DE2006362A1

DE2006362A1 - Schaltungsanordnung zur Gleichlauf steuerung von Wechselstrommotoren

Info

Publication number: DE2006362A1
Application number: DE19702006362
Authority: DE
Inventors: Josef Leggiuno Roebbelen Dirk Dipl Ing Angera Varese Eder (Italien) M H02p 7 00
Original assignee: European Atomic Energy Community Euratom
Current assignee: European Atomic Energy Community Euratom
Priority date: 1970-02-09
Filing date: 1970-02-09
Publication date: 1971-08-12
Also published as: BE761891A; NL7100954A; FR2078383A5; LU62558A1; GB1274423A

Description

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DipL-ing.RidxirdNüller-B5mer DfpL-lng. Hans-Heinridi Wey rifDAl

Berlitij den 9. Februar 1970

EUROPAEISCHE ATOMGEMEINSCHAFT (EURATOM)

Patentanmeldung

Schaltungsanordnung zur Gleichlaufsteuerung von Wechselstrommotoren

Die Erfindung bezieht sich auf die Gleichlaufsteuerung nach Geschwindigkeit und Phase zwischen mindestens zwei Wechselstrommotoren .

Die Synchronisierung von mehreren Antrieben spielt in der Technik, beispielsweise der Papierherstellung, eine bedeutende Rolle. Eine konstante Geschwindigkeitsbeziehung zwischen zwei Antrieben läßt sich in bekannter Weise durch Verwendung von ßynchron-Motoren verwirklichen, die aus einem gemeinsamen Netz

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betrieben werden. Um zudem noch die Phasenbeziehung zwischen den beiden Antrieben regeln zu können, wurde bisher mindestens einem der Antriebe ein Phasenschieber, beispielsweise ein Drehtransformator, vorgeschaltet, der luanuell oder über oinen geeigneten Regelkreis eingestellt wird. Weiter ist es bekannt, daß man durch eine variable Belastung mindestens eines der Antriebe mit Hilfe einer elektrischen Brsmse (Wirbelstrombremse oder variable Kupplung) den Phasenwinkel zwischen dem Drehfeld und dem Rotor beeinflussen kann. Als nachteilig sind für beide genannten Lösungen der Phasensynchronisierung der nicht unerhebliche Leistungsverbrauch für die Regelung und W die Einstellträgheit auf Grund der mechanisch bewegten Teile zu erwähnen.

Die Erfindung löst die Aufgabe, zwei oder mehrere Antriebe durch rein elektronische und daher praktisch leistungslose und schnelle Schaltelemente nach Geschwindigkeit und Phase zu synchronisieren. Die Erfindung besteht darin, daß als Energiequelle eine Gleichspannungsquelle vorgesehen ist, aus der in je einem statischen Umformer auf Grund von Steuerimpulsen der Wechselstrom zur Speisung eines Motors erzeugt wird, und daß die von einer zentralen Impulsquelle kommenden Steuerimpulse je ein ImpulsverzögerungEo'lieu durchlaufen, "dessen Verz"jurun£sz£it .auf fc Grund eines Phasenvergleichs von am Rotor abgelesenen Impulsen (Istwert) mit den Steuerimpulsen der Quelle (Sollwert) regelbar ist.

Es ist offenbar, daß man eine derartige elektronische Regelung auch leicht dahingehend erweitern kann, daß die Rotorachsen zueinander in einer beliebigen gewünschten Phasenbeziehung stehen. Dies wird erreicht durch Einfügen eines entsprechenden Verzögerungsglieds in die Zuleitung zwischen der Impulsquelle und mindestens einem der regelbaren Verzögerungsglieder. Weiter läßt sich auch durch Impulsteilung der einem der Antriebe zugeführten Steuerimpulse die Geschwindigkeit dieses Antriebs um einen

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ganzzahligen Teiler reduzieren, ohne daß die Phasensynchronisierung dabei beeinträchtigt würde. Wegen dieser Vorteile der hohen Flexibilität hat sich die erfindungsgeraäße Schaltungsanordnung zur Steuerung von aus mehreren rotierenden Blenden bestehenden Neutronenchoppem in Kernstrahlungsexperimenten bewährt.

Nachfolgend wird die Erfindung mit Hilfe einer Figur näher erläutert, die in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Synchronisierung von drei Antrieben zeigt.

Es seien drei Drehstrommotoren K 1, M 2. und M j zu synchronisieren. Der die einzelnen Motoren speisende Drehstrom wird in einem statischen Umformer 1,2, 3 für Jeden Motor getrennt gebildet. Der Umformer leitet aus einem Gleichstromnetz *t mit Hilfe von Leistungsschaltern (z.B. Thyristoren) ein Drehstromnetz ab, dessen Phasen allein durch Steuerimpulse bestimmt sind, die die Thyristoren schalten. Die Gleichstromnetze, aus denen die einzelnen Umformer gespeist werden, können identisch sein oder nicht; sie können auch durch Gleichrichtung des Stroms aus einem Wechselstromnets oder einem Drehstromnetz entstanden sein.

Die den Umformern zugeführten Steuerimpulse stammen alle von einem gemeinsamen Steuerimpulsgenerator 5? dessen Impulsfrequenz gemäß der gewünschten Umdrehungsgeschwindigkeit der Rotoren eingestellt wird: Er liefert entweder einen Impuls pro Rctcrumdrehung oder einen Impuls pro 60° Drehwinkel.

Diese Impulse werden dem Umformer über einen Regelkreis zugeführt, dessen Stellglied eine variable Verzögerungsschaltung 6, 7 und 8 bildet. Je nach der Größe der Regelspannung wird in dieser Schaltung der vom Steuergenerator kommende Impuls mehr oder weniger verzögert. Die Regelspannung wird in je einem Regelspannungsverstärker 9i 10, 11 erzeugt, der wiederum aus einem

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Phasenvergleichsglied 12, 13 und 1*f gespeist wird. In diesem Glied wird der Istwert des Rotor-Drehwinkels mit dem Sollwert verglichen, indem die Phasenverzögerung zwischen einem vom Rotor abgenommenen Nahtimpuls, der einer bestimmten Rotorstellung zugeordnet ist,und dem Steuerimpuls gemessen wird. Die Regelung ist so eingestellt, daß diese Phasendifferenz zu Null wird. Die Regelschleife kann durch entsprechende Ausbildung des Regelverstärkers eine bestimmte Regelcharakteristik erhalten. Vorzugsweise besitzt die Regelung mindestens einen proportionalen und einen integralen Regelanteil, damit sowohl Kurzzeitstörungen als auch langdauernde Belastungsunterschiede ausgeregelt werden Jk können.

Gemäß dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel sind noch zwischen dem gemeinsamen Steuerimpulsgenerator 3 und die den beiden Motoren M 1 und M 2 zugehörigen Regelschleifen zwei feste Verzögerungsglieder 15 und 16 eingefügt, durch deren Verzögerungswerte die Phasenbeziehungen zwischen den Rotoren der beiden Motoren M 1 und M 2 eingestellt werden können.

Das Ausführungsbeispiel enthält darüber hinaus einen dritten Motor M 3, an dem zusätzlich oder, wie in der Figur dargestellt, anstatt der festen Verzögerungsglieder ein Impulsfrequenzteiler ' vorgesehen ist, der beispielsweise als einfacher Binärzähler aus-" gebildet ist. Dieser Teiler bewirkt die Reduzierung der Rotorgeschwindigkeit des Motors M 3 bezüglich der anderen beiden Motoren um einen ganzzahligen Teiler M, ohne daß die Phasenbeziehung des Nahtimpulses dieses Motors zu den Nahtimpulsen der beiden anderen Motoren dadurch verändert würde.

Derartige Synchronisationsprobleme bestehen beispielsweise bei den erwähnten Neutronenchoppern, aber auch für Versuchskernreaktoren, deren Reaktivität mit Hilfe umlaufender Scheiben gepulst wird, eignet sich die erfindungsgemäße

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Schaltungsanordnung gut. Weiter läßt sich die Erfindung generell für sog, elektrische Wellen, für Drehfeldübertragungs- und Folgesysteme verwenden; sie eignet sich für alle Motorgrößen und auch für die Synchronisierung von Motoren sehr unterschiedlicher Leistungsabgabe. Schließlich kann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung eine praktisch beliebig große Zahl von Motoren in einen definierten Gleichlauf gebracht werden, wobei unter Gleichlauf auch ganzzahlige Verhältnisse der Drehzahlen einzelner Motoren verstanden sind.

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Claims

- 6 -Patentansprüche

M.1 Schaltungsanordnung zur Gleichlaufsteuerung mindestens zweier Wechselstrommotoren, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiequelle eine Gleichspannungsquelle (A) vorgesehen ist, aus der in je einem statischen Umformer (1,2,3) auf Grund" von Steuerimpulsen der Wechselstrom zur Speisung eines Motors (M 1_t bzw. M 2 bzw. M 3) erzeugt wird, und daß die von einer zentralen Impulsquelle (5) kommenden Steuerimpulse je ein ^ Impulsverzögerungsglied (6,7,8) durchlaufen, dessen Verzögerungszeit auf Grund eines Phasenvergleichs von am Rotor abgelesenen Impulsen (Istwert) mit den Steuerimpulsen der Quelle (Sollwert) regelbar ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 eine gewünschte Phasenverschiebung zwischen den Botorachsen durch Einfügen eines entsprechenden Verzögerungsglieds (15»16) in die Zuleitung zwischen der Impulsquelle und mindestens einem der regelbaren Verzögerungsglieder erzielt wird.

3· Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- W zeichnet, daß in die Zuleitung zwischen der Impulsquelle und mindestens einem regelbaren Verzögerungsglied ein Inpulsfrequenzteiler (17) eingefügt ist.

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