DE1187317B - Schutzeinrichtung fuer ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl von Asynchronmotoren - Google Patents

Schutzeinrichtung fuer ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl von Asynchronmotoren

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DE1187317B
DE1187317B DEL44350A DEL0044350A DE1187317B DE 1187317 B DE1187317 B DE 1187317B DE L44350 A DEL44350 A DE L44350A DE L0044350 A DEL0044350 A DE L0044350A DE 1187317 B DE1187317 B DE 1187317B
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DE
Germany
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voltage
semiconductor element
speed
controllable semiconductor
protective device
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Pending
Application number
DEL44350A
Other languages
English (en)
Inventor
Guenter Ciessow
Juergen Colmsee
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/16Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring
    • H02P25/24Variable impedance in stator or rotor circuit
    • H02P25/26Variable impedance in stator or rotor circuit with arrangements for controlling secondary impedance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

  • Schutzeinrichtung für ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl von Asynchronmotoren Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzeinrichtung für ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl von Asynchronmotoren mit Schleifringläufern, bei dem die Läuferspannung gleichgerichtet wird und ein intermittierendes Zu- und Abschalten eines Energieverbrauchers oder Energieumwandlers durch elektronische Schaltelemente erfolgt.
  • Es ist bereits bekannt, parallel zu elektronischen Schaltelementen einen überspannungsableiter dann anzuwenden, wenn diese elektronischen Schaltelemente durch im Betrieb auftretende Überspannung gefährdet sein können.
  • Es ist weiterhin bekannt, daß sich die Drehzahl eines Asynchronmotors durch Widerstände im Läuferkreis beeinflussen läßt. Dabei hängt jedoch die sich einstellende Drehzahl in starkem Maße von dem jeweiligen Drehmoment an der Motorwelle ab. Um bei gegebenen äußeren Drehmomentverhältnissen bestimmte Drehzahlen zu erhalten, hat man daher bislang in den Rotorkreis Widerstände geschaltet, die durch Schütze in Stufen gesteuert wurden oder auch als Wasserwiderstände ausgeführt worden sind. Es ist auch schon der aus der Rotorwicklung kommende Strom zunächst gleichgerichtet und dann in einen Widerstand geführt worden, wobei ihm eine von einer weiteren Spannungsquelle erzeugte Spannung entgegengeschaltet wurde. Der Betrag des Widerstandes sollte im wesentlichen unverändert bleiben.
  • Es wurde weiterhin bereits ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl von Asynchronmotoren mit Schleifringläufern vorgeschlagen, bei dem die Läuferspannung gleichgerichtet wird und auf einen Widerstand arbeitet, dessen Ohmwert fest ist. Es wurde dabei die Größe des Gleichstroms im Läuferkreis durch intermittierendes Kurzschließen oder Abschalten des Widerstandes mit elektronischen Schaltelementen gesteuert oder geregelt. Durch das vorgeschlagene Verfahren läßt es sich erreichen, daß der wirksame Widerstand im Läuferkreis in weiten Grenzen schnell veränderbar ist, ohne daß sein Betrag durch Schalter oder durch Gleitkontakte verändert wird.
  • Weiterhin vorgeschlagen wurde darüber hinaus eine Anordnung, in welcher der Belastungswiderstand des vorgenannten Verfahrens durch eine Reihenschaltung eines Widerstandes mit einem Kondensator ersetzt worden ist. Durch Zwischenschaltung des Kondensators war eine Erweiterung des wirksamen Belastungswiderstandes möglich.
  • Letztlich wurde es auch bereits vorgeschlagen, daß die gleichgerichtete Spannung des Läuferkreises von Asynchronmaschinen mit Schleifringläufern nicht auf einen Verbraucher arbeitet, sondern daß dieselbe in Zusammenarbeit mit einer ebenfalls bereits vorgeschlagenen Tastschaltung einen Energieumwandler, z. B. einen Wechselrichter, speist. Die Energie des letzteren kann dann auf das den Asynchronmotor speisende Dreiphasennetz zurückgeleitet werden.
  • Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung für ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl von Asynchronmotoren mit Schleifringläufern, bei dem die Läuferspannung gleichgerichtet wird und ein intermittierendes Zu- und Abschalten eines Energieverbrauchers oder Energieumwandlers durch elektronische Schaltelemente erfolgt. Erfindungsgemäß ist parallel zu den elektronischen Schaltelementen als überspannungsableiter ein steuerbares Halbleiterelement vorgesehen, dessen Zündspannung mit Hilfe eines Spannungsteilers bestimmt wird, und in Reihe mit dem steuerbaren Halbleiterelement ein Strombegrenzungswiderstand geschaltet.
