KR100187965B1 - 변환기의 전기밸브 제어방법 - Google Patents

변환기의 전기밸브 제어방법 Download PDF

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Abstract

다단 및 다상 라인 및 자려(自勵) 변환기(13,14) 용 파일럿 신호를 생성하기 위한 일반적인 알고리즘이 정해지고, 그에 의해 다른형들의 변환기들을 제어하는 것이 가능하다. 제어 알고리즘은 하드웨어 혹은 소프트웨어로서 구현될 수 있다. 본 발명은 멀티시스템 기관차에 특히 적합하다. 파일럿 신호 발생기(10)의 변조기(9)의 간단한 재프로그래밍에 의해 기관차의 다른 급전계로 전환하는 것이 가능하다. 변조기(9) 및 펄스 발생기(8)는 설정기(5)로 부터 변조기 제어신호(7) 혹은 펄스 발생기 제어신호를 수신하며, 이들 변조기, 펄스발생기, 설정기는 파일럿 신호 발생기(10)를 형성한다.

Description

변환기의 전기밸브 제어방법
제1도는 변환기(converter)용 파일럿 신호를 생성하는 본 발명에 따른 파일럿 신호 발생기를 함께 나타낸, 변환기에 의해 급전되는 프로세스의 블럭도.
제2도는 3개의 밸브 체인을 갖는 3상 (phase)변환기용 파일럿 신호 발생기의 블럭도.
제3a도 내지 제3f도는 단 하나의 사이리스터 체인을 갖는 변환기 회로들.
제4a도 내지 제4e도는 2개의 사이리스터 체인을 갖는 변환기 회로들.
제5a도 내지 제5c도는 3개의 사이리스터 체인을 갖는 변환기 회로들.
제6도는 다상(multiphase) 다포인트(multipoint)변환기용 밸브 체인 매트릭스.
제7도는 3회로 4 궈드런트(quadrant)변환기용 파일럿 신호 발생기의 블럭도.
제8도는 타이밍 알고리즘용 보조 전위망.
본 발명은 특허청구의 범위 제1항의 전제부에 따른 변환기의 전기 밸브 제어방법에 관한 것이다.
상기 전제부에서, 본 발명은 「고전력 3 레벨 인버터 구동시스템에 대한 속응 공간 벡터제어(QUICK RESPONSE SPACE VECTOR CONTROL FOR A HIGH POWER THREE-LEVEL-INVERTER DRIVE SYSTEM)」, 전력전자 및 응용에 관한 제3차 유럽회의, EPE Aachen, 9-12 Oct. 1989, Bol. 1. pages 417 - 420에 에프. 바우에르 및 하. - 데. 하이닝에 의해 공개된 것과 같은 종래기술을 언급하고 있다. 거기에서 플럭스 컴퓨터가 변환기 급전 유도기의 피일드 지향 제어용으로 이용된다. 3레벨 인버터의 GTO 사이리스터가 펄스폭 변조에 의해 제어된다. 피일드 지향 제어 및 펄스 패턴의 생성 모두 디지탈 신호 프로세서에서 처리된다. 이 경우, 각 변환기형은 특별한 제어 프로그램과 특별한 제어회로를 필요로 한다.
따라서, 특허청구의 범위 제1항에서 규정되는 바와 같이, 본 발명은 다른 형들의 변환기가 범용 알고리즘에 따라 제어될 수 있는 식으로 앞에서 언급한 형의 변환기의 전기 밸브 제어방법을 더욱 발전시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 이점은 범용(general)알고리즘이 다단 및 다상 라인 및 자려(self-commutated)변환기용 밸브 혹은 사이리스터 지령을 생성하는데 이용가능하다는 것에 있다. 제어는 각 변환기형에 대해 새로히 프로그램 되는 것을 필요로 하지 않는다. 제어 알고리즘은 하드웨어 혹은 소프트웨어로써 구현될 수 있다.
전력 전자분야에서 변환기 펄스폭 변조기의 다양성은 1 내지 3가지 형으로 제한될 수 있다. 결과로서 특히 소량 및 독특한 개개의 솔루션용 개발 비용을 저감하는 것이가능하다.
본 발명과 그의 이점은 첨부한 도면을 참조로 설명하는 다음에서 분명해진다.
