DE3824202A1 - Verfahren zur steuerung eines vierquadrantenstellers - Google Patents
Verfahren zur steuerung eines vierquadrantenstellersInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steue
rung eines Vierquadrantenstellers gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1. Ein solches Verfahren zur Steuerung
eines Vierquadrantenstellers ist aus "Elektrische Bah
nen", 1984, Heft 2, Seiten 56 bis 65 bekannt.
Die Asynchron-Fahrmotoren moderner Drehstromlokomotiven
werden üblicherweise über einen Transformator, einen
Vierquadrantensteller, einen Gleichspannungszwischen
kreis mit Saugkreis und einen Wechselrichter aus einem
Wechselspannungsnetz gespeist. Die Steuereinrichtung für
den Vierquadrantensteller besteht aus einem Spannungs
regler für die Regelung der Zwischenkreisspannung
(=ausgangsseitige Gleichspannung), mindestens einem
Stromregler zur Regelung des Phasenstromes (=eingangs
seitiger Wechselstrom, entsprechend der Anzahl der
Netzkreise), einer mit der Fahrdrahtspannung synchroni
sierten Referenzsinusquelle und einem Modulator. Bei
einer nicht sinusförmigen, d.h. verzerrten Fahrdraht
spannung treten - durch Modulationsvorgänge bedingt -
störende, geradzahlige Netzoberschwingungen im Zwischen
kreis auf, die teilweise durch eigene Saugkreise (z.B.
Saugkreise für 66 2/3 Hz, 100 Hz usw. bei einer Netzfre
quenz von 16 2/3 Hz) unterdrückt werden müssen.
Der Erfindung liegt davon ausgehend die Aufgabe zugrun
de, ein Verfahren zur Steuerung eines Vierquandranten
stellers der eingangsgenannten Art anzugeben, das auch
bei verzerrter eingangsseitiger Wechselspannung eine
möglichst glatte ausgangsseitige Gleichspannung ohne
Oberschwingungen gewährleistet.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des
Oberbegriffs erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen
des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen ins
besondere darin, daß eigene Saugkreise im ausgangsseiti
gen Zwischenkreis des Vierquadrantenstellers entfallen
können (mit Ausnahme des auf die doppelte Netzfrequenz
abgestimmten Saugkreises). Im Zeitbereich ändern sich
alle Größen entsprechend ihrer Frequenz, es bestehen
entsprechend hohe Anforderungen an die Rechengeschwin
digkeit. Im aufgrund der Transformation erhaltenen Fre
quenzbereich sind im stationären Fall alle Größen
Gleichgrößen. Bei der Berechnung der Spannungs- und
Stromsteuergrößen muß also nur die Dynamik des Systems
berücksichtigt werden (Änderungsgeschwindigkeit der Fre
quenzanteile).
Im Zeitbereich wären zur Bestimmung der Steuergrößen
trigonometrische Funktionen (arctan) zu berechnen, im
Frequenzbereich treten nur Multiplikationen und Additi
onen auf. Der Aufwand für die diskrete Fouriertransfor
mation (DFT) ist vergleichbar mit dem Aufwand für digi
tale Filter, welche bei Berechnungen im Zeitbereich not
wendig wären.
Voraussetzung für die diskrete Fouriertransformation ist
ein Bezugssystem. Dieses wird mit der Fahrdrahtspannung
(Netzspannung) synchronisiert. Damit hat man die Mög
lichkeit, das Zeitfenster für die diskrete Fouriertrans
formation genau eine Netzperiode lang zu machen, so daß
sich bei der diskreten Fouriertransformation keine sy
stematischen Fehler ergeben und mit einfach zu realisie
rendem Rechteckfenster gearbeitet werden kann.
Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeich
nung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
In der einzigen Figur ist die Steuer- und Regeleinrich
tung für einen Vierquadrantensteller eines Schienenfahr
zeuges dargestellt. Es ist ein Transformator 1 zu erken
nen, der primärseitig über seine erste Eingangsklemme
und einen Schalter 2 am Fahrdraht 3 sowie über seine
zweite Eingangsklemme am Rad/Schiene-System 4 liegt und
der sekundärseitig über zwei getrennte Sekundärwicklun
gen mit zwei gleichspannungsseitig parallel geschalte
ten, einen Gleichspannungszwischenkreis speisenden Vier
quadrantenstellern 6 verbunden ist. Der über eine Strom
erfassungseinrichtung meßbare, in die Primärwicklung des
Transformators 1 fließende Fahrdrahtstrom ist mit IF und
die an den Klemmen der Primärwicklung des Transformators
1 anliegende, mittels einer Spannungserfassungseinrich
tung 5 meßbare Fahrdrahtspannung ist mit UF bezeichnet.
Der der Spannungserfassungseinrichtung 5 entnehmbare
Fahrdrahtspannungsistwert ist mit XAUF bezeichnet.
Jede Phase des Vierquandrantenstellers 6 weist zwei
zünd- und löschbare Halbleiterventile 7, 9 und zwei Di
oden 8, 10 auf, und zwar sind die Kathoden des Ventils 7
der Diode 10 sowie die Anoden des Ventils 9 und der Di
ode 8 miteinander verbunden und bilden den wechselspan
nungsseitigen Anschlußpunkt des Stellers. Andererseits
sind die Anode des Ventils 7 und die Kathode der Diode 8
miteinander verbunden und über eine Stromanstiegserfas
sungseinrichtung zur positiven Klemme 19 des Gleichspan
nungszwischenkreises geführt. Die Kathode des Ventils 9
und die Anode des Ventils 10 sind über eine Stroman
stiegserfassungseinrichtung 12 zur negativen Klemme 20
des Gleichspannungszwischenkreises geführt. Zur Ansteue
rung der zünd- und löschbaren Halbleiterventile 7 bzw. 9
sind Gate-Units 13 bzw. 14 vorgesehen, falls abschaltba
re Thyristoren (GTO) verwendet werden. Bei Verwendung
von konventionellen Thyristoren ist eine zusätzliche
Löscheinrichtung erforderlich.
Im Beispiel sind zwei Vierquadrantensteller mit den Pha
sen U, V bzw. W, X vorgesehen, wobei die beiden Vierqua
drantensteller wechselspannungsseitig an getrennten Se
kundärwicklungen des Transformators 1 liegen. Gleich
spannungseitig sind sie parallel geschaltet. Es können
auch Anlagen mit nur einem Vierquadrantensteller oder
mit drei Vierquadrantensteller ausgeführt werden.
Zur Erfassung der über die Sekundärwicklungen des Trans
formators fließenden Stellerwechselstromistwerte XAIU
bzw. XAIW der Steller mit den Phasen U, V bzw. W, X sind
Stromerfassungseinrichtungen 15 bzw. 16 vorgesehen.
Der Stellergesamtstrom XAIP wird durch den Summierer 47
aus der Summe der Stellerstromistwerte XAIU und XAIW
gebildet. Er entspricht dem auf die Sekundärseite umge
rechneten Fahrdrahtstrom IF.
Zwischen den Klemmen 19, 20 des Gleichspannungszwischen
kreises sind ein Filterkreis 17 (Saugkreis für den pul
sierenden Wechselanteil), ein Kondensator 18 und eine
Spannungserfassungseinrichtung 21 angeordnet. Mit Hilfe
der Spannungserfassungeinrichtung 21 wird ein der zwi
schen den Klemmen 19, 20 anliegenden Zwischenkreisspan
nung UD (=ausgangsseitige Gleichspannung) entsprechen
der Zwischenkreisspannungsistwert XAUD gebildet. Der
Zwischenkreisstrom ist mit ID bezeichnet.
