DE2151017C3 - Anordnung zur Steuerung von über einen Zwischenkreisumrichter gespeisten Asynchronmaschinen - Google Patents
Anordnung zur Steuerung von über einen Zwischenkreisumrichter gespeisten AsynchronmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Steuerung ein oder mehrerer parallelgeschalteter
Asynchronmotoren, die von einem eine eingeprägte Zwischenkreisspannung aufweisenden Zwischenkreisumrichter
gespeist sind, der aus einer von der Netzspannung versorgten steuerbaren Gleichrichter- f>5
einrichtung, einem einen Glättungskondensator enthaltenden Zwischenkreis und einem Wechselrichter besteht.
Eine derartige Anordnung ist aus der Siemens-
Die Speisung von Asynchronmotoren mit veränderlicher
Frequenz und Spannung aus einem vorgegebenen Netz, z. B. einem Bahnnetz mit speziell 16V3 Hz, ist nach
dem eingangs genannten Stand der Technik grundsätzlich möglich, wobei als Wechselrichter vorzugsweise ein.
Pulswechselrichter gewählt wird. Der Vorteil einer solchen Ausführung liegt in dem Einsatz von einfachen,
robusten und wartungsfreien Asynchronmotoren, insbesondere Käfigläufermotoren, die dann auch in jenen
Fällen, die bisher Gleichstrommaschinen vorbehalten waren, eingesetzt werden können.
Für Asynchronmotoren großer Leistung bereitet die Glättung der gleichgerichteten Wechselspannung im
Zwischenkreis besonders bei niedrigen Frequenzen, wie sie z.B. durch ein 132/3-Hz-Bahnnetz vorgegeben
werden, große Schwierigkeiten, weil die dafür erforderlichen Glättungsmittel, Glättungs-Drosseln und -Kondensatoren,
erhebliche Gewichte erreichen. Der Einsatz von Asynchronmotoren für den Antrieb von Triebfahrzeugen
ist dadurch naturgemäß eingeschränkt
Durch die DE-AS 11 21 178 ist es an sich bekannt, als
Glättungseinrichtung, insbesondere in kapazitiver Hinsicht, eine als Motor oder Generator zu betreibende
Gleichstrommaschine zu verwenden.
Eine weitere Schwierigkeit beim Einsatz der eingangs angegebenen Anordnung besteht darin, daß die
Speisung der Asynchronmaschinen über Umrichter eine nicht zu vernachlässigende Netzrückwirkung, d. h. eine
erhebliche Blindstrombelastung des speisenden Netzes, bewirken kann.
Aus der DE-OS 1438 802 ist es bereits bekannt, zur
Erzielung eines blindleistungs- und oberwellenarmen Netzbetriebes eine Gleichrichteranordnung aus einer
Reihenschaltung eines ungesteuerten Gleichrichters und eines steuerbaren Gleichrichters einzusetzen, wobei
letzterer auch in unsymmetrischer halbgesteuerter Schaltung anwendbar ist
Ferner ist aus der DE-OS 15 63 240 bekannt, für einen
blindleistungsarmen Betrieb einen löschbaren Gleichrichter, z. B. auch in unymmetrischer, halbgesteuerter
Schaltung zu verwenden.
Schließlich gibt die DE-OS 15 13 518 die Speisung eines Zwischenkreisumrichters aus einem Gleichrichter
an, der zünd- und löschbar ist
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene Anordnung derart zu verbessern,
daß sowohl eine geringst mögliche Rückwirkung auf das speisende Netz, als auch geringst mögliches Gewicht bei
der Installation von Glättungsgliedern im Gleichstromzwischenkreis erzielt werden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Gleichrichtereinrichtung aus einer Reihenschaltung
eines ungesteuerten Gleichrichters und eines löschbaren Gleichrichters aufgebaut ist und daß parallel zum
Glättungskondensator eine im Motor- oder Generatorbetrieb arbeitende Gleichstrommaschine vorgesehen
ist.
Die Erfindung wird nur in der Gesamtheit dieser Merkmale gesehen.
Durch den speziellen Aufbau der Gleichrichtereinrichtung ist auf vorteilhafte Weise blindleistungs- und
oberwellenarmer Betrieb möglich, und durch die Verwendung der Gleichstrommaschine ist der Aufwand
an Glättungskondensatoren vermindert.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
rungsbeispiels soll der der Erfindung zugrunde liegende
Gedanke näher erläutert werden.
Der einem Wechselstromnetz entnommene Strom wird über einen Transformator 16 einer Gleichrichtereinheit
15, die aus einem ungesteuerten Gleichrichter 15a und einem löschbaren Gleichrichter 156 besteht,
zugeführt Der löschbare Gleichrichter 156 soll insbesondere
ein löschbarer, unsymmetrisch-halbgesteuerter Brücken-Gleichrichter sein. Mit Hilfe der Gleichrichter
15a und 156 kann bei hohem Leistungsfaktor die Zwischenkreisspannung unabhängig von Netzspannungsschwankungen
und Belastungsänderungen konstant gehalten werden, was in bekannter Weise mittels
Spannungsregler erfolgt, der den löschbaren Gleichrichter 156 steuert Parallel zu den Gleichrichtern 15a und
156 sind sowohl ein Kondensator 10 als auch eine Gleichstrommaschine 1 geschaltet Beide dienen als
kapazitive Glättungsglieder des Gleichstromzwischenkreises und sind so zu dimensionieren, daß die Glättung
des gleichgerichteten Wechselstromes so weit erfolgt, wie es zur Gewährleistung eines sicheren Betriebes des
gespeisten Wechselrichters 12 und der von ihm gespeisten, an einer Sammelschiene angeschlossenen
Asynchronmotoren 13 gerade noch erforderlich ist.
Die Gleichstrommaschine 1 arbeitet sowohl im Motor- als auch Generatorbetrieb und wird vorzugsweise
als Mischstrommaschine mit Hauptstrom- und Fremderregung ausgebildet
Ober eine mechanische Welle werden von der Gleichstrommaschine 1 rotierende Verbraucher angetrieben,
wie z. B. ein Gebläse 4, eine Drehstrommascjtine
5 für die Versorgung weiterer Hilfsgeräte und ein Wellengenerator 6, der die Fremderregung für die
Gleichstrommaschine 1 über Gleichrichter 7 liefert Der Wellengenerator 6 kann wahlweise als Gleichstrom-
oder Drehstromwellengenerator ausgeführt werden, wobei die Erregung für den Gleichstromwellengenerator
aus einer Batterie oder durch Permanent-Magneterregung erfolgen kann. Zum Anfahren der Gleichstrommaschine
1 über Anlaßwiderstände ist eine Fremderregung über eine Transformatorwicklung 8, deren
Primärwicklung an das speisende ein- oder mehrphasige Wechselstromnetz angeschlossen ist und über Gleichrichter
9 vorgesehen. Selbstverständlich kann die Fremderregung der Gleichstrommaschine 1 auch
ständig aus dem speisenden Netz bezogen werden, so daß auf den Wellengenerator 6 verzichtet werden kann.
Zur Glättung der Zwischenkreisspannung wird gleichzeitig die Hauptstromerregungswicklung 2 der Gleichstrommaschine
1 in Reihe zu den Gleichrichtern 15a und 156 vorgesehen. Parallel zur Hauptstromerregungswicklung
2 ist eine weitere Induktivität 11 geschaltet die so dimensioniert ist daß sie ein Mehrfaches des Stromes
führt der durch die Hauptstromerregungswicklung 2 fließt.
Während des Fahrbetriebes der Asynchronmotoren 13 wird die Gleichstrommaschine 1 von den Gleichrichtern
15a und 156 mit einem Strom i\ gespeist im
Bremsbetrieb wird der Wechselrichter 12 im Sinne der Energierichtungsumkehr durch Frequenzerniedrigung
gesteuert, so daß in der Gleichstrommaschine 1 ein Strom h fließt Sobald der Strom k einen bestimmten
Grenzwert erreicht hat, werden parallel zum Wechselrichter 12 geschaltete Bremswiderstände 14 in Stufen
eingeschaltet.
Infolge der Dimensionierung der Glättungsglieder im Gleichstromzwischenkreis nach dem Gesichtspunkt des
minimalen Aufwandes ergibt sich ein starker Abfall der Spannung im Gleichstromzwischenkreis bei Belastung,
z. B. beim Anfahren der Asynchronmotoren 13. Deshalb ist die Gleichrichtereinrichtung 15 mit einer Spannungssteuerung
und -regelung zu versehen, die mit Hilfe des löschbaren Gleichrichters 156 erfolgt. Damit kann auch
der Wechselrichter 12 minimal bemessen werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.
