinenseitigen Stromrichters M1 sowie der Stromverlauf der Strö
me iR, iS durch die Maschinenwicklung RS sind in Fig. 2a wiederge
geben. Der Strom iT ergibt sich aus der Summe -(iR+iS).
Der Direktumrichterbetrieb der beiden Umrichter 1, 2 soll hier näher
erläutert werden. Von B. R. Pelly "Thyristor Phase-controlled Converters
and Cycloconverters", Wiley-Interscience, New York 1971, insbesondere
Seiten 216 bis 220 ist die "Open Delta Connection", die im deutschen
Sprachgebrauch als V-Schaltung bezeichnet wird, bekannt. In der in
Fig. 3 wiedergegebenen Schaltung sind die speisenden Stromrichter nur
symbolisch dargestellt. Die antiparallelen Ventile sollen darauf hin
weisen, daß ein Stromfluß in beiden Richtungen möglich ist. Der erste
Umrichter 1 legt die Spannung UTR zwischen den Wicklungen T und R an
die Last und führt den Strom iR; der zweite Umrichter 2 legt die Span
nung UTS zwischen den Wicklungen TS an die Last und führt den Strom iS
(Fig. 4). Der Strom iT ergibt sich wieder aus der Summe -(iR+iS).
Mit der in Fig. 1 abgebildeten Schaltung läßt sich ein V-geschalteter
Direktumrichter realisieren, wenn im ersten maschinenseitigen Strom
richter M1 die in Fig. 2b und im zweiten maschinenseitigen Stromrich
ter M2 die in Fig. 2c angegebenen Ventile jeweils gezündet werden. Da
die Netzstromrichter N1, N2 nur in einer Richtung Strom führen können,
müssen die maschinenseitigen Stromrichter M1, M2 zusätzlich zur V-Ver
bindung für die Umkehrung der Stromrichtung sorgen. Die Ströme in den
Zwischenkreisdrosseln L1, L2 sind also nur positive Sinus-Halbschwin
gungen.
In den Fig. 5 und 6 ist die Funktion als V-geschalteter Umrichter ge
trennt für den Umrichter 1 und den Umrichter 2 anhand des Zündschemas,
der stromführenden Pfade im Schaltbild und der Stromkurvenform erläu
tert. In diesen Figuren erkennt man eine stromlose Pause zwischen po
sitiver und negativer Stromhalbwelle. Der Umschaltvorgang läuft wie
folgt ab:
- - Stromsollwert erreicht den Wert Null und wechselt das Vorzeichen.
- - Stromregelung und Impulsbildung bleiben aktiv, bis der Strom erlischt. Er muß erlöschen, da eine Stromumkehr bei Thyristorventilen nicht möglich ist.
- - Abwarten einer Schonzeit, damit die Thyristorventile ihre Sperrfä higkeit erreichen.
- - Freigabe der Zündimpulse und des Stromreglers für die andere Strom richtung.
Würden die Ventile für die neue Stromrichtung schon gezündet, während
der (gegenüber dem Sollwert immer etwas verzögerte) Strom in der alten
Richtung noch fließt, gäbe es einen Kurzschluß, und der Strom würde
an der Maschine vorbeifließen. Gegenüber üblichen Direktumrichtern
mit Umkehrstromrichtern ist hier der Kurzschlußstrom aber auf den
vorgegebenen Stromsollwert begrenzt.
In Fig. 7 ist in entsprechender Art und Weise die Funktion des I-Um
richters dargestellt. Da die Zwischenkreisströme konstant sind, sind
sie hier nicht gezeigt.
Bei den Darstellungen wurde diejenige der drei V-Schaltungen gewählt,
bei der die Klemme T der Last an beide Stromrichter geschaltet wird.
Für diese V-Schaltung existieren erfindungsgemäß vier Zeitpunkte pro
Periode, für die eine Umschaltung zwischen Direktumrichterbetrieb und
I-Umrichterbetrieb möglich ist. Diese sind gegeben, wenn im Direktum
richterbetrieb einer der maschinenseitigen Stromrichter M1, M2 strom
los ist, weil der Sollwert gerade sein Vorzeichen gewechselt hat, und
der Strom erloschen ist. Das Zündmuster des anderen stimmt zu diesem
Zeitpunkt mit dem des I-Umrichterbetriebes überein (vgl. hierzu Fig. 2).
