DE2352767C3 - Method and circuit arrangement for generating a start-up jolt for DC machines fed by thyristor actuators - Google Patents
Method and circuit arrangement for generating a start-up jolt for DC machines fed by thyristor actuatorsInfo
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Description
relativ großer Kräfte an der Maschine und zum anderen zu dynamischen Einschwingvorgängen, wobei die maximale Arbeitsdrehzahl der Maschine beträchtlich überschritten werden kann.relatively large forces on the machine and on the other to dynamic transient processes, whereby the maximum working speed of the machine is considerable can be exceeded.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Bildung eines Anlaufruckes für über Thyristorsteilglieder mit Regeleinrichtung gespeiste Gleichstrommaschine!!, insbesondere bei elektrischen Antrieben an Arbeitsmaschinen mit großem Losbrechmoment zu schaffen, wodurch der Strombedarf zur Bildung eines Anlaufruckes kleiner oder höchstens gleich dem Strombedarf der Arbeitsmaschine bei maximaler Arbeitsdrehzahl wird. Dabei soll beim Anlauf der Maschine kein Überschwingen über die maximale Arbeitsdrehzahl auftreten und eine hohe Zuverlässigkeit für die Antriebsregelung durch Einsatz einer unkomplizierten Regeleinrichtung erreicht werden, sowie eine beliebige Schaltfolge und Schalthäufigkeit über das Netzschütz des Thyristorgleichrichters mit Regeleinrichtung möglich sein.The invention is based on the object of a method and a circuit arrangement for formation a start-up jolt for DC machine fed via thyristor sub-elements with control device !!, in particular to create in electrical drives on machines with a large breakaway torque, whereby the power requirement for the formation of a start-up jolt less than or at most equal to the power requirement of the driven machine at maximum working speed. When the machine starts up, there should be no overshoot over the maximum working speed occur and a high level of reliability for the drive control through use an uncomplicated control device can be achieved, as well as any switching sequence and switching frequency be possible via the line contactor of the thyristor rectifier with control device.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabt bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst daß dieses Signal einen zum eigentlichen Stromsollwert entgegengesetzt wirkenden Zusatzstromsollwert zur minimalen Aussteuerung des Thyristorgleichrichters bildet, daß während der Zeit der minimalen Aussteuerung der Drehzahlsollwert unterdrückt wird und statt des eigentlichen Drehzahlsollwertes ein zeitlich linear ansteigender Schwellwert am Drehzahlregler hegt, daß bei Abschaltung des Zusatzstromsollwertes ein Soll-Weitsprung hervorgerufen wird, der einen Motorstromanstieg von Null auf einen Wert, der höchstens gieich dem maximalen Strombedarf des Motors bei Lauf ist, bewirkt, und daß mit der Aufhebung des Schwellwertes am Drehzahlregler der Drehzahlsollwert über ein Verzögerungsglied wirksam wird Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Beide Regelkreise können als PI-Regelkreise ausgebildet sein. Es werden damit die Zündimpulse für den Thyristorgleichrichter in Richtung minimale Gleichrichteraussteuerung verschoben und der Antriebsmotor erhält keine Ankerspannung. Gleichzeitig wird der eigentliche Drehzahlsollwert kurzgeschlossen und während dieser Zeit liegt am Drehzahl-, Ankerspannungs- bzw. EMK-Regler über einen Schwellwertbildner ein relativ kleiner Drehzahl-, Ankerspannungs- bzw. EMK-SoU-wert Infolge des Pl-Verhaltens des Drehzahlreglers wächst seine Autgangsspannung linear mit der Zeit an. Diese Ausgangsspannung bildet den Stromsollwert, der mit dem Stromistwert und dem Zusatzstromsollwert am Stromreglereingang liegt. Nach einer durch das Zeitglied vorgegebenen Zeit wird der Zusatzstromsollwert durch den ersten Transistor wieder abgeschaltet. Dadurch wird auf den Stromregler ein Stromsollwertsprutig gegeben, der im Anker des Motors einen durch das Führungsverhalten des Stromregelkreises vorgegebenen Stromanstieg von Null bis auf maximal den Nennstrom des Thyristorgleichrichters zur Folge hat. Die Höhe dieses Stromsprunges ist einstellbar über eine Zeiteinstellung mittels eines Potentiometers, wodurch die im Moment der Abschaltung des Zusatzstromsollwertes am Drehzahl-, Ankerspannungs- bzw. EM K-Regelausgang auftretende Spannung veränderbar ist. Der Stromsprung verursacht an der Motorwelle einen Ruck, was infolge der damit verbundenen Erschütterung der Arbeitsmaschine zum Losbrechen der aneinanderhaftenden Reibflächen und zum Anlaufen der Maschine führt. Gleichzeitig wird über den ersten Transistor einAccording to the invention, this object is achieved in a method of the type mentioned at the beginning that this signal is an additional current setpoint acting opposite to the actual current setpoint minimum modulation of the thyristor rectifier forms that during the time of minimum modulation the speed setpoint is suppressed and instead of the actual speed setpoint a linear time increasing threshold value at the speed controller entails that when the additional current setpoint is switched off, a setpoint wide jump is caused, which increases the motor current from zero to a value that is at most equal to the maximum current requirement of the motor when running, causes, and that with the cancellation of the threshold value on the speed controller, the speed setpoint via a Delay element becomes effective Refinements emerge from the subclaims. Both control loops can be designed as PI control loops. Thereby the ignition pulses for the thyristor rectifier are generated shifted towards minimum rectifier modulation and the drive motor does not receive any Armature voltage. At the same time, the actual speed setpoint is short-circuited and during this Time is relative to the speed, armature voltage or EMF controller via a threshold generator Small speed, armature voltage or EMF SoU value as a result of the PI behavior of the speed controller its output voltage increases linearly with time. This output voltage forms the current setpoint, the with the current actual value and the additional current setpoint at the current controller input. After one through the Time element predetermined time, the additional current setpoint is switched off again by the first transistor. As a result, a current setpoint value is given to the current controller, which through the armature of the motor the control behavior of the current control loop specified current rise from zero to a maximum of The rated current of the thyristor rectifier. The height of this current jump can be adjusted via a Time setting by means of a potentiometer, whereby the moment the additional current setpoint is switched off The voltage occurring at the speed, armature voltage or EM K control output can be changed. the Current jump causes a jolt on the motor shaft, which is due to the associated vibration of the Working machine to break loose the friction surfaces sticking together and to start the machine leads. At the same time, the first transistor is turned on
zweiter Transistor geschaltet der die Scheljwertbilduflg am Drehzahlregler aufhebt und den eingestellten DrehzahlsoUwert über ein Verzögerungsglied an dessen Eingang wirksam werden läßt.second transistor switched to the Scheljwertbilduflg on the speed controller and the set speed value via a delay element on its Allows input to take effect.
Die Erfindung wird nachstehend in einem Ausführungsbeispiel an einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutertThe invention is implemented below in an exemplary embodiment on a circuit arrangement of the method according to the invention explained in more detail
Die Zeichnung zeigt eine Schaltungsanordnung des Thyristorgleichrichters mit Regeleinrichtung zur Bildung des Anlaufruckes. Nach Einschalten der Netzspannung liegt an der RC-Kombination r3, M und k 2 die Summe der Spannungen U1 und UZ Die Spannung am Kondensator k2 wächst nach einer e-Funktion von Null aus an. Solange die Spannung am Kondensator k 2 kleiner ist als die Spannung UZ ist das Basispotential des Transistors ρ 1 negativ gegenüber dem KollektorpoJentiaL, wodurch der Transistor ρ t sperrt Während dieser Zeit wird über den Widerstand r5 ein Zusatzstromsollwert auf den Stromregler 2 gegeben, der den Thyristorgleichrichter 4 sperrt Gleichzeitig wird in dieser Zeit über den Widerstand rl ein Signal auf den Transistor ρ 2 gegeben, so daß dieser öffnet und damit den Kondensator k 1 kurzschließt Am Reglerverstärker 1, der sowohl Drehzahl-, Ankerspannungs- und EMK-Regler sein kann, liegt dadurch nur ein geringer, von der Durchlaßspannung der Diode η 1 und der Kollektor-Emitter-Spannung des Transistors ρ 2 gebildeter Sollwert Dieser Sollwert der infolge des Pl-Verhaltens des Reglers 1 an dessen Ausgang eine mit der Zeit linear ansteigende Ausgangsspannung hervorruft, bildet den Stromsollwert der über den Widerstand r6 am Stromregler 2 anliegt. Sobald das Basispotential am Transistor ρ 1 positiv wird, kommt es zur Abschaltung des Zusatzstromsollwertes, wodurch am Stromregler 2 ein Sollwertsprung entsteht. Die Höhe des Stromsprunges ist über eine veränderbare Zeiteinstellung mittels des einstellbaren Widerstandes r4 variierbar, wodurch die im Moment der Abschaltung des Zusatzstromsollwertes am Ausgang des Drehzahl-, Ankerspannungs- bzw. EMK-Reglers 1 auftretende Spannung entsprechend den Maschinenbedingungen wählbar ist.The drawing shows a circuit arrangement of the thyristor rectifier with a control device for generating the start-up jolt. After switching on the mains voltage, the sum of the voltages U 1 and UZ is applied to the RC combination r3, M and k 2. The voltage across the capacitor k2 increases from zero according to an exponential function. As long as the voltage on capacitor k 2 is less than the voltage VZ is the base potential of the transistor ρ 1 negative relative to the KollektorpoJentiaL, whereby the transistor ρ t locks During this time is given through the resistor r5 an additional current set point to the flow controller 2, the thyristor rectifier the 4 blocks At the same time, a signal is given to the transistor ρ 2 via the resistor rl , so that it opens and thus short-circuits the capacitor k 1 thus only a low setpoint value formed by the forward voltage of the diode η 1 and the collector-emitter voltage of the transistor ρ 2 Current setpoint that is applied to current controller 2 via resistor r6. As soon as the base potential at the transistor ρ 1 becomes positive, the additional current setpoint is switched off, as a result of which a setpoint jump occurs at the current controller 2. The level of the current jump can be varied via a variable time setting using the adjustable resistor r4, whereby the voltage that occurs at the output of the speed, armature voltage or EMF controller 1 at the moment the additional current setpoint is switched off can be selected according to the machine conditions.
Durch den Sollwertsprung werden die über die Ansteuereinrichtung 3 die Zündimpulse für den Thyristorgleichrichter 4 so verschoben, daß in den Anker des Motors 5 ein Strom eingespeist wird, der sehr schnell von Null bis auf maximal den Nennstrom des Thyristorgleichrichters ansteigt und den Motor 5 anlaufen läßt Gleichzeitig wird über den Widerstand r 7 der Transistor ρ 2 gesperrt so daß der Sollwert für den Regelverstärker t über das durch die Widerstände r 1, rl und den Kondensator Art gebildete Verzögerungsglied wirksam wird. Mit dem Anstieg des Sollwertes am Kondensator k 1 wird die Drehzahl des Motors 5 überschwingungsfrei auf den vorgewählten Wert hochgeführt.Due to the setpoint jump, the ignition pulses for the thyristor rectifier 4 via the control device 3 are shifted so that a current is fed into the armature of the motor 5, which rises very quickly from zero to a maximum of the rated current of the thyristor rectifier and starts the motor 5 at the same time the transistor ρ 2 is blocked via the resistor r 7 so that the setpoint value for the control amplifier t is effective via the delay element formed by the resistors r 1, rl and the capacitor type. With the increase in the setpoint at the capacitor k 1, the speed of the motor 5 is increased to the preselected value without overshoots.
Beim Ausschalten von Regeleinrichtung und Thyristorgleichrichter werden der Kondensator A: 1 über den Transistor ρ 2 und der Kondensator Ar 2 über den Widerstand r 3 sehr schnell entladen, so daß in kürzester Zeit die Wiedereinschaltbereitschaft hergestellt ist.When the control device and thyristor rectifier are switched off, the capacitor A: 1 is discharged very quickly via the transistor ρ 2 and the capacitor Ar 2 via the resistor r 3, so that readiness for restart is established in a very short time.
Falls es der technologische Arbeitsablauf erfordert, kann eine Stillsetzung der Arbeitsmaschine durch Kurzschließen des Kondensators A: 2 erfolgen. Beim Aufheben des Kurzschlusses läuft die Arbeitsmaschine genau unter den gleichen Bedingungen an wie beim Schalten mit dem Netzschütz. Die Spannungen U1 undIf the technological workflow requires it, the machine can be shut down by short-circuiting capacitor A: 2. When the short circuit is removed, the driven machine starts up under exactly the same conditions as when switching with the line contactor. The voltages U 1 and
1/2 sind gleichzeitig Versorgungsspannungen der j1/2 are also supply voltages of the j
nung U2 ist wesentlich kleiner als die der Spannung U1. j voltage U2 is significantly smaller than that of voltage U 1. j
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Publications (3)
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DE2352767B2 DE2352767B2 (en) | 1976-07-01 |
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