DE1240583B

DE1240583B - Infinitely variable speed asynchronous motor

Info

Publication number: DE1240583B
Application number: DEL48437A
Authority: DE
Inventors: Dieter Leuerer; Guenther Rauter
Original assignee: Loher & Soehne GmbH; Schnellpressenfabrik Koenig and Bauer AG
Current assignee: Loher & Soehne GmbH; Schnellpressenfabrik Koenig and Bauer AG
Priority date: 1964-07-31
Filing date: 1964-07-31
Publication date: 1967-05-18

Description

Stufenlos drehzahlregulierbarer Asynchron-Motor Bekanntlich läßt sich eine wirtschaftliche Steuerung oder Regelung der Drehzahl von Asynchronmaschinen über einen weiten Bereich nur durch Änderungen der Primärfrequenz erreichen. Es ist bekannt, daß bei einer frequenzgeregelten Asynchronmaschine die Speisespannung der geänderten Frequenz angepaßt werden muß. Bei der ideellen, verlustlosen Asynchronmaschine muß zur Erzielung eines über den ganzen Frequenz- bzw. Drehzahlbereich konstanten magnetischen Flusses und damit praktisch gleichbleibender Momente die Speisespannung linear proportional mit der Primärfrequenz geändert werden. In Wirklichkeit treten jedoch an der Primärwicklung der Asynchronmaschine ohmsche und induktive Spannungsabfälle auf, die eine Verringerung der drehmomentbildenden induzierten inneren Spannung zur Folge haben. Diese bewegen sich bei Betrieb mit den üblichen Netzfrequenzen von 50 oder 60 Hz in erträglichen Grenzen. Verringert man jedoch nun die Primärfrequenz, so wird der ohmsche Spannungsabfall der Primärwicklung prozentual um so größer, je kleiner die Frequenz wird, weil der ohmsche Widerstand der Primärwicklung mit abnehmender Primärfrequenz immer stärker in Erscheinung tritt. Der induktive Spannungsabfall hingegen wird entsprechend der abnehmenden Frequenz geringer, so daß dieser für den Betrieb mit kleinen Frequenzen ohne Bedeutung ist. Würde man bei Betrieb mit verringerter Frequenz die Primärspannung im Frequenzverhältnis ändern, so ergäbe sich als Folge eine nicht unerhebliche Reduzierung des magnetischen Flusses, und damit wäre eine starke Verringerung der Drehmomente im motorischen Drehzahlbereich verbunden.Infinitely variable speed asynchronous motor It is well known that an economical control or regulation of the speed of asynchronous machines can be achieved over a wide range only by changing the primary frequency. It it is known that the supply voltage in a frequency-controlled asynchronous machine must be adapted to the changed frequency. With the ideal, lossless asynchronous machine must to achieve a constant over the entire frequency or speed range magnetic flux and thus practically constant moments the supply voltage can be changed linearly proportionally with the primary frequency. Step into reality however, there are ohmic and inductive voltage drops on the primary winding of the asynchronous machine on which a reduction of the torque-forming induced internal stress have as a consequence. These move when operated with the usual mains frequencies of 50 or 60 Hz within tolerable limits. However, if you now reduce the primary frequency, so the ohmic voltage drop of the primary winding is the higher percentage, the lower the frequency becomes, because of the ohmic resistance of the primary winding decreasing primary frequency becomes more and more apparent. The inductive voltage drop on the other hand, becomes smaller according to the decreasing frequency, so that this for Operation with low frequencies is of no importance. If you were operating with reduced frequency change the primary voltage in the frequency ratio, so would result As a result, there is a not inconsiderable reduction in the magnetic flux, and this would result in a strong reduction in the torques in the engine speed range tied together.

