DE2417214B2 - Anordnung zur steuerung oder regelung der geschwindigkeit einer ueber eine umrichterschaltung gespeiste dreiphasen-wechselstrommaschine - Google Patents
Anordnung zur steuerung oder regelung der geschwindigkeit einer ueber eine umrichterschaltung gespeiste dreiphasen-wechselstrommaschineInfo
- Publication number
- DE2417214B2 DE2417214B2 DE19742417214 DE2417214A DE2417214B2 DE 2417214 B2 DE2417214 B2 DE 2417214B2 DE 19742417214 DE19742417214 DE 19742417214 DE 2417214 A DE2417214 A DE 2417214A DE 2417214 B2 DE2417214 B2 DE 2417214B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- converter
- winding
- phase
- transformer
- arrangement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using supply voltage with constant frequency and variable amplitude
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Steuerung oder Regelung der Geschwindigkeit einer aus einer
Wechselstromquelle über eine steuerbare Ventile enthaltende Umrichterschaltung gespeiste Dreiphasen-Wechselstrommaschine,
die für jede Phasenwicklung ein Einrichtungs-StiOmrichterstellglied besitzt, die gemeinsam
durch eine Steuereinrichtung derart gesteuert sind, daß drei von jeweils einem Gleichstrom überlagerite
Wechselströme entstehen, die zusammen ein Drehfeldsystem bilden. Eine solche Anordnung ist in
dem DT-PS 22 59 826 vorgeschlagen worden.
Die die elektrische Drehfeldmaschine speisenden Stromrichter sind entweder mit Gleichstromzwischenkreis
ausgebildet oder werden als Direktumrichter betrieben. Im Vergleich mit Antrieben, die mit
Gleichstromantriebsmotoren ausgerüstet sind, welche von gesteuerten Gleichrichtern gespeist werden, ist der
Aufwand jedoch relativ hoch. Für selbstgeführte Stromrichter mit Gleichstrom- bzw. Gleichspannungstwischenkreis
erfolgt nämlich eine zweifache Energieumformung im Gleichrichter und im Wechselrichter
Und es ist ein Energiespeicher im Zwischenkreis erforderlich. Bei der Anwendung von Direktumrichtern
besteht die Notwendigkeit antiparallele Stromrichter in jedem Wicklungszweig vorzusehen.
Bei der oben erwähnten DT-PS 22 59 826 ist bereits vorgeschlagen worden zur Herabsetzung des Aufwandes
bei den Stromrichteranordnungen den speisenden Stromrichter im Aufwand zu verkleinern, indem man in
diesem drei von jeweils einem Gleichstrom überlagerte Wechselströme erzeugt, die ein Drehstromsystem
bilden. Da eine normale Mehrphasenwechselstrommaschine (Drehstrommaschine) für die Speisung mit
solchen, von einem Gleichstrom überiagerten Wechseiströmen nicht geeignet ist, ist bei diesem Vorschlag
die Ständerwicklung der elektrischen Drehfeldmaschine in einer Spezialausführung ausgebildet. Sie weist eine
Zweischichtwicklung auf, die so aufgebaut ist, daß sie jeweils die beiden in einer Nut angeordneten Wickiungsstränge
oder Leiterstäbe von einem Wechselstrom mit überlagertem Gleichstrom durchflossen sind, wobei
die Gleichstromglieder des Stromes entgegengesetzte Stromrichtungen in den beiden Leiterstäben einer Nut
aufweisen. Dadurch heben sich die von den Gleichstromgliedern erzeugten Amperewindungen (Durchflutungen)
der beiden in jeweils einer Nut liegenden Wicklungsstränge bzw. Leiterstäbe gegenseitig auf,
während die Wechselstromglieder zusammen ein Drehfeld bzw. Wanderfeld erzeugen. In einer Nut liegen
dabei jeweils zwei Leiter, deren Gieichstromkomponenten umgekehrte Richtungen haben. Die Anordnung
nach diesem Vorschlag erlaubt es, den Aufwand für den Umrichter in bezug auf die Anzahl gleich groß
dimensionierter Thyristoren auf etwa die Hälfte herabzusetzen, da die antiparallelen Ventile des
Direktumrichters wegfallen können. Weiterhin können bei kreisstrombehafteten Schaltungen die Kreisstromdrosseln
bzw. bei kreisstromfreien Schaltungen die Umschaltlogik und Stromrichtungsüberwachung entfal-
3" len. Bekanntlich kann man sich vorstellen, daß ein
Direktumrichter aus drei Umkehrstromrichtern für Gleichstrommaschinen, die somit jeweils aus zwei
Drehstrombrückenschaltungen bestehen müssen, aufgebaut ist. Bei der vorgeschlagenen Anordnung ist es
3S möglich, die Hälfte der Stromrichterbrücken einzusparen.
