DE1613549B2

DE1613549B2 - Steuereinrichtung für steuerbare Gleichrichter

Info

Publication number: DE1613549B2
Application number: DE1613549A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. Birr Schicht (Schweiz)
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1967-10-03
Filing date: 1967-10-28
Publication date: 1978-06-08
Also published as: DE1613549C3; US3509439A; CH464340A; DE1613549A1

Description

35

40

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für steuerbare Gleichrichter einer halbgesteuerten, auf dem Rotor eines Synchronmotors angeordneten Gleichrichterbrücke, mit einer an die Erregermaschine angeschlossenen Steuereinheit und mit wenigstens einem, der Feldwicklung des Synchronmotors parallelliegenden Widerstand.

Bei schleifringlosen Synchronmaschinen (Generatoren oder Motoren) läuft der Anker der Erregermaschine mit der Welle um. Die Erregermaschine wird dabei als Wechselstrommaschine ausgeführt, die über Gleichrichter die Feldwicklung der Synchronmaschinen speist.

Bei Synchronmotoren mit Selbstanlauf entsteht hierbei die Schwierigkeit, daß die während des Anlaufs in der Feldwicklung induzierte Wechselspannung sich infolge des Gleichrichters nur in einer Richtung entladen kann. Der so entstehende Gleichstrom baut ein Rotorfeld auf, welches drehzahlfrequente Statorströme induziert, die das Drehmoment beim Anlauf verringern, insbesondere bei kleinen Drehzahlen.

Man hat daher zusätzlich steuerbare Stromrichterelemente vorgesehen, die während des Anlaufes die Erregerwicklung in jeder Halbwelle kurzschließen und die in der Erregermaschine erzeugte Spannunjg vom Gleichrichter abhalten (US-Patent 31 00 279).

Bei einer anderen Ausführungsform werden während des Anlaufes den Gleichrichtern gesteuerte Halbleiter antiparallel geschaltet, so daß die induzierte Wechselspannung in beiden Halbwellen einen Strom erzeugen kann, dann fließt ein Wechselstrom in der Erregerwicklung, der das Anlaufdrehmoment nicht beeinflußt (US-PS 30 98 959). ^M

Die eine angegebene Lösung erfordert mindestens drei zusätzliche Thyristoren, von denen mindestens einer für den vollen Erregerstrom ausgelegt werden muß. Die andere Lösung besitzt zwar nur zwei zusätzliche Thyristoren, hat aber den Nachteil, daß das Anlaufdrehmoment nicht den günstigsten Wert hat oder ein hierzu erforderlicher Widerstand nach dem Anlauf durch einen Thyristor überbrückt werden muß, der dann für den vollen Erregerstrom auszulegen wäre.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art zu ichaffen, die die Nachteile des Bekannten nicht aufweist und in der kein Thyristor für den vollen Erregerstrom ausgelegt werden muß und die Steuereinrichtung weitgehend unabhängig von den Daten des Motors ausgeführt werden kann.

Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, daß bei einer Steuereinrichtung der eingangs genannten Art die an die Erregermaschine angeschlossene Steuereinheit aus einem Isoliertransformator und einem weiteren aus Dioden bestehenden Hilfsgleichrichter mit Belastungswiderständen besteht.

Bei dieser Lösung braucht kein Thyristor für den vollen Erregeirstrom ausgelegt zu werden. Außerdem hat sie den Vorteil, daß die Steuereinrichtung unabhängig von den Daten des Motors in gleicher Weise ausgeführt werden kann, wobei nur die Übersetzung des Isoliertransforrnators angepaßt zu werden braucht.

Die Figur zeigt ein Beispiel des Erfindungsgegenstandes mit einem einzigen Parallelwiderstand und der Steuerung der gesteuerten Stromrichter.

In der Figur stellt 1 den Stator des schleifringlosen Synchronmotors dar, 2 die am Rotor befindliche Erregerwicklung. Alle Teile, welche innerhalb der gestrichelten Linie liegen, sind mit dem Rotor drehbar. Hierzu gehören der Anker 3 der Erregermaschine, der Parallelwiderstand 4, der Gleichrichter mit den Dioden 5 und den gesteuerten Stromrichtern 6. Ebenfalls ist die Steuereinrichtung mit den in V geschalteten Isoliertransformatoren 7, mit dem Hilfsgleichrichter 8 mit dem zugehörigen Belastungswiderstand 9 und den Zener-Dioden 10 mit dem Rotor drehbar. Die Feldwicklung 11 der Erregermaschine steht fest und wird aus der Gleichstromquelle 12 über den Einstellwiderstand 13 und den Schalter 14 gespeist. Die Gleichstromquelle 12 kann auch ein«: Gleichrichteranordnung sein, welche aus dem Drehstromnetz gespeist wird. Der Hilfsgleichrichter 8 und der Belastungswiderstand 9 brauchen hierbei nur für den Steuerstrom ausgelegt zu werden.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Beim Anlaufen wird, solange der Synchronismus nicht erreicht wird, in der Feldwicklung 2 eine Wechselspannung abnehmender Frequenz erzeugt. Diese gleicht sich über den Widerstand 4 aus. Der hierdurch entstehende Wechselstrom hat keinen Einfluß auf das Drehmoment des Motors. Solange die Erregermaschine 3 keine oder nur eine geringe Spannung (infolge der Remanenz) erzeugt, liegt hinter dem Isoliertransformator 7 auch an den Gleichrichtern 8 keine oder nur eine geringe Spannung. Die Steuerspannung reicht dann nicht aus, um die gesteuerten Stromrichter 6 zu zünden. Erreicht aber der Motor eine nahe dem Synchronismus liegende Drehzahl, so wird die Feldwicklung 11 der Erregermaschine durch Einschalten des Schalters 14 an Spannung gelegt. Dann wächst die Spannung in der Ankerwicklung 3 rasch an. Hierdurch steigt auch die Spannung am Isoliertransformator 7 und am Gleichrichter 8 und damit die Steuerspannung für die gesteuerten Stromrichter 6. Dadurch wird die Gleichrichteranordnung 5,6 geöffnet und der Erregerstrom gelangt an die Erregerwicklung 2.

Die Zener-Dioden 10 dienen dazu, einen zu starken Anstieg der Steuerspannung zu verhindern.

Zur weiteren Vereinfachung kann man als Isoliertransformator in der Erregermaschine eine Hilfswicklung vorsehen, an die der Hilfsgleichrichter 8 angeschlossen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: ίο

1. Steuereinrichtung für steuerbare Gleichrichter einer halbgesteuerten, auf dem Rotor eines Synchronmotors angeordneten Gleichrichterbrücke, mit einer an die Erregermaschine angeschlossenen Steuereinheit und mit wenigstens einem, der Feldwicklung des Synchronmotors parallelliegenden Widerstand, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Erregermaschine (3) angeschlossene Steuereinheit aus einem Isoliertransformator (7) und einem weiteren, aus Dioden (8) bestehenden Hilfsgleichrichter mit Belastungswiderständen (9) besteht

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Isoliertransformator (7) in V geschaltet tst

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Steuergitter und Kathode der Thyristoren Zenerdioden (10) geschaltet sind.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isoliertransformator (7) durch eine Hilfswicklung in der Erregermaschine gebildet wird.

25