도면에서, 같은 도면부호는 여러 도면에 걸쳐 동일한 혹은 상응하는 부분을 지시한다. 제1도에서 (1)은 에너지원 혹은 AC 전압 혹은 DC전압원을 나타내는데 그로 부터 제어가능 전기밸브 혹은 인버터 혹은 변환기(2)를 경유하여 전기 소비자 혹은 부하 혹은 전기기계 혹은 프로세스(3)에 전기적 에너지가 공급된다. 예를 들면 AC 신호(Ⅰ), AC 전압 신호(U), 토오크 신호(Mo) 및 주파수 신호(f)들이 프로세스(3)에 의해 검출되어 컨트롤러(12)에 공급된다. 출력측에서, 상기 컨트롤러(12)는 제어신호(S12)를 파일럿 신호 발생기(10)의 펄스 혹은 펄스 발생기(8) 및 변조기(9)로 공급한다. 제어신호(S12)는 변조 심도 파리미터 신호 (mOi) 및 AC 전압(U) 의 각 주파수 신호(ω)로 구성될 수 있으며, 여기서 (i)는 AC 상(R,S,T)에 대한 제어변수를 나타낸다. 입력측에서, 변조기(9)는 파일럿 신호 발생기(10)의 프로그래밍 요소 혹은 설정기(5)로 부터 또 다른 변조기 제어신호(7)를 수신한다. 입력측에서, 설정기(5)는 규정 가능한 설정 신호(4)를 수신한다. 펄스 발생기(8)는 설정기(5)로 부터 펄수 발생기 제어신호(6)를, 변조기(89)로 부터 변조함수(mi(t))에 해당하는 신호를 수신한다; 그 출력측에서, 펄스 발생기는 변환기(2)로 트리거신호 혹은 파일럿 신호(11)를 공급한다. 파일럿 신호(11)는 유리섬유에 의해 전송된 광신호; 혹은 도시되지 않은 증폭기에 의해 증폭된 전기 신호일 수 있다. 본 발명에 따른 파일럿 신호 발생기(10)는 변환기(2)의 바로 위쪽 제어전자계와 전력회로간의 인터페이스에 접속된 전력 전자계의 요소를 나타낸다. 파일럿 신호 발생기(10)는 컨트롤러(12)로 부터 그리고 변환기의 제어 프로세스를 포함하는 전자계의 부분으로 부터 입력변수를 수신한다. 제2도에 도시된 것은 3상 (R,S,T)을 갖는 변환기(2)용 파일럿 신호 발생기 (10)이며, 이는 파일럿 신호(11)에 의해 3개의 양방향, 반제어(half-controlled)밸브체인(13)을 구동하는데 간략화를 위해 3개의 밸브중 상(T)에 관계하는 하나만을 도시하였다. 다이오우드는 밸브 체인(13)의 각 사이리스터에 역병렬(antiparallel)로 연결된다. (M)은 하부버스바아(SU)와 제로단자 혹은 출력단자(UO) 사이의 하부 밸브 단자(Ul...UM)의 총수를 나타낸다. (N)은 상부 버스바아(SO)와 제로단자(UO)사이의 상부밸브 단자(01...ON)의 총수를 나타낸다. 변환기(13)의 포인트의 총수를 PZ = 1, ... M-1, M, M+1, M+2, ... M+N+1, M+N+2에 의해 나타낸다.
양방향, 반제어밸브 체인(13) 대신에, 예를 들면 일련의 사이리스터 회로(TUM,...TU2, TU1, TO1, TO2, ... TON)를 갖는 단일방향, 전제어(fully controlled)밸브 체인을 제공하는 것이 가능하다. 동일한 선정이 밸브 체인(13)에 대해서도 유효하다(도시하지 않음).
파일럿 신호발생기(10)는 단 하나의 설정기(5)를 갖지만, 상(R,S,T)당 각각 하나의 변조기(9) 와 하나의 펄스 발생기(8)를 갖는다.
데이터를 만들기 위한 파일럿 신호 발생기(10)의 프로그래밍 파라미터를 포함하는 설정기(5)는 일단 고차 레벨에 의해 설정되어 있는 그것들을 셀프데스트에 따라 결정된 회로데이터를 고려해야 하는 적당한 처리후에 변조기(9)혹은 일군의 변조기(9) 및 펄스발생기(8) 에 주기적으로 이용 가능하게 하도록 한다.
설정기(5)는 설정신호(4)로서 다음 신호를 수신한다 :
-AG = 동일한 기본파 위상을 갖는 밸브체인 (13,14)의 수,
-AC =작동전류 파라미터, AC 혹은 DC 작동에 대한 특성,
-AC=1은 AC/AC 전압 작동을 의미한다.