In den Vektordiagrammen Bild 1 und 2 sind diese bekannten Verhältnisse für den Fall einer Asynchronmaschine mit kleiner Leistung von etwa 2,2 kW für 50 bzw. 5 Hz dargestellt. Die in diesen Diagrammen eingetragenen Vektorbezeichnungen haben folgende Bedeutung: U1 = Primärspannung (Speisespannung), f 1 = Primärfrequenz (Speisefrequenz), Ei = induzierte, innere Spannung, Il = Primärstrom, gp = zeitlicher Phasenverschiebungswinkel zwischen Strom und Spannung, R1 = ohmscher Widerstand der Primärwicklung, X1 = Streublindwiderstand der Primärwicklung bei der Primärfrequenz f1, j = imaginäre Einheit, Md = Drehmoment. Zum besseren Vergleich wurde die Länge des Vektors der Primärspannung Ui für beide Diagramme zeichnerisch gleich groß gewählt.In the vector diagrams in Figures 1 and 2, these known relationships are shown for the case of an asynchronous machine with a low output of around 2.2 kW for 50 and 5 Hz, respectively. The vector designations entered in these diagrams have the following meanings: U1 = primary voltage (supply voltage), f 1 = primary frequency (supply frequency), Ei = induced internal voltage, Il = primary current, gp = temporal phase shift angle between current and voltage, R1 = ohmic resistance of the Primary winding, X1 = stray blind resistance of the primary winding at the primary frequency f1, j = imaginary unit, Md = torque. For a better comparison, the length of the vector of the primary voltage Ui has been chosen to be the same for both diagrams.

Ferner liegt diesen Vektordiagrammen die Annahme zugrunde, daß die Asynchronmaschine im ganzen motorischen Drehzahlbereich mit konstantem Moment belastet wird; der Primärstrom kann also mit ausreichender Genauigkeit in seiner Größe als konstant angenommen werden.Furthermore, these vector diagrams are based on the assumption that the Asynchronous machine loaded with constant torque in the entire motor speed range will; the primary current can be measured with sufficient accuracy in its size as can be assumed to be constant.

B i 1 d 1 zeigt das Vektordiagramm der Spannungen des Primärkreises einer Asynchromaschine für die primäre Netzfrequenz von 50 Hz. Die induzierte, innere Spannung El beträgt für dieses Beispiel 92oio der Netzspannung U1. Daneben zeigt B i 1 d 2 das Vektordiagramm für den Betrieb derselben Maschine mit einer Primärfrequenz von nur 5 Hz und einer im Frequenzverhältnis reduzierten Primärspannung von 38 V. Der primäre Streuspannungsabfall j - J1 - X, verringerte sich im Frequenzverhältnis, während der ohmsche Spannungsabfall J1 - R1 infolge des praktisch unveränderten Primärstromes konstant geblieben ist, so daß sich sein prozentualer Wert, bezogen auf die der Frequenz angepaßte neue Primärspannung Ui von 38 V, verzehnfacht hat. Dadurch hat die induzierte, innere Spannung El nur mehr einen Wert von 36 % der Primärspannung U1. Nachdem das Drehmoment an der Asynchronmaschine von dieser induzierten, inneren Spannung Ei erzeugt wird, ergibt sich bei Belastung mit konstantem Moment zwangläufig eine erhebliche Vergrößerung des Drehzahlschlupfes, sofern das Kippmoment bei dieser Frequenz von 5 Hz noch genügend groß ist, um einen stabilen Betrieb mit dieser Belastung überhaupt noch zuzulassen. Liegt jedoch die Forderung nach einem gegenüber dem Betrieb mit 50 Hz nicht wesentlich vergrößerten Nennschlupf vor, so kann diese Forderung bekanntlich entweder durch eine nicht unerhebliche Herabsetzung des Belastungsmomentes oder aber durch eine entsprechende Anhebung der Primärspannung U1 über ihren im Frequenzverhältnis stehenden Wert hinaus erfüllt werden. Diese im kritischen Frequenzbereich unterhalb von 10 bis 15 Hz vorliegende Problematik war der Grund dafür, weshalb man lange Zeit frequenzgeregelte Asynchronmaschinen, insbesondere solche kleiner Leistung, nur zum Antrieb von Arbeitsmaschinen einsetzte, deren Drehmoment quadratisch mit der Drehzahl abfiel. Durch die Entwicklung in den vergangenen Jahren wurde diese Grenze des Einsatzes frequenzgeregelter Asynchronmaschinen verschoben auf eine neue Beschränkung zum Antrieb von Arbeitsmaschinen mit äußerstenfalls linear abnehmendem Drehmoment. Im Schrifttum und in Vorträgen aus jüngster Zeit stößt man noch immer auf die Einschränkung, daß ein stabiler Betrieb bei einer frequenzgeregelten Asynchronmaschine mit konstanter Drehmomentabgabe innerhalb des ganzen Regelbereiches im kritischen Frequenzbereich unterhalb von etwa 10 Hz nur durch eine unwirtschaftlich große überdimensionierung von Motor und Umformer sowie der Regeleinrichtung möglich ist.B i 1 d 1 shows the vector diagram of the voltages of the primary circuit of an asynchronous machine for the primary mains frequency of 50 Hz. The induced, internal voltage E1 for this example is 92oio of the mains voltage U1. In addition, B i 1 d 2 shows the vector diagram for the operation of the same machine with a primary frequency of only 5 Hz and a primary voltage of 38 V. The primary voltage drop j - J1 - X, decreased in the frequency ratio, while the ohmic voltage drop J1 - R1 has remained constant as a result of the practically unchanged primary current, so that its percentage value, based on the new primary voltage Ui of 38 V adapted to the frequency, has increased tenfold. As a result, the induced internal voltage El now only has a value of 36% of the primary voltage U1. After the torque on the asynchronous machine is generated by this induced internal voltage Ei, there is inevitably a considerable increase in the speed slip when loaded with a constant torque, provided that the breakdown torque at this frequency of 5 Hz is still large enough to ensure stable operation with this To allow stress at all. However, if there is a requirement for a nominal slip that is not significantly increased compared to operation at 50 Hz, this requirement can, as is well known, be met either by a not inconsiderable reduction in the load torque or by a corresponding increase in the primary voltage U1 above its value in the frequency ratio. This problem in the critical frequency range below 10 to 15 Hz was the reason why for a long time frequency-controlled asynchronous machines, especially those of low power, were only used to drive machines whose torque decreased quadratically with the speed. As a result of the development in recent years, this limit of the use of frequency-controlled asynchronous machines has been shifted to a new limitation for driving work machines with, in the most extreme cases, linearly decreasing torque. In recent literature and lectures, one still encounters the restriction that stable operation of a frequency-controlled asynchronous machine with constant torque output within the entire control range in the critical frequency range below about 10 Hz is only possible through an uneconomically large oversizing of the motor and converter as well the control device is possible.