Der von der Spannungserfassungeinrichtung 5 gebildete,
der Fahrdrahtspannung UF entsprechende Fahrdrahtspan
nungsistwert XAUF wird einer Transformationseinrichtung
23 zugeführt. Eine weitere Transformationseinrichtung 22
empfängt den Stellergesamtstrom XAIF. Diese Transforma
tionseinrichtungen 22 bzw. 23 transformieren die Zeit
größen Fahrdrahtstrom (entsprechend XAIF) bzw. Fahr
drahtspannung (entsprechend XAUF) in den Frequenzbereich
mittels harmonischer Analyse oder diskreter Frequenz
transformation. Hierzu wird beispielsweise auf das Fach
buch E. Oran Bigham, FFT, Schnelle Fourier-Tansformati
on, 2. Aufl., 1985, R. Oldenburg-Verlag, München, ver
wiesen. Die Ausgangsgrößen IP, IX, UF 1 R der Transforma
tionseinrichtungen 22, 23 werden Recheneinrichtungen 24,
25 zur Berechnung der komplexen Übersetzungsverhältnisse
Y (für den Strom) und Ü (für die Spannung) aus den ak
tuellen Netzgrößen (Fahrdrahtgrößen) zugeleitet.
Die vorgeschlagene Steuereinrichtung verwendet nur Fahr
drahtgrößen und wird damit unabhängig von der ausgeführ
ten Anzahl von Vierquadrantenstellern an einem Transfor
mator.
Im einzelnen sind der Transformationseinrichtung 22 der
Realteil des Grundschwingungsstromes IP (=Wirkstrom)
und der Imaginärteil des Grundschwingungsstromes IQ
(=Blindstrom) sowie der Transformationseinrichtung 23
der Realteil der Grundschwingung der Fahrdrahtspannung
UF 1R, der Realteil der dritten Harmonischen der Fahr
drahtspannung UF 3R, der Imaginärteil der dritten Harmo
nischen der Fahrdrahtspannung UF 3I, der Realteil der
fünften Harmonischen der Fahrdrahtspannung UF 5R und der
Imaginärteil der fünften Harmonischen der Fahrdrahtspan
nung UF 5I entnehmbar.
Zur Synchronisation wird der Imaginärteil der Grund
schwingung der Fahrdrahtspannung UF 1I berechnet und über
eine PLL (Phase Locked Loop) auf Null geregelt. Damit
ist die Synchronisation unempfindlich gegenüber Span
nungsverzerrungen. Außerdem sind keine zusätzlichen Pro
grammstrukturen erforderlich. Die Erst-Synchronisation
(Einrasten) geschieht durch Suchen nach dem ersten posi
tiven Spannungsnulldurchgang der Grundschwingung der
Fahrdrahtspannung. Damit ist ein schnelleres Einrasten
der PLL möglich.
Die Recheneinrichtung 24 bildet den Realteil des Strom-
Übersetzungsverhältnisses der dritten Harmonischen Y 3R,
den Imaginärteil des Strom-Übersetzungsverhältnissen der
dritten Harmonischen Y 3I, den Realteil des Spannungs-
Übersetzungsverhältnisses der dritten Harmonischen Ü 3R
und den Imaginärteil des Spannungs-Übersetzungsverhält
nisses der dritten Harmonischen Ü 3I nach folgenden Glei
chungen:
Y 3R = - (UF 1R · IP)
(UF 1R² + 8UF 1R · wL · IQ + 16w²L²(IP 2 + IQ²)),
Y 3I = - (UF 1R · IQ + 4wL(IP² + IQ²))/
(UF 1R 2 + 8UF1R · wL · IQ + 16w²L²(IP 2 + IQ 2)),
Ü 3R = -3(UF 1R · wL · IQ + 4w²L²(IP 2 + IQ 2))/
(UF1R 2 + 8UF 1R · wL · IQ + 16w²L²(IP 2 + IQ 2)),
Ü 3I = 3(UF 1R · wL · IP) (UF 1R 2 + 8UF 1 R · wL · IQ · 16w²L²(IP²+IQ 2)),
Ü 3I = 3(UF 1R · wL · IP) (UF 1R 2 + 8UF 1 R · wL · IQ · 16w²L²(IP²+IQ 2)),
mit
w = 2 π. Fahrdrahtspannungsfrequenz (z. B. 16²/3 Hz),
L = Transformatorstreuinduktivität,
iF 1 = Komplexer Grundschwindungsstrom
= IP + jIQ, Uf 1 = Komplexe Grundschwingung der Fahrdrahtspan nung,
= UF 1R + j 0.