  • An Hand einer Zeichnung sei ein schematisches Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen F i g. 1 und 2 Beispiele bereits vorgeschlagener Verfahren bzw. Anordnungen, während in F i g. 3 der Erfindungsgegenstand verdeutlicht wird. In F i g. 1 ist eine Schaltung zur Durchführung des bereits erwähnten Verfahrens zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl von Asynchronmotoren mit Schleifringläufern dargestellt. Hierbei arbeitet eine gleichgerichtete Läuferspannung auf einen Widerstand. U ist eine aus der Rotorspannung mit Hilfe eines Gleichrichters erzeugte Gleichspannung. Solange die gesteuerten Halbleiterdioden D1 und Dz gesperrt sind, fließt der Gleichstrom I durch den Widerstand R. Es gilt I = i,. Wird die Halbleiterdiode D, gezündet, so ist der Widerstand R praktisch kurzgeschlossen, und es stellt sich ein sehr viel größerer Strom 1 ein, der im wesentlichen nur durch den Widerstand r der Läuferwicklung begrenzt ist. Infolge des größeren Läuferstroms stellt sich bei gegebenem Drehmoment eine andere Drehzahl des Motors ein. Wird d;e Di;pde Dl wieder gelöscht, so geht der Strom 1 auf den kleineren Wert zurück. Erfolgt das öffnen und Schließen der Diode Dl intermittierend mit genügend hoher Frequenz, so stellt sich ein Strom I ein, welcher zwischen den beiden obengenannten Extremwerten liegt, und zwar beträgt der wirksame Widerstand wobei T.. und T1 die Stromflußdauern im Widerstand I2 bzw. in der Halbleiterdiöde Dl bedeuten. Infolge der Wirkung einer Drossel L kann dabei der Strom 1 zeitlich praktisch konstant sein, d. h., er enthält nur wenig Oberwellen. Der Strom in der Läuferwicklung hat infolgedessen die von der Theorie der Gleichrichter bekannte Blockform, die sich mit zunehmender Phasenzahl des Gleichrichters der Sinusform annähert. In F i g. 1 ist angedeutet, wie in bekannter Weise mit Hilfe eines Löschkondensators C, der gesteuerten Löschdiode p$ und der Diode De mit Umladedrossel L' die Hauptdiode D intermittierend durch Impulse auf das Gitter der Diode Dz gelöscht werden kann. Es läßt sich in der Schaltung der F i g. 1 de wirksame Widerstand R+ im Bereich O bis R variieren. Dabei kann R beispielsweise das 5- bis 10fache des Läuferwiderstandes r sein, so daß nach der Theorie der Asynchranmotoren bereits ein großer G6sehwindigkeits- und Drehmomentbereich beherrscht wird.
  • Die F i g. 2 veranschaulicht eine Anordnung, bei der parallel au elektronischen Schaltelementen eine Reihenschaltung, bestehend aus Kondensator und Widiprstaad, vorgesehen ist. Aus einem Dreiphasennetz R, S, 7 wird ein Asynchronmotor As gespeist. Seine Läuferströme richtet ein Gleichrichter G gleich. Zwischen den Ausgangsklemmen dieses Gleichrichters herrscht dann die Gleichspannung U. Mit L ist eine Induktivität bezeichnet. In Reihe mit dem Widerstand R Ist ein Kondensator CL geschaltet. Der Strom über die Reihenschaltung dieser beiden Elemente wird durch das steuerbare Halbleiterelement TR gesteuert. An dem Kondensator CL stellt sich selbsttätig eine Gegenspannung ein,' die den wirksamen Wert der Widerstandsgröße des mit einem festen Ohmwert versehenen Widerstandes in der dargestellten Tastschaitung erweitert.
  • In der F i g. 9 ist der Erfindungsgegenstand im Zusammenhang mit einer Anordnung dargestellt, bei welcher die gleichgerichtete Läuferspannung eines Asynchronmotors in Zusammenarbeit mit einer Fastschaltung nicht auf einen Widerstand oder eine Widerstandskombination, sondern auf einen Energieumwandler, beispielsweise einen Wechselrichter, arbeitet.
  • Ein Dmiphaseanetz R, S, T speist einen Asynchronnzotar As mit einem Schleifringläufer. Dessen Spannungen werdsa in dem GIoichrichter G gleichgerichtet und arbeiten irrt Zusammenhang mit einer Tastscg auf einer Wechselrichter W. Der Wsshsehiahter gibt seine Energie an das Dreiphasen.-netz R, ä, T zurück. Bei dieser Anordnung sind in bekannter Weise zwischen den Strängen der Wechselrichterausgangsphasen Glättungskondensatoren geschaltet. In der vorstehend beschriebenen Anordnung dient als elektronisches Schaltelement ein steuerbares Halbleiterelement Dl.
  • Tritt nun an dem Wechselrichter W ein Netzausfall oder ein Fehlimpuls auf, dann treibt die Drossel L in der Testschaltung die Spannung an dem steuerbaren Halbleiterelement Dl in die Höhe und zündet diese über Durchbruch. Eine Zerstörung der Zelle ist die Folge. Um diese Möglichkeit der Zellenzerstörung auszuschließen, wird eine weitere Triode D3 als steuerbarer überspannungsableiter zu dem gefährdeten Halbleiterelement parallel geschaltet. Dabei wird das Gatter über einen Spannungsteiler ST an die Anodenspannung gelegt. Je nach dem Verhältnis des Spannungsteilers und der Zündspannung ergibt sich der Zündpunkt des überspannungsableiters. Für eine feinere Einstufung des Zündpunktes ließe sich in nicht dargestellter Weise eine Stabilisierung durch eine Zenerdiode oder einen Spannungstrigger mit angeschlossenem Zündverstärker vorsehen.
  • Bei der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung ist ein Widerstand Rb mit der Sicherungstriode in Reihe geschaltet, - um beim Zünden der Sicherungstriode den Strom zu begrenzen.
  • Der Vorteil der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung besteht darin, daß bei einer angepaßten.Einstellung des Zündpunktes der Wechselrichter im Betrieb ab- und zugeschaltet werden kann, ohne: daß das Halbleiterelement Dl gefährdet wird. Der Testschalter tastet dann auf den Vorwiderstand der Sicherungstriode. Das bedeutet für Pulskaskaden einen geregelten Weiterlauf der Asynchronmaschinen, wenn der Wechselrichter ausfällt.
  • Die Anwendung der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung, nämlich die Parallelschaltung eines Überspannungsableiters zu einem elektronischen Schaltelement, bietet auch bei einer Anordnung entsprechend der F i g. 2 Vorteile. Wird nämlich infolge einer sehr hohen Testfrequenz dem Kondensator nicht mehr die Möglichkeit gegeben, sich über das parallele elektronische Schaltelement während der Zeit zu entladen, da letzteres stromdurchlässig ist, dann besteht ebenfalls die Gefahr des Übersteigens der Durchbruchsspannung für das elektronische Schaltelement und in dieser Folge seine Zerstörung. Ein zu dem elektronischen Schaltelement parallel geschalteter überspannungsableiter gemäß der Erfindung würde eine Entladung des Kondensators selbst dann möglich machen, wenn das elektronische Schaltelement gesperrt ist.