AC = 0은 예를 들어, 제 3d) 및 3e)도에 따른 1궈드런트 변환기의 경우와 같은, DC/DC 전압 작동을 나타낸다,
-PZ =밸브 체인 길이 파라미터, 밸브 체인당 직렬 연결된 사이리스터의 수,
PZ = 2 =2포인트 회로,
PZ = 3 =3포인트 회로,
PZ = 4 =4포인트 회로,
-DS = 양측 (double-sided)부하 급전의 파라미터,
DS = 0 = 예를 들면 인버터의 제 5c)도에 따른 스타 결선 비동기기로의 단측급전,
DS = 1= 예를 들면 제4d) 도에 따른 4 궈드런트 변환기에서의 트랜스 포머 권선의 양측급전,
-ω=AC 전압 각 주파수
f = AC 전압 (U)의 주파수,
-k = 동기타이밍의 파라미터, 타이밍 다양성의 크기,
-Ω = 타이밍의 각 주파수
=k·ω = 2·π·f, 여기서 AC = 1, ft= 클럭주파수,
-AΦ = 기본파 이동을 갖는 밸브 체인의 수, 및
-Aε = 이동된 펄스패턴을 갖는 독립 밸브 체인의 수.
변조기 (9)는 설정기 (5)로 부터 다음과 같은 신호를 변조기 제어신호(7)로 수신한다 :
AC, PZ, ω및
-ΦR, ΦS, ΦT= 밸브체인 (R,S,T)기본파의 초기 각 위치·일반화하면, 초기 각 위치는 (Φi)에 의해 나타낸다. 여기서 I = 1,2,...AΦ·AG는 AC상에 대한 제어변수.
펄스발생기(8)는 설정기(5)로 부터 펄스 발생기 제어신호로서 다음과 같은 신호를 수신한다 : PZ, ω, k 및
- εR, εS, εT= 펄스패턴 이동체인에 대한 펄스 패턴 각 위치의 초기위치. 일반화하면, 펄스패턴 각 위치의 초기 위치는 (εj)에 의해 나타내진다. 여기서 j = 1,2,...Aε·AΦ는 펄스 패턴에 대한 제어변수.
펄스발생기(8)및 변조기(9)용 각 주파수 신호(ω)는 인버터(2)의 경우에 또한 컨트롤러(12)로 부터 나올 수 있다. 펄스 발생기 (8)및 변조기(9) 각각은 컨트롤러(12)로부터 제어신호(S12)와 더불어 동기신호 (SYN)및 컨트롤러 기본파 각 위치에 따른 컨트롤러 보정 각 신호(Ψi)를 수신한다. 백터 컨드롤러(12)의 경우에, 또한 단지 변조심도 파라미터(mOi)및 컨트롤러 보정 각 신호(Ψi)만을 출력하는 것이 가능하다. 변조기(9)는 컨트롤러(12)로 부터 변조심도 파라미터(mOi)그리고, 필요하면, 각 주파수 신호(ω)를 수신한다.
최소수의 데이터로 부터변조함수 (mi(t))를 생성하는 것이 변조기(9)의 일이다. 모든 경우는아니지만 매우 많은 경우 일반적인 분석 표현에 의해 커버될 수 있다. 특별한 적응 방정식이 간단한 선형 변환기 혹은 예를 들면 직접 셀프 레귤레이션(self-regulation)에서 발생하는 특별한 변조함수(mi(t))에 대해 사용되는 것이 필요하다. 변조 함수(mi(t))는 펄스발생기(8)에 의해 발생되는 펄스 트레인의 모양을 결정한다.
변조기(9) 의 매우 일반적인 형은 다음의 시간 종속 변조 함수를 계산한다 :
여기서 t=시간, 인덱스 i는 AC상 ( R,S,T)을 특징짓는 제어변수, mOi는 변조 심도 파라미터, Φi는 초기 각 위치 및 Ψi 는 i번째 밸브 체인 회로의 컨트롤러 보정각 단 i=1,2,..AΦ.
변조함수(mi(t))는 변환기(2)에 의해 생성되는 변수(전류/전압)의 진폭, 주파수 및 위상을 제공한다.
펄스 발생기(8)는 입력 데이터로 부터 다음식에 따른 시간 종속 다레벨함수 혹은 분포 혹은 컴뮤테이션(commutation)함수 KFij(t)를 생성한다 :
여기서 n은 제어변수, n1은 정확도 특성, εj는 동일 인덱스 i를 갖는 밸브 체인 회로의 펄스 j의 패턴위치 초기값. 초기 각 신호 (Φi)는 변조기(9)를 통해 혹은 직접적으로 설정기(5)(도시하지 않음)로 부터 펄스 발생기로 전송될 수 있다.