L = Transformatorstreuinduktivität,
iF 1 = Komplexer Grundschwindungsstrom
= IP + jIQ, Uf 1 = Komplexe Grundschwingung der Fahrdrahtspan nung,
= UF 1R + j 0.
Wie bereits erwähnt, wird der Imaginärteil der Grund
schwingung der Fahrdrahtspannung UF 1I durch Synchronisa
tion zwischen dem Fahrdrahtspannungsistwert XAUF und dem
Bezugssystem der Transformationseinrichtung 23 auf Null
geregelt.
Y 3 = Y 3R + jY 3I = komplexes Strom-Übersetzungsverhält
nis der dritten Harmonischen,
Ü 3 = Ü 3R + jÜ 3I = komplexes Spannungs-Übersetzungsver
hältnis der dritten Harmonischen.
Die Recheneinrichtung 25 bildet den Realteil des Strom-
Übersetzungsverhältnisses der fünften Harmonischen Y 5R,
den Imaginärteil des Strom-Übersetzungsverhältnisses der
fünften Harmonischen Y 5I den Realteil des Spannungs-
Übersetzungsverhältnisses der fünften Harmonischen Ü 5R
und den Imaginärteil des Spannungs-Übersetzungsverhält
nisses der fünften Harmonischen Ü 5I nach folgenden Glei
chungen:
Y 5R = (UF 1R · IP)/
(UF 1R 2 - 8UF 1R · wL · IQ+16w²L² (IP 2+IQ 2),
Y 5I = -(-UF 1R · IQ+4wL(IP 2+IQ 2))/
(UF 1R 2 - 8UF 1R · wL · IQ+16w²L²(IP 2+IP 2)),
Ü 5R = (UF 1R · wL · IQ - 4w²L² (IP 2+IQ 2))/
(UF 1R 2 - 8UF 1 · wL · IQ+16w²L² (IP 2+IQ 2)
Ü 5I = 5(UF 1R · wL · IP)
UF 1R 2 - 8UF 1R · wL · IQ+16w²L²(IP 2+IQ 2)),
Y 5 = Y 5R+jY 5I = komplexes Strom-Übersetzungsverhält
nis der fünften Harmonischen,
Ü 5 = Ü 5R+jÜ 5I = komplexes Spannungs-Übersetzungsver
hältnis der fünften Harmonischen.
Den Recheneinrichtungen 24 bzw. 25 sind jeweils komplexe
Multiplizierer 26 bzw. 27 für die komplexe Multiplikation
der komplexen Frequenzanteile mit den ebenfalls kom
plexen Übertragungsgleichungen nachgeschaltet. Im ein
zelnen werden im komplexen Multiplizierer 26 die komplexe
dritte Harmonische der Fahrdrahtspannung
UF 3=UF 3R+jUF 3I mit dem komplexen Übersetzungsver
hältnis für den Strom Y 3=Y 3R+jY 3I sowie mit dem kom
plexen Übersetzungsverhältnis für die Spannung
Ü 3=Ü 3R+jÜ 3I komplex multipliziert. Als Ergebnis sind
die gewünschten Frequenzanteile der Steuerspannung und
des Eingangsstromes entnehmbar, d. h. der Realteil der
Strom-Steuergröße für die dritte Harmonische im Fre
quenzbereich I 3R, der Imaginärteil der Strom-Steuergröße
für die dritte Harmonische im Frequenzbereich I 3I, der
Realteil der Spannungs-Steuergröße für die dritte Harmo
nische im Frequenzbereich U 3R und der Imaginärteil der
Spannungs-Steuergröße für die dritte Harmonische im Fre
quenzbereich U 3I.
