DE4140748C1 - Converter supplying load in form of parallel oscillating circuit - has correction component assigned to regulating circuit for extinguishing time, also producing actual value for comparison with stipulated value - Google Patents
Converter supplying load in form of parallel oscillating circuit - has correction component assigned to regulating circuit for extinguishing time, also producing actual value for comparison with stipulated valueInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Umrichter zur Speisung einer als Parallelschwingkreis ausgebildeten Last mit einem Brückengleichrichter, einem Stromzwischenkreis, einem aus in Brückenschaltung angeordneten Thyristoren gebildeten Wechselrichter, wobei dessen Brückendiagonalen abwechselnd stromführend sind und während des Stromwechsels von einer Brückendiagonalen auf die andere eine Überlappungszeit vergeht und wobei für die Thyristoren ein Regelkreis vorgesehen ist, der aus einer Messung der Löschzeit einen Ist-Wert erzeugt, diesen mit einem Sollwert vergleicht und aus dem Vergleichswert mittels eines Oszillators die Frequenz der Thyristor-Zündimpulse vorgibt.The invention relates to a converter for feeding a load designed as a parallel resonant circuit with a Bridge rectifier, a DC link, one from thyristors arranged in a bridge circuit formed inverter, with its bridge diagonals are alternately live and during the Alternating current from one bridge diagonal to the other an overlap time passes and being for the Thyristors a control loop is provided, which consists of a Measurement of the deletion time generates an actual value, this with compares a target value and from the comparison value by means of an oscillator the frequency of the Prescribes thyristor firing pulses.
Ein Umrichter dieser Art ist aus der DE-PS 32 37 716 bekannt. Für die Dimensionierung eines solchen Umrichters sind als kritischste Bauelemente die Wechselrichter-Thyristoren anzusehen. Ihre dynamischen und statischen Betriebsparameter bestimmen die jeweils maximal mögliche Leistungsausbeute des Umrichters. Eine wichtige Maßnahme in diesem Zusammenhang ist die Einstellung und Beibehaltung der optimalen Löschzeit der Wechselrichter-Thyristoren während des Betriebes.A converter of this type is from DE-PS 32 37 716 known. For the dimensioning of such a converter are the most critical components To view inverter thyristors. Your dynamic and static operating parameters determine the maximum in each case possible power output of the converter. An important Measure in this context is hiring and Maintaining the optimal deletion time of the Inverter thyristors during operation.
Aus der DE-AS 23 52 473 ist ebenfalls bekannt, daß die Wechselrichterfrequenz von der Löschzeit abhängig ist. From DE-AS 23 52 473 it is also known that the Inverter frequency depends on the extinguishing time.
Bei dem bekannten Umrichter ist zu diesem Zweck eine Löschzeitregelung vorgesehen, bei der die Erfassung der Löschzeit durch die Erfassung des Nulldurchganges der am Lastkreis anliegenden Spannung erfolgt. Dieses Spannungssignal gelangt dabei als Ist-Wertsignal auf die Löschzeitregelung. Ein Umrichter, wie er aus dem genannten Stand der Technik bekannt ist, wird üblicherweise für eine einzige Frequenz dimensioniert. Für die Dimensionierung werden dabei die für die gewählte Frequenz optimalen Daten der Thyristoren zugrundegelegt, beispielsweise die bei dieser Frequenz optimale Löschzeit oder Stromanstiegsgeschwindigkeit.In the known converter is for this purpose Deletion time provision is provided in which the detection of the Deletion time by detecting the zero crossing of the am Load circuit applied voltage. This The voltage signal reaches the as an actual value signal Deletion time regulation. A converter like that from the known prior art is usually dimensioned for a single frequency. For the Dimensioning will be that for the selected frequency based on optimal data of the thyristors, for example, the optimal deletion time at this frequency or rate of current rise.
