SE523758C2 - Styrutrustning för PWM-modulerad spänningsstyv strömriktare samt förfarande för styrning därav - Google Patents

Description

30 35 523 758 2 appendix A, vilka härmed införlivas som referens. Detta dokument hänvisas fortsättningsvis till som Anders Lindberg.

De blockdiagram som skall beskrivas i det följande kan ses bade som flödesdiagram och blockdiagram över styrutrust- ningar för strömriktaren. De funktioner som skall utföras av de i blockdiagrammen visade blocken kan i tillämpliga delar implementeras med hjälp av analog och/eller digital teknik med fast kopplade kretsar, men företrädesvis som program i en mikroprocessor. Det är underförstått att även om de i figurerna visade blocken benämns organ, filter, skall de, mjukvara för en mikroprocessor, uppfattas som medel för att don osv, i synnerhet dä deras funktion implementeras som àstadkomma den önskade funktionen. Sàlunda kan i förekom- mande fall uttrycket ”signal” även tolkas som ett värde som är genererat av ett datorprogram och som uppträder endast som sàdant. Endast funktionella beskrivningar av blocken ges nedan dä dessa funktioner kan implementeras pà i och för känt sätt av fackmän.

För att inte tynga ned beskrivningen med för fackmannen uppenbara distinktioner används vanligen samma beteckningar för storheter som uppträder i högspänningssystemet och för mätvärden och signaler/värden som motsvarar dessa storheter som pàförs respektive behandlas i nedan beskrivna styrut- rustning och styrsystem.

Variabler som uppträder i den styrutrustning som skall beskrivas nedan, representerande spänningar och strömmar, visas i vektorform som en kort form för att àskàdliggöra deras flerfaskaraktär och för att underlätta illustrationen av omvandlingar mellan olika referensplan som används i styrutrustningen. Vektorenheter betecknas med ett streck överst (X).

Delar som liknar varandra och som uppträder i fler än en figur ges samma hänvisningssiffror i de olika figurerna. 10 15 20 25 30 35 523 758 3 Anslutningslinjer mellan avkända värden och block sàväl som mellan block har emellanàt utlämnats för att inte onödigtvis tynga figurerna. Det skall emellertid förstàs att respektive variabler som uppträder vid ingàngen till en del block till- förs frán de avkända värdena respektive fràn de block där de är bildade.

Figur l visar i form av ett schematiskt enlinje- och block- diagram ett system för överföring av högspänd likström en- ligt känd teknik. En första och andra strömriktarstation STNl respektive STN2 är kopplade till varandra via en lik- I ett typiskt fall är polledarna kablar men de kan även, àtmin- strömslänk som har tvà polledare Wl respektive W2. stone delvis, utgöras av luftledningar. Varje strömriktar- station har en kondensatorutrustning Cl respektive C2, kopplad mellan polledarna, och innefattar en spänningsstyv strömriktare CONl respektive CON2. Varje strömriktare inne- fattar halvledarventiler i en i och för sig känd bryggkopp- ling, sàsom exempelvis en tvà- eller trenivàs strömriktar- brygga, Halvledarventilerna innefattar pà i och för sig känt sätt sàsom beskrivs i Anders Lindberg pà sidorna 8-16. grenar av tändbara/släckbara halvledarelement, effekttransistorer av sà kallad IGBT-typ, exempelvis och dioder anti- parallellkopplade med dessa element.

Strömriktarna är via en fasinduktor PIl respektive PI2 kopp- lade till var sitt trefasigt växelströmselnät Nl och N2. Även om det inte visas i figuren är det välkänt inom detta tekniska omrâde att strömriktarna kan kopplas till trefas- nätet via transformatorer, varvid fasinduktorerna i vissa fall kan utelämnas. Filterutrustningar Fl respektive F2 är kopplade i shuntkoppling vid anslutningspunkter mellan fas- induktorerna och trefasnäten.

Växelspänningen hos växelströmsnätet Nl vid anslutnings- punkten pà filtret Fl betecknas UL1 och avkänns med ett avkänningsdon M1. Denna spänning kallas i det följande växelströmsnätets Nl skenspänning. Växelspänningen som 10 15 20 25 30 35 523 758 4 upprättas av strömriktaren CONl betecknas UV1 och kallas i det följande strömriktarens CONl bryggspänning. Växelström- men vid strömriktaren CONl betecknas 11 och avkänns med ett mätdon M3. Likasà betecknas växelspänningen vid anslutnings- punkten till filtret F2 UL2 och avkänns med ett avkännings- don M4, I2 och avkänns med ett mätdon M6. Växelspänningen vid an- och växelströmmen vid strömriktaren CON2 betecknas slutningspunkten hos filtret F2 kallas i det följande växel- strömsnätets N2 skenspänning. Växelspänningen som upprättas av strömriktaren CON2 betecknas UV2 och kallas i det följ- ande strömriktarens CON2 bryggspänning.

Likspänningen över kondensatorutrustningen Cl betecknas Uäl och likspänningen över kondensatorutrustningen C2 betecknas Ud2. avkänningsdon M7 respektive M8.

Dessa spänningar avkänns med enbart symboliskt visade Den första strömriktarstationen innefattar en styrutrustning CTRLl och den andra strömriktarstationen en styrutrustning CTRL2, vanligtvis av samma slag som styrutrustningen CTRLl, för alstring av serier PPI respektive FP2 av tänd-/släck- order till halvledarventilerna enligt ett förutbestämt puls- breddsmoduleringsmönster.

Strömriktarstationerna kan arbeta i fyra olika mod, en i likspänningsreglering och aktiv effektreglering och en i växelspänningsreglering och reaktiv effektreglering. Van- ligtvis arbetar en av strömriktarstationerna, t ex den första, under likspänningsreglering för spänningsreglering av likströmslänken, medan den andra strömriktarstationen arbetar under aktiv effektreglering och under växelspän- nings- eller reaktiv effektreglering. Arbetssätten sätts antingen manuellt av en operatör eller, under vissa villkor, automatiskt av ett icke visad sekventiellt styrsystem.

Ett styrsystem för en spänningsstyv strömriktare i ett sys- tem för överföring av högspänd likström beskrivs i europe- iska patentansökningen med publiceringsnumer EP 1 174 993. 10 15 20 25 30 35 523 758 5 Figur 2 visar en känd utföringsform av en styrutrustning som är representativ för bada styrutrustningarna CTRL1 och CTRL2 och där index l och 2 har utelämnats för enkelhets skull.

Styrutrustningen innefattar en likspänningsregulator 21, en växelspänningsregulator 22, väljaranordningar SWl och SW2, ett strömriktarströmstyrsystem IREG, en pulsbreddsmodule- ringsenhet 23 samt en kopplingslogikenhet 24.

Ett ärvärde pà den avkända likspänningen Ud över respektive kondensatorutrustning och ett spänningsbörvärde UHR för detta pàförs ett skillnadsbildningsorgan 25, vars utgàng pàförs likspänningsregulatorn.

Ett ärvärde pà den avkända respektive skenspänningen UL och ett spänningsbörvärde ULR för detta pàförs ett skillnads- bildningsorgan 26, vars utgàng pàförs växelspänningsregula- torn.

