Vienna rectifier single phase


Full Wave Single Phase Rectifier Circuit-AC to DC converter-Bridge Rectifier

Eine Beschreibung des Vienna-Gleichrichters findet sich z. Ein Vienna-Gleichrichter zeichnet sich bekanntlich im Gegensatz zu herkömmlichen, zur Gleichrichtung von Drehstrom verwendeten Sechspuls-Brückenschaltungen B6 durch einen wesentlich geringeren Oberschwingungsanteil auf der Wechselspannungsseite aus.

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Dem gegenüber steht eine vergleichsweise mann mit 30 wieder single elektronische Ansteuerschaltung, welche den Vienna-Gleichrichter mittels Pulsweitenmodulation PWM ansteuert Für die Ansteuerung eines Vienna-Gleichrichters oder allgemein eines aktiven Gleichrichters - im Folgenden kurz als Gleichrichter bezeichnet - wird ein Pulsmuster zur Ansteuerung der Leistungshalbleiter benötigt.

Eine vorgeschaltete Regelung gibt einen Spannungszeiger mit einem Winkel und einer Amplitude aus. Genau wie bei der Raumzeigermodulation können Sektoren definiert werden, in denen sich der Spannungszeiger bewegen kann.

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Die Schaltzustände an den Ecken der jeweiligen Sektoren sind bekannt, aber für den Spannungszeiger müssen nun auch noch die Schaltzeiten bestimmt werden. Des Weiteren muss zum aktuellen Spannungszeiger noch ein zugehöriger Subsektor bestimmt werden, da es gegenüber der Raumzeigermodulation beim Zweipunkt- Wechselrichter nicht nur sechs, sondern insgesamt 24 Sektoren gibt.

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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine besonders effiziente Möglichkeit zur Ansteuerung des Vienna-Gleichrichters, also einen besonders effizienten Steuersatz, anzugeben. Die angestrebte Effizienz bezieht sich dabei darauf, dass eine Implementierung des Verfahrens in Software, Firmware oder Soft- und Firmware möglichst ressourcenschonend ist und in jeder Taktperiode eine vergleichsweise geringe Ausführungsdauer des in einem festen Zeitraster kontinuierlich ablaufenden Verfahrens resultiert.

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Dies wird mittels eines Verfahrens zur Ansteuerung eines Vienna-Gleichrichters mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dazu sind bei einem Verfahren zur Ansteuerung eines drei steuerbare Schalter, insbesondere steuerbare Schalter in Form von Leistungshalbleitern, umfassenden Vienna-Gleichrichters die folgenden Schritte vorgesehen: Anhand eines im Folgenden mitunter auch nur als Vektor bezeichneten charakteristischen Vektors, z.

Entsprechend dem ausgewählten Block und dessen Position in der Schaltrose wird der Vektor um einen der Position des Blocks in der Schaltrose entsprechenden Offsetwinkel gedreht.

Literatur 1. Jones, F. Wang, D. IEEE Trans. Emerging Sel.

In einem nochmals weiteren Verfahrensschritt erfolgt anhand des ermittelten Flächenabschnitts eine Ermittlung von in Summe dem gedrehten Vektor entsprechenden Subvektoren k0, k1, k2. Das hier und im Folgenden beschriebene Verfahren bildet die Basis für einen Algorithmus zur Ansteuerung des Vienna-Gleichrichters, nämlich zur Ansteuerung der davon umfassten drei steuerbaren Schalter.

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Bei einer Implementierung des Verfahrens kommt es vor allem auf schnelle Ausführungszeiten an. Dies ist bereits eine erste wesentliche Vereinfachung. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin.

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Sie sind nicht als ein Verzicht vienna rectifier single phase die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Des Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der Ansprüche bei einer näheren Konkretisierung eines Merkmals in einem nachgeordneten Anspruch davon auszugehen, dass eine derartige Beschränkung in den jeweils vorangehenden Ansprüchen nicht vorhanden ist.

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Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist für jeden Sektor der Schaltrose eine Umlaufrichtung definiert. Zur Auswahl einer Umlaufrichtung für die Ansteuerung der Schalter wird in demjenigen Block, in vienna rectifier single phase der charakteristische Vektor fällt, entsprechend der im ersten Block ausgewählten oberen oder unteren Hälfte dessen obere oder untere Hälfte und entsprechend dem im ersten Block ausgewählten Flächenabschnitt einer von drei Sektoren entsprechend der zugrunde liegenden Schaltrose ausgewählt.

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Eine solche definierte Verwendung vorgegebener Umlaufrichtungen gewährleistet, dass pro Schaltaktivität jeweils nur genau ein Zustand eines der drei steuerbaren Schalter verändert wird. Auf diese Weise gelingt eine Minimierung von Schaltverlusten. Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird die Schaltzeit vienna rectifier single phase eines Nullvektors k0 halbiert und eine Ansteuerung eines der steuerbaren Schalter entsprechend der halbierten Schaltzeit t0 erfolgt einerseits am Anfang und andererseits am Ende einer jeden Taktperiode T, so dass sich in vorteilhafter Art und Weise die Situation ergibt, dass jede Taktperiode T mit genau dem Schaltzustand endet, mit dem die Taktperiode begonnen hat.