Claims (8)
1. Anordnung zur Steuerung ein oder mehrerer parallelgeschalteter Asynchronmotoren, die von
einem eine eingeprägte Zwischenkreisspannung
aufweisenden Zwischenkreisumrichter gespeist sind, der aus einer von der Netzspannung versorgten
steuerbaren Gleichrichtereinrichtung, einem einen Glättungskondensator enthaltenden Zwischenkreis
und einem Wechselrichter besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichtereinrichtung
(15) aus einer Reihenschaltung eines ungesteuerten Gleichrichters (i5a) und eines löschbaren
Gleichrichters (i5b) aufgebaut ist und daß parallel zum Glättungskondensator (10) eine im '5
Motor- oder Generatorbetrieb arbeitende Gleichstrommaschine (1) vorgesehen ist
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gleichstrommaschine (1) aus einer Mischstrommaschine besteht, und sowohl eine
Fremderregungswicklung (3) als auch eine Haupt-Stromerregungswicklung
(2) aufweist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptstromerregungswicklung (2)
der Gleichstrommaschine (1) in die Verbindung zwischen der Gleichrichtereinrichtung (15) und dem
Wechselrichter (12) geschaltet ist
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Gleichstrommaschine
(1) rotierende Verbraucher, vorzugsweise M ein Gebläsemotor (4) sowie eine Drehstrommaschine
(5), über eine mechanische Welle verbunden sind.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fremderregungswicklung
(3) der Gleichstrommaschine (1) durch einen an die Gleichstrommaschine (1) mechanisch
gekoppelten Gleichstrom- oder Drehstrom-Wellengenerator (6) mit einem nachgeschalteten Gleichrichter
(7) gespeist ist
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, *>
dadurch gekennzeichnet, daß die Fremderregungswicklung (3) über einen zweiten Gleichrichter (9) aus
einer Transformator-Sekundärwicklung (8) gespeist wird, deren zugehörige Primärwicklung an das
speisende Wechselstromnetz angeschlossen ist.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptstromerregungswicklung
(2) eine Glättungsreaktanz (11) parallelgeschaltet ist, die so dimensioniert ist, daß sie
ein Mehrfaches desjenigen Stromes führt, der durch x
die Hauptstromerregungswicklung (2) fließt.
8. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstrom-Wellengenerator (6)
eine Permanent-Magneterregung oder eine aus einer Batterie speisbare Erregung aufweist.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712151017 DE2151017C3 (de) | 1971-10-08 | 1971-10-08 | Anordnung zur Steuerung von über einen Zwischenkreisumrichter gespeisten Asynchronmaschinen |
CH1481172A CH545035A (de) | 1971-10-08 | 1972-10-05 | Verfahren zum Antrieb von Asynchronmotoren, die aus einem Wechselstromnetz über selbstgeführte Umrichter mit ausgeprägtem Gleichstromzwischenkreis gespeist werden |
SE1289372A SE388515B (sv) | 1971-10-08 | 1972-10-05 | Forfarande och anordning for drivning av asynkronmotorer |
AT861572A AT318759B (de) | 1971-10-08 | 1972-10-06 | Schaltungsanordnung zur Speisung von Asynchronmotoren, die aus einem Wechselstromnetz über einen selbstgeführten Umrichter mit ausgeprägtem Gleichstromzwischenkreis gespeist werden |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19712151017 DE2151017C3 (de) | 1971-10-08 | 1971-10-08 | Anordnung zur Steuerung von über einen Zwischenkreisumrichter gespeisten Asynchronmaschinen |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2151017A1 DE2151017A1 (de) | 1973-04-12 |
DE2151017B2 DE2151017B2 (de) | 1978-03-30 |
DE2151017C3 true DE2151017C3 (de) | 1978-11-23 |
Family
ID=5822242
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19712151017 Expired DE2151017C3 (de) | 1971-10-08 | 1971-10-08 | Anordnung zur Steuerung von über einen Zwischenkreisumrichter gespeisten Asynchronmaschinen |
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DE (1) | DE2151017C3 (de) |
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1971
- 1971-10-08 DE DE19712151017 patent/DE2151017C3/de not_active Expired
-
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- 1972-10-05 CH CH1481172A patent/CH545035A/de not_active IP Right Cessation
- 1972-10-05 SE SE1289372A patent/SE388515B/xx unknown
- 1972-10-06 AT AT861572A patent/AT318759B/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2151017B2 (de) | 1978-03-30 |
DE2151017A1 (de) | 1973-04-12 |
SE388515B (sv) | 1976-10-04 |
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Legal Events
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