DE2250403A1 - Steuersystem fuer einen induktionsmotor, insbesondere zum wiederanlegen von spannung an einen in bewegung befindlichen induktionsmotor nach einem stromausfall - Google Patents

Description

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WESTiNGHOUSE AIE BRAKE OOMPAMT. Pittsburgh, Pennsylvania ■

USA

Steuersystem für einen Induktionsmotor,, insbesondere zum Wiederanlegen von Spannung an einen, in Bewegung befindlichen Induktionsmotor nach einem

Stromausfallο

Die Erfindung betrifft ein Motorsteuersystem unds zwar insbesondere ein System zum Wiederanlagen Ton Spannung an einen in Bewegung befindlichen rotierenden Induktionsmotor« Die Erfindung betrifft ferner ein Systess zum Starten und Betreiben eines Induktionsiaotors und zum-Wiederingangsetgen bzw_a erneuten Anlegen von Spannung an den in Bewegung befindlichen Induktionsmotor nach einem Stromausfallο Hierzu wird die Motorgeschwindigkeit gemessen und eine gegenüber ü@t normalen Höhe niedrigere Wechselspannung wiederangelegt mit einer Frequenz, die gleich der für die Synchrongeschwindigkeit des Motors im Augenblick der erneuten Energiezufuhr eharakteri-

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stischen Frequenz ist»

Im schienengeführten Massenverkehr und/oder "bei raschen Transportvorgängen ist es üblich» als Energiequelle elektrische Energie zu verwenden. In manchen Anlagen wird die Energie in der Form von Gleichspannung in Oberleitungen geführt oder in einer dritten Schiene, die parallel au den Geleisen verläuft« Normalerweise entnehmen elektrische Pantographen oder leitende Gleitschuhe den Gleichstrom aus Oberleitungen oder Leitungen an der Fahrstrecke und führen ihn zu der fahrzeugeigenen Einrichtung« Der Strom dient zur Beleuchtung, für die Klimaanlage, zur Heizung und natürlich zum Antreiben der Fahrzeugeo Die Fahrzeuge werden von Elektromotoren vorwärtsgetrieben, die die Räder drehen und die Fahrzeuge auf ihren Fahrstrecken weiterbewegen. Zum Antrieb der Fahrzeuge haben sich leichte, leistungsfähige und weniger kostspielige Induktionsmotoren mit hohem Drehmoment als vorteilhaft erwiesen. Beim Gleichstromantrieb ist es jedoch erforderlich, die Gleichspannung für die Motoren in Wechselspannung umzuwandeln. Dieoe Umsetzung geschieht durch, ruhende Wechselrichter, die die Gleichspannung in Wechselspannung transformieren. Für ein Antriebssystem mit Dreiphasen—Induktionsmotor mit Zweifach— wicklung ist es besonders zweckmäßig, zwei Reihen von Dreiphaeen-Wechaelrichtern au verwenden. Durch ein herkömmliches Antriebssystem mit Pulsbreitenmodulations- und Sechsstufen-Wellenform läßt sich eine Drehmoment-Geschwindigkeits-Charakteristik erzielen, die gleich derjenigen eines Gleichstrom-Fahrmotors ist, wobei jedoch Bürsten und mechanische Kommutatoren wegfallen. Ein Antriebssystem mit Induktionsmotor kann jedoch unter gewissen Umständen hohe Stromstöße erzeugen, die den Betrieb des Systems gefährden können. Wenn ein Fahrzeug beispielsweise im Fahren begriffen ist und ein anderes Fahrzeug in der Nähe plötzlich abgebremst wird, werden in der Stromversorgung des fahrenden Fahrzeugs hohe Spannungsstöße induzierte

Um eine Beschädigung der Wechselrichter zu vermeiden, ist

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es notwendig, den Strom zur Motorsteuerung abzuschalten. Die Wechselrichter vertragen keine hohen Stromstöße ohne die Gefahr einer Beschädigung, weshalb ein Abschalten der Energie vorgenommen wird. Weitere Fehlerquellen liegen im menschlichen Versagen, das einen Ausfall von Strom oder Erregung am Induktionsmotor verursachen kann«. Wenn der Stator des Antriebsmotor s im Moment des Stromausfalls einen merklichen , Kestmagnetismus speichert, kann die Wiederanlegung der.-vollen Energie zu sehr hohem Strombedarf führen«» 'Wenn nämlich die Magnetpole an oder nahe an ihrer Sättigung sind und wenn der Momentanwert der wiederangelegten Speisespannung an oder nahe an der Scheitelspannung liegt, kann der Arbeitsstrom das Acht— "bis Zehnfache seines normalen Pegels betragen· Wenn die Frequenz der angelegten Spannung nicht mit der Frequenz des rotierenden Antriebsmotors beim Wiedereinschalten nach einem Stromausfall übereinstimmt, werden zu den Drehmomenten proportionale Ströme aufgenommen. Die Drehgeschwindigkeit eines Induktionsmotors ist bekanntlich proportional zur Frequenz der Wechselstrom-Speisespannung« Eine Speisespannungsfrequenz, die höher oder niedriger ist als die Frequenz des rotierenden Motors, belastet den Motor unzulässig, so daß bei dem Tersuch eines Wiederingangsetzens eine zusätzliche Strommenge aufgenommen wird. Diese hohen Stromstöße sind in der Lage, den Betrieb des Systems zu unterbrechen, weil nämlich die Sicherungen oder Stromunterbrecher geöffnet werden und damit notwendigerweise das System abgeschaltet wird* Bisher mußte das fahrende Fahrzeug, wenn es zu einem Stromausfall am Motor gekommen war, vollständig angehalten werden, bevor es neu in Gang gesetzt werden konnte, damit das Antriebssystem mit Sicherheit nicht unbrauchbar wurde. Wenn demnach das Fahrzeug jedesmal gestoppt werden muß, sobald durch einen Fe'hler ein Stromausfall eintritt, wird dadurch der Mutzen und die Leistungsfähigkeit des fransportsystems wesentlich beeinträchtigte Die Vorzüge eines Antriebssystems mit Induktionsmotor lassen sich also nur dann wirksam ausnützen, wenn das Problem des Stromaus-

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falle gelöst werden kann»

Die Erfindung will ein Antriebssystem mit einem Induktionsmotor schaffen, das zum Wiederingangsetzen nicht auf die Geschwindigkeit MuIl gebracht werden muß, sondern im Fahren neu gestartet v/erden kann, ohne die Gefahr eines Zusammenbruchs des Antriebssysteins· Hierzu soll eine Wechselstroramotorsteuerung vorgesehen werden, die die Entstehung von hohen Stromstößen verhindert, wenn der rotierende Motor wieder gestartet wird, und zv/ar durch Reduzierung des Spannungspegels und Einregelung der Frequenz der neu angelegten Spannung auf die Frequenz des rotierenden Motors im Augenblick der Spannungeanlegung.

