DE2043709C3 - Regeleinrichtung für Umkehr stromrichter in kreisstromfreier Schaltung - Google Patents

Regeleinrichtung für Umkehr stromrichter in kreisstromfreier Schaltung

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Description

35
Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung für Umkehrstromnchter in kreisstromfreier Schaltung, insbesondere in kreisstromfreier Gegenparallelschaltung, mit einem ein Impulsgerät beeinflussenden und während1 der Impulsumschaltung von der einen auf die andere Stromrichtergruppe gesperrten Stromregler. dem ein oder mehrere einander jeweils übergeordnete Regler vorgeschaltet sind, von denen mindestens ein Regler einen integrierenden Anteil aufweist. Drehzahlgeregelle Umkehrantriebe dieser Art sind beispielsweise bekannt aus der VDE-Buchreihe, Band 11, Berlin 1966, S. 244 bis 250, insbesondere Bild 11.
Stromrichterantriebe werden überwiegend nach dem Stromlcitverfahren betrieben, d. h. der Drehzahl- oder Spannungsregelung ist eine Stromregelung unterlagert. 5c Drehzahlregler und Stromregler werden üblicherweise als PI-Regler ausgeführt. Die Überlagerung weiterer Regelkreise ist beispielsweise bei lagegeregelten Antrieben gegeben, wo dem Drehzahlregler seinerseits ein Lageregler übergeordnet ist. Hierbei bildet der Ausgang des Lagereglers den Drehzahlsollwert und der Ausgang des Drehzahlreglers den Stromsollwert (Techn. Mitt. AEG-Telefunken, Bd. 58 [1968], S. 467 und 468, Abschnitt »Regelprinzipien der Antriebstechnik«).
Bei Umkehrstromrichtern in kreisstromfreier Schaltung mit Umschaltung der Zündimpulse von der einen Stromrichtergruppe auf die andere werden bekanntlich während der Impuisumschaltung, wenn also der Stromsollwert seine Polarität geändert hat und der dem Sollwert folgende Strom zu Null geworden ist, beide Stromrichtergruppen abgeschaltet. Gleichzeitig wird der Stromregler gesperrt. Für den Antrieb tritt eine stromlose Pause ein, die je nach SeluilUmgsaiifwand 4 bis 10 ms beträgt (Thyristoren in der technischen Anwendung, Bd. 2: Net/geführte Stromrichter, Berlin und München 1967, S. 250). Während dieser stromlosen Zeit ist der Regelkreis unterbrochen Der Antrieb läuft fühniiigslos. 1st dem Stromregler 1. B. ein Drehzahlregler mit Pl-Verhalten übergeordnet, so steuert die die Änderung der Stromsollwcrtpolarität hervorrufende Drehzahlregelabweichung in der stromlosen Pause den I-Anleil des Drehzahlreg^rs weiter aus. Diese vorgetäuschte größere Regelabweichjng führt nach Ende der stromlosen Pause zu einem erhöhten Überschwingen von Strom und Drehzahl. Verbunden mit diesem schlechteren dynamischen Verhalten können zusätzliche Stromnulldurchgänge auftreten. Dies hat ein häufigeres Abschalten des Stromrichters zur Folge.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Regeleinrichtung für Γ nkehrstromrichter in kreisstromfreier Schaltung zu schaffen, 1 .e ein günstigeres dynamisches Verhalten aufweist.
Diese Aufgabe wird bei einer Regeleinrichtung für Umkehrstromnchter der eingangs genannten Art erlindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der tromlosen Pause während der Impulst !schaltung der Einfluß des integrierenden Anteils des/der übergeordneten Reglers) unterdrückt ist. Die vorgeschlagene Maßnahme verhindert ein weiteres Hochintegrieren des !-Anteils des bzw. der übergeordneten Regler(s) während der stromlosen Pause und stellt damit sicher, daß nach Aufheben der Stromreglerspcrre kein zu großer Stromsollwert vorgetäuscht wird.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist bei einer Regeleinrichtung mit einem dem Stromregler übergeordneten Drehzahlregler mit Pl-Verhalten vorgesehen, daß der in an sich bekannter Weise durch Parallelschaltung eines P-Gliedes mit einem 1-Glied gebildete Drehzahlregieram Einvr*ngdesl-Glicdes einen elektronischen Schalter aufweist, der den das I-Glied enthaltenden Parallelzweig während der stromlosen Pause abschaltet.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Umsteuerung des elektronischen Schallers synchron mit der Sperrung bzw. Freigabe des Stromreglers.
Im folgenden soll die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Als Beispiel ist die Anwendung der Erfindung für einen drehzahlgeregelten Stromrichterantrieb mit überlagerter Stromregelung gewählt.
Die Zeichnung zeigt das Prinzipschaltbild für einen drehzahlgeregelten Umkehrantrieb in kreisstromfreier Gegenparallelschaltung mit Umschaltung der Zündimpulse von der einen Stromrichtergruppe 1 auf die andere Stromrichtergruppe 2. Als Antriebsmotor dient ein fremderregter Gleichstrom-Nebenschlußmotor M, dessen Anker wahlweise durch die Stromrichtergruppe 1 bzw. 2 aus einem Drehstromnetz R, S, T gespeist wird. Eine Tachometermaschine T liefert den Dreh/ahlistwert n, der mit dem vorgegebenen Drehzahlsollwert η, verglichen wird. Aus der Regelabweichung bildet ein Drehzahlregler 3, der aus der Parallelschaltung eines P-Gliedes 3a und eines I-Gliedes 3 b aufgebaut ist, einen Sollwert I.\t für den unterlagertcn Stromregelkrcis. Der Stromregelkreis umfaßt einen Stromregler 4, welchem die aus dem Sollwert Ia, bzw. -Ia, und einem dem Ankerstromistwert l.\ entsprechenden Wert gebildete Regelabweichung zugeführt wird. Der Stromregler 4 beeinflußt ein Impuls-
|erät 5, welches die Ziindimpulse für die Slromriehlerfruppenl,2 liefert. Infolge der direkten Gegen-
EiiralHschaltung der Stromrichiervenlile muli mit iehei heu dafür gesorgt weiden, daß jeweils nur eine tstromrichtergruppe Strom führt. Hierfür dient eine sogenannte Umschaltlogik 6. Je nach Momentenpnforderung vom Drehzahlregler 3 schallet die Umschaitlogik 6 die vom Impiilsgerät 5 gelieferten Steuerimpulse über elektronische Schalter 7 oder 8 auf die Entsprechende Stromrichtergruppe. Da die Stromistwerterfassung richlungsuiuihhängig durch Messung auf der ürehstroinseite mit anschließender Gleichrichtung vorgenommen wird, erfolgt gleichzeitig mit uer Llmschaliung der Impulse von der einen Siromrichicrgruppe auf die andere eine L'mschaltung der Polarität des dem Stromregler 4 zugeführten Sin umol!werte.-, über elektronische Schalter 12 und 13, wobei zwischen Drehzahlregler 3 und Schalter 13 ein Umkehrverstärker 11 geschaltet ist. Die Umschaitlogik sorgt durch Überwachung des Stromistwertes / ι weiterhin dafür, daß bei einem StTomrichtungssvechsel die Impulse von der stromführenden Gruppe erst weggenomr.-jn werden, wenn der Strom in der bisher stromführenden Gruppe zu Nt I geworden ist, da anderenfalls eine Kippung auftritt. Bei einem 50-Hz-Netz und Drehstrombrückenschaltung ist die Brenndauer der Ventile im Lückbereich g 3,3 ms. Aus Sicherheitsgründen muß mindestens diese Zeit abgewartet werden, bevor die Umschaitlogik die Impulse auf die andere Stromrichtergruppc freigibt. Während dieser Wartezeit wird der Stromregler 4 tliirch ein Signal der Umschaltlogik 6 über die Leitung 10a gesperrt Wie bereis erwähnt, ergibt sich damit eine stromlose Pause von mindesiens 4 im.
Um nun ne weile.,· Aussleuerung des ,-A Ul.Is im Drehzahlregler 3 durch die dem Drehzahlregler auch Srend de stromlosen Pause zugeführie Drehzahlegeabvveichung zu ve.hindern.wird Ble,ch«mB m.« dem Sperrsignal übe, die Le.tung 10« durch ein Signal über die Leitung 10/. ein vor dem I-Ghed 3/ angeordneter Schalter S geöffnet und dacU.r.!. der ,o das I-Glied 3h enthaltend. Parallel/weg abgeschaltet. Nach beendeter lmpu|Sum,chaliungwerdenBle.ch'=mg mi, der Freigabe der Zündimpulse fur die andere Stromrich.ergruppe - - wiederum durch «η^,η der Umschal.logik 6 über die Leitungen 10a Wh der Stromregler 4 freigegeben und das J-Gl ed.3η durch Schließen des Schulter. S ^d" z^h^ · Die FrlinJunf läßt s.ch be. allen Umkehrstromn.h.ern in kreis-.romfreior Schaltung einsetzen wobei e. keine Rolle spiel·, ob die Stromrichter in C.egen-Parallel- oder i, Kreuzschaltung betrieben werden. Die Erfindung ist nicb: auf die Anwendung be, drehzahl- oder ,pannung^eregel.en Umkehrantneben beschränkt. Sie läßt sich mit gleichem Erfolg ζ IL auch bei lage- oder weggeregelten Umkehrantneben ,5 einsetzen. Voraussetzung ist lediglich, daß ödesten einer der dem Stromregler übergeordneten Regler einen integrierenden Anteil aufweist w.e dies z. B. bei I- Pl- oder PID-Reglern der Fall .st. Die Stromrichte'r können beispielsweise den A^erstromkreis oder den Feldstromkreis e.nes in beiden Drehruntungen betriebenen Gleichstrommotors oder -generators speisen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Regeleinrichtung für Umkehrstrumrichter m krcisstromfreier Schaltung, insbesondere in kreisstromfreier Gegenparallelschaltung, mil einem ein Impulsgerät beeinflusseiulen und während der Impulsiimschaltung von der einen auf die andere Stromrichtergruppe gesperrten Stromregler, dem ein oder mehrere einander jeweils übergeordnete Regler \orgeschaltet sind, von denen mindestens ein Regler einen integrierenden Anteil aufweist, d a d U r c h g e k e n nzcichnet, daü in 'er stromlosen Pause während der Impulsuinsehaluing der Einfluß des integrierenden Anteils des der übergeordneten Regler(s) unterdrückt ist.
2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 mit einem dem Stromregler übergeordneten 'Drehzahlregler mit Pl-Verhalten, dadurch gekennzeichnet, daß der durch Parallelschaltung eines P-Gliedes (3c) mit einem I-Glied (3/>) gebildete Drehzahlregler (3) am Eingang des 1-Gliedes (3/)) einen elektronischen Schalter (5) aufweist, der den das !-Glied (3h) enthaltenden Parallelzweig während der stromlosen Pause abschaltet.
3. Regeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daü die Umsteuerung des elektronischen Schalters (S) synchron mit der Sperrung bzw. Freigabe des Stromreglers (4) erfolgt.
3Q
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