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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Steuerverfahren und eine Schaltungsanordnung
für einen
an einem Wechselspannungsnetz liegenden Gleichrichter gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1 und Anspruchs 7.
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In
der Antriebstechnik besteht vielfach die Forderung nach einem sehr
einfach aufgebauten, netzgeführten,
ungesteuerten Gleichrichter zur Speisung eines Gleichspannungszwischenkreises
eines Antriebsumrichters aus einem Dreiphasennetz, wobei die Forderung,
dem Netz einen möglichst
sinusförmigen
Strom zu entnehmen bzw. zuzuführen,
nicht von Bedeutung ist. Da der Umrichter den mit variabler Dreiphasenspannung
und variabler Frequenz versorgten Drehstrommotor nicht nur treiben,
sondern auch bremsen soll, muss jedoch ein Stromfluss in beiden
Richtungen möglich
sein.
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Beim
Bremsbetrieb fließt
Energie vom Motor über
den lastseitigen Wechselrichter in den Gleichstromzwischenkreis
und von dort ins Netz. Dies ist bei ungesteuerten Gleichrichtern,
die nur Dioden enthalten, nicht möglich. Deshalb müssen in
Antriebsumrichtern mit Diodenbrücken
im Netzeingang elektronisch schaltbare Bremswiderstände angeordnet
sein, die die anfallende Bremsenergie in Wärme umsetzen.
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Soll
die Bremsenergie jedoch in das speisende Netz zurückgespeist
werden, kann anstelle des Gleichrichters ein selbstgeführter Pulsstromrichter mit
abschaltbaren Halbleiterschaltern, insbesondere Insulated-Gate-Bipolar-Transistoren
(IGBT), vorgesehen sein. Dieser selbstgeführte Pulsstromrichter kann
als Gleichrichter oder als Wechselrichter betrieben werden. Deshalb
wird dieser selbstgeführte Pulsstromrichter
auch als selbstgeführte,
gepulste Einspeise-Rückspeise-Ein heit
bzw. als Aktive-Front-End (AFE) bezeichnet. Der Netzstrom ist durch
die Verwendung eines Aktive-Front-End nahezu sinusförmig, d.h.,
die Netzrückwirkungen
sind minimal.
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Gegenüber der
ungeregelten Einspeiseeinheit ist die Zwischenkreisspannung mittels
der selbstgeführten,
gepulsten Einspeise-Rückspeise-Einheit regelbar.
Der Nachteil sind die hohen Kosten und der hohe Aufwand. Wenn hohe
Anforderungen bezüglich Netzrückwirkungen
gestellt werden oder wenn eine hohe Bremsleistung anfällt, bleibt
einem nichts anders übrig,
eine derartige Einspeise-Rückspeise-Einheit
zu verwenden, auch wenn keine geregelte Zwischenkreisspannung benötigt wird.
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Aus
der
DE 35 39 027 A1 ist
eine weitere Ausführungsform
eines Antriebsumrichters bekannt, der netzseitig einen ungesteuerten
Gleichrichter aufweist, der für
jede Spannungsphase zwei elektrisch in Reihe geschaltete Dioden
mit hierzu parallel geschalteten elektronisch steuerbaren Schalter
aufweist. Außerdem
weist dieser Antriebsumrichter einen Hilfsgleichrichter auf, der
gleichspannungsseitig mit einem hochohmigen Bürdenwiderstand abgeschlossen
ist und in Reihe zu jeder seiner Hilfsdioden einen zur Ansteuerung
eines elektronisch steuerbaren Schalters dienenden Stromsensor,
insbesondere ein Optokoppler mit nachgeschaltetem Verstärker, aufweist.