In zunehmendem Maße werden aber Umrichter nicht nur bei einer festen Betriebsfrequenz, sondern innerhalb eines bestimmten Frequenzbereichs, beispielsweise zwischen 200 und 600 Hz eingesetzt, um zum Beispiel bei Schmelzanlagen in Abhängigkeit vom verwendeten Schmelzgut die optimalen Prozeßbedingungen zu erreichen.Increasingly, however, converters are not only used for a fixed operating frequency, but within one certain frequency range, for example between 200 and 600 Hz used, for example, in melting plants in The optimum depending on the melting material used To achieve process conditions.
Betreibt man aber einen für eine höhere Frequenz, z. B. 600 Hz, ausgelegten Umrichter mit einer niedrigen Frequenz von z. B. 200 Hz, reicht die Spannung im Speisenetz nicht aus, um die geforderte Last-Nennspannung zu erreichen. Die Leistung des Umrichters bleibt also hinter derjenigen zurück, die bei geeigneter Auslegung auf 200 Hz bei Verwendung der gleichen Wechselrichter-Thyristoren möglich gewesen wäre.But if you operate one for a higher frequency, e.g. B. 600 Hz, designed inverters with a low frequency of e.g. B. 200 Hz, the voltage in the feed network is not sufficient to to achieve the required nominal load voltage. The performance of the converter lags behind that at suitable design at 200 Hz when using the same Inverter thyristors would have been possible.
Betreibt man andererseits einen für eine niedrige Frequenz, z. B. 200 Hz, dimensionierten Umrichter mit einer höheren Betriebsfrequenz von z. B. 600 Hz, dann ist die für die Dimensionierung zum Erreichen der Nennspannung am Lastkreis zugrundegelegte Eingangsspannung am Gleichrichter erheblich höher, als diejenige, die bei 600 Hz benötigt wird. On the other hand, if you run one for a low frequency, e.g. B. 200 Hz, dimensioned converter with a higher Operating frequency of e.g. B. 600 Hz, then that for Dimensioning to reach the nominal voltage at the load circuit underlying input voltage at the rectifier considerably higher than that required at 600 Hz.
Da jedoch die zulässige Spannung am Lastschwingkreis nicht überschritten werden darf, muß zum Einhalten der geforderten Nennspannung der netzseitige Leistungsfaktor des Umrichters abgesenkt werden, so daß die Blindleistungsaufnahme zunimmt.However, since the permissible voltage at the load resonant circuit must not be exceeded, must adhere to the required nominal voltage the grid-side power factor of the converter are lowered so that the Reactive power consumption increases.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Umrichter der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß bei jeder Frequenz innerhalb des Betriebsfrequenzbereiches des Umrichters die optimal zulässigen Betriebsparameter der Wechselrichter-Thyristoren einstellbar sind.The invention has for its object a converter of the type mentioned above further develop that at any frequency within the Operating frequency range of the converter the optimal permissible operating parameters of the Inverter thyristors are adjustable.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Regelkreis für die Löschzeit ein Korrekturglied zugeordnet ist, welches den Sollwert für die Löschzeit abhängig von der Betriebsfrequenz derart vorgibt, daß die Größe cos (2π ftL+ü/2) im gesamten Frequenzbereich des Umrichters gleichbleibend ist.This object is achieved in that the control circuit for the quenching time is assigned a correction element which specifies the setpoint for the quenching time as a function of the operating frequency in such a way that the variable cos (2π ft L + ü / 2) remains constant in the entire frequency range of the converter is.
Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich dadurch aus, daß durch die frequenzabhängige Vorgabe des Soll-Wertes für die Löschzeit, die Löschzeit der Wechselrichter-Thyristoren so eingestellt wird, daß bei konstanter Eingangsspannung am Gleichrichter und unter Einhaltung eines konstanten Leistungsfaktors cos ϕ des Netzes die geforderte Ausgangsspannung am Lastschwingkreis bei allen Betriebsfrequenzen erreichbar ist. Die erfindungsgemäße Lösung basiert darauf, daß als maßgebliche, die Frequenzabhängigkeit der Ausgangsspannung am Lastschwingkreis bestimmende Größe der Faktor cos (2π ftL+ü/2) maßgeblich ist. Die Frequenzabhängigkeit dieser Größe wird zum einen durch den ersten Summanden bestimmt und zum anderen durch den zweiten Summanden aufgrund der Frequenzabhängigkeit der Überlappungszeit ü. The solution according to the invention is characterized in that the frequency-dependent specification of the target value for the quenching time, the quenching time of the inverter thyristors is set such that the constant output voltage at the rectifier and while maintaining a constant power factor cos ϕ of the network, the required output voltage at the load resonant circuit can be reached at all operating frequencies. The solution according to the invention is based on the fact that the factor cos (2π ft L + ü / 2) is decisive as the decisive variable determining the frequency dependence of the output voltage at the load resonant circuit. The frequency dependence of this variable is determined on the one hand by the first addend and on the other hand by the second addend on the basis of the frequency dependence of the overlap time ü.
Löschzeit und Überlappungszeit werden also bei jeder Frequenz so eingestellt, daß das Argument des cos-Ausdrucks konstant bleibt.Deletion time and overlap time are so for everyone Frequency set so that the argument of the cos expression remains constant.
Das Korrekturglied für die frequenzabhängige Vorgabe des Soll-Wertes kann vorzugsweise als Analogrechner ausgebildet sein, dessen Eingangsgröße die Betriebsfrequenz des Umrichters ist und dessen Ausgangsgröße dem Sollwerteingang des Löschzeitreglers aufschaltbar ist. Im Analogrechner ist die oben dargestellte Formel abgebildet, so daß bei Eingabe eines bestimmten Frequenzwertes in den Analogrechner als Ausgangssignal der bei der bestimmten Frequenz ermittelte Wert für die Löschzeit bzw. die Überlappungszeit erhältlich sind. Die Vorgabe des obigen Zusammenhanges kann dabei entweder rechnerisch über die Formel oder anhand einer vorab berechneten Kennlinie für die Frequenzabhängigkeit des Soll-Wertes der Löschzeit erfolgen.The correction element for the frequency-dependent specification of the The target value can preferably be designed as an analog computer be whose input variable is the operating frequency of the Converter and its output variable is the setpoint input of the extinguishing time controller can be activated. Is in the analog computer the formula shown above, so that at Enter a specific frequency value in the analog computer as the output signal of at the specific frequency determined value for the deletion time or the overlap time are available. The specification of the above relationship can either arithmetically using the formula or using a previously calculated characteristic curve for the Frequency dependence of the target value of the extinguishing time respectively.
Um eine definierte Anfangsbedingung des Löschzeitregelkreises zu ermöglichen, ist als weitere bevorzugte Ausführungsform vorgesehen, daß dem Sollwerteingang des Löschzeitreglers alternativ zum Ausgang des Korrekturgliedes ein fester Sollwert für die Löschzeit zur Vorgabe der Startbedingungen des Löschzeitregelkreises zugeschaltet werden kann. Die alternative Zuschaltbarkeit kann beispielsweise dadurch realisiert sein, daß ein Wechselschalter vorgesehen ist, welcher beim Start ein Signal zur Festlegung der Anfangsbedingungen an den Sollwerteingang des Löschzeitreglers legt und nach einer vorgegebenen Zeit so umschaltet, daß das frequenzabhängige Ausgangssignal des Korrekturgliedes als Führungsgröße für den Löschzeitregler maßgeblich ist. To a defined initial condition of the Enabling the extinguishing time control loop is another preferred embodiment provided that the Setpoint input of the extinguishing time controller as an alternative to the output of the correction element a fixed setpoint for the deletion time to specify the start conditions of the extinguishing time control loop can be switched on. The alternative connectivity can be realized, for example, in that a Changeover switch is provided, which at the start Signal to set the initial conditions on the Setpoint input of the extinguishing time controller sets and after a given time so that the frequency-dependent Output signal of the correction element as a reference variable for the extinguishing time controller is decisive.