Väljaranordning SWl tillförs utsignalen fràn likspännings- regulatorn och ett börvärde Rv för aktivt effektflöde genom strömriktaren. Väljaranordning SWl avger i beroende av en modsignal Mßl en signal pR som är en av utsignalerna hos likspänningsregulatorn och börvärdet Rv.

Väljaranordning SW2 tillförs utsignalen fràn växelspän- ningsregulatorn och ett börvärde Qm, för reaktivt effekt- flöde genom strömriktaren. Väljaranordning SW2 avger i be- roende av en modsignal MD2 en signal qR som är en av ut- signalerna hos växelspänningsregulatorn och börvärdet QWW Växelspännings- och likspänningsregulatorerna har t ex en proportionell/integrerande karakteristik. Börvärdena Rv och Qm, kan pà konventionellt sätt bildas sàsom utgångar fràn regulatorer (icke visade) effektflöde. för aktivt respektive reaktivt 10 15 20 25 30 35 523 758 .4- u. 6 Väljaranordningarnas utsignaler pR och qR pàförs ström- riktarnas strömstyrsystem IREG hos respektive strömriktare, vilket skall beskrivas närmare nedan. Strömstyrsystemet ger en inre àterkopplingskrets för växelströmsstyrningen, vilken i beroende av en tillförd strömreferensvektor som bildats i beroende av utsignalerna pR och qR hos kopplingsanordningen och av en fasreferenssynkroniserande signal alstrar en spän- ningsreferenssignalmall för var och en av faserna hos växel- strömsnätet, i figuren visad som en spänningsreferensvektor ÜV?w_ ningsreferensen för respektive strömriktares bryggspänning.

Denna spänningsreferensvektor representerar spän- Med faserna hos det trefasiga växelströmsnätet betecknade a, b och c, hänför sig det övre indexet abc hos vektorn till de trefasspänningar som upprättats av strömriktaren, och vek- torn har sàledes komponenterna UV§, UV: och UVQ, varvid dessa komponenter utgör respektive spänningsreferenssignal- mallar.

Strömriktarens strömstyrsystem tillförs också ärvärdet I pà växelströmmen vid strömriktaren och det nominella värdet fO, vanligen 50 eller 60 Hz, av frekvensen pà växelströms- nätet.

Spänningsreferensvektorn pàförs pulsbreddsmoduleringsenhet 23 som bestämmer tidpunkterna ta, tb och tc för kommuteringen av ventilerna i respektive fas a, b and c hos strömriktaren, och kopplingslogikenhet 24 genererar i beroende därav en serie FPa, PPb och FPc av tänd-/släckorder som pàförs halv- ledarventilerna. För en allmän beskrivning av kända puls- breddsmoduleringsenheter hänvisas till Anders Lindberg, särskilt sidorna 21-28 och 34-56.

Företrädesvis implementerar strömriktarens strömstyrsystem sàsom mjukvara pá en mikroprocessor och utförs som ett samp- lat styrsystem. Pulsbreddsmoduleringsenheten tillförs därvid också ett värde pà den samplade periodtiden Ik fràn ström- styrsystemet, som skall beskrivas nedan. 10 15 20 25 30 35 523 758 ..- n. 7 Av praktiska skäl, dvs för att underlätta de beräkningar som skall beskrivas närmare nedan, arbetar strömriktarens ström- styrsystem pà konventionellt sätt med trefasenheterna (spänningar och strömmar hos växelströmsnätet) omvandlade till och uttryckta i ett roterande tvàfasigt dq-referens- plan, vilket fas genom en omvandling till ett stationärt tvàfasigt qß-referensplan. Växelströmsnätets trefasenheter kommer därmed att omvandlas till likströmsstorheter som kan behandlas med i och för sig kända reglersystemtekniker.

Med faserna hos det trefasiga växelströmsnätet betecknade a, b och c, omnämns trefassystemet som abc-systemet. I följande text och i figurerna visas referensplanet, där sà är lämp- ligt, sàsom ett övre index (t ex EM).

Omvandlingen av strömmar och spänningar som uttrycks i abc- referensplanet till dq-referensplanet behandlas i detalj i appendix A i Anders Lindberg, men en kort sammanfattning skall ges här.

En uppsättning trefasstorheter hos det trefasiga abc- systemet, t ex spänningar och strömmar, generellt betecknade xa, xb respektive xt, representeras i qß-referensplanet av W en rymdvektor i , som uppnàs genom en omvandling definierad SOIYI _ _ 2 . . _. xaß:xa+jxß=-3-(xa*e1o+xb:l Med w betecknande vinkelfrekvensen hos det trefasiga växel- strömsnätet, och med xa=šcos(a)z-ça), x,,=1^ccos(wt-(ß-27r/3) och xc=ícos(wt-(0-47z'/3), blir rymdvektorn šaß IWF-W) (2) vilket är en vektor som har längden 2 och roterar med vinkelfrekvensen w i det stationära qß-referensplanet. 10 15 20 25 30 35 523 758 u.. .- 8 En omvandling av rymdvektorn fw till en vektor X” i dy- referensplanet uttrycks formellt som š“=xd+fi%=šw*e¶¿ (3) Riktningen hos d-axeln definieras som riktningen hos en vektor i qß-referensplanet som är en omvandling av en symmetrisk trefasstorhet med fasförskjutningen Qfi=0. Med §=uvt ger uttrycken (2) - (3) få] :i eiUUl-W) *efifwf :i efiW vilket uttryck representerar en vektor som i fortfarighets- tillstànd är stationärt i det roterade dq-referensplanet, och har fasläget ø relaterat till d-axelns riktning. Kom- ponenterna hos vektorn EM kan således uppfattas som lik- strömsstorheter.

Figur 3 illustrerar den grundläggande strukturen i ett strömstyrsystem för en strömriktare IREG enligt teknikens stàndpunkt; sidorna 77-106. Ström- styrsystemet implementeras som ett samplat styrsystem med en se t ex Anders Lindberg, sampelperiodtid Ik.

För enkelhets skull visas alla variabler i vektorform, men det är underförstått att signalbehandlingen av dem utförs pà komponenterna hos respektive vektor pà ett i och för sig känt sätt. Eftersom strömstyrsystemen är snarlika för bàda utrustningarna utelämnas för enkelhets skull index l och 2 sàsom index pà respektive variabler som skall beskrivas nedan.

Strömriktarnas strömstyrsystem innefattar en strömorderbe- räknande enhet 44, och 44, första beräkningsenhet 48. omvandlingsorgan 43 (PLL) 46 samt en en strömregulator 42, ett första faslàsningskretsorgan 10 15 20 25 30 523 758 9 Strömriktarnas strömstyrsystem mottar signalerna pR och qR, alstrade t ex som förklarats ovan med hänvisning figur 2.