Mittels diesem Hilfsgleichrichter werden derart Steuersignale generiert,
dass jeder elektronisch steuerbare Schalter synchron zu den Leitphasen
der zugeordneten netzgeführten
Dioden eingeschaltet wird. Dadurch wird der Gleichrichter des Antriebsumrichters
bidirektional für
beide Stromrichtungen leitend und ist trotzdem vom netzgeführten, ungesteuerten
Typ. Der Vorteil dieses Antriebsumrichters liegt darin, dass der
Gleichrichter keine aufwendige Steuer- und Regelelektronik benötigt. Obwohl der
Gleichrichter mit abschaltbaren Ventilen arbeitet, ist die Gleichspannung
so hoch wie bei einem ungesteuerten Gleichrichter. Die abschaltbaren
Ventile schalten nur mit Netzfrequenz und nach dem Abschalten steigt
an ihnen die Spannung nur langsam an, so dass auch abschaltbare Thyristoren
als elektronisch steuerbare Schalter geeignet sind.
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Aus
der Veröffentlichung "Fundamental Frequency
Front End Converter (F
3E) – a DC-link
drive converter without electrolytic capacitor" von Kurt Göpfrich, Dr. Carsten Rebbereh
und Dr. Lothar Sack, PCIM 2003, Nürnberg, Mai 2003, ist ein Antriebsumrichter
bekannt, der netzseitig einen ungesteuerten Gleichrichter und lastseitig
einen selbstgeführten Pulsstromrichter
aufweist. Beide Stromrichter sind gleichspannungsseitig direkt elektrisch
parallel geschaltet. D.h., im sogenannten Gleichspannungszwischenkreis
ist weder ein Zwischenkreiskondensator noch eine Zwischenkreisdrossel
angeordnet. Jeder Diode des netzseitigen Gleichrichters ist ein
elektronisch steuerbarer Schalter, insbesondere ein Insulated-Gate-Bipolar-Transistor
(IGBT), elektrisch parallel geschaltet. Zwischen den Netzanschlüssen und den
Eingangs-Anschlüssen
des netzseitigen Stromrichters ist ein Filterkreis, bestehend aus
Filterdrosseln und Filterkondensatoren, angeordnet. Für die Generierung
von Steuersignalen für
diese elektronisch steuerbaren Schalter ist eine Komparatorschaltung
vorgesehen, die eingangsseitig mit dem speisenden Netz verknüpft ist.
Diese Komparatorschaltung und deren Funktion sind in der
DE 199 13 634 A1 ausführlich behandelt,
so dass an dieser Stelle auf eine nähere Erläuterung verzichtet wird.
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Bei
der Steuerung des netzgeführten
Stromrichters des Antriebsumrichters nach der
DE 35 39 027 A1 bzw. der
PCIM-Veröffentlichung
werden die netzseitigen Umschaltungen der elektronisch steuerbaren
Schalter des ungesteuerten Gleichrichters alleine nach dem allgemeinen
Kriterium der Netzspannungen des speisenden Netzes durchgeführt. Der zwischen
dem netzseitigen Stromrichter und dem lastseitigen Stromrichter
fließende
Gleichstrom bleibt dabei außer
Betracht. Dieser Strom wird lastseitig eingeprägt und kann je nach Betriebszustand
und Zeitpunkt positiv, negativ oder Null sein. Außerdem ist
nicht sichergestellt, dass bei der Kommutierung des Stro mes von
einer Phase auf eine nachfolgende Phase der stromführende Schalter
und der stromübernehmende
Schalter zeitgleich schalten. Ursache dafür ist die Ermittlung des Nulldurchgangs
der zugehörigen
verketteten Spannung, die beispielsweise jeweils an einem Filterkondensator
des eingangsseitigen Filterkreises ansteht, bzw. die Bestimmung
des Zeitpunkts der natürlichen
Kommutierung. Somit existieren mehrere Zustände, die bei der Kommutierung
betriebsbedingt vorhanden sind. Beispielsweise verursacht ein verzögertes Einschalten
eines stromübernehmenden
Schalters bei der Kommutierung bei einem negativen Gleichstrom im
Antriebsumrichter bei einer verketteten Spannung größer, gleich
oder kleiner Null eine Störanregung
des Gesamtsystems und führt
zu Spannungsspitzen an den Filterkondensatoren und den elektronisch
steuerbaren Schaltern. Diese auftretenden Überspannungen müssen bei
der Dimensionierung des Antriebsumrichters berücksichtigt werden.