In einer weiteren Variante der Erfindung bezieht sich diese auf einen Umrichter der eingangs genannten Art, welcher zusätzlich einen weiteren Regelkreis für den Zwischenkreisstrom aufweist, wobei als Stellgröße der Zündwinkel von Stromventilen im Gleichrichter vorgesehen ist und wobei eine Begrenzerschaltung den Zwischenkreisstrom entsprechend der am Eingang des Gleichrichters anliegenden Spannung begrenzt. Dabei sieht die hierfür vorgesehene Variante der Erfindung vor, daß der weitere Regelkreis ein weiteres Korrekturglied aufweist, durch welches als frequenzabhängiger Sollwert für den Zwischenkreisstrom die bei der jeweiligen Frequenz maximal zulässigen Stromwerte für die Wechselrichter-Thyristoren vorgebbar sind.In a further variant of the invention, this relates to an inverter of the type mentioned at the beginning, which an additional control loop for the Has intermediate circuit current, the control value being the Firing angle of current valves provided in the rectifier and with a limiter circuit DC link current corresponding to that at the input of the Rectifier applied voltage limited. Here provides the variant of the invention provided for this purpose, that the further control loop is a further correction element has, as a frequency-dependent setpoint for the intermediate circuit current at the respective frequency maximum permissible current values for the Inverter thyristors can be specified.
Durch diese Maßnahme wird eine zusätzliche Optimierung der Leistungsausbeute des Umrichters über den gesamten Frequenzbereich ermöglicht, da für jede gefahrene Frequenz der bei dieser Frequenz maximal zulässige Zwischenkreisstromwert als Soll-Wert vorgegeben wird. Bei dieser Variante tritt also zusätzlich zum Löschzeitregelkreis ein unterlagerter Regelkreis für den Zwischenkreisstrom in Funktion, so daß weitere Leistungsreserven des Umrichters ausgeschöpft werden.This measure will further optimize the Power output of the converter over the entire Frequency range allows because for every frequency driven the maximum allowed at this frequency DC link current value is specified as the target value. At this variant occurs in addition to Deletion time control loop a subordinate control loop for the DC link current in operation, so that more Power reserves of the converter can be exhausted.
Bei dieser Variante ist es von Vorteil, wenn das Ausgangssignal des weiteren Korrekturgliedes über einen Schalter an den Sollwerteingang des weiteren Stromreglers zuschaltbar ist. Hierdurch ergibt sich eine schaltungstechnisch einfach realisierbare Variante, wobei beispielsweise die Eingangsgröße des weiteren Korrekturgliedes der Eingangsgröße des ersten Korrekturgliedes für den Löschzeitregelkreis entspricht und der gleichen Frequenzmeßeinrichtung entnommen werden kann. With this variant, it is advantageous if that Output signal of the further correction element via a Switch to the setpoint input of the further current controller is switchable. This results in a Circuitry easily realizable variant, whereby for example the input size of the further Correction element of the input variable of the first correction element for the extinguishing time control loop and the same frequency measuring device can be removed.
