DE1413547B2 - Anordnung zur steuerung eines drehstrom asynchronmotors mit kurzschlusslaeufer - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Steue- ■ An Hand einer Zeichnung sei ein schematisches

rung von in Stern geschalteten Ständerwicklungen U, Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. So ver- V und W eines Drehstrom-Asynchronmotors mit deutlicht die F i g. 1 eine Anordnung, wie sie bei-

Kurzschlußläufer aus einem Netz mit den Phasen R, spielsweise bereits beschrieben ist (Electrical S, T über antiparallele Thyristoren, bei der min- 5 Engineering, Mai 1961, S. 351 und 352). Jede Netz-

destens eine Ständerwicklung mit allen Netzphasen phase R, S und T ist über antiparallele Thyristoren

verbunden ist. 1 bis 18 mit jeder Ständerwicklung U, V und W ver-

Bckanntlich ist ein Asynchonmotor normalerweise bunden. Der — wie bereits erläutert — hohe Aufin der Drehzahl und in der Drehrichtung durch die wand für die hohe Anzahl der vorzusehenden Netzfrequenz und durch die Phasenfolge der An- io Thyristoren wird in den erfindungsgemäßen Löschlüsse festgelegt. In vielen praktischen Fällen sind sungen der Fig. 2 bis 4 vermieden. Von den 18 Thyjedoch eine Drehzahlsteuerung, eine Abbremsung ristoren der allgemeinen Schaltung der F i g. 1 sind und ein Reversieren des Motors erwünscht. bei der Anordnung der F i g. 2 nur 9 Thyristoren

Durch die Entwicklung von steuerbaren Halbleiter- vorgesehen.

ventilen, die Schaltfunktionen wahrnehmen können, 15 Mit dieser Schaltung ist es nicht nur möglich, ging die Entwicklung der Technik dahin, die mecha- durch entsprechende Zündung der antiparallelen nischen Schaltschützcn für Motorsteuerungen durch Thyristoren die Drehrichtung des Motors M umzudie vorstehend genannten elektronischen Schalt- kehren, sondern man kann nach der Erfindung die elemente, ζ. B. in Gestalt von Thyristoren zu er- beim Umkehren des Drehfeldes auftretenden kurzsetzen. 20 schlußartigen Ströme dadurch verringern, daß man

So ist bereits eine Anordnung zur Steuerung der die in Betrieb befindlichen, jeweils neu eingeschalte-Drehzahl eines mehrphasigen Drehstrommotors be- ten Thyristoren nach Art der Anschnittsteuerung verkanntgeworden, bei der jede Ständerwicklung über zögert freigibt, so daß nicht der volle Kurzschlußantiparallel geschaltete Thyristoren mit jeder Netz- strom des Motors zustande kommen kann. Dies hat phase verbunden ist (»Electrical Engineering«, Mai 25 vor allem bei häufigem Reversieren des Motors den 1961, S. 351 und 352). Der Einsatz von steuerbaren Vorteil, daß geringere Verlustwärme im Motor ent-Halbleiterventilen weist gegenüber gleichartigen An- steht, außerdem treten nicht so große ruckartige Beordnungen mit gasgefüllten Ventilen (deutsche Pa- schleunigungen auf. Soll der Motor nicht reversiert, tentschrift 644 851) den Vorteil kleiner Entionisie- sondern nur abgebremst werden, so können nach der rungszeiten der Ventile auf, in dessen Folgezeit sich 30 weiteren Erfindung in Fig. 2 die Thyristoren 1, 3 kleinere Kommutierungsleistungen in den einzelnen und 5 gezündet werden. Sie bilden dann einen Gleich-Phasen ergeben. richter mit Freilaufdiode, der über die Motorphasen U

Der Nachteil der vorstehend beschriebenen be- und V ein im Raum stillstehendes Gleichfeld erzeugt,

kannten Anordnung ist in der hohen Anzahl der vor- welches eine gewisse Unregelmäßigkeit aufweist, In

gesehenen steuerbaren Ventile und dadurch beding- 35 seiner Größe jedoch durch die Zündimpulse geregelt

tem hohem Aufwand zu sehen. werden kann.

Es sind nun weiterhin bereits Anordnungen be- Die Schaltung nach F i g. 3 weist auch in der Mit-

kanntgeworden, die eine kleinere Anzahl steuerbarer telphase antiparallele Thyristoren 9 und 10 auf. Mit

Ventile zwischen den einzelnen Ständerwicklungen dieser Schaltung kann durch die Motorphase U und

und den einzelnen Phasen R, S und T des Netzes 40 über den Nullpunktwiderstand r ein regelmäßiger

vorsehen (deutsche Patentschrift 1 170 513, deutsches Gleichstrom erzeugt werden, der entweder durch

Patent 1 267 319). Um dennoch trotz des verminder- Anschnitt der Thyristoren 1, 3, 5 oder auch durch

ten Aufwandes einen möglichst weiten Einsatzbe- Änderung des Widerstandes r geregelt werden kann.

reich des Drehstrommotors offenzuhalten, mußte da- Die Schaltung ermöglicht es außerdem, beim Rever-

rauf zurückgegriffen werden, im Rahmen der Dreh- 45 sieren das gegenläufige Feld nicht gleich in voller

zählsteuerung den Läuferstrom als Steuergröße mit Stärke, sondern unter Begrenzung der Stromstärke

heranzuziehen. Damit geht ein wesentlicher Vorteil durch Anschnitt der Thyristoren an den Motor zu

des Drehstrommotors, wartungsfrei zum Einsatz korn- legen.

