DD206288A1

DD206288A1 - METHOD FOR ASSEMBLING A DRIVE WITH A VOLTAGE CHARGER

Info

Publication number: DD206288A1
Application number: DD24116682A
Authority: DD
Inventors: Joerg Saupe; Guenter Tietz
Original assignee: Joerg Saupe; Guenter Tietz
Priority date: 1982-06-28
Filing date: 1982-06-28
Publication date: 1984-01-18
Also published as: DD206288B1

Abstract

DIE ERFINDUNG BETRIFFT EIN VERFAHREN ZUR STILLSETZUNG EINES ANTRIEBES MIT EINEM SPANNUNGSWECHSELRICHTER BEI UNTERSCHREITUNG DER MINIMAL ZULAESSIGEN AUSGANGSFREQUENZ. DAS VERFAHREN SOLL MIT GERINGEM AUFWAND EINE SCHNELLE STILLSETZUNG UND NACH STILLSETZUNG DES MOTORS EINEN SOFORTIGEN UEBERGANG IN DEN NORMALBETRIEB ERMOEGLICHEN. DIE AUFGABE IST, DIE STILLSETZUNG OHNE ZUSAETZLICHEN AUFWAND IM LEISTUNGSTEIL MIT EINGESCHALTETEM WECHSELRICHTER BEI UNTERSCHREITUNG DER MINIMAL ZULAESSIGEN AUSGANGSFREQUENZ OHNE ENERGIERUECKSPEISUNG DES MOTORS AUF DEN WECHSELRICHTEREINGANG ZU REALISIEREN. ERFINDUNGSGEMAESS WERDEN DIE LOESCHBAREN HAUPTTHYRISTOREN DES WECHSELRICHTERS BEI UNTERSCHREITUNG DER MINIMAL ZULAESSIGEN AUSGANGSFREQUENZ DURCH DAS ZUENDREGIME SO GESTEUERT, DASS DER MOTOR DURCH SCHALTEN ALLER WECHSELRICHTERAUSGAENGE AUF DEN GLEICHEN POL DES WECHSELRICHTEREINGANGES KURZGESCHLOSSEN WIRD. DURCH EINE PERIODISCHE UMSCHALTUNG WERDEN ALLE WECHSELRICHTERAUSGAENGE GLEICHZEITIG ABWECHSELND MIT DEM POSITIVEN ODER NEGATIVEN POL DES WECHSELRICHTEREINGANGES VERBUNDEN.THE INVENTION CONCERNS A METHOD OF LAYING DOWN A DRIVE WITH A VOLTAGE CHANGE WHEN THE MINIMUM APPROVED OUTPUT FREQUENCY IS REDUCED. THE PROCEDURE SHOULD PROVIDE, WITH LITTLE EXPENSE, A FAST RESIDENCE AND, AFTER THE ENGAGEMENT OF THE ENGINE, AN IMMEDIATE TRANSFER TO NORMAL OPERATION. THE TASK IS TO REALIZE THE DISPOSAL WITHOUT ADDITIONAL EXPENSES IN THE POWER UNIT WITH THE INVERTER SWITCHED ON WHEN THE MINIMUM PERMANENT OUTPUT FREQUENCY WITHOUT ENERGY SUPPLY OF THE MOTOR TO THE INVERTER INPUT IS RESTRICTED. In accordance with the invention, the intermittent frequency of the inverter is controlled by the forward frequency so that the motor is shorted to the same pole of the inverter input by switching all the inverter outlets. BY A PERIODIC SWITCHING, ALL INVERTER OUTPUTS ARE AT THE SAME TIME CONNECTED WITH THE POSITIVE OR NEGATIVE POL OF THE INVERTER INPUT.

Description

Titel der Erfindung ·Title of the invention

Verfahren zur Stillsetzung eines .Antriebes mit einem SpannungswechselrichterMethod for stopping a drive with a voltage inverter

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Stillsetzung eines Antriebes mit einem Spannungswechselrichter bei Unterschreitung der minimal zulässigen Ausgangsfrequenz·.The invention relates to a method for stopping a drive with a voltage inverter when it falls below the minimum permissible output frequency.