Dadurch, daß alternativ zum Ausgangssignal des weiteren Korrekturgliedes an den Sollwerteingang des weiteren Stromreglers ein festes Startsignal zur Vorgabe der Startbedingungen oder nach Einstellen einer festen Betriebsfrequenz ein fester Sollwert schaltbar sind, lassen sich stabile Betriebsbedingungen des weiteren Regelkreises für den Zwischenkreisstrom einstellen, indem im Anschluß an den Startvorgang, bei dem ein fester Stromsollwert als Startwert vorgegeben wird, der Sollwerteingang des weiteren Regelkreises umgeschaltet wird auf den frequenzabhängigen Sollwert. Wenn dann die Betriebsfrequenz stabil ist und sich der für diese Frequenz optimale Stromsollwert eingestellt hat, kann auf einen frequenzunabhängigen, festen Betriebsstromsollwert umgeschaltet werden. Diese Dreifach- Alternative am Eingang des Stromreglers wird vorzugsweise durch einen Dreifach-Wechselschalter oder entsprechend geschaltete Halbleiterschalter realisiert. Den absoluten Grenzwert für den Zwischenkreisstrom gibt dabei ein Grenzspannungsgeber vor, dessen Eingangsgröße durch die der Dimensionierung zugrundeliegende Eingangsspannung am Gleichrichter gebildet ist.The fact that, as an alternative to the output signal Correction element to the setpoint input of the further Current controller a fixed start signal for specifying the Starting conditions or after setting a fixed Operating frequency, a fixed setpoint can be switched stable operating conditions of the further control loop for the DC link current by connecting to the starting process, in which a fixed current setpoint as Start value is specified, the setpoint input further Control loop is switched to the frequency-dependent Setpoint. Then when the operating frequency is stable and up the optimal current setpoint for this frequency is set has, can on a frequency-independent, fixed Operating current setpoint can be switched. This triple Alternative at the input of the current regulator is preferred by a triple toggle switch or equivalent switched semiconductor switch realized. The absolute The limit value for the DC link current is entered Limit voltage generator before, the input variable by the Dimensioning of the underlying input voltage on Rectifier is formed.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigtThe invention is based on a Embodiment explained in more detail. It shows
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Parallelschwingkreisumrichters und Fig. 1 is a block diagram of a parallel resonant circuit converter according to the invention and
Fig. 2 eine Kennlinienschar 1 für die Frequenzabhängigkeit der Löschzeit tL und eine Kennlinie 2 für die Frequenzabhängigkeit der Überlappungszeit ü/2, wobei die Kennlinienschar tL(f) gilt für konstante Umrichter-Eingangsspannung und konstante Spannung am Lastkreis (die Parameter a, b, c entsprechen unterschiedlichen Anfangslöschzeiten von 200, 150, 100 µs). Fig. 2 is a family of characteristics 1 for the frequency dependency of the extinguishing time t L and a characteristic curve 2 above for the frequency dependence of the overlap time / 2, wherein the characteristic curves t L (f) is valid for constant converter input voltage and constant voltage at the load circuit (the parameters a, b, c correspond to different initial deletion times of 200, 150, 100 µs).
Ein Parallelschwingkreisumrichter besteht aus einem von einem Drehstromnetz gespeisten Gleichrichter 1, einer Glättungsdrossel 2 und einem Wechselrichter 3. Sowohl der Gleichrichter 1 als auch der Wechselrichter 3 sind thyristorisiert.A parallel resonant circuit converter consists of a rectifier 1 fed by a three-phase network, a smoothing choke 2 and an inverter 3 . Both the rectifier 1 and the inverter 3 are thyristorized.
Ein als Parallelschwingkreis ausgebildeter Lastkreis 4 ist an der Brückenschaltung des Wechselrichters 3 derart angeschlossen, daß der Lastkreis 4 wechselweise von den Diagonalen des Wechselrichters 3 mit Strom versorgt wird. Die den Zündelektroden der Thyristoren V1-V4 des Wechselrichters 3 zugeführten, die Kommutierung einleitenden Zündimpulse werden von einem als Zündimpulsgenerator wirkenden Oszillator 9 geliefert, der Teil eines Löschzeitregelkreises 5 ist. Der Oszillator 9 wird von einem als PI-Regler ausgebildeten Löschzeitregler 8 angesteuert, dessen Eingang als Summationspunkt 10 dargestellt ist.A load circuit 4 designed as a parallel resonant circuit is connected to the bridge circuit of the inverter 3 in such a way that the load circuit 4 is alternately supplied with current by the diagonals of the inverter 3 . The ignition pulses that initiate commutation and are supplied to the ignition electrodes of the thyristors V1-V4 of the inverter 3 are supplied by an oscillator 9 , which acts as an ignition pulse generator and is part of an erase time control circuit 5 . The oscillator 9 is controlled by an erase time controller 8 designed as a PI controller, the input of which is shown as a summation point 10 .
