DE102008022923A1 - Method for running period determination of control unit of switched-off semiconductor switch of pulse power converter of voltage intermediate circuit, involves measuring converter output current during time determination - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Laufzeitermittlung einer Ansteuereinheit eines Stromrichterventils eines Pulsstromrichters eines Spannungszwischenkreis-Umrichters mit lastseitigem elektrischen Motor.The The invention relates to a method for determining the runtime a drive unit of a converter valve of a pulse converter a voltage source inverter with load side electrical Engine.
Ein Pulsstromrichter eines Spannungszwischenkreis-Umrichters weist pro Phase zwei elektrisch in Reihe geschaltete abschaltbare Halbleiterschalter, insbesondere Insulated Gate Bipolar Transistoren (IGBT), auf. Diese beiden elektrisch in Reihe geschalteten abschaltbaren Halbleiterschalter bilden einen Brückenzweig. Zum Schutz dieser beiden abschaltbaren Halbleiterschalter eines jeden Brückenzweiges des Pulsstromrichters muss verhindert werden, dass beide abschaltbare Halbleiterschalter eines Brückenzweiges gleichzeitig eingeschaltet werden. Eine derartige Ansteuerung würde einen Brückenkurzschluss verursachen, der zur Zerstörung der abschaltbaren Halbleiterschalter dieses Brückenzweiges und damit zum Ausfall des Pulsstromrichters führen würde.One Pulse-controlled converter of a voltage source inverter has per Phase two switchable semiconductor switches electrically connected in series, In particular, Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs), on. These two turn-off semiconductor switches electrically connected in series form a bridge branch. To protect these two turn-off semiconductor switch one every bridge branch of the pulse-controlled converter must be prevented, that both can be switched off Semiconductor switch of a bridge branch be turned on at the same time. Such a drive would be a bridge short circuit cause the destruction of the Disconnectable semiconductor switch this bridge branch and thus to failure lead the pulse converter would.
In
der
In
der
Der
Ausschnitt aus dem Signalverlauf des Ansteuersignals ST1 gemäß
Der
Ausschnitt aus dem Signalverlauf des Ansteuersignals ST2 gemäß
Da zum Zeitpunkt t4 der abschaltbare Halbleiterschalter T2 bereits einschaltet, obwohl der abschaltbare Halbleiterschalter T1 noch im eingeschalteten Zustand ist, entsteht ein Brückenkurzschluss, der wegen seiner Folgen auf alle Fälle vermieden werden muss.There At time t4, the turn-off semiconductor switch T2 already turns on, although the turn-off semiconductor switch T1 is still is in the on state, a bridge short circuit, due to its consequences in any case must be avoided.
Das
heißt,
dass, wenn ein Wechsel der Schaltzustände zweier abschaltbarer Halbleiterschalter
T1 und T2 eines Brückenzweiges
Damit
ein Brückenkurzschluss
sicher vermieden wird, ist zwischen Steuersatz
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem die Laufzeit einer jeden Ansteuereinheit eines abschaltbaren Halbleiterschalters eines Pulsstromrichters eines Spannungszwischenkreis-Umrichters mit lastseitigem elektrischen Motor ermittelt werden kann.Of the The invention is based on the object of specifying a method with the duration of each drive unit of a turn-off Semiconductor switch of a pulse converter of a voltage source inverter can be determined with load-side electric motor.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst.These The object is achieved with the features of claim 1 according to the invention.
Die Erfindung beruht darauf, dass eine Spannungsmessung an den Umrichter-Ausgängen zur Ermittlung der Laufzeiten der Ansteuereinheiten der abschaltbaren Halbleiterschalter eines Pulsstromrichters verwendet wird.The Invention is based on that a voltage measurement at the inverter outputs for Determining the running times of the drive units of the disconnectable Semiconductor switch of a pulse converter is used.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird
in Abhängigkeit
einer an- und absteigenden Schaltflanke eines vom Steuersatz des
Pulsstromrichters ausgegebenes Ansteuersignals jeweils eine Zeitmessung
gestartet. Mittels der an- und absteigenden Schaltflanken einer
gemessenen korrespondierenden Umrichter-Spannung werden diese Zeitmessungen
wieder gestoppt. Das Ergebnis der Zeitmessungen ist die Laufzeit
einer Ansteuereinheit eines ein- bzw. ausschaltenden abschaltbaren
Halbleiterschalters. Da diese Laufzeiten stromabhängig sind,
wird neben der Spannungsmessung außerdem ein Umrichter-Ausgangsstrom,
insbesondere dessen Vorzeichen, ermittelt. Die ermittelten Zeitdifferenzen werden
als Ein- und Ausschaltlaufzeiten zusammen mit dem ermittelten Umrichter-Ausgangsstrom
abgespeichert. Mit diesen Laufzeiten können für die Verriegelungseinheit
Dieses Verfahren zur Laufzeitmessung wird vor Inbetriebnahme des Antriebs ausgeführt. Für die Ermittlung der Laufzeiten werden keine zusätzlichen Messinstrumente bzw. wird keine Person benötigt, die diese Laufzeitermittlung durchführt. Das erfindungsgemäße Verfahren wird vom Umrichter selbst durchge führt und kann Bestandteil der Selbst-Inbetriebnahme des Umrichters sein.This Procedure for measuring transit time is before commissioning of the drive executed. For the investigation The maturities will not be additional measuring instruments or no person is needed performs this runtime determination. The inventive method is carried out by the converter itself and can be part of the Be self-commissioning of the inverter.