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Der
Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, dass bekannte Steuerverfahren
derart weiterzubilden, dass keine Spannungsspitzen mehr auftreten.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Dadurch,
dass gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
die erzeugten Steuersignale nur während dem Vorhandensein eines
lastseitigen Nullzeigers weitergegeben werden, finden die Umschaltung nur
dann statt, wenn der Zwischenkreisstrom gleich Null ist. In diesem
Betriebszustand ist es unerheblich wie die Kommutierung (überlappend
oder zeitgleich) stattfindet und ob der Nulldurchgang einer verketteten
Spannung exakt ermittelt worden ist. Mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren
werden die netzseitigen Umschaltvorgänge mit den lastseitigen Schaltzuständen verknüpft.
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Hierbei
muss zwischen zwei Fällen
unterschieden werden, nämlich
einen Bereich bis unterhalb der Spannungs-Vollaussteue rung des lastseitigen
Pulswechselrichters und der Bereich mit Spannungs-Vollaussteuerung.
Im Bereich bis unterhalb der Spannungs-Vollaussteuerung des lastseitigen Pulswechselrichters
treten die Nullzeiger in kurzen zeitlichen Abständen auf, da die Schaltfrequenz
des Pulswechselrichters im kHz-Bereich
liegt. Bei der Approximation eines Sollspannungszeigers des lastseitigen
Pulswechselrichters werden bis zur Vollaussteuerung der Spannung
immer zwei aktive Zeiger und ein Nullzeiger verwendet. Für die drei
Zeiger werden für
eine Vektordarstellzeit drei Einschaltdauern berechnet. Die Einschaltdauer
für den
Nullzeiger wird vorteilhafterweise halbiert, damit die Vektordarstellzeit
mit einem Nullzeiger beginnt und endet. Dadurch kann eine zweite
gleichlautende Vektordarstellzeit spiegelsymmetrisch an die erste
Vektordarstellzeit angeschlossen werden. Dadurch existiert in jeder
Vektordarstellzeit ein Nullzeiger. Diese Vektordarstellzeit entspricht
der halben Pulsperiodendauer. Tritt eine Anforderung einer Umschaltung
im ungesteuerten Gleichrichter auf, kann in sehr kurzer Zeit festgestellt
werden, ob ein Nullzeiger auftritt. Sind Nullzeiger vorhanden, so
erfolgt die Umschaltung mit Eintreten des nächsten Nullzeigers und somit
stromlos.
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Bei
Spannungs-Vollaussteuerung werden Nullzeiger zugunsten der Spannungsmaximierung ausgelassen.
Demzufolge fehlen abschnittsweise die stromlosen Pausen im Zwischenkreis.
Um in diesem Fall bei vorliegendem Umschaltbedarf keinen zu großen Schaltverzug
im netzseitigen Stromrichter auftreten zu lassen, wird nun erfindungsgemäß ein Nullzeiger
eingefügt.
Von den beiden möglichen
Nullzeigern des lastseitigen Pulswechselrichters wird derjenige
ausgewählt,
der die Umschaltung nur eines Schalterpaares im Pulswechselrichter
erfordert. Damit tritt auch im Bereich der Spannungs-Vollaussteuerung
eine stromlose Pause im Zwischenkreis dieses Antriebsumrichters
auf und die Umschaltung im netzseitigen Stromrichter erfolgt ebenfalls
stromlos. Da dieser Vorgang nur kurze Zeit in An spruch nimmt, ist diese
Maßnahme
für die
Last ohne praktische Auswirkung.
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Wie
auftretende Nullzeiger ermittelt werden können, ist den Unteransprüchen 3 und
4 zu entnehmen.
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Die
Ermittlung des Betriebszustands Spannungs-Vollaussteuerung ist im
Unteranspruch 6 beansprucht.