Die in dem erwähnten Patent vorgeschlagenen Spezialmotoren weisen jedoch wegen der bezüglich der
Ausnutzung und des Oberwellengehaltes des Luftspaltfeldes
ungünstigen Sehnung und vor allem wegen der vom Oleichstromanteil der Ständerströme verursachten
Stromwärmeverluste, welche doppelt so hoch sind, wie die von den Wechselstromgrundquellen verursachten,
sowie der erhöhten Oberwellenverluste erheblich größere Abmessungen auf als die normalen Motoren
und sind damit naturgemäß schwerer als diese. Die Drehfeldmaschinen werden jedoch nicht nur im
Wirkungsgrad schlechter als solcher konventioneller Bauart, sondern werden auch im Gewicht und im
Volumen vergrößert.
Dies wirkt sich z. B. bei elektrischen Triebfahrzeugen besonders nachteilig aus, bei denen die Drehstrommotoren
beispielsweise als Tatzlagermotoren ausgebildet sind und daher nur halbabgefedert im Fahrzeugrahmen
bzw. Drehgestell angeordnet sind. Für die Verluste in den Zuleitungen vom Stromrichter zu den Motoren gilt
dasselbe wie für die Ständerwicklungsverluste.
Auch bei den Antriebsmotoren von Rollgängen zu Walzwerken sind die räumlichen Abmessungen der
Antriebsmotoren von großer Bedeutung, insbesondere, wenn, wie meist üblich, jede Rolle durch einen
besonderen Motor angetrieben wird. Durch die großen räumlichen Abmessungen einer solchen Rollganganlage
sind die Zuleitungen zwischen Umrichter und Antriebsmotor relativ lang, womit die bei der vorgeschlagenen
Lösung sich ergebenden Verluste in den Zuleitungen entweder merklich größere Leitungsquerschnitte erforderlich
machen oder sich die Energieverluste erheblich
erhöhen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, bei Anwendung des vorgeschlagenen Stromrichtersystems, insbesondere
bei elektrischen Triebfahrzeugen mii Antrieb durch Tatzlagermotoren oder bei Rollgangantrieben für
Walzwerke, die Nachteile der vorf eschlagenen Anordnung zu vermeiden, d.h. bei der erstgenannten
Anwendung den Einsatz normaler Drehstrommotoren zu ermöglichen, Verluste einzusparen und die urL.bgefederten
Massen, die den Lauf des Fahrzeuges in ungünstiger Weise beeinflussen, zu verkleinern und
beim zweitgenannten Anwendungsgebiet die radialen Abmessungen der Antriebsmotoren zu verkleinern,
sowie die erheblichen zusätzlichen Verluste in den Zuleitungen zu vermeiden.
Als Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß
vorgeschlagen, daß zwischen den Stromrichter-Stellgliedern und der elektrischen Maschine ein
Mehrphasen-Zwischentransformator geschaltet ist, dessen, von den Stromrichterstellgliedern gespeiste
Primärwicklung in Zick-Zack-Schaltung und dessen die Ständerwicklung der elektrischen Maschine speisende
Sekundärwicklung in Stern- oder Dreieckschaltung geschaltet ist. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung
fallen Gleichstromverluste im Gegensatz zu der vorgeschlagenen Anordnung nach DBP 22 59 826 nur
im Transformator (nicht aber in den Motoren und deren Zuleitungen) an, aus dem sie besser abgeführt werden
können als z. B. von Fahrmotoren, die aus Gründen der erhöhten Betriebssicherheit nicht mit einer Flüssigkeitskühlung
ausgestattet werden können.
Gegenüber Anordnungen mit konventionellen Wechselrichtern, wie diese z. B. in dem Aufsatz von
Kanngießer »Umrichter zur Speisung von Drehfeldmaschinen«, veröffentlicht in der »Elektrotechnisehen
Zeitschrift« Ausgabe A 1964, Seite 673 bis 681 beschrieben sind, ergibt sich nicht nur eine Einsparung
der Hälfte der Stromrichterbauelemente und der zugehörigen Steuerung, sondern auch die Möglichkeit,
Stromrichterelemente mit längerer Freiwerdezeit zu verwenden, da die Stromrichtet elemente nur im
Gleichrichterbetrieb, nicht aber im Wechselrichterbetrieb beansprucht sind. Stromrichterelemente dieser Art
sind günstiger im Preis als die für Wechselrichterbetrieb dimensionierten. Die etwas erhöhten Verluste im
Transformator sind gegenüber den erzielten großen Vorteilen gegenüber dem Stand der Technik praktisch
belanglos.
Die Verwendung eines Transformators zwischen Stromrichter und Motoren erlaubt es, auch die Motoren,
die, wie oben erwähnt, Drehstrommotoren herkömmlicher Bauart (z. B. Normmotoren) sein können, für
optimale Spannungswerte unabhängig von den optimalen Spannungswerten für die Stromrichter auszulegen
und umgekehrt, wodurch über die in der DT-PS P 22 59 826 erwähnten noch hinausgehende weitere
Einsparungen, z. B. durch bessere Nutzung der bei einem Thyristormodell zulässigen Sperrspannung, am
Direktumrichter möglich werden.
Darüber hinaus bietet die Verwendung eines Transformators den Vorteil, daß sämtliche Motoren an einen
Transformator parallel angeschaltet werden können, was bei der bereits vorgeschlagenen Lösung mit
Rücksicht auf die Unsicherheit der Aufteilung des Gleichstromes nicht ohne erheblichen zusätzlichen
Aufwand möglich ist, weshalb man dort getrennte Stromrichtereinrichtungen für jeden Motor VOrgeSChlao'pn hilf
Bei Triebfahrzeugen kann bei der erfindungsgemäßen Anordnung der zusätzlich erforderliche Transformator
voll abgefedert im Fahrzeugrahmen untergebracht werden, so daß bei der Ausführung nach DT-PS
22 59 826 vorhandene Nachteil des schlechteren Laufes durch die vergrößerten Massen der Fahrmotoren bei
gleicher Leistung vermieden wird. Als Fahrmotoren können dann konventionelle Drehstrommotoren von
geringem Gewicht im Drehgestell bzw. Fahrzeugrahmen in Tatzlagerbauart vorgesehen werden. Das
Mehrgewicht des Transformators gegenüber der vorgeschlagenen Anordnung liegt etwa im Rahmen der
Gewichtsersparnis bei den Antriebsmotoren.
Die Gleichstromverluste in den Leitungen zwischen Stromrichter und Motoren werden vollständig vermieden.
Die Motoren können mit normalen (3-phasigen) Drehstromanschlüssen angeschlossen werden, die bei
der DT-PS 22 59 826 erforderlichen Rückleitungen entfallen daher, so daß bei diesen Leitungen Ve des
Gesamtquerschnitts eingespart werden.
Als speisender Stromrichter kann erfindungsgemäß für jede der drei in Zick-Zack-Schaltung geschalteten
Transformatorwicklungen ein Einrichtungsstromrichterstellgiied
dienen. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daC als
Stromrichter für jede der in Zick-Zack-Schaltung geschalteten Primärwicklungen des Transformators
jeweils eine von einer separaten Wicklung einer Stromrichiertransformators gespeiste 3/7-pulsige
Stromrichterbrückenschaltung dient, wobei η ganzzahlig
ist. Dabei sind die Ausgänge der drei Stromrichterbrücken jeweils mit den Wicklungsenden oder in
ZickZack geschalteten Primärwicklung des Transformators verbunden.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist
vorgesehen, daß als Stromrichter für jede der in Zick-Zack geschalteten Primärwicklungen des Transformators
eine separate 3n-puisige Strcmrichterschaltung dient, deren phasengleichen Eingänge parallel
geschaltet sind. Dabei sind die Ausgänge eines jeden Stromrichter mit den beiden Enden jeweils einer in
Zick-Zack geschalteten Primärwicklung des Transformators elektrisch verbunden.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden
beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel. In diesem ist ein Schaltschema der
erfindungsgemäßen Anordnung in Anwendung bei einem Antrieb eines Triebfahrzeuges dargestellt.
In diesem Schema ist mit 1 der Stromrichtertransformator
mit der Primärwicklung 10 und den Sekundärwicklungsgruppen 11, 12 und 13 bezeichnet. Diese sind
jeweils einseitig in Stern geschaltet. Die freien Enden der Wicklungen sind jeweils mit 3pulsigen Einrichtungsstromrichterstellgliedern
21 verbunden, die jeweils wenigstens drei Thyristoren aufweisen. Die Steuereinrichtung
für die Thyristoren ist nicht dargestellt. Die Kathoden der Thyristoren jeweils eines Stellgliedes sind
zusammengeschaltet und jeweils mit einem Wicklungseingang der einen Primärwicklung 301 bzw. 302 bzw.