Um dies zu erreichen, sieht die Erfindung ein Steuersystem zur erneuten Erregung eines rotierenden Induktionsmotors vor, das ein System von Umformern zum Anlegen einer mehrphasigen Spannung an den Induktionsmotor, eine Geschwindigkeitsmeßvorrichtung zum Messen der Geschwindigkeit des Induktionsmotor und eine programmierte logische Schaltung umfaßt, welche mit dem Umformersystem gekoppelt ist und, gesteuert von dem Geschwindigkeitsmesser, die Frequenz der Mehrphasenspannung mit derjenigen Frequenz in Übereinstimmung bringt, die der Synchrongeschwindigkeit des Induktionsmotors im Zeitpunkt der erneuten Anlegung der Spannung an den Induktionsmotor entspricht.

Im einzelnen kann das erfindungsgemäße Steuersystem einen ruhenden Dreiphasen-Wechselrichter mit variabler Frequenz und Spannung benutzen. Es kann zwei solche Wechselrichter zur Steuerung der Spannungsaraplitude und der Frequenz der an die Wicklungen eines Induktionsmotors mit Kurzschlußläufer angelegten Spannung vorsehen und eine induktive Reaktanzanordnung aufweisen.» Der Induktionsmotor kann zwei Drehstrom-Statorwicklungen in Sternschaltung und einen Kurzschlußläufer haben. Die induktive Reaktanzanordnung weist mehrere Hauptwicklungen

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und mehrere Hilfswicklungen auf, die mit den verschiedenen Phasen der Mehrphasen-Wechselrichter und mit den Statorwicklungen des Induktionsmotors verbunden sind. Die programmierte logische Schaltung steuert sowohl die Spannung als auch die Frequenz der Mehrphasen-Wechselrichter nach Maßgabe der Geschwindigkeit des Rotors des Induktionsmotors, die von dem Geschwindigkeitsmesser gemessen und in die programmierte logische Schaltung eingegeben wird» Beim normalen Start arbeitet der Induktionsmotor als eine Einrichtung mit konstantem Drehmoment, so daß Spannung und Frequenz mittels einer Pulsbreitenmodulationsschaltung der logischen Schaltung entsprechend der Geschwindigkeit des Motors verändert werden, bis eine Grundgeschwindigkeit erreicht ist_o Danach arbeitet der Induktionsmotor als eine Einrichtung mit konstanter Leistung, so daß die Spannung konstant gehalten wird und nur die Frequenz mittels eines Steuerteils für die Sechsstufenwellenform der programmierten logischen Schaltung entsprechend der Motörge« schwindigkeit verändert wird· Wenn ein Stromausfall eintritt ₉ solange der Induktionsmotor im konstanten Drehmomentbereich arbeitet, wird die Spannungshöhe sofort von der Pulsbreitenmodulationsschaltung herabgesetzt und der Geschwindigkeitsmesser veranlaßt die programmierte logische Schaltung, dafür zu sorgen, daß die Frequenz der Spannung der Mehrphasen-Wechselrichter gleich der Frequenz des Induktionsmotors im Zeitpunkt der Wiederanlegung der Spannung an den Motor ist« Wenn ein Stromausfall erfolgt, während der Motor im konstanten leistungsbereich arbeitet, wird die Spannungshöhe mittels eines Phasenwinkelsteuerteils in der logischen Schaltung herabgesetzt und die Frequenz des Inctuktionsmotors und der Geschwindigkeitsmesser veranlaßt die programmierte logische Schaltung, dafür zu sorgen, daß die Frequenz der Spannung der Mehrphasen-Wechselrichter gleich der Botationsfrequenz des Induktionsmotors im Moment der Wiederanlegung des Stromes an den Motor ist« .-

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausfüh-

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rungsbeispieles anhand der Zeichnungen. Darin zeigen:

Pig.1 ein Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig*2 ein Spannungsdiagramm in Abhängigkeit von der Frequenz für einen Induktionsmotor in voller Erregung und beim dynamischen Wiedereinschalten;

Pig»3 ein Zeitdiagramm, das eine resultierende Wellenform der Spannung zeigt, die durch gekerbte Rechteckwellen erzeugt wird, welche in einer bestimmten Phasenbeziehung zugeführt werden;

Fig«4 ein AbIaufdiagramm, das eine resultierende zwölfstufige Wellenform der Spannung zeigt, die an die Statorwicklungen eines Weebselstrom-Induktionsmotors mit Doppelwicklung angelegt wird;

Fig»5 ein Ablaufdiagramm, das eine resultierende Wellenform der Spannung zeigt, die von Rechteckwellen erzeugt wird, welche zueinander voraus- und zurück verschoben sind·

In Fig.1 ist ein MotorSteuersystem mit einem von mehreren als Fahrmotoren dienenden Mehrphasen-Induktionsmotoren gezeigt, der mit 11 gekennzeichnet iat. Der Induktionsmotor 11 weist einen Vierpol-Stator auf. Mehrere Wicklungen W1, W2, W3, und W4, W5, W6 sind in Sternschaltung derart verbunden, daß eine doppelte Phasenanordnung entstehte Außerdem weist der Induktionsmotor 11 noch einen üblichen Kurzschlußläufer in Form eines Aluoiniungußstückes als Rotor R auf. Die beiden V/icklungsgruppen W1, V/2, V/3 und V/4, V/5, V/6 sind gegeneinander mechanisch um 30° versetzt, wie aus der Abbildung ersichtlich. Diese mechanische Verlagerung hat den Zv/eck, eine Phasenverschiebung des Wechselrichters an den Motor anzupassen und die Wirkung der fünften und siebenten Oberwelle durch eine Reaktanzanordnung zu beseitigen, wie noch genauer beschrieben wird. Die genanten Oberv/ellen beeinträchtigen die Funktion des Motors, da sie eine übermäßige Erwärmung des Motors verursa—

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chen· Es ist noch darauf zu verweisen, daß durch den Dreiphasenbetrieb die Wirkung der dritten Oberwelle ohnehin beseitigt wird, die ebenfalls die Leistungsfähigkeit des Motors mindern könnte»

Die mechanische Verschiebung um 30° ist wichtig, wenn man den Motorbetrieb im Hinblick auf den leistungsfaktor betrachtet· Diese örtliche Verschiebung, die mit derjenigen der Wechselrichter zusammenstimmt, liefert einen ausgeglichenen Leistungsfaktor in jedem Wechselrichter, was die Leistung des Systems auf eine V/eise verbessert, die nachfolgend noch ge~ nauer beschrieben wird.

