DE1563569A1 - Verfahren und Schaltung fuer die Drehzahlsteuerung von Asynchronmotoren mit automatischer Begrenzung des Motorstroms - Google Patents
Verfahren und Schaltung fuer die Drehzahlsteuerung von Asynchronmotoren mit automatischer Begrenzung des MotorstromsInfo
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Description
Verfahren und Schaltung für die Drehzahlsteuerung von Asynchronmotoren mit automatischer Begrenzung des Motorstroms.
Anmelders Ministerul Tndustriei Constructiitor de-Masini,
Bukarest/Rumänien
Erfinder: loan Dore Landau, Stefan Gavät
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Schaltung zur Drehzahlsteuerung von Asynchronmotoren mit automatischer Begrenzung
des Motorstroms, die durch statische Frequenzumformer
gespeist werden, die eine Steuervorrichtung der Spannung und der Frequenz der statischen Frequenzumformer benützen.
Automatische Drehzahlregelungsmethoden der Asynchronmotoren, die durch statische Frequenzumformer gespeist werden, sind bekannt.
In den Fällen, wo es nicht möglich ist, einen rfrehzahlmeßgenerator
einzubauen, oder das genaue Einhalten der Drehzahl bei last nicht nötig ist, wie auch im Falle, daß mehrere Motoren parallel
gespeist werden, ist die Benützung dieser Verfahren nicht möglich, oder sie führen zu kostspieligen Lösungen. In diesen Fällen
ist eine Drehzahlsteuerung in offenem Kreis nötig, die die Beibehaltung eines konstanten Flusses und die automatische Ber
grenzung des Motorstromes sichert oder des vom Umformer aufgenommenen Stromes im Falle der Parallelspeisung mehrerer Motoren.
Das Verfahren gemäß der Erfindung sichert die Drehzahlsteuerung im offenen Kreis, die automatische Flußregelung durch den Motor
und die Begrenzung des vom Motor aufgenommenen Stroms dadurch, daß die Drehzahlsteuerung durch eine positive Spannung, die unmittelbar
auf einem der Eingänge des Spannung-Frequenzumformers
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der Steuereinrichtung der Spannung und der Frequenz des Frequenzumformers
betätigt wird, wobei die Strombegrenzung durch, eine parallele Regelschleife mit trennender Wirkung erreicht wird,
die in dem Augenblick eintritt, in dem der durch den Motor durchgehende Strom größer als der Sollwert des G-renzstroms zu werden
strebt. Die negative Austrittsspannung des Stromreglers wirkt mittels einer Diode auf den zweiten Eingang des Spannung-Frequenzumformers,
was die Verminderung der Umformerfrequenz bewirkt, entsprechend auch die Verminderung der Motordrehzahl, bis die vom
Motor erzeugte Leistung bei einer gewissen Tourenzahl und bei dem Grenzstrom die von der Last bei der entsprechenden Tourenzahl aufgenommene
Leistung ausgleicht, wobei auch die unabhängige Regelung des Flusses durch einen ständigen Regler verwirklicht wird, der
auf den Eingang der Steuervorrichtung des Frequenzumformers wirkt, die die Ausgangsspannung des Umformers bestimmt.
Die Fig. t und 2 zeigen Beispiele der Erfindung.
Fig. 1 zeigt das Steuerschema der Drehzahl der Asynchronmotoren
mit automatischer Strombegrenzung und umkehrbarer Funktionsweise, die durch statische Frequenzumformer bespexst werden.
Fig. 2 zeigt das Steuerschema der Drehzahl der Asynchronmotoren mit nichtumkehrbarer Funktionsweise mit automatischer Strombegrenzung,
die durch statische Frequenzumformer bespeist werden.