Signalerna pR och qR pàförs den strömorderberäknande enhet- en 41, vilken i beroende därav beräknar och avger börvärden för växelströmmen vid strömriktaren. Börvärdena uttrycks i dq-referensplanet sàsom lg respektive 12 och visas i figuren som en strömreferensvektor ÄÜ=I§+jI§. Beräkningen utförs enligt de i och för sig kända relationerna p, =UL" 1g+UU lg d 4 q d (5) qR=-(ULIR-ULIR) där spänningarna [Uf och LHF representerar d- respektive q- komponenterna av skenspänningen UL, avkänd i växelströms- nätet och omvandlad till dq-referensplanet pà i och för sig känt sätt, exempelvis som beskrivs i Anders Lindberg, sidorna 80-84.

Strömbörvärdena I: och lg kan begränsas i enlighet med spe- cificerade driftvillkor för överföringssystemet före vidare- behandling men sàdana begränsningsmedel, vilka kan implemen- teras pà i och för sig kända sätt, behandlas inte i detta sammanhang.

Det noteras att i ett dq-referensplan, som roterar i syn- kronism med skenspänningen som beskrivits ovan, blir sken- spänningens q-komponent noll. Det följer dä av uttrycket (5) att strömbörvärdets d~komponent blir ett börvärde för aktiv effekt och q-komponenten ett börvärde för reaktiv effekt.

Växelströmmens ärvärde I avkänns i växelströmsnätet vid strömriktaren och omvandlas till dq-referensplanet som en ärströmvektor f” (omvandlingen visas inte i figuren). 10 15 20 25 30 35 523 758 4.- .- 10 Strömregulatorn 42 tillförs strömreferensvektorn ff, är- strömvektorn fw, och ett medelvärde Üïf för skenspänningen UL omvandlad till dq-referensplanet. Strömregulatorn avger i beroende därav en utsignal betecknad Üvfq, vilken är växelspänningsreferensvektorn för bryggspänningen hos ström- riktaren i dq-referensplanet. För en detaljerad beskrivning av en utföringsform av den inre strukturen hos strömregula- torn hänvisas till Anders Lindberg, 77-106. särskilt sida 1, samt Växelspänningsreferensvektorn ÜÜÉM pàförs ett omvandlings- organ 43, som omvandlar vektorn till qß-referensplanet.

Utsignalen fràn omvandlingsorganet 43 pàförs ett omvand- som omvandlar den tillförda vektorn till abc- ÜV?w_ spänningsreferensvektorn för strömriktaren, lingsorgan 44, referensplanet som en vektor Denna vektor är brygg- vilken som kom- ponenter har spänningsreferenssignalmallarna, dvs spännings- börvärdena, för de respektive tre faserna i växelströmssys- temet .

Spänningsreferensvektorn Ûïïw pàförs pulsbreddsmodulerings- enheten 23 som beskrivits ovan med hänvisning till figur 2.

Omvandlingsorganet 43 utför pà i och för sig känt sätt om- vandlingen Üï?ß=iñÃÜ*efi, vilken följer av uttrycken (2) - (4) med ø=O och omvandlingsvinkeln §=an.

En omvandlingsvinkelsignal, i figuren betecknad É, genere- ras pà konventionellt sätt av faslàsningskretsorganet (PLL) 46, i beroende av det nominella värdet f0 av frekvensen hos växelströmsnätet, och av fasläget hos skenspänningen UL, omvandlad till qß-referensplanet, och pàförs sedan omvand- lingsorganet 43.

Signalen § kan tänkas som en fasreferenssynkroniserande signal, i det följande kortfattat omnämnt sàsom synkronise- ringssignal eller fasvinkelsignal. Den har till syfte att 10 15 20 25 30 35 523 758 ll synkronisera det roterande dq-referensplanet med abc-syste- met hos skenspänningen och representerar en elektrisk vinkel som linjärt ökar med tiden med ett tidsvärde som är propor- tionellt mot den verkliga frekvensen hos växelströmsnätet. Åtminstone under stationära förhållanden är synkroniserings- signalen f låst till och i fas med pulsläget hos växel- strömsnätets skenspänning. Sedan låses också det roterade dq-referensplanet till och behålls i synkronism med det trefasiga abc-systemet och i synnerhet med skenspänningen.

Under dessa förhållanden blir även q-komponenten hos sken- spänningen noll.

I det generella fallet kommer strömriktaren att överföra en aktiv effekt, mellan skenspänningen och den av strömriktaren alstrade vilket innebär att det finns en fasskillnad Ö spänningen. Även om det inte särskilt visas i figur 3 så kommer sålunda spänningsreferensvektorn Üïçw i det gene- rella fallet att ha ett fasläge §W=§+w5, där omvandlings- vinkeln §=aH.

Detta illustreras vidare i figur 7, där faslägena hos spän- ningsreferensvektorn Üïçw och hos skenspänningsvektorn Üfw i qß-referensplanet visas. I denna figur är den horison- tella axeln, betecknad a(Re), och den vertikala axeln, be- tecknad ß(hn), den ortogonala axeln hos qß-referensplanet.

Som lätt framgår av figuren, med fasskillnaden 6 lika med noll, dvs med ingen aktiv effekt överförd av strömriktaren, sammanfaller faslägena hos de två spänningsvektorerna. Med aktiv effekt Överförd får spänningsreferensvektorn Üïïfl ett fasläge Ö bestämt av relationen §W=§+å, där § är fasläget för skenspänningsvektorn Üfw. Sålunda kommer i det gene- rella fallet fasläget för spänningsreferensvektorn Üïçw att få ett fasläge šfl Såsom är känt från teknikens ståndpunkt och som antyds av de sågtandade formerna i figur 2, bestämmer i princip puls- breddsmoduleringsenheten 23 tidpunkterna ta, Ib, tc för kom- 10 15 20 25 30 35 523 758 12 muteringen av ventilerna i respektive fas a, b och c hos strömriktaren genom att jämföra amplituderna för respektive komponenter av spänningsreferensvektorn med triangelformade bärvàgor, dvs en kommutering initieras vid varje knutpunkt mellan respektive komponent av spänningsreferensvektorn och den tillhörande bärvàgen.

Ett pulstal p definieras som förhållandet mellan frekvensen flr hos bärvàgen och grundtonsfrekvensen j' hos spänningsre- ferenssignalmallen.

Olika huvudkretskonfigurationer hos spänningsstyva strömrik- tare, sàsom tvà- eller trenivàbryggor, samt deras arbets- principer, är välkända inom området; hänvisning kan görs till t ex Anders Lindberg, sidorna 8-16.

Beroende pà vilket slag av strömriktarbrygga det är fràgan Sàlunda är, nivàströmriktare, bärvàgen symmetrisk kring nollnivàn och har toppvärden motsvarande +U¿/2 och -UQ/2, där Ud är lik- om, anordnas bärvàgorna nàgot olika. för en tvà- spänningen hos den kondensatorutrustning till vilken ström- riktaren är kopplad. För en trenivàströmriktare används tvà bärvàgor för varje fas, en positiv som svänger mellan topp- värden motsvarande noll och +U¿/2, och en negativ som svänger mellan toppvärden motsvarande -(Q/2 och noll. De tvà bärvàgorna är synkroniserade pà sä sätt att deras mest positiva toppvärden sammanfaller i tiden, varvid knutpunkter mellan den positiva bärvàgen och respektive komponent hos spänningsreferensvektorn används för positiva värden pà re- ferensspänningen, och knutpunkter mellan den negativa bär- vàgen och referensspänningen används för negativa värden pà referensspänningen. Hänvisning görs till t ex Anders Lindberg, figur 3.9 och 3.10 pà sidorna 36-37.