Claims (3)

  1. Patentansprüche: 1. Schutzeinrichtung für ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl von Asynchronmotoren mit Schleifringläufern, bei dem die Läuferspannung gleichgerichtet wird und ein intermittierendes Zu- und Abschalten eines Energieverbrauchers oder Energieumwandlers durch elektronische Schaltelemente erfolgt, d a -durch gekennzeichnet, daß parallel zu den elektronischen Schaltelementen als überspannungsableiter ein steuerbares Halbleiterelement vorgesehen ist, dessen Zündspannung mit Hilfe eines Spannungsteilers bestimmt wird, und daß in Reihe mit dem steuerbaren Halbleiterelement ein Strombegrenzungswiderstand geschaltet ist.
  2. 2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der überspannungsableiter aus einem steuerbaren Halbleiterelement besteht, dessen Zündspannung mit Hilfe eines Spannungsteilers bestimmt wird.
  3. 3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem steuerbaren Halbleiterelement ein Strombegrenzungswiderstand geschaltet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1080 215.
DEL44350A 1963-03-12 1963-03-12 Schutzeinrichtung fuer ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl von Asynchronmotoren Pending DE1187317B (de)

Priority Applications (3)

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DEL44350A DE1187317B (de) 1963-03-12 1963-03-12 Schutzeinrichtung fuer ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl von Asynchronmotoren
CH171464A CH434429A (de) 1963-03-12 1964-02-13 Einrichtung zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl eines Asynchronmotors
FR2490A FR1386737A (fr) 1963-03-12 1964-02-20 Procédé pour la commande ou la régulation de vitesse des moteurs asynchrones

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1263173B (de) * 1965-05-07 1968-03-14 Bbc Brown Boveri & Cie UEberspannungsschutzeinrichtung fuer gesteuerte Umrichterventile
DE1283359B (de) * 1965-04-20 1968-11-21 Ericsson Telefon Ab L M Kombinierte UEberstrom- und UEberspannungsschutzeinrichtung

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1080215B (de) * 1959-06-02 1960-04-21 Philips Nv Schutzschaltung fuer einen Transistor

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FR1386737A (fr) 1965-01-22
CH434429A (de) 1967-04-30

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