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Die
Vorteile des erfindungsgemäßen Steuerverfahrens
bestehen wegen der stromlosen Schaltvorgänge in den netzseitigen elektronisch
steuerbaren Schaltern in der Reduzierung ihrer Beanspruchung durch
den Wegfall der Schaltverluste und in der Verringerung der umschaltungsbedingten
Anregungen des Gesamtsystems.
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Zur
näheren
Erläuterung
der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der mehrere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
schematisch veranschaulicht sind.
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1 zeigt
ein Ersatzschaltbild eines bekannten Antriebsumrichters ohne einen
Spannungszwischenkreis, die
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2 zeigt
ein Ersatzschaltbild einer bekannten Steuereinrichtung zur Generierung
von Steuersignalen für
die elektronisch steuerbaren Schalter des Gleichrichters eines bekannten
Antriebsumrichters, in der
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3 sind
in einem Diagramm über
der Zeit t die Netzspannungen des speisenden Netzes und eine erzeugte
gleichgerichtete Gleichrichterspannung dargestellt, in der
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4 sind
jeweils in einem Diagram über
der Zeit t die Steuersignale der elektronisch steuerbaren Schalter
des Gleichrichters eines bekannten Antriebsumrichters dargestellt,
die
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5 zeigt
einen Antriebsumrichter mit einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,
während
in der
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6 ein
Antriebsumrichter mit einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
veranschaulicht ist, wobei die
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7 zeigt
ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
darstellt, und die
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8 und 9 veranschaulichen
jeweils das erfindungsgemäße Verfahren.
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In
der 1 ist ein Ersatzschaltbild eines Antriebsumrichters 2 dargestellt,
der aus der PCIM-Veröffentlichung
bekannt ist. Dieser bekannte Antriebsumrichter 2 weist
netzseitig einen Gleichrichter 4 und lastseitig einen selbstgeführten Pulsstromrichter
auf. Der Gleichrichter 4 und der lastseitige selbstgeführte Pulsstromrichter 6 sind
gleichspannungsseitig direkt miteinander mittels einer positiven
und einer negativen Stromschiene 8 und 10 elektrisch
leitend verbunden. Im Gleichspannungs-Zwischenkreis sind somit keine
Zwischenkreisdrossel und Zwischenkreiskondensator mehr vorhanden.
Zwischen den Anschlüssen
U, V, W eines nicht näher
dargestellten Netzes und den wechselspannungsseitigen Eingangs-Anschlüssen 12, 14 und 16 des
Gleichrichters 4 ist ein Filterkreis 18 angeordnet.
Dieser Filterkreis 18 weist Filterdrosseln LF und
Filterkondensatoren CF auf, wobei diese
Filterdrosseln LF jeweils in einer Netzzuleitung
und die Filterkondensatoren CF in Dreieck
geschaltet sind. Der netzseitige Stromrichter 4 weist für jede Spannungsphase
zwei elektrisch in Reihe geschaltete Dioden D1, D2; D3, D4 und D5,
D6 auf, die derart elektrisch verschaltet sind, dass eine dreiphasige
Gleichrichterbrückenschaltung
entsteht. Elektrisch parallel zu jeder Diode Dl, ..., D6 dieses Gleichrichters 4 ist
jeweils ein elektronisch steuerbarer Schalter T1, ..., T6 geschaltet.
Als elektronisch steuerbarer Schalter T1, ..., T6 sind abschaltbare Halbleiterschalter,
insbesondere IGBTs, vorgesehen.
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Diese
elektronisch steuerbaren Schalter sind mit ihren Steueranschlüssen gemäß der PCIM-Veröffentlichung
mit einer Steu ereinrichtung verknüpft. Da diese Steuereinrichtung
vorwiegend aus Komparatoren aufgebaut ist, wird diese als Komparatorschaltung
bezeichnet. Der genaue Aufbau dieser Komparatorschaltung ist der
DE 199 13 634 A1 entnehmbar.
