DE1926980C3

DE1926980C3 - Verfahren und Anordnung zur Steuerung der Drehzahl eines fremderregten, über einen Ankerstromrichter gespeisten Gleichstrommotors mit Reihenschlußverhalten

Info

Publication number: DE1926980C3
Application number: DE1926980A
Authority: DE
Inventors: Otto 1000 Berlin Hufer
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1969-05-24
Filing date: 1969-05-24
Publication date: 1974-11-21
Also published as: DE1926980A1; GB1307643A; SE355908B; FR2044819A1; DE1926980B2; CH508308A

Description

daß der Ausgang eines Ankersirom-Istwertgebers (9) nicht n».r mit dem Eingang des Ankerstrom-

sung und ein g

Netzspannung erfordcrlicn isi. . . .

Diese Aufgabe wird fur em Vrrfahren der ein-

gg gangs angegebenen Art gemäß _t^Jol^lon Ir

regiere (4), sondern auch mit dem Eingang eines «. durch gelöst, daß das Feld in Abhangigkei von der ersten Verstärkers (6) verbunden ist, dessen Aus- Ausgangsspannung des Ankersiromregiers gegang über ein in Abhängigkeit von der Aussteue- schwächt wird.

rung des Ankerstromreglers (4) veränderbares Eine Anordnung zur Durchfuhrung deserfin-

Feldstrom-Sollwertstellglied (10, 14, 15) mit dem dungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennze ch-

Eingang eines Feldstromreplers (11) verbunden »s net, daß der Ausgang eines Α"^™""¹"*^«;- - . ^{B e} FV/ _{bers nicht nur} ^j_{1 dem Eingan}g des Ankerstrom-

3. Anordnung nach Anspruch!, dadurch ge- reglers, sondern auch mit dem Eingang eines ersten kennzeichnet, daß das Feldstrom-Sollwertstell- Verstärkers verbunden ist, dessen Ausgang über tin glied aus emem ohmschen Widerstand (14) und in Abhängigkeit von der Aussteuerung des Anker, einem dazu in Reihe liegenden Transistor (10) in 30 stromreglers veränderbares Feldstrom-Solhvertstel Emitterschaltung besteht, ^ssen Basiselektrode glied mit dem Eingang eines Feldstromreglers \eran den Ausgang eines eineangsseitig mit dem bunden ist.

Ausgang des Anker-troir,reg.,Ts (4) verbundenen Die in Abhängigkeit vom Aufsteuergrad des An-

zweiten Verstärkers (5) geschaltet ist, und daß der kerstromrichters, d. h. von der Ankerspannung erloi-

Reihenschaltung aus ohmschem Widerstand (14) 35 gende FHdschwächung wird somit vorteilhaft ermog-

und Transistor (10) ein Nebenwiderstand (15) licht, ohne daß besondere Vorkehrungen zur trtas-

parallel geschaltet ist, der einen Minimalwert des sung der Ankerspannung getroffen werden müssen.

Feldstrom-Sollwertes gewährleistet. Da auch der bisher übüche Vergleich der Anker-

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch ge- spannung mit der Netzspannung entfallt, wird der kennzeichnet, daß der zweite Verstärker (5) 4° Schaltungsaufbau erheblich vereinfacht.

durch eine über einen Vorwiderstand (16) züge- Ausgestaltungen der erfmdungsgemaßen Ano

führte Vorspannung so lange gesperrt ist, bis die nung sind in den Patentansprüchen 3 bis 6 geke

Anordenn-

(4)

nung zeichnet.

An Hand eines in der Zeichnung dargestellten

fd l

Widerstände (14, 15) des Feldstrom-Sollwert-Stellgliedes zur Einstellung des gewünschten Feldschwächgrades einstellbar sind.

Ausgangsspannung des Ankerstromreglers

einen bestimmten Wert erreicht hat. An Hand ein g

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch ge- 45 Ausführungsbeispieles fei die Erfindung erläutert, kennzeichnet, daß der Vorwiderstand (16) zur Fig. 1 zeigt in schematicher Darstellung den Einstellung des gewünschten Feldschwächbeginns Schaltungsaufbau einer erfindungsgemaUen Anordeinstellbar ist. nung; die .. .

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 F ig. 2, 3 und 4 zeigen Kenn m.enverlaufe der in bis5, dadurch gekennzeichnet, daß die ohmschen 50 Fig. 1 verwendeten Regler und Verstärker.

