DE1133798B

DE1133798B - Converter-fed reversing drive

Info

Publication number: DE1133798B
Application number: DES61240A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Gottfried Moeltgen
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1959-01-07
Filing date: 1959-01-07
Publication date: 1962-07-26

Description

Stromrichtergespeister Umkehrantrieb Für stromrichtergespeiste Umkehrantriebe sind verschiedene Schaltungen bekannt, wie z. B. die Kreuzschaltung im Ankerkreis, die Polumschaltung im Ankerkreis oder die Kreuzschaltung im Feldkreis. Meistens wird den schalterlosen Antrieben der Vorzug gegeben und hier wiederum der Kreuzschaltung im Ankerkreis, obwohl die Kreuzschaltung im Feldkreis kleinere Gefäße benötigt. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß dieses Verfahren für Umkehrantriebe wegen der großen Zeitkonstante der Erregerkreise größerer Umkehrmotoren, die bis zu 3 bis 4 Sekunden betragen kann, noch vor wenigen Jahren als nicht zweckmäßig angesehen wurde.Converter-fed reversing drive For converter-fed reversing drives various circuits are known, such as. B. the cross connection in the armature circuit, pole switching in the armature circuit or cross-connection in the field circuit. Usually preference is given to switchless drives and here again to cross-connection in the armature circuit, although the cross connection in the field circuit requires smaller vessels. The reason for this is to be seen in the fact that this method is used for reversible drives the large time constant of the excitation circuits of larger reversing motors, which can be up to 3 up to 4 seconds, was not considered useful just a few years ago became.

So erschien z. B. auch die Anwendung einer Feldumkehrschaltung für das automatische Umsetzen von Förderkörben bisher ungünstig, weil die Zeit des Feldabbaues, also die Zeit, nach der, ausgehend vom Bremskommando, das Bremsen einsetzt, etwa 0,6 Sekunden beträgt.So appeared z. B. also the use of a field reversing circuit for the automatic relocation of conveyor baskets has been unfavorable so far, because the time of the field dismantling, So the time after which, based on the brake command, the braking begins, for example 0.6 seconds.

Mit der vorliegenden Erfindung können diese der Feldumkehrschaltung noch anhaftenden Mängel weitgehend vermieden werden. Die Erfindung macht dabei Gebrauch von der bekannten Überbrückung des Ankers durch einen Bremsstromkreis, der ein gesteuertes Ventil enthält. Zwecks Widerstandsbremsung ohne Feldumkehr wird dieses Ventil gezündet, wenn der Ankerstrom annähernd Null ist.With the present invention, this can be the field reversal circuit still adhering defects can be largely avoided. The invention makes use of this from the known bridging of the armature by a braking circuit, which is a controlled Includes valve. For the purpose of resistance braking without field reversal, this valve is ignited, when the armature current is close to zero.

Die Erfindung betrifft demgegenüber einen stromrichtergespeisten Umkehrantrieb mit einem Gleichstrom-I1Tebenschlußmotor mit Feldumkehr und Kurzschlußbremsung, die durch mindestens ein parallel zur Ankerwicklung liegendes steuerbares Stromrichterventil erzielt wird. Die durch den Feldabbau bedingte Totzeit kann erfindungsgemäß dadurch auf einen vernachlässigbar geringen Wert begrenzt werden, daß das Stromrichterventil von der Erteilung des Feldumkehrkommandos ab bis zum Nulldurchgang des Erregerstroms durchlässig gemacht ist.In contrast, the invention relates to a converter-fed reversing drive with a direct current I1 shunt motor with field reversal and short circuit braking, through at least one controllable converter valve lying parallel to the armature winding is achieved. According to the invention, the dead time caused by the field degradation can thereby be limited to a negligibly low value that the converter valve from the issue of the field reversal command to the zero crossing of the excitation current is made permeable.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel ein Motorantrieb veranschaulicht, bei dem die Erfindung vorteilhaft angewendet werden kann. In Fig. 1 ist die Schaltung dieses Motorantriebs schematisch dargestellt. Fig. 2 zeigt die Betriebskennlinien eines bekannten und Fig. 3 diejenigen des erfindungsgemäßen Antriebs.In the drawing, a motor drive is illustrated as an exemplary embodiment, in which the invention can be advantageously used. In Fig. 1 is the circuit this motor drive shown schematically. Fig. 2 shows the operating characteristics of a known and Fig. 3 those of the drive according to the invention.