계산의 정확도는 합 조건의 수와 더불어 증가한다. n1은 바람직하게 20과 100사이의 범위에서 선택된다.
펄스 발생기(8)의 출력신호(11)는 사이리스터(TUM...TON)의 루팅지시에 해당한다; 그들은 컴뮤테이션 함수 KFij(t)로 부터 아래에서 규정되는 히비사이드(Heaviside)함수 H(x)를 구현하는 PZ비교기의 도움으로 수신된다. 에라 검색과 단락회로 방지용 대책은 펄스 발생기 (8)혹은 부가적인 장치(도시되지 않음)에 제공될 수 있다.
파일럿 신호 발생기 (10)는 하드웨어 혹은 소프트웨어에서 구현될 수 있다. 이것은 임의 길이의 밸브체인(13,14)를 갖는 변환기(2)를 구동토록 사용될 수 있다. 단의 총수 혹은 포인트(PZ)의 총수는 체인길이 파라미터로서 제공된다.
제3도 내지 제5도는, 밸브체인(14)의 그것들에 해당하는 지정인, 본 발명에 따른 알고리즘의 응용예를 나타낸다. 이경우, 제3도는 단지 하나의 밸브 체인 혹은 밸브체인의 일부를 구성하는 변환기(2)를 나타낸다.
제3a도 내지 3c도는 1상 변환기를 나타낸다. 제3d도는 1 귀드런트 전류 변환기를, 제 3e도는 1 궈드런트 전압변환기를, 그리고 제 3f도는 2 궈드런트 변환기를 나타낸다.
이 그룹의 변환기(2)는 단지 하나의 모듈 혹은 변조기(9) 및 펄스 발생기(8)에 의해 구동될 수 있다.
2개의 사이리스터 체인을 갖는 변환기(2)의 경우에, 2개의 그런 소프트웨어 혹은 하드웨어 모듈을 이용하는 것이 필요하다. 이들은 다음의 변환기(2)를 포함한다 :
제4a도 : 1상 스타결선,
제4b도 : 게이팅, 게이팅 및 클리핑 (섹터 제어)과 같은 그리고 예를 들어 전자 단 스위치형을 나타내는 DC 측에서의 시이퀀싱 회로와 같은 많은 설계에서 모든 제어형을 갖는 1상브릿지 회로,
제4c도 : 상간 컴뮤테이션의 원칙에 따른 1상 회로,
제4d도 : 4궈드런트 변환기(4권드런트 변환기의 하나의 회로 혹은 비동기기 결선용 전압 인버터의 하나의 회로),
제4e도 : DC전압망에서 역전위를 갖는 전류 인버터 급전용 2권드런트 변환기.
다음의 변환기 (2)는, 예를 들면, 3개의 구동 모듈을 필요로 하는 3개의 사이리스터 체인을 갖는다 :
제 5a도 : 3상 브릿지, AC측의 1 상 시이퀀싱 회로,
제5b도 : 준(quasi)4단 회로,
제5c도 : 스타 결선 비동기 기계용 전압 인버터, 및 도시되지 않음 : 상간 컴뮤테이션을 갖는 3상 전류 주입 변환기.
임의의 밸브 체인수에 적용될 수 있는 논리를 제3도 내지 제5도에서 파악할 수 있다. 제6도는 M+N직렬 결선된 밸브 혹은 사이리스터 (TUM...TON)를 갖는 AΦ상에 대한 매트릭스 형태의 변환기(2)를 나타내는데, 이는 상당 2개의 변조기(9)와 2개의 펄스 발생기(8)를 필요로 한다. 그러한 변환기에 대해, 밸브 체인 길이 파라미터는 PZ=M+N이고 밸브 체인의 총수는 AN=(1+DS)·AΦ·AG·Aε 이다.
펄스 패턴 이동은 클럭 주파수 고주파의 대역을 컴뮤테이트하기 위해 이동된다. 이 이동은 뚜렷하게 변환기(2)의 합 클럭 주파수(ft)를 증가시킨다.
예를 들어, 변환기의 6개의 체인이 4궈드런트 변환기의 3타이밍 오프셋이지만 동위상 입력 회로로서, 혹은 타이밍 오프셋이 아니지만 각 경우마다 120°씩 이동되는 인버터의 3개의 상으로서, 혹은 6개의 2권드런트 변환기 작동되는지는 단순히 파라미터 프로그래밍의 문제이다. 이 경우, 위상 이동이나 타이밍 오프셋이 프로그램된다.
