DE1236636C2 - Anordnung zur Durchfuehrung eines Verfahrens zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl einer in beiden Drehrichtungen betriebenen Drehstrommaschine - Google Patents

Description

Ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung nach der Zusatzerfindüng ist in der Zeichnung veranschaulicht.

Eine Drehstrommaschine 2, die beispielsweise ein Drehstromasynchronmotor mit Kurzschlußläufer sein kann, ist über zwei Umrichter 4 und 7 und zwei Transformatoren 10 und 11 an eine Drehstromleitung mit den Netzleitern R, S, T angeschlossen. Die Umrichter 4 und 7 und die zugehörigen Transformatoren 10 und 11 sind in der Zeichnung der Einfachheit halber einpolig dargestellt. Die Umrichter 4 und 7 formen den Drehstrom in Einphasenwechselstrom um. Sie können beispielsweise aus zwei gegenparallelgeschalteten Drehstrombrückenschaltungen mit gesteuerten Ventilen 5„6 und 8,9 in jedem Brükkenzweig bestehen. Die gesteuerten Ventile können beispielsweise Halbleiterventile oder Quecksilberdampfventile sein. Je eine Wechselstromausgangsleitung der Umrichter 4 und 7 ist an die Maschinenklemmen U und V angeschlossen. Die beiden anderen Wechselstromausgangsleitungen sind mit der Maschinenklemme W verbunden. Die Wicklung der Drehstrommaschine 2 kann in Stern oder Dreieck geschaltet sein. Die Steuer- und Regeleinrichtung für die beiden Umrichter 4 und 7 besteht aus einem Drehzahlregler 15, dem über eine Klemme 14 ein Drehzahlsollwert und von einer mit der Maschine 2 gekuppelten Tachomaschine 16 ein Drehzahlistwert vorgegeben werden kann. Die Ausgangsklemme des Drehzahlreglers 15 ist mit' einer Eingangsklemme eines Steuergerätes 22 verbunden, dessen zweiter Eingangsklemme ein Flußregler 20 vorgeschaltet ist, dem über eine Klemme 19 ein Luftspaltflußsollwert und über die Ausgangsklemme 21 einer Flußmeßeinrichtung der Istwert des Luftspaltflusses vorgegeben werden kann. Der Luftspaltfluß der Maschine 2 kann beispielsweise mittels Hallsonden gemessen werden, wobei zweckmäßig der Amplitudenwert erfaßt wird. Der Fluß kann auf jedem Zahn innerhalb einer PoI-teilung gemessen und der Betrag des Maximalwertes als Flußistwert weitergeleitet werden. Das vom Flußregler 20 dem Steuergerät 22 vorgegebene Eingangssignal wird zusammen mit dem vom Drehzahlregler 15 vorgegebenen Signal in ein gemeinsames Steuersignal wechselnder Größe umgeformt, dessen Amplitude vom Ausgangswert des Flußreglers 20 und dessen Frequenz vom Ausgangswert des Drehzahlreglers 15 bestimmt wird. Dieses Signal wird in zwei Steuersignale aufgeteilt, die über je eine getrennte Ausgangsleitung den Stromreglern 25 als Sollwert vorgegeben werden. Diese beiden Sollwerte sind um einen Winkel von 120° elektrisch zeitlich gegeneinander versetzt. Die Steuersignale werden ferner den Eingangsklemmen von Kommandostufen 26 für einen kreisstromfreien Betrieb der Stromrichteranordnung vorgegeben. Die Kommandostufen 26, die vorteilhaft aus elektronischen Schaltelementen nach den logischen Funktionen, sogenannten Gattern, aufgebaut sein können, geben jeweils die Zündimpulse für ein Ventilsystem, das Strom führen soll, frei, wenn in dem gegenparallelgeschalteten System der Strom wenigstens annähernd gleich Null geworden ist. Den zweiten Eingangsklemmen der Stromregler 25 und der Kommandostufen 26 wird ferner von je einem Wandler 29 bzw. 30 der Stromistwert in einer Wechselstromausgangsleitung der Umrichter 4 und 7 vorgegeben. Di© Ausgangssignale der Stromregler 25 und der Kommandostufen 26 bilden die Eingangssignale der Steuereinrichtungen 31 für die Ventile der Umrichter 4 und 7.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl einer in beiden Drehrichtungen betriebenen Drehstrom-Asynchronmaschine mit Kurzschlußläufer oder einer Drehstrom-Synchronmaschine, die über einen Umrichter mit mindestens einem steuerbaren Ventilsystem in jeder Zuleitung und mit Steuereinrichtungen für ,getrennte Aussteuerung der Ventile an ein Drehstromnetz angeschlossen sind, bei dem der Drehstrommaschine durch unterschiedliche Aussteuerung der Ventile mittels eines gemeinsamen Steuersignals periodisch wechselnder Größe, dessen Frequenz die Frequenz und dessen Amplitude den Speisestrom oder die Speisespannung der Drehstrommaschine proportional beeinflußt, Speiseströme oder Speisespannungen veränderbarer Größe, veränderbarer Frequenz und umkehrbarer Phasenfolge vorgegeben werden, wobei den Steuereinrichtungen der Ventile Einrichtungen zur Strom- oder Spannungsregelung zugeordnet sind, denen das gemeinsame Steuersignal, aufgeteilt in Einzelsignale in Form von mindestens annähernd sinusförmig ausgebildeten Wechselströmen oder Wechselspannungen, als Sollwert vorgegeben wird, und wobei das gemeinsame Steuersignal aus zwei verschiedenen Steuergrößen gebildet wird, von denen die eine die Frequenz der Dxehstrommaschine steuert und die andere aus der Regelabweichung des Luftspaltflusses gewonnen wird, nach Patent 1221714, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Umrichteranordnungen zur Umformung von Drehstrom in Einphasenwechselstrom vorgesehen sind, deren vorgegebene Sollwerte einen zeitlichen Abstand von 120° elektrisch gegeneinander haben, daß zwei Wicklungsstränge der Drehstrommaschine an jeweils eine Wechselstromausgangsleitung der Umrichter angeschlossen sind und daß der dritte Wicklungsstrang der Drehstrommaschine mit den beiden anderen Ausgangsleitungen der Umrichter verbunden ist.

