DE4137543A1

DE4137543A1 - Measuring armature current in AC circuit of power converter - synchronously switching channels and measuring current through last commutated current path

Info

Publication number: DE4137543A1
Application number: DE19914137543
Authority: DE
Inventors: Joerg Dipl Ing Hering; Hans-Guenter Dipl Ing Pranskat; Winfried Dipl Ing Joseph
Original assignee: Elpro AG
Current assignee: Elpro AG
Priority date: 1991-11-12
Filing date: 1991-11-12
Publication date: 1993-05-13

Abstract

The method involves coding and switching the voltage drops across the apparent ohmic resistances via two analogue multiplexers (MUX1, 2) into the commutation sequence for right and left rotating fields of the network, in dependence on the direct control signal and the control signal for double ignition signals. A signal dependent on the rotation direction of the network is used for selecting one of the two multiplexers. ADVANTAGE - Current through last commutated current path is measured and magnetising currents do not influence high accuracy zero current measurement.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Strommessung unter Ver wendung mehrerer Wechselstromwandler zur Erfassung des im Last kreis eines Stromrichters fließenden Gleichstromes.The invention relates to a method for current measurement using Ver Use of several AC transformers to detect the in the load circuit of a converter flowing direct current.

Bekannt ist, daß bei Verwendung von Wechselstromwandlern zur Messung von Strömen, wie z. B. bei der wechselstromseitigen Messung des Gleichstromes eines Stromrichters, die Ansteuersigna le der Ventile des Stromrichters zur Synchronisation der Strom messung herangezogen werden (EP 01 99 704). Gemäß dieser bekann ten Lösung erfolgt in Abhängigkeit von den aktuellen Ansteuerpe rioden die Auswahl eines bestimmten Wandlersignals, da aus den Ansteuersignalen auf den resultierenden Strompfad geschlossen werden kann.It is known that when using AC converters for Measurement of currents such as B. in the AC side Measurement of the direct current of a converter, the control signal le of the converter valves to synchronize the current measurement can be used (EP 01 99 704). According to this, The solution depends on the current control p the selection of a specific converter signal, since from the Control signals closed on the resulting current path can be.

Fehlerhaft wird die Auswahl der Wandlersignale mittels der vorge nannten Lösung dann, wenn im Interesse einer hohen Dynamik bei Stromsollwertsprüngen in einem digital angesteuerten Stromrichter durch eine sogenannte Zwischenzündung, wie sie in der DD-PS 2 67 849 beschrieben ist, Zündüberlappungen auftreten, da dann nur das aktuelle Zündsignal entsprechend der Drehrichtung des Netzes zum richtigen Stromwandlersignal fuhrt. Auch wenn zusätzlich zu Zünd impulsüberlappungen ein Rechts- sowie auch Linksdrehfeld des Netzes erlaubt wird, sind die bekannten Meßverfahren nicht mit Erfolg einsetzbar.The selection of the converter signals is incorrect using the pre called solution if in the interest of high dynamics Current setpoint jumps in a digitally controlled converter by a so-called intermediate ignition, as described in DD-PS 2 67 849 is described, ignition overlaps occur because then only that current ignition signal according to the direction of rotation of the network correct current transformer signal leads. Even if in addition to Zünd pulse overlaps a right and left rotating field of the Network is allowed, the known measuring methods are not included Success can be used.

Der Erfindung liegt davon ausgehend die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Istwerterfassung des Motorstromes mittels der Stromwandler-Sekundärspannungen zu schaffen, das auch bei Zündimpulsüberlappungen sowie bei zugelassenem Rechts- und auch Linksdrehfeld des Netzes eine eindeutige Zuordnung des den Arbeitsstrom führenden Wandlers gestattet, so daß stets der Strom durch den zuletzt kommutierten Strompfad gemessen wird und fließende Magnetisierungsströme die Messung im Interesse einer hochgenauen Nullstrommessung nicht beeinflussen. Proceeding from this, the invention is based on the object Process for the actual value detection of the motor current using the Current transformer secondary voltages to create that too Ignition pulse overlaps as well as with legal right and also Left rotating field of the network a clear assignment of the Working current leading converter allowed, so that always the current is measured by the last commutated current path and flowing magnetizing currents the measurement in the interest of a do not affect high-precision zero-current measurement.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbe griffes erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Durchschaltung des bei Doppelbelegungen von Ansteuersignalen aufgrund von Zünd überlappungen durch die Kommutierungsreihenfolge des Netzes fest gelegten Wandlersignals auf den Ausgang einer Meßschaltung für die an den Bürdenwiderständen anstehenden Stromwandlersignale sowohl entsprechend dem zugehörigen direkten Ansteuersignal eine Zuordnung zu einem ersten Analogeingang eines ersten Multiplexers in einer Kodierung entsprechend der Kommutierungsreihenfolge eines Rechtsdrehfeldes und zu einem ersten Analogeingang eines zweiten Multiplexers in einer Kodierung entsprechend der Kommu tierungsreihenfolge eines Linksdrehfeldes, als auch jeweils eine Zuordnung zu zweiten Analogeingängen der beiden Multiplexer bei Anliegen des gleichen direkt zugehörigen Ansteuersignals und dem entsprechend dem Netzdrehsinn in der Kommutierungsreihenfolge vorgeordneten Ansteuersignal vorgenommen wird, wobei die Durch schaltung über ein mittels eines Zündimpulsflankensignals syn chronisierten Datenauffangregisters in der Weise erfolgt, daß es die Zustände der Ansteuersignale übernimmt, wozu die Gruppe der den positiven oder der den negativen Phasenzuständen entsprechen den Zündsignale gemäß der Wandlerzuordnung an die Eingänge des Datenauffangregisters angeschlossen ist, die ausgegeben die Steu erung der Multiplexer übernehmen, wobei ein netzdrehrichtungsab hängiges Signal die Auswahl des Multiplexers für die entsprechen de Drehrichtung vornimmt.This task is combined with the characteristics of the Oberbe Handle solved according to the invention in that for switching of the double assignment of control signals due to Zünd overlaps due to the commutation order of the network placed converter signal on the output of a measuring circuit for the current transformer signals present at the load resistors both in accordance with the associated direct control signal Assignment to a first analog input of a first multiplexer in a coding according to the order of commutation a clockwise rotating field and to a first analog input second multiplexer in a coding according to the commu tation order of a left-hand rotating field, as well as one Assignment to second analog inputs of the two multiplexers at Concern of the same directly associated control signal and the according to the network rotation in the commutation order upstream control signal is made, the through circuit via a syn. by means of an ignition pulse edge signal chronized data collection register in such a way that it takes over the states of the control signals, for which the group of correspond to the positive or the negative phase states the ignition signals according to the converter assignment to the inputs of the Data capture register is connected, which issued the tax take over the multiplexer, with a network direction of rotation dependent signal the selection of the multiplexer for the correspond de direction of rotation.

Die Vorteile, die mit der Erfindung erzielt werden, bestehen darin, daß durch die Realisierung einer zündsynchronen Umschal tung der Wandlerkanäle stets der Strom durch einen zuletzt kommu tierten Strompfad gemessen wird und fließende Magnetisierungs ströme die Messung nicht beeinflussen. Damit ermöglicht die Er findung die Verwendung herkömmlicher Wechselstromwandler ohne besondere Magnetisierungseigenschaften.The advantages which are achieved with the invention exist in that by implementing an ignition-synchronous switching the converter channels always the current through a last commu current path is measured and flowing magnetization currents do not affect the measurement. With this he enables finding the use of conventional AC transformers without special magnetization properties.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. The invention is described below with reference to the drawings illustrated embodiment explained in more detail.

Die einzelnen Figuren zeigen:The individual figures show:

Fig. 1 ein Schaltungsbeispiel zur Durchführung des erfindungsge mäßen Verfahrens, Fig. 1 shows a circuit example for carrying out the method erfindungsge MAESSEN,

Fig. 2 die Anschlußtabellen für die Multiplexer im Schaltungsbei spiel, FIG. 2 play the following tables for the multiplexer in Schaltungsbei,

Fig. 3 ein Signalbild der Ansteuersignale als Beispiel für eine Doppelbelegung von Ansteuersignalen. Fig. 3 is a signal diagram of the control signals as an example for a double assignment of drive signals.

Zur Realisierung einer zündsynchronen Umschaltung der Wandlerka näle werden, wie in der Fig. 1 dargestellt, zwei 8-Kanal-Analog multiplexer MUX1, MUX2 verwendet. Diese werden durch 3 Ansteuer signale über ihre Steuereingänge 2h0, 2h1, 2h2 gesteuert, wobei neben den einfach anliegenden Ansteuersignalen auch alle gemäß der Tabelle in Fig. 2 möglichen Doppelbelegungen von Ansteuersig nalen zur Durchschaltung eines Wandlerkanals führen. Dies wird so realisiert, daß für jedes über die Bürdenwiderstände R_R, R_S, R_T anstehende Stromwandlersignal der Wandlersekundärwicklungen W1-R, W2-S, W3-T zusätzlich zum Multiplexanalogeingang für das Anliegen des einen zugehörigen Ansteuersignals auch eine Zuordnung zu jeweils einem zweiten Multiplexeingang erfolgt, der bei Anliegen des gleichen direkt zugehörigen Ansteuersignals und dem entspre chend dem Netzdrehsinn in der Kommutierungsreihenfolge vorgeord neten Ansteuersignal durchschaltet. Eine solche Doppelbelegung, wie sie in der Fig. 3 anhand eines Signalbildes wiedergegeben ist, tritt durch Zündüberlappungen bei gleichzeitig zugeschalte ten Thyristorkanälen zwecks Realisierung einer hohen Dynamik bei Sollwertsprüngen auf. Die Durchschaltung des entsprechenden Wand lerkanals erfolgt über ein Datenauffangregister RG1, das über ein Zündimpulsflankensignal ZI_FL mit jedem beginnenden Zündimpuls synchronisiert wird, d. h., ein H-Signal am Eingang C des Daten auffangregisters RG1 schaltet jeweils die an seinen Dateneingän gen D1, D2, D3 anliegenden Signalzustände der alle 60 Grad el mit Haupt- und Nachimpuls anliegenden Zündsignale auf die Ausgänge Q1, Q2, Q3 des Datenauffangregisters RG1 durch. Damit behält das Datenauffangregister RG1 bis zum nächsten Zündimpulsflankensignal ZI_FL die Zustände der Ansteuersignale bei, wobei die Gruppe der den positiven oder der den negativen Phasenzuständen entsprechen den Zündsignale R+, S+, T+ oder R-, S-, T- entsprechend der Wand lerzuordnung an die Eingänge des Datenauffangregisters RG1 ange schlossen werden. Durch die Verwendung eines am Eingang D4 des Datenauffangregisters RG1 anliegenden netzdrehrichtungsabhängigen Signals R_i, das z. B. im Rahmen einer Netzselbsterkennung auto matisch bestimmt werden kann, erfolgt über den Ausgang Q4 bzw. über den inversen Ausgang des Datenauffangregisters RG1 die Auswahl eines der beiden Multiplexer MUX1, MUX2 dadurch, daß ein H-Signal am Freigabeeingang CE der Multiplexer jeweils einen von beiden entsprechend dem Netzdrehsinn aktiviert. Durch die Einbeziehung der Doppelbelegung in die Multiplexersteuerung und die Berücksichtigung des Netzdrehsinns werden immer saubere Schaltzustände am Ausgang I_MESS erzielt.To realize an ignition-synchronous switching of the converter channels, two 8-channel analog multiplexers MUX1, MUX2 are used, as shown in FIG. 1. These are controlled by 3 control signals via their control inputs 2h0, 2h1, 2h2, whereby in addition to the simple control signals, all possible double assignments of control signals according to the table in Fig. 2 lead to the switching of a converter channel. This is realized in such a way that for each current transformer signal of the transformer secondary windings W1-R, W2-S, W3-T present via the load resistors R _R , R _S , R _T , in addition to the multiplex analog input for the application of the associated control signal, an assignment to one in each case second multiplex input takes place, which switches through when the same directly associated control signal is present and the control signal corresponding to the network direction of rotation in the commutation sequence. Such a double assignment, as shown in FIG. 3 on the basis of a signal image, occurs due to ignition overlaps with simultaneously activated thyristor channels for the purpose of realizing high dynamics in the event of setpoint jumps. The switching of the corresponding converter channel takes place via a data capture register RG1, which is synchronized with an ignition pulse edge signal ZI _FL with each starting ignition pulse, ie an H signal at the input C of the data capture register RG1 switches the data inputs D1, D2, D3 applied signal states of the ignition signals applied every 60 degrees el with main and after pulse to the outputs Q1, Q2, Q3 of the data capture register RG1. The data capture register RG1 thus maintains the states of the drive signals until the next firing pulse edge signal ZI _FL , the group of the positive or the negative phase states corresponding to the firing signals R +, S +, T + or R-, S-, T- corresponding to the converter assignment the inputs of the data capture register RG1 are connected. Through the use of a signal R _i , which is dependent on the network direction of rotation and is present at the input D4 of the data capture register RG1, the signal z. B. can be determined automatically within the scope of a network self-detection, the output Q4 or the inverse output of the data capture register RG1 is used to select one of the two multiplexers MUX1, MUX2 in that an H signal at the enable input CE of the multiplexers is one of each both activated according to the direction of rotation. By including the double occupancy in the multiplexer controller and the taking into account of the power sense of rotation clean switch states at the output I _MESS always be achieved.

Claims

Method for armature current measurement in the alternating current circuit of a converter using alternating current transformers, the current transformer signals of the load resistors connected to the secondary windings of the alternating current transformers for synchronizing the current measurement being subjected to a controlled rectification, to which the drive signals of the converter valves are used, characterized in that for through-processing of the set at double assignment of drive signals on the basis of Zündüberlappungen by the commutation sequence of the network converter signal on the output of a measuring circuit (I _MESS) for the load resistors anste Henden current transformer signals according to both the associated direct (R _R R _T R _S) Control signal an assignment to a first analog in gear of a first multiplexer (MUX1) in a coding according to the commutation order of a clockwise rotating field and to a first analog input ei Nes second multiplexer (MUX2) in a coding according to the commutation order of a left-hand rotating field, as well as an assignment to second analog inputs of the two multiplexers (MUX1; MUX2) when the same directly associated control signal is present and the control signal upstream in accordance with the direction of rotation of the network in the commutation sequence, the connection being made via a data capture register (RG1) synchronized by means of an ignition pulse edge signal (ZI _FL ) in such a way that the states of the Control signals are taken over, for which purpose the group of the ignition signals corresponding to the positive or the negative phase states (R +; S +; T + or R-; S-; T-) according to the converter assignment to the inputs (D1; D2; D3) of the data capture register (RG1) is connected, which outputs take over the control of the multiplexers (MUX1; MUX2), a signal (R _i ) dependent on the direction of rotation of the network making the selection of the multiplexer for the corresponding direction of rotation.