DD204579A1

DD204579A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR BRAKING A CONVERTER-POWERED ROTARY POWER MACHINE

Info

Publication number: DD204579A1
Application number: DD23857282A
Authority: DD
Inventors: Guenter Tietz; Dietrich Kloock; Helmut Hanisch; Joerg Saupe; Eckard Thal
Original assignee: Guenter Tietz; Dietrich Kloock; Helmut Hanisch; Joerg Saupe; Eckard Thal
Priority date: 1982-03-30
Filing date: 1982-03-30
Publication date: 1983-11-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Bremsen einer durch einen Umrichter mit Zwischenkreis gespeisten Drehstrommaschine. Es soll der Bremswiderstand ueber ein steuerbares Ventil ohne Loeschanordnung zwischen die Drehstrommaschine und den Zwischenkreis geschaltet werden, wodurch eine Verringerung des Schaltungs- und Steuerungsaufwandes sowie eine Erhoehung der Zuverlaessigkeit erreicht wird. Erfindungsgemaess ist zwischen einem Anschluss der Staenderwicklung der Drehstrommaschine und dem gemeinsamen Verbindungspunkt eines aus der Reihenschaltung von zwei Kondensatoren gebildeten Zwischenkreiskondensators ein aus der Reihenschaltung eines Bremswiderstandes u. eines steuerbaren Zweiweggleichrichters bestehender Bremschopper angeschlossen. Der steuerbare Zweiweggleichrichter kann die Antiparallelschaltung von zwei Thyristen o. ein Thyristor in der Gleichstromdiagonalen einer Graetz-Bruecke sein.The invention relates to a circuit arrangement for braking a powered by a converter with DC three-phase machine. It should the braking resistor via a controllable valve without Loeschanordnung between the three-phase machine and the intermediate circuit are switched, whereby a reduction of the circuit and control effort and an increase in reliability is achieved. According to the invention is between a connection of the stator winding of the three-phase machine and the common connection point of an intermediate circuit capacitor formed from the series circuit of two capacitors a from the series circuit of a braking resistor u. a controllable full-wave rectifier existing Bremschopper connected. The controllable full wave rectifier may be the anti-parallel connection of two thyristors or a thyristor in the DC diagonal of a Graetz bridge.

Description

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Titel der ErfindungTitle of the invention

Schaltungsanordnung zum Bremsen einer umrichtergespeisten DrehstrommaschineCircuit arrangement for braking a converter-fed three-phase machine

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Bremsen einer Drehstrommascnine, die durch einen Umrichter mit Zwischenkreis gespeist wird.The invention relates to a circuit arrangement for braking a Drehstrommascnine which is fed by a converter with intermediate circuit.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Beim Verringern der !Frequenz eines umrichtergespeisten Asynchronmotors speist dieser Energie über den V/echselrichter in den Zwischenlcreis ein. Bei Spannungswecxiselrientern fiürr.t das zu einer Aufladung, des Zwischenkreiskondensators. Eine Entladung über den iletzgleichrichter ist nicht möglich, da dieser keine Stromrichtungsumkehr zuläßt.. Abhilfe wird dadurch geschaffen, daß ein Umkehrstromrichter als Ue ta gleichrichter eingesetzt wird. Diese Lösung ist sehr teuer und wird nur sum Rückspeisen großer Energien bzw. langdauernder Rückspeisung benutzt. Pur den größten Teil der Anwendungsfalle genügt es, die Brensenergie des ilotors in einem Bremswiderstand in "Yärme umzusetzen. Hach der DE-OS 30 09 994 (H02P-:When reducing the frequency of a converter-fed asynchronous motor, this energy feeds into the intermediate circuit via the inverter. In the case of voltage linear converters, this leads to a charging of the DC link capacitor. A discharge via the rectifier rectifier is not possible because it does not allow reversal of direction. Remedy is created by using a reversing converter as a rectifier. This solution is very expensive and is only used to regenerate large energy or long-term regeneration. In the majority of applications, it is sufficient to convert the energy of the ilotor into a braking resistor in "heat." According to DE-OS 30 09 994 (H02P:

Ü38572 3Ü38572 3

777'22) wird dieser Widerstand über einen Gleichstrom-steller parallel zum Zwischenkreiskondensa,tor geschaltet und nimmt erforderlichenfalls den Bremsstrom des Motors auf. Durch entsprechendes Aus- und Einschalten des Stellers läßt sich erreichen, daß der Mittelwert des Zwischenkreiskondensatorstromes während der Bremsung Hull wird, d.h. der Kondensator seine Spannung nicht ändert. Der Nachteil dieser Lösung besteht in dem hohen Aufwand für den zwangsgelöschten Gleichstromsteller, dem hohen Steuerungsaufwand und der Verringerung der Zuverlässigkeit.777'22), this resistor is connected via a DC regulator parallel to the DC link capacitor, and if necessary absorbs the braking current of the motor. By correspondingly switching the stirrer off and on, it is possible to achieve that the mean value of the DC link capacitor current during hulling becomes hull, i. the capacitor does not change its voltage. The disadvantage of this solution consists in the high cost of the forcibly extinguished DC chopper, the high control effort and the reduction of reliability.

Aus der DB-AS 16 38 611 (HO2P, 3/22) ist eine Anordnung zum Bremsen einer Drehfeldmaschine bekannt, bei der wenigstens zwei Ausgangsleitungen des Wechselrichters über eine Reihenschaltung eines Bremswiderstandes mit einem steuerbaren Ventil miteinander verbunden sind. In einer Ausführungsform ist der Bremswiderstand über eine halbgesteuerte Brückenschaltung mit den Sin- und Ausgangsleitungen des Wechselrichters verbunden. Diese Schaltung ist relativ aufwendig.From the DB-AS 16 38 611 (HO2P, 3/22), an arrangement for braking an induction machine is known in which at least two output lines of the inverter via a series circuit of a braking resistor with a controllable valve are interconnected. In one embodiment, the braking resistor is connected via a half-controlled bridge circuit to the input and output lines of the inverter. This circuit is relatively expensive.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Schaltungsanordnung sum Bremsen einer umrichtergespeisten Drehstrommaschine, die einen geringen Schaltungs- und Steuerungsaufwand bei hoher Zuverlässigkeit ermöglicht.The aim of the invention is to provide a circuit sum braking a converter-fed three-phase machine, which allows a low switching and control effort with high reliability.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die technische Aufgabe, die durch'die Erfindung gelöst wird.The technical problem solved by the invention.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum Bremsen einer durch einen UmrichterThe invention is based on the object, a circuit arrangement for braking a by a converter

-3- ΔόΌΌ / £ ό -3- ΔόΌΌ / £ ό

mit Zwischenkreis gespeisten Drehstrennmaschine vorzuschlagen, bei der der Bremswiderstand über ein steuerbares Ventil ohne Löschanordnung zwischen die Di'ehstrommaschine und den Zwischenkreis angeschlossen v/erden kann.powered with DC-powered rotary cutting machine, in which the braking resistor connected via a controllable valve without erase arrangement between the Di'ehstrommaschine and the DC link v / ground.

Merkmale der ErfindungFeatures of the invention

Erfindungsgemäß ist zwischen einem Anschluß der Ständerwicklung der Drehstrommaschine und dem gemeinsamen Verbindungspunkt eines aus der Reihenschaltung von zwei Kondensatoren gebildeten Zv/ischenkreiskondensators ein aus der Reihenschaltung eines Bremswiderstandes und eines steuerbaren Zweiweggleichrichters bestehender Bremschopper angeschlossen. In Ausgestaltung der Erfindung besteht der steuerbare Zweiweggleichrichter aus zwei antiparallelen Thyristoren oder aus einem Thyristor in der Gleichstromdiagonalen einer ungesteuerten Graetz-Brücke.According to the invention, a brake chopper consisting of the series circuit of a braking resistor and a controllable full-wave rectifier is connected between one terminal of the stator winding of the three-phase machine and the common connection point of a Zv / ickreiskreisdensdensdens formed from the series connection of two capacitors. In an embodiment of the invention, the controllable full-wave rectifier consists of two antiparallel thyristors or of a thyristor in the DC diagonal of an uncontrolled Graetz bridge.

Ausfuhrungsbeispielexemplary

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The accompanying drawings show:

Fig. 1: die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit einer ersten Ausführungsform des Bremschoppers1 shows the circuit arrangement according to the invention with a first embodiment of the brake chopper

Pig. 2: eine zweite Ausführungsform des .BremschoppersPig. 2: a second embodiment of the brake splitter

Im Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß S¹Xg. 1 besteht der Umrichter aus einem ungesteuerten Eingang sgleichrichter Gl mit den Anschlüssen für die ITetzphasen R; S; T, einem Gleichspannungszwischenkreis mitIn the embodiment of the invention according to S ¹ Xg. 1, the inverter consists of an uncontrolled input rectifier Gl with the connections for the ITetzphasen R; S; T, a DC voltage intermediate circuit with

13 Ö b / L 13 Ö b / L

der Zwischenkreisdrossel Ld und dem aus den Kondensa-. toren C.; C₂ gebildeten Zwischenkreiskondensator Cd sowie einem 3-phasigen Wechselrichter YTR. An den Ausgang des Wechselrichters ViR sind die Anschlüsse u; v; v/ einer Drehstrommaschine DM angeschlossen. Zur Widerstandsbremsung der Drehstrommaschine DM wird erfindungsgemäß zwischen einen Anschluß u; v; w der Ständerwicklung der Drehstrommaschine DM und den gemeinsamen Verbindungspunkt der beiden in Reihe geschalteten Kondensatoren C₁; Cp, die den Zwischenkreiskondensator C-, bilden, ein Bremschopper CH geschaltet. Zwischen den beiden Anschlußpunkten A; B des Bremschoppers CH entsteht während der Speisung der Drehstrommaschine DM aus dem Umrichter eine Wechselspannung, deren Frequenz in Abhängigkeit vom Steuerverfahren um ein mehrfaches über der Umrichterausgangsfrequenz liegt. Die Spannung zwischen den Anschlußpunkten A; B kann auf Grund ihrer wechselnden Polarität als Choppereingangsspannung ϋ~ττ zur Speisung des selbstgelöschten Bremschoppers CH genutzt werden. Der Bremschopper CH besteht gemäß Pig. 1 als erste Ausführungsform aus der Reihenschaltung des Bremswiderstandes R_m mit zwei Thyristoren T^-i! ^<Tn^o ⁱⁿ Antiparallelschaltung oder einem Triac. Der Vorteil dieser Schaltung besteht darin, daß beide Halbwellen der Choppereingangsspannung ^rrq zur Bremsung genutzt und im Bremschopper CH nur zwei Thyristoren benötigt werden.the intermediate circuit choke Ld and from the condensate. gates C .; C ₂ formed intermediate circuit capacitor Cd and a 3-phase inverter YTR. At the output of the inverter ViR are the connections u; v; v / connected to a three-phase machine DM. For resistance braking of the three-phase machine DM according to the invention between a terminal u; v; w the stator winding of the three-phase machine DM and the common connection point of the two capacitors C ₁ connected in series; Cp, which form the intermediate circuit capacitor C-, a brake chopper CH switched. Between the two connection points A; B of the brake chopper CH produced during the power supply of the three-phase machine DM from the inverter an AC voltage whose frequency is a multiple of the inverter output frequency, depending on the control method. The voltage between the connection points A; B can be used as a chopper input voltage ϋ ~ ττ for feeding the self-extinguished brake chopper CH due to their alternating polarity. The brake chopper CH consists of Pig. 1 as a first embodiment of the series connection of the braking resistor R _m with two thyristors T ^ -i! ^<T n ^ o ⁱⁿ anti-parallel connection or a triac. The advantage of this circuit is that both half-waves of the Choppereingangsspannung ^ rrq used for braking and in the brake chopper CH only two thyristors are needed.

Die Reihenschaltung des Bremswiderstandes R^ mit einem Thyristor Τ^ττ in der Gleichstromdiagonalen einer ungesteuerten Graetz-Brücke mit den Dioden D₁; D₀; D-,; D, bildet eine zw.eite Aus führung s form des Sremschoppers CH. Der Bremswiderstand R^ kann in der Gleichstromdiagonalen oder in den Zuleitungen der Graets-Brücke liegen. In dieser Schaltung könnenThe series connection of the braking resistor R ^ with a thyristor Τ ^ ττ in the DC diagonal of an uncontrolled Graetz bridge with the diodes D ₁ ; D ₀ ; D ,; D, forms an intermediate version of the Sremschoppers CH. The braking resistor R ^ may be in the DC diagonal or in the leads of the Graets bridge. In this circuit can

572 ό 572 ό

mittels nur eines Thyristors beide HalDwellen_der Choppereingangsspannung U^ zur Bremsung genutzt v/erden.Both HalDwellen_der Choppereingangsspannung U ^ used for braking by means of only one thyristor v / ground.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann zum Bremsen aller umrichtergespeisten Drehstrommaschinen in Stern- oder Dreieckschaltung angewendet werden. Die Schaltung erfordert einen geringen Schaltungsund Steuerungsaufv/and und es wird eine hohe Zuverlässigkeit erreicht. Durch die Varianten des Bremschoppers ist eine einfache Anpassung an unterschiedliche Anforderungen an die Bremsschaltung möglich« Die Erfindung erfordert keine zusätzliche Löschanordnung, Es wird für die Bremsschaltung nur eine Ausgangsklemme des Wechselrichters "belegt. Ein herausgeführter Sternpunkt der Ständerwicklung der Drehstrommaschine ist nicht erforderlich.The circuit arrangement according to the invention can be used for braking all converter-supplied three-phase machines in star or delta connection. The circuit requires little circuit and control and high reliability is achieved. Due to the variants of the brake chopper, a simple adaptation to different brake circuit requirements is possible. "The invention requires no additional extinguishing arrangement, only one output terminal of the inverter is occupied for the braking circuit.

Claims

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Erfndungsansr> ru eh.

-ο

1. Circuit arrangement for braking a converter-fed rotary cutting machine, wherein when braking via a controllable valve, a braking resistor
is actuated, characterized in that between a terminal (u; v; w) of the stator winding of the three-phase machine (Dm) and the common connection spunk t one of the series circuit of two capacitors (C, C ₉ ) formed intermediate circuit capacitor (Cd) a from the series connection
a braking resistor (Rqtt) and a controllable full-wave rectifier existing brake chopper (CH) is connected.

2. Circuit arrangement according to item 1, characterized in that the controllable Zweiv / eggleichrichter consists of two anti-parallel thyristors (Τ _Π ττι 5 Τ _Λ ~ _Ο ).

3. Circuit arrangement according to item 1, characterized in that the controllable full-wave rectifier is a thyristor (Tqtt) in the DC diagonal of an uncontrolled Graetz bridge with the diodes (IL; D _p ; D-; D ^).

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