DE2019263C3 - Einrichtung zum phasenrichtigen Glaetten der Komponentenspannungen eines oberwellenbehafteten Spannungsvektors - Google Patents

Einrichtung zum phasenrichtigen Glaetten der Komponentenspannungen eines oberwellenbehafteten Spannungsvektors

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DE2019263C3
DE2019263C3 DE19702019263 DE2019263A DE2019263C3 DE 2019263 C3 DE2019263 C3 DE 2019263C3 DE 19702019263 DE19702019263 DE 19702019263 DE 2019263 A DE2019263 A DE 2019263A DE 2019263 C3 DE2019263 C3 DE 2019263C3
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/06—Rotor flux based control involving the use of rotor position or rotor speed sensors
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Description

3 4
Tangens des Differenzwinkels proportionalen Größe wobei es wesentlich is·., daß die Oberwellen der Aus-
cinem Quotientenbildner zugeführt ist. gangssignale der Hallsonden 3 ohne Phasenverfäl-
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung, weiche im schung der Grundwelle eliminiert werden,
folgenden an Hand der Figuren näher veranschaulicht Zur Erläuterung der prinzipiellen Wirkungsweise
wird, sind in den Unteransprüchen gekennzeich- 5 der Erfindung sei zunächst auf das Vektorschaubild
net. 3°mäß F i g. 2 Bezug genommen, das einen vorgegebe-
Fig. 1 zeigt ein Anwendungsbeispiel für die erfin- nen ebenen VektorE, beispielsweise einen Drehvektor, dungsgcmäße Glättungseinrichtung bei der feldorien- mit dem Phasenwinkel t in einem rechtwinkligen, tierten Regelung bzw. Steuerung einer Asynchron- feststehenden Koordinatensystem mit den Achsen τ maschine, wie sie bereits an anderer Stelle vorge- io und / zeigt, dessen in Richtung der Koordinatenschlagen worden ist. Das Wese., einer derartigen feld- achsen fallenden Vektorkomponenten mit E1 und El orientierten Regelung besteht danr· laß der Ständer- bezeichnet sind. Die Vektorkomponenten sollen nun strom der Asynchronmaschine vorge^ocn wird mittels neben einer Grundschwingung noch eine Oberschwineiner jeweils in Richtung und ei»<cr senkrecht zur gung enthalten, was vektoriell so dargestellt werden Richtung der momentanen 1 suferdrehfeldachse 15 kann, daß sich der vorgegebene Drehvektor E zuliegenden Komponente. ">rzu ist es erforderlich, sammensetzt aus einem mit EK bezeichneten Grunddie momentane Lage de:, lJiaferdiehfeldes in irgend- wellenvektor und einem jeweils um dessen Spitze einer Weise melitechr. ·. '\ zu erfassen und vorteilhaft, kreisenden Oberwellenvektor E11. Wird mit tg der die in den Meßgrößen enthaltenen Oberwellenschwin- Phasenwinkel des Grundvs^ors Ex bezeichnet, dann gungen zu unterdrücken, ohne dabei die Grundwelle 20 wird der Differenzwinkel zwischen dem Phasenwinkel t bezüglich ihrer Phasenlage zu verfälschen. des Vektors E und dem Phasenwinkel t■„ des Vek-
Gemäß Fig. 1 wird eine Asynchronmaschine an tors Ex sich periodisch zwischen den Werten +ömax ihren Ständerphasenklemmen R, S und T über ein und — omux bewegen, so daß dessen zeitlicher Mittelgeeignetes Stellglied, welches die Phasenströme IR, Is v.ert Null ist. Umgekehrt läßt sich sagen, daß jeder und I7 einzustellen gestattet, aus einem Drehstromnetz 25 Vektor Λ mit dem Phasenwinkel λ, dessen Pnasengespeist. Als derartiges Drehstromstelig'lied kommt Winkeldifferenz ε — ■* zu dem Phasenwinkel ε des vorbeispielsweise ein Drehtransformator, ein Magnet- gegebenen Vektors E im Mittel verschwindet, stets in verstärker oder ein Umrichter in Frage. Von zwei Richtung des Grundwllenvcktors Ev zeigen muß, um 90° elektrisch gegeneinander am Ankerumfang wobei diese Aussage unabhängig von Betrag und der Asynchronmaschine 1 versetzten Hallsonden wird 30 Winkelgeschwindigkeit des vorgegebenen Vektors E das Luftspaltfeld von zwei um 90° phasenverscho- als auch von Betrag und Winkelgeschwindigkeit benen Spannungen, welche den in die beiden senk- des Vektors E0, d. h. der Ordnungszahl der berecht aufeinanderstellenden Achsen r und / fallenden treffenden Oberwelle gilt und auch bei gleichzeitigem Komponenten des Drehfeldvektors proportional sind, Auftreten mehrerer Oberwellen zutrifft,
abgebildet und mittels Korrekturgliedern 4 daraus die 35 F i g. 3 zeigte in blockschahbildlichei Darstellung entsprechenden Komponentenspannungen des mit die auf dieser Erkenntnis aufbauende erfindungsdem läufer verketteten Drehfeldvektors gewonnen. gemäße Glättungseinrichtung. Sie enthält einen ober-Die am Ausgang der Korrekturglieder 4 auftretender, wellenfreie, mit sin \ und cos χ bezeichnete Ausgangsnoch mit hauptsächlich durch die Läufernutung v^r- spannungen liefernden Zweiphasengenerator 14 von ursachten Oberwellen behafteten V^ktorkomponen- 40 an sich bekannter Bauart. Der Phasenwinkel χ der tenspannungen v/erden den Eingangskiemmen 8 und 9 von dem Zweiphasengenerator ausgegebenen Vektordes bezüglich seines Innenaufbaues später noch aus- größe ist dabei proportional dem Zeitintegral der führlich beschriebenen erfindungsgemäßen Glättungs- seiner Eingangsklemme 28 zugeführten Eingangsgliedes G zugeführt, welche diese phase.irichtig in größe \, welche ihrerseits das Ausgangssignal eines zwei oberwellenfreie, ständerbezogene Vektorkompo- 45 PI-Reglers 15 darstellt. Das Ausgangssignal des PI-nentenspannungen umformt, die einen stets in Rieh- Reglers 15 bestimmt somit die Winkelgeschwindigkeit tung der momentanen Drehfeldachse zeigenden Ein- der von dem Zweiphasengenerator ausgegebenen heitsvektor ip = e1'* beschreiben. Die mit cos?* und Vektorgrößi: bzw. die Frequenz seiner diese darstel- smip bezeichneten Ausgangsspannungen des Glät- lcnden Ausgangsspannungen. Die an den Kbmmen 10 tungsgliedes G sind einem mit 6 bezeichneten Κοίτη- so und 11 auftretenden sinus- bzw. kosinusförmigen ponentenwandler (KW) zugeführt, der mit zwei auf Spannungen beschreiben einen Einheitsvektor (Bejlje I 2"feH'"Kf"''<"'·1"" KoZ«~«-„„ c: xo L. * i\ _:* .1 01— :_t...i . c: _ v-i.»—:~"cr,
■*■"»* ««λ··«·*»*» wi viii ·*■■** u««B »uv vvx'u&vllb" M-illlgjtil 'g^gl υω4ί" *■* l*"ö ^J Hill · J\» 111 * 11 Q 31» Il VY Htr.VI ·
und w zwei entsprechende ständerbezogene Vektor- Multiplizierglied 16, welches in seinem Aufbau dem komponenten für den Ständerstrom bildet. Der Korn- zuvor erwähnten Komponentenwandler 6 gleicht, ponentenwandler 6 besteht aus vier Multiplikatoren 55 werden uie Komponentenspannungen dieses Einheitsund zwei Addierverstärkern und liefert an seiner vtktors sowie die Komponentenspannungen E1 und E, Ausgangsklemme 12 eine Spannung der Größe b des zu glättenden Vektors E = \E\e>' so zugeführt, <';ii'« cosgo — w άηφ und an seiner Ausgangsklemme 13 an den Ausgangsklemmen 17 bzw. 18 des Muliiplieine Spannung der Größe b sing? Yw cost/, welche ziergliedes 16 zwei dem Betrag \E\ des Eingi<igsvek über ein