Im komplexen Multiplizierer 27 werden die komplexe fünf
te Harmonische der Fahrdrahtspannung UF 5=UF 5R+jUF 5I
mit dem komplexen Übersetzungsverhältnis für den Strom
Y 5=Y 5R+jY 5I sowie mit dem komplexen Übersetzungsver
hältnis für die Spannung Ü 5=Ü 5R+jÜ 5I komplex multi
pliziert. Als Ergebnis sind die gewünschten Frequenzan
teile der Steuerspannung und des Eingangsstromes ent
nehmbar, d.h. der Realteil der Strom-Steuergröße für die
fünfte Harmonische im Frequenzbereich I 5R, der Imaginär
teil der Strom-Steuergröße für die fünfte Harmonische im
Frequenzbereich I 5I, der Realteil der Spannungs-Steuer
größe für die fünfte Harmonische im Frequenzbereich U 5R
und der Imaginärteil der Spannungs-Steuergröße für die
fünfte Harmonische im Frequenzbereich U 5I.
Die komplexen Steuergrößen im Frequenzbereich I 3R, I 3I,
U 3R, U 3I bzw. I 5R, I 5I, U 5R, U 5I werden einer Rücktrans
formationseinrichtung 28 bzw. 29 zugeleitet. Der Rück
transformationseinrichtung 28 liegen des weiteren die
Signale sin 3wt und cos 3wt sowie der Rücktransformati
onseinrichtung 29 die Signale sin 5wt und cos 5wt an.
Durch die Rücktransformationseinrichtungen 28, 29 erfolgt
die Rücktransformation der Steuergrößen in den Zeitbe
reich mittels harmonischer Synthese. Hierzu wird wieder
um auf das Fachbuch von Bigham verwiesen.
Als Ergebnis sind den Rücktransformationseinrichtungen
28, 29 die Steuergrößen im Zeitbereich entnehmbar, d.h.
der Rücktransformationseinrichtung 28 die Spannungs-
Steuergröße für die dritte Harmonische im Zeitbereich
UST 3 und die Strom-Steuergröße für die dritte Harmoni
sche im Zeitbereich iK 3 sowie der Rücktransformations
einrichtung 29 die Spannungs-Steuergröße für die fünfte
Harmonische im Zeitbereich UST 5 und die Strom-Steuergrö
ße für die fünfte Harmonische im Zeitbereich iK 5.
Die Steuergröße UST 3 der Rücktransformationseinrichtung
28 wird einem Summenbildner 30 zugeführt. Diesem Summen
bildner 30 liegt des weiteren die Steuergröße UST 5 der
Rücktransformationseinrichtung 29 an. Ein weiterer Sum
menbildner 31 empfängt die Steuergrößen iK 3 bzw. iK 5 der
Einrichtungen 28 bzw. 29.
Die dem Summenbildner 30 ausgangsseitig entnehmbare
Steuergröße, nämlich die analoge Kompensationssteuer
spannung für die dritte und fünfte Harmonische
YAUSTK=UST 3+UST 5, wird einem Summenbildner 32 zuge
führt. Der dem Summenbildner 31 ausgangsseitig anliegen
de Sollwert, nämlich der analoge Kompensations-Steuer
strom für die dritte und fünfte Harmonische
WAIK=iK 3+iK 5, wird einer Additionsstelle 33 mit po
sitivem Vorzeichen zugeleitet.
Der Zwischenkreis-Spannungsistwert XAUD der Spannungser
fassungseinrichtung 21 wird einer Vergleichsstelle 34
mit negativem Vorzeichen zugeführt. Andererseits liegt
der Vergleichsstelle 34 der Zwischenkreisspannungs-Soll
wert WAUD mit positivem Vorzeichen an. Die Differenz
WAUD-XAUD wird einem Spannungsregler 35 zugeleitet,
dessen Ausgangssignal zu einer Additionsstelle 36 ge
langt. Die Additionsstelle 36 addiert das Regleraus
gangssignal mit dem Zwischenkreisstrom-Istwert XAID und
führt die Summe zwei Multiplizierern 37, 38 zu. Dem Mul
tiplizierer 37 liegt desweiteren das Signal cos wt an.
