DE1806276C3 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE1806276C3 DE1806276C3 DE19681806276 DE1806276A DE1806276C3 DE 1806276 C3 DE1806276 C3 DE 1806276C3 DE 19681806276 DE19681806276 DE 19681806276 DE 1806276 A DE1806276 A DE 1806276A DE 1806276 C3 DE1806276 C3 DE 1806276C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- frequency
- winding
- speed
- voltages
- converter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 20
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 7
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static Effects 0.000 description 1
- 230000003313 weakening Effects 0.000 description 1
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung der Drehzahl eines Asynchronmotors,
welcher zwei voneinander getrennte Wicklungen gleicher Polzahl aufweist, die je aus einer Stromquelle
mit Spannungen veränderlicher Amplitude und Phasenlage derart gespeist werden, daß sie bei Betrieb mit
gleicher oder entgegengesetzter Phasenlage im Motor eine Polumschaltung im Verhältnis 1 :2 bewirken. Ein
solches Verfahren ist z.B. aus der DT-PS 3 24 516 bekannt.
Wegen ihres robusten Aufbaues ist man bestrebt, Asynchronmaschinen überall dort einzusetzen, wo
bisher nur Gleichstrommaschinen infolge ihres günstigen Betriebsverhaltens in Frage kamen. Ein Nachteil
der Asynchronmaschinen besteht jedoch darin, daß ihre Momenten-Drehzahlkennlinie bei Betrieb am starren
Netz nur in einem kleinen Bereich den gewünschten Verlauf hat. Eine Drehzahlregelung ist dabei nicht
möglich. Durch bekannte technische Maßnahmen, wie Sterndreieckumschaltung, Reihen-Parallel-Umschaltung
und Polumschaltung einzelner Wicklungsteüe sowie Spannungssteuerung u. dgl. läßt sich das Verhalten
der Asynchronmaschine etwas verbessern. Universell anwendbar ist die Asynchronmaschine jedoch erst
dann, wenn sie mit rotierenden oder ruhenden frequenzvariablen Umformern gespeist wird. In dynamischer
Hinsicht sind die ruhenden Umformer den rotierenden Umformern überlegen.
Bei dem obenerwähnten bekannten Verfahren (DT-PS 3 24 516) ist ein siufenweises EinsieHen üer
Drehzahl eines Drehfeldmotors möglich, bei welchem der Änderung der Polzahl dienende Wicklungszweige
vorgesehen sind, welche von zwei mechanisch miteinander gekuppelten separaten Wechselstromgeneratoren
gespeist werden. Die Wicklungen dieses Drehfeldmotors
bestehen aus zwei gleichen Wicklungszweigen, von welchen jeder Zweig von einem besonderen Generator
gespeist ist. Dabei wird die Drehzahl jedoch nur in Stufen verändert, denn die Frequenz der die Drehfeldmaschine
speisenden Generatoren wird nicht verändert, so daß keine stetig veränderbare Drehzahl erreichbar
ist Bei einem dieser beiden Generatoren kann die Richtung des Erregerstromes durch einen Umschalter
geändert werden. Bei gleichsinniger Erregung der beiden Generatoren fließen in beiden Wicklungsteilen
des Motors Ströme, welche ein 16poliges Feld im Motor hervorrufen. Bei einem Umkehren der Erregung des
einen Generators wird die Phasenlage der von diesem Generator induzierten Spannung um 180° gedreht,
womit sich in dem Drehfeldmotor ein 8poliges Feld ergibt Die Drehzahl wird dabei also nur in Stufen
verändert, denn die Frequenz der die Drehfeldmaschine speisenden Stromquelle wird nicht verändert. Bei der
Umschaltung von der einen auf die andere Drehzahlstufe ergibt sich ein Drehmomenteinbruch. Wird nämlich
die Erregung des einen Generators umgeschaltet, ist es notwendig abzuwarten, bis die verbleibende Remanenzspannung
auf einen bestimmten Wert abgeklungen ist, bis die Erregung in umgekehrter Richtung wieder
eingeschaltet werden kann. Während dieser Zeitspanne wird nur die eine Wicklung der Drehfeldmaschine von
dem zweiten Generator gespeist, so daß nur ein beschränktes Drehmoment der Drehfeldmaschine zur
Verfügung steht. Erfolgt die Zuschaltung der Erregung des ersten Generators in der umgekehrten Richtung,
ergibt sich ein kräftiger Drehmomentstoß, durch welchen die Drehfeldmaschine in kurzer Zeit auf die
höhere Drehzahl beschleunigt wird. Durch dieses bekannte Verfahren ist es möglich, die schweren
Starkstromschaltapparate zu vermeiden, die sich bei einer direkten Polumschaltung der Drehfeldmaschine
ergeben würden. Eine Umschaltung von der einen auf die andere Drehzahl bedeutet jedoch in jedem Fall
einen starken Drehmomenteinbruch und einen anschließenden starken Drehmomentstoß.