Zwischenglied 7, beispielsweise zur Um- fio tors E und dem Sinus bzw. dem Kosinus des Diffewandlung vcn zweiachsigen in dreiachsige Kompo- renzwinkelsf — <* proportionale Spannungen entstehen, nenten auf die Stelleingänge des Stellgliedes 2 wirken. Wird die Ausgangsklemme !8 mit dem Divisorcing;i<ng Durch diese feldorientierte Vektorkomponentensteue- und die Ausgangsklemme 17 mit dem Dividendenrung mit den feldachsenbezogenen Größen b und w eingang eines Quotientenbildners 19 verbunden, so werden die par '!el und die senkrecht zur momen- 65 entsteht an des3en Ausgang eine nur noch dem tanen Läuferdrehfe'dachse liegende Komponente des Tangens des Differenzwinkels t -ix proportionale Siänderstromvektors, d. h. Wirkstrom und Feldbetrag Spannung, wobei die zwischen der Klemme 18 und unabhängig und entkoppelt voneinander beeinflußt, dem Divisoreingang geschaltete Diode 20 für einen
eindeutigen Zusammenhang zwischen der Hingangs- In Fig. 4 ist eine: gerätetechnische Realisierung und der Ausgangsspannung des Quoticnlcnbildncrs 19 der Gläitungscinrichtung gemäß Fig. 3 darge. teilt, in einem Bereich des Diffcrcnzwinkcls t-ei zwischen wobei für gleichwirkcnde Elemente deren Bczugs-—η und +λ sorgt, indem die Ausgangsgröße des /wichen übernommen sind. An die Klemmen 8 und 9 Quoticntenbildners 19 bei positiven Werten der an 5 sind die Komponentenspannungen Ex- |£| cost und der Klemme 19 auftretenden Spannung eine dem E.~\E\ sin# angeschlossen und beaufschlagen die Tangens des Diffcrenzwinkcls /—α proportionale einen Eingänge der Multiplikatoren 30 und 32 und sind Spannung, im übrigen jedoch einen durch die geräte- mit der Ausgangsklcmme Ht des Zweiphascngcneratechnische Ausbildung des Quolicntcrtbüdncrs 19 be- tors 14 verbunden, während die beiden anderen Einstimmten maximalen Ausgangswcri aufweist, dessen io gange der Multiplikatoren 31 und 33 mit der Klemme Vorzeichen übereinstimmt mil dem der Sinusfunntion Il in Verbindung stehen. Die Ausgänge der Multiplides Differenzwinkels t *. kabiren 30 und 33 sind additiv über je einen Wider-Die Wirkungsweise der bisher beschriebenen Hin stand der (irößc R einem AddicrverstärkeT 34 zugerichtung ist folgende: Der PI-Regler 15 wird in üblicher führt, während die Ausgänge der Multiplikatoren 32 Weise durch Veränderung seiner Ausgangsgröße ■» 15 und 31 subtraktiv einem weiteren Addierverstärker und damit des Phasenwinkels des Zweiphasengenera- 35 zugeführt sind. Die beiden Addierverstärker 34 tors 14 auf die Herbeiführung eines stationären Zu und 35 sind jeweils mit einem Widerstand der Größe R Standes hinarbeiten, der dann erreicht ist. wenn die gegengekoppclt. und die Summe der mit ihren mit Eingangsgröße des PI-Reglers im Mittel verschwindet. und < bezeichneten Eingängen verbundenen Lcit-Die Eingangsgröße des PI-Reglers 15 wird dann 10 werte ist jeweils gleich. Der Quoticntenbildncr 19 ist periodisch um den WpH Null zwischen den Werten als cm über einen Multiplikator 36 gcgengckoppeltcr Itgdmax schwanken; für die Ausgangsgröße des Verstärker ausgebildet, der in seinem unbcschaltetcn PI-Reglers 15 ergibt sich eine entsprechende Schwan- Zustand eine sehr gro3e Lccrlaufvcrstärkung aufweist kung, die jedoch praktisch beliebig stark abgedämpft und eingangs&citig mit der Klemme 17 verbunden ist. werden kann, wenn dessen Proportionalvcrstärkung 35 Sein mit — bezeichneter Eingang stell» daher