DE1463387A1

DE1463387A1 - Regelkreis zum Betrieb einer Asynchronmaschine

Info

Publication number: DE1463387A1
Application number: DE19641463387
Authority: DE
Inventors: Jentsch Dr-Ing Werner
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1964-09-17
Filing date: 1964-09-17
Publication date: 1968-12-05
Also published as: CH435417A; SE342948B; GB1120477A; DE1463387B2; AT265443B

Description

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH 6 Prankfurt/M., Theodor Stem~Ka:i 1

Beerbeiter: Lm/rm Xm 64/114-

"Regelkreis zum Betrieb einer Asynchronmaschine."

Gegenstand der Erfindung ist eine Drehzahlregelung eines Asynchronmotors, der aus einer Drehstromquelle steuerbarer Frequenz und Spannung (z.B. Pulswechselrichter) gespeist wird, und zwar eine Drehzahlregelung nach dem Stromleitverfahren, die durch die

besondere Art der Vorgabe der Schlupffrequenz fg gekennzeichnet

Fig. 0.1 zeigt typische hier maßgebende Kennlinien für den Zusammenhang zwischen der Schlupf frequenz f g und dem Primärstrom I„|. Die stark ausgezogenen Kurven im ersten und dritten Quadranten gelten für den Grunddrehzahlbereich, in dem die Primärspannung des Motors noch unter der maximal abgebbaren Spannung der Drehspannungsquelle liegte In diesen Fall kann die Schlupffrequenz fg frei so gewählt werden, daß bei vorgegebenem Primärstrom I^ sich das dabei maximal mögliche Moment ergibt. Der so bestimmte Wert von f₂ wird fgopt genannt. Bei höheren Drehzahlen, d.h. bei höheren Primärfrequenzen f^ wird der sogenannte Feldschtfächbereich erreicht, in dem die Primär spa nnung gleich der maximal möglichen Spannung der Drehspannungsquelle ist. Die Schlupffrequenz fg ist hler nicht mehr frei wählbar, sondern durch I^ und fy, festgelegt. Die weiteren in Fig. 0.1 eingeze&h-

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neten Kennlinien gelten für diesen fall, „.obei die strichpunktierten positiven Werten von f,₅ und di* gestrichelten negativen Werten zugeordnet sind; (die Dar-^ei.Vjrir; der Figo 0.1 gibt also die vollständigen Zusammenhr*-%e d*s V'e??quadrantenbetriebes wieder).

Es wird vorgeschlagen, di€? fρ-Vcgäbe in Abhängigkeit vom Primärstrom J₁, d.h. in Abhängigkeit von dessen Sollwert vor? im ahmen * Dies soll so erfolgen, daß zunächst fo = ^Po^-Dt entsprechend den stark ausgezogenen Kurven vorgegeben wird, solange nicht die Primärfrequenz f^ so groß ist, daß die ihr zugeordnete Kennlinie des Feldschwächbereiches über die optimale Kennlinie hinausreicht. Wenn dies der Fall ist, sol) der durch die Feldschwächkennlinie bestimmte f^-Wert de?, maßgebende sein.

Der Erfindungsgedanke ist in allgemeinster Form in FIg₁; ¹ dargestellt»

In diesem Pi , bedeute*
1 Asynchronmotor,

£ steuerbare DS-Quelle (zoB« Pulsweahselriahter),

3 Stromregler für I₁,

4 Steuerfrequenzgeber«

5 Sollwertgeber für I₁,

6 Drehzahlregler,

7 Kennliniengeber für f₂»

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Die Steuerung der Schlupffrequenz fg soll von der Stellgröße y, die auch über 5 den Sollwert für die Innere Stromregelung liefert, erfolgen. Hierzu wird in allgemeinster Form ein Funktionsgeber 7 benötigt, der neben dem SteuereIngang für die Stellgröße y den Parametereingang für die Primärfrequenz f/j (hierfür kann mit auereichender Genauigkeit auch die der Drehzahl entsprechende Frequenz f_ffi genommen werden), aufweist. Dieser Funktionsgeber soll die Kennllaten der Fig. 0.1 mit mehr oder weniger guter Näherung liefern. Dies gilt für den allgemeinen Fall, der den Feldschwächbetrieb einschließt. Wird nur ein Betrieb im Grunddrehzahlbereich gefordert, wird der Kennliniengeber 7 wesentlich einfacher, indem nur die Kennlinien für ^cnt ^verwirlcli^cn* ²^ werden brauchen und der Paramt jreingang für f^ dann entfällt·

Eine zweckmäßige Aufteilung der Gesamtfunktion des Kennliniengebers 7 zeigt Fig. 2. Der Block 71 liefert hierbei nur die für den Grunddreh?ahlbereich erforderliche Schlupffrequenz fgost* Wird auch ein Fahren im Feldschwächbereich gefordert, so kann dies durch bausteinmäßiges Hinzufügen der Blöcke 721 und 725 geschehen. Der Kennliniengeber des Blockes 721 liefert die in Fig. 0.2 strichpunktierten Kennlinien (abhängig vom Parameter £,), die in ausreichender Näherung statt der exakten Kennlinien der B% 0.1 benutzt werden können. Der Block 723 stellt die Gerätefunktion dar, die den jeweils betragsmäßig größeren Ausgangewert der Blöcke 71 und 721 als Vorgabewert für fg wirksam werden läßt.

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Eine besonders zweckmäßige Ausführung zeigt Fig. 5« Hierbei wird durch Aufspaltung des Stellbefehls y in Betrag und Vorzeichen mit Hilfe der Blöcke 5^ und 52 eine einfache Ausführung der Funktionegeber dadurch erreicht, daß diese jetzt nur noch einseitig ausgeführt zu werden brauchen. Der Block 71 ist also die einseitige Ausführung des Blockes 71 von Bild 2 und liefert hier den Betrag der Schlupf frequenz ^ opt* ^^ ^den ^eldschwäclibetrieb sind die Gerätefunktionen der Blöcke 721, 722 und 725 hinzuzufügen. Der Block 721 ergibt die Verschiebung des Fußpunktes der für den Feldschwächbereich geltenden Kennlinien, s.Fig. 0,2. Die Steilheit des ansteigenden Astes der Kennlinie ist hier konstant gewählt · Die Parameterabhängigkeit von f^ wurde nämlich in das Moltiplikationsglied 722 verlegt. Der Block 725 bewirkt, daß der jeweils größere Eingangswert (beide sind jetzt positiv) für die Vorgabe des Betrages der Schlupffrequenz f₂ wirksam wird. Der Steuerfrequenzgeber 4 (der aus der mechanischen Frequenz f_m und der vorgegebenen Schlupf frequenz fg die Summe £,, d.h. die Fri-■ärfrsquens bildet), weist hier zwei Eingänge auf, und »rar für den Betrag und das Vorzeichen von f₂«

4 Seiten Beschreibung 8 Patentansprüche 1BL Zeichnung

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Claims

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Licentia Pätent-Verwaltungs-GmbH 6 Frankfurt/H., Theodor Stern-Kai 1

La

Patentansprüche:

Anordnung zur Drehzahlregelung eines Asynchronmotors, der aus einer Drehstromquelle steuerbarer Frequenz und Spannung gespeist wird, dadurch,gekennzeichnet, daß die Vorgabe des Sehlupfes fg als Optimalwert, d.h. unter Abgabe des maximal möglichen Haschinenmoments, in Abhängigkeit vom Primärstrom Ij bzw. dessen Sollwert in dem Bereich, da die Haschine noch nicht mit Feld8ohwächun£ arbeitet, die Spannung also noch weiter aussteuerbar ist, entsprechendster Grunddrehzahlkennlinie fg-fCIj) der Ilaschine erfolgt, und daß bei einem Betrieb der Haschine im Feldschwächbereich, die Spannung 1st dann nicht weiter aussteuerbar, die den höheren Ständerfrequenzen entsprechenden, durch Geraden angenäherten Kennlinien f^-f(!,.£.) die Schlupfvorgabe bestimmen.

2.) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupffrequenz fg von einer Stellgröße y gesteuert wird, die auch den Sollwert für die Ständerstromregelung liefert.

J- ': ^A -dnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß aur Nachbildung der Kennlinie der Haschine ein an sich bekannter Funktionsgeber vorgesehen 1st, der neben der Steuerung für die Stellgröße y auch einen Parametereingang für die Primärfrequenz aufweist.

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4.) Anordnung nach a.en Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärfrequenz f^ durch die mechanische Frequenz f des Läufers angenähert wirdο

5>.) Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionsgeber in zwei Funktionsblöcke aufgeteilt ist, dessen einer nur eine Kennlinie ^2oi>t^sf^1^ **** ^{den Grun<idrel1}-zahlbereich und dessen zweiter die durch Geraden angenäherten Kennlinien f₂=f(X_tX,) für den Feldschwächbereich nachbildet.

6.) Anordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß Annäherungsgeraden der Kurvenschar f2-f(I)f^) bei unterschiedlicher Neigung einen gemeinsamen Abszissenschnittpunkt aufweisen·

7·) Anordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß den beiden Funktionsblöcken ein an sich bekanntes Gerät nachgeschaltet 1st, dessen Funktion darin besteht, den jeweils betragsmäßig größeren Wert der beiden Funktionsblöcke als Vorgabewert für fg wirksam werden zu lassen.

8·) Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgröße 7 durch an sich bekannte Mittel in Betrag und Torseichen aufgespalten ist.

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