Es darf also im folgenden das Zündmuster für den I-Umrichterbetrieb
für diesen Stromrichter ausgegeben werden, während der andere Strom
richter stromlos bleibt.
Die Umschaltung geschieht, wenn der sinusförmige Zwischenkreisstrom id1
bzw. id2 bzw. einer der Zwischenkreisströme iR bzw. iS den Augenblicks
wert
besitzt. Für den I-Umrichterbetrieb sollte der Zwischenkreisstrom
den Wert
besitzen. Der Augenblickswert des Stromes wird auf den
(π/)/sin 60° (= 1,05)fachen Wert, d. h. um 5% angehoben.
Damit tritt dann kein Sprung bei der Umschaltung im Drehmoment auf.
Der Übergang vom I-Umrichterbetrieb zum Direktumrichterbetrieb ge
schieht zu den gleichen Zeitaugenblicken. Allerdings darf nur einer
der beiden I-Umrichter 1, 2 Strom führen.
Damit der zweite I-Umrichter im I-Umrichterbetrieb ebenfalls ausge
nutzt werden kann, werden nach der Umschaltung vom Direktumrichter
betrieb in den I-Umrichterbetrieb die beiden Zwischenkreiströme vom
Betrag einander angeglichen, während deren Summe gleich bleibt. Als
geeignete Zeitfunktion für den zu Anfang gerade auf dem Wert Null be
findlichen Zwischenkreisstrom läßt sich der Anfang der Sinus-Halbwelle
verwenden, die beim Direktumrichterbetrieb die Höhe des Zwischenkreis
stromes bestimmt. Vor der Umschaltung des I-Umrichterbetrieb in den
Direktumrichterbetrieb ist umgekehrt ein langsames Absenken des be
treffenden Zwischenkreisstromes (unter Beibehalten der Summe beider
Zwischenkreisströme) auf den Wert Null erforderlich.
Ein Ausführungsbeispiel für die Steuerung der beiden Umrichter 1 und 2
zur Speisung der mit RST bezeichneten Ständerwicklungen einer Synchron
maschine zeigt Fig. 8.
Ein Sollwertgeber 100 erhält aus dem technologischen Teil einer Anlage
einen Sollwert M, der proportional zum gewünschten Drehmoment ist. Im
einfachsten Fall ist dieser proportional zur gewünschten Größe des
Effektivwertes des Maschinenstromes I. Als Rückführung von der Maschine
erhält dieser Sollwertgeber 100 zusätzlich die Information über
die Lage des Läufers (Läuferwinkel λ) der Maschine (Lagegeber 14).
Hieraus wird im Sollwertgeber 100 ein Stromsollwertsystem für die
Maschine errechnet. Im einfachsten Fall ist
Der Winkel γ ist so groß einzustellen, daß der Strom - zur Erzielung
einer ausreichenden Schonzeit der Ventile beim I-Umrichterbetrieb -
der Spannung weit genug voreilt.
Mit einem Signal D/I an den Sollwertgeber 100 wird bei Überschreiten
der Umschaltdrehzahl (in beiden Richtungen) von z. B. 5 Hz vom Tech
nologieteil der Befehl zum Direktumrichter- oder I-Umrichterbetrieb
als Sollbetriebsart vorgegeben. Beim Direktumrichterbetrieb werden
entsprechend der gewählten V-Schaltung zwei der drei Ströme gleichge
richtet und als Sollwerte I1, I2 der Zwischenkreisströme an zwei Regler 3,
4 ausgegeben.
In diesem Beispiel ist
Der jeweilige Zwi
schenkreisstrom wird über Wandler 12, 13 erfaßt und als Regelgröße
auf die beiden Stromregler 3, 4 rückgeführt. Über die Regelabweichun
gen der Stromregler 3, 4 werden Zündimpulsgeber 6, 7 für die beiden
netzseitigen Stromrichter N1, N2 angesteuert.