Das Ausgangssignal des Multiplizierers 37 gelangt über
ein Proportionalglied 39 mit einem Verstärkungsfaktor
proportional zu wL zum Summenbildner 32. Das Proportio
nalglied 39 dient zur Vorsteuerung des Spannungsabfalls
an der im Transformator integrierten Netzdrossel. Dem
Multiplizierer 38 liegt des weiteren das Signal sin wt
an. Das Ausgangssignal des Multiplizierers 38 gelangt
über ein Proportionalglied 40 mit einem Verstärkungsfak
tor proportional zu R zum Summenbildner 32 sowie direkt
zur Addiionsstelle 33. R entspricht dabei den ohmschen
Widerständen im Transformator. Das Proportionalglied 40
dient zur Kompensation der ohmschen stromabhängigen
Spannungsabfälle im Transformator.
Eine Blindstrom-Stellgröße YAIQ wird zwei Multiplizierern
41,42 zugeführt. Dem Multiplizierer 41 liegt anderer
seits das Signal cos wt an. Das Ausgangssignal des Mul
tiplizierers 41 gelangt über ein Proportionalglied 43
mit einem Verstärkungsfaktor proportional zu R zum Sum
menbildner 32 sowie direkt zur Additionsstelle 33. Dem
Multiplizierer 42 liegt andererseits das Signal sin wt
an. Das Ausgangssignal des Multiplizierers 42 gelangt
über ein Proportionalglied mit einem Verstärkungsfaktor
proportional zu wL zum Summenbildner. Die aus den Bau
gliedern 41 bis 44 bestehende Anordnung stellt einen
Phasenschieber dar und ermöglicht den kapazitiven und
induktiven Fahr- und Bremsbetrieb des Schienenfahrzeu
ges. Der Additionsstelle 33 liegt außer den bereits er
wähnten Größen der Stellerwechselstromistwert XAIU mit
negativem Vorzeichen an. Das Ausgangssignal der Additi
onsstelle 33 gelangt über einen Stromregler 45 zum
Summenbildner 32. Als weitere Eingangsgröße wird dem
Summenbildner 32 der Fahrdrahtspannungsistwert XAUF
zugeführt. Der Summenbildner 32 bildet ein Mischsignal
der eingangsseitig an ihm liegenden Signale und beauf
schlagt ausgangsseitig einen Modulator 46, der wiederum
ausgangsseitig das Ansteuersignal IGU, IGW zur Ansteue
rung der Gate-Units 13, 14 abgibt.
Die Additionsstelle 33, der Stromreg1er 45, der Summen
bildner 32 und der Modulator 46 sind je einmal für jeden
Vierquadrantensteller an einem Transformator vorhanden.
In der Figur sind die Blöcke für den ersten Vierquadran
tensteller U, V gezeichnet und für den zweiten Vierqua
drantensteller W, X angedeutet.
Die Größen sin wt, cos wt, sin 3wt, cos 3wt, sin 5wt,
cos 5wt werden von nicht dargestellten, mit der Fahr
drahtspannung UF synchronisierten Referenzsinusquellen
bzw. Referenzcosinusquellen erzeugt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf die Anwen
dung bei elektrischen Schienenfahrzeugen beschränkt,
sondern eignet sich allgemein für Pulsstromrichter, die
an einem "schwachen", insbesondere einphasigen Wechsel
spannungsnetz betrieben werden.