Enligt teknikens ståndpunkt (se t ex Anders Lindberg, sidor- na 21-46) med strömriktarstyrutrustningen arbetande som ett samplat styrsystem med en sampelperiodtid Ik, beräknas tid- tb och m, punkterna ta, som kommer att beskrivas närmare 10 15 20 25 30 35 523 758 13 nedan, som tidsfördröjningar fràn ett sampeltidpunkt i bero- ende av sampelperiodtiden och ett sa kallat moduleringsin- dex.

I ett sàdant fall finns det inget behov att generera en ex- plicit bärvàg för jämförelse med spänningsreferenssignal- mallen.

Man kan dock ändà föreställa bärvàg, sig en implicit underliggande som har en periodtid som är dubbelt sà stor som sam- pelperiodtiden, och med dess toppvärden av bärvàgen, sàväl de mest positiva som de mest negativa, sammanfallande i tiden med sampeltidpunkterna. Fasvinkeln hos den implicita bärvàgen kan dà definieras sà att, vid toppvärdena, fasvin- och för en tvànivà- där k är ett heltal O, 1, 2, keln för en treniváströmriktare är k*fl, strömriktare med k*fl=+fl/2, I detta sammanhang konstateras att fasvinkeln för spännings- referenssignalmallarna definieras sà att nollgenomgàngarna hos mallarna motsvarar fasvinklarna 09 och 1809.

Under förutsättning att strömriktarstyrutrustningen arbetar som ett samplat styrsystem blir sàlunda sampelperiodtiden Ik hos det tidsdiskreta styrsystemet Tk=YV2p (6) där T=1/f är spänningsreferenssignalmallens periodtid.

Kommuteringstiden Lx för en fas cLb¿r Lx=a,b,or c), vilken är tidsfördröjningen mellan sampeltidpunkten och kommuterings- tidpunkten hos respektive strömriktarventil, kan beräknas SOm m=OimflW2 Ü) där plus- och minustecknen används omväxlande. 10 15 20 25 30 35 523 758 ..- ~~ 14 Parametern m är det sà kallade moduleringsindexet m=2=ßUv;/Ud (s) Den första beräkningsenheten 48 (figur 3) tillförs en in- signal som representerar en frekvens och innefattar ett mul- tipliceringsorgan 71 och ett inverterande organ 72. Multi- pliceringsorganet tillförs frekvensvärdet hos insignalen och ett förutbestämt parametervärde 2p. Det inverterande orga- net tillförs resultatet av multiplikationen och avger sàlun- da en sampelperiodtid Ik som är beroende av det inmatade frekvensvärdet.

Pulsbreddsmoduleringsenheten 23 (se även figur 2) förkropps- ligas som en andra beräkningsenhet 23 som tillförs strömvär- den pà den samplade periodtiden som tillhandahålls av det inverterande organet 72, med spänningsreferensvektorn Üvïk uttryckt i abc-referensplanet, och med likspänningen Uä.

Beräkningsenheten behandlar pà i och för sig känt sätt de trefasiga komponenterna UV;, UV: och UV: hos spännings- referensvektorn och beräknar för varje fas respektive kom- muteringstid enligt relationerna (7) och (8) ovan.

Pà i och för sig känt sätt tillförs kopplingslogikenheten 24 de beräknade kommuteringstiderna och alstrar i beroende där- av, via en icke visad timer som nollställs vid varje sampel- tidpunkt, FPb och PPt av tänd-/släckorder tillförda halvledarventilerna. en serie FTW, Figur 3 illustrerar tva alternativa sätt, kända inom tekni- kens ståndpunkt, att tillföra en insignal till multiplice- ringsorganet 71 hos beräkningsenheten 48.

I processen att alstra synkroniseringssignalen §, genererar faslàsningskretsorganet 46 också ett värde f pà den verk- liga frekvensen hos växelströmsnätet. Detta värde pàförs multipliceringsorganet 71, och sampelperiodtiden Ik hos det 10 15 20 25 30 35 523 758 s.. a- 15 samplade styrsystemet bestäms sàlunda som Tš=T/2p, där T är den periodtid som motsvarar den verkliga nätfrekvensen f.

Som ett alternativ, vilket också anges i figur 3, tillförs multipliceringsorganet det nominella värdet fO av frekven- sen hos växelströmsnätet. Sampelperiodtiden Ik är i detta alternativ bestämd som ett fast värde Yk=1}/2p där IB är den periodtid som motsvarar den nominella frekvensen fb.

Med strömriktaren kopplad till ett elnät som har en verklig grundtonsfrekvens, vars nominella värde vanligen är 50 eller 60 Hz, styrs strömriktaren att generera en växelspänning som har en komponent av denna verkliga grundtonsfrekvens. Pa grund av pulsbreddsmoduleringssystemet kommer emellertid den genererade spänningen även att innefatta komponenter av andra frekvenser, i typiska fall kring frekvensen av bär- vägen, liksom undertoner och övertoner av grundtonsfrekven- sen av laga ordningstal.

REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN Studier har visat att i fall där sampelperiodtiden Ik be- stäms som ett fast värde Yk=7B/2p, kommer den av strömrik- taren genererade spänningen att innehàlla undertonskompo- nenter, i ett 50 Hz-system typiskt 0,5 Hz, 15 Hz etc. Även i fall där sampelperiodtiden Ik bestäms som en funktion av den verkliga nätfrekvensen f sàsom beskrivit ovan, kommer den av strömriktaren genererade spänningen att inne- hàlla övertonskomponenter av làga ordningstal, sàsom av 5:e, 7:e och 9:e ordningen etc.

Det finns en allmän önskan att minska kopplingsfrekvensen hos strömriktaren för att minska kopplingsförlusterna. Med en lägre kopplingsfrekvens kommer emellertid amplituden av de genererade frekvenskomponenterna, andra än den verkliga grundtonsfrekvensen, att öka. Detta ställer större krav pà 10 15 20 25 30 35 523 758 nu .- 16 filterkretsarna för att möta kraven frän kunderna samt stan- dardkraven pà spänningens övertonshalt, vilket ger större kostnader och kräver mer utrymme för filterkretsarna.

Ett ändamàl med föreliggande uppfinning är att àstadkomma en tidsdiskret pulsbreddsmoduleringsstyrutrustning för en spän- ningsstyv strömriktare, i synnerhet en tva- eller trenivà- strömriktare, och ett förfarande för styrning av en sàdan strömriktare, som minskar halten av undertonskomponenter och i synnerhet minskar halten av övertonskomponenter av laga ordningstal i den av strömriktaren genererade spänningen.

Genom ovanstående beskrivningen av teknikens stàndpunkt kan det fastställas att i det fall dä sampelperiodtiden Ik be- stäms som funktion av den verkliga nätfrekvensen f, före- ligger frekvenssynkronisering mellan den verkliga nätfrek- vensen och sampelperiodtiden, sàsom uttrycks i relationen (6) ovan, ekvivalent med en motsvarande synkronisering i frekvens mellan den verkliga nätfrekvensen och en implicit bärvàg (eller en explicit bärväg i en styrutrustning där en sàdan bärvàg genereras).