라인측에 실시되는 것과 같은 변환기(2)의 자유로운 프로그래밍과 다수 병렬 설계는 전류망에 설비의 부분적인 고장의 경우에 조차도, 해당하는 파라미터를 설정하는 것에 의해 간단하게 최소의 고주파가 실려지는 펄스 패턴 이동으로 자동적으로 바꾸는 것을 가능하게 한다.
제2도에 나타낸 3상 변환기(13,14)에서, 기본파 위상각 및 펄스패턴 위상각 모두 별개로 프로그램 되어야 한다.
제7도 3회로 4궈드런트 변환기용 파일럿 신호 발생기(10)를 나타낸다. A,B혹은 A1, B1 혹은 A2, B2에 의해 표시되는 2개의 변조기(9) 및 2개의 펄스 발생기(8)가 회로당 제공된다. 변조기(9)기본파의 동위상성은 초기 각 위치 신호(ΦA,Φ'A; ΦB, Φ'B; ΦC,Φ'C)에 의하여 개별적으로 프로그램될 수 있다. 펄스 패턴 각 위치의 개별적으로 프로그램된 초기값(εa,ε'a; εb,ε'b; εc,ε'c)에 의해 양급전(double-fed)회로들간 펄스 발생기(8)에서의 상호 펄스 패턴 이동에 대해서도 동일하다. 2개 변조기(9)는 각각 컨트롤러(12)에 의해 규정된 변조심도 파라미터((mOa)혹은 (mOb)혹은 (mOc))이다. 컨트롤러(12)는 또한 변조기(9) 및 펄스 발생기(8)로 컨트롤러 보정각 신호 (회로당 (Ψa)혹은 (Ψb)혹은 (Ψc))를 전달한다. 기준점을 갖는 공통 동기는 온, 오프 전환될 수 있다. 각 주파수(ω)는 설정기(5)에 의해 설정될 수 있다. 컨트롤러 출력 히비사이드가 또한 합쳐져 하나의 벡터 변수를 형성할 수 있다.
초기 각 위치 신호 (ΦA,Φ'A; ΦB, Φ'B; ΦC,Φ'C)는 초기각, 예를 들면, Φ0=0 및 각 회전 △Φ=2·π/AΦ를 토대로 다음식에 따라 설정기(5)에서 계산된다 :
변조기 (9)의 출력에서 변조함수 (ma(t),mb(t),mc(t))는 mi(t)에 대한 식에서 i를 a혹은 b혹은 c로 대치함으로써 얻는다. 명료함을 위해, 단지 변조함수 ma(t)만이 도시된다. 트윈체인에 대한, 도시하지 않은 것과 같게, 변조함수 (ma'(t),mb'(t),mc'(t))는 각 식에서 Φi를 Φ'i로 대치함으로써 변조 함수 (ma(t),mb(t),mc(t))로 부터 얻어진다.
펄스 패턴 이동에 대한 초기값은및에 대하여 ε0=π/(k·(DS+1)이고, 그 외는 ε0=0이다. 여기서, ent(x)는 가장 큰 정수 ≤x를 나타낸다. ε0는 펄스 패턴 각 위치의 동기값을 지정한다.
이러한 값과 함께, 펄스 패턴 각 위치의 초기값 (εa,ε'a; εb,ε'b; εc,ε'c)이 설정기(5)로 부터 다음식에 따라 수신된다 :
어포스트러피(')로 표시된 신호는 양급전 체인(DS=1)으로서 어포스트러피 없는 트윈 체인에 대해 정확하게 규정가능한 상과 펄스 패턴 위치를 갖는 밸브 체인에 대해 적용한다.
다레벨 함수 (KFaj, KFbj, KFcj)는 KFij에 대한 식에서 i를 a혹은 b 혹은 c로 대치함으로써 펄스 발생기 (8)에서 계산된다. 트윈 체인에 대한 다 레벨 함수(KF'aj, KF'bj, KF'cj)는 그들 식에서 ma(t), mb(t), mc(t)을 ma'(t) 혹은 mb'(t)혹은 mc'(t)로 대치하고 εj를 ε'j로 대치함으로써 다레벨 함수 (KFaj, KFbj, KFcj)로 부터 구한다.
LU0에 의해 제로단자(U0)의 기준 전위를 나타내며, LU0=0.5+ent((PZ-2)/2)이다.