Spannungen veränderlicher Frequenz lassen sich über Maschinenumformer oder aber über statische Umformer erzeugen. Bei synchronen oder asynchronen Frequenzumformern steht die erzeugte Spannung im linear proportionalen Verhältnis zur erzeugten Frequenz, sofern man von den geringfügigen inneren Spannungsabfällen des Umformers selbst absieht. In B i 1 d 3 zeigt die Kurve 1 den Zusammenhang zwischen Spannung und Frequenz der genannten Maschinenumformer. Eine Spannungsanhebung über den im Frequenzverhältnis stehenden Wert hinaus läßt sich bei diesen Maschinenumformern dadurch erreichen, daß man deren Primärwicklung beispielsweise in einer Stern-Dreieck-Schaltung ausführt. Im Bereich der oberen Frequenzen von etwa 15 bis 20 Hz aufwärts wird die Primärwicklung in Stern geschaltet, so daß man eine von der Frequenz abhängige Speisespannung nach Kurve 1 in B i 1 d 3 erhält. Im kritischen Frequenzbereich unterhalb von etwa 15 Hz wird die Primärwicklung in Dreieck geschaltet, wodurch die Spannung nach Kurve 2 in B i 1 d 3 gegenüber jener nach Kurve 1 um den Faktor 0 angehoben wird. Reicht diese Spannungsanhebung immer noch nicht aus, so kann man darüber hinaus auch noch die Primärwicklung des frequenzgeregelten Asynchronmotors wahlweise in Stern-Dreieck-Schaltung betreiben. Man erreicht damit eine maximale Anhebung der Strangspannung um den Faktor 3 nach Kurve 3 in B 11 d 3. Auf ähnliche Weise lassen sich auch bei ruhenden Umformern Spannungserhöhungen im kritischen Frequenzbereich erreichen. Alle diese Maßnahmen einer Spannungserhöhung zur Erzielung eines mindestens konstanten magnetischen Flusses insbesondere im kritischen Frequenzbereich haben den Nachteil gemeinsam, daß sowohl die rotierenden als auch die ruhenden Frequenzumformer leistungsmäßig wesentlich geringer ausgenutzt werden. Darüber hinaus müssen auch noch zusätzliche Leistungsschaltorgane vorgesehen werden.Voltages of variable frequency can be generated by machine converters or by static converters. In the case of synchronous or asynchronous frequency converters, the voltage generated is in a linearly proportional relationship to the frequency generated, provided that one disregards the slight internal voltage drops in the converter itself. In B i 1 d 3, curve 1 shows the relationship between voltage and frequency of the machine converters mentioned. A voltage increase beyond the value in the frequency ratio can be achieved with these machine converters by designing their primary winding in a star-delta connection, for example. In the range of the upper frequencies from about 15 to 20 Hz upwards, the primary winding is connected in star, so that a frequency-dependent supply voltage according to curve 1 in B i 1 d 3 is obtained. In the critical frequency range below about 15 Hz, the primary winding is connected in delta, whereby the voltage according to curve 2 in B i 1 d 3 is increased by a factor of 0 compared to that according to curve 1. If this voltage increase is still not sufficient, the primary winding of the frequency-controlled asynchronous motor can also be operated optionally in star-delta connection. This achieves a maximum increase in the phase voltage by a factor of 3 according to curve 3 in B 11 d 3. In a similar way, voltage increases in the critical frequency range can also be achieved with stationary converters. All these measures of increasing the voltage to achieve an at least constant magnetic flux, especially in the critical frequency range, have the disadvantage that both the rotating and the stationary frequency converters are used far less in terms of power. In addition, additional power switching devices must also be provided.

Bei Regel- bzw. Steueranordnungen ist es auch bereits bekannt, der frequenzabhängig zugeführten Speisespannung eine Spannung anderer Frequenz zu überlagern, um Drehmoment, Leistung und Drehzahl des Motors zu beeinflussen. Dabei wird jedoch die aus beiden Frequenzen resultierende Schwebungsfrequenz zur Änderung der Drehzahl ausgenutzt. Bei der bekannten Anordnung entsteht außerdem durch die Notwendigkeit von zwei Generatoren und durch die entsprechend komplizierte Ausbildung des für die Anordnung erforderlichen Reglers des Erregerstromes ein großer wirtschaftlicher Aufwand.In the case of regulating or control arrangements, it is also already known that the to superimpose a voltage of another frequency, which is supplied depending on the frequency, to influence the torque, power and speed of the motor. In doing so, however the beat frequency resulting from both frequencies for changing the speed exploited. The known arrangement also arises from necessity of two generators and the correspondingly complicated design of the for the arrangement required regulator of the excitation current a great economic Expenditure.

Die Erfindung bezieht sich auf einen durch Steuerung oder Regelung der Primärfrequenz und der Primärspannung stufenlos drehzahlregulierbaren Asynchron-Motor, bei welchem zur Erzeugung eines konstanten Drehmomentes über den gesamten Regelbereich der zugeführten frequenzabhängigen Spannung eine das motorische Drehmoment der zugeführten frequenzabhängigen Spannung erhöhende Zusatzspannung eingeführt wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgezeigten Probleme im kritischen Frequenzbereich einer frequenzgeregelten Asynchronmaschine auf eine neue Art zu lösen, welche die beschriebenen Nachteile der bisherigen Spannungserhöhung nicht aufweist und einen stabilen Betrieb bei den kleinstmöglichen Frequenzen bis herab zu etwa 1 Hz bei Belastung mit konstantere Moment gewährleistet.The invention relates to an open-loop or closed-loop control system the primary frequency and the primary voltage continuously variable speed asynchronous motor, in which to generate a constant torque over the entire control range the supplied frequency-dependent voltage an the motor torque of the supplied Frequency-dependent voltage increasing additional voltage is introduced. The invention the task is based on the identified problems in the critical frequency range a frequency-controlled asynchronous machine in a new way to solve the does not have the disadvantages of the previous voltage increase described and a stable operation at the lowest possible frequencies down to about 1 Hz Load with more constant moment guaranteed.