Det finns emellertid inom denna kända teknik ingen synkroni- sering med avseende pà fas, dvs genom att använda begreppet bärvàg för visualisering är fasskillnaden mellan respektive spänningsreferenssignalmall och motsvarande bärvàg tillfäll- ig. Detta innebär ocksa att avståndet i tid mellan samp- lingstidpunkterna och faslägena O* och 1809 hos spännings- referenssignalmallen, dvs nollgenomgàngarna hos spänningsre- ferenssignalmallen, är tillfällig.

Det är uppenbart att dä sampelperiodtiden bestäms som ett fast värde Tk=7L/2p finns det ingen sàdan synkronisering, varken med avseende pà frekvens eller med avseende pà fas.

Ovannämnda ändamàl uppnàs enligt uppfinningen genom att tillhandahålla faslàsningsorgan för synkronisering av sam- peltidpunkterna och referensspänningssignalmallen sà att, 10 15 20 25 30 35 523 758 1.» p» 17 för en trenivàströmriktare, faslägena 09 och 1809 hos spän- ningsreferenssignalmallen vart och ett sammanfaller med en sampeltidpunkt, och för en tvànivàströmriktare faslägena 09 och 180* hos spänningsreferenssignalmallen vart och ett sammanfaller med en tidpunkt motsvarande en sampeltidpunkt som förskjutits i tid med halva sampelperiodtiden, nämnda faslàsningsorgan för generering, i beroende av spänningsre- ferenssignalmallen och av sampelperiodtiden, av en frekvens- spàrningssignal som sparar spänningsreferenssignalmallens referensfrekvens.

I en fördelaktig utveckling av uppfinningen innefattar nämnda faslàsningsorgan ett första signalgenereringsmedel för generering, i beroende av frekvensspärningssignalen och sampelperiodtiden, av en spàrvinkelsignal för spàrning av fasvinkelvärdet hos spänningsreferenssignalmallen, ett fas- detekteringsmedel för generering av en fasskillnadssignal i beroende av nämnda spàrvinkelsignal och spänningsreferens- signalmallen, som representerar en fasskillnad mellan refe- rensfasvinkeln hos spänningsreferenssignalmallen och nämnda spàrvinkel, reglermedel för generering av en frekvenskorri- geringssignal i beroende av nämnda fasskillnadssignal, samt medel för generering av nämnda frekvensspàrningssignal i be- roende av nämnda frekvenskorrigeringssignal.

I en annan fördelaktig utveckling av uppfinningen innefattar nämnda fasdetekteringsmedel medel för att bilda nämnda fas- skillnadssignal via multiplikationer av komponenter av spän- ningsreferenssignalmallen genom sinus- och cosinusfunktioner av spàrvinkelsignalen.

Ytterligare fördelaktiga utvecklingar av uppfinningen kommer att framgà av beskrivningen av föredragna utföringsformer av uppfinningen och av bifogade patentkrav.

Uppfinningen avser även en datorprogramprodukt och ett da- torläsbart medium enligt bifogade motsvarande patentkrav. 10 15 20 25 30 35 523 758 n.. a» 18 Studier har visat att med en styrutrustning enligt uppfin- ningen kommer resultatet att bli en väsentlig minskning av de genererade övertonerna av laga ordningstal, typiskt upp till 10 gànger jämfört med känd teknik, samt av undertoner.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall förklaras närmare genom beskrivning av föredragna utföringsformer under hänvisning till bifogade ritningar som alla är schematiska och i form av enlinje- diagram respektive blockdiagram, och där figur 1 figur 2 figur 3 figur 4A figur 4B figur 5 figur 6 visar i form av ett schematiskt enlinje- och blockdiagram ett system för överföring av högspänd likström enligt känd teknik, visar en känd utföringsform av styrutrustning för en spänningsstyv strömriktare för ett överförings- system enligt figur 1, visar mer i detalj delar av styrutrustningen enligt figur 2, visar en utföringsform av en strömriktarstyrut- rustning enligt uppfinningen, för en trenivà- strömriktare, visar delar av en utföringsform av en strömriktar- styrutrustning enligt uppfinningen, för en tvàni- vàströmriktare, visar en utföringsform av ett faslàsningsorgan vid strömriktarstyrutrustning enligt figur 4A och 4B, visar detaljer av ett faslàsningsorgan enligt figur 5, och 10 15 20 25 30 35 525 758 Q.. .u 19 figur 7 visar fasrelationerna mellan en spänningsreferens- vektor och en skenströmsvektor vid en utförings- form av styrutrustningen enligt figur 3.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL Figur 4A visar en utföringsform av en strömriktarstyrutrust- ning enligt uppfinningen, särskilt anpassad till en trenivà- strömriktare. Jämfört med den kända utföringsformen av en sàdan utrustning som beskrivs med hänvisning till figur 3 har ett andra faslàsningskretsorgan 47 tillagts. Som skall förklaras närmare nedan alstrar organet 47 och pàför multi- pliceringsorganet 71 hos den första beräkningsenheten 48 en frekvensspärningssignal jš, som spàrar referensfrekvensen f hos spänningsreferenssignalmallen och som är representativ för frekvensen hos spänningsreferensvektorn Uvßw.

Denna frekvensspàrningssignal jš pàförs multipliceringsor- ganet 71 i stället för, som beskrivs ovan sàsom känd teknik, en signal som representerar det verkliga frekvensvärdet f hos växelströmsnätet tillhandahället genom faslàsningskrets- organet 46 (figur 3), eller alternativt det nominella värdet fO pà frekvensen hos växelströmsnätet.

Sàlunda bestäms enligt uppfinningen sampelperiodtiden Ik som Ts=l/(2p*fs) (9) Vid denna utföringsform av uppfinningen tillförs fasläs- ningskretsorganet 47 värdet pä växelspänningsreferensvektorn Üvïw uttryckt i qß-referensplanet, ett löpande värde pà sampelperiodtiden Ik samt det nominella värdet fO pà frek- vensen hos växelströmsnätet.

Beräkningsenheten 48 beräknar, pà sätt som beskrivits ovan med hänvisning till figur 3, i beroende av frekvensspàr- ningssignalen jš sampelperiodtiden Ik för àtminstone den del av det samplade styrsystemet som styr tändtidpunkterna hos 10 15 20 25 30 35 523 758 »an a» 20 strömriktaren. De respektive kommuteringstiderna för varje FPb och FPc av tänd-/släckorder för halvledarventilerna, bestäms sedan pà det sätt som beskri- fas, samt serierna FPa, vits ovan med hänvisning till figur 3.