Eine induktive Reaktanzanordnung 12 kuppelt den Ausgang eines Umformersystems 13, das beispielsweise aus zwei Dreiphasen— Wechselrichtern besteht, mit den entsprechenden Wicklungen des Induktionsmotors 11. Eine passende Stromversorgung 14, etwa eine 600 V-Speisespannung, wird von der Fahrstrecke abgenommen. Wie ersichtlich, v/eist die induktive Reaktanz 12 mehrere Haupt— und Hilfswicklungen auf. Die Hauptwicklung 26 und die Hilfswicklung 27» wie auch die Hauptwicklung 28 und die Hilfswicklung 29 sind auf einen gemeinsamen Schenkel des nicht gezeigten Magnetkerns der Reaktanz angebracht. In gleicher Weise sind die anderen Wicklungen 31 und 32, 33 und 34 um einen eigenen Schenkel des Kerns gewickelt. Die restlichen Wicklungen 36 und 37, 38 und 39 liegen ebenfalls auf einem eigenen Schenkel des Magnetkerns der Reaktanz«, Die Hilfswicklungen 32, 37, 27 sind mit den Motorwicklungen V/1, bzw» W2 bzw«, W3 über Leitungen 18, 19, 21 verbunden. Die Hilfswicklungen 39, 29 und 34 sind mit den Motorwicklungen V/4, W5, W6 Über Leitungen 22, 23, 24 verbunden» Punktionsweise und Einzelheiten dieser Reaktanzanordnung 12 sind in der

USA-Patentanmeldung ...... _o vom <,*..

für einen mit einer Reaktanz parallel geschalteten Wechselrichter beschrieben. Die Punktionsweise der Reaktanz 12 und ihres Zusammenv/irkens mit dem Induktionsmotor 11 und den bei-

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den Wechselrichtern 13 wird noch genauer erläutert.

Die beiden Dreiphasen-Wechselrichter des Umformersyetems 13 sind einzeln mit den Kennziffern 41 und 42 bezeichnet. Die Wechselrichter 41, 42 sind von der Art, wie sie in der U¹S-PS 3 207 974 vom 12.9.1965 mit dem Titel "Inverter Circuits" beschrieben ist. Die Wechselrichter 41, 42 sind mit der Klemme 43 einer nicht gezeigten Gleichstromquelle über einen zweipoligen Umschalter 44 verbunden, der in der Praxis ein Schaltknopf sein kann, der von einem Wagenführer betätigt werden kann,■wenn das Fahrzeug in Betrieb genommen werden soll. Zwischen der Klemme 43 und dem Schalter 44 liegt eine Sicherung 50» deren Zweck später noch erklärt wird.

Aus der Aufschrift auf den Wechselrichtern 41 und 42 geht hervor, daß eine Phasenverschiebung von plus oder minus fünfsehn Grad (- 15°) zwischen der Mitte ihrer entsprechenden Dreiphasenausgänge besteht» Leitungen LA, LB, LC, die mit den Hauptwicklungen 26, 31 und 36 der Reaktanz verbunden sind, stellen den Ausgang des Wechselrichters 41 dar, während Leitungen LAS LB', LC¹ von den Hauptwicklungen 28, 33 und 38 der Reaktanz den Ausgang des Wechselrichters 42 bilden. Wie schon erwähnt, muß, um die Leistungsfaktoren der Wechselrichter gleich zu halten, der Zündpunkt des Wechselrichters 41 etwas gegen den Zündpunkt des Wechselrichters 42 verzögert werden.» Um sicherzustellen, daß alle beiden in Sternschaltung verbundenen Statorwicklungen des Induktionsmotors 11 den gleichen Leistungsfaktor haben, was für einen leistungsfähigen Betrieb notwendig ist, wird nämlich die Phasenverschiebung von 30 dazu ausgenützt, die durch die mechanische Lagerung um 30 hervorgerufene Konstruktionseigentümlichkeit aufzuheben. Dementsprechend ist der Wechselrichter 42 so gebaut, daß er an seinem Ausgang zum Motorbezugswinkel um 15° voreilt, und der Wechselrichter 41 so, daß er dem Motorbezugswinkel um 15° nacheilt.

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Bei einem genauen Studium der genannten IIS-PS wird offenbar, daß der Patentinhaber in seinen Wechselriehterschaltungen Festkörperschaltungen verwendet, Die Wechselrichter 41 und 42, die in dem erfind.ungsgemäßen Motorsteuersystem verwendet werden, "benutzen vorzugsweise ebenfalls Festkorperschaltkrei·- se. Formalerweise verwenden die Weehselrichterschaltungen Siliziumgleichrichter oder Thyristoren, die bekannte Einrichtun gen sind und daher in dem Schaltbild nicht geneigt

Die Thyristoren oder Siliziumgleichrichter werden abwechselnd durch Steuerung mittels Schaltimpulsen durchgängig gemacht $. die von einer' programmierten logischen Schaltung 15 über Mehrwellenkabelleiter 46 und 47 angelegt x</erden_o

Die programmierte logische Schaltung 15 enthält eine. Pulsbreitenmodulationsschaltung 45? die den leiter 46 über eine leitung 48 und den Leiter 47 'über eine leitung 49 beschickt* Die leiter 46 und 47 sind nur symbolisch, da sie nämlich kombinierte Sechsstufensignale und modulierte Signale repräsentieren^ die an die Eingangsgatterkreise der Wechselrichter 41 bzw. 42 angelegt werden. Wie noch beschrieben wirä₃ steuert die PuIsbreitenmodulationsschaltung 45 die Wechselrichter während des Betriebs des Induktionsmotors 11 mit konstantem Drehmoment«

Weiter weist die programmierte logische Schaltung 15 noch einen Steuerteil 51" zur Normung der Sechsstufenwelle und Steuerung des Phasenwinkels auf, welcher die leiter 46 und 47 der Wechselrichter über leitungen 52 unä 53 speist«, Der Steuerteil 51 wird noch genauer beschrieben; er wird während des Betriebs des Induktionsmotors 11 mit konstanter leistung verwendete

Die programmierte logische Schaltung 15 enthält auch noch einen Betriebsartwähler 54, der fiber leitungen 56, 57 mit der Pulsbreitenmodulationsschaltung 45- bzw«, mit dem Steuerteil

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51 verbunden ist. Der Betriebsartwähler weist ein Tiefpaßfilter 58 auf, das über eine leitung 62 an die leitung 61 angeschlossen ist, sowie ein Hochpaßfilter 59» das über eine Leitung 63 ebenfalls mit der Leitung 61 verbunden ist«

Alternativ wird der Betriebsmodus des V/echselrichterausgangs durch den absoluten Wert der Motorgeschwindigkeit bestimmt; wenn die Geschwindigkeit niedrig ist, während ein Yersageii eintritt, das eine dynamische Wiedereinschaltung notwendig macht, dann ist die Wellenform am Wechselrichter die gleiche, die letzterer im Bormalbetrieb hätte, abgesehen davon, daß die Pulsbreite drastisch reduziert ist. Wenn sich der Motor bei einem Stromausfall im Betriebsmodus mit hoher Geschwindigkeit und konstanter Leistung befindet, hat die von den Wechselrichtern kommende Spannung individuell den Sechsstufenmo— dua und zur Spannungssteuerung muß jeder Wechselrichter aus seiner normalen + 15 -Stellung phasenverschoben werden auf etwa + 65 > um die Spannung drastisch herabzusetzen, während die Frequenz und der Phasenbezugspunkt erhalten bleibt.

Die Leitung 61 ist an öen Geschwindigkeitsmesser 16 angeschlossen, der im vorliegenden Beispiel die Form eines herkömmlichen, im Handel erhältlichen Tachometers 64 haben kann. Das Tachometer 64 ist mit der Welle 66 des lotors R des Induktionsmotor 11 verbunden. Polglich ist die Frequenz der Signale auf der Ausgangsleitung 67 des Tachometers 64 eine Punktion der Drehgeschwindigkeit des Kurzschlußläufers R„ Die Drehgeschwindigkeit des Rotors R ist eine Punktion der Frequenz der Motorspeisespannung minus der Frequenz des Schlupfes, der normalerweise in diesem Motortyp vorhanden ist« Das Tachometer 64 erzeugt also eine Signalfrequenz, die in eine Bezugsgröße umsetzbar ist, welche eine Anzeige für die momentane Rotationsfrequenz oder Geschwindigkeit des Rotora R lie fert. Die Leitung 67 ist auch noch mit einem Spannungs-in-Frequenz-Urawandler 68 über eine Leitung 67a verbunden. Der

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Spanntings-in-Prequens-Umwandler 68 arbeitet normalerweise bei einer viel höheren !Frequenz als der G-runäfrequenz des Wechselrichters entspricht, und ist über eine Leitung 71 an einen Eing-2äliler 69 für Impulse angelegt«. Der Zähler 69 ist' über eine leitung 72 mit der Pulsbreitennodulationsschaltung 45 und mit üem Sechsstufenwellenformungs- und Phasenwinkel-Steuerteil 51'verbunden· Das Erscheinen eines Ausgangs auf der Leitung 72 aiii·· Schaltung 45 und zum Steuerteil 51 bewirkt,' daß einer dieser Schaltungsbestandteile in Punktion gesetzt wird, sobald auch noch ein Eingangssignal auf der-leitung oder 5Ί vom Tiefpaßfilter 58 bsswo Hochpaßfilter 59 des Betriebsartwählers 54 vorhanden ist*

Pur die weiteren Erläuterungen wird auf Figo2 Besug genomnen» in der "die Frequenzabhängigkeit der Spannung für einen typischen Induktionsmotor aufgezeichnet ist, Der anfängliche, schräge Äst 80 der oberen Start- und Fahrkurve kennzeichnet den Betrieb mit konstantem Drehmoment j das bedeutet,, von Mull bis annähernd 60 He ändert sich die Spannung und auch die Frequenz der Speisespannung. Der verbleibende Ast 81 der oberen Kurve stellt den Betrieb mit konstanter Leistuag ctar_s bei dem die Spannung praktisch konstant gehalten WiTd₉ während die Frequenz der Motorspeisespannung ständig wächst» während das Fahrzeug beschleunigt. Es fjiurde gefunden, daß sich die Spannung im Betriebsbereich mit konstantem Drehmoment wirksam durch eine Pulsbreitenmodulation mit Hilfe der logischen Schaltung 45 steuern läßt, während die Spannungsverminderung im Betriebsbereich mit konstanter Leistung durch Phasenverschiebung der beiden Wechselrichterausgänge aus dem Sollpunkt von +15° steuerbar ist. Solange die Speisespannung konstant an der Klemme 43 liegt, findet ein glatter und effizienter Betrieb statt. In der Praxis ist die Klemme 43 mit einem Pantographen (nicht gezeigt) verbunden, der den Strom aus einer nicht gezeigten Oberleitung entnimmt« Oder sie ist an einen nicht gezeigten Gleitschuh angeschlossen, der auf einer dritten Scaiene (nicht gezeigt) reitet, die zu einem elektrischen

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Stroaiversorgungssystem gehört« Bei den herkömmlichen Motorsteuerungen bewirkt ein überhöhter Strom oder eine überhöhte Spannung auf der Oberleitung oder der dritten Schiene, daß ein Ausschalter den Strom zum Motor unterbricht, indem er die Speisespannung von der Klemme 43 wegnimmt. Außerdem kann der Wagenführer die Stromzufuhr unbeabsichtigt unterbrechen, wenn er den Stoppschalter betätigt, der die Stromzufuhr zu den Wechselrichtern unterbricht und -damit die Erregungsspannung vom Motor wegnimmt. Jeder dieser Fehler bewirkt also eine Stromlosigkeit des Systems und damit eine Änderung der Motorfrequenz, wobei die Frequenz je nach der Belastung des Motors kleiner oder größer sein kann als die normale Frequenz bei Stromzufuhrο

Es sei angenommen, daß der Motor 11 dazu dient, ein Fahrzeug entlang einer Fahrstrecke, etwa einem Schienengeleis vorwärtszutreiben. Bei Unterbrechung der Stromzufuhr kann die Drehgeschwindigkeit des Motors infolge eines Gefälles des Geleises zunehmen. Wenn man dann den Induktionsmotor 11 mit den Spannungs— und Frequenzwerten wieder in Gang setzen will, die im Moment der Stromunterbrechung vorhanden waren, kann es vorkommen, daß das System zusammenbricht, weil die Schutzvorrichtungen, beispielsweise die Sicherungen oder Stromunterbrecher, infolge der auftretenden hohen Stromstöße durchbrennen_e Im vorliegenden Beispiel der Erfindung ist eine solche Sicherung bei 50 dargestellt. Die Sicherung 50 schützt die Halbleiterelemente der Wechselrichter gegen eine Beschädigung oder Zerstörung. Die hohen Stromstöße werden gewöhnlich durch einen von zwei Zuständen erzeugt. Wenn beispielsweise eich der remanente Magnetismus der Statorpole an oder nahe an dem Sättigungswert befindet und wenn der Momentanwert der Spannung an oder nahe an der Scheitelspannung liegt, gekuppelt mit der Tatsache, daß ihre Phasenbeziehung die gleiche ist wie die vor der Stromunterbrechung vorhandene, ist die effektive Impedanz der Motorwicklungen sehr niedrig oder praktisch null, so daß sich ein hoher Strombedarf ergibt. Ähnliches tritt ein, wenn die

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Frequenz der neu angelegten Spannung von der Frequenz des. rotierenden Rotors verschieden ist, da dann die Frequenzdifferenz .einen Schlupf simuliert und der Motor einen hohen Drehmomentaufwand verlangt, der ebenfalls zu hohen Stromstößen führt. Um also solche hohen Stromstöße zu vermeiden, ist es notwendig, die Spannungshöhe der Speisespannung zu reduzieren und die Frequenz der Wechselrichterspannung derart zu ändern, daß sie mit derjenigen Frequenz üb ereinstimmt, die für die Rotorgeschwindigkeit im Moment des Wiederanlegens· der Spannung charakteristisch ist* Sin solcher Betriebsvorgang wird von der unteren Kurve 82 dargestellt, die als Wiederanlaufkurve bezeichnet ist* Dadurch daß man die Frequenz an die Synchrongeschwindigkeit des Motors anbindet^ werden die Übergangserscheinungen beim Rückkeiiren des Motors zur Erzeugung von Drehmoment praktisch beseitigte

Kormalbetrieb

Es sei angenommen, daß das System vom Wagenführer durch Schließen des Schalters 44 in Betrieb gesetzt wird« Zu beachten ist, daß dem Rotor keine Drehbewegung erteilt wird, bevor nicht der Wechselrichter bei der kleinsten Frequenzspannung eingeschaltet wird und der Motofstrom ein Drehmoment erzeugt, das über dem Bedarf des Systems liegt. Wie Figo2 zeigt, nehmen die Spannung und die Frequenz der Motorspannung nach der Kurve 80 linear zu, entsprechend der Vollast am Motor. Wie schon erwähnt, unterliegt der untere Kurvenast der Steuerung durch die Pulsbreitenmodulationsschaltung 45. Die Pulsbreitenmodulationsschaltung 45 weist herkömmliche integrierte Schaltungen auf, die die notwendigen logischen Schaltungsbestandteile bilden, beispielsweise Gatter₉ Matrizen₉ Verstärker o.dgl«. Die Einzelheiten, eier PalsTbreitenmoäulatiönssehaltung sine! gum Verständnis der Erfindung nicht notxfeadig₂ öa jeder erfahrene Programmieren wenn qt di® notwendigst li&galbea ernält, unter Verwendung der Booleschen Algebra'ein "Soft-

ieren Icana_P ias gii

gen reduziert werden kann. Zwei Programmierer können also das Problem durch zwei ganz unterschiedliche Software-Programme und logische Schaltungen lösen. Die Pulsbreitenmodulationsßciialtung wird durch Signale auf den leitungen 56 und 72 gesteuert. Wenn also der Rotor sich zu drehen und das Tachometer 64 anzutreiben beginnt, erscheinen auf der Leitung 67 Signale, die zur Rotergeschwindigkeit proportional sind. Die Leitung 61 legt die Signale an den Betriebsartwähler 54 an und» da die Anfangsfrequenz verhältnismäßig niedrig ist, nämlich nur 60 Hz oder darunter, laufen die Signale durch daß Tiefpaßfilter 58, so daß an die Pulsbreitenmodulationsschaltung 45 ein einschaltendes Steuersignal gegeben wird. Die Schaltung 45 liefert zu bestimmten Zeitpunkten ein Steuersignal, das über die mehradrigen Kabel 46 und 48 an die Eingänge des Wechselrichters 41 und über die mehradrigen Kabel 47 und 49 an den Wechselrichter 42 angelegt wird. In der Praxis wird der untere Teil der Startkurve 80 in eine diskrete Anzahl von Frequenzbereichen unterteilt. Ea hat sich nämlich als vorteilhaft erwiesen, die Kerbenfrequenz der Pulsbreitenmodulationen mit wachsender Frequenz an bestimmten Punkten auf der Kurve 80 zu vermindern, damit man einen gleichmäßigeren Spannungsgradienten erhält. Das bedeutet, die von der Pulsbreitenmodulationsechaltung erzeugten Steuersignale haben eine veränderbare Kerbenfrequenz und Impulsbreite nach Maßgabe der Betriebsfrequenz, so daß die Wechselrichter die an den Motorwicklungen erscheinende Effektivspannung verändern. Die Differenz zwischen einer großen und einer geringen Belastung verlangt eine unbedeutende Änderung der Effekt ivspannung«.

Aus Fig»3» die eine Veranschaulichung der Pulsbreitenmodulation ist, ist ersichtlich, daß die Spannungen an 0k_t 0B und 0C gleich geformt, aber um 120° phasenverschoben sind. Diese Spannungswellenformen entsprechen den auf den Leitungen LA» IB und LC erscheinenden. Für jede Phase werden zwei Thyristo«

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reu verwendet und jeder Thyristor würde normalerweise, mit der in ΈΙβοΑ aufgezeichneten taktfrequenz an« unä abgeschaltet. Mit öer Pulsbreitenmodulation wird jedoch jeder Thyristor so oft nichtleitend gemacht wie ss der Kerbenfrequens entspricht, so dsS eine Reihe τοπ Ausgangsimpulsen erzeugt wird₉ deren Breite proportional zu der restlichen Welle ist unter Wegfall der Ksrbeno Die Anzahl der Kerben unä äeren Breite bestimmen die Anzahl von Spannungsimpuls©^ die auf den. AusgangsXeitun« gen Ul₉ LB und LG erscheinen«, la dem in figo3 gezeigten Beispiel ist dia einzelne Kerbe IA etwa 30° breit, so äaß in jeder Ealfeperioäe ein Anfangsimpuls fön 75^Ö »nd ein Enäimpuls yon 75° erscheintο Das bedeutet₉ die Leitung LA liegt während der ersten 75° auf 600 ToIt uilü kehrt dann während der 30 betragenden Breite, der Kerbe IA auf lull zurück, um öana. für die restlichen 75° der Halbperiode 'bieder auf 600 ¥©lt au ge-' hen« In. der zweiten Heizperiode liegt die Leitung LA für die ersten 75°- an Erde unä geht für die nächsten 30° asaf &00 YoIt₉ um dann für die .nachfolgenden 15° wieder an Erde gelegt su werden· Die Spannungen auf den Leitungen LB nnü LC unterliegen gleichen übergängen^ nur äai sie um 120 atiüer Phas© sinäo Die liber'den Leitungen LA- und- LB" erscheinende Spasmsmg_s nämlich Yjy, (Pigo3)» ist also die Summe der Spannung-sdifferenzen der Phasen 0A und ^B. Su bemerken ist₉ daß die Srundschwingung der Spannung V._B eine quasisinusförmige Welle 85 mit einer Frequenz ist, die gleich der Frequenz des Wechselrich·-. ters ist, und mit einem effektiven Spitzenwert, der proportional sur Summe der fläche unter der ¥._B-Spannungskurve ist· Durch Verminderung der Kerbenbreite und Erhöhung der Frequenz des Wechselrichters in Proportion zur Geschwindigkeit des Motors wird die Effektivspannung an der ersten sterngeschalteten Wicklungsgruppe ¥1 , ¥2, ¥3 des Stators erhöht» Die zweite Wieklungsgruppe des Stators in Sternschaltung W4„ ¥5, W6 wird in entsprechender ¥eise vom Wechselrichter 42 gesteuert· Die sinusförmige Grundschwingung 86 der Spannung V.,_B, ist jedoch um + 15 zum Bezugswinkel am Mator versetzt, um die mechani-

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sehe Verlagerung der Motorwicklungen W4, W5» W6 zu kompensieren, wie diea bereits erwähnt wurde. Der Vorgang der Pulsbreitenmodulation läuft weiter, bis die Grundgeschwindigkeit des Motors erreicht ist, die auf 60 Hz festgesetzt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Pulsbreitenmodulationsschaltung 45 infolge des Fehlens des Signals auf der Leitung 56 außer Betrieb gesetzt. Das Tiefpaßfilter 58 ist nämlich nicht in der lage, Frequenzsignale, die höher als 60 Hz sind, durchzulassen« Jedoch läßt nunmehr das Hochpaßfilter 59 die Signale höherer Frequenz, die von dem Tachometer 64 auf der Leitung 57 erzeugt werden, durch. Ein Signal auf der Leitung 57 setzt den Steuerteil 51 für die Sechsstufen-Wellenform in Gang, so daß die beiden Dreiphasen-Wechselrichter 41 und 42 nun durch Steuerimpulse durchlässig gemacht werden, die auf den Leitungen 52, 46 bzw. 53» 47 erscheinen.

Wie aus Figo2 ersichtlich, geht der Motor bei annähernd 60 Hz in den Betriebsmodus mit konstanter Leistung über. Man kann sehen, daß die Spannung konstant bleibt, während die Frequenz sich mit der Geschwindigkeit des Rotors ändert. Anhand der. Fig.4 wird nachfolgend der Sechsstufenbetrieb im Detail analysiert. Wie schon erwähnt, werden die Wechselrichter-Thyristoren von dem logischen Steuerteil 51 alle 180° an- und abgeschaltet. Die Spannung auf der Leitung LA wird also durch die Kurve 0k repräsentiert, welche die Spannung für eine Halbperiode auf voller Höhe und für die zweiie Halbperiode auf Erdpotential zeigt. In gleicher Weise werden die Kurven 0B und 00 jede zweite Halbperiode leitend bzw. nichtleitend gemacht. Die letztgenannten Spannungen sind jedoch jeweils um 120° phasenverschoben. Die Ausgänge 0A', JZiB¹ und JZfC, die auf den Leitungen LA', LB¹ und LC des Wechselrichters 42 erscheinen, haben die gleiche Wellencharakteristik, abgesehen davon, daß sie um 30 später als die Ausgänge 0k_t 0B und 00 erscheinen» Die Spannung über irgendeinem Paar von Ausgangsleitungen des Wechselrichters ist demnach die Summe der Spannungen an den

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leitungen* So ist "beispielsweise die Spannung V"_AB, die die Spannung zwischen den Leitungen LA und LB darstellt, die Summe der Spannungen 0Ά und 0B, wie in Figo 4 gezeigt. Entsprechend ist die Spannung V^₁₃₁, siehe Figo4, die Summe der Spannungen 0k^% und 0B¹. Man sieht, daß jede der Spannungen und V_Ä,-r>_t die !Form einer Sechsstufenwelle hat und eine quenz, die gleich der Schaltfrequenz der Wechselrichter 41 und 42 ist. Indem man die Schaltfrequenz der Wechselrichter ändert, kann man die Frequenz der Grund schwingung 88, 89 und auch die resultierende Spannung zwischen Leitung und Nulleiter verändern, die in der Kurve 90 gestrichelt dargestellt ist« Die Spannungswelle VW1 erfüllt die Gleichung:

Die Spannung der anderen Motorwicklung erfüllt eine ähnliche Gleichung»

Um die erste Harmonische oder Grundwelle besser anzugleichen, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Sechsstufenwellenform in eine Wellenform mit zwölf Stufen umzuwandeln. Dies geschieht durch die Wicklungen der Beaktanzanordnung 12, die die Wechselrichter zu den beiden in Sternschaltung verbundenen Dreiphasen-Statorwicklungen des Motors 11 parallelschalten_o Die resultierende Grundwellenform 90, die einer Zwölfstufenwellenform V^ überlagert dargestellt ist, wird an die Wicklung Wi angelegt. Zu beachten ist, daß jede Wicklung des Motors mit der gleichen Spannung gespeist wird, ausgenommen daß die Phasenwinkel die schon oben beschriebene Beziehung zueinander behalten. Wenn die Frequenz im Bereich mit konstanter Leistung verändert wird, bleibt der Scheitelwert der Grundspannung unverändert₀

Am unteren Ende der Kennkurve des Motors arbeitet der Motor also als eine Vorrichtung mit konstantem Drehmoment, und wenn die Grundgeschwindigkeit erreicht ist, arbeitet er als Vorrichtung mit konstanter Leistung»

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Rückkehrend zu Pig»3 sei angenommen, daß der Motor im Bereich mit konstantem Drehmoment arbeitet und daß ein Ausfall der Erregung infolge eines Spannungsatoßes auf der Leitung o.dgl· auftritt. Der Motor möge am 40 Hz Punkt auf dem Kurvenast 80 der Kennkurve arbeiten, wenn der Ausfall stattfindet. Wie schon erwähnt, sind zwei Bedingungen notwendig» damit nicht unzulässig hohe Stromstöße das System beschädigen» Erstens muß die Sparinungshöhe herabgesetzt werden und außerdem muß die Frequenz der Spannung neu eingeregelt werden, damit nicht beim Wiederingangsetzen hohe Stromstöße erzeugt werden. Unter der genannten Voraussetzung befindet sich das System unter der Steuerung durch die Pulsbreitenmodulationsachaltung 45» so daß im Augenblick des Stromausfalls die Schaltung auf die Wiederanlaufkurve (siehe Fig»2) programmiert wird. Die Stromunterbrechung veranlaßt die Pulsbreitenmodulationsschaltung 45, die Spannungshöhe vom Punkt 91 etwa zum Punkt 92 zu steuern, so daß die Amplitude der Wechselrichterspannungen dramatisch reduziert wird auf eine Höhe, die gewährleistet, daß beim Wiedereinschalten keine hohen Stromstöße erzeugt werden. Dies wird dadurch erreicht, daß die Kerbe aus der Wellenform vergrößert wird. Wenn die Wellenform von der Art der in Pig·3 gezeigten ist, wird die Breite der Kerbe NA um einen vorbestimmten Wert vergrößert. Die Vergrößerung der Kerbenbreite führt zu einer Herabsetzung des Scheitelwertea der an die Motorwicklungen angelegten Grund spannung· Zwei solche Grundspannungswellenformen 85 und 86 sind über den Spannungen V_AB bzw* V.,_B, aufgetragen. Die resultierende Grundwellenform 87 ist ebenfalls reduziert. Die Breite der Kerbe oder Kerben hängt von dem Bereich ab, in dem der Motor zum Zeitpunkt des Stromausfalls arbeitet. Wenn zahlreiche Kerben vorhanden sind, braucht jede Kerbenbreite nur geringfügig vergrößert zu werden, um den Mittelwert der Spannung daramtisch zu reduzieren_ö

