DE3939890C2

DE3939890C2 -

Info

Publication number: DE3939890C2
Application number: DE19893939890
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. Mittag; Hans-Joachim Dipl.-Ing. 1000 Berlin De Zemke
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Alstom Power Conversion GmbH
Priority date: 1989-11-30
Filing date: 1989-11-30
Publication date: 1991-10-24
Also published as: DE3939890A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Verfahren ist durch die DE-Zeitschrift "Tech nische Mitteilungen AEG-TELEFUNKEN" 66 (1976), Heft 1, Seiten 32 bis 35 bekannt.The invention relates to a method according to the preamble of Claim 1. Such a method is by the DE magazine "Tech African communications AEG-TELEFUNKEN "66 (1976), No. 1, pages 32 to 35 known.

Bei diesem bekannten Verfahren werden die durch die Stromwandler er faßten Phasenströme einem Stromerfassungsglied zugeführt. Dieses richtet die drei Phasenströme gleich und gibt ein ihnen proportionales Stromist wertsignal für die Regelung des Stromrichters ab. Werden die sekundär seitigen Ströme der Wandler über eine gemeinsame Bürde geführt, definiert der größte der Ströme den Istwert des Gleichstrommotors.In this known method, he is by the current transformer phase currents fed to a current detection element. This judges the three phase currents are equal and give a current that is proportional to them value signal for the control of the converter. Be secondary side currents of the converter over a common burden, defined the largest of the currents is the actual value of the DC motor.

Nach jeder Halbschwingung jedes Phasenstromes fließt ein dieser entgegen gesetzter Strom infolge der Abmagnetisierung der im Stromwandler ge speicherten Energie. Der Abmagnetisierungseffekt hat zur Folge, daß bei der Größtwertauswahl dieser Fehlerstrom des Stromwandlers ebenfalls gleichgerichtet wird, so daß das als Stromistwert abgegebene Signal un genau ist. Insbesondere macht sich der Fehler unangenehm bemerkbar, wenn die Lückgrenze des gleichgerichteten Motorstromes erreicht wird, weil die Regelung dann dem Lückbetrieb angepaßt werden muß.After each half-oscillation of each phase current, one of these flows in the opposite direction current set due to the demagnetization of ge in the current transformer stored energy. The demagnetization effect has the consequence that at the maximum value selection this fault current of the current transformer also is rectified so that the signal given as actual current value un is exact. In particular, the error is noticeably noticeable, when the gap limit of the rectified motor current is reached, because the regulation must then be adapted to the idle mode.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das ein sehr genaues Abbild des Stromistwertes des Motors liefert.The invention has for its object a method of the beginning Specify the type mentioned, which is a very accurate representation of the current actual value of the engine delivers.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 gekenn zeichneten Merkmale gelöst.This object is characterized according to the invention by the in claim 1 features resolved.

Da der Abmagnetisierungseffekt auf einfache Weise eliminiert werden kann, entspricht der ermittelte Istwert dem tatsächlichen Ankerstrom des Gleich strommotors sehr genau. Damit kann exakt festgestellt werden, wann der Strom des Gleichstrommotors die Lückgrenze überschreitet, so daß eine optimale Selbsteinstellung der Stromregelung erreicht wird.Since the demagnetization effect can be eliminated in a simple manner, the actual value determined corresponds to the actual armature current of the DC current motor very precisely. It can be used to determine exactly when the Current of the DC motor exceeds the gap limit, so that a optimal self-adjustment of the current control is achieved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the method according to the invention are in the Subclaims marked.

Das Verfahren nach der Erfindung soll nachfolgend für ein Ausführungs beispiel anhand der Zeichnung erläutert werden. Es zeigtThe method according to the invention is intended below for an execution example will be explained with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild zur Erstellung eines Abbilds eines Ankerstrom- Istwerts eines Gleichstrommotors entsprechend dem Verfahren nach der Erfindung und Fig. 1 is a schematic diagram for creating an image of an actual armature current value of a DC motor according to the method according to the invention and

Fig. 2 die zeitlichen Verläufe des Abbilds des Istwerts des Ankerstromes
a) bei einer Einrichtung nach dem Stande der Technik und
b) bei einer Anordnung gemäß Fig. 1. Fig. 2 shows the time course of the image of the actual value of the armature current
a) in a device according to the state of the art and
b) in an arrangement according to FIG. 1.