In Fig. 1 wird die Feldwicklung 4 eines Gleichstrom-Nebenschlußmotors über die beiden Stromrichter 11 und 12 von den Transformatoren 9 und 10 gespeist. 13 und 14 stellen die zugehörigen Glättungsdrosseln dar. Die Ankerwicklung 3 wird, ausgehend vom Transformator 2, über den Ankerstromrichter 5 und die Glättungsdrosse17 gespeist. Parallel zu diesein Strompfad liegt ein Bremsstromkreis, der einen Stromrichter 6 als Kurzschlußventil und im Bedarfsfalle eine weitere Drosse18 als Dämpfungsglied enthält.In Fig. 1, the field winding 4 of a direct current shunt motor Fed by the transformers 9 and 10 via the two converters 11 and 12. 13 and 14 represent the associated smoothing chokes. The armature winding 3 is starting from the transformer 2, via the armature converter 5 and the smoothing choke17 fed. Parallel to this one current path is a braking circuit, which has a converter 6 as a short-circuit valve and, if necessary, another throttle18 as an attenuator contains.

Die Funktion der normalen bisherigen Feldumkehrschaltung darf als bekannt vorausgesetzt werden. Ihr Betriebsverhalten ist in Fig. 2 dargestellt, dabei bedeutet Kurve a den zeitlichen Verlauf des Erregerflusses, b den des Ankerstroms, c den Momentverlauf und d den Verlauf der Drehzahl in Abhängigkeit von der Zeit.The function of the normal previous field reversal switching may be used as are assumed to be known. Their operating behavior is shown in Fig. 2, thereby Curve a means the time course of the excitation flow, b that of the armature current, c the torque curve and d the curve of the speed as a function of time.

Die Wirkungsweise der vorgeschlagenen neuen Schaltungsanordnung ist nach den Kurven mit analoger Bedeutung in Fig. 3 folgende: Im Zeitpunkt t1 wird das Bremskommando gegeben. Dabei wird der Stromrichter 5 auf Wechselrichterbetrieb umgesteuert und die Sperrung des Ventils 6 aufgehoben. Dies bedeutet, daß die Ankerwicklung sofort über dieses Ventil kurzgeschlossen wird. Die Bremsung beginnt also mit dem Bremskommando. Der Bremsstrom entsteht nach Maßgabe der Zeitkonstante des Kurzschlußkreises. Diese Zeitkonstante ist im ersten Augenblick groß, da die normale Glättungsdrossel7 zunächst unmagnetisiert wird, so daß das Bremsen nicht zu hart einsetzt. Erforderlichenfalls kann diese Zeitkonstante noch durch Einfügen einer weiteren Drossel 8 vergrößert werden. Diese kann verhältnismäßig klein sein, da sie nur vorübergehend belastet ist.The mode of operation of the proposed new circuit arrangement is according to the curves with analogous meaning in FIG. 3, the following: At time t1 the brake command was given. The converter 5 is switched to inverter operation reversed and the blocking of valve 6 is canceled. This means that the armature winding is immediately short-circuited via this valve. So the braking begins with the Brake command. The braking current arises according to the time constant of the short circuit. This time constant is large at first because the normal smoothing choke7 is initially unmagnetized so that braking does not start too hard. If necessary this time constant can be increased by inserting a further throttle 8 will. This can be relatively small as it is only temporarily stressful is.