Charakteristik der bekannten technischen !lösungenCharacteristic of the known technical solutions

Bei Verändern der Ausgangsfrequenz eines Spannungsv,^rechselrichters bis auf die minimal zulässige Frequenz wird die erreichbare Brems^rirkung durch die Verluste des Wechselrichters,durch eine zusätzliche Anordnung zur Widerstandsbremsung (DS-OS 26 15 781) oder 3nergierückspeisung ins Eingangsneta bestimmt, Bei der minimal zulässigen Ausgangsfrequena mu3 in Abhängigkeit vom gewählten Modulationsverfahren ein noch ausreichender Ruixdlauf des angeschlossenen Motors gewährleistet werden. Aber auch der Wechselrichter ist bei der Freauens gleich Hull nicht betriebsfähig, da die Löscheinrichtungen durch unvermeidliche Verluste mit der Zeit ihre Lcschfähigkeit verlieren, γ/enn sis nicht durch zusätzliche Ziachiadeeinrichtungen gespeist werden. Bei ünterschrei-In varying the output frequency of a Spannungsv, echselrichters ^r up to the minimum allowable rate, the achievable braking ^ rirkung by the losses of the inverter, by an additional arrangement for dynamic braking (DS-OS 26 15 781) is or 3nergierückspeisung determined to Eingangsneta, at the minimum permissible output frequency, depending on the selected modulation method, a still sufficient run-down of the connected motor must be ensured. But the inverter is also in the Freauens Hull inoperable, since the extinguishing devices lose their ability to cope due to unavoidable losses over time, γ / enn sis not be fed by additional Ziachiadeeinrichtungen. In the case of

24 11bb S 24 11bb S

'bung der minimal zulässigen Ausgangsfrequenz ist es bekannt, zur Stillsetzung des Motors entweder den Wechselrichter vom speisenden ¥_etz zu trennen, womit sich der Zwischenkreiskondensator entlädt oder den Motor durch zusätzliche Schaltmittel vom Wechselrichteraus— gang zu trennen. Dabei läuft der Motor in Abhängigkeit von den Reibungsverlusten des Motors und· der Arbeits-. maschine aus. Beim Auslaufen des Motors wird durch den Wechselrichter kein elektrisches Bremsmoment geliefert. Damit ist keine schnelle Stillsetzung möglich. Ss ist auch bekannt, bei einem von seiner Speisequelle getrennten,auslaufenden Motor mit Hilfe einer zugeschalteten Gleichspannungsquelle eine Gleichstrombremsung durchzuführen (DE-OS 22 14 731).. Die Gleichstrombremsung erfordert einen erheblichen Mehraufwand, z.B. eine Umschalteinrichtung und eine leistungsstarke Gleichspannungsquelle. Sin unverzögerter Übergang in den Hormalbetrieb ist. nicht möglich. >'In order to shut down the motor, it is known to either disconnect the inverter from the supply ¥ _e tz, thus discharging the DC link capacitor or disconnecting the motor from the inverter output by additional switching means. The engine runs depending on the friction losses of the engine and · the working. machine off. When the motor is stopped, the inverter does not provide any electrical brake torque. Thus, no fast shutdown is possible. Ss is also known to carry out a DC braking with a separate DC source from its power source, with the help of a switched DC voltage source (DE-OS 22 14 731) .. The DC braking requires considerable additional effort, such as a switching device and a high-performance DC voltage source. Sin is instantaneous transition into hormonal operation. not possible. >'

Siel der ErfindungSiel the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Stillsetzung eines Antriebes mit einem Sparaiungswechselrichter bei Unterschreitung der minimal zulässigen Ausgangsfrequenz vorzuschlagen, das mit geringem Aufwand eine schnelle Stillsetzung und nach Stillsetzung des Motors einen sofortigen Übergang in den ITormaibetrieb ermöglicht.The aim of the invention is to propose a method for stopping a drive with a Sparaiungseinrichter falls below the minimum allowable output frequency, which allows a quick shutdown and after stopping the engine an immediate transition to the ITormaibetrieb with little effort.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

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

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das 7er-The invention is based on the problem of

241+6241 + 6

fahren zur Stillsetzung eines Antriebes mit einem Sparmungswechselri enter so auszugestalten, daß die Stillsetzung ohne zusätzlichen Aufwand im Leistungsteil mit eingeschaltetem Wechselrichter bei Unterschreitung der minimal zulässigen Ausgangsfrequenz ohne Energierückspeisung des Motors auf den Wechselrichtereingang erfolgt..drive to shut down a drive with a Sparmungswechselri enter so that the shutdown without additional effort in the power unit with the inverter is switched on when the minimum allowable output frequency without energy recovery of the motor to the inverter input ..