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Die
2 zeigt
ein Ersatzschaltbild einer weiteren Steuerschaltung
20,
die aus der
DE 35 39 027
A1 bereits bekannt ist. Diese Steuerschaltung
20 weist
einen Hilfsgleichrichter
22 auf, der gleichspannungsseitig
mit einem hochohmigen Bürdenwiderstand
R
B abgeschlossen ist. Die Eingänge
24,
26 und
28 des
Hilfsgleichrichters
22 sind mit den Anschlüssen U,
V und W eines nicht näher
dargestellten speisenden Netzes elektrisch leitend verbunden. Dieser Hilfsgleichrichter
22 besteht
aus sechs Hilfsdioden D7, D8, D9, D10, D11 und D12 die in allgemein
bekannter Drehstrombrückenschaltung
verschaltet sind. Zwischen jeder Hilfsdiode D7, ..., D12 und einem
zugeordneten gleichspannungsseitigen Anschluss
30 bzw.
32 des
Hilfsgleichrichters
22 ist als Stromsensor ein Optokoppler
34,
36,
38,
40,
42 und
44 mit
einer Sendediode geschaltet. Der jedem Optokoppler
34,
...,
44 eigene, von der zugehörigen Sendediode angesteuerter
Fototransistor ist mit einem jeweils nachgeschalteten Verstärker
46,
48,
50,
52,
54 und
56 verknüpft. Die
Verstärker
46,
...,
56 generieren dabei in Abhängigkeit der lichtemittierenden Sendediode
jeweils ein Einschaltsignal S
T1, S
T2, S
T3, S
T4 S
T5 und S
T6 für
die elektronisch steuerbaren Schalter T1 bis T6 des Gleichrichters
4 des
Antriebsumrichters
2 nach der
1. Diese
Steuersignale S
T1, ..., S
T6 stehen
jeweils an korrespondierenden Steueranschlüssen G
T1,
G
T2, G
T3, G
T4, G
T5 und G
T 6 an. Diese Steuersignale
S
T1 bis S
T6 sind
jeweils in einem Diagramm der
4 über der
Zeit t dargestellt.
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Der
ohmsche Widerstandswert des Bürdenwiderstandes
R
B ist gemäß der
DE 35 39 027 A1 so bemessen,
dass der sich im Leitzustand der Hilfsdioden D7 bis D12 einstellende
Bürdenstrom
I
aux einen für die Sendedioden der Optokoppler
34,
...,
44 geeigneten kleinen Wert erreicht (z.B. 10mA).
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Die
Phasenspannungen UU, UV und
UW des speisenden Netzes sind in der 2 in
einem Diagramm über
der Zeit t dargestellt. Dieser Darstellung kann entnommen werden,
dass zu den Zeitpunkten t1 bis t6 jeweils ein Schnittpunkt K1, ...,
K6 zweier Phasenspannungen auftreten. Diese Schnittpunkte K1, ...,
K6 sind die natürlichen
Kommutierungszeitpunkte eines ungesteuerten Gleichrichters. Eine
vom Gleichrichter 4 erzeugte Gleichspannung uZK ist ebenfalls
im Diagramm der 2 über der Zeit t dargestellt.
Zu diesen Zeitpunkten t1, ..., t6 geht jeweils eine zu den zwei
beteiligten Phasenspannungen UW, UU; UV, UW;
UU, UV; UW, UU; UV,
UW und UU, UV korrespondierende verkettete Spannungen
durch Null. D.h., diese verketteten Spannung wechselt das Vorzeichen.
Diese verketteten Spannungen sind an den Filterkondensatoren CF des Filterkreises 18 des Antriebsumrichters 2 nach 1 abnehmbar.
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In
der 5 ist eine erste Ausführungsform einer Schaltungsanordnung 58 nach
der Erfindung bei einem bekannten Antriebsumrichter gemäß 1 dargestellt.
Die Schaltungsanordnung 58 weist eine Nullzeiger-Erfassungseinrichtung 60 und
eine Freigabeschaltung 62 auf. Die Nullzeiger-Erfassungseinrichtung 60 ist
eingangsseitig mit lastseitigen Anschlüssen 64, 66 und 68 des
lastseitigen Pulswechselrichters 6 elektrisch leitend verbunden.
Ausgangsseitig ist diese Nullzeiger-Erfassungseinrichtung 60 mit
einem Steuereingang 70 der Freigabeschaltung 62 verknüpft. Eingangsseitig
ist diese Freigabeschaltung 62 mit Steueranschlüssen GT1 bis GT6 der Steuereinrichtung 20 verbunden,
die eingangsseitig am Wechselspannungsnetz angeschlossen ist, die
den Antriebsumrichter 2 speist. Die Steuereinrichtung 20 ist
entsprechend der 2 aufgebaut. Die Steueranschlüsse GT1 bis GT6 sind in
der 5 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht
einzeln dargestellt. Ausgangsseitig ist die Freigabeschaltung 62 mit
Steueranschlüssen
der elektronisch steuerbaren Schalter T1 bis T6 des ungesteuerten
Gleichrichters 4 des Antriebsumrichters 2 verknüpft. Erst
wenn die Nullzeiger-Erfassungseinrichtung 60 einen Nullzeiger
U0 bzw. U7 erfasst
hat, werden die eingangsseitig anstehenden Steuersignale ST1 bis ST6 beim nächsten auftretenden
Nullzeiger U0 bzw. U7 an
den Ausgängen
der Freigabeschaltung 62 ausgegeben. In dieser Darstellung
ist die Nullzeiger-Erfassungseinrichtung 60 eingangsseitig
mit den lastseitigen Anschlüssen 64, 66 und 68 des
Pulswechselrichters 6 des Antriebsumrichters 2 verknüpft.
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Die
Darstellung gemäß 6 unterscheidet sich
von der Darstellung gemäß 5 dadurch,
dass die Nullzeiger-Erfassungseinrichtung 60 nun mit einem
Ausgang eines Modulators 72 des lastseitigen Pulswechselrichters 6 verbunden
ist. Da in diesem Modulator 72 aus einem anstehenden Sollspannungs-Zeiger
u* zugehörige
Steuersignale für
elektronisch steuerbare Schalter T7 bis T12, insbesondere IGBTs,
des lastseitigen Pulswechselrichters 6 generiert werden,
kann mittels einer Pegelüberprüfung einfach
festgestellt werden, ob ein Nullzeiger U0 bzw. U7 ansteht oder nicht. Vorteilhafter Weise
kann diese Nullzeiger-Erfassungseinrichtung 60 im Modulator 72 integriert
sein. Ebenso kann die Freigabeschaltung 62 in der Steuereinrichtung 20 für die elektronisch steuerbaren
Schalter T1 bis T6 des ungesteuerten Gleichrichters 4 des
Antriebsumrichters 2 integriert sein. Dadurch würde sich
die Schaltungsanordnung 58 auf eine Verbindungsleitung
zwischen dem Modulator 72 des lastseitigen Pulswechselrichters 6 und der
Steuereinrichtung 20 für
den netzseitigen Stromrichter 4 des Antriebsumrichters 2 verringern.
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In
der 7 ist ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform
der Schaltungsanordnung 58 nach der Erfindung veranschaulicht.
Diese unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß 6 dadurch,
dass zusätzlich
eine Vorrichtung 74 vorgesehen ist. Diese Vorrichtung 74 stellt
fest, ob in der Vektordarstellzeit TP ein
Nullzeiger U0 bzw. U7 erfasst worden
ist. Die Vektordarstellzeit TP wird ebenfalls vom
Modulator 72 des lastseitigen Pulswechselrichters 6 geliefert.
Tritt innerhalb einer Vektordarstellzeit TP kein
Nullzeiger U0 bzw. U7 auf
und wird eine Schalthandlung KU für den netzseitigen Stromrichter 4 angefordert,
so wird der Modulator 72 von der Vorrichtung 74 veranlasst,
einen Nullzeiger U0 bzw. U7 in der
nachfolgenden Vektordarstellzeit TP zu generieren.
Dabei wird darauf geachtet, dass möglichst nur eine Schalthandlung
eines Schalterpaares des Pulswechselrichters 6 vorgenommen
werden muss. Dieser eingeschobene Nullzeiger U0 bzw.
U7 muss nur solange anstehen, bis die angeforderte
Schalthandlung KU im netzseitigen Stromrichter 4 abgeschlossen
ist. Dadurch wird selbst bei Spannungs-Vollaussteuerung im netzseitigen
Stromrichter 4 stromlos umgeschaltet. Dieser Nullzeiger
U0 bzw. U7 wird
deshalb eingeschoben, damit im netzseitigen Stromrichter 4 kein
zu großer
Schaltverzug auftritt.
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In
den 8 und 9 ist das erfindungsgemäße Verfahren
im Bereich unterhalb der Spannungs-Vollaussteuerung und im Bereich
der Spannungs-Vollaussteuerung dargestellt. Gemäß diesem erfindungsgemäßen Verfahren
wird gemäß 8 zu Beginn
einer Vektordarstellzeit TP = 1/2 fs festgestellt, dass
ein Nullzeiger U0 bzw. U7 auftritt.
Gleichzeitig wird zu Beginn dieser Vektordarstellzeit TP eine Schalthandlung
KU für
den netzseitigen Stromrichter 4 angefordert. Mit Eintreten
des nächsten
Nullzeigers U0 bzw. U7 wird
diese angeforderte Schalthandlung KU ausgeführt. Da
während
der Ausführung
der Schalthandlung KU der lastseitige Pulswechselrichter 6 den
Nullzeiger U0 bzw. U7 umsetzt,
fließt
im Zwischenkreis des Antriebsumrichters 2 kein Strom. Somit
erfolgt die Schalthandlung KU im netzseitigen Stromrichter 4 stromlos.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren nach 9 tritt
bei einer angeforderten Schalthandlung KU kein
Nullzeiger U0 bzw. U7 auf.
Deshalb wird von der Vorrichtung 74 der Modulator 72 veranlasst, einen
Nullzeiger U0 bzw. U7 zu
generieren. Mit Umsetzung dieses Nullzeigers U0 bzw.
U7 in der nächsten Vektordarstellzeit TP wird die angeforderte Schalthandlung KU umgesetzt. Dieser Nullzeiger U0 bzw.
U7 muss nur solange anstehen, bis die Schalthandlung KU, beispielsweise die Kommutierung zwischen
den elektronisch steuerbaren Schaltern T1 und T3 des netzseitigen
Stromrichters 4, ausgeführt
ist. Da dieser Vorgang nur kurze Zeit in Anspruch nimmt, ist diese
Maßnahme
für eine
Last an den Ausgängen 64, 66 und 68 des
lastseitigen Pulswechselrichters 6 ohne praktische Auswirkung.
Wie bereits erwähnt, wird
von den beiden möglichen
Nullzeigern U0 bzw. U7 des
Pulwechselrichters 6 derjenige ausgewählt, der nur eine Schalterhandlung
im Pulswechselrichters 6 erfordert. Durch die Einführung eines
Nullzeigers U0 bzw. U7 im
Spannungs-Vollaussteuerbereich erfolgt der Schaltvorgang im netzseitigen
Stromrichter 4 stromlos.
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Da
die Schaltvorgänge
des netzseitigen Stromrichters 4 stromlos erfolgen, treten
keine Schaltverluste mehr auf, so dass die Beanspruchung der elektronisch
steuerbaren Schalter T1 bis T6 des ungesteuerten Gleichrichters 4 reduziert
werden. Außerdem
werden die umschaltbedingten Anregungen des Gesamtsystems verringert.