제로단자(U0)위의 사이리스터의 수 (N)는 PZ/2-ent(PZ/2)=0에 대해 N=PZ/2이고, 그외는 N=PZ/2+0.5이다. 제로단자(U0)아래의 사이리스터의 수 (M)은 M=PZ-N이다.
따라서, 사이리스터(TON-TUM)에 대한 파일럿 신호(11)혹은 (LTONi-LTUMi)는 다음식에 따라 펄스 패턴 j를 갖는 상(i)에 관해 계산된다 :
이 경우, H(x)는 소위 히비사이드 함수이고, x≥0에 대해서
H(x)=1 이고 x＜0에 대해서 H(x)=0이다.
i번재 상(phase)혹은 밸브 체인의 상측 사이리스터 (TO1-TON)에 대하여, 제로단자(U0)로 부터 파일럿 신호(11) 혹은 (LTOnij)에 대해 다음식이 적용된다 :
하측 사이리스터 (TU1-TUM)의 파일럿 신호 (11)혹은 (LTUnij)는 제로단자 (U0)로 부터 시작하여 다음식이 적용된다 :
제 8도는 타이밍 알고리즘 혹은 컴뮤테이션 함수 (KFij(t))의 보존 저위망을 나타낸다. 밸브 체인의 회로상태를 유일하는 설명하는 상기 컴뮤테이션 함수 (KFij(t))는 밸브 단자(UM-ON)에서의 전위에 해당하는 전위 레벨선(L0-L5)과 변조 함수 (mi(t))의 각 교차점에서 값1만큼 증가되거나 감소된다. 변화는 변조함수 (mi(t))의 도함수에 해당한다. 보조 전위망은 변조함수 (mi(t))의 도함수에 해당한다. 보조 전위망은 변조함수 (mi(t))와 상기 망의 교차점으로 부터의 다레벨 컴뮤테이션 함수 (KFij)의 생성을 설명한다.
관련 설명을 제2도에서의 지정을 참조하는 바람직한 실시예들을 다음에 나타낸다. 상(R,S,T)에 대한 심볼은 제어변수(i)에 의해 또한 일반화되는데, i=1은 단일상 혹은 상(R)등에 해당한다.
역전류를 갖는 6개의 4단 2궈드런트 변환기의 변환기 매트릭스는 다음과 같이 작동된다 :
-6개의 2궈드런트 변환기(전류변환기, 전압변환기),
-PZ=2혹은 3혹은 4인 3개의 4궈드런트 변환기,
-PZ=2 혹은 3혹은 4인 2개의 1펄스 3상 인버터,
-PZ=2 혹은 3혹은 4인 1개의 2펄스 3상 인버터, 혹은
-이들 회로의 조합.
[실시예 1]
PZ=2 (전류 혹은 전압 변환기)인 6개의 2궈드런트 변환기를 갖는 매트릭스 변환기용 타이밍 알고리즘 :
[실시예 2]
PZ=2인 3개의 4궈드런트 변환기를 갖는 매트릭스 변환기용 타이밍
알고리즘 :
파일럿 신호(11) 뿐만아니라, 변조기(9) 및 펄스발생기 (8)의 개별 입력신호는 실시예1과 동일하다. 상기 동일함은 다음 실시예에도 적용된다.
[실시예 3]
PZ=2인 2개의 1펄스 3상 인버터를 갖는 매트릭스 변환기용 타이밍
알고리즘 :
본 발명은 멀티시스템 기관차에 특히 적당하다. 최소수의 스위치로 설계된 기관차의 전력회로는 간단하게 변조기(9)의 재프로그래밍에 의해 다른 급전 시스템으로 전환된다. 기관차의 다중 시스템 성능이 단지 하나의 전자 제어시스템으로 확보된다. 채택된 알고리즘의 일반성은 표준 프로젝트의 수행시에 복잡성과 비용을 경감시킨다.
변조기(9)의 출력신호(mi(t))는 종래의 기구제어에서의 제어전압과 유사하게 해석될 수 있는 시간 종속 변수를 나타낸다. 상기 함수 (mi(t))는 또한, 이전과 같이, 시간 종속 변수를 전달해야 하는 컨트롤러 (12)의 일부로서 구현될 수 있다. 그러면 컨트롤러(12)와 변조기(9)간의 인터페이스는 더 복잡하다.
가장 중요한 신규성은 변조함수 (mi(t))가 공급되는 펄스 발생기 (8)에 있다.