Auf den Eingang des Löschzeitreglers 8 wird zum einen der Ist-Wert der Löschzeit gegeben, der von einer Meßeinrichtung 6 für die Löschzeit ermittelt wird. Die Messung der Löschzeit erfolgt dabei nach bekannten Methoden.On the input of the erasing time controller 8 on the one hand, the actual value is added to the erase time which is determined by a measuring device 6 for the erasure time. The erasure time is measured using known methods.
Ebenfalls auf den Summationspunkt 10 am Eingang des Löschzeitreglers 8 gegeben werden kann ein fester Soll-Wert tLStart sowie alternativ hierzu ein frequenzabhängiger Soll-Wert tLSoll, der den Ausgang eines Korrekturgliedes 7 bildet, dessen Eingang durch ein der Betriebsfrequenz des Umrichters entsprechendes Frequenzsignal f gebildet ist.A fixed target value tL Start and, alternatively, a frequency-dependent target value tL Soll , which forms the output of a correction element 7 , the input of which by a frequency signal f corresponding to the operating frequency of the converter, can also be given to the summation point 10 at the input of the quenching time controller 8 is formed.
Die beiden Sollwerte tLStart bzw. tLSoll können alternativ an den Summationspunkt 10 aufgeschaltet werden, wobei dies durch die entsprechende Stellung der Schalter gewährleistet ist. The two setpoints tL Start and tL Soll can alternatively be applied to the summation point 10 , this being ensured by the corresponding position of the switches.
Im Korrekturglied 7 ist eine der Kennlinien für die Frequenzabhängigkeit der Löschzeit aus der in Fig. 2 dargestellten Kennlinienschar vorgegeben. Die Vorgabe kann dabei entweder in Tabellenform oder als arithmetische Gleichung eines Analogrechners erfolgen.In the correction element 7 , one of the characteristic curves for the frequency dependence of the deletion time from the family of characteristic curves shown in FIG. 2 is specified. The specification can be made either in table form or as an arithmetic equation of an analog computer.
Die in Fig. 2 dargestellte Frequenzabhängigkeit ergibt sich abgeleitet aus der für die Ausgangsspannung am Lastschwingkreis des Umrichters maßgebliche Gleichung:The frequency dependence shown in FIG. 2 is derived from the equation relevant for the output voltage at the load resonant circuit of the converter:
Dabei bedeutet Ug den am Ausgang des Gleichrichters 1 anliegenden Effektivwert der Spannung, ü die Überlappungszeit beim Stromübergang von einer Brückendiagonalen zur anderen im Wechselrichter 3, f die Betriebsfrequenz und tL die jeweilige Löschzeit.Here U g means the effective value of the voltage present at the output of the rectifier 1 , ü the overlap time during the current transfer from one bridge diagonal to the other in the inverter 3 , f the operating frequency and t L the respective extinguishing time.
Unter der Annahme, daß einerseits bei jeder zulässigen Betriebsfrequenz die Lastschwingkreisspannung am Ausgang des Umrichters konstant sein soll und andererseits der Leistungsfaktor des Umrichters ebenfalls unverändert sein muß, was wiederum eine Konstanthaltung der am Eingang des Gleichrichters anliegenden Leerlaufspannung bedeutet, ergibt sich die in Kurve 1 dargestellte Abhängigkeit der Löschzeit von der Frequenz. Aus dem Verlauf der Kurve 2 ist zu erkennen, daß neben der Frequenzabhängigkeit der Löschzeit auch eine, wenn auch geringere, Abhängigkeit der Überlappungszeit von der Frequenz vorhanden ist. Assuming that, on the one hand, the load resonant circuit voltage at the output of the converter should be constant at every permissible operating frequency and, on the other hand, the power factor of the converter must also be unchanged, which in turn means keeping the open circuit voltage at the input of the rectifier constant, results in curve 1 The deletion time depends on the frequency. It can be seen from the course of curve 2 that, in addition to the frequency dependence of the deletion time, there is also a, albeit smaller, dependence of the overlap time on the frequency.