Wie schon erwähnt, ändert sich die Kerbenfrequenz Über einen

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Bereich innerhalb des Kurvenastes 80 für konstantes Drehmoment derart, daß im Effekt die Kerbenfrequenz eines speziellen Bereiches nicht variiert, sondern einfach die Breiten der Kerben sich ändern, um den effektiven Scheitelwert der Grundwelle so weit zu reduzieren, daß mit Sicherheit während der Spitzenspannung keine Stromstöße erzeugt werden. Weiter besteht, wie schon erwähnt, die Vorschrift, daß die Frequenzdes rotierenden Rotors zum Zeitpunkt des Wiederanlegens des Stromes gemessen wird, damit beim Wiederingangsetzen kein . Drehmomentbedarf vorhanden ist, um keine Stromstöße auftreten zu lassen. Hierzu mißt das Tachometer 64 die Geschwindigkeit des Rotors R und erzeugt ein Signal, das für die Rotationsfrequenz charakteristisch ist. Das Signal, das auf den Leitungen 67, 61, 62 erscheint, geht durch das Tiefpaßfilter 58 und durch die Leitung 56 zur Pulsbreitenmodulationsschaltung 45» um diese zu steuern, so daß sie ihrerseits die Schaltfrequenz der Wechselrichter 41 und 42 mit der für die Umlaufgeschwindigkeit des Rotors R charakteristischen Frequenz in Übereinstimmung bringt. Auf diese Weise erreicht man, daß zunächst kein Drehmomentbedarf notwendig ist, um den Betrieb im Be- ' reich mit konstantem Drehmoment wiederaufzunehmen. Nach der anfänglichen Herabsetzung der Spannung für die Wicklungen des Motors 11 wird die Spannung rasch wieder auf ihren normalen Wert angehoben, indem die Breite der Kerbe UA, siehe Figo3» schnell abnimmt. Der Motor nimmt seinen Normalbetrieb' auf und folgt wieder der oberen Kurve, wenn das volle Drehmoment erforderlich ist und keine weitere Unterbrechung stattfindete

Wie aus Fig«,5, die die Funktion des Motors im Arbeitsbereich mit konstanter Leistung simuliert, ersichtlich, bedingt ein in diesem Betriebsmodus stattfindender. Ausfall ebenfalls, daß die Spannungshöhe reduziert wird und die Frequenz des rotierenden Rotors im Zeitpunkt des Wiederingangsetzens gemessen wird. Bei einem Ausfall im konstanten Leistungsbereich

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muß das System also an einem Punkt auf der Wiederanlaufkurve 82 seinen Betrieb wieder aufnehmen. Das bedeutet, die Spannung muß von ihrer vollen Höhe auf einen wesentlich niedrigeren Wert gesenkt werden, der von der Kurve 82 vorgegeben ist. Dies geschieht mittels Phasenverschiebung der entsprechenden Phasenwinkel der Wechselrichterspannungen zueinander. Es hat sich herausgestellt, daß eine Phasenverschiebung von annähernd 150° die Wicklungsspannung am Motor so weit reduziert,, daß keine Stromstöße erzeugt werden· Wie Fig»5 zeigt, reduziert ZoB. eine Phasenverschiebung von nur 60 die Spitzenspannung der Grundwellenkurve 93, die an die Wicklung W1 angelegt wird, in beträchtlichem Maße. Beim Eintreten eines Stromausfalls erzeugt also der Steuerteil 51 ein Signal, das die Phase des Wechselrichters 41 in der einen Richtung und die Phase des Wechselrichters 42 in der entgegengesetzten Richtung verschiebt. Wie Figo5 zeigt, bewirkt die Phasenverschiebung um den Motorbezugspunkt die notwendige Herabsetzung der Spannung Samplitude, die an die Wicklungen des Motors 11 gelegt wird. Wie im Fall des Betriebs mit konstantem Drehmoment mißt das Tachometer 64 die momentane Rotationsgeschwindigkeit des Rotors R und liefert ein Frequenzsignal, das für die Drehgeschwindigkeit des Motors charakteristisch ist. Der Steuerteil 51 steuert seinerseits die Schaltfrequenz der Wechselrichter 41 und 42. Folglich tritt beim Wiederingangsetzen kein Drehmomentbedarf infolge eines Abweichens der Motorgeschwindigkeit von der Synchrongeschwindigkeit des Motors 11 auf. Die Herabsetzung der Spannung ist natürlich nur kurzzeitig und beim Wiederanlegen des Stromes wird der Steuerteil 51 für die Sechsstufenwellenform und den Phasenwinkel sofort wirksam und läßt die Spannung auf ihren vollen Wert steigen, so daß der normale Betrieb wieder aufgenommen wird*

Wenn das oben beschriebene Steuersystem für einen schienengebundenen Massenverkehr und/oder raschen Transport verwendet

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wird, kommt es beim Wiederzuführen des Stromes nach einem Stromausfall, wenn überhaupt, nur zu einer sehr geringen Verzögerung. Damit ist ein maximaler Betriebskomfort erreicht und eine äußerst effiziente". Motorsteuerung geschaffen.

Die Erfindung wurde mit Bezug auf ein Transportsystem beschrieben, doch kann das erfindungsgemäße Steuersystem auch in anderen Anlagen, die Induktionsmotoren benutzen, verwendet werdeno In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist nur ein einziger Motor dargestellt, das Steuersystem ist jedoch in der lage, Strom 'an eine Vielzahl von Induktionsmotoren zu liefern· Im allgemeinen weist ein Fahrzeug einen Antriebsmotor an. jeder Achse auf und ein einziges Steuersystem, um die Motoren in Parallelschaltung zu betreiben. Im Rahmen der Erfindung sind auch noch andere Abänderungen gegenüber dem beschriebenen Steuersystem möglich*

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Claims (1)

1. Ansprüche

   ( 1 ο !Steuersystem zum Wiederanlegen von Spannung an einen rotie-—■'renden Induktionsmotor, gekennzeichnet durch ein System von Umformern (13)» das den Induktionsmotor (11) mit einer Mehrphasenspannung speist, durch einen Drehzahlmesser (64), der die Drehzahl des Induktionsmotprs mißt, und durch eine programmierte logische Schaltung (15), die mit dem Umformersystem (13) gekoppelt ist und, gesteuert von dem Drehzahlmesser, die-Frequenz der Mehrphasenspannung in Übereinstimmung bringt mit der für die SynchroPdrehzahl des Induktionsmotora charakteristischen Frequenz zum Zeitpunkt des Wiederanlegens der Mehrphasenspannung an den Induktionsmotor.

   2ο Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die programmierte logische Schaltung (15) einen Schaltungsteil aufweist zum Reduzieren der Amplitude der Mehrphasenspannung, die an den Induktionsmotor wiederangelegt wird.

   3· Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Umformersystem (13) aus zwei Wechselrichtern (41, 42) besteht, von denen der eine gegenüber einem Bezugspunkt nach der einen Richtung phasenversetzt ist und der andere in der anderen Richtungo

   4ο Steuersystem nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselrichter (41, 42) Dreiphasen-Wechselriehter eind, die dem Induktionsmotor die Spannung über eine Reaktanzanordnung (12) zuführen.