본 발명과 대비되게, 종래의 펄스 발생기에서는 톱니파 보조 전압이 정현파 제어전압에 의해 교차되고, 그 인터페이스에서 사이리스터용 파일럿 신호를 생성한다. 대비되게, 설명된 펄스발생기(8)에서는 상기 보조망(제8도)과 제어전압이 교차된다.
특별한 변조함수(mi(t))가 특별한 변조용으로 이용될 수 있다.
임의의 펄스폭의 구형파 변조에 대해 다음식이 적용된다 :
여기서 n은 제어변수, n2는 정확도 특성을 나타낸다.
특별한 180°펄스폭의 구형파 변조의 경우는 다음식이 적용된다.
그외에 mi(t)=0.
삼각파 변조에 대해 다음식이 적용된다 :
사다리꼴 변조에 대해 다음식이 적용된다 :
여기서 α는 사다리꼴의 가장 크고 가장 작은 나란한 측들의 길이간의 차의 반을 나타낸다. 정확도 특성 n2는 바람직하게는 20과 100사이의 수치적 범위에 있다.
명백하게, 본원 발명의 많은 변형과 변경이 상기 교시에 비추어 가능하다. 그러므로 다음의 특허청구의 범위의 범위내에서, 본 발명은 상기 특정적으로 설명된 이외의 방법으로 실시될 수 있다고 이해되어야 한다.

Claims (10)

  1. a) AC상 (R,S,T; a,b,c,...)당 하나 이상의 밸브 (TON-TUM)혹은 하나의 밸브 체인 (13,14)을 가지며, b)각 AC상의 상기 밸브 혹은 상기 밸브체인은 상호 위상이동 (Φi)에 의해 구동되는 변환기(2)의 전기밸브 제어 방법으로서, c)상기 밸브 제어는 다음의 컴뮤테이션 함수 KFij(t)에 따라 일어나는 변환기(2)의 전기밸브 제어방법 :
    [상기에서, t=시간, mi(t)=변조함수, n=제어변수(1≤n≤n1), n1=정확도 특성, i=AC상(R,S,T; a,b,c,...)을 특징짓는 제어변수(1≤i≤AΦ·AG), AΦ=기본파 이동을 갖는 밸브 체인의 수, AG=기본파 상을 갖는 밸브 체인(13,14)의 수, j=펄스 패턴을 나타내는 제어변수 (1≤j≤Aε·AΦ), Aε=이동된 펄스 패턴을 갖는 독립 밸브 체인의 수, k=타이밍의 다양성, ω=AC전압의 각 주파수, Φi=규정가능 위상각, Ψi=컨트롤러 보정각, 및 εj=이동된 펄스 패턴을 갖는 j번째 밸브체인 (13,14)의 펄스 패턴위치의 초기값].
  2. 제1항에 있어서, 상기 변조 함수 (mi(t))는
    에 따라 형성되는 변환기의 전기 밸브 제어방법,
    [상기에서, t는 시간, i는 AC상 (R,S,T; a,b,c,...)을 특징짓는 제어변수, PZ는 밸브체인의 제어가능 밸브의 총수, AC는 AC/AC전압 작동에 대해서는 AC=1이고 DC/DC전압 작동에 대해서는 AC=0의 의미를 갖는 작동 전류 파라미터, mOi는 변조심도의 규정 가능 파라미터, ω는 AC전압의 각 주파수, Ψi는 제어가능 위상각 혹은 컨트롤러 보정각, 및 Φi는 i번째 AC상의 초기 각 위치].
  3. 제1항에 있어서, 상기 변조 함수 (mi(t))는
    에 따라 형성되는 변환기의 전기 밸브 제어방법,[상기에서, t는 시간, i는 AC 상(R,S,T; a,b,c,....)을 특징화 하는 제어변수, mOi 는 변조심도의 파라미터, n2는 정확도 특성, ω는 AC전압의 회로 주파수, Φi는 규정가능 위상각, Ψi는 컨트롤러 보정각 및 α는 사다리꼴의 가장 크고 가장 작은 나란한 측들간의 차의 반].