Bei einer bestimmten Betriebsfrequenz f ergibt sich also aus dem in Fig. 2 dargestellten Zusammenhang eindeutig der hierfür optimale Sollwert für die Löschzeit, der im folgenden als Führungsgröße für den Löschzeitregelkreis 5 dient.At a specific operating frequency f, the relationship shown in FIG. 2 clearly results in the optimal setpoint for the extinguishing time, which is used in the following as a reference variable for the extinguishing time control circuit 5 .
Im linken Bereich der in Fig. 1 dargestellten Blockschaltung befindet sich ein weiterer Regelkreis, welcher zur Regelung des Zwischenkreisstromes IDC dient.In the left area of the block circuit shown in FIG. 1 there is another control circuit which serves to regulate the intermediate circuit current I DC .
Der weitere Regelkreis 11 besteht aus einer Steuerschaltung 12 für den Zündwinkel α der Thyristoren des Gleichrichters 1. Die Steuerschaltung 12 wird von einem Stromregler 13 angesteuert, dessen Eingang von einem weiteren Summationspunkt 14 gebildet ist, dem alternativ drei Sollwertgrößen zugeschaltet werden können.The further control circuit 11 consists of a control circuit 12 for the firing angle α of the thyristors of the rectifier 1 . The control circuit 12 is controlled by a current regulator 13 , the input of which is formed by a further summation point 14 , to which three setpoint variables can alternatively be connected.
Zusätzlich erhält der Stromregler 13 einen nicht dargestellten Istwerteingang für den in den Zwischenkreis 2 fließenden Zwischenkreisstrom IDC.In addition, the current controller 13 receives an actual value input (not shown) for the intermediate circuit current I DC flowing into the intermediate circuit 2 .
Dem Sollwerteingang des Stromreglers 13 am Summationspunkt 14 zuschaltbar sind zwei feste, frequenzunabhängige Stromwerte ISoll Start 16 und ISoll Betrieb 17. Darüber hinaus ist ein weiteres Korrekturglied 15 zuschaltbar, in dem eine weitere Wertetabelle abgespeichert ist, deren Werte dem Verlauf des maximal zulässigen Thyristerstromes in Abhängigkeit von der Betriebsfrequenz entspricht. Dieser Zusammenhang kann punktweise dem Datenblatt der Thyristoren entnommen werden.Two fixed, frequency-independent current values I setpoint start 16 and I setpoint operation 17 can be connected to the setpoint input of current controller 13 at summation point 14 . In addition, a further correction element 15 can be activated, in which a further table of values is stored, the values of which correspond to the course of the maximum permissible thyrister current as a function of the operating frequency. This correlation can be found point by point in the data sheet of the thyristors.
Übergeordnet zu den Größen 15, 16, 17 ist dem weiteren Regelkreis 11 ein Grenzspannungsgeber 18 zugeordnet, der sein Eingangssignal von der am Ausgang des Wechselrichters anliegenden Spannung erhält. A superordinate voltage generator 18 is assigned to the other control circuit 11 , which receives its input signal from the voltage present at the output of the inverter, in a superordinate manner to the variables 15, 16, 17 .
Beim Erreichen des durch den Grenzspannungsgeber 18 vorgegebenen maximal zulässigen Zwischenkreisstromes geht der weitere Regelkreis 11 in seine Begrenzung.When the maximum permissible intermediate circuit current specified by the limit voltage transmitter 18 is reached, the further control circuit 11 goes into its limitation.
