DE1513317B2

DE1513317B2 - Verfahren zur steuerung der drehzahl einer drehstromkurz schlusslaeufermaschine

Info

Publication number: DE1513317B2
Application number: DE19651513317
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. 1000 Berlin Michel
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1965-09-29
Filing date: 1965-09-29
Publication date: 1971-12-30
Also published as: BE687446A; LU51985A1; DE1513317A1; NL6613661A; GB1130049A

Description

ι ²

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Zur Drehzahlsteuerung von Drehstromniaschinen

Steuerung der Drehzahl einer Drehstromkurzschluß- in einem weiten Drehzahlbereich ist es notwendig,

läufermaschine, die von einem an einer Gleichspan- sowohl die Frequenz als auch die Spannung zu ver-

nungsquelle angeschlossenen Pulswcchselrichter mit stellen. Zu diesem Zweck sind in der letzten Zeit

einer Spannung variabler Frequenz und zur Frequenz 5 Pulswechselrichter bekanntgeworden. Es zeigt die

etwa proportionalen Amplitude gespeist ist. Fig. 1 die Grundschaltung eines solchen PuIs-

Tn der deutschen Zeitschrift »ETZ-A«, Bd. 86 Wechselrichters. Aus einer Gleichspannungsquelle U₀ (1965), HeftS, S. 272, BiIdS, und S. 273 bis 274, wird die Wechselrichterschaltung, die Thyristoren 1 ist das Verhalten von Drehfeldmaschinen, das sich bis 6 enthält, gespeist. Jeder dieser Hauptthyristoren aus dem Zusammenwirken von Maschine, einem io ist sowohl ein- als auch ausschaltbar. Für das AusWechselrichter und der entsprechenden Steuerung schalten eines Thyristors sind verschiedene Lösungen ergibt, beschrieben. Dabei ist als wesentliches Kri- bekanntgeworden. So zeigt z. B. die Fig. 2 eine einterium für die Wahl der Steuerung die Geschwindig- fache, durch Kondensatorladung löschbare Thyristorkeit herausgestellt, mit welcher die Drehzahl ge- anordnung. In der Schaltung der Fig. 1 erkennt man ändert werden soll. Es sind dort zunächst die Ver- 15 weiterhin Dioden 11, 21, 31, 41, 51, 61, die eine hältnisse für sehr langsam veränderliche Drehzahlen Rückspcisung von Energie in die Quelle ermögerläutcrt, bei denen ein Drehstromkurzschlußläufer- liehen.

motor von einem Wechselrichter mit einer Spannung Die Steuerung des Pulswechsclrichters ist so einvorgebbarer Frequenz und zur Frequenz etwa pro- gerichtet, daß sowohl Spannung als auch Frequenz portionalen Amplitude gespeist wird. Dabei behalten 2° unabhängig voneinander geändert werden können, die Drehfeldmaschinen ihre vom normalen Netz her Speist der Pulswechselrichter im dargestellten Beibekannten Eigenschaften, somit also auch ihr Kipp- spiel einen Drehstrommotor, so ist zur Aufrecht- a verhalten bei. erhaltung des konstanten Kraftflusses im Motor in ™

Dort ist auch ein Verfahren zur Steuerung einer erster Näherung die Verstellung der Spannung U

Drehstromkurzschlußläufcrmaschine angegeben, bei 25 proportional der Frequenz / in an sich bekannter

dem ein »Kippen« der Maschine infolge von Last- Weise (deutsche Zeitschrift »Der Elektromeister«,

stoßen und dadurch bedingter schneller Drehzahl- 1965, Heft 14, S. 1014 und 1015) notwendig. Um die

änderungen vermieden wird. Hierbei wird die Fre- Einwirkung des Laststromes auszuschalten, ist es

qucnz der Drehung gemessen, zu ihr die gewünschte weiterhin bekannt, die Spannungsverstellung strom-

Läuferfrequenz addiert und die Summenfrequenz als 30 abhängig zu korrigieren.

Speisefrequenz dem Wechselrichter vorgegeben. Nach der Erfindung wird die Ständerfrequenz so Gleichzeitig wird der Maschinenstrom gemessen und lange frei vorgegeben, wie der Betrag des Stromes durch einen gesonderten Regelkreis konstant gehal- einen einstellbaren Grenzwert nicht erreicht. Nach ten. Nach diesem Verfahren bekommt die Asyn- Erreichen der Stromgrenze ist die vorgegebene Frechronmaschine das Betriebsverhalten einer Gleich- 35 quenz so zu korrigieren, daß der Betrag des Stromes Strommaschine in bezug auf lastbedingte Drehzahl- den eingestellten Grenzwert nicht überschreitet,
änderungen. Bei schnellen Sollvvertfrequenzänderim- Es veranschaulicht die Fig. 3 die grundsätzliche gen besteht aber weiterhin die Gefahr des Kippens Abhängigkeit des Drehmoments und des Stromes des Motors. von der Schlupffrequenz des Drehstrommotors. Wie

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein 40 aus den Kurvenläufen ersichtlich ist, kann der Kipp-Verfahren zur Steuerung der Drehzahl einer Dreh- schlupf bei entsprechender Festlegung des Stromstromkurzschlußläufermaschine anzugeben, das ein grenzwertes nicht erreicht bzw. überschritten wer- »Kippen« der Maschine, insbesondere auch bei den, solange der Stromgrenzwert I_(lr nicht überschnellen Drehzahlsollwertänderungen, verhindert. schritten wird. "

Diese Aufgabe wird, ausgehend von dem Verfall- 45 In der Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel des

ren der eingangs genannten Art, dadurch gelöst, daß erfinderischen Steuerverfahrens dargestellt. Mit U₁

die Frequenz des Pulswechselrichters bis zum Er- ist der aus einer Gleichspannungsquelle U₀ gespeiste

reichen eines einstellbaren Grenzwertes des Ma- Wechselrichter bezeichnet. Er liefert die Energie für

schincnstromes frei vorgegeben wird und daß bei den Drehstrommotor m,. Die Frequenz des Wechsel-

Erreichen dieses Stromgrenzwertes die vorgegebene 5° richters wird über die Eingangsgröße/und die Größe

Frequenz so korrigiert wird, daß die Stromgrenze der Spannung über die Eingangsgröße U gesteuert,

nicht überschritten wird. Dieser Frequenzsollwert wird vom Stellwiderstand r,

Der Vorteil der Erfindung besteht in der Einsatz- dem Wechselrichter direkt vorgegeben. An der

möglichkeit von Asynchronmaschinen auch auf Stelle A wird ein von der Stromgrenze abhängiger Arbeitsgebieten, bei denen im Betrieb das »Kippen« 55 Korrekturwert in den FrequenzsoHwert eingespeist,

der Maschine, wie z. B. bei Kränen, unbedingt ver- Die Eingangsgröße/ zur Steuerung der Frequenz des

mieden werden muß. Wechselrichters wird als Sollwert für den Span-

Das erfindungsgemäße Verfahren ist im folgenden nungsregler «., verwendet, it., arbeitet als Zweipunkt-

aii Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt regler. Der Soll-Ist-Vergleich der Spannung wird im

Fig. 1 die Grundschaltiing eines Pulswechsel- 60 Punkt C durchgeführt,

richters, Mit dem Stellwiderstand r, wird die Stromgrenze

Fig. 2 eine löschbare Thyristoranordnung, eingestellt. Im Punkt D erfolgt der Soll-Ist-Vergleich

Fig. 3 ein Diagramm, in dem die Abhängigkeit des Strombetrages. Solange der Motorstrom kleiner

des Drehmomentes und des Stromes von der Schlupf- als die gewählte Stromgrenze ist, wird dem Punkt A frequenz einer Drehstrommaschinc dargestellt ist, 65 über den Stromregler «., kein Korrekturwert zu-

und geführt. Erreicht der Ist-Wert des Strombetrages

Fig. 4 eine Anordnung zur Durchführung des den eingestellten Grenzwert, so wird der vor-

,erfindungsgemäßen Verfahrens. gegebene Frequenz-Soll-Wert so korrigiert, daß der

Strom den eingestellten Grenzwert nicht überschreitet.

Beim Punkt ß wird der Soll-Wert der Spannung in Abhängigkeit vom Strom so korrigiert, daß im Motor ein von der Last unabhängiger KraftiluB erzeugt wird.

Eine Umschaltvorrichtung u_i ist vorgesehen, die die Korrekturwerte bei A und B sowohl im Motorais auch im Generatorbetrieb vorzeichenrichtig einspeist. Das in der F i g. 4 bei C und bei D eingezeichnete negative Vorzeichen gibt den gegenkoppelnden Sinn der Rückführung wieder.

In der Fig. 4 sind weiterhin — durch eckige Einklammerung erkennbar — die Vorzeichen der einzelnen Regelungsgrößen eingetragen, wobei das obere Vorzeichen für den motorischen Betrieb gilt und das in runde Klammern gesetzte untere Vorzeichen für den generatorisehen Betrieb. Für die Umschalteinrichtung kann die bereits vorgeschlagene Einrichtung verwendet werden, die aus der Spannungshöhe im Vergleich zum Spannuiigssollwert feststellt, ob Motor- oder Generatorbetrieb der angeschlossenen Maschine vorliegt. Erkennbar für die Regelung wird der motorische Betrieb dadurch, daß die Soll-Ist-Wert-Di(ierenz im Punkt C beim motorischen Betrieb positiv und beim generatorisehen Betrieb negativ ist. In der Schaltung nach Fig. 4 erfolgt die vorzeichenriehtige Bewertung der Korrekturwerte an den Punkten Λ' für die Frequenz und W für die Spannung.
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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Steuerung der Dreh/ahl einer Drehst lomkiirzschlußläufermaschine, die

ίο von einem an einer Gleichspannungsquelle angeschlossenen Pulswechselrichter mit einer Spannung variabler Frequenz und zur Frequenz etwa proportionalen Amplitude gespeist ist, dadurch gekenn η ze ich net, daß die Frequenz des Pulswechselrichters bis zum Erreichen eines einstellbaren Grenzwertes des Maschinenstromes frei vorgegeben wird und daß bei Erreichen dieses Stromgrenzwertes die vorgegebene Frequenz so korrigiert wird, daß die Stromgrenze nicht überschritten wird.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein motorischen oder generatorisehen Betrieb der angeschlossenen Maschine ermittelndes Schaltglied die Korrektur der Frequenz sowohl im Motor- als auch im Generatorbetrieb vorzeichenrichtig erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen