DE1908968A1 - Drehzahlsteuer- und Regeleinrichtung von Drehstrommotoren mit elektrischer Gleichstrombremsung unter Anwendung von antiparallel geschalteten Ventilen - Google Patents

Description

• Drehzahlsteuer- und Regeleinrichtung von Drehstrommotoren mit elektrischer Gleichstrombremsung unter Anwendung von antiparallel geschalteten Ventilen In der Antriebstechnik finden Drehstrommotoren, deren Drehzahl einstellbar ist, zunehmende Anwendung. Hierbei handelt es sich meist um Schleifringläufermotoren, deren Drehzahl durch einen Widerstand im Läuferkreis oder mit Hilfe von Wirbelstrombremsen beeinflußt werden kann. Bei Verwendung von Thyristoren ist es möglich, die Drehzahlbeeinflussung dadurch über den Ständerkreis vorzunehmen, daß in die Drehstromzuleitungen antiparallele Zellen gelegt werden, von denen drei als Silicium-Dioden und die ihnen entgegengeschalteten Zellen als Thyristoren ausgeführt werden. Durch Aeschnittsteuerung der Thyristoren kann die am Notor wirksam werdende Drehspannung zwischen Null und ihrem vollen Wert eingestellt werden. Dadurch läßt sich die-Drehzahl stufenlos zwischen Null und ihrem Nennwert verändern.
• Die Ausbildung der Anordnung kann dabei so sein, daß bei der Verzögerung des Motors, in bekannter Weise, elektrische Leistung an das Drehstromnetz zurückgeliefert wird. Bei dem dann herrschenden Wechselrichterbetrieb können jedoch im praktischen Betrieb Schwierigkeiten auftreten, da bei Netzspannungsabsenkungen während des Bremsbetriebes kurzschlußartige Überströme auftreten könnenEs ist daher vorteilhafter, auf die elektrische Nutzbremsung und den dabei-au£-tretenden Wechselrichterbetrieb zu verzichten.
• Andererseits besteht aber ein Bedürfnis, nach einer wirksamen elektrischen Bremsung.
• Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Schaffung einer Drehzahlsteuer- und Regeleinrichtung von Drehstrommotoren mit elektrischer Gleichstrombremsung unter Anwendung von antiparallel geschalteten Ventilen in den Drehstromzuleitungen zugrunde, von denen das eine Ventil steuerbar und das andere Ventil nicht steuerbar ist.
• Es ist bereits bekannt geworden, Drehstrommotoren mit zwei Wicklungen zu versehen, von denen die eine der Antriebssteuerung und die andere der Bremssteuerung zugeordnet ist0 Dies erfordert aber Sonderausführungen von Motoren.
• Die Erfindung hat es sich demgemäß zur rufgabe gemacht, Drehstrommotoren serienmäßiger Ausführung in Gestalt von Schlbifringläufer- oder Käfigläufermotoren anzuwenden, wobei sowohl die Treibsteuerung wie auch die Bremssteuerung auf die gleiche Drehstromwicklung einwirken und nur eine einzige Drehzahlregeleinrichtung erforderlich ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Verringerung der erforderlichen Anzahl der Ventile.
• Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß für die Gleichstrombremsung ein Transformator vorgesehen ist, dessen Sekundärwicklung eine Mittenanzapfung aufweist, die unmittelbar oder über antiparallel geschaltete Ventile mit der otorklemme der einen Phase verbunden ist, während die Enden der Sekundärwicklung unmittelbar oder über Thyristoren mit den Motorklemmen der beiden anderen Phasen verbunden sind.
• Ein weiteres wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß für den Treib- und den Bremsbetrieb getrennte Stromregler vorgesehen sind, die über Impulssteuergeräte die für den Treibbetrieb- vorgesehenen Ventile bzw. die für den Bremsbetrieb bestimmten Ventile aussteuern und ein einziger, für den Treib- und 3remsbetrieb wirksamer Drehzahlregler vorgesehen ist, der sowohl den Stromregler des Triebzweiges als auch des Bremsweiges aussteuert.
• Um sicherzustellen, , daß inner eines der Impulsstuergeräte -zur Steuerung der Thyristoren gesperrt ist, werden gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung an den Impulssteuergeräten Kurzschließer vorgesehen.
• An Stelleeder Anwendung getrennter Thyristoren, über welche die Enden der Sekündärwicklung mit den Motorklemmen der beiden anderen Phasen als die mit der Mittenanzapfung des Transformators verbundene verbunden sind, können für die Bremssteuerung auch zwei der für die Drehspannungssteuerung vorgesehenen steuerbaren Ventile bei Abschaltung der zu diesen antiparallel liegenden nicht-steuerbaren Ventile, verwendet werden.
• Vorteilhaft erfolgt die Umschaltung vom Treibbetrieb auf den Bremsbetrieb und umgekehrt erst dann, wenn die Regelabwe@chung einem bestimmten Wert überschritten hat, das Impulssteuergerät eur Sperrung der Thyristoren in die Nullage gebracht worden ist, die Netzschalter geöffnet sind und der Regelsinn umgepolt worden ist.
• Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß ein und derselbe Drehzahlregelkreis sowohl für den Xreibbetrieb als auch für den Bremsbetrieb wirksam 3t, wobei für den Bremsbetrieb eine Umkehrung des Regelsinnet erfolgt.
• Die Erfindung ist in den Figuren 1 bis 4 beispielsweise darge stellt.
• In der Figur 1 ist Prinzipschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Speisung des Motors 1 aus den Phasen R, S, T, erfolgt über die Thyristoren 2.1, 2.2 und 2.3 und über die zu diesen Thyristoren antiparallel liegenden Dioden, indbesondere Siliziumdioden 3.1, 3.2 und 3.3.
• Zur Ermöglichung der Umkehr der Brehrichtung sind noch Phasenwendeschütze 4.1 und 4.2 vorgesehen. Für die Gleichstrombremsung ist ein besonderer Transformator 5, vorhanden, dessen Primärwicklung 20 beispielsweise von den Phasen S und T gespeist wird, während die Sekundärwicklung 22 mit einer Mittenanzapfung 24 versehen ist, die mit der Klamme S der Motors verbunden ist.
• Die Enden der Sekundärwicklung 5 liegen über Thyristoren 6.1 und 6.2 unmittelbar es den zu den Motorklemmen R und T ftihrenden Leitungen.
• Figur 2 zeigt eine Ausführungsform einer Regelanordnung für die Anordnung nach der Figur 1.
• Mit dem Motor 1 ist eine Tachometermaschine 7 gekuppelt, deren Ausgang als Drehzahlistwert entgegen dem Drehzahlsollwerts ns am Eingang des Drehzahlreglers 10 liegt.
• Der Ausgang des Drehzahlreglers 10 wird mit dem über die Strommeßeinrichtung 8 erfaßten Ankerstrom dem Stromregler 11, der für den Treibbetrieb wirksam ist, zugeführt. Der Stromregler 11 -steuert über das Impulssteuergerät 12 die Thyristoren 2 aus. Der von der Stromeßeinrichtung 8 erfaßte Ankerstromwert wird als Stromsignal über den Gleichrichter 9 gleichgerichtet und den Sollwert des Stromes aus dem Drehzahlregler 10 entgegangeschaltet.
• Das Impulssteuergerät 12 ist mit einer Gittersperre 16 verbunden, die im geschlossenen Zustand die Impulse in einer Phasenlage festhält, bei der die Thyristoren 2 voll gesperrt sind. ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ Während des Bremsbetriebes ist die Gittresperre 16 geschlossen und es werden ueber den weiter vorgesehenen Stromregler 13 und ein weiteres Impulssteuergerät 14 die für die Bremsung vorgesehenen Thyristoren 6 ausgesteuert. Dabei ist die diesem Kreis zugeordnete Gittersperre 15 geöffnet.
• Durch die wechselseitige Freigabe der Gittersperren 15 und 16 wird sichergestellt, daß nur die Treibthyristoren 2 oder dieß Bremsthyristoren 6 Strom führen.
• Bed der in Figur 3 dargesteLlten Schaltungsanordnung werden für die Bremssteuerung keine besonderen Thyristoren benötigt. Eierbei ist der -Speisetransformator 5, der ebenfalls mit einer Nittenanzapfung 23 versehen ist, zwischen dem Netz und einem Paar der antiparallel geschalteten Zellen, hierbei ebenfalls mit der Phase 5 verbunden.
• Die Enden der Sekundärwicklung 22, 24 liegen an zwei -Umschaltern 6, die in den phasen R, T die Dioden 3.1 und 3.3, während des Treibbetriebes antiparallel zu den in den gleichen Phasen liegenden Thyristoren 2.1 und 2.3 schalten und während des Bremsbetriebes die Sekundärwicklung 22, 24 des Speisetransformators 5 mit den Thyristoren 2.1 und 2.3 verbinden.
• Die Regelungsanordnung zu der Schaltung des Leistungskreises nach Figur 3 geht aus der Figur 4 hervor. Hierbei sind im Gegensatz zu der Anordnung nach der Figur 2 nur ein einziger Stromregler 11 und ein einziges Impulssteuergerät 12 vorgesehen.
• Beide sind sowohl während des Treib- wie auch des Bremsbetriebes wirksam. Die Wirkungsweise von Drehzahl- und Stromregler entspricht der in Verbindung mit der-Anordnung nach Figur 2 erläuterten. Es ist jedoch hierbei zum tbergang vom Treibbetrieb auf den Bremsbetrieb ein Umschalter 26 vorgesehen, der in der einen Stellung die Differenz des Drehzahlsollwertes n5 und des von dem Tachogenerator 7 abgegebenen Stromistwertes unmittelbar und in der anderen Stellung über einen Unkehrverstärker 14 dem Drehzahlregler 10 zuführt.
• Din zum Drehzahlregler 10 und den Stromreglern 11, 13 parallel liegenden RC-Glieder 28 dienen zur Stabilisierung der Regelkreise.
• Die Erfindung ermöglicht es, auf einfache Weise Und durch Anwendung serienmäßiger Drehstrommotoren einen Treibbetrieb und einen wirksamen Bremsbetrieb auszuführen, wobei nur ein geringer Ge'räteaufwand erforderlich ist.

Claims (7)

P A T E N T A N S P R Ü C H E

1.) Drehzahlsteuer- und Regeleinrichtung von Brehstrommotoren mit elektrischer Gleichstrombremsung unter Anwendung von antiparallel geschalteten Ventilen in den Drehstromsuleitungen, von denen das eine Ventil steuerbar und das anders nicht steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß für die Gleichstrombremsung ein Transformator vorgesehen ist, dessen Sekundärwicklung eine Mittenanzapfung aufweist, die unmittelbar oder über antiparallel geschaltete Ventile (2.2, 3.2) mit der Motorklemme der einem Phase verbunden ist, während die Enden der Sekundärwicklung über Thyristoren (2.1, 2.3 bzw. 6.1, 6.2) mit den Motorklemmen der beiden andewren Phasen verbunden sind.

2.) Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß für den Treib- und den Bremsbetrieb getrennte Stromregler (11, 13) vorgesehen sind, die über Impulssteuergeräte (12, 14) die Treibventile (2) bzw. die Bremsventile (6) aussteuern und ein einziger, für den Ureib- und den Bremsbetrieb wirksamer Drehzahlregler (10) vorgesehen ist, der sowohl den Stromregler des Treibzweiges (11) als auch des Bremszweiges (13) aussteuert.

3.) Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Eurzschließer Q15, 16) sicherstellen, daß im Betrieb immer eines der Impulssteuergeräte (12, 14) gesperrt ist.

4.) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bremssteuerung zwei der für die Drehspannungssteuerung vorgesehenen steuerbaren Ventile (2.1,!; 2.3), bei Abschaltung der zu diesen antiparallel liegenden nicht steuerbaren Ventile, verwendet werden.

5.) Einrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung vom Treibbetrieb auf den Bremsbetrieb und umgekehrt erst dann erfolgt, wenn die Regelabweichung einen bestimmten Grenzwert -überschritten hat-, das Impulssteuergerät .(12) zur Sperrung der Thyristoren (2) in die Nullage gebracht worden ist, die Netzschalter (4.1, 4.2) geöffnet sind, und der Regelsinn umgepolt worden ist.

6.) Einrichtung nach Anspruch 1, 4 und 5, dadurch-gekennzeichnet, daß der gleiche Drehzahlregelkreis (10) sowohl für den Treibkreis als auch für den Bremsbetrieb wirksam ist.

7.) Einrichtung nach Anspruch 1 und 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für den Bremsbetrieb eine Umkehrung des Regelsinnes erfolgt.

L e e r s e i t e