Ferner gibt der Sollwertgeber 100 eine Führungsgröße IE für den Erre
gerstrom der Synchronmaschine vor, die einem Erregerstromregler 2 zu
geführt wird. In Abhängigkeit von der Regelabweichung der über einen
Stromwandler 11 erfaßten Regelgröße des Erregerstromes von der Füh
rungsgröße IE steuert der Regler 2 einen Zündimpulsgeber 5 für einen
Erregerstromrichter 10, der den Erregerstrom für die Erregerwick
lung 15 der Synchronmaschine bereitstellt.
Als Erregerstromsollwert IE wird sowohl bei Direktumrichter- als auch
bei I-Umrichterbetrieb im einfachsten Fall ein konstanter Wert er
zeugt. Er ist so groß einzustellen, daß die Spannung der Maschine
ihren Nennwert erreicht. Wird der oben erwähnte Winkel γ vergrößert,
muß auch der Erregerstromsollwert vergrößert werden.
Abhängig vom Vorzeichen der Ströme IR und IS werden die in Fig. 2
angegebenen Zündmuster für den Direktumrichterbetrieb als Z1 und Z2
ausgegeben und über Verstärker 8, 9 den maschinenseitigen Stromrich
tern M1, M2 zugeführt.
Im einzelnen werden die Thyristoren
1, 6 des maschinenseitigen Stromrichters M1 gezündet, wenn der Strom IR positiv ist,
3, 4 des maschinenseitigen Stromrichters M1 gezündet, wenn der Strom IR negativ ist,
1*, 2* des maschinenseitigen Stromrichters M2 gezündet, wenn der Strom IS positiv ist und
5*, 4* des maschinenseitigen Stromrichters M2 gezündet, wenn der Strom IS negativ ist.
(Bezeichnung der Thyristoren des maschinenseitigen Stromrichters M1 ohne, des maschi nenseitigen Stromrichters M2 mit Stern.)
1, 6 des maschinenseitigen Stromrichters M1 gezündet, wenn der Strom IR positiv ist,
3, 4 des maschinenseitigen Stromrichters M1 gezündet, wenn der Strom IR negativ ist,
1*, 2* des maschinenseitigen Stromrichters M2 gezündet, wenn der Strom IS positiv ist und
5*, 4* des maschinenseitigen Stromrichters M2 gezündet, wenn der Strom IS negativ ist.
(Bezeichnung der Thyristoren des maschinenseitigen Stromrichters M1 ohne, des maschi nenseitigen Stromrichters M2 mit Stern.)
Beim I-Umrichterbetrieb wird der Maschinenstrom mit einem Faktor, der den Unterschied
zwischen dem Zwischenkreisstrom und dem Effektivwert des Maschinenstrangstromes sowie
die Parallelschaltung der beiden I-Umrichter berücksichtigt, bewertet und als Zwi
schenkreisstromsollwert ausgegeben:
Unmittelbar im Umschaltaugenblick muß jedoch durch den einen, nicht
gesperrten, maschinenseitigen Stromrichter zunächst ein doppelt so
hoher Strom fließen, der dann linear auf den zuvor angegebenen Zwi
schenkreisstromwert abgesenkt wird, während in gleichem Maße linear
ansteigend der Strom durch den im Umschaltaugenblick stromlosen ma
schinenseitigen Stromrichter auf den zuvor angegebenen Wert gebracht
wird.
Als Zündmuster wurde das in Fig. 2a angegebene ausgegeben. Im ein
zelnen sind bei Vorgabe von drei sinusförmig verlaufenden, jeweils
um 120° versetzten Stromsollwerten IR, IS, IT für die
drei Maschinenstränge die Thyristoren
1, 1* gezündet, wenn IR < IS, IT ist,
3, 3* gezündet, wenn IS < IT, IR ist,
5, 5* gezündet, wenn IT < IR, IS ist,
4, 4* gezündet, wenn IR < IS, IT ist,
6, 6* gezündet, wenn IS < IT, IR ist und
2, 2* gezündet, wenn IT < IR, IS ist.
3, 3* gezündet, wenn IS < IT, IR ist,
5, 5* gezündet, wenn IT < IR, IS ist,
4, 4* gezündet, wenn IR < IS, IT ist,
6, 6* gezündet, wenn IS < IT, IR ist und
2, 2* gezündet, wenn IT < IR, IS ist.
