DE2158737A1

DE2158737A1 - ARRANGEMENT FOR GENERATIVE RESISTANCE AND / OR MAINS BRAKING OF PULSE INVERTER-SUPPLIED ASYNCHRONOUS MOTORS

Info

Publication number: DE2158737A1
Application number: DE19712158737
Authority: DE
Inventors: Guenter Ciessow
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1971-11-23
Filing date: 1971-11-23
Publication date: 1973-05-30
Also published as: DE2158737B2; DE2158737C3

Description

Anordnung für generatorische Widerstands-und/oder Netzbremsung pul swe chse Iricht erge sp eister Asynchronmotoren Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung für generatorische Widerstands- und/oder N#tzbremsung pulswechselrichtergespeister Asynchronmotoren, insbesondere in Anwendung beim Traktionsbetrieb.Arrangement for regenerative resistance and / or line braking pul The invention relates to a Arrangement for regenerative resistance and / or emergency braking, pulse inverter-fed Asynchronous motors, especially in use in traction operation.

Es ist bekannt, daß Asynchronmotoren, die über aulswechselrichtetgespeist werden, sowohl motorisch als auch generatorisch betrieben werden können. Voraussetzung für den generatorischen Betrieb des Motors ist, daß die speisende Gleichspannungsquelle die anfallende Rückenergie aufnehmen kann. In Fällen, in denen dies nicht ständig sichergestellt werden kann, z.B. im Traktionsgebiet, wo die Anzahl der Abnehmer (Züge) variiert, müssen zusätzliche Einrichtungen vorgesehen sein, über die die anfallende Rückenergie ganz oder teilweise abgeführt werden kann. Im allgemeinen finden dazu-schaltbare Widerstände Verwendung.It is known that asynchronous motors, which are fed via aulswechselrichtergespeist can be operated both as a motor and as a generator. pre-condition for the generator operation of the motor is that the supplying DC voltage source the can absorb accumulating return energy. In cases where this is not always ensured can be, e.g. in the traction area, where the number of customers (trains) varies, additional facilities must be provided through which the accumulating return energy can be discharged in whole or in part. In general there are switchable Resistors use.

In Figur 1 ist eine derartige bekannte Anordnung gezeigt.Such a known arrangement is shown in FIG.

Darin ist mit 1 ein Gleichspannungsnetz und mit 2 ein PLllswechselrichter bezeichnet, über den Ausgangsfrequenz und Ausgangsspannung eines Drehstrom-Asynchronmotors verstellt werden können. Ein Glättungskondensator 4 verhindert das Auftreten von zu hohen annün.iohvantnflgon im Gleichspannungsnetz, die durch den Betrieb des Pulswechselrichters 2 hervorgerufen werden.With 1 there is a DC voltage network and with 2 a PL / inverter refers to the output frequency and output voltage of a three-phase asynchronous motor can be adjusted. A smoothing capacitor 4 prevents occurrence of too high annün.iohvantnflgon in the DC voltage network, which is caused by the operation of the pulse inverter 2 are caused.

Mit 5 ist ein elektronisches Stellglied angedeutet, über das ein Widerstand 6 in seinem Widerstandswert variiert werden kann. Soll der Asynchronmotork 3 in einem derartigen Gleichspannungsnetz 1 generatorisch betrieben, d.h. gebremst werden, dann muß zur Auferregung des Motors 3 dem Gleichspannungsnetz 1 zuerst Energie entnommen werden bevor generatorische Energie ins Ketz 1 abgegeben werden kann. Eine ausschließliche Erregung des Motors 3 aus seiner Remanenzspannung dauert speziell für einen Bremseinsatz viel zu lange.With an electronic actuator is indicated, over which a resistor 6 can be varied in its resistance value. Should the asynchronous motor be 3 in such a DC voltage network 1 operated as a generator, i.e. braked, then energy must first be removed from the DC voltage network 1 in order to excite the motor 3 before regenerative energy can be released into network 1. An exclusive one excitement of the motor 3 from its remanence voltage lasts specifically for a braking application much too long.