Unterhalb des durch den Grenzspannungsgeber 18 bestimmten Grenzwertes übernimmt einer der Sollwertgrößen 15, 16, 17 die Führung. Beim Einschalten des Umrichters ist dies zunächst der Start-Sollwertgeber 16, der definierte Anfangsbedingungen schafft. Nach Ablauf einer bestimmten Startzeit wird der Summationspunkt 14 auf die Betriebs- Sollwertgröße des Gebers 17 geschaltet. Über den ständig zugeschalteten Sollwertgeber 15 für das frequenzabhängige Strom-Sollsignal wird aus der dem Sollwertgeber 15 am Eingang zugeleiteten Frequenz f der ihr zugeordnete maximal zulässige Strom-Sollwert ermittelt und dieser als Führungsgröße für den weiteren Regelkreis 11 ausgegeben. Die Zuschaltung des weiteren Korrekturgliedes 15 an den Summationspunkt 14 erfolgt solange, bis eine stabile Betriebssituation des Umrichters noch nicht eingestellt ist. Ist die Frequenz des Umrichters stabil, übernimmt die Führung des Summationspunktes 14 wieder der Sollwertgeber 17, der einen festen Grenzwert für die jeweilige feste Betriebsfrequenz liefert.Below the limit value determined by the limit voltage transmitter 18 , one of the setpoint variables 15, 16, 17 takes over the guidance. When the converter is switched on, this is initially the start setpoint generator 16 , which creates defined initial conditions. After a certain start time, the summation point 14 is switched to the operating setpoint value of the encoder 17 . Via the constantly activated setpoint generator 15 for the frequency-dependent current setpoint signal, the maximum permissible current setpoint value assigned to the setpoint generator 15 at the input is determined and this is output as a reference variable for the further control circuit 11 . The additional correction element 15 is connected to the summation point 14 until a stable operating situation of the converter has not yet been set. If the frequency of the converter is stable, the command of the summation point 14 is again taken over by the setpoint generator 17 , which supplies a fixed limit value for the respective fixed operating frequency.
Auf diese Weise läßt sich neben der frequenzoptimierten Löschzeit, die durch den Regelkreis 5 bestimmt wird, auch der in den Zwischenkreis 2 einfließende Zwischenkreisstrom frequenzabhängig optimieren. Durch das Zusammenwirken der beiden Regelkreise 5 bzw. 11 ergibt sich somit innerhalb des gesamten Betriebsfrequenzspektrums des Umrichters eine bestmögliche Auslegung.In this way, also flowing into the intermediate circuit 2 intermediate circuit current can be optimized depending on the frequency next to the frequency optimized erase time which is determined by the control loop. 5 The interaction of the two control loops 5 and 11 thus results in the best possible design within the entire operating frequency spectrum of the converter.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4442801A1 (en) * | 1994-12-01 | 1996-06-05 | Sibea Gmbh Ingenieurbetrieb Fu | Inductive heating system for metal tubes |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2352473B2 (en) * | 1973-10-19 | 1976-07-29 | Aeg-Elotherm Gmbh, 5630 Remscheid | PROCEDURE FOR OPERATING A PARALLEL VIBRANT CIRCUIT CONVERTER AND FOR OPERATING PARALLEL VIBRANT CIRCUIT CONVERTERS SUITABLE FOR THIS PROCEDURE |
| DE3237716C2 (en) * | 1982-10-12 | 1984-09-06 | Aeg-Elotherm Gmbh, 5630 Remscheid | Inverter for a parallel oscillating circuit converter |
-
1991
- 1991-12-11 DE DE19914140748 patent/DE4140748C1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2352473B2 (en) * | 1973-10-19 | 1976-07-29 | Aeg-Elotherm Gmbh, 5630 Remscheid | PROCEDURE FOR OPERATING A PARALLEL VIBRANT CIRCUIT CONVERTER AND FOR OPERATING PARALLEL VIBRANT CIRCUIT CONVERTERS SUITABLE FOR THIS PROCEDURE |
| DE3237716C2 (en) * | 1982-10-12 | 1984-09-06 | Aeg-Elotherm Gmbh, 5630 Remscheid | Inverter for a parallel oscillating circuit converter |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4442801A1 (en) * | 1994-12-01 | 1996-06-05 | Sibea Gmbh Ingenieurbetrieb Fu | Inductive heating system for metal tubes |
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