Die hier beschriebene Steuerung ist in der angegebenen Reihenfolge
mit einem Signalprozessor auf einfache Weise realisierbar. Aus diesem
Grunde sind keine Blockdiagramme angegeben, wie es für eine Hardware-
Realisierung notwendig ist.
Ist ein Betriebsartenwechsel verlangt, dann stimmt die Ist-Betriebsart
nicht mit der Soll-Betriebsart überein (EXKLUSIV-ODER-VERKNÜPFUNG).
Ist dies der Fall, wird die angegebene Umschaltbedingung fortlaufend
geprüft. Nämlich, ist für die Umschaltung vom Direktumrichterbetrieb
in den I-Umrichterbetrieb einer der Zeitpunkte gegeben, in denen
einer der beiden durch einen der beiden maschinenseitigen Stromrich
ter fließenden Maschinenstrangströmen Null ist, und weist der maschi
nenseitige Stromrichter des anderen Umrichters das gleiche Zündschema
auf wie beim I-Umrichterbetrieb bzw. ist für die Umschaltung vom I-
Umrichterbetrieb in den Direktumrichterbetrieb einer der Zeitpunkte
gegeben, in denen einer der beiden durch einen der beiden maschinen
seitigen Stromrichter fließenden Maschinenstrangströme im Direktum
richterbetrieb Null ist und weist der maschinenseitige Stromrichter
des anderen Umrichters das gleiche Zündschema auf, wie beim Direkt
umrichterbetrieb? Ist die jeweilige Umschaltbedingung erfüllt, werden
das geänderte Zündmuster sowie die geänderten Sollwerte ausgegeben.
Dazu wird als Programmistwert die Ist-Betriebsart "Direktumrichter
betrieb" vorgegeben. Es wird fortlaufend geprüft: Ist die Ist-Betriebs
art gleich der Sollbetriebsart? Bei Ungleichheit wird die Umschalt
bedingung geprüft und - sofern gegeben - die Umschaltung durchgeführt.
Anschließend wird die Ist-Betriebsart gleich der Soll-Betriebsart ge
setzt. Ausgegeben werden aus dem Prozessor die Sollwerte immer gemäß
der Ist-Betriebsart.
Der Umschaltvorgang beim Direktumrichterbetrieb von der positiven zur
negativen Halbwelle läuft üblicherweise nach dem weiter oben beschrie
benen Schema ab.
Bei der beschriebenen einfachen Steuerung wird zweckmäßig eine feste
stromlose Pause von 10 ms realisiert. Während dieser Zeit werden in
den maschinenseitigen Stromrichtern keine Impulse ausgegeben und die
Zwischenkreisstromsollwerte auf Null gesetzt.
Claims (5)
1. Verfahren zum Betrieb zweier parallelgeschalteter, gemeinsam eine
dreiphasige Maschine speisender Umrichter mit Stromzwischenkreis
(I-Umrichter), die jeweils aus einem netzseitigen Stromrichter,
einer Zwischenkreisdrossel und einem maschinenseitigen Stromrich
ter bestehen,
- - sowohl als I-Umrichter mit blockförmigen Maschinenströmen, bei dem unmittelbar vor und nach dem Umschalten zwischen Direktum richter- und I-Umrichterbetrieb nur ein Umrichterstrom führt, aber ein Parallelbetrieb mit dem gleichen Zündmuster möglich ist und bei dem im maschinenseitigen Stromrichter die Ventile sich mehrmals pro Periode des Maschinenstromes in ihrem Stromfluß ab wechseln und jeweils zwei der Ventile gleichzeitig leitend sind,
- - als auch als Direktumrichter mit sinusförmigen Maschinenströmen, bei dem die beiden Umrichter im Zündschema unabhängig voneinander arbeiten,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß von den beiden Umrichtern stets jeweils einer der Maschinen strangströme geführt wird und der dritte Maschinenstrangstrom als Summe aus den beiden durch die maschinenseitigen Stromrichter fließenden Strömen gebildet wird,
- - daß in den maschinenseitigen Stromrichtern jeweils während einer Halbperiode des zugehörigen Maschinenstrangstromes zwei Ventile für 180° so gezündet werden, daß sich bei gleichbleibender Strom richtung im netzseitigen Stromrichter und in der Zwischenkreis drossel Maschinenstrangströme mit wechselndem Vorzeichen ergeben und
- - daß dann für die Umschaltung vom Zündschema der maschinenseitigen Stromrichter für den Direktumrichterbetrieb in das für den I-Um richterbetrieb einer der Zeitpunkte gewählt wird, in denen einer der beiden durch einen der beiden maschinenseitigen Stromrichter fließenden Maschinenstrangströme Null ist und der maschinenseitige Stromrichter des anderen Umrichters das gleiche Zündschema aufweist (die gleichen beiden Ventile gezündet hat) wie beim I-Umrichterbe trieb, und für die Umschaltung der maschinenseitigen Stromrichter vom Zündschema für den I-Umrichterbetrieb in das für den Direktum richterbetrieb einer der Zeitpunkte gewählt wird, in denen einer der beiden durch einen der beiden maschinenseitigen Stromrichter fließenden Maschinenstrangströme im Direktumrichterbetrieb Null wird und der maschinenseitige Stromrichter des anderen Umrichters das gleiche Zündschema aufweist (die gleichen Ventile gezündet hat) wie beim Direktumrichterbetrieb.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Zündmuster für den Direktumrichterbetrieb und den I-Umrich terbetrieb gleichzeitig von einem Rechner errechnet werden,
- - daß nur das gerade geforderte Zündschema ausgegeben wird,
- - daß bei einem gewünschten Übergang vom Direktumrichterbetrieb in den I-Umrichterbetrieb die Bedingung wiederholt abgefragt wird, ob sich das Zündmuster für den Direktumrichterbetrieb geändert hat und einer der beiden durch einen der beiden maschinenseitigen Strom richter fließenden Strangströme gerade Null ist und bei erfüllter Bedingung für den gerade stromführenden Umrichter von der Ausgabe des Zündmusters für den Direktumrichterbetrieb auf die Ausgabe des Zündmusters für den I-Umrichterbetrieb umgeschaltet wird sowie der stromlose Umrichter gesperrt wird und
- - daß der Übergang vom I-Umrichterbetrieb zum Direktumrichterbetrieb nur dann erfolgt, wenn ein Umrichter gerade gesperrt ist und die wiederholte Abfrage der Bedingung erfüllt ist, daß sich das Zünd muster für den Direktumrichterbetrieb des gerade gesperrten Umrich ters gerade geändert hat.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Augenblickswert des Zwischenkreisstromes bei der Umschaltung
vom Direktumrichterbetrieb zum I-Umrichterbetrieb um 5% angehoben
und beim Umschalten vom I-Umrichterbetrieb zum Direktumrichterbetrieb
um 5% abgesenkt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß nach dem Übergang vom Direktumrichterbetrieb in den I-Umrich terbetrieb der gesperrte Umrichter freigegeben und mit demselben Zündmuster betrieben wird wie der zweite Umrichter,
- - daß sein Zwischenkreisstromsollwert von Null mit einer Rampe auf den halben Wert des Zwischenkreisstromsollwerts des zwei ten Umrichters angehoben wird,
- - daß der Zwischenkreisstromsollwert des zweiten Umrichters mit einer genauso steilen Rampe auf den halben Wert abgesenkt wird und
- - daß dieser Ausgleich vor dem Übergang in den Direktumrichterbetrieb in umgekehrter Richtung abläuft.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3933522A DE3933522C2 (de) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | Verfahren zum Betrieb zweier parallelgeschalteter, gemeinsam eine Maschine speisender Umrichter mit einem Direktumrichterbetrieb bei niedrigen Maschinenfrequenzen und mit einem I-Umrichterbetrieb bei höheren Maschinenfrequenzen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3933522A DE3933522C2 (de) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | Verfahren zum Betrieb zweier parallelgeschalteter, gemeinsam eine Maschine speisender Umrichter mit einem Direktumrichterbetrieb bei niedrigen Maschinenfrequenzen und mit einem I-Umrichterbetrieb bei höheren Maschinenfrequenzen |
Publications (2)
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