Fällt be einer derartigen Anordnung ganz oder zweitweise das speisende Gleichspannungsnetz aus (z.B. Stromabnehmertanzen, Stromschienenlücken, totaler Netzrusammenbruch), dann ist eine Inbetriebsetzung der elektrischen Bremse nicht bzw. nur gefährdend spät möglich.In such an arrangement, the dining room falls in whole or in part DC voltage network off (e.g. pantograph dancing, busbar gaps, total Network breakdown), the electric brake cannot be commissioned or only possible late at risk.

Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Mangel abzustellen und eine einfache Schaltung zu schaffen, mit der auch bei Netzausfall ein sicherer generatorischer Bremseinsatz erfolgen kann.The object of the invention is to remedy this deficiency and a simple one To create a circuit with which a safe generator even in the event of a power failure Braking can be done.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung für eine Anordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß eine zusätzliche Hilfsspannungsquelle vorgesehen ist, der bei Netzausfall die Auferregungsenergie für den Asynchronmotor bis zum uebergang in den Generatorbetrieb entnehmbar ist, wobei während dieser Zeit eine Sparsteuerung der Ventilzweige des zwischengeschalteten Pulswechselrichters unter Vermeidung von Zündzeitüberlappungen erfolgt.This object is achieved according to the invention for an arrangement of the above mentioned type solved in that an additional auxiliary voltage source is provided is that in the event of a power failure, the excitation energy for the asynchronous motor up to transition to generator operation can be taken, with a Economy control of the valve branches of the connected pulse-controlled inverter under Ignition time overlaps are avoided.

Mit einer solchen Anordnung läßt sich in genügend schneller Zeit auch bei Netzausfall in den Bremsbetrieb übergehen.With such an arrangement can also be in a sufficiently quick time switch to braking mode in the event of a power failure.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die zusätzliche Hilfsspannungsquelle als Ladeeinrichtung für einen dem Eingang des Pulsweehselriehters quergeschalteten Glättungskondensator für das Gleichspannungsnetz ausgebildet ist. Dabei kann die Ladeeinrichtung aus der Fahrzeugbatterie und einem Wechselrichter mit nachgeschaltetem Gleichrichter aufgebaut sein.It is particularly advantageous if the additional auxiliary voltage source as a charging device for a cross-connected to the input of the Pulsweehselriehters Smoothing capacitor is designed for the DC voltage network. The Charging device from the vehicle battery and an inverter with a downstream Rectifier be constructed.

Weitere Merkmale der Erfindung sind den Ansprüchen entnehmbar.Further features of the invention can be found in the claims.

Anhand der Figur 2, die ein schematisches Ausführungsbeispiel zeigt, wird die Erfindung im folgenden näher erläutert.With reference to Figure 2, which shows a schematic embodiment, the invention is explained in more detail below.

tn der Figur 2, die im übrigen, so weit Ubereinstiuungen mit Figur 1 vorhanden sind, gleiche Bezugszeichen aufweist, ist mit 1 wieder das Gleichspannungsnetz, mit 2 der Pulswechselrichter und mit 3 der Drehstroisynchronmotor bezeichnet.tn of Figure 2, the rest, so far in agreement with Figure 1 are present, have the same reference numerals, 1 is again the DC voltage network, with 2 the pulse-controlled inverter and with 3 the three-phase synchronous motor.