Figur 5 visar en utföringsform av faslàsningskretsorganet 47 enligt uppfinningen. En fasvinkelgenererande enhet 51 gene- rerar i beroende av frekvensspàrningssignalen jš och sampel- periodtiden Ik en spàrvinkelsignal 6, som pàförs en tredje beräkningsenhet 52. Beräkningsenheten 52 tillförs också växelspänningsreferensvektorn Üïïw. Som nämnts ovan har vektorn Üïçw i det generella fallet en fasvinkel Ö, och beräkningsenheten 52 beräknar i beroende av dess inmatningar en utsignal PD, som är representativ för fasskillnaden :'- 6. Utsignalen PD pàförs en regulatorenhet 53 med propor- tionell/integrerande karakteristik. Utsignalen fràn regula- torenheten pàförs en filterenhet 54 som har làgpasskarakte- ristik. Utsignalen fràn filterenheten 54 betecknas som en frekvenskorrigeringssignal Af.

Det nominella värdet f0 pá frekvensen hos växelströmsnätet och utsignalen Af fràn filterenheten 54 pàförs ett adde- ringsorgan 56, vilket utmatar summan därav som frekvensspàr- ningssignalen jš. Frekvensspàrningssignalen pàförs den fas- vinkelgenererande enheten 51 och beräkningsenheten 58.

Figur 6 visar en utföringsform av den fasvinkelgenererande enheten 51 och den tredje beräkningsenheten 52 sàsom beskri- vits med hänvisning till figur 5. För att illustrera den tidsdiskreta funktionen hos det samplade styrsystemet anges variablerna fs, Ts och 49 som fs(k), Ts(k) respektive 0(k).

Heltalet k ersätter tiden som oberoende variabel, och varje steg i tiden motsvarar sampelperiodtiden TK.

Ett första multipliceringsorgan 511 tillförs det löpande värdet fflk) pà frekvensspàrningssignalen och faktorn 2%.

Produkten pàförs ett andra multipliceringsorgan 512, vilket ocksà tillförs strömvärdet Tflk) pà sampelperiodtiden. Ett 10 15 20 25 30 35 523 758 ~-. .- 21 adderingsorgan 513 tillförs utsignalen fràn det andra multi- pliceringsorganet 512 och spàrvinkelsignalvärdet 6(k-1) som beräknats en sampelperiod tidigare. Utsignalen fràn adde- ringsorganet 513, betecknat 9'(k), pàförs en av ingàngarna pà en väljaranordning SW3, vars utsignal är Strömvärdet t9(k) hos spàrvinkelsignalen Û.

Värdet 6(k-1) pà spàrvinkelsignalen beräknat en sampelperiod tidigare tillhandahålls via en fördröjningsenhet 514, vilken har en överföringsfunktion z-l som anger en fördröjning med en sampelperiod.

Som framgàr av det ovanstàende beräknas spàrvinkelsignalen 0 som ¿9(k)=l9(k-1)+27I*fs(k)*Ts(k) (10) Strömvärdet Û'(k) pà spàrvinkelsignalen pàförs ocksà en kom- där den jämförs med faktorn 27r. För det fall att 6'(k)>2fl genererar komparatorn 515 en väljarsignal MD3 parator 515, som väljer en signal som har värdet 6'(k)-2fl som utvärde Û(k) för spàrvinkelsignalen 49. Signalen med värdet 6'(k)-27Z till- handahàlls av ett skillnadsbildande organ 516, vilket till- förs och bildar skillnaden mellan faktorn 272 och utsignalen Û'(k) fràn adderingsorganet 513.

Sàlunda är 6(k)=67(k-1)+27t*fs(k)*Ts(k) för 6?(k)S27r, och l9(k)=0 för 6(k)>2fl, vilket beskriver en repetitiv signal som ökas stegvis fràn värdet noll till värdet 21t.

Den tredje beräkningsenheten 52 innefattar en fjärde beräk- ningsenhet 521, vilken tillförs värdet 6(k) pà spàrvinkel- signalen 6 och vilken enhet, pà i och för sig känt sätt, beräknar och utmatar de trigonometriska funktionerna cos49(k) och sin 49(k) .

Beräkningsenheten 52 innefattar vidare multipliceringsorgan 522, 523 samt ett skillnadsbildande organ 524. 10 15 20 25 30 35 523 758 -.- ao 22 Vektorn Üïïß har tva ortogonala komponenter, betecknade UV: och UVf. Komponenten UV: kan uttryckas som UVf=%ÜÜÉ$kmsf, och komponenten UVRß som UVRß=|Ü¥_/T,¿“ß|sin§', där är fasläget hos spänningsreferensvektorn och ßïïw är absolutvärdet hos den Vektorn. Dessa ortogonala komponenter är i själva verket tillgängliga i strömriktarens strömstyrsystem.

Komponenten UVf och värdet pà den trigonometriska funktio- nen cosßflfl pàförs multipliceringsorganet 522, och komponen- ten UV: och värdet pà den trigonometriska funktionen ánâüfl pàförs multipliceringsorganet 523.

Det skillnadsbildande organet 524 tillförs utsignalerna fràn organen 522 och 523 och bildar som utsignal fasskillnads- signalen PD som skillnaden mellan utsignalerna fràn multi- pliceringsorganet 522 och multipliceringsorganet 523.

Det framgàr av det ovanstående och av det trigonometriska uttrycket för sinus för en skillnad mellan tvà vinklar att utsignalen fran det skillnadsbildande organet 524 innehàller en faktor sin(§'-9). När värdet 49 närmar sig värdet å' kan sinusfunktionen med ökande noggrannhet ersättas med vinkeln själv, och fasskillnadssignalen PD närmar sig ett värde som ges av följande uttryck PD->Il7ñ“”|*[š'-ß] vilket värde även visas i figur 5 och 6.

Det framgàr av àterkopplingen och den integrerande struktu- ren hos delsystemet som bildas av faslàsningskretsorganet 47 och beräkningsenheten 48, som beskrivits med hänvisning till figur 5 och 6, att detta delsystem tenderar att lägga sig vid ett tillstànd där skillnaden (§-0) är noll.

Spàrvinkelsignalen 6 kan tolkas som en signal som spàrar fasläget för spänningsreferensen och som, i stationärt till- 10 15 20 25 30 35 .-. .- szs 758 ,fifi 3,? 23 stànd, är lika med och representativ för fasläget för spän- ningsreferensen.

Likasà bestäms, som beskrivs ovan, frekvensspàrningssignalen _fi som jš=Af+¿f0, vilket innebär att frekvensspàrningssigna- len jk àtminstone i stationärt tillstànd representerar en frekvens som är lika med och representativ för frekvensen hos komponenterna av spänningsreferensvektorn Üïçw, dvs av spänningsreferenssignalmallarna.

Som ovan beskrivits blir värdet pà sampelperiodtiden Tk, som Yk=1fl2p*j®, och villko- ret att skillnaden (§>6) i stationärt tillstànd är noll utmatas fràn beräkningsenheten 48, innebär att sampeltidpunkterna k*7k kommer att sammanfalla i tiden med nollgenomgàngar hos spänningsreferenssignalmallar- na, dvs där faslägena hos spänningsreferenssignalmallarna är 09 och 1809.