Merkmale der ErfindungFeatures of the invention

Erfindungsgemäß werden die löschbaren Hauptthyristoren des Wechselrichters bei Unterschreitung der minimal zulässigen Ausgangsfrequenz durch das Zündregime so gesteuert, daß der Motor durch Schalten aller Wechselrichterausgänge auf den gleichen Pol des Wechselrichtereingangs kurzgeschlossen vd.rd«According to the invention, the erasable main thyristors of the inverter are controlled so that the motor is short-circuited by switching all inverter outputs to the same pole of the inverter input when the minimum permissible output frequency is exceeded by the ignition regime.

In Ausgestaltung der Erfindung werden durch eine periodische Umschaltung alle !Techselrichterausgänge gleichzeitig abwechselnd mit dem positiven oder negativen Pol des Wechselrichtereingangs verbunden In an embodiment of the invention, by means of a periodic changeover, all of the inverter inverter outputs are simultaneously connected alternately to the positive or negative pole of the inverter input

Die Umschaltung erfolgt zweckmäßig mit der dreifachen minimal zulässigen Ausgangsfrequenz des Wechselrichters.. Switching is expediently carried out with three times the minimum permissible output frequency of the inverter.

Au s f üiirung s b e i s ρ i e 1Exe ction s e s ρ i e 1

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. ~~~ Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. ~~~ The accompanying drawings show:

Pig* 1: Prinzipschaltung eines Pulsumrichters Pig«'2: Impulsdiagramm der AusgangsspannungenPig * 1: Basic circuit of a pulse inverter Pig «'2: Pulse diagram of the output voltages

Als Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde ein PuIsumrichter mit symmetrischer Pulsbreitenmodulation gewählt. Gemäß Pig. 1 besteht der Pulsunirichter ausAs an embodiment of the invention, a pulse converter with symmetrical pulse width modulation was chosen. According to Pig. 1, the pulse tuner is off

24 1.1.6 6 324 1.1.6 6 3

einem ungesteuerten Gleichrichter 1 mit den Eingangs-" klemmen für die lietzphasen U · V.; W., dem Zwischenkreiskondensator 2 und je Ausgangsphase aus den löschbaren Hauptthyristoren 3; 4 mit den zugehörigen Blindstromdioden 5·an uncontrolled rectifier 1 with the input terminals for the mains phases VV, the intermediate circuit capacitor 2 and per output phase from the erasable main thyristors 3, 4 with the associated reactive current diodes 5

Die Zündimpulse für die Hauptthyristoren werden in bekannter Weise erzeugt und liegen entsprechend dem gewählten Zündregime an den jeweiligen Steuerelektroden an* Zur Vereinfachung der Prinzipdarstellung wurden löschbare Hauptthyristoren 3; 4 je Umrichterausgang verwendet, die über eine durch die Regelelektronik 9 gesteuerte Impulsverteilung 10 angesteuert werden.. Im Ausführungsbeispiel ist ein Pulsumrichter mit Kommutierungszahl=3 mit den Ausgängen Up; Vp; Wp erläutert. Die Ausgangs spannungen υ..; ϋ_?; υ_ sowie die verkettete Ausgangsspannung U.ρ sind in Pig. 2 dargestellt,,The ignition pulses for the main thyristors are generated in a known manner and are in accordance with the selected ignition regime to the respective control electrodes on * To simplify the schematic representation were erasable main thyristors 3; 4 used per converter output, which are controlled via a controlled by the control unit 9 pulse distribution 10. In the embodiment, a pulse converter with commutation = 3 with the outputs Up; vp; Wp explained. The output voltages υ ..; ϋ _? ; υ_ and the concatenated output voltage U.ρ are in Pig. 2,