   Gegenstand des Hauptpatents ist ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl einer in beiden Drehrichtungen betriebenen Drehstrom-Asynchronmaschine mit Kurzschlußläufer oder einer Drehstrom-Synchronmaschine, die über einen Umrichter mit mindestens einem steuerbaren Ventilsystem in jeder Zuleitung und mit Steuereinrichtungen für getrennte Aussteuerung der Ventile an ein Drehstromnetz angeschlossen sind, bei dem der Drehstrommaschine durch unterschiedliche Aussteuerung der Ventile mittels eines gemeinsamen Steuersignals periodisch wechselnder Größe, dessen Frequenz die Frequenz und dessen Amplitude den Speisestrom oder die Speisespannung der Drehstrommaschine proportional beeinflußt, Speiseströme oder Speisespannungen veränderbarer Größe, veränderbarer Freqenz und umkehrbarer Phasenfolge vorgegeben werden, bei welchem Verfahren die Erfindung darin besteht, daß den Steuereinrichtungen der Ventile Einrichtungen zur Strom- oder Spannungsregelung zugeordnet sind, denen das gemeinsame Steuersignal, aufgeteilt in Einzelsignale in Form von mindestens annähernd sinusförmig ausgebildeten Wechselströmen oder Wechselspannungen, als Sollwert vorgegeben wird, und daß das gemeinsame Steuersignal aus zwei verschiedenen Steuergrößen gebildet wird,, von

   ίο denen die eine die Frequenz der Drehstrommaschine steuert und die andere aus der Regelabweichung des Luftspaltflusses gewonnen wird.

   Die Zusatzerfindung bezweckt eine weitere Ausbildung der Erfindung des Hauptpatents dahingehend, daß bei einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens die Anzahl der Einzelsignale, in die das gemeinsame Steuersignal aufgeteilt wird, verringert wird.

   Die Zusatzerfindung bezieht sich demgemäß auf eine Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl einer in beiden Drehrichtungen betriebenen Drehstrom-Asynchronmaschine mit Kurzschlußläufer oder einer Drehstrom-Synchronmaschine, die über einen Umrichter mit mindestens einem steuerbaren Ventilsystem in jeder Zuleitung und mit Steuereinrichtungen für getrennte Aussteuerung der Ventile an ein Drehstromnetz angeschlossen sind, bei dem der Drehstrommaschine durch unterschiedliche Aussteuerung der Ventile mittels eines gemeinsamen Steuersignals periodisch wechselnder Größe, dessen Frequenz die Frequenz und dessen Amplitude den Speisestrom oder die Speisespannung der Drehstrommaschine proportional beeinflußt, Speiseströme oder Speisespannungen veränderbarer Größe, veränderbarer Frequenz und umkehrbarer Phasenfolge vorgegeben werden, wobei den Steuereinrichtungen der Ventile Einrichtungen zur Strom- oder Spannungsregelung zugeordnet sind, denen das gemeinsame Steuersignal, aufgeteilt in Einzelsignale in Form von mindestens annähernd sinusförmig ausgebildeten Wechselströmen oder Wechselspannungen, als Sollwert vorgegeben wird, und wobei das gemeinsame Steuersignal aus zwei verschiedenen Steuergrößen gebildet wird, von denen die eine die Frequenz der Drehstrommaschine steuert und die andere aus der Regelabweichung des Luftspaltflusses gewonnen wird, nach Patent 1 221 714. Bei einer solchen Anordnung besteht die Zusatzerfindung darin, daß zwei Umrichteran-Ordnungen zur Umformung von Drehstrom in Einphasenwechselstrom vorgesehen sind, deren vorgegebene Sollwerte einen zeitlichen Abstand von 120° elektrisch gegeneinander haben, daß zwei Wicklungsstränge der Drehstrommaschine an jeweils eine Wechselstromausgangsleitung der Umrichter angeschlossen sind und daß der dritte Wicklungsstrang der Drehstrommaschine mit den beiden anderen Ausgangsleitungen der Umrichter verbunden ist. In einer derartigen Anordnung ist der Strom in der dritten Maschinenzuleitung in jedem Augenblick gleich der Summe der Ströme in den beiden anderen Zuleitungen und hat entgegengesetzte Richtung. Eine besondere Umrichteranordnung für den dritten Wicklungsstrang mit den zugehörigen Steuereinrichtungen kann somit entfallen. Die für die vorliegende Umrichteränordnung benötigte Mindestanzahl gesteuerter Ventile wird also demgegenüber um ein Drittel herabgesetzt. \