Med pulstalet förutbestämt att vara ett jämnt tal Zp, blir det vidare exakt 2p sampeltidpunkter under en hel period av spänningsreferensen. Som framgàr av ovanstàende beskrivning kommer sàlunda varje sampeltidpunkt att äga rum vid tid- punkter motsvarande vinklarna Zfi åk =k - () *2 P där k är ett naturligt tal l, 2, 3 Genom att sätta k=wn*p, där n1 är ett naturligt tal l, 2, 3 , kommer förhàllandet (12) att lyda 0&)=m*fl (l2a) Sàsom nämnts ovan kommer detta delsystem, pà grund av àter- kopplingen och den integrerande strukturen hos delsystemet bildat av faslàsningskretsorganet 47 och beräkningsenheten 48, att tendera att lägga sig vid ett tillstànd där skillna- 10 15 20 25 30 35 5 2 3 j 5 8 n. n. u . o. -n-ø o u: n» H*- ß n u f u. u n a .a - ~ . s - 4 n p n. - a - s . q - - - -u- u n n n Q o ~ ~ l * . a n u n o a » u fl ~ ~ f . n. o ~° ' .-~ a» 24 den (§>6) är noll, vilket tillsammans med relationen (l2a) innebär att en sampeltidpunkt kommer att uppträda exakt vid faslägena 09 och 1809 hos spänningsreferenssignalmallarna.

Eftersom det finns ett helt antal sampel under en halv peri- od av spänningsreferensen kommer i synnerhet ett sampel, dvs för k=p, att uppträda vid vinkeln 9&)=fl. Med villkoret (§-6) noll kommer sàlunda även spänningsreferenssignalmal1- arna vid denna sampeltidpunkt att ha fasvinkeln §Kk)=fl.

Enligt den beskrivna uppfinningen synkroniseras sàlunda sam- peltidpunkterna till referensspänningen inte enbart med av- seende pà frekvens utan även med avseende pà fasvinkel pà sà sätt att, faslägena 09 och 1809 hos spänningsreferenssignalmallen vart och ett sammanfaller för en trenivàströmriktare, med en sampeltidpunkt. Detta är liktydigt med att fasskill- naden mellan spänningsreferenssignalmallarna och deras mot- svarande bärvágor, är 02 eller 1809. implicita eller explicita, Ovan beskrivna utföringsform av uppfinningen hänför sig spe- ciellt till en trenivàströmriktarbrygga. Uppfinningen är emellertid även tillämpbar pà t ex en tvànivàströmriktare.

Beskrivningen av faslàsningsorganet och i synnerhet uttryck- en (9) - under förutsättning att fasläget för spänningsreferenssignalmallen i qß- (12) ovan gäller fortfarande, referensplanet, när det inmatats till faslàsningskrets- organet 47, förskjuts en vinkel som i tiden motsvarar halva sampelperiodtiden. Dà kommer sampeltidpunkterna för tvànivà- strömriktaren att synkroniseras till spänningsreferenssig- nalmallarna inte enbart med avseende pä frekvens utan även med avseende pà fasvinkel, dock pà sàdant sätt att faslägena 09 och 1809 hos spänningsreferenssignalmallarna vart och ett sammanfaller med en tidpunkt motsvarande en sampeltidpunkt som är förskjuten i tiden med halva sampelperiodtiden (Ik). 10 15 20 25 30 35 523 758 í¶,fiE,,, n.. .ß 25 Detta är liktydigt med att fasskillnaden mellan spännings- referenssignalmallarna och deras motsvarande bärvàgor, im- plicita eller explicita, är 02 eller 1809.

Denna utföringsform av uppfinningen illustreras i figur 4B, som visar delar av strömriktarstyrutrustningen sàsom den be- skrivs med hänvisning till figur 4A. Spänningsreferensvek- torn Üïç” pàförs ett omvandlingsorgan 461, som omvandlar vektorn till qß-referensplanet i beroende av en synkronise- ringssignal §". Signalen å" bildas i ett summerande organ 5 , bildad av organet 46, och av en fasförskjutning Aš. Sampelperiodtiden 462 som summan av synkroniseringssignalen Ik och frekvensspàrningssignalen jš tillförs ett multipli- ceringsorgan 463. Utsignalen fràn multipliceringsorganet 463 pàförs ett multipliceringsorgan 464, där det multipliceras med faktorn n för att bilda fasförskjutningen Aš som Aš=2n*fs*Ts/2 . Utsignalen fràn omvandlingsorganet 461, betecknat Üïïf, som sàlunda har fasförskjutningen Aš næd avseende pà spänningsreferensvektorn Üïïw som pàförts om- vandlingsorganet 44, pàförs faslàsningskretsorganet 47.

Med användning av begreppet bärvàg för att visualisera upp- finningen kommer bärvàgsignalen, enligt uppfinningen, att ha inte endast en frekvens lika med p gànger frekvensen hos spänningsreferenssignalmallarna utan ocksà att làsas i fas till fasläget hos spänningsreferenssignalmallarna fà följan- de sätt.

För en trenivàströmriktare kommer fasskillnaden mellan spän- ningsreferenssignalmallarna och deras motsvarande bärvàgor att i stationärt tillstànd vara lika med.rn*fl', där n1 är ett naturligt tal l, 2, 3 ... , vilket innebär att det finns en synkronisering med avseende pà sàväl frekvens som fasläge mellan bärvàgen och spänningsreferenssignalmallen. Faslägena 02 och 1802 hos spänningsreferenssignalmallen kommer dà vart och ett att sammanfalla med en sampeltidpunkt. 10 15 20 25 30 35 523 758 n.. .- 26 Även för en tvànivàströmriktare kommer fasskillnaden mellan spänningsreferenssignalmallarna och deras motsvarande bär- vàgor att i stationärt tillstànd vara lika med.rn*n', vilket innebär att det finns en synkronisering med avseende pà sa- väl frekvens som fasläge mellan bärvàgen och spänningsrefe- renssignalmallen. I detta fall kommer emellertid faslägena 09 och 1809 hos spänningsreferenssignalmallen att vart och ett sammanfalla med en tidpunkt motsvarande en sampeltid- punkt som är förskjuten i tiden med halva sampelperiodtiden, dvs de sammanfaller med en tidpunkt som är belägen halvvägs mellan tvà sampeltidpunkter.

Uppfinningen är inte begränsad till de ovan beskrivna före- dragna utföringsformerna utan ett flertal modifieringar är uppenbara för en person med ordinära kunskaper inom omràdet inom ramen för patentkraven.