Gemäß Fig. 1 werden drei Operationsverstärkern 1, 2, 3 drei Eingangssignale I_R, I_S, I_T zugeführt. Diese Eingangssignale werden von drei (nicht gezeigten) Bürden dreier Wandler bereitgestellt, an denen die drei Phasenströme eines einen Gleichstrommotor über einen Stromrichter speisenden Drehstromnetzes ab gebildet sind. Die drei Operationsverstärker 1, 2, 3 weisen jeweils einen Eingangswiderstand R11, R21, R31, einen Rückkopplungswiderstand R12, R22, R32 sowie drei gleiche Ausgangswiderstände R41, R42, R43 auf.Referring to FIG. 1, three operational amplifiers 1, 2, 3, three input signals I _R, I _S, I _T are fed. These input signals are provided by three (not shown) loads of three converters, on which the three phase currents of a three-phase network feeding a direct current motor via a converter are formed. The three operational amplifiers 1, 2, 3 each have an input resistor R 11 , R 21 , R 31 , a feedback resistor R 12 , R 22 , R 32 and three identical output resistors R 41 , R 42 , R 43 .

Die drei Operationsverstärker 1, 2, 3 werden über Flip-Flops 5, 6, 7 und eine (nicht gezeigte) Torschaltung derart gesteuert, daß sie das Eingangssignal invertieren oder aber, daß sie lediglich als Spannungsfolger arbeiten. Die Flip- Flops 5, 6, 7 sind über Steuerimpulse für die Ansteuerung des (nicht gezeigten) Stromrichters während der einzelnen Winkelbereiche einer Periode ansteuerbar.The three operational amplifiers 1, 2, 3 are controlled via flip-flops 5, 6, 7 and a gate circuit (not shown) in such a way that they invert the input signal or else that they only work as voltage followers. The flip-flops 5, 6, 7 can be controlled via control pulses for the control of the converter (not shown) during the individual angular ranges of a period.

Die Ausgangswiderstände R41, R42, R43 sind gemeinsam dem Eingang eines Summierverstärkers 4 vorgeschaltet, der mit einer Diode D5 überbrückt ist. Ausgangsseitig liegt am Summierverstärker 4 eine weitere Diode D6. Der Summierverstärker 4 und die Diode D6 sind mit einem Widerstand R5 über brückt.The output resistors R 41 , R 42 , R 43 are upstream of the input of a summing amplifier 4 , which is bridged by a diode D 5 . A further diode D 6 is connected to the summing amplifier 4 on the output side. The summing amplifier 4 and the diode D 6 are bridged with a resistor R 5 .

Die Kathode der Diode D6, an deren Ausgang das gewünschte Signal I_IST entsprechend einer direkt im Ankerstrom des Gleichstrommotors proportionalen Größe anliegt, ist über einen Widerstand R7 gegen ein Bezugspotential (0 V) gelegt.The cathode of the diode D 6 , at the output of which the desired signal I _{IST is present in} accordance with a variable which is directly proportional to the armature current of the DC motor, is connected to a reference potential (0 V) via a resistor R 7 .

Grundsätzlich führen stets nur zwei der drei Stromwandler Strom, so daß auch grundsätzlich zu einem Zeitpunkt nur zwei der drei Signale I_R, I_S, I_T anstehen. Dabei ist es durch die Steuersignale für den Stromrichter fest gelegt und direkt nachvollziehbar, welche beiden der drei Phasenströme und damit der Signale I_R, I_S, I_T anstehen.Basically, only two of the three current transformers always carry current, so that in principle only two of the three signals I _R , I _S , I _{T are} present at any one time. It is determined by the control signals for the converter and is directly understandable which of the three phase currents and thus the signals I _R , I _S , I _{T are} present.

Es sollen z. B. die Signale I_R und (entsprechend negativ als Rückstrom) das Signal I_S auftreten. Dann wird eines der Signale, also z. B. I_S durch den Operationsverstärker 2, gemäß der Erfindung invertiert. Der Operations verstärker 1 arbeitet entsprechend seiner Ansteuerung durch das Flip-Flop 5 über die Steuersignale des Stromrichters für diesen Winkel bereich der Periode als Spannungsfolger, läßt also das Signal I_R unver ändert passieren, während der Operationsverstärker 2 entsprechend seiner Ansteuerung durch das Flip-Flop 6 über die Steuersignale des Stromrichters das Signal I_S invertiert. Das Signal I_R und das invertierte Signal I_S werden nun dem Summierverstärker 4 zugeführt.It should B. the signals I _R and (correspondingly negative as reverse current) the signal I _S occur. Then one of the signals, e.g. B. I _S inverted by the operational amplifier 2 , according to the invention. The operational amplifier 1 works according to its control by the flip-flop 5 via the control signals of the converter for this angular range of the period as a voltage follower, so the signal I _{R can} pass unchanged, while the operational amplifier 2 according to its control by the flip-flop 6 inverted the signal I _S via the control signals of the converter. The signal I _R and the inverted signal I _S are now fed to the summing amplifier 4 .

