DE2366091C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungs­ anordnung gemäß Oberbegriff des Patentanspruches.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist bekannt (US-PS 33 72 323, insbesondere Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 5). Der Funktionsgeber dieser Schaltungs­ anordnung besteht aus einem Begrenzungsstromkreis, der aus zwei gegensinnig geschalteten Dioden be­ steht, so daß das zur Zündwinkeleinstellung des Gleich­ richters gebildete Steuersignal nur von dem ange­ forderten Drehmoment und von keiner anderen Einfluß­ größe abhängig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung gemäß Oberbegriff des Patentanspruches so auszugestalten, daß das Steuersignal zur Zünd­ winkeleinstellung des Gleichrichters für die Speisung des Motors auch von der Ist-Drehfrequenz abhängig ist.

Erreicht wird dies dadurch, daß der Funktions­ geber Kennlinien benutzt, deren Steigung einem Multiplikationsfaktor als Funktion des Ist-Dreh­ frequenz-Signals entspricht.

Das durch die Schaltungsanordnung gemäß der Er­ findung erhaltene Steuersignal wird nicht von einem sich ändernden Schlupf hergeleitet, sondern ist abhängig von dem angeforderten Drehmoment und der augenblick­ lichen Drehzahl des Motors bei festem Schlupf. Da­ durch wird eine präzise Steuerung des Motors möglich, und zwar insbesondere bei niedrigen Drehzahlen des Motors.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein Element, das an die Stelle eines Elements der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 treten kann,

Fig. 3 die graphische Darstellung der Beziehung zwischen Drehmoment und Schlupf eines Motors,

Fig. 4 und 5 graphische Darstellung der Be­ ziehung zwischen dem Steuersignal TRIG zur Zündwinkeleinstellung des Gleichrichters für die Speisung des Motors in Abhängig­ keit vom angeforderten Drehmoment für unter­ schiedliche Ist-Drehfrequenzen.

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 wird der Schlupf des Motors so gesteuert, daß ein konstanter Schlupfwert beibehalten wird. Dadurch ist die Er­ wärmung im Motor nur abhängig von dem vom Motor entwickelten Drehmoment, und als Ergebnis davon wird sowohl das maximale Drehmoment als auch die obere Grenze der thermischen Belastung festge­ legt.

Ein Summierregister 800 erhält über eine Leitung 462 ein Signal X 1, welches der angeforderten Geschwindigkeit entspricht, und über die Leitung 802 ein Signal X 2, welches dem Ist-Drehfrequenzsignal entspricht. Am Ausgang des Summierregisters 800, auf einer Leitung 804 steht die ermittelte Summe zur Verfügung. Eine Integriereinheit 806 ist mit der Leitung 804 verbunden und liefert auf ihrer Aus­ gangsleitung 808 ein Signal, das dem Lagefehler entspricht und einem Zähler 810 zugeführt wird. Der Zähler 810 arbeitet als Frequenzteiler und ist über seine Ausgangs­ leitung mit einem Summierregister 814 verbunden, welches ein der angeforderten Geschwindigkeit und der Ist-Drehfrequenz entsprechendes Signal erzeugt, weil der andere Eingang des Summierregisters 814 mit der Leitung 802 verbunden ist. Die Summe beider Eingänge ist ein Geschwindigkeitsabweichungssignal auf der Ausgangsleitung 816. Dieses wird an einen Regler ge­ geben, der ein Kompensationsnetz 818 und einen Zähler 820 aufweist und auf seiner Ausgangsleitung 822 ein Signal erzeugt, das dem von dem Motor 10 angeforderten Dreh­ moment entspricht. Das angeforderte Drehmoment wird als Funktion des Geschwindigkeitsabweichungssignals auf der Ausgangsleitung 816 ermittelt. Auf diese Art erzeugt jede Erhöhung des Geschwindigkeitsabweichungs­ signals auf der Ausgangsleitung 816 eine Erhöhung des Drehmomentsignals auf der Leitung 822. Die Leitung 822 führt zu einem Funktionsgeber 824, der aus dem Drehmomentsignal ein Steuersignal TRIG zur Zündwinkel­ einstellung des Gleichrichters für die Speisung des Motors 10 berechnet. Dieses wird auf einer Leitung 826 dem Motor 10 zugeführt. Weiterhin sind in Fig. 1 ein Impulsgenerator (P. G), ein Zähler und eine Einrichtung (S), um die Zählung zu modifizieren, gezeigt. Die Aus­ gangsleitung 802 dieser Elemente führt das Signal X 2, welches der Ist-Drehfrequenz entspricht.

Die Leitung 822 ist ferner an eine Einheit 828 ange­ schlossen, die dem Vorzeichen des auf der Leitung 822 vorhandenen Signals entsprechend auf einer Ausgangs­ leitung 830 ein Signal erzeugt, welches dem gewünschten Schlupf des Motors 10 entspricht. Der Schlupf ist ent­ weder positiv oder negativ (entsprechend dem Vor­ zeichen des angeforderten Drehmoments), hat aber eine konstante Größe. Die Ausgangsleitung 830 ist mit dem einen Eingang eines Summierverstärkers 832 ver­ bunden, dessen zweiter Eingang über eine Leitung 834 mit einem Zähler 838 verbunden ist. Der Zähler 838 erhält über eine Leitung 836 das X 2-Signal, d. h. das Ist-Drehfrequenzsignal. Der Zähler 838 paßt das Ist-Drehfrequenzsignal an das auf der Leitung 830 vorhandene Signal an. Die von dem Summierverstärker 832 gebildete Summe wird über eine Leitung 840 an den Motor 10 abgegeben. Diese Summe entspricht der erforderlichen Ständerfrequenz.

Ein zweiter Eingang des Funktionsgebers 824 ist über eine Leitung 842 mit der Leitung 802 verbunden, so daß dem Funktionsgeber 824 auf das X 2-Signal zuge­ führt wird, welches der Ist-Drehfrequenz entspricht. Daher hängt der Ausgang des Funktionsgebers 824 auf der Leitung 826 sowohl von dem angeforderten Drehmoment als auch der Ist-Drehfrequenz ab.

Die Berechnung, die durch den Funktionsgeber 824 durchgeführt wird, wird in den Fig. 4 und 5 veran­ schaulicht, in denen der Ausgang des Funktionsgebers 824 in Abhängigkeit des angeforderten Drehmoments darge­ stellt ist. Der Funktionsgeber 824 arbeitet nach der Charakteristik gemäß Fig. 4 bei niedrigen Ist-Dreh­ frequenzen und entsprechend gemäß Fig. 5 bei hohen Ist-Drehfrequenzen. Bei Ist-Drehfrequenzen RTF kleiner als eine bestimmte Ist-Drehfequenz X (z. B. 60 Hz) wird die obere Kurve der Fig. 4 herangezogen, und bei höheren Ist-Drehfrequenzen RTF < X wird die untere Kurve verwendet. In jedem Fall wird die Größe des angeforderten Dreh­ moments mit einem der Steigung der betreffenden Kurve entsprechende Faktor multipliziert und als Steuer­ signal TRIG dem Motor 10 zugeführt. Die Steigung der Kurven sind entsprechend der augenblicklichen Drehfrequenz voneinander verschieden.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Schaltungs­ anordnung gemäß der Erfindung ist die in Fig. 2 ge­ zeigte Einheit 844 an die Stelle der Einheit 828 zu setzen. Die Wirkungsweise der Einheit 844 entspricht der der Ein­ heit 828. Die Einheit 844 berechnet jedoch den gewünschten Schlupf für geringe Werte des angeforderten Drehmoments. Die maximalen Werte - sowohl im negativen als auch im positiven Bereich - sind durch unterbrochene Be­ grenzungslinien 846 und 848 in Fig. 3 festgelegt, welche die Abhängigkeit des Drehmoments vom Schlupf in U/min zeigen. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß innerhalb des einge­ grenzten Bereiches das vom Motor entwickelte Drehmoment dem Schlupf im wesentlichen proportional ist, wobei die Linien 846 und 848 den Bereich einschließen, in dem ein ungefähr lineares Verhältnis zutrifft.

Das Steuersignal TRIG für die Zündwinkelein­ stellung des Gleichrichters für die Speisung des Motors wird aus dem angeforderten Drehmoment für jede Ist- Drehfrequenz berechnet (vergl. Beschreibung wie zu Fig. 1). Da für niedrige Werte des angeforderten Drehmoments unter­ schiedliche Schlupfwerte verwendet werden, ist die an den Motor 10 angelegte Spannung jedoch nicht die gleiche, wenn die Einheit 844 oder die Einheit 828 eingesetzt wird. Der in Funktion des angeforderten Drehmoments be­ rechnete Wert des Steuersignals wird empirisch ermittelt.

Für einen bestimmten Motor kann dies dadurch geschehen, daß an den Ständer des Motors eine Spannung mit kon­ stanter Frequenz angelegt wird und das Verhältnis zwischen Drehmoment und dieser Spannung bestimmt wird. Dieses Verhältnis bildet eine Grundlage für die Arbeitsweise des Funktionsgebers 824. Ergibt sich nun, daß das Verhältnis Drehmoment zu Spannung nicht bei allen Frequenzen gleich ist, so wird dieses Verhältnis für unterschiedliche Frequenzen er­ mittelt. Nachdem die Einheit 828 durch die Einheit 844 ersetzt wurde, kann die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 als schlupf-proportional bezeichnet werden, da der er­ forderliche Schlupf für niedrige Werte des ange­ forderten Drehmoments dem angeforderten Drehmoment proportional ist. Die in Fig. 5 gezeigte Funktion wird benutzt, wenn das Steuersignal eine von Null ver­ schiedene Spannung haben soll, wenn kein Drehmoment ange­ fordert wird.

Claims (1)

1. Schaltungsanordnung zur Speisung eines an einem Zwischenkreisumrichter, bestehend aus einem netz­ seitigen Gleichrichter und einem maschinenseitigen Wechselrichter, angeschlossenen Asynchronmotors (10), mit Spannungen einstellbarer Amplitude und Frequenz, mit einer Signale verarbeitenden Einrichtung, deren, eine angeforderte Geschwindigkeit darstellendes Aus­ gangssignal (X 1) in einem Summierregister (800) zu dem Ist-Drehfrequenzsignal (X 2) zur Erzeugung eines Signals addiert ist, welches die Geschwindigkeits­ abweichung darstellt und durch einen Regler (818, 820) zu einem Drehmomentsignal verarbeitet wird, mit einem Funktionsgeber (824), der das Drehmomentsignal in ein Steuersignal zur Zündwinkeleinstellung des Gleich­ richters umwandelt, und mit einem Summierglied (832), das das Ist-Drehfrequenz-Signal (X 2) und ein Schlupf­ signal (830) zur Vorgabe des Ständerfrequenzsignals (840) summiert, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionsgeber (824) Kennlinien (Fig. 4, 5) benutzt, deren Steigung einem Multiplikationsfaktor als Funktion des Ist-Drehfrequenz-Signals (X 2, Fig. 1; RTF, Fig. 4) entspricht.