den genügend klein und dessen Nachstellzcit genügend Dividendeneingang dar, während der andere, mit der groß gewählt wird. Die Dämpfung dieser, von den Kathode der Diode 20 verbundene Eingang des Oberwellen hervorgerufenen, Schwankungen ist da- Multiplikators 36 den Divisoreingang darstellt. Das durch gegeben, daß zwischen der Eingangsgröße des Ausgangssignal des Quotientcnbildncrs 19 bcauf-Zweiphasengenerators 14 und dem von den beiden 30 schlagt den in Form eines mit einem ÄC-GIicd Ausgangsspannungen des Zweiphasengencrators 14 gcgengekoppelten Verstärkers ausgebildeten PI-Regrepräsentierten Phasenwinkelwcrt * ein integraler Zu- Ier 15, dessen Ausgangssignal auf den Frequenzstellsammenhang besteht. Aut diese Weise wird der durch eingang IX, des Zweiphasengenerators 14 geführt ist. die Ausgangsspanmmgen an den Klemmen 10 und 11 Die Diode 20 dient — wie schon zuvor ausge beschriebene Vektor bezüglich seiner Phasenlage nur 35 führt — dazu, jeweils nur die positiven Werte der mehr ganz geringfügig um die Lage des Grundweifen- an der Klemme 18 auftretenden Spannung auf den vektors EK pendeln, so daß der durch die Spannun- Multiplikator 36 wirksam werden zu lassen, welche gen an den Klemmen 10 und 11 beschriebene Ein- über den PI-Verstärker 21 und einen Integrator 22. heitsvektor praktisch in Richtung de* Grundwellen- dessen Ausgang über einen Umkehrverstärker 37 auf vektors E, zeigen wird. Bei diesem abgeglichenen Zu- 40 den Eingang des PI-Verstärkers 21 gegengekoppclt stand repräsentiert aber die an der Klemme 18 auf- ist, geführt wird. Der Integrator 22 und der PI-Vertretetide Spannung |£) cos {t - λ) stets die Projektion stärker 21 sind hier ebenfalls als kapazitiv bzw. des Eingangsvektors E auf den Grundwellenvektor E., ohmisch-kapazitiv gegengekoppelte Verstärker ausderen Größe periodisch um den Betrag des Grund- gebildet. Das an der Klemme 23 erscheinende Auswellenvektors Et schwankt Mit einem Verzögerung^ 45 gangssignal des Integrators 22 beaufschlagt die einen glied zweiter Ordnung, bestehend aus einem Integra- Eingänge zweier weiterer Multiplikatoren 24 und 25, tor 22. dessen Ausgangssignal auf den Eingang eines deren anderen Eingänge mit den Klemmen 10 und 11 ihm vorgeordnetep Pl-Verstärkers 21 gegengekoppelt des Zweiphasengenerators 14 verbunden ;nd. Zur ist, kann die im abgeglichenen Zustand des PI-Reglers Einsparung von Verstärkerelementen kann die aus 15 um den Betrag des Gnindwellenvektors schwan- 50 dem Addierverstärker 35 bestehende Mischsfelle mit kende Spannung an der Klemme 18 genügend stark dem Quoüenlenbildncr 19 in der Weise zusammengegläi .et werden, so daß am Ausgang 23 des Integra- gefußt werden, daß die Ausgangsspannungen der tors 22 eine Spannung zur Verfügung steht, welche Multiplikatoren 31 und 32 — anstatt, wie dargestellt, genau dem Betrag des Grundwellenvektors Ee ent- in einem besonderen Verstärker — im Eingangskreis spricht. Es äst zweckmäßig, wenn die Kennwerte des 55 des Verstärkers des Quotientenbildners voneinander PI-Verstärkers 21 und des Integrators 22 mit den subtrahiert werden. Man wird diese Abwandlung in Kennwerten der entsprechenden Elemente 15 und J4 &n Fällen bevorzugen, wo kein besonderer Wert auf übereinstimmen, so daß die entsprechenden Signal- eine leichte Zugänglichkeit zu der \E\ sin (f·—λ) gelegt flußabschnitte gleiches Übelgangsverhalten aufweisen. wird.