Gleichzeitig mit dem Bremskommando erfolgt das Kommando für die Feldumkehr, so daß entsprechend dem Feldverlauf während der Umkehr die Ankerspannung kleiner wird. Außerdem wird die Ankerspannung auch mit der Zeit kleiner, weil die Drehzahl der Maschine durch das Bremsen absinkt. Der Bremsstrom im Anker steigt also nicht dauernd an, sondern hat ein Maximum, von dem aus er nach Null geht. Beim Nulldurchgang der Ankerspannung kehrt in gewohnter Weise der Ankerstromrichter 5 seine Betriebsweise um und arbeitet als Gleichrichter weiter. Fällt dieser Nulldurchgang mit dem Nullwert des Feldes zusammen, beginnt sofort das Hochlaufen der Maschine in der anderen Richtung. Liegt der Nulldurchgang der Ankerspannung früher, erfolgt das Hochlaufen erst mit der tatsächlichen Umkehr des Feldes. Sollte aber bis zu diesem Zeitpunkt der Stillstand noch nicht erreicht sein, so wird der Motor mit dem Ansteigen des Feldes in umgekehrter Richtung über den Ankerstromrichter 5 weiter abgebremst und nach Erreichen des Stillstands dann selbsttätig in der anderen Richtung hochgefahren.At the same time as the braking command, the command for field reversal is issued, so that the armature voltage is smaller according to the field profile during the reversal will. In addition, the armature voltage also decreases over time because the speed the Machine sinks due to braking. The braking current in the armature does not increase continuously but has a maximum from which it goes to zero. At the zero crossing of the Armature voltage reverses its mode of operation in the usual way, the armature converter 5 around and continues to work as a rectifier. If this zero crossing coincides with the zero value of the field together, the machine starts running up in the other direction immediately. If the armature voltage passes through zero earlier, the run-up only takes place at the same time the actual reversal of the field. But it should be at a standstill by this time have not yet been reached, the motor is reversed with the increase in the field Direction via the armature converter 5 further braked and after reaching a standstill then automatically started up in the other direction.

Da sich bei der Feldumkehr die Spannung am Anker umkehrt, kann kein weiterer Strom mehr durch das Ventil 6 fließen, es gelten also nach dem Zeitpunkt t2 wieder die ursprünglichen Verhältnisse. Aus der Kennliniendarstellung dieser Verhaltungsweisen in Fig. 2 und 3 ist klar ersichtlich, daß sich durch das sofortige Entstehen eines Bremsmoments die Reversierzeit gegenüber der bisherigen Schaltung bedeutend verkürzt.Since the voltage at the armature is reversed when the field is reversed, no more current can flow through the valve 6, so it applies according to the point in time t2 the original conditions again. From the graph of this Behaviors in FIGS. 2 and 3 can be clearly seen that are distinguished by the immediate If a braking torque arises, the reversing time compared to the previous circuit significantly shortened.

Der Einfluß des Kurzschlußstroms auf den Erregerfluß wurde bisher nicht mit dargestellt. Durch diese Rückwirkung wird jedoch der Erregerfluß (Kurve a) beschleunigt abgebaut, so daß auch von dieser Seite her die Bremszeit weiter verkürzt wird.The influence of the short-circuit current on the excitation flow was previously not shown. However, this reaction reduces the excitation flow (curve a) dismantled at an accelerated rate, so that the braking time continues from this side as well is shortened.

Das für diese neue Schaltung erforderliche zusätzliche Ventil 6 führt bei jedem Bremsvorgang nur sehr kurzzeitig - normalerweise etwa 0,5 Sekunden -Strom, so daß die effektive Belastung klein ist. Für größte Motoren dürften zwei Einanodengefäße ausreichen. Diese werden dann über unverkettete Anodendrosseln parallel geschaltet. Da diese besondere Ausführungsform. für die Beschreibung des Erfindergedankens nicht wesentlich ist, wird auf eine zeichnerische Darstellung verzichtet.The additional valve 6 required for this new circuit leads with each braking process only very briefly - normally about 0.5 seconds - current, so that the effective load is small. Two single-anode vessels should be used for the largest engines sufficient. These are then connected in parallel via unlinked anode chokes. Because this particular embodiment. not for the description of the inventive concept is essential, a graphic representation is dispensed with.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Converter-fed reversing drive with a DC shunt motor with field reversal and short-circuit braking, which by at least a controllable converter valve lying parallel to the armature winding is achieved is, characterized in that the converter valve from the issue of the field reversal command from is made permeable until the excitation current crosses zero.

2. Reverse drive according to claim 1, characterized in that a choke coil is connected to the converter valve is connected in series. References contemplated: United States Patent Specification No. 2,413,070.