Es ist fernerhin ein Asynchronmotor mit veränderbarer Drehzahl bekannt (DT-PS 8 56 762), welcher
mehrere Wicklungen aufweist, von denen die eine mit Netzfrequenz und die andere Wicklung aus einer
Stromquelle veränderlicher Frequenz gespeist wird. Die Wicklungen dieses Motors sind für gleiche oder
verschiedene Polzahlen gewickelt. In jeder dieser Wicklungen ergeben sich Drehfelder verschiedener
oder gleicher Winkelgeschwindigkeit, wenn beide mit gleicher Frequenz gespeist werden. Bei Speisung der
Wicklungen mit Spannungen voneinander abweichender Frequenz ergibt sich ein Drehfeld mit einer
Winkelgeschwindigkeit entsprechend einer zwischen den beiden Speisefrequenzen liegenden Frequenz. Bei
einer solchen gleichzeitigen Einschaltung mehrerer Wicklungen ergeben sich dabei stets sehr erhebliche
Verluste im Läufer, da dieser nicht mit einem der Drehfelder der speisenden Frequenzen synchron
rotieren kann, so daß von diesen übrigen Drehfeldern erhebliche Spannungen im Läufer induziert werden,
weiche zu entsprechend hohen Strömen und dadurch zu einer zusätzlichen Erwärmung des Läufers und damit zu
vciTüSicfi 1 Ulli eil.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung der Drehzahl eines Asynchronmotors mit
zwei voneinander getrennten Wicklungen anzugeben, bei welchem eine stufenlos« Einstellung der Drehzahl
ohne Drehmomenteneinbrüche in einem großen Bereich möglich ist, ohne daß zusätzliche Verluste
entstehen.
Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht bei dem eingangs erwähnten Verfahren prfindungsgemäß darin,
daß als Stromquellen von einem Netz versorgte Umrichter mit veränderlicher Ausgangsfrequenz dienen
und daß in einem unteren Drehzahlbereich i'ie beiden
Umrichter so gesteuert werden, daß an beiden Wicklungen in Phase befindliche Spannungen gleicher
Frequenz anliegen und daß ab einer bestimmten Drehzahl die beiden Umrichter so gesteuert werden,
daß die Größe ihrer Spannungen und der Frequenz auf die Hälfte ihres augenblicklichen Wertes herabgesetzt
und gleichzeitig der die zweite Wicklung speisende Umrichter so gesteuert wird, daß sich die an der zweiten
Wicklung anliegende Spannung in Phasenopposition gegenüber der entsprechenden "on dem ersten
Umrichter in die erste Wicklung eingespeisten Spannung befindet und anschließend Frequenz und Spannung
so lange erhöht werden, bis die gewünschte Drehzahl erreicht ist.
Durch dieses Verfahren wird der nutzbare Drehzahlbereich der Asynchronmaschine erweitert, und die
Verluste werden gering gehalten.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher
beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 den Stator einer umrichtergespeisien Asynchronmaschine
im vierpoligen Betrieb,
Fig.2 den Stator einer umrichtergespeisten Asynchronmaschine
im zweipoligen Betrieb,
F i g. 3 die Kennlinie der Asynchronmaschine.
In den Fig. 1 und 2 ist der Stator 1 einer Asynchronmaschine mit zwei getrennten Wicklungen
dargestellt, deren Wicklungsanschlüsse mit U], V], W1
bzw. U2, V2, W2 bezeichnet sind. Die Sternpunktklemmen
dieser Wicklungen sind mit den Bezeichnungen X1, y\, Z] bzw. X2, y2, z2 versehen. Die Wicklungsanschlüsse
U], V], W] liegen an den drei Phasen eines nicht
dargestellten ersten Umrichters I und die Wicklungsanschlüsse Ui, V2, W2 an den drei Phasen eines ebenfalls
nicht dargestellten zweiten Umrichters 11.
Die Spannungen des Umrichters I sind in den F i g. 1 und 2 mit ausgezogenen und die des Umrichters II mit
gestrichelten Linien unterstrichen. In der F i g. 1 sind die Spannungen der Umrichter 1 und II für den vierpoligen
und in Fig.2 für den zweipoligen Betrieb der Asynchronmaschine angegeben. Die Umschaltung von
der einen in die andere Betriebsart geschieht also nicht durch mechanisches Schalten, bei dem vor und nach der
Umschaltung verschiedene Wicklungskombinationen an das gleiche Spannungssystem angeschlossen sind,
sondern durch Veränderung der Spannungen nach Frequenz und Phasenlage in den einzelnen Wicklungen.
Die Spannungsänderung kann z. B. in bekannter Weise durch eine Veränderung der Ansteuerung der Thyristoren
in den Umrichtern I und II bewirkt werden.
Im zweipoligen Betrieb speist der Umrichter I die erste Wicklung der Asynchronmaschine mit den Spannungen
Uul = U ■ sin wt,
U.., = U sin in·! H- 120").
Uwl = U sin (vvi -I- 240),
und der Umrichter II speist die zweite Wicklung mit
den Spannungen
(./„, = U ■ sin vv/,
l',.2 = U sin (vvi + 120"),
L'„,2 = U sin (vvi + 240").
Um die Asynchronmaschine mit effektiv zwei Polen
zu betreiben, werden die einzelnen Spannungen derart verändert (Fig. 2), daß für die erste Wicklung
Uui = U · sin " i,
Url = U-sin(y t + 240 Y
LZ111 - U sin C^ t + 120")
und für die zweite Wicklung
L'-, = -U sin V^ /,
Ur2 = -UUn
ζ ι +240 V
Uw2 = -L/sin(~ t + 120Λ
Uw2 = -L/sin(~ t + 120Λ
gilt. Wie man an Hand einer einfachen Rechnung
zeigen kann, wird durch eine in dieser Weise vorgenommene Umsteuerung der Vierpolbetrieb einer Asynchronmaschine
in einen Zweipolbetrieb umgewandelt und somit die doppelte Flußamplitude erreicht.
In F i g. 3 ist das von der Asynchronmaschine geforderte Drehmoment Meim Verhältnis zum maximal
abgebbaren Moment Mmax über der normierten
Ständerfrequenz f/fv aufgetragen, wobei fv die Frequenz
ist, die im vierpoligen Betrieb bei ungeschwächtem Motorfluß und Vollaussteuerung des Umrichters
(U — Umax) auftritt. Ein derartiger Momentenverlauf
ergibt sich beispielsweise bei konstanter Eingangsleistung eines Antriebes.
Das Moment M2, in der Figur als ausgezogene
Kennlinie dargestellt, ist das vom Motor bei der dargestellten Umrichterausgangsspannung U2 im vierpoiigen
Betrieb (p = 2) und unbegrenzter Eingangsleistung abgebbare Kippmoment. Entsprechend ist das
Moment M], in der Figur als gestrichelte Kennlinie dargestellt, das vom Motor bei der Umrichterausgangsspannung
U\ im zweipoligen Betrieb (p = 1) abgebbare Kippmoment. Die dabei auftretenden Ständerfrequenzen
sind mit Z2 bzw. mit /i bezeichnet.
Im unteren Drehzahlbereich ist der Spannungsverlauf über der Frequenz so aufgetragen, daß die Induktionsamplitude in beiden Betriebsarten gleich groß ist.
In F i g. 3 ist außerdem die Drehzahl, bezogen auf die
Maximaldrehzahl des Motors, eingetragen. Man erkennt aus dieser Darstellung, daß das Kippmoment im
vierpoiigen Betrieb bereits bei der halben fviaximaidrehzahl
das geforderte Lastmoment unterschreitet. Um den Schnittpunkt des Kippmomentes der Asynchronmaschine
mit dem geforderten Moment Mt nach größeren
Frequenzen hin zu erweitern, wird ?.. B. im Punkte
MkiPp2IMm.lx = 0,5
MkiPp2IMm.lx = 0,5
vom vierpoligen Betrieb auf zweipoligen Betrieb umgeschaltet. Die Spannung des Umrichters springt
dadurch von Ui auf den entsprechenden Wert Uu
während für das Moment
gilt. Um die Drehzahl konstant zu halten, muß jedoch
die Frequenz von hJU = i/2 auf
hl U · = 1^2 bzw. hifi = 1/2
springen. Das nunmehr abgebbare Kippmoment
schneidet die Kurve des geforderten Momentes erst bei der Maximaldrehzahl, so daß die Asynchronmaschine auch noch bei höheren Frequenzen das geforderte Moment abgeben kann. Die Polumschaltung wird vorzugsweise im Bereich der Feldschwächung vorgenommen, sie kann aber auch bereits im Bereich des konstanten Flusses angewendet werden. In diesem Falle ist die Amplitude aller Spannungen nach derr Umschalten auf den halben Wert einzustellen.
schneidet die Kurve des geforderten Momentes erst bei der Maximaldrehzahl, so daß die Asynchronmaschine auch noch bei höheren Frequenzen das geforderte Moment abgeben kann. Die Polumschaltung wird vorzugsweise im Bereich der Feldschwächung vorgenommen, sie kann aber auch bereits im Bereich des konstanten Flusses angewendet werden. In diesem Falle ist die Amplitude aller Spannungen nach derr Umschalten auf den halben Wert einzustellen.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Steuerung der Drehzahl eines Asynchronmotors, welcher zwei vonei; icr getrennte Wicklungen gleicher Polzahl aufv, eist, die je aus einer Stromquelle mit Spannungen veränderlicher Amplitude und Phasenlage derart gespeist werden, daß sie bei Betrieb mit gleicher oder entgegengesetzter Phasenlage im Motor eine |O Polumschaltung im Verhältnis 1 :2 bewirken, d a durch gekennzeichnet, daß als Stromquellen von einem Netz versorgte Umrichter mit veränderlicher Ausgangsfrequenz ditnen und daß in einem unteren Drehzahlbereich die beide". Umrichter so gesteuert werden, daß an beiden Wicklungen (U, Xr, Vu Yr, Wu Zr, U2, X2; V2, Y2; W2, Z2) in Phase befindliche Spannungen gleicher Frequenz anliegen und daß ab einer bestimmten Drehzahl die beiden Umrichter so gesteuert werden, daß die Größe ihrer >o Spannungen und der Frequenz auf die Hälfte ihres augenblicklichen Wertes herabgesetzt und gleichzeitig der die zweite Wicklung speisende Umrichter so gesteuert wird, daß sich die an der zweiten Wicklung anliegende Spannung in Phasenopposition gegenüber der entsprechenden von dem ersten Umrichter in die erste Wicklung eingespeisten Spannung befindet und anschließend Frequenz und Spannung so lange erhöht werden, bis die gewünschte Drehzahl erreicht ist.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19681806276 DE1806276B2 (de) | 1968-10-31 | 1968-10-31 | Verfahren zur steuerung der drehzahl eines asynchronmotors |
