DE1133796B - Drehzahlregeleinrichtung fuer Drehstrommotoren mit einem Stell-widerstand im Laeuferstromkreis - Google Patents

Description

• Drehzahlregeleinrichtung für Drehstrommotoren mit einem Stellwiderstand im Läuferstromkreis Als Stellglied für die Drehzahlregelung von Drehstrom-Fördermaschinen ist ein Flüssigkeitswiderstand gebräuchlich, der im Läuferstromkreis des Motors angeordnet und in Abhängigkeit von der Regelabweichung verstellt wird. Ein Regelkreis nach diesem bekannten Prinzip ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Die Ständerwicklung des Drehstrommotors 1 wird aus einem Netz 2 gespeist. Im Läuferstromkreis 3 ist ein Flüssigkeitswiderstand 4 als steuerbarer Stehwiderstand angeordnet, der mittels eines hydraulischen Stellmotors 5 und eines Stehventils 6 gesteuert wird. Das Stellventil steht in Abhängigkeit vom Ausgangssignal eines Drehzahlreglers B. Mit dem Drehstrommotor 1 ist eine Tachometermaschine 7 gekuppelt, die eine der Drehzahl proportionale Größe n erzeugt. Der Drehzahlregler verarbeitet die Regelabweichung zwischen dem Sollwert n* und dem Istwert n der Drehzahl.
• Dieser Regelkreis läßt sich nur verhältnismäßig schwierig stabilisieren und optimieren. Eine Verbesserung läßt sich erzielen, wenn man auf das bekannte Prinzip der unterlagerten Regelkreise zurückgreift. Dabei wird dem Drehzahlregler ein Regelkreis für den Läuferstrom unterlagert. Eine derartige Anordnung zeigt schematisch Fig. 2, bei der übereinstimmende Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen wurden.
• Die Regeleinrichtung nach Fig.2 enthält im Läuferstromkreis zusätzlich einen Stromwandler 9, eine Gleichrichterschaltung 10 und einen Stromregler 11. Die Ausgangsgröße des Drehzahlreglers 8 dient als Sollwert i2* für den Stromregler 11, der in Abhängigkeit von der Regelabweichung zwischen Soll- und Istwert des Läuferstromes i2 das Stellventil 6 und damit den Flüssigkeitswiderstand 4 steuert.
• Nun hat jedoch ein Flüssigkeitswiderstand eine über den Stellweg angenähert lineare Widerstandscharakteristik, wie Fig.3 schematisch zeigt. Die tatsächliche Kennlinie R = f (x) läßt sich durch eine Gerade R = k - x annähern. Damit wird der Läuferstrom Die Übertragungszuordnung ist also nichtlinear, so aaß die Optimierung des Regelkreises wiederum auf beträchtliche Schwierigkeiten stößt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und eine Drehzahlregeleinrichtung zu schaffen, die auf einfache Weise wirkungsvoll optimiert werden kann. Die Erfindung geht von der Anwendung eines dem Drehzahlregelkreis unterlagerten Läuferstromregelkreises aus und besteht darin, daß zur Einstellung des Stellwiderstandes ein dem Läuferstromregelkreis unterlagerter Stellungsregelkreis dient, dessen Sollwert als Quotient aus der Läuferspannung und dem Ausgangssignal des Läuferstromreglers von einem Analogrechner gebildet wird.
• Fig.4 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes, wobei wiederum Bezugszeichen für gleichartige Teile aus den i ig. 1 und 2 übernommen wurden.
• Die Ausgangsgröße a des Stromreglers 11 sowie die über einen Spannungswandler 12 und eine Gleichrichterschaltung 13 gewonnene, der Läuferspannung proportionale Größe U2 wird einem Analogrechner 14 zugeführt, dessen Ausgangssignal als Sollwert x* eines Stellungsreglers 16 dient. Die Iststellung x des Flüssigkeitswiderstandes wird - etwa mit Hilfe eines Drehmelders 15 - ermittelt und dem Stellungsregler zugeführt.
• Der Analogrechner 14 bildet aus den Größen U2 und a den Stellungssollwert . Auf diese Weise erzielt man sowohl für die Stellungsregelung als auch für die Stromregelung eine konstante Ubertragungszuordnung. Dadurch wird erreicht, daß sich die Regelkreise ohne Schwierigkeiten optimieren lassen.
• Als Analogrechner können die bekannten, für diesen Zweck- geeigneten Geräte verwendet werden. Man kann beispielsweise mit einem Multiplikator und einem Hilfsregler arbeiten, wie in Fig. 5 schematisch dargestellt. Hierzu wird die Ausgangsgröße a des Stromreglers und der Stellungssollwert x* einem Multiplikator 17 zugeführt, dessen Produktsignal p den Istwert für einen Hilfsregler 18 bildet. Der Sollwert des Hilfsreglers ist das Signal U2. Der Hilfsregler erzwingt die Übereinstimmung von p und U2, so daß sein Ausgangssignal wird. Als Multiplikator können die bekannten Einquadrantengeräte benutzt werden, z. B. solche mit Pulsbreiten-Pulsamphtudenmodulation.
• Auch die Ausbildung der übrigen Schaltelemente der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung ist weitgehend freigestellt. Man kann beispielsweise Regler auf Transistorbasis verwenden. Es ist einleuchtend, daß die Regeleinrichtung auch dann vorteilhaft ist, wenn statt des Flüssigkeitswiderstandes ein anderer steuerbarer Widerstand beliebiger Ausführung verwendet wird, dessen Charakteristik über den Stellweg angenähert linear ist.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Drehzahlregeleinrichtung für Drehstrommotoren mit einem Stehwiderstand, insbesondere Flüssigkeitswiderstand, im Läuferstromkreis unter Anwendung eines dem Drebzahlregelkreis unterlagerten Läuferstromregelkreises, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des Stellwiderstandes (4) ein dem Läuferstromregelkreis unterlagerter Stellungsregelkreis dient, dessen Sollwert (x*) a1sQuotient aus derLäuferspannung (U2) und dem Ausgangssignal (a) des Läuferstromreglers (11) von einem Analogrechner (14) gebildet wird.
2. 2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal (a) des Stromreglers (11) und der Stellungssollwert (x*) einem Multiplikator (17) zugeführt sind und daß dessen Produktsignal (p) den Istwert eines Hilfsreglers (18) bildet, dessen Sollwert die Läuferspannung (U2) und dessen Ausgangsgröße der Stellungssollwert (x*) ist.