Claims (5)
1. Verfahren zur Steuerung eines Vierquadranten
stellers mit einer Spannungsregelung für die ausgangs
seitige Gleichspannung und einer Stromregelung für den
eingangsseitigen Wechselstrom, insbesondere für elektri
sche Schienenfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß der
Fahrdrahtspannungsistwert (XAUF) und der Stellerwechsel
stromistwert (XAIF) mittels diskreter Fouriertransforma
tion vom Zeitbereich in den Frequenzbereich transfor
miert werden, daß aus den transformierten Größen (IP,
IQ, UF 1R) die komplexen Übersetzungsverhältnisse für den
Strom (Y 3R, Y 3I, Y 5R, Y 5I) und die Spannung (Y 3R, Ü 3I,
Ü 5R, Ü 5I) der Harmonischen berechnet werden, daß zur
Bildung der komplexen Steuergrößen im Frequenzbereich
für den Strom (I 3R, I 3I, I 5R, I 5I) und die Spannung
(U 3R, U 3I, U 5R, U 5I) eine komplexe Multiplikation der
komplexen Übersetzungsverhältnisse mit den komplexen
Harmonischen der Fahrdrahtspannung (UF 3R, UF 3I, UF 5I,
UF 5R) erfolgt und daß anschließend eine Rücktransforma
tion der Steuergrößen im Frequenzbereich in die Steuer
größen im Zeitbereich zur Bildung der Spannungs-Steuer
größen (UST 3, UST 5) und Strom-Steuergrößen (iK 3, iK 5)
für die Harmonischen erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Bezugssystem für die diskrete Fouriertrans
formation mit der Fahrdrahtspannung (UF) synchronisiert
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß ein Zeitfenster für die diskrete Fouriertrans
formation einer Periode der Fahrdrahtspanung (UF) ent
spricht.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß zur Synchronisation des Bezugssystems der Ima
ginärteil der Grundschwingung der Fahrdrahtspannung
(UF 1I) auf Null geregelt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß die Spannungs-Steuergrößen
(UST 3, UST 5) und Strom-Steuergrößen (iK 3, iK 5) für die
dritte und fünfte Harmonische bestimmt werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883824202 DE3824202A1 (de) | 1988-07-16 | 1988-07-16 | Verfahren zur steuerung eines vierquadrantenstellers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883824202 DE3824202A1 (de) | 1988-07-16 | 1988-07-16 | Verfahren zur steuerung eines vierquadrantenstellers |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3824202A1 true DE3824202A1 (de) | 1990-01-18 |
DE3824202C2 DE3824202C2 (de) | 1992-02-06 |
Family
ID=6358849
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883824202 Granted DE3824202A1 (de) | 1988-07-16 | 1988-07-16 | Verfahren zur steuerung eines vierquadrantenstellers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3824202A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996008862A1 (de) * | 1994-09-15 | 1996-03-21 | Aeg Schienenfahrzeuge Gmbh | Verfahren zur regelung eines als netzstromrichter fungierenden vierquadrantenstellers |
EP0970841A2 (de) * | 1998-07-08 | 2000-01-12 | ABB Daimler-Benz Transportation (Technology) GmbH | Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Bahnfahrzeugs |
EP1017157A2 (de) * | 1998-12-28 | 2000-07-05 | DaimlerChrysler AG | Verfahren zur Regelung eines nichtharmonischen Anteils im Netzstrom eines netzseitigen Stromrichters und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
EP1204197A2 (de) * | 2000-10-13 | 2002-05-08 | DaimlerChrysler Rail Systems GmbH | Einrichtung und Verfahren zur netzseitigen Regelung der Zwischenkreisspannung |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19924416C1 (de) * | 1999-05-27 | 2000-10-05 | Daimler Chrysler Ag | Stromerfassung für pulsbreitenmodulierte, leistungselektronische Stellglieder |
DE10032447C2 (de) * | 2000-07-04 | 2002-06-20 | Fahrzeugausruestung Berlin Gmb | Verfahren zur Stromoberschwingungskompensation bei gepulsten Netzstromrichtern mit Spannungszwischenkreis |
-
1988
- 1988-07-16 DE DE19883824202 patent/DE3824202A1/de active Granted
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
DE-Z.: "Elektrische Bahnen" 1984, H. 2, S. 56-65 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996008862A1 (de) * | 1994-09-15 | 1996-03-21 | Aeg Schienenfahrzeuge Gmbh | Verfahren zur regelung eines als netzstromrichter fungierenden vierquadrantenstellers |
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