SE1481269A SE358778B (de) | 1968-10-31 | 1969-10-29 | |
GB5293969A GB1277079A (en) | 1968-10-31 | 1969-10-29 | Improvements relating to the control of asynchronous machines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19681806276 DE1806276B2 (de) | 1968-10-31 | 1968-10-31 | Verfahren zur steuerung der drehzahl eines asynchronmotors |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1806276A1 DE1806276A1 (de) | 1970-05-14 |
DE1806276B2 DE1806276B2 (de) | 1977-04-28 |
DE1806276C3 true DE1806276C3 (de) | 1977-12-08 |
Family
ID=5712029
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19681806276 Granted DE1806276B2 (de) | 1968-10-31 | 1968-10-31 | Verfahren zur steuerung der drehzahl eines asynchronmotors |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1806276B2 (de) |
GB (1) | GB1277079A (de) |
SE (1) | SE358778B (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1126294B (it) * | 1977-10-12 | 1986-05-14 | Sole Spa | Dispositivo di azionamento per il cesto di una lavabiancheria automatica |
-
1968
- 1968-10-31 DE DE19681806276 patent/DE1806276B2/de active Granted
-
1969
- 1969-10-29 SE SE1481269A patent/SE358778B/xx unknown
- 1969-10-29 GB GB5293969A patent/GB1277079A/en not_active Expired
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2681841A2 (de) | Steuereinheit | |
DE2057073A1 (de) | Antriebssystem mit Reluktanzmotor | |
DE2756575C2 (de) | ||
DE3107654C2 (de) | Teilwicklungsschaltung zum Anfahren eines Drehstrommotors | |
DE1438568B2 (de) | Wicklungsanordnung fuer einen polumschaltbaren einphasen wechselstrommotor | |
DE1806276C3 (de) | ||
EP0045951A2 (de) | Verfahren zum Betrieb eines Umrichters mit Gleichstromzwischenkreis zur Speisung einer Drehfeldmaschine | |
DE2358527B2 (de) | Radiales aktives magnetisches Lager | |
DE9112183U1 (de) | Elektrische Maschine mit einem magnetisch gelagerten Läufer | |
DE2556582C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Mehrphasen-Wechselstrommotors | |
DE1806276B2 (de) | Verfahren zur steuerung der drehzahl eines asynchronmotors | |
DE102017130869A1 (de) | Elektrisches Getriebe und Verfahren zum Betreiben eines Elektromotors | |
DE167844C (de) | ||
WO2018036767A1 (de) | Elektrische antriebseinrichtung | |
DE535999C (de) | Senkschaltung fuer elektrische Hebezeuge mit Drehstromantrieb | |
DE1538346C (de) | Stromversorgungsanlage fur etwa konstante Frequenz | |
DE849728C (de) | Vorrichtung zum Synchronisieren eines Induktionsmotors | |
DE138035C (de) | ||
DE2008032C3 (de) | Steuerschaltung für in einer Ringschaltung angeordnete Halbleiterschaltelemente zur Schaltung der Ständerwicklungsstränge eines Stromrichte rmotors | |
DE103627C (de) | ||
DE2022750A1 (de) | Verfahren und Einrichtung zur Einstellung von Schrittmotoren auf eine definierte Schrittstellung | |
DE2206474A1 (de) | Erregungssystem fuer synchronmaschinen | |
DE954082C (de) | Anordnung zum elektrischen Bremsen von Drehstrom-Nebenschlussmotoren | |
DE701329C (de) | Drehzahlwaechter, bestehend aus einem mit der zu ueberwachenden Maschine gekuppeltenAsynchronmotor | |
DE112094C (de) |