   5· Steuersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche» dadurch gekennzeichnet, daß der Induktionsmotor (11) zwei in Sternschaltung verbundene Drehstromwicklungen (W1,W2, W3 und W4,W5,W6) sowie einen Kurzschlußläufer ale Rotor (R) aufweist.

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   6» Steuersystem nach Anspruch 4, dadurch, gekennzeichnet, daß die zwei Dreiphasen-Wechselrichter (41, 42) gegeneinander phasenverschoben sind, um die fünfte und siebente Oberwelle der Grundwelle der Mehrphasenspannung zu eliminieren«

   7. Steuersystem nach Anspruch 4 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktanzanor'dnung (12) den Induktionsmotor (11) und die beiden Dreiphaßen-Viechselrichter (41 , 42) parallelschaltet«

   8. Steuersystem nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die programmierte logische Schaltung (15) eine Pulstreitenmodulationsschaltung (4-5) zum Verändern der Amplitude der von dem Umformersystem erzeugten Mehrphasenspannung enthält.

   9. .Steuersystem nach einem der Ansprüche 2 bis 8, da-

   durch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung (15) einen den Phasenwinkel steuernden Steuerteil.(51) zum Verändern der Amplitude der von dem Umformersystem erzeugten Mehrphasenspannung aufweist.

   10. Steuersystem'nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden in Sternschaltung verbundenen V/icklungsgruppen (¥1,W2,W3, und V4,W5,W6) des Induktionsmotors gegeneinander mechanisch versetzt sind.

   « Steuersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der Dreiphasen-Wechselrichter (41» 42) gegeneinander elektrisch phasenverschoben sind·

   12· Steuersystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Versetzung der beiden in Sternschaltung verbundenen Wicklungsgruppen etwa gleich der elek-

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   trischen Phasenverschiebung der Ausgänge der beiden Wechselrichter isto

   13· Steuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktionsmotor zwei Drehstromwicklungen (W1,W2,W3 und W4,W5,W6) aufweist, die zu den beiden Dreiphasen-WechBelrichtern (41,42) mittels der Reaktanzanordnung (12) parallel geschaltet sind·

   I4o Steuersystem nach Anspruch 13t dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktanzanordnung (12) mehrere Hauptwicklungen (26,31,36; 28,33,38) und mehrere Hilfswicklungen (27,32,37; 29,34,39) aufweist.

   15· Steuersystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptwicklung (z.B. 26) einer Phaoe die Hilfswicklung (32) einer anderen Phase beigeordnet ist·

   16. Steuersystem nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die programmierte logische Schaltung (15) einen Steuerteil (51) für die Sechsstufen-Wellenform enthält, der die Frequenz der Mehrphasenspannung verändert.

   17. Steuersystem nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerteil (51) für den Phasenwinkel den Phasenwinkel des Ausgangs des einen Wechselrichters um einen bestimmten Betrag nach vorne und den Phasenwinkel dee Ausgangs des anderen Wechselrichters um den gleichen Betrag nach hinten verschiebt·

   18. System zum Starten und Betreiben eines Induktionsmotors und zum Wiederanlegen von Spannung an einen im Lauf befindlichen Induktionsmotor, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch zwei von einer Gleichstromquelle gespeiste, gegeneinander phasenversetzte Wechselrichter (41, 42), durch eine induktive

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   Reaktanzanordnung (12), die den Ausgang der beiden phasenverschobenen Wechselrichter mit den Statorwioklungen des Induktionsmotors (11) kuppelt, durch ein von dem Rotor (R) des Induktionsmotors angetriebenes Tachometer (64), und durch eine programmierte logische Schaltung (15), die, gesteuert von dem Tachometer, den Ausgang der beiden Wechselrichter derart steuert» daß der Induk« ' tionsmotor in einem Teil seines Betriebsbereiches als Vorrichtung mit konstantem Drehmoment arbeitet und in dem restlichen Teil seines Betriebsbereiches als Vorrichtung mit konstanter Leistungo

   19· System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktionsmotor (11) einen Kurzschlußläufer als Rotor aufweist«

   20. System nach Anspruch 18 oder 19» dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wechselrichter über die. induktive Reaktanzanordnung (12) mit den beiden in Sternschaltung geschalteten Drehstrom-Wicklungsgruppen (W1,W2,W3j W4,W5,W6) parallel geschaltet sind₀

   β System nach einem der.Ansprüche 18 - 2Oj dadurch ' gekennzeichnet, daß die induktive Reaktanz- " . anordnung (12) mehrere Hauptwicklungen (26,31_r36; 28, 33*38) und mehrere Hilfswicklungen (27,32,37; 29,34,39) umfaßt, wobei jeweils eine der Hilf©Wicklungen mit einer der Hauptwicklungen gekoppelt 1st*

   22. System nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mehrphaseninduktionsmotor, eine Reaktanzanordnung, ein Mehrphasen-Wechselrichter, eine Gleichstromquelle, eine logische Schaltung und ein Drehzahlmesser vorgesehen sind, wobei der Mehrphasen-Induktionsmotor zwei mechanisch gegeneinander versetzte Drehstrom-Sternwicklungen

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   und einen Kurzschlußläufer aufweist, die Reaktanzanordnung aus mehreren Hauptwicklungen und mehreren Hilfswicklungen besteht, die mit den Statorwicklungen verbunden sind, und der Mehrphasen-Wechselrichter, der von der Gleichstromquelle gespeist wird, zwei elektrisch phasenverschobene Drehstrom-Schaltabteilungen, die mit den Hauptwicklungen verbunden sind, umfaßt, und schließlich die logische Schaltung einen Pulsbreitenmodulationteil und einen Phasenwinkel-Steuerteil aufweist, die mit dem Mehrphasen-Wechselrichter verbunden sind, wobei die Schaltanordnung so getroffen ist, daß der Drehzahlmesser die Drehzahl des Kurzschlußläufers (R) mißt und die logische Schaltung (15) veranlaßt, den Ausgang des Wechselrichters bezüglich der Pulsbreite zu modulieren, so daß der Mehrphasen-Induktionsmotor zunächst beim Start als Vorrichtung mit konstantem Drehmoment arbeitet und beim Erreichen einer Grund drehzahl die logische Schaltung bewirkt, daß der Ausgang des Wechselrichters eine Stufenwellenspannung erzeugt, die danach erlaubt, daß der Mehrphasen-Induktionsmotor als Vorrichtung mit konstanter Leistung arbeitet, wobei der Geschwindigkeitsmesser die logische Schaltung in der Weise steuert, daß die Amplitude des Ausgangs des Mehrphasen-Wechselrichters erniedrigt und die Frequenz des Ausgangs des Wechselrichters praktisch in Übereinstimmung gebracht wird mit der Frequenz der Synchrondrehzahl des rotierenden Rotors des Mehrphasen-Induktionsmotors ₀

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