Die Lösung der gestellten Aufgabe durch die Erfindung besteht bei einem Asynchron-Motor der soeben beschriebenen Art darin, daß erfindungsgemäß der frequenzabhängig zugeführten Speisespannung eine die synchrone Drehzahl der jeweiligen Froquenz dieser Spannung praktisch nicht erhöhende Zusatzspannung mit einer Frequenz überlagert ist, die ein Vielfaches der jeweiligen Frequenz der zugeführten Speisespannung ist.The solution to the problem posed by the invention consists in an asynchronous motor of the type just described in that according to the invention the frequency-dependent supplied supply voltage a synchronous speed of the respective Frequency of this voltage practically not increasing additional voltage with a frequency is superimposed, which is a multiple of the respective frequency of the supplied supply voltage is.

Dabei wird lediglich ein einziger Generator benötigt, der eine niederfrequente Spannung herab bis auf 1 Hz erzeugt. Dadurch, daß der niederfrequenten Spannung eine höherfrequente Zusatzspannung überlagert wird, ist der Vorteil vermittelt, daß die Drehzahl-Drehmomeriten-Charakteristik des drehzahlregulierten Motors versteift wird.All that is needed is a single generator, which is a low-frequency one Voltage generated down to 1 Hz. In that the low frequency voltage a higher-frequency additional voltage is superimposed, the advantage is conveyed, that the speed-torque characteristics of the speed-regulated motor stiffened will.

Als Zusatzspannung höherer Frequenz kann vorzugsweise die Netzfrequenz herangezogen werden. Durch diese zusätzlich überlagerte Spannung höherer Frequenz wird in der frequenzgeregelten Asynchronmaschine ein zusätzliches Drehmoment erzeugt, welches das Drehmoment des niederfrequenten Drehfeldes je nach Größe der höherfrequenten Zusatzspannung mehr oder minder unterstützt. In Bild 4 ist ein Ausführungsbeispiel einer frequenzgeregelten Asynchronmaschine gezeigt, deren niederfrfeate Primärspannung von einem mit veränderlicher Drehzahl angetriebenen asynchronen Frequenzumformer bereitgestellt wird und in deren Primärkreis über einen Anpassungstransformator eine netzfrequente Zusatzspannung eingespeist wird. In B i 1 d 4 bedeutet 1 den asynchronen Antriebsmotor des über ein Regelgetriebe 2 angetriebenen asynchronen Frequenzgenerators 3 und 4 den frequenzgeregelten Asynchron-Motor, dem von dem Drehstromanpassungstransformator 5 die netzfrequente überlagerungsspannung zugeführt wird; gleichzeitig wird der Asynchron-Motor 4 von der niederfrequenten Sekundärspannung des asynchronen Frequenzgenerators 3 erregt.The mains frequency can preferably be used as the additional voltage of higher frequency. This additional superimposed voltage of higher frequency generates additional torque in the frequency-controlled asynchronous machine, which more or less supports the torque of the low-frequency rotating field depending on the size of the higher-frequency additional voltage. Figure 4 shows an embodiment of a frequency-controlled asynchronous machine, the low-frequency primary voltage of which is provided by an asynchronous frequency converter driven at a variable speed and a line-frequency additional voltage is fed into the primary circuit via a matching transformer. In B i 1 d 4, 1 denotes the asynchronous drive motor of the asynchronous frequency generator 3 and 4 the frequency-controlled asynchronous motor, which is driven by a variable speed gearbox 2, to which the line-frequency superimposition voltage is fed from the three-phase current matching transformer 5; At the same time, the asynchronous motor 4 is excited by the low-frequency secondary voltage of the asynchronous frequency generator 3.