4 stellt den Glättungskondensator und 5,6 die elektronische Widerstandsverstellung dar. Für den Glättungskondensator 4 ist nunmehr eine zusätzliche Ladeeinrichtung vorgesehen, die aus einer Batterie 7 mit nachgeschaltetei Wechselrichter 8 und Gleichrichter 9 besteht. Diese Hilfsspannungsquelle ist vom Netz 1 über eine Diode 10 entkoppelt. Erfolgt ein Netzausfall, dann ist es nunmehr möglich, bei einer bestimeten, anschließend erläuterten Aus steuerung des Pulswechselrichters 2, bei der dem Glättungskondensator 4 möglichst wenig Energie entnommen wird, die Motoren aus dem Glättungskondensator so lange zu erregen, bis generatorischer Strom abgegeben werden kann. Dabei kann der generatorische Strom, wenn das Netz 1 wiedergekommen ist, an dieses abgegeben oder aber vom Widerstand 6 verbraucht werden.4 represents the smoothing capacitor and 5.6 the electronic resistance adjustment for the smoothing capacitor 4 is now an additional charging device provided, which consists of a battery 7 with downstream inverter 8 and rectifier 9 consists. This auxiliary voltage source is decoupled from the network 1 via a diode 10. If there is a power failure, then it is now possible, with a certain one, afterwards explained from control of the pulse inverter 2, in which the smoothing capacitor 4 as little energy as possible is drawn from the motors Smoothing capacitor to be excited until generator current can be delivered. Here can the generator current, when the network 1 has returned, is delivered to it or else be consumed by the resistor 6.

Bei einem Pulswechselrichter in Drehstrombrückenschaltung kann in der angeschlossenen Asynchronmaschine nur motorischer Strom fließen, wenn die Stromflußdauer der einzelnen Thyristorzweige des Pulswechselrichters länger als 600 ist. Um diesen motorischen Betrieb bei der Auf erregung in den Generatorbetrieb zu erreichen, genügt eine Zünddauer der Thyristorgruppen von etwa 60°. Die längere Stromflußdauer wird durch die im Anschluß an die Zünddauer einsetzende Kondensatorlöschung der Zwangskommutierungseinrichtungen des Pulswechselrichters 2, die hier nicht näher gezeigt sind, erreicht (Zeitdauer etwa 3 »rO5) Bei anschließendem generatorischen Betrieb des Asynchronmotors steigt die Spannung des Glättungskondensators 4 so weit an, bis der Ansprechwert des elektronischen Stellglieds 5 erreicht ist. Ist die Spannung der Gleichspannungsquelle 9 kleiner als die des Glättungskondensators 4, so wirkt die Diode 10 als Entkopplungsdiode zwischen beiden Gleichspannungskreisen.In the case of a pulse-controlled inverter in a three-phase bridge circuit, in of the connected asynchronous machine only flow motor current if the current flow duration of the individual thyristor branches of the pulse-controlled inverter is longer than 600. To this one To achieve motor operation when excited in the generator mode is sufficient an ignition duration of the thyristor groups of about 60 °. The longer current flow time will due to the capacitor extinction of the forced commutation devices which commences after the ignition period of the pulse-controlled inverter 2, which are not shown in more detail here, is reached (duration approx. 3 »rO5) When the asynchronous motor is subsequently operated in generator mode, it increases the voltage of the smoothing capacitor 4 so far until the response value of the electronic Actuator 5 is reached. If the voltage of the DC voltage source 9 is lower than that of the smoothing capacitor 4, the diode 10 acts as a decoupling diode between both DC voltage circuits.

5 seiten Beschreibung 6 Patentansprüche 1 B1. Zeichnungen5 pages description 6 claims 1 B1. drawings

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e: 1. Arrangement for regenerative resistance and / or line braking of pulse-inverter-fed asynchronous motors, in particular in use in traction operation, characterized in that an additional Auxiliary voltage source is provided, the excitation energy in the event of a power failure for the asynchronous motor (31 can be removed until the transition to generator operation, during this time an economy control of the valve branches of the intermediate Pulse-controlled inverter (2) takes place while avoiding ignition time overlaps.

2.) Arrangement according to claim 1, characterized in that the additional Auxiliary voltage source as a charging device for the input of the pulse inverter (2) cross-connected smoothing capacitor (4) for the DC voltage network (1) is.

3.) Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the charging device from the vehicle battery (7) and an inverter (8) downstream rectifier (9) is constructed.

4.) Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that that the input voltage of the pulse inverter (2) depends on the voltage of the auxiliary voltage source is decoupled.

5.) Arrangement according to claim 4, characterized in that for the Decoupling a diode (10) is provided.

6.) Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that that an overlapping of the current flow duration of the valve branches of the pulse-controlled inverter (2) takes place solely from the deletion processes of the forced commutation devices.

L e r s e i t e