Bei einem vorteilhaften Verfahren wird das erfindungsgemäße Verfahren bei unterschiedlichen Umrichter-Ausgangsströmen durchgeführt. Dadurch erhält man Laufzeiten für Ein- und Ausschaltflanken bei unterschiedlichen Umrichter-Ausgangsströmen, so dass während des Betriebes des Antriebs, bestehend aus Spannungszwischenkreis-Umrichter und elektrischem Motor, Verriegelungszeiten an die Belastung des Antriebs angepasst werden können.at an advantageous method is the inventive method performed at different inverter output currents. This gives you terms for a- and switch-off edges at different inverter output currents, so that while Operation of the drive, consisting of voltage source inverter and electric motor, locking times to the load of Drive can be adjusted.
Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren wird neben der Umrichter-Ausgangsspannung und des Umrichter-Ausgangsstroms auch noch die Temperatur eines ein- bzw. ausschaltenden abschaltbaren Halbleiterschalters ermittelt. Werden die Laufzeiten bei unterschiedlichen Temperaturen der abschaltbaren Halbleiterschalter ermittelt, so können während des Betriebs des Antriebs Verriegelungszeiten an die Belastung eines jeden abschaltbaren Halbleiterschalters des Pulsstromrichters des Spannungszwischenkreis-Umrichters angepasst werden.In a further advantageous method, in addition to the converter output voltage and the converter output current, the temperature of a turn-off semiconductor switch which can be switched on or off is also determined. If the transit times are determined at different temperatures of the turn-off semiconductor switch, so during the operation of the drive locking times to the load of each turn-off semiconductor switch of the pulse converter of the voltage be adjusted intermediate circuit inverter.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung schematisch veranschaulicht ist.to further explanation The invention is with reference to the drawing, in which a Apparatus for carrying out of the method according to the invention is illustrated schematically.
In
der
Anhand
dieser Schaltungsanordnung wird nun das Verfahren zur Laufzeitermittlung
nach der Erfindung erläutert:
Der
Steuersatz
The tax rate
Dieses
dargestellte Verfahren wird für
die weiteren anzusteuernden abschaltbaren Halbleiterschalter T2
bis T6 so lange wiederholt, bis zu jedem weiteren abschaltbaren
Halbleiterschalter T2 bis T6 jeweils eine Ein- und Ausschalt-Laufzeit
ermittelt und abgespeichert sind. Aus diesen abgespeicherten Ein-
und Ausschalt-Laufzeiten und einer für den Brückenzweig gewünschten
Totzeit werden zusätzliche Verzögerungszeiten
für die
Verriegelungseinheit
Die
Verriegelungseinheit
Für
jeden Brückenzweig
For every bridge branch
Durch
das Ausmessen von Laufzeiten durch den Spannungszwischenkreis-Umrichter
Ein
weiterer Vorteil stellt sich ein, nämlich eine Online-Kontrolle der Laufzeiten.
Abhängig
von einer vorbestimmten Totzeit ergibt sich für den Steuersatz
Um die Stromabhängigkeit der Laufzeiten zu berücksichtigen, kann die Messung der Laufzeiten bei unterschiedlichen Umrichter-Ausgangsströmen vorgenommen werden. Diese unterschiedlichen Umrichter-Ausgangsströme werden zusammen mit korrespondierenden Laufzeiten abgespeichert. Dadurch können die vorgegebenen Totzeiten abhängig vom jeweiligen Ausgangsstrom minimiert werden.Around the current dependence to consider the maturities, It is possible to measure the running times at different inverter output currents become. These different inverter output currents are stored together with corresponding transit times. This allows the dependent on dead times be minimized by the respective output current.
Um die Temperatur der Laufzeiten zu berücksichtigen, können die Messungen bei unterschiedlichen Temperaturen durchgeführt werden. Dadurch kann bei der Vorgabe einer Totzeit auch die Temperatur berücksichtigt werden.Around To consider the temperature of the maturities, the Measurements are carried out at different temperatures. As a result, the temperature can also be taken into account when specifying a dead time become.
Da
der Steuersatz
Durch die Verwendung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens zur Laufzeitermittlung kann die erforderliche Totzeit in Span nungszwischenkreis-Umrichtern erheblich verringert werden, wodurch sich die Performance des Umrichters verbessert.By the use of this method according to the invention for determining the term The required dead time in voltage source converters can be be significantly reduced, thereby increasing the performance of the inverter improved.
Claims (7)
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- 2008-05-09 DE DE200810022923 patent/DE102008022923A1/en not_active Ceased
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