Die Überlagerung der netzfrequenten Spannung kann nun auf verschiedene Art und Weise erfolgest, beispielsweise in einer Stromschaltung des Transformators 5, wobei dessen Sekundärwicklungen mit dem Sekundärnetz des asynchronen Frequenzgenerators 4 in Reihe geschaltet sind. Ferner kann man zur Verbesserung der Frequenzüberlagerung zusätzlich Widerstände wie ohmsche Widerstände, Drosseln, Kondensatoren oder Kombinationen daraus im niederfrequenten Kreis anordnen. Die Einspeisung der höherfrequenten, vorzugsweise netzfrequenten Überlagerungsspannung kann auch zwei- oder einphasig erfolgen. Vom wirtschaftlichen und vom energetischen Standpunkt aus betrachtet und nicht zuletzt im Hinblick auf die Vorteile eines symmetrischen Betriebes ist die dreiphasige Einspeisung der höherfrequenten Überlagerungsspannung am zweckmäßigsten. Die Auslegung des Transformators 5 und der erforderlichenfalls notwendigen zusätzlichen Widerstände im niederfrequenten Kreis muß so erfolgen, daß der niederfrequente Strom des Asynchron-Motors 4 keinen zu großen Spannungsabfall hervorruft, damit die niederfrequente Speisespannung des asynchronen Frequenzgenerators 3 nicht unzulässig geschwächt wird.The superimposition of the line-frequency voltage can now take place in various ways, for example in a current circuit of the transformer 5, the secondary windings of which are connected in series with the secondary network of the asynchronous frequency generator 4. Furthermore, to improve the frequency superposition, additional resistors such as ohmic resistors, chokes, capacitors or combinations thereof can be arranged in the low-frequency circuit. The higher-frequency, preferably line-frequency, superimposed voltage can also be fed in in two or one phase. From an economic and energetic point of view, and not least with regard to the advantages of symmetrical operation, the three-phase supply of the higher-frequency superimposed voltage is most expedient. The transformer 5 and the additional resistors in the low-frequency circuit, if necessary, must be designed in such a way that the low-frequency current of the asynchronous motor 4 does not cause an excessive voltage drop, so that the low-frequency supply voltage of the asynchronous frequency generator 3 is not unduly weakened.