men zu können, auf Grund der im Läufer vorhan- In F i g. 4 sind die beiden Phasen R und T, die denen Schleifringe verloren. 5° beim Reversieren vertauscht werden, mit zwei anti-Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Vor- parallelen Thyristorsätzen und einem einfachen Thyteil des Drehstromkurzschlußläufermotors, insbeson- ristor ausgestattet, die mittlere Phase dagegen nur dere bedingt durch seine Wartungsfreiheit und die mit einer antiparallelen Thyristorgrüppe und zwei Möglichkeit, ihn in explosionsgefährdeter Atmo- einfachen Thyristoren. Diese Schaltung gestattet zusphäre zum Einsatz bringen zu können, aufrechtzu- 55 nächst das kontaktlose Reversieren des Motors, auch erhalten und trotzdem eine Drehzahlsteuerung bei mit verminderter Kurzschlußstromstärke durch Anvermindertem Aufwand an steuerbaren Halbleiterele- schnitt der Thyristoren. Darüber hinaus gestattet sie, menten zwischen den Phasen R, S und T des Netzes wie die Schaltung nach F i g. 3, die Gleichstrombrem- und den Ständerwicklungen durchführen zu können. sung. Im Gegensatz zur Anordnung der F i g. 3 kann

Eine Erfindung wird bei einer eingangs beschriebe- 60 jedoch hier die Bremsung sowohl in der Phase U als

nen Anordnung demzufolge darin gesehen, daß die auch in den Phasen V und W erfolgen. Dies bietet

Ständerwicklungen U und W jede über Antiparallel- folgende Möglichkeit: Durch entsprechende Steue-

schaltungen von Thyristoren mit den Phasen R und T rung läßt sich das Gleichstromfeld periodisch von

des Netzes und die Ständerwicklung U zusätzlich über der Phase U auf die Phasen V und W umschalten,

einen weiteren in Verbraucherstromrichtung gepolten 65 Dadurch entsteht im Motor ein Drehfeld mit einer

Thyristor mit der Phase S verbunden sind und daß Umlaufgeschwindigkeit, die durch die Steuerung der

die Ständerwicklung V direkt an die Netzphase S Thyristoren gegeben wird. Man kann, um die Bewe-

angeschlossen ist. gung des Drehfeldes zu vergleichmäßigen, den Über-

gang von einer Phase auf die andere mit Überlappung vornehmen, so daß sich ein recht gleichmäßiges Drehfeld ergibt. In diesem Drehfeld wird sich der Rotor des Motors zu drehen beginnen, als wenn der Stator an eine der Steuerung der Thyristoren entsprechende Frequenz gelegt wäre. Man kann mit der Schaltung der F i g. 4 also einen Motor zum Anlauf bringen und bei veränderlichen kleinen Drehzahlen betreiben, ohne daß die bei großer Frequenz auftretenden großen Verluste in Kauf genommen werden müssen.' Praktisch wird man mit der Frequenz bei diesem Verfahren nicht zu beliebig hohen Werten kommen, beispielsweise dürfte bei einem 50-Hz-Netz eine Frequenz des umlaufenden Gleichfeldes von etwa 20 Hz erreichbar sein.

Unter Umständen muß je nach der Betriebsart der Sternpunktwiderstand der Anordnungen der F i g. 3 und 4 verschieden groß sein. In manchen Fällen kann er Null, in anderen Fällen unendlich groß sein. Im allgemeinen fließt über die Sternpunktverbindung ein Ausgleichsstrom dritter Fequenz, wenn die Thyristoren gleichmäßig verzögert gezündet werden. Die Steuerung des Sternpunktwiderstandes r kann beispielsweise durch eine nicht eingezeichnete parallele Antiparallelschaltung von Thyristoren erfolgen. Unter Umständen kann es auch vorteilhaft sein, statt oder außer dem Widerstand r Induktivitäten oder Kondensatoren in der Sternpunktverbindung vorzusehen. Das Umschalten der Thyristoren in den beschriebenen Schaltungen ist so vorzunehmen, daß möglichst kleine Ausgleichströme (abklingende Gleichströme) entstehen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Steuerung von in Stern geschalteten Ständerwicklungen U, V und W eines Drehstromasynchronmotors mit Kurzschlußläufer aus einem Netz mit den Phasen R, S, T über antiparallele Thyristoren, bei der mindestens eine Ständerwicklung mit allen Netzphasen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ständerwicklungen U und W jede über Antiparallelschaltungen von Thyristoren mit den Phasen R und T des Netzes und die Ständerwicklung U zusätzlich über einen weiteren in Verbraucherstromrichtung gepolten Thyristor mit der Phase S verbunden sind und daß die Ständerwicklung V direkt an die Netzphase 5 angeschlossen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ständerwicklung V über eine Antiparallelschaltung von Thyristoren mit der Netzphase 5 und der Sternpunkt der Ständerwicklungen über einen regelbaren Widerstand mit einem Nulleiter des Netzes verbunden sind.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ständerwicklung W zusätzlich mit der Netzphase 5 und die Ständerwicklung V zusätzlich mit den Phasen R und T über einen in Verbraucherstromrichtung gepolten Thyristor verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen