DE2164510B1 - Kreisstrombehafteter umkehrstromrichter mit kreisstromdrosseln - Google Patents

Description

• Wie aus Fig.2 ersichtlich, wird dabei die Verstärkung in Abhängigkeit vom Strom derart gesteuert, daß ihre Anderung der vom Strom abhängigen Veränderung der Induktivität L entspricht.

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. Kreisstrombehafteter Umkehrstromrichter mit Kreisstromdrosseln und Stromreglern, gekennzeichnet durch eine derartige laststromabhängige Anderung der Reglerverstärkung (V), daß damit eine während der Anregelzeit erfolgende laststromabhängige Änderung der Regelstreckenverstärkung kompensierbar ist 2. Umkehrstromrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Beschaltungsnetzwerken der Stromregler (8, 9) laststromabhängig veränderbare Widerstände (94) angeordnet sind.

   3. Umkehrstromrichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als laststromabhängig veränderbare Widerstände stromabhängige Feldeffekttransistoren (94) verwendet sind.

   Die Erfindung bezieht sich auf einen kreisstrombehafteten Umkehrstromrichter mit Kreisstromdrosseln und Stromreglem.

   Zur Speisung von dynamisch schnellen Gleichstromantrieben, insbesondere bei Werkzeugmaschinen, werden heute in zunehmendem Umfang Thyristorumkehrstromrichter benutzt (vgl. beispielsweise Siemens-Zeitschrift September 1964, S. 685 bis 691, insbesondere S. 689, und April 1971, S. 201 bis 203).

   Die Anregelzeiten des Antriebes sind dann im wesentlichen durch die Induktivität der Kreisstromdrosseln bestimmt. Aus Platzgründen und um kleine Anregelzeiten zu erhalten, strebt man heute eine immer weitergehende Verkleinerung der Drosseln und Verringerung der Induktivität an. Die Induktivität der handelsüblich benutzten Eisendrossel ist nun relativ stark vom Strom abhängig, z.B. sind Änderungen von 1: 10 zwischen kleinen Strömen und niedriger Drehzahl bis zur vollen Aussteuerung beim Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgang möglich. Da die Glättungsdrosseln im wesentlichen die Zeitkonstante des Regelkreises bestimmen, ändert sich auch je nach der Aussteuerung des Stromrichters das Zeitverhalten der Regelstrecke. Dies ist regeltechnisch unerwünscht.

   Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, bei Stromrichtern der eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln dafür zu sorgen, daß der Einfluß strombedingter Regelstreckenverstärkungsänderungen beim Beschleunigen und Bremsen mit dreibis vierfachem Nennstrom auf das Regelverhalten möglichst gering bleibt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine derartige laststromabhängige Anderung der Reglerverstärkung gelöst, daß damit eine während der Anregelzeit erfolgende laststromabhängige Änderung der Regelstreckenverstärkung kompensierbar ist. Wenn sich also mit steigendem Ankerstrom die Induktivität der Drosseln und damit die Zeitkonstante des Kreises verringert, dann wird auch die Verstärkung des Reglers geringer und umgekehrt, und zwar jeweils so, daß sich beide Einflüsse annähernd kompensieren.

   Eine verhältnismäßig einfache Anderung der Regelverstärkung ist durch in die Beschaltungsnetzwerke der Stromregler eingesetzte, laststromabhängig veränderbare Widerstände möglich. Mit Vorteil eignen sich als veränderbare Widerstände dabei Feld- effekttransistoren, die laststromabhängig angesteuert werden, da ihre Kennlinie in etwa umgekehrt wie die der Induktivitäten verläuft, so daß in etwa das Verhältnis zwischen Induktivität und Verstärkung konstant bleibt.

   An Hand einer Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein Prinzipschaltbild eines Umkehrstromrichters und F i g. 2 den Verlauf von Reglerverstärkung und Induktivität in Abhängigkeit vom Strom in den Glättungsdrosseln.

   Der schematisch gezeichnete Umkehrstromrichter 1 ist an ein Drehstromnetz RST angeschlossen und besteht aus den beiden Gleichrichtergruppen 11 und 12, die je nach der geforderten Drehrichtung über Kreisstromdrosseln 3 oder 4 eine Gleichstrommaschine 2 speisen. Wenn die eine Gleichrichtergruppe 11 bzw.

   12 im Gleichrichterbetrieb arbeitet, so arbeitet die andere Gruppe im Wechselrichterbetrieb, damit sie bei einem Momentenwechsel sofort die Energie übernehmen kann. Der Kreisstrom kann durch passende Wahl der Zündwinkel des jeweiligen Wechselrichters relativ klein gehalten werden.

   Mit der Gleichstrommaschine 2 ist eine Tachometermaschine 5 gekuppelt, die an ihrem Ausgang ein der Drehzahl n/st proportionales Signal abgibt.

   Dieses Signal liegt zusammen mit einem Drehzahlsollwert + n* an einem Drehzahlregler 6, der an seinem Ausgang die Führungsgröße für die Stromregler 8 und 9 abgibt, die ihrerseits die Steuerbefehle für die Steuersätze 10 der Gleichrichtergruppen 11 und 12 liefern. Der jeweilige Ankerstromistwert Ilst wird dabei durch Gleichstromwandler 7 erfaßt und ebenfalls den Stromreglern 8 und 9 zugeführt. Die Stromregler 8 und 9 sind gleich aufgebaut. Im folgenden sei der Einfachheit halber nur der Stromregler 9 in seinem Aufbau näher erläutert. Der Stromregler 9 besteht im wesentlichen aus einem Verstärker 91, an dessen Eingang Stromsollwert Soll, Stromistwert Ist und gegebenenfalls ein dem Kreisstromsollwert proportionaler Wert I anliegen. An den Ausgang des Verstärkers 91 ist ein Potentiometer 94 angeschlossen, dessen Abgriff über einen Kondensator 95 und einen weiteren Widerstand 96 an den Eingang des Verstärkers 91 zurückgeführt ist. Durch diese Rückführung erhält der Stromregler PI-Verhalten, wobei die Proportionalverstärkung vom Verhältnis der Widerstände in der Rückführung zu den Eingangswiderständen 92 und der Stellung des Potentiometers 94 abhängig ist. Zur stromabhängigen Veränderung der Verstärkung ist die eine Seite des Potentiometers 94 über einen Feldeffekttransistor 97 mit Masse verbindbar. Der Feldeffekttransistor 97 wird seinerseits über einen Widerstand 98 in Abhängigkeit von der -Amplitude des Stromes ausgesteuert. Bei steigendem Strom und damit sinkender Induktivität der Drosseln 3 bzw. 4 wird der Feldeffekttransistor 97 weiter aufgesteuert und damit sein Widerstand erniedrigt.

   Damit ändert sich der Gesamtwiderstand, der vom Potentiometer 94 und dem Feldeffekttransistor 97 gebildet wird und verringert die Verstärkung des Reglers 9. Bei einem Absinken des Stromistwertes tritt der umgekehrte Effekt ein.