B i 1 d 5 zeigt das Oszillogramm der Speisespannung eines frequenzgeregelten Asynchron-Motors ohne und anschließend mit einer höherfrequenten Überlagerungsspannung. Daraus ist deutlich zu ersehen, daß durch die höherfrequente überlagerungsspannung die Amplitude der resultierenden Spannungen angehoben wird, während die Frequenz zweier aufeinanderfolgender Minimal- oder Maximalwerte der Spannungshüllkurve mit der Frequenz der niederfrequenten Spannung so gut wie übereinstimmt. Dadurch wird die niederfrequente synchrone Drehzahl praktisch nicht beeinflußt. Dies gilt selbstverständlich nur für den hier zutreffenden Fall, daß das durch die höherfrequente Spannung erzeugte Drehmoment kleiner ist als das niederfrequente generatorische Drehmoment der frequenzgeregelten Asynchronmaschine. Dies bedeutet jedoch keine Einschränkung für die praktische Anwendung, da bekanntlich das Drehmoment einer Asynchronmaschine im Generatorbereich mit abnehmender Primärfrequenz sehr stark ansteigt. B i 1 d 6 veranschaulicht die Drehmomentenverhältnisse, die sich bei Betrieb einer Asynchronmaschine mit beispielsweise 5 Hz ergeben, wenn eine Zusatzspannung mit einer Frequenz von 50 Hz überlagert wird. Durch die Anwendung des Superpositionsprinzips gewinnt man eine stark vereinfachte Betrachtung. Die Kurve 1 stellt den Drehmomentverlauf bei Betrieb mit der kleinen Frequenz von 5 Hz dar. Man erkennt, daß das generatorische Kippmoment gegenüber den bekannten Verhältnissen bei Betrieb mit 50 Hz vergrößert worden ist, während das motorische Kippmoment dabei wesentlich kleiner wurde. Die Kurve 2 zeigt den Drehmomentverlauf für die überlagerte Frequenz von 50 Hz. Die Kurve 3 schließlich stellt die resultierende Drehmomentenkurve bei Betrieb mit 5 Hz und einer zusätzlichen überlagerungsspannung mit einer Frequenz von 50 Hz dar. Bei Belastung mit dem eingezeichneten Nennmoment M" ergäbe sich nach B i 1 d 6 bei Betrieb mit 5 Hz ein Schlupf von etwa 30% (Betriebspunkt P), der durch die Frequenzüberlagerung auf einen Wert von 12% (Betriebspunkt Pf) herabgesetzt wird. B i 1 d 6 zeigt sehr deutlich, daß eine Beschleunigung auf eine wesentlich höhere Drehzahl als die niederfrequente synchrone Drehzahl durch die Frequenzüberlagerung nicht möglich ist. Das durch die Frequenzüberlagerung erzeugte Drehmoment (Kurve 2) vermag nämlich das bremsend wirkende generatorische Drehmoment (Kurve 1) nicht zu überwinden. In diesem Zusammenhang sei noch ausdrücklich darauf aufmerksam gemacht, daß die vorstehenden Betrachtungen eine stark vereinfachte Erklärung des Betriebsverhaltens einer Asynchronmaschine mit Frequenzüberlagerung darstellen und die tatsächlich vorliegenden physikalischen Verhältnisse wesentlich komplizierter sind. Die durch die getroffenen Vereinfachungen gewonnenen Ergebnisse weichen jedoch kaum von den tatsächlichen Verhältnissen ab.B i 1 d 5 shows the oscillogram of the supply voltage of a frequency-controlled asynchronous motor without and then with a higher-frequency superimposed voltage. This clearly shows that the higher-frequency superimposed voltage increases the amplitude of the resulting voltages, while the frequency of two successive minimum or maximum values of the voltage envelope almost corresponds to the frequency of the low-frequency voltage. As a result, the low-frequency synchronous speed is practically not influenced. Of course, this only applies to the case that applies here, in which the torque generated by the higher-frequency voltage is less than the low-frequency generator torque of the frequency-controlled asynchronous machine. However, this does not mean any restriction for practical use, since it is known that the torque of an asynchronous machine in the generator area increases very sharply with decreasing primary frequency. B i 1 d 6 illustrates the torque ratios that result when an asynchronous machine is operated with, for example, 5 Hz, when an additional voltage with a frequency of 50 Hz is superimposed. The application of the superposition principle leads to a greatly simplified view. Curve 1 shows the torque curve when operating at the low frequency of 5 Hz. It can be seen that the generator breakdown torque has been increased compared to the known conditions when operating at 50 Hz, while the motor breakdown torque has become significantly smaller. Curve 2 shows the torque curve for the superimposed frequency of 50 Hz. Finally, curve 3 represents the resulting torque curve when operating at 5 Hz and an additional superimposed voltage with a frequency of 50 Hz B i 1 d 6 with operation at 5 Hz a slip of about 30% (operating point P), which is reduced to a value of 12% (operating point Pf) by the frequency superposition. B i 1 d 6 shows very clearly that an acceleration A significantly higher speed than the low-frequency synchronous speed is not possible due to the frequency superimposition. The torque generated by the frequency superimposition (curve 2) cannot overcome the braking acting regenerative torque (curve 1) made that the above considerations are a highly simplified explanation of the operating behavior of a Represent asynchronous machine with frequency superposition and the actual physical conditions are much more complicated. However, the results obtained through the simplifications made hardly differ from the actual circumstances.

Claims

Claims: 1. By controlling or regulating the primary frequency and the primary voltage infinitely variable speed asynchronous motor, in which to generate a constant torque over the entire control range of the supplied frequency-dependent voltage a motor torque of the supplied frequency-dependent Tension-increasing additional tension is introduced, d u r c h e k e n n -z E i c h e t that the frequency-dependent supplied supply voltage is a synchronous one Speed of the respective frequency of this voltage practically not increasing additional voltage is superimposed with a frequency that is a multiple of the respective frequency of the supplied supply voltage.

2. Infinitely variable speed asynchronous motor according to claim 1, characterized in that the one with the higher-frequency additional voltage Superimposed supply voltage in the range of the lowest frequencies additionally through suitable Measures optimally raised beyond the linear frequency-proportional ratio will.

3. Infinitely variable speed asynchronous motor according to claim 1 or 2, characterized in that the superimposed higher-frequency additional voltage via transformers from the network with the usual frequencies of, for example, 16 ° / s, 50 or 60 Hz is removable.

4. Infinitely variable speed asynchronous motor according to claim 3, characterized in that the transformers on the secondary side in voltage or power circuit are designed.

5. Infinitely variable speed asynchronous motor according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the control or regulation the feed frequency is carried out by continuously adjustable rotating or resting converters. Documents considered: German Patent No. 699 567; AEG releases 1964, pp. 47 to 54 and 107 to 116.