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Bei einer nochmals weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden die ermittelten Schaltzeiten t0, t1, t2 halbiert und die halbierten Schaltzeiten t0, t1, t2 werden in einer ersten Reihenfolge auf eine erste Hälfte einer jeden Taktperiode T und in einer im Vergleich zur ersten Reihenfolge umgekehrten zweiten Reihenfolge auf eine zweite Hälfte der jeweiligen Taktperiode T verteilt, so dass in vorteilhafter Art und Weise ein Spannungsunterschied zwischen zwei zusammen einen Zwischenkreis bildenden Vienna rectifier single phase verringert wird.

Bei der Verwendung der von der Regelungseinrichtung ausgegebenen Spannungsvektoren als charakteristische Vektoren kann sich ergeben, dass ein ausgegebener Spannungsvektor zu einer Schaltstellung führen würde, die mit dem Vienna-Gleichrichter mit seinen nur drei steuerbaren Schaltern nicht realisierbar ist.

Die Verwendung des Stromvektors hat den Vorteil, dass solche unzulässigen Schaltstellungen ausgeschlossen sind. Der Umstand, dass es sich bei den Blocksektoren um gleichseitige Dreiecke handelt, begünstigt die vereinfachte Ermittlung der Subvektoren k0, k1, k2. Bei einer Ausführungsform der den Stromvektor als charakteristischen Vektor verwendenden Variante des Vienna rectifier single phase ergibt sich eine besonders einfache Ermittlung einer der Ansteuerung der Schalter zugrunde liegenden Umlaufrichtung, indem für jeden Sektor der Schaltrose zumindest eine Umlaufrichtung definiert ist und die Sektoren der Schaltrose entsprechend einer vorgegebenen Nummerierungsreihenfolge doppelspiralige Nummerierungsreihenfolge nummeriert sind.

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Einer der Sektoren und die dort definierte Umlaufrichtung werden dabei nach folgendem Schema ausgewählt: Zunächst wird ein für den Block, in den der charakteristische Vektor fällt, vorgegebener Zahlenwert ermittelt. Zu dieser Vienna rectifier single phase wird in Abhängigkeit vom jeweiligen Blocksektor ein vorgegebener dritter, vierter oder fünfter Summand addiert.

Die Auswahl des die jeweilige Umlaufrichtung bestimmenden Sektors reduziert sich damit auf simple Additionen, zudem auf Additionen positiver ganzer Zahlen.

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Bei einer speziellen Ausführungsform des gegenständlichen Verfahrens ist vorteilhaft zur Symmetrierung einer ausgangsseitigen, über zwei in Reihe geschalteten Zwischenkreiskapazitäten abgreifbaren Zwischenkreisspannung des Vienna-Gleichrichters vorgesehen, dass eine Spannung über jeder Zwischenkreiskapazität vienna rectifier single phase wird, dass die ermittelten Spannungswerte einem Regler zugeführt werden und dass der Regler zur Symmetrierung der Zwischenkreisspannung die Schaltzeiten t0, t1, t2, insbesondere die Schaltzeit t0 eines Nullzeigers k0, beeinflusst.

Diese Möglichkeit vienna rectifier single phase Symmetrierung der Zwischenkreisspannung ist zudem vorteilhaft unabhängig von der Verwendung eines von der Regelungseinrichtung ausgegebenen Spannungsvektors oder des Stromvektors als charakteristischem Vektor. Die oben genannte Aufgabe wird auch mit vienna rectifier single phase Reglungseinrichtung, einem Mikrokontroller oder dergleichen gelöst, die bzw.

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Die Erfindung ist dabei bevorzugt in Software implementiert. Ein solches Computerprogramm ist eine Implementierung des gegenständlichen Verfahrens zur Ansteuerung des Vienna-Gleichrichters in Software. Anstelle eines solchen Computerprogramms mit einzelnen Programmcodeanweisungen kann die Implementierung des hier und im Folgenden beschriebenen Verfahrens auch in Form von Firmware erfolgen.

Dem Fachmann ist klar, dass anstelle einer Implementation eines Verfahrens in Software stets auch eine Implementation in Firmware oder in Firm- und Software oder in Firm- und Hardware möglich ist.

EP3068024A1 - Verfahren zur Ansteuerung eines Vienna-Gleichrichters - Google Patents

Daher soll für die hier vorgelegte Beschreibung gelten, dass von dem Begriff Software oder den Begriffen Computerprogramm und Algorithmus auch andere Implementationsmöglichkeiten, nämlich insbesondere eine Implementation in Firmware oder in Firm- und Software oder in Firm- und Hardware, umfasst sind.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

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Das Ausführungsbeispiel ist nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung durchaus auch Ergänzungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche, die z.

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Verfahrensschrittfolgen führen.