Im normalen Zündregime wird zum Zeitpunkt to der Hauptthyristor 3 gezündet und. praktisch gleichzeitig der Hauptthyristor 4 gelöscht, so daß der Ausgang U^ des Umrichters mit dem positiven Pol 7 des Zwischenkreiskondensators ,2 verbunden wird. Im Zeitbereich t^ bis tp gemäß Pig.. 2, wird der negative Pol 8 durch Zünden des Hauptthyristors 4 und Löschen des Hauptthyristors 3 durengeschaltet. Im Zeitbereich t^ bis to wird wieder, der Hauptthyristor 3 gesundet und der Hauptthyristor 4 gelöscht, 7/omit der positive Pol 7 des Zivi schenkreis es durchgeschaltet ist. Dieser Vorgang wiederholt sich periodisch. Der Verlauf der Ausgangsspannung υ., zwischen dem Ausgang Up des Umrich-ters und dem gemeinsamen Verbindungspunkt der beiden Teilkapazitäten des Zwischenkreiskondensators 2 und die verkettete Ausgangsspannung U₁ ρ sind in Fig» 2 dargestelltIn the normal ignition regime is fired at the time to the main thyristor 3 and. virtually simultaneously clears the main thyristor 4, so that the output U ^ of the inverter to the positive pole 7 of the DC link capacitor, 2 is connected. In the time range t ^ to tp according to Pig. 2, the negative pole 8 is durengeschaltet by igniting the main thyristor 4 and clear the main thyristor 3. In the time range t ^ to to again, the main thyristor 3 is healthy and cleared the main thyristor 4, 7 / with the positive pole 7 of the Zivi schenkreis it is turned on. This process repeats periodically. The profile of the output voltage υ., Between the output Up of Umrich-ters and the common connection point of the two partial capacitances of the DC link capacitor 2 and the concatenated output voltage U ₁ ρ are shown in Fig. 2

Wird zum Zeitpunkt t ein Stillsetsungsbefehl durch At time t, a silence instruction command is issued

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"Eingriff in die Impulsverteilung 10 ausgegeben, werden die Hauptthyristoren 4; 4'; 4" zum Zeitpunkt t ' gezündet und die Hauptthyristoren 3; 3^f; 3" gelöscht. Die Zündung der Hauptthyristoren 3; 3^f; 3" erfolgt mit praktisch gleichzeitiger Löschung der Hauptthyristoren 4; 4^f; 4" zum Zeitpunkt t-'· Dieses Zündregime wiederholt sich während der Dauer t _x der Stillsetzung, Somit haben alle drei Ausgänge U₂; Vp; W₂ des Umrichters jeweils gleiches Potential, entweder positives oder negatives. Die verketteten Äusgangsspannungen sind während der Dauer t der Stillsetzung ständig Null. Das bedeutet aber, daß der Motor 6 kurzgeschlossen wird und der abklingende Läuferrestfluß in den Ständerwicklungen KurzSchlußströme induziert. Diese Kurzschlußströme führen zur raschen Abbremsung des . Motors β bis praktisch zum Stillstand. Dieser Vorgang ist mit einer Gleichstrombremsung vergleichbar, wobei die Funktion von Ständer und Läufer vertauscht sind«, Fach Ablauf der Dauer t _A.der Stillsetzung bzw,Outputting the pulse distribution 10, the main thyristors 4, 4 ', 4 "are fired at time t' and the main thyristors 3; ^3f ; The ignition of the main thyristors 3, 3 ^f , 3 "takes place with practically simultaneous deletion of the main thyristors 4; ^4f ; 4 "at time t- * This firing regime repeats for the duration t _{x of} the stoppage. Thus, all three outputs U ₂ ; Vp; W _{2 of} the inverter each have the same potential, either positive or negative, The chained output voltages are during the duration However, this means that the motor 6 is short-circuited and the decaying rotor residual current in the stator windings induces short-circuit currents, These short-circuit currents lead to rapid deceleration of the motor β to practically standstill, which is comparable to DC braking the function of the stand and the runner are reversed ", compartment expiry of the duration t _A.

