CH401247A - Anordnung zur Erzielung eines sinusförmigen Stromes in einem eisensättigbaren induktiven Verbraucher, insbesondere einem Wechselstrommotor - Google Patents

Description

  Anordnung zur Erzielung eines     sinusförmigen    Stromes in einem     eisensättigbaren     induktiven Verbraucher, insbesondere einem     Wechselstrommotor       Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine       Anordnung    zur Erzielung eines     sinusfö.rmigen    Stro  mes in einem     eisensättigbaren    induktiven Verbrau  cher, der über     einen    im     Schaltbetrieb    arbeitenden       Wechselrichter        gespeist    wird.

   Als     eisensättigbare    in  duktive Verbraucher kommen vor     allem    Wechsel  strommotoren in Betracht. Mit     Rücksicht    auf die  Laufruhe der Motoren ist die Speisung des     Ständers     mit einem     sinusförmigen    Strom     sehr    wichtig. Die  Abweichung von der     Sinu.sform    ist im wesentlichen  die Folge der Sättigung des Maschineneisens. :sowie  bestimmter Oberwellen, die in der speisenden Span  nung     enthalten    sind.

   Bei der Speisung eines Motors  über einen     frequenzvariablen,    im Schaltbetrieb ar  beitenden     Wechselrichter    sind die     Einflüsse,    die zu  einer Verzerrung des Motorstromes führen, beson  ders gross. Das liegt einerseits .daran, dass die Induk  tion mit sinkender Frequenz     bei    gleichbleibender  Spannung     wächst    und andererseits daran, dass durch  die schaltende Arbeitsweise dies     Wecbselrichters    die  Ausgangsspannung stark     oberwellen!haltig    ist.  



  Der     vorliegeden    Erfindung liegt die Aufgabe zu  grunde, bei Speisung eines     eisensättigbaren    induk  tiven Verbrauchers über einen     frequenzvariablen    im  Schaltbetrieb arbeitenden Wechselrichter einen     sinus-          förmigen    Verbraucherstrom ohne     Rücksicht,auf    den  Sättigungsgrad des Eisens der     Induktivität    zu er  zielen.  



  Zur     Lösung    dieser Aufgabe wird eine     Anordnung     vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist,     dass     die Schaltfrequenz des     Wechselrichters    sehr     gross     gegenüber der Frequenz des     gewünschten        sinusför-          migen    Stromes ist,     dass    das     Breitenverhältnis    der    positiven und negativen     Rechteckhalbwelle    der Aus  gangsspannung von den     Augenblickswerten    einer  Wechselspannung gesteuert wird,

   die     s'ic'h    durch Bil  dung der Differenz der     Augenblickswerte    einer     sinus-          förmigen    Sollspannung und einer dem     Verbraucher-          strom        proportionalen        (Spannung        ergibt,        Lund        dass     zwischen dem     Wechselrichterausgangund    dem Ver  braucher Siebmittel vorgesehen     sind,

      die     die        hoch-          frequente        Spannung    vom Verbraucher zurückhalten.  



  In     Fig.    1 ist ein     Ausführungsbeispiel    der Erfin  dung     dargestellt.    Der im     Schaltbetrieb    arbeitende       Wechselrichter    1 wird von der     Gleichspannungs-          quelle    2 gespeist. Die     Ausgangsspannung    des Wech  selrichters ist über eine     Längs.induktivität    4 und .ein       Querkapazität    5 an die eine     Ständexwicklung    3a  eines Motors 3 angeschlossen.

   Die     beiden    anderen       Ständerwicklungen    sind,     ohne    dass dies in der Zeich  nung dargestellt ist, an     gleichartige    Anordnungen. an  geschlossen, deren Ausgangsspannungen lediglich um       120o    bzw. 240  gegenüber der     Ausgan@gsspan.nung     der     dargestellten    Anordnung verschoben sind.

   Die  Schaltfrequenz des Wechselrichters 1 ist     konstant     und sehr gross gegenüber der Frequenz des geforder  ten     sinusförmigen        Motorsitromes.    Diese     hochfre-          quente        Ausgangsspannung        U"    ist in     Fig.    2 dargestellt.  Da das     Verhältnis        t,/t"    der .positiven     und    negativen       Rechteckhalbwelle    ins     beträgt,    -ist     U,    eine reine  Wechselspannung.

   Wegen ihrer hohen Frequenz  wird sie durch die     Induktivitk    4 vom     Verbraucher          ferngehalten    ;     letzterer    ist     .ausserdem        noch        durch    die  Kapazität 5 gegenüber     hochfrequenten        Spannungen          kurzgeschlossen.    Das     Breitenverh.ältnis        t,/t,2    kann nun      gesteuert werden. Der Mittelwert der Ausgangsspan  nung     U,,    ist     dann    nicht mehr Null.

   In     Fig.    3 ist     der     Mittelwert für verschiedene Werte von     t1/t."    gestri  chelt eingetragen. Wenn dieser Mittelwert :relativ  niederfrequent schwankt, dann wird er     nicht    von  den Siebmitteln zurückgehalten, sondern liegt als       Speisespannung    am Verbraucher 3a.     Werden    nun die       Augenblickswerte    einer dem Verbraucherstrom pro  portionalen Spannung     tt;    , die z.

   B. an einem Wider  stand 6 abgegriffen wird, mit den     Augenblickswerten     einer     sinusförmigen    Spannung     u,    verglichen (7) und  die Differenzwerte zur Steuerung des     Breitenver-          hältnisses        t1.'t,        verwendet    (8),     dann        muss    der Ver  braucherstrom, abgesehen von einer kleinen blei  benden Regelabweichung, die Form :der Sollspan  nung     ti.,    annehmen.

   Die vom Wechselrichter gelie  ferte     Mittelwertspannung        U,I    ist dabei     natürlich    nicht       sinusförmig.    Sie nimmt die Form an, .die erforder  lich     ist,    um über den infolge der Sättigung nicht  linearen     Verbraucherwiderstand    einen     sinusförmigen     Strom zu treiben. In     Fig.    4     sind    die Sollspannung       tt_,    und die dem Verbraucherstrom proportionale  Spannung u; dargestellt.

   Die zum Ausdruck kom  mende starke Verzerrung des Verbraucherstromes  wird bis auf eine geringfügige bleibende     Regelabwei-          chung    der     sinusförmigen        Sollspannung    u, angegli  chen.    Die Frequenz sowie die Grösse des dem Motor  aufgezwungenen     sinusförmigen    Stromes     können     durch die Frequenz     bzw.    die Grösse der Sollspan  nung     tt.,    vorgegeben werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Anordnung zur Erzielung eines sinusförmigen Stromes in einem eisensättigbaren induktiven Ver braucher, insbesondere einem Wechsel.strommotor, welcher Verbraucher über einen im Schaltbetrieb arbeitenden Wechselrichter gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, .dass die Schaltfrequenz des Wechsel richters (1) sehr gross ist gegenüber der Frequenz des gewünschten sinusförmigen Stromes, dass das Breitenverhältnis (t,/t.,) :

   der positiven und negativen Rechteckhalbwelle der Ausgangsspannung von den Augenblickswerten einer Wechselspannung gesteuert wird, die sich durch Bildung der Differenz der Au genblickswerte einer sinusförmigen Sollspannung (t(,) und einer dem Verbraucherstrom proportionalen Spannung (ts;) ergibt, und dass zwischen dem Wech- sel:richteraus:gang und diem Verbraucher (3a) Sieb mittel (4, 5) vorgesehen sind, die ;

   die hochfrequente Spannung vom Verbraucher zurückhalten.