In dem am Ausgang des Summierverstärkers 4 anstehenden Summensignal ist außer dem dem Motorstrom entsprechenden Anteil noch ein der Richtung des Phasenstroms entgegengesetzter Anteil, der durch den Abmagnetisierungs strom jedes Stromwandlers nach dem Erlöschen des Phasenstromes auftritt, vorhanden. Dieser, den Istwert verfälschende Anteil kann nun - vorbereitet durch die Invertierung des einen Signals, d. h. hier I_S- dadurch eliminiert werden, daß die Diode D6 nur noch den dem tatsächlich fließenden Anker strom des Gleichstrommotors entsprechenden Anteil des summierten Signals durchläßt. Der Wert I_IST ist damit unverfälscht.In the summing signal pending at the output of the summing amplifier 4 , in addition to the portion corresponding to the motor current, an opposite portion of the direction of the phase current, which occurs due to the demagnetization current of each current transformer after the phase current has expired, is present. This portion, falsifying the actual value, can now - prepared by inverting the one signal, ie here I _S - be eliminated by the fact that the diode D 6 only allows the portion of the summed signal that corresponds to the actually flowing armature current of the direct current motor to pass through. The I _ACTUAL value is therefore unadulterated.

Fig. 2 zeigt den Verlauf der aufsummierten Ströme der Stromwandler a) nach dem Stand der Technik und b) nach dem Verfahren nach der Erfindung. Aus Fig. 2a ist ersichtlich, daß ein gestrichelt dargestellter Anteil zwischen den Stromhalbwellen beim bereits lückenden Strom vorhanden ist, der durch den Abmagnetisierungsstrom jedes Stromwandlers hervorgerufen wird und der als gleichgerichtete, d. h. in den positiven Bereich "geklappte" Störgröße auftritt. Der Ansprechpegel p zum Erfassen der Lückgrenze muß also ober halb dieses störenden Stromverlaufs liegen. Fig. 2 shows the course of the summed currents of the current transformers a) according to the prior art and b) according to the method of the invention. From Fig. 2a it can be seen that there is a dashed portion between the current half-waves in the already intermittent current, which is caused by the demagnetizing current of each current transformer and which occurs as a rectified, ie "folded" in the positive range disturbance. The response level p for detecting the gap limit must therefore be above half of this disturbing current profile.

Anders stellen sich die Verhältnisse beim Verfahren nach der Erfindung gemäß Fig. 2b dar. Infolge des unveränderten Auftretens des Signals I_R und des dazu summierten, aber invertierten Signals I_S bleibt der störende Anteil des Ab magnetisierungsstromes der Wandler im Negativen. Dieser Anteil wird durch die in Fig. 1 gezeigte Diode D6 auf einfache Weise eliminiert, so daß die Signale I_R und I_S dem tatsächlichen Verlauf des Ankerstromes des Gleich strommotors entsprechen.The situation is different in the method according to the invention shown in FIG. 2b. As a result of the unchanged occurrence of the signal I _R and the summed but inverted signal I _S , the disruptive portion of the magnetizing current from the converter remains negative. This portion is eliminated in a simple manner by the diode D 6 shown in FIG. 1, so that the signals I _R and I _S correspond to the actual profile of the armature current of the direct current motor.

Der Ansprechpegel p′ zur Erfassung der Lückgrenze kann beim Verfahren nach der Erfindung mithin viel niedriger gewählt werden. Ist z. B. beim Verfahren nach dem Stande der Technik gemäß Fig. 2a p = 400 mV, so ist beim Verfahren nach der Erfindung gemäß Fig. 2b der Ansprechpegel auf p′ = 20 mV herabgesetzt. Der gestrichelt dargestellte Anteil des Abmag netisierungsstromes stört mithin bei der Regleranpassung an der Lückgrenze des Ankerstromes nicht mehr.The response level p 'for detecting the gap limit can therefore be chosen much lower in the method according to the invention. Is z. B. p = 400 mV in the prior art method according to FIG. 2a, the response level is reduced to p '= 20 mV in the method according to the invention according to FIG. 2b. The portion of the magnetization current shown in broken lines therefore no longer interferes with the controller adaptation at the gap limit of the armature current.

Claims

1. A method for mapping the actual current value of a DC motor fed from a three-phase network via a converter, in which the respective phase current is detected per phase via a current transformer arranged in the network-side supply line to the converter, characterized in that

- that the secondary-side current is conducted by each current transformer via its own burden,
that one of the signals present at two of the three loads is inverted,
- That the inverted signal is superimposed on the other signal and
- That the portion of the superimposed signals caused by the demagnetization of the current transformer is hidden, while the remaining portion of the signals is used as the actual current value.

2. The method according to claim 1, characterized, that the inversion of a signal by the control pulses of the converter is controlled.

3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized, that the blanking of the by demagnetizing the current transformer caused by rectification of the superimposed signals he follows.