DE2054458A1

DE2054458A1 - Schaltungsanordnung zur Erregung von Gleichstrommaschinen aus einem Wechselstromnetz mittels antiparallel geschalteter, steuerbarer Gleichrichter

Info

Publication number: DE2054458A1
Application number: DE19702054458
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Manowsky
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-11-05
Filing date: 1970-11-05
Publication date: 1972-05-10
Also published as: JPS5221167B1

Description

Schaltungsanordnung zur Erregung von Gleichstrommaschinen aus einem Wechselstromnetz mittels antiparallel geschalteter, steuerbarer Gleichrichter Bei Gleichstrommaschinen kann eine Feldumkehrschaltung eingesetzt werden, wenn für den Momentenwechsel mit Rücksicht auf die Anwendung eine Zeit von etwa 0,5 - 1 sec zulässig ist. Dabei kann zur Beschleunigung des Peldauf- und Peldabbaus eine Über erregung angewendet werden, die ein Mehrfaches der Nennerregung betragen kann. Die dafür bekannten Schaltungen mit kreisstrombehafteter und kreisstromfreier Gegenparallelschaltung sind steuerungstechnisch aufwendig und erfordern Drosseln zur Begrenzung des gommutierungsstromes und je nach Schaltung zur Begrenzung des Kreisstromes sowie Kommandostufen zur Überwachung des Peldabbaus bei der Umkehr und zwei Steuersätze oder Gittersperren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung dieser Nachteile die für eine Drehmomentenuinkehr erforderliche Zeit zu verkürzen. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Peldwicklung der Gleichstrommaschine ein Kondensator parallelgeschaltet ist, der die Zeit für die Feldumkehr auf einen Bruchteil der Feldzeitkonstante herabsetzt. Vorteilhafterweise ist zur Begrenzung des Ladestromes zu dem Kondensator ein Widerstand in Reihe geschaltet. Zur Begrenzung des Stromanstieges kanC der Reihenschaltung aus der Feldwicklung und den steuerbaren Gleichrichtern eine Drossel vorgeschaltet sein.
Bei Verwendung eines solchen Kondensators ist es auch möglich, eine Einweggleichrichtung mit nur zwei steuerbaren Gleichrichtqrn in Antiparallelschaltung einzusetzen, die aufwandsarm und sicher arbeitet, da Falschimpulse keinen KurzscnluW hervorrufen können. Die Erfindung soll daher am Beispiel einer solchen, in der Zeichnung schematisch dargestellten Schaltung erläutert werden.
Nach Fig. t wird die Peldwicklung 2 eines Gleichstrommotors 1, dessen Ankerstromkreis an eine Glelchapannungsquelle P,N angeschlossen ist, über zwei antiparallel geschaltete Thyristoren 3,4 aus einem Wechselstromnetz R,T gespeist. Zur Steuerung der Thyristoren ist ein Steuergerät 5 vorgesehen, das je nach gewünschter Feldrichtung entweder in jeder positiven Halbwelle der Wechselspannung den Thyristor 3 über Schalter 9 oder während der negativen Halbwelle den Thyristor 4 über Schalter 10 aussteuert. Zur Momentenumkehr wird lediglich die Aussteuerung umgeschaltet. Eine Reihenschaltung aus einem Kondensatqr 6 und einem Widerstand 7 ist der Peldwicklung 2 des Gleichstrommotors parallelgeschaltet.
In Fig. 2 sind die Augenblickswerte der Wechseispannung U (gestrichelte Linie), der Verlauf der Spannung Uc am Kondensator (ausgezogene Linie) und der Verlauf der Peldspannung Uf (strichpunktierte Linie) unter BerUckaichtigung der am Vorwiderstand abfallenden Spannung in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt. Infolge einer vom Steuergerät 5 vorgegebenen Anachnittsteuerung zündet der Thyristor 3 beispielsweise im Zeitpunkt t1. Ausgehend von einer Restspannung Uct lädt sich der Kondensator auf, bis seine Spannung denselben Augenblickewert erreicht wie die Wechsel-Spannung U. Zu diesem Zeitpunkt übernimmt der Kondensator die Führung des Feldes und beginnt sich zu entladen. Infolge der am Vorwiderstand abfallenden Spannung wird der Thyristor 3 erat im Zeitpunkt t2 gelöscht. Die Peldspannung ergibt sich als Differenz aus der Kondensatorspannung und der Spannung UR am Vorsiderstand.
Wird zur Umkehrung des Moments der Schalter 9 geöffnet, der Schalter 10 geschlossen und dementsprechend nun der Thyristor 4 vom Steuergerät gesteuert, so wird der Kondensator durch den Ghyristor 4 und den in gleicher Riditung weiterfließenden Peldstrom umgeladen. Dadurch steigt die Rondensatorspannung auf wesentlich höhere Werte als es der Speisespannung entspricht und bewirkt dadurch eine schnelle Stromumkehr im Feld. Ist die Feldatromrichtung umgekehrt, entlädt sich der Kondensator wieder so lange, bis er vom Steuergerät auf dem gewünschten Niveau gehalten wird.
Dann ist auch gerade der Nennstrom in der anderen Feldstromrichtung erreicht.
Die Genauigkeitsanforderungen an die einpulsige Thyristorschaltung sind gering, während zusätzlich nur ein Kondensator erforderlich ist. Zweckmäßigerweise wird dem Kondensator ein Widerstand vorgeschaltet, der den Ladestrom begrenzt und dabei die Einschaltdauer der Thyristoren verlängert. Dadurch wird der effektive Strom der Thyristoren, die Oberwelleneinstreuung ins Netz und die Schwingungsneigung des Kreises herabgesetzt. Werden aufgrund eines Pehlers beide Thyristoren angesteuert, so liegt Wechselspannung am Feld und es wird keine Erregung aufgebaut.
Der Reihenschaltung aus den Thyristoren und der Feldwicklung kanz auch eine Drossel 8 vorgeschaltet sein, durch die der Effektiv wert des Thyristorstromes begrenzt und die Oberwelleneinstreuung gedämpft wird.
2 Figuren 3 Patentansprüche

Claims

Patentansprüche Schaltungsanordnung zur Erregung von Gleichstrommaschinen aus einem Wechselstromnetz mittels antiparallel geschalteter steuerbarer Gleichrichter, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldwicklung (2) der Gleichstrommaschine (1) ein Kondensator (6) parallelgeschaltet ist, der die Zeit für eine Feldumkehr auf einen Bruchteil der Feldzeitkonstante herabsetzt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Kondensator (6) ein Widerstand (7) in Reihe geschaltet ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reihenschaltung aus der Feldwicklung (2) und den steuerbaren Gleichrichtern (3, 4) eine Drossel (8) vorgeschaltet ist.