) FldSll Der Anker la eines Gleichstrommotors 1 wird

über einen nur schematisch dargestellten steuerbaren Ankerstromrichter 2 gespeist. Die Feldwicklung \b des Gleichstrommotors wird über einen ebenfalls nur 55 schematisch dargestellten steuerbaren Feldstromrich-

ter3 gespeist. Die Aussteuerung des Ankerstromrichters 2 bzw. des Feldstromrichters 3 wird durch einen Ankerstromregler 4 bzw. einen Feldstromregler 11,

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und die jeweils Impulsgeneratoren 8 bzw. 13 aussteuern, eine Anordnung zur Steuerung der Drehzahl eines 60 bestimmt. Dem Eingang des Ankerstromreglers 4 fremderregten, über einen von einem Ankerstrom- wird sowohl der von einem Ankerstrom-Sollwertgeregler gesteuerten Ankerstromrichter gespeisten ber 7 gelieferte Ankerstrom-Sollwert I_Aso„ als auch Gleichstrommotors mit Reihenschlußverhalten, des- der von einem Ankerstrom-Istwertgeber9 gelieferte sen Ankerstrom-Istwert als Maß für den Feldstrom- Ankerstrom-Istwert /,,,,, zugeführt. Der Anker-Sollwert verwendet wird und dessen Feld oberhalb 65 strom-Istwert wird gleichzeitig dem Eingang eines ereines einstellbaren Wertes des Aufsteuergrades des sten Verstärkers 6 zugeführt. Der Ausgang dieses er-Ankerstromrichters kontinuierlich geschwächt wird. sten Verstärkers 6 liefert den Feldstrom-Sollwert l_f _„„, Ein derartiges Verfahren ist aus der Zeitschrift der dem Eingang des Feldstromreglers 11 über

3 4

ein Feldstrom-SaJlwertstellglied 10, 14, 15 zugeführt Null, sondern bis auf einen bestimmten Mimroalwert

wird. Pas Feldstrom-Sollwertglied besteht aus der geschwächt. Wird der Ankerstrom-Sollwert verrin-

Reihenschaltung eines ohmschen Widerstandes 14 gert, dann wird auch die Ausgangsspannung des An-

wnd eines Transistors 10 sowie einem dazu parallel kerstromreglers 4 und damit auch die Au&gangsspan-

liegenden Nebenwiderstand 15. Der Feldstrom-Ist- 5 nung des zweiten Verstärkers 5 wieder kleiner, so

wert if_ti, wird dem Feldstromregler Il von einem daß der Transistor 10 wieder aufgesteuert wird und

Feldstrom-Istwertgeber 12 geliefert. Der Ausgang des die Feldschwächung kontinuierlich abnimmt. Der

Ankerstromreglers 4 ist zusätzlich mit dem Eingang Ankerstramregler 4 arbeitet in der vorstehend be-

eines zweiten Verstärkers 5 verbunden, dessen Aus- schriebenen Anordnung als Zweistufen regler,

gang an die Basiselektrode des Transistors 10 ange- io Die Fig.2 bis4, die die Kennlinienverläufe des

schlossen hl. Der Eingang dieses zweiten Verstär- Ankerstromreglers 4, des zweiten Verstärkers 5 und

kersS ist über einen Vorwiderstand 16 negativ vor- des Feldstrom-Sollwertes J_fsa„ zeigen, lassen diese

gespannt Zusammenhänge leicht erkennen. In F i g. 2 ist die

Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende: Abhängigkeit der Ausgangsspannung U₄ des Anker-

Der Ankerstromrichter 2 wird über den Ankerstrom- «5 Stromreglers 4 von der Regelabweichung X_w darge-

regler4 und den Impulsgenerator 8 entsprechend der stellt.

Differenz des vorgegebenen Ankerstrom-Sollwertes Fig. 3 zeigt die Abhängigkeit der Ausgangsspan- I_AsaH und des Ankerstrom-Istwertes I_Aisl ausgesteu- nung U_s des zweiten Verstärkers 5 von der Ausert. Da der vom Ankerstrom-Istwertgeber 9 gelieferte gangsspannung U₄ des Ankerstromreglers 4.
Ankerstrom-Istwert l_Aiil als Feldstrom-Sollwert ver- »o Fig. 4 gibt schließlich die Abhängigkeit des Feldwendet wird, wird der Feldstromrichter 3 über den strom-Sollwertes /_fs0// von der Ausgangsspannung Feldstromregler 11 und den Impulsgenerator 13 so U_x des Ankerstromreglers 4 wieder. Man erkennt, ausgesteuert, daß der Gleichstrommotor 1 ein Rei- daß der Ankerstromregler4 im Kennlinienbereich henschlußverhalten zeigt. Das bedeutet, daß der PO bis P2 den Ankerstromrichter 2 proportional tut Feldstrom, proportional zum Ankerstrom ansteigt. 25 Regelabweichung X_w aussteuert und im Bereich P1 Der zweite Verstärker 5 wird über eine negative Vor- Hs Pl zusätzlich das Feld schwächt,
spannung so lange gesperrt, bis die Ausgangsspan- Der Feldschwächbeginn läßt sich durch Änderung nung des Ankerstromreglers 4 einen gewünschten Be- des Vorwiderstandes 16 leicht einstellen. Man kann trag erreicht hat. Solange, wie dieser zweite Verstär- somit die Ansprechschwelle der Feldschwächung beker 5 gesperrt ist, ist der Transistor 10 voll leitend, so 30 Üebig ändern und somit auch in den Bereich legen, in daß sein Innenwiderstand gering ist. Auf Grund des dem der Ankerstromrichter 2 noch nicht voll ausgedann relativ geringen Gesamtwiderstandes des Feld- steuert ist. Der Grad der Feldschwächung kann strom-SoIIwertsteUgliedes 10, 14, IS steht der volle durch Änderung der Widerstände 14 und 15 eben-Feldstrom-Sollwert I_tsull am Feldstromregler 11 zur falls leicht eingestellt werden. Damit sich die Vorteile Verfugung. Sobald die Ausgangsspannung des An- 35 der erfindungsgemäßen Anordnung voll auswirken, kerstromreglers 4 die gewünschte Größe erreicht hat, ist es jedoch zweckmäßig, daß die maximale Auswird der zweite Verstärkers ausgesteuert. Der durch gangsspannung des Ankerstromreglers4 so groß ist, seine Verstärkerausgangsspannung gesteuerte Transi- daß der Ankerstromrichter 2 bereits vorher voll ausstor 10 wirkt wie ein Schiebewiderstand, dessen In- gesteuert ist. Günstig ist es beispielsweise, die maxinenwiderstand sich linear mit der Ausgangsspannung *o male Ausgangsspannung des Ankerstromreglers 4 so des zweiten Verstärkers S ändert. Das Feld kann so- zu wählen, daß der Ankerstromrichter 2 bereits bei mit in Abhängigkeit von der Ausgangsspanniug des 90 Prozent der maximalen Ausgangsspannung voll Ankerstromreglers 4 von seinem Maximum bis in die ausgesteuert ist. Mit den übrigen iO Prozent der Aus-Nähe von Null geschwächt werden, denn wegen des gangsspannung kann dann eier bis dahin blockierte Parallelwideritands 15 wird das Feld nicht ganz auf 45 zweite Verstärker 5 ausgesteuert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Elektrische Bahnen«. 38. Jahrgang; (1967), Heft JO

Ätä^wÄS

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stromregier gesteuerten Ankerstromrichter gespeisten Gleichstrommotors mit Reihenschlußverhalten, dessen Ankerstrom-Istwert als Maß für den Feldstrora-Sollwert verwendet wird und

*e Stromregelung durch eine p
setzt ^Erfwsujng und Vergleich ^ p

nung uml der Netzspannung bedeuten jedoch einen unerwünschten Aufwan^α· .. _{Aufebe zu}_

dessen Feld oberhalb eines einstellbarer* Wertes »9 Der Erfindung liegt teW&cArt&te zu

gründe, ein Verfahren und eme Anordnung *" Durchführung des Verfahrens<«™W***^ ^m" *«» ehern es möglich nt, ⁶^SS stromtor mit R^h

im

des Aufsteuergrades des Ankemromricbters kontinuierlich geschwächt wird, dadurch ge-

kennzeichnet, daß das Feld in Abhängig- ^₁₁SS im Fdd

keit von der Ausg^gsspanming des Ankerstrom- stromtor mit Rf^lhen^^blu^"^hX_ß ⁿ ·"" j™* reders geschwächt wird t₅ schwächbetrieb zu betreiben, ohne daß eine Erfas-
2 AnoXng z£ Durchführung des Verfab- sung und ein Vergleich der Ankerspannung und der rens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, rfdlicn isi