Wird die Klemme 23 mit den Eingängen zweier Multi- 60 Bei der Abwandlung der Schaltung gemäß F i g. 4,
plikatoren 24 und 25 verbunden, an deren anderen die sich ergibt, wenn die mit 38 und 39 bezeichneten
Eingänge die Ausgangsklemmen 10 und 11 des Schaltbrücken in die gestrichelt gezeichnete senkrechte Zweiphaseagenerators 14 angeschlossen sind, so er- Stellung gebracht werden, ist dem über den PI-Regler
scheinen an den Ausgangsklemmen 26 und 27 des 15 führenden Signalflußpfad ein weiterer Signalweg
Glättungsglkdes zwei Spannungen A f und A„ weiche 65 für das Ausgangssignal des Quotien<enbildn.ers 19
den redilwinkcligsn Komponenten des Grundwellen- parallel geschaltet, welcher über zwei entgegengesetzt
vektors Et entsprechen, der damit phasen- und auch in Reihe angeordnete Zcncrdiodcn 40 führt. Die
ampliiudcnrichtig dargestellt ist. Durchbruchsspannungen dieser Zcnerdioden sind
Λ pg
Ausgang des Integrators 43 eine Spannung, welche Da diese Synchronisierspannung üblicherweise aus proportional sin * ist, und am Ausgang des Integrators 45 der Netzspannung abgeleitet wird, ist auch hier eine 44 eine Größe, weiche proportional cos« ist. Die an phasenreine Unterdrückung der Oberwellen wichtig, den Ausgangsklemmen 10 und 11 auftretenden Span- um denselben Zündzeitpunkt während jeder Halbnungen sind also jeweils proportional dem Kosinus welle zu gewährleisten.
Hierzu !BlattZeichnungen
7 8 *
dabei so bemessen, daß sie bei einer Ausgangsspan- des Zeitintegrals der an der Eingangsklemme 28 an- l%
nung des Quotientenbildners, welche einer Winkel- gelegten Spannung. Damit die Ampütuden des an den i|
η .... .... . Klemmen 10 und 11 erscheinenden Sinus-Kosinus- M,
differenz ε-« von etwa -y entspricht, durchlassig ^ stets konstant ^ ist der integrator 44 mit Ji
werden und dann durch eine entsprechende Ver- 5 einer entdämpfenden Rückkopplung in Form des || größerung der Ausgangsgröße eines Addierverstärkers Rückkopplungswiclerstandes 47 versehen, welche das i 41 ,-ad damit der dem Zweiphasengeneralor züge- aus den beiden hintereinander im Kreis geschalteten !führten Stellgröße die Phascnwinkeinachführung des jlntegratorcn 43 und 44 pestehende schwsrigungsfähige ^Zweiphasengenerators auf die mittlere Lage des Ein- Gebilde zu aufklingenden Schwingungen anregt- Sogangsvektors E mit weit !größerer Geschwindigkeit 10 bald diese jedoch die Schwellwerte zweier mit enterlauben, als wenn nur der PI-Regler 15 allein wirk- gegengesetzter Polarität vorgespannter Dioden 48 sam wäre. Diese bei größeren Winkeldifferenzen und 49 erreichen, welche an zwei Potenliometerabprogressive Beaufschlagung des Frequenzstelleingan- griffen eines symmetrisch gespeisten Potentiometers ges des Zweiphasengenerators 14 gewährleistet, daß 50 angeschlossen sind, dessen Mitte mit dem Ausder Vektor des Zweiphasengenerators auch bei größe- 15 gang des Integrators 44 verbunden ist, wird eine die ren erforderlichen Frequenzveränderungen nicht die Spannungsamplitude auf die Vorspannung dieser Fühlung mit dem Eingangsvektor E verliert und ein Dioden begrenzende Gegenkopplung wirksam, so daß Kippen dadurch verhindert wird. Die beschriebene damit eine Amplitudenstabilisierung der Ausgangs-Variante empfiehlt sich dabei für das Anwendungs- spannungen an den Klemmen 10 und 11 erreicht ist. beispiel nach F i g. 1, wo betriebsmäßig nennenswerte ao Vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten der Erfin-Frequenzänderungen auftreten können. dung bestehen nicht nur bei der zuvor erwähnten
Steht eine der Winkelgeschwindigkeit des Eingangs- Vektorkomponentensteuerung von Drehfeldmascln vektors bzw. der Frequenz seiner Komponentenspan- nen. Sie kann vielmehr allgemein überall dort eingc nungen zumindest annähernd entsprechende Größe setzt werden, wo die Aufgabe besteht, bei einem brzur Verfugung — beim Anwendungsbeispiel gemäß 15 liebig oberwellenbehafteten Mehrphasenspannunps-Fig. 1 wäre dies etwa die Rotordrehzahl der Asyn- system dessen Grundwelle phasen- und/oder ampli chronmaschine 1 —, dann kann durch eine Stör- tudcnrichtig zu gewinnen. Jedes Mehrphascnsysii, ■ rößenaufsehaltung eine weitere Beschleunigung der beschreibt nämlich einen Vektor und kann deshai > Phasenwinkelnachführung erreicht werden, indem auch durch die Komponenten eines Zweiphasci diese Größe an der Klemme 42 zugeführt wird und so 30 systems dargestellt werden, womit dann die Eingangden Frequenzstelleingang 28 des Zweiphasengenera- größen für das erfindungsgemäße Grundwellenfilu tors zusätzlich beaufschlagt. zur Verfügung stehen. Von besonderer Bedeutung iv
F i e. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen mit dabei, daß dieses Grundwellenfiltcr bei jeder Gruüil statischen Mitteln arbeitenden Zweiphasengenerator. Wellenfrequenz, die Frequenz Null eingeschlossen Er besteht pus zwei hintereinandergeschalteten Inte- a bestimmungsgemäß zu arbeiten vermag, gratoren 43 und 44, denen jeweils ein Multiplikator So kann die erfindungsgemäße Glättungseinrichtung
45 bzw. 46 vorgeordnet ist. Das Ausgangssignal des auch bei der Synchronisierung von Neuen eingesetzt Multiplikators 44 ist auf den dem Integrator 43 vor- werden, um ein ober wellcnfrcies phasentreues Xbbilil geordneten Multiplikator 45 rückgekoppelt. Wird an des Istwertes der Netzspannung bzw. des Netzspan -der die anderen beiden Eingänge der Multiplikatoren 40 nungspannungsvektors zu erhalten. Mit dem gleichen 44 und 45 beaufschlagenden Eingangsklemme 28 ein Vorteil kann die Erfindung auch verwendet werden
. „ ^ -a <** .„„,,„, „ «rcrheint am zur GIättun8 de=" Synchronisierspannung von Steuer
Signal der Große «= Λ angelegt, so erscheint am ^6n {„r phasenanschnittgcste^erten stromrichte« S lh D di Shii bi
309616/395

Claims (9)

2019262 1 2 Patentansnrüche- 10· Einrichtung nach einem der Ansprüche I Patentansprüche. bjs ^ gekennzeichnet durch ihre Verwendung zur
1. Einrichtung zum phasenrichtigen Glätten der Glättung der Synchronisierspannung von Steuer-Komponentenspannungen eines obarwellenbehaf- Sätzen für phasenanschnittgesteuerte Stromrichter, teten Spannungsvektors für die Meß- und Rege- 5
lungstechnik, insbesondere eines Drehvektors,
gekennzeichnet durch einen oberwellen-
freie Ausgangsspannungen liefernden Zweiphasen-
generator (14), deren Frequenz, vom Ausgangssignal eines PI-Reglers (15) bestimmt ist, der ein- io
gangsseitig mit einer von der Differenz zwischen
dem Phasenwinkel (ε) des oberwellenbehafteten Bei der Signalverarbeitung periodischer Signale in
Spannungsvektors (E) und d<?m Phasenwinkel (α) der Meß- und Regelungstechnik ist es oft erforderlich,
des von dem Zweiphasengenerator (14) gebildeten diesen überlagerte höherfrequente Schwingungsanteile,
oberwellenfreien Spannungsvektors (A) abhän- 15 sogenannte Oberwellen, zu unterdrücken. Führt man
gigen Größe beaufschlagt ist. eine Glättung mittels üblicher Verzögerungsglieder
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- d"rch, welche von den periodischen Signalen unmitkennzeichnet, daß der Zweiphasengenerator (14) telbar beaufschlagt werden, so muß man d^bei in aus zwei hinter/nandergeschalteten Integratoren Kauf nehmen, daß diese Glieder grundsätzlich auch (43, 44) besteht, denen jeweils ein Multiplikator 20 die Phasenlage und die Amplitude der Grundwelle (45, 46) vorgeordnet ist. verfälschend beeinflussen. Für eine Vektormessung
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ge- bzw. eine Vektorregelung beispielsweise, bei welcher kennzeichnet durch vier Multiolikatoren (30 bis ein Vektor mittels zweier ihn beschreibender Kompo-33), die von den Komponentenspannungen und nentenspannungen, welchen noch unerwünschte Obervon den oberwellenfreien Ausgangsspannungen 35 wellen überlagert sind, möglichst genau erfaßt werden des Zweiphasengenerators (14) beaufschlagt sind soll, verbietet sich sorr it dieses Verfahren.
und deren Ausgangsspannungen zwei Addierver- Die Erfindung betrifft demgegenüber eine Einrich-
stärkern (34, 35) so zugeführt sind, daß an deren tung zum phasenrichtigen Glätten der Komponenten-Ausgängen d.m Sinus und dem Kosinus des spannungen eines oberwellenbehafteten Spannungs-Differenzwinkels (f—*) proportionale Größen 30 vektors, insbesondere eines Drehvektors, entstehen, welche zur Bildung ei .er dem Tangens Diese phasenrichtige Glättung wird verwirklicht
des Differenzwinkels proportion ilen Größe einem durch einen oberwellenfreie Ausgangsspannungen Quotientenbildner (19) zugeführt sind (F i g. 4). liefernden Zweiphasengenerator, deren Frequenz vom
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- Ausgangssignal eines PI-Reglers bestimmt ist, der kennzeichnet, daß der Divisoreingang des Quotien- 35 eingangsseitig mit einer von der Differenz zwischen tenbildners (19) lediglich von positiven Werten der dem Phasenwinkel des oberwellenbehafteten Spanihm zugeordneten Addierverstärkerausgangsspan- nungsvektors und dem Phasenwinkel des von dem nung beaufschlagt ist. Zweiphasengenerator gebildeten oberwellenfreien
5. Einrichtung nach den Ansprüchen 3 oder 4, Spannungsvektors abhängigen Größe beaufschlagt ist. dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzstell- *o Grundgedanke der Erfindung ist es also, den eingang (28) des Zweiphasengenerators (14) zu- Phasenwinkel eines oberwellenfreien Vektorkomposätziich über zwei entgegengesetzt in Reihe ge- nentenspannungen liefernden Zweiphasengenerators schaltete Zenerdioden (40) von der Ausgangs- so zu beeinflussen, daß dessen Unterschied zum spannung des Quotientenbildners beaufschlagt ist. Phasenwinkel des oberwellenbehafteten Vektors im
6. Einrichtung nach den Ansprüchen 3 oder 4, 45 Mittel verschwindet, wodurch die von den überdadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzstell- lagerten Oberwellen verursachten Schwankungen von eingang (28) des Zweiphasengenerators im Sinne zeitlichen Veränderungen der Grundwelle selbst einer Störgrößenaufschaltung zusätzlich durch eine separiert und für sich geglättet werden können.
von der Winkelgeschwindigkeit des Oberwellen- Der Zweiphasengenerator kann unter Vermeidung behafteten Spannungsvektors (E) abhängigen 50 rotierender Teile gemäß einer Weiterbildung der ErGröße beaufschlagt ist. findung aus zwei hintereinandergeschalteten Integra-
7. Einrichtung nach einem Λρύ Ansprüche 3 toren bestehen, denen jeweils ein Multiplikator vorbis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangs- geordnet ist.
signal des dem Divisoreingang des Quotienten- Die Bildung einer von dem zuvorgenannten Diffe-
bildners (19) zugeordneten Addierverstärkers über 55 renzwinkel abhängigen Größe könnte an sich mit einen Tiefpaß, vorzugsweise zweiter Ordnung, auf bekannten analog oder digital arbeitenden Bausteinen die Eingänge zweier Multiplikatoren (24, 25) ge- wie Funktionsdrehmelder oder Phasenwinkelmeßführt ist, an deren anderen Eingängen die ober- geräten erfolgen. Eine besonders einfache Möglichwellenfrejen Ausgangsspannungen des Zwei- keit zur Bildung der von dem Differenzwinkel abphasengenerators (14) liegen. 60 hängigen Größe eröffnet sich nach einer weiteren
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 Ausgestaltung der Erfindung mit vier Multiplikatoren, bis 7, gekennzeichnet durch ihre Verwendung zur die von den Komponentenspannungen und von den feldorientierten Steuerung oder. Regelung des oberwellenfreien Ausgangsspannungen des Zwei-Drehmomentes von insbesondere ümrichterge- phasengenerators beaufschlagt sind und deren Ausspeisten Asynchronmaschinen. 63 gangsspannungen zwei Addierverstärkern so zuge-
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 führt sind, daß an deren Eingängen dem Sinus und bis 7, gekennzeichnet durch ihre Verwendung zur dem Kosinus des Differenzwinkels proportionale Synchronisierung von Netzen. Größen entstehen, welche zur Bildung einer dem
DE19702019263 1969-08-14 1970-04-22 Einrichtung zum phasenrichtigen Glaetten der Komponentenspannungen eines oberwellenbehafteten Spannungsvektors Expired DE2019263C3 (de)

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