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, a)컴뮤테이션 함수 KFij(t)는 복수의 밸브 체인을 갖는 변환기(2)의 각 밸브 체인(13,14)용의 동일하게 설계된 펄스 발생기(8)에서 별개로 형성되고, b)컴뮤테이션 함수 KFij(t)의 파라미터들은 고차 설정기(5)에 의해 초기화 되는 변환기의 전기 밸브 제어방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, a)변조함수 (mi(t))는 복수의 밸브체인을 갖는 변환기(2)의 각 밸브 체인(13,14)용의 동일하게 설계된 펄스 발생기(8)에서 별개로 형성되고, b)변조함수(mi(t))의 파라미터들은 고차 설정기(5)에 의해 초기화 되는 변환기의 전기 밸브 제어방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 컴뮤테이션 함수 KFij(t)에 따라 파일럿 신호 (11, LTOni, LTUni)가 제어 가능밸브(TON-TUM)에 대해 제로단자(U0)와 포지티브 버스바아(SO)사이의 제어가능 밸브(TO1-TON)에 대해서는 제로단자로 부터 시작하여, LTOnij=H(KFij(t)-LU-(n+1), 1≤n≤N에 따라, 제로단자(U0)와 네가티브 버스바아(SU) 사이의 제어가능 밸브(TU1-TUN)에 대해서는 제로단자로 부터 시작하여, LTUnij=H(-KFij(t)+LUO-n+a),1≤n≤M에 따라 형성되는 변환기의 전기 밸브 제어방법, [상기에서, i는 AC상 (R,S,T; a,b,c,...)을 특징짓는 제어변수, j는 펄스패턴을 특징짓는 제어변수, H(x)는 히비사이드 함수, 및 LUO=0.5+ent((PZ-2)/2) 제로단자(UO)의 기준전위, PZ=N+M=밸브 체인(13,14)의 제어 가능 밸브의 수].
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느한 항에 있어서, a)상기 하나 이상의 변조기(9), b)상기 하나 이상의 펄스 발생기(8), 또는 a)상기 하나이상의 변조기 (9) 및 b) 상기 하나 이상의 펄스 발생기(8)는 상측 컨트롤러(12)의 하나 이상의 신호 (S12; SYN,Ψi; SYN,Ψa,Ψb,Ψc)의 함수로서 제어되는 변환기의 전기 밸브 제어방법.
  8. 제4항에있어서, 상기 설정기(5)에 저장된, 형성된, 또는 저장되고 형성된 데이타 혹은 파라미터 (AC,PZ,ω,k,ΦR,ΦS,ΦT; ΦA-Φ'C; εR,εS,εT; εa-ε'c)가 주기적으로 상기 하나 이상의 변조기(9)및 상기 하나 이상의 펄스 발생기(8)에 전달되는 변환기의 전기 밸브 제어방법.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, AC상 (R,S,T; a,b,c,...)의 상호 상 이동 혹은 초기 각 위치 신호 (Φi; ΦR,ΦS,ΦT; ΦA,Φ'A; ΦB,Φ'B; ΦC,Φ'C)는 초기각 Φ0및 각 차 △Φ=2·π/AΦ를 토대로, Φi=Φo+△Φ·(i-1), Φ'i·DS=Φi+π, 1≤i≤AΦ, AΦ=기본파를 갖는 밸브 체인의 수 상기식에 따라 계산되거나,
    상기 식에 따라 계산되거나, 또는 AC 상 (R,S,T; a,b,c,...)의 상호 상 이동 혹은 초기 각 위치 신호(Φi; ΦR,ΦS,ΦT; ΦA,Φ'A; ΦB,Φ'B; ΦC,Φ'C)는 초기각 Φ0및 각차 △Φ=2·π/AΦ를 토대로,
    상기식에 따라 계산되고,
    상기식에 따라 계산되는 변환기의 전기 밸브 제어방법, [상기에서, 1≤j≤Aε, Aε=이동된 펄스 패턴을 갖는 독립된 밸브 체인의 수,
    에 대해서 ε0=π/(k·(DS+1))이고, 그 외는 ε0=0 , ent(x)=가장 큰 정수 ≤x, 양측 급전에 대해서 DS=1, 그 외는 DS=0, PZ=밸브체인 (13,14) 당 제어가능 밸브(TON-TUM)의 수].
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, a)펄스 패턴 각 위치의 초기값(εi; εR,εS,εT; εa,ε'a; εb,ε'b; εc,ε'c)은 0이거나, b)변환기(2)의 밸브 체인의 제어가능 밸브의 수(PZ)의 수가 1이거나, 또는 a)펄스 패턴 각 위치의 초기값 (εi; εR,εS,εT; εa,ε'a; εb,ε'b; εc,ε'c)은 0이고, b)변환기(2)의 밸브 체인의 제어가능 밸브의 수 (PZ)의 수가 1 인 변환기의 전기 밸브 제어방법.
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