Das in Fig. 1 dargestellte Steuerschema der Drehzahl besteht erfindungsgemäß
aus einem Drehzahlsteuerblock 1, von welchem positive und negative Spannungen erhalten werden, um die Drehzahlsteuerung
in beiden Drehrichtungen zu bewirken. Die Steuerspannun(
wird mittels eines Integratorblocks 2 auferlegt, der die Variationsgeschwindigkeit
des Steuersignals und eines Betriebsverstärkers 3 begrenzt, deren symetrisehe Ausgänge durch die Dioden 4
und 5 gleichgerichtet werden. Diese werden mit einem der Eingänge des Spannung-Frequenzumformers 6 der Steuervorrichtung 7 des Fre-
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quenzumformers 8 verbunden und bewirken dadurch das Funktionieren
des Frequenzumformers 8 mit einer bestimmten Frequenz bzw. das Funktionieren des Asynchronmotors 9 mit einer von der
Steuerung auferlegten Drehzahl.
Die automatische Strombegrenzung wird durch einen parallelen Regelkreis mit trennender Wirkung betätigt, bestehend aus einer
Einheit für den Sollwert des G-renzstroms 10, von welcher der Sollwert des Stroms erhalten wird, der mit dem von einem Stromgeber
11 gemessenen Wert verglichen wird. Die Differenz zwischen diesen Werten wird dem Stromregler 12 zugeführt. Dieser ist
mittels der Diode 13 an den zweiten Eingang des Spannung-Frequenzumformers
6 angeschlossen. Solange der durch den Motor fließende Strom kleiner als der Sollwert ist, ist die Spannung
am Reglerausgang 12 positiv, und durch die Diode 13 wird die Wirkung des Reglers auf den Spannung-Frequenzumformer<6 blockiert.
Wenn der durch den Motor fließende Strom die Neigung hat, größer
als der Sollwert des Stromes zu werden, wird die Spannung am
Regleraustritt 12 negativ und wirkt mittels der Diode 13 auf
den Spannung-Frequenzumformer, wodurch die Arbeitsfrequenz des
Umformers vermindert wird und dementsprechend die Motordrehzahl,
bis die vom Motor entwickelte Leistung bei einer bestimmten
Drehzahl und mit dem Grenzstrom mit der bei der last entwickelten Leistung bei der entsprechenden Drehzahl sich gleichstellt.
Die Flußregelung wird durch einen unabhängigen Regelkreis betätigt,
bestehend aus einer Einheit für den Sollwert H, von weleher
der.Sollwert des Flusses erhalten wird, der mit dem von einem Flußgeber 15 ermittelten Wert verglichen wird. Ihre
Differenz wird dem Flußregler 16 zugeführt, der mit Hilfe der
Steuervorrichtung 17 des Umformers die entsprechende Spannung an den Ausgängen des Frequenzumformers 8 bestimmt, um einen konstanten
Motorfluß bei verschiedenen Arbeitsfrequenzen zu sichern. ■
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Das Funktionieren im umkehrbaren Betrieb ist durch den logischen
Reversierblock 17 gesichert, bestehend aus einem Grenzelement, der die Ausgangssignale des Interratorblocks in logische Signale
verwandelt, die von einem logischen Schema verarbeitet werden. Die aus dem logischen Reversierblock 17 sich ergebenden Signale
bestimmen mit Hi]fe der Steuervorrichtung 7 das Arbeiten des
Frequenzumformers 8 mit einer bestimmten Phasenreihenfolge.
Bei einer Umkehrsteuerung sinkt die Spannung beim Ausgang aus
dem Integratorblock 2 mit einer gewissen Neigung, was die Verminderung
der Drehzahl des Motors Q bewirkt. Wenn die Austrittsspannung aus dem Integratorblock das Vorzeichen wechselt und den
Erfassungswert des Grenzelements überschreitet, erfolgt die Änderung der Signale beim Ausgang aus dem logischen Reversierblock
17» was die Änderung der Reihenfolge der Spannungsphasen des Frequenzumformers 8 zur Folge hat, mit Hilfe der Steuervorrichtung
7. Die Umkehrung des Drehsinns des Motors 9 wird schnell ausgeführt, da der Motor in dem Augenblick mit einer sehr geringen
Drehzahl läuft (reduzierte Frequenz), wonach die Beschleunigung bis zur Erreichung der eingestellten Drehzahl folrt.
In einer Variante der Erfindung wird durch das Y/eglassen einiger
Elemente ein Steuerschema für die Drehzahl erhalten für das Arbeiten im nicht umkehrbaren Betrieb, wie es in Bild 2 wiedergegeben
ist. Der Unterschied gegenüber Bild 1 besteht darin, daß der logische Reversierblock und der proportionale Betriebsverstärker entfallen.
Das positive Steuersignal von dem Steuerblock der Drehzahl 1 wird mit Hilfe des Tntegratorblocks 2 auf einen der Eingänge
des Spannung-Frequcnzumformers 6 gegeben.
Die Steuerung des statischen Frequenzuinformers 8 wird durch
dieselbe Steuervorrichtung wie bei dem Schema der Fig. 1 gesichert, wobei bei den Klemmen 18, 19 der Steuervorrichtung
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die entsprechenden Signale für das Arbeiten mit einer gewissen
■Reihenfolge der Phasen angebracht werden. Die Steuerung des Umformers
8 kann auch mit einer Steuervorrichtung der statischen Umformer für den nicht umkehrbaren Betrieb ausgeführt werden.
Die Vorteile des Verfahrens und des SchaItSchemas gemäß der Erfindung
sind folgende:
- Sie sichern in weiten Grenzen die Drehzahlsteuerung der Asynchronmotoren,
mit automatischer "Begrenzung den Stromes und automatischer
Flußregelung, die von statischen Umformern bespeist werden, in den fällen, wo aus konstruktiven Gründen Drehzahlmeßgeneratoren
nicht angebracht werden können (Motoren mit einem einzigen Wellenende, Motoren für Tauchpumpen usw.)·
- Sie sichern in weiten Grenzen die Steuerung der Tourenzahl
bei Asynchronmotoren, mit automatischer- Strombegrenzung und automatischer
Flußregelung, die von statischen Umformern bespe'iat werden, in den Fällen, wo keine hohe Präzisionseinhaltung der
Drehzahl bei IestSchwankungen verlangt wird, da die natürlichen
Kennzeichen der Starrheit der Asynchronmotoren genügen (z.B. im Falle von Hebeanlagen).
- Sie siqhern in weiten Grenzen die Drehzahlsteuerung bei Gruppen
von Motoren» mit automatischer Begrenzung des aufgenommenen Stromes
und automatischer Flußregelung, die parallel laufen und die
von demselben Frequenzumformer bespeist werden (z.B. die Speisung
der Mötarengruppen für den Antrieb der Rollengänge der
Walzwerke)*
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Claims (2)
- Patentansprüche:VIJ Verfahren zur "Drehzahlsteuerung von Asynchronmotoren, die von statischen frequenzumformer η bespeist "lerölen mit automatischer Begrenzung des Motorstromes, dadurch gekennzeichnet, daß in offenem Kreis die automatische BegrenzungNdof Mntorstromes mit Hilfe eines parallelen Regelkreises mit trennender Wirkung und die automatische Flußre^elung mit Hilfe einen unabhängigen Regelkreises erfolgen, wobei der Stromregl^r unr* der Flußres-ler auf die Steuervorrichtung der Frequenz und der Spannung des statischen Frequenzumformers wirken.
- 2. Schema nach Anspruch 1 für das Funktionieren in TTmkehrbetrieb, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Block 1 für die Drehzahlsteuerung besteht, von welchem positive und negative Rnannungen für die Drehzahlsteuerung in beiden Drehsinnen erhalten werden, die vermittels eines Tntegratorblocks ?. und eines proportionalen Betriebsverstärkers 3, dessen symetrische Ausgänge mit Hilfe der Dioden 4 und 5 gleichgerichtet sind, mit einem der Eingänge des Spannung-Frequenzumformers 6 der Steuervorrichtung 7 des Frequenzumformers 8 verbunden sind, die das Funktionieren des Umformers 8 bei einer bestimmten Frequenz bestimmen, einem Block für den Sollwert des Grenzatromes 10, einem Stromgeber 11, deren Differenz dem Stromregler 12 einge geben wird, der an den zweiten Eingang des Spannung-!Frequenzumformer» 6 angeschlossen ist über eine Diode 13» die solange blockiert ist, solange der Motorstrom kleiner als der Grenzwert ist, wobei die Austrittsspannung des ^tromreglers 12 posi tiv ist, und dann öffnet, wenn der Motorstrom die Neigung hat, den ^renewert zu überschreiten, in welchem Falle die Austrittsspannung des Stromreglers negativ wird und die Verminderung der Arbeitsfrequenz des Frequenzumformers 8 mittels des Snannung-Prequeneumformers 6 bewirkt und infolgedessen aucb die Verminderung der Drehzahl des Asynchronmotors bewirkt 9, bis die vom Motor bei einer gewiesen Drehzahl und mit der vom Grenzetrom erzeugten Leistung, die der von der Last bei der ent-BAD ORIGINAL009848/0211sprechenden Leistung gleich steht, weiter einem Block für den Flußsollwert 14-, einem Plußrep:ler 15, wobei die Differenz zwischen dem Sollwert und dem Meßwert dem Flußregler 16 zugeführt -'vird, der über die Steuereinrichtung 7 des Umformers 8 die Erreichung der entsprechenden Spannung veranlaßt, die einen konstanten Iviotorfluß bei verschiedenen Arbeitsfreguenzen sichert, einem logischen Reversiprblock 17, bestehend aus einem irrenzel^mpnt-und einem logischen Schema, bei dessen Eingängen das Signal von dem Integratorblock auferlegt wird, während die Ausgangssiffnale des logischen Reversierblocks 17 der Steuervorrichtung 7 des statischen Frequenzumformers 8 auferlegt werden, dadurch dessen Funktionieren bei einer gewissen Phasenreihenfol.^e bestimmend.Schema nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es ans einem Drehza-hl steuerung sblo/ck 1 besteht, von welchem die ■positive S teuer Spannung erhalten wird, die mittels eines Integratorblocks 2 einem der Eingänge des Spannung-Frequenzumfor- · mers 6 der Steuervorrichtung des Frequenzumformers 7 auferlegt wird, dadurch das Funktionieren des Umformers 8 bei einer bestimmten Frequenz bestimmend, einem Block für den Sollwert des Grenzstromes 10 und einem Stromgeber 11, deren Differenz dem Stromregler 12 zugeführt wird, der auf den Spannung-Frequenzumformer 6 mittels einer Diode 13 wirkt, die blockiert wird, solange der Motorstrom kleiner als der Grenzwert ist, wobei die -^ustrittsspannung des ütromreglers 12 positiv ist, und sich öffnet, wenn der Motorstrom die Neigung hat, den Grenzwert zu überschreiten, wobei die Austrittsspannung des Stromreglers negativ wird und mittels des Spannung-Frequenzumformers 6 die Verminderung der Arbeitsfrequenz des Frequenzumformers 8 bewirkt, und entsprechend auch die Motordrehzahl, bis die vom Motor bei einer bestimmten Drehzahl und mit dem G-renzstrom entwickelte Leistung derjenigen von der Last bei der entsprechenden Leistung gleich steht, einem Block für den Flußsollwert 14, einem Flußgeber 15, wobei die Differenz zwi-BADORIGINAL - 8 -00 9SA8/021 8sehen dem Sollwert und dem Meßwert einem Flußregler 16 eingegeben wird, der mittels des Umformers 8 die Ermittlung der entsprechenden Suannung gestattet, die nötig ist, um dem Motor einen konstanten Fluß bei verschiedenen Irbeitsfre-.ouenzen zu sichern.009848/0218 COPY
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