. · ':· - .-: . ' . - '- - - " : S Ij - , ' ... · - . ..< . -. .' Aufhebung,des Stillsetzungsbefehls wird -wieder^ aas normal ablaufende Zündregime wirksam. In Fig. 2 ist für die Dauer t . der Stillsetzung der Spannuügsverlauf ohne Stillsetzung gestrichelt dargestellt. Mit der Erfindung wird erreicht, daß der Motor 6 nach Unterschreitung der minimal zulässigen Ausgängsfrequenz über den Wechselrichter kurzgeschlossen wird, indem alle Umrichter- bzw. Wechselrichterausgänge U₉; Vp; W₉'an jeweils den gleichen Pol des Zwischenkreises bzw. Wechselrichtereingangigeschaltet werden. Da bei 180 -Einschaltung und Pulsbetrieb immer entweder zwei Ausgänge an einen Pol, der dritte Ausgang an den anderen Pol des Zwischsnkreises oder alle drei Ausgänge an den gleichen Pol geschaltet sind, braucht im ersten Pail nur der letztgenannte Ausgang mit dem ersten Pol verbunden werden. Im zweiten, · ': · - .-:. '. - '- - - ": S Ij - ,' ... · -. .. <. -.. ' 2 is shown in dashed lines for the duration t of the shutdown of the voltage output without stopping the inverter is short-circuited by switching all converter or inverter outputs U ₉ , Vp, W ₉ 'to the same pole of the DC link or inverter input, respectively, since with 180 switch-on and pulsed mode either two outputs to one pole, the third output At the other pole of the intermediate circuit or all three outputs are connected to the same pole, in the first Pail only the latter output needs to be connected to the first pole

241166 3241166 3

Fall wird der Zustand- beibehalten. Um die Koinmutierimgseinrichtungen weiterhin löschbereit zu halten, werden periodisch mit einer beliebigen !Frequenz, beispielsweise der dreifachen minimal zulässigen Ausgangsfrequenz, alle Uinrichterausgänge U₉; V₂; W„ gleichzeitig abwechselnd mit dem positiven oder negativen Pol des Zwischenkreises bzw. des Wechselrichtereingangs verbunden, so daß durch die dabei notwendigen Löschvorgänge die Löschspannung beliebig lange erhalten bleibt.Case, the state is maintained. In order to keep the coinuning means still extinguished, periodically with any frequency, for example, the triple minimum allowable output frequency, all the Uinrichterausgänge U ₉ ; V ₂ ; W "at the same time alternately connected to the positive or negative pole of the intermediate circuit or the inverter input, so that the extinguishing voltage is maintained arbitrarily long by doing necessary deletions.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ohne zusätzlichen Aufwand im Leistungsteil ab Abgabe des Stillsetzungsbefehls eine Bremsung des Motors bis zum Stillstand erreicht... Der Motor muß nicht vom Stromrichter bzw.» der Stromrichter nicht vom Hetz getrennt werden. Bei eingeschaltetem Wechselrichter kann unmittelbar nach der Stillsetzung des Motors in, den ITormalbetrieb entsprechend dem Modulationsverfahren übergegangen- ?/erden. Die Stillsetzung des Motors, erfolgt in einer kurzen Zeitspanne, Die Energie des Motors wird nicht in den Zwischenkreis bzw. auf den -'/echselrichtereingang surückgespeist und führt dadurch nicht zu einer erhöhten Spannungsbeanspruchung der Bauelemente,By the method according to the invention, a braking of the motor is reached to a standstill without additional effort in the power section from the delivery of the shutdown command ... The motor must not be disconnected from the converter or "the power converter from Hetz. When the inverter is switched on, immediately after the motor has been stopped, the ITormal mode can be transferred in accordance with the modulation method. The motor is stopped in a short period of time. The energy of the motor is not fed back into the DC link or to the inverter input and thus does not lead to increased voltage stress on the components.

Claims

Brfindungsanspruch

1. A method for stopping a drive with a voltage inverter when falling below the minimum allowable Ausgangsfreqaenz, characterized in that the extinguishable main thyristors of the inverter are controlled by the Zündregime falls below the minimum allowable output frequency so that the motor (β) by switching all inverter outputs ( Up; Yp; Wp) is shorted to the same pole of the inverter input.

2. Method according to item 1, characterized in that by a periodic changeover all inverter outputs (Upj Yp; Wp) are simultaneously connected alternately to the positive (7) or negative pole (8) of the inverter input 7 / ground «

3 # Method according to item 2, characterized in that the changeover takes place with three times the minia- tally permissible output frequency of the inverter.

- For this 1 sheet drawing

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