Claims (11)

10 15 20 25 30 35 523 758 27 PATENTKRAV

1. l. Tidsdiskret pulsbreddsmoduleringsstyrutrustning för en i synnerhet en tre- eller tvà- (IREG) generering av en växelspänningsreferenssignalmall (UVQ, UVÉ, UVR", Üífbc, Ûñaß) för en spänning (Û-V) som skall ge- nereras av strömriktaren, varvid spänningsreferenssignal- spänningsstyv strömriktare, nivàströmriktare, där styrutrustningen har medel för mallen har en varierbar referensfrekvens (f) och en refe- rensfasvinkel (§W, och som samplas vid pà varandra följande sampeltidpunkter (k*7k) som är åtskilda i tiden genom en varierbar sampelperiodtid (Ik), varvid styrutrustningen har (48) roende av en insignal som representerar en frekvens, (23) för strömriktaren i beroende av samplade värden första medel för bestämning av sampelperiodtiden i be- och andra medel (ta, tb, tc) för bestämning av kommuteringstidpunkter pà spänningsreferenssignalmallen, ett moduleringsindex (m) och sampelperiodtiden, kännetecknad av att styrutrustningen (47) av sampeltidpunkterna och referensspänningssignalmallen sà att vidare innefattar faslàsningsorgan för synkronisering för en trenivàströmriktare, faslägena O* och 1802 hos referensspänningssignalmallen vart och ett sammanfaller med en sampeltidpunkt, och för en tvànivàströmriktare, faslägena O* och 1802 hos referensspänningssignalmallen vart och ett sammanfaller med en tidpunkt motsvarande en sampeltidpunkt som är förskjuten i tiden med halva sampelperiodtiden (Ik), nämnda faslàsningsorgan för att, i beroende av spän- ningsreferenssignalmallen och av en sampelperiodtid bestämd av det första medlet (48), generera en frekvensspàrnings- signal Lfl) som spàrar referensfrekvensen (f) hos spän- ningsreferenssignalmallen och pàförs det första medlet.

2. Styrutrustning enligt patentkrav 1, kännetecknad av att det första medlet (48) (71) multiplicera frekvensspàrningssignalen med dubbla pulstalet för bestämning av sampelperiodtiden innefattar medel för att bilda en produkt genom att 10 15 20 25 30 35 5 2 3 7 5 8 -:"= rus :-:°=“":= 28 (p), varvid nämnda pulstal är ett heltal, och medel (72) för att invertera nämnda produkt, samt att utmata den inver- terade produkten som sampelperiodtiden.

3. Styrutrustning enligt patentkrav 2, kännetecknad av att nämnda faslàsningsorgan innefattar ett första signalgenere- rande medel (51) för att, i beroende av frekvensspàrnings- signalen (jš) och sampelperiodtiden, generera en spàrvinkel- (Û) renssignalmallen, ett fasdetekteringsmedel (52) för att ge- (PD) i spàrvinkelsignal och spänningsreferenssignalmallen, signal för att spara fasvinkelvärdet hos spänningsrefe- nerera en fasskillnadssignal i beroende av nämnda som representerar fasskillnaden mellan referensfasvinkeln (šfl hos spänningsreferenssignalmallen och nämnda spàrvinkel, regulatororgan (53, 54) för att generera en frekvenskorrige- ringssignal (Af) i beroende av nämnda fasskillnadssignal, (56) signal (jš) i beroende av nämnda frekvenskorrigeringssignal_ samt medel för att generera nämnda frekvensspàrnings-

4. Styrutrustning enligt patentkrav 3, där spänningsrefe- renssignalmallen har formen av en vektor (Ûvïw) i en sta- kännetecknad av att nämnda fasdetekte- (521 - 524) för att bilda nämnda fasskillnadssignal genom multipliceringar av komponenter av tionär referensram, ringsmedel innefattar medel spänningsreferenssignalmallen med sinus- och cosinusfunktio- ner av spàrvinkelsignalen.

5. Förfarande för att styra en spänningsstyv strömriktare, i synnerhet en tre- eller tvänivàströmriktare, som har en tidsdiskret pulsbreddsmoduleringsstyrutrustning, där styrut- rustningen har medel (IREG) för generering av en växelspän- ningsreferenssignalmall (UVß, UVÉ, UVÉ, Üvyw, Üïïw) för en spänning (Üvr) som skall genereras av strömriktaren, varvid spänningsreferenssignalmallen har en variabel refe- rensfrekvens (f) och en referensfasvinkel (ffi, och som samplas vid pà varandra följande sampeltidpunkter (k*Yk) som är àtskilda i tiden genom en variabel sampelperiodtid (Tš), varvid styrutrustningen har första medel (48) för bestämning 10 15 20 25 30 35 523 758 29 av sampelperiodtiden i beroende av en insignal som represen- (23) för strömriktaren i bero- terar en frekvens, och andra medel för bestämning av kommuteringstidpunkter (ta, tb, tc) ende av samplade värden pà spänningsreferenssignalmallen, ett moduleringsindex (m), och sampelperiodtiden, kännetecknat av att sampeltidpunkterna och referensspän- ningssignalmallen synkroniseras i tiden sà att faslägena 09 och 1802 hos referensspänningssignalmallen vart och ett sammanfaller med för en trenivàströmriktare, en sampeltidpunkt, och för en tvànivàströmriktare, faslägena O* och 1809 hos referensspänningssignalmallen vart och ett sammanfaller med en tidpunkt motsvarande en sampeltidpunkt som är förskjuten i tiden med halva sampelperiodtiden (TX), genom att i beroende av spänningsreferenssignalmallen och av en (48), en frekvensspàrningssignal (jš) som sparar referensfrekven- sampelperiodtid bestämd av det första medlet generera sen (f) hos spänningsreferenssignalmallen, och tillföra nämnda frekvensspàrningssignal till det första medlet.

6. Förfarande enligt patentkrav 5, kännetecknat av att sampelperiodtiden bildas som en produkt genom att multi- plicera frekvensspàrningssignalen med dubbla pulstalet (p), varvid nämnda pulstal är ett heltal, och invertera nämnda produkt, samt att utmata den inverterade produkten som sampelperiodtiden.

7. Förfarande enligt patentkrav 6, kännetecknat av att (0) hos spänningsreferenssignalmallen genereras i beroende av en spàrvinkelsignal för spàrning av fasvinkelvärdet frekvensspàrningssignalen (jš) och sampelperiodtiden, en fasskillnadssignal (PD) skillnad mellan referensfasvinkeln (§') hos spänningsrefe- som representerar en fas- renssignalmallen och nämnda spárvinkel genereras i beroende av nämnda spàrvinkelsignal och spänningsreferenssignalmall- en, 10 15 20 25 30 35 ; uu.. u 5 2 3 5 8 uuu u.u u u 1- n” fl '°_ _", u u _ u u u u u u. u _ _ u u _ u u u u u u ' ' _ .Om o I u I I 9 Ü Ü u u u u _. u u _ , . u uu 30 en frekvenskorrigeringssignal (Af) genereras i beroende av nämnda fasskillnadssignal, och nämnda frekvensspàrningssignal (jš) genereras i beroen- de av nämnda frekvenskorrigeringssignal.

8. Förfarande enligt patentkrav 7, där spänningsreferens- signalmallen har formen av en vektor (Ûlïw) i en stationär referensram, kännetecknat av att nämnda fasskillnadssignal bildas genom multiplikationer av komponenter av spännings- referenssignalmallen med sinus- och cosinusfunktioner av spàrvinkelsignalen.

9. Datorprogramprodukt innefattande datorprogramkodmedel för att utföra styrning av en spänningsstyv strömriktare enligt nagot av patentkrav 5-8. tillhanda- hallen àtminstone delvis över ett nät sàsom t ex Internet.

10. Datorprogramprodukt enligt patentkrav 9,

11. ll. Datorläsbart medium med ett därpà inspelat program för att utföra styrning av en spänningsstyv strömriktare enligt nagot av patentkrav 5-8.