303 des Zwischentransformators 3 verbunden.
Die Primärwicklung des Zwischentransformators 3 ist, wie oben ausgeführt, in Zick-Zack geschaltet und das
freie Ende jeden Stranges der Primärwicklung ist mit dem Sternpunkt des zugehörigen Teiles der Sekundärwicklung
U bzw. 12 bzw. 13 des Hetztransformators 1 verbunden. Die Sekundärwicklung des Zwischentransformators
3 ist in Stern geschaltet dargestellt. An die
freien Anschlüsse der Sekundärwicklung 31 bzw. 32 bzw. 33 des Zwischentransformators 3 sind die vier
Drehstromfahrmotoren 41, 42, 43, 44 parallel angeschlossen.
Antriebe für Rollgänge von Walzwerken sind in gleicher Weise, wie in obigem Ausführungsbeispiel
dargestellt, aufgebaut, jedoch ist die Anzahl der gespeisten Motoren üblicherweise merklich größer, ι
dort dargestellt.
Die mit der erfindungsgemäßen Anordnung erzielt
Vorteile sind bei den beiden erwähnten Anwendungsf bieten besonders gravierend. Sie läßt sich selb
verständlich ebenso bei Industriebetrieben beliebig Art in vorteilhafter Weise anwenden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnunccn
Claims (3)
1. Anordnung zur Steuerung oder Regelung der Geschwindigkeit einer aus einer Wechselstromquelle
über eine steuerbare Ventile enthaltende Umrichterschaltung gespeiste Dreiphasen-Wechselstrommaschine,
die für jede Phasenwicklung ein Einrichtungs-Stromrichterstellglied besitzt, die gemeinsam
durch eine Steuereinrichtung derart gesteuert sind, daß drei von jeweils einem
Gleichstrom überlagerte Wechselströme entstehen, die zusammen ein Drehfeldsystem bilden, d a durch
gekennzeichnet, daß zwischen den Stromrichter-Stellgliedern und der elektrischen
Maschine ein Mehrphasen-Zwischentransformator (3) geschaltet ist, dessen, von den Stromrichterstellgliedern
gespeiste Primärwicklung (301 bis 303) in Zick-Zack-Schaltung und dessen die Ständerwicklurig
der elektrischen Maschine (41 bis 44) speisende Sekundärwicklung (3 J bis 33) in Stern- oder
Dreieckschaltung geschaltet sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Stromrichterstellglieder für jede
der Wicklungen des Zwischentransformators (3) jeweils eine von einer separaten Wicklung eines
Stromrichtertransformators (1) gespeiste 3n-pulsige Stromrichterbrückenschaltung dient, wobei η ganzzahlig
ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Stromrichterstellglied für jede der
Primärwicklungen (301 bis 302 bzw. 303) des Zwischentransformators (3) eine separate 3n-pulsige
Stromrichterschaltung dient, deren phasengleiche Eingänge parallel geschaltet sind.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742417214 DE2417214C3 (de) | 1974-04-09 | Anordnung zur Steuerung oder Regelung der Geschwindigkeit einer über eine Umrichterschaltung gespeiste Dreiphasen-Wechselstrommaschine | |
CH421175A CH576209A5 (de) | 1974-04-09 | 1975-04-03 | |
SE7503897A SE397452B (sv) | 1974-04-09 | 1975-04-04 | Drivanordning serskilt for elektriska mororfordon eller fo r rullbanor fran valsverk |
FR7510708A FR2267653A1 (en) | 1974-04-09 | 1975-04-07 | Driving motors for roller tables or electric traction vehicles - has circuit permitting use of normal three-phase motors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742417214 DE2417214C3 (de) | 1974-04-09 | Anordnung zur Steuerung oder Regelung der Geschwindigkeit einer über eine Umrichterschaltung gespeiste Dreiphasen-Wechselstrommaschine |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2417214A1 DE2417214A1 (de) | 1975-10-30 |
DE2417214B2 true DE2417214B2 (de) | 1977-04-07 |
DE2417214C3 DE2417214C3 (de) | 1977-12-15 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE7503897L (sv) | 1975-10-10 |
CH576209A5 (de) | 1976-05-31 |
FR2267653B1 (de) | 1981-09-04 |
FR2267653A1 (en) | 1975-11-07 |
SE397452B (sv) | 1977-10-31 |
DE2417214A1 (de) | 1975-10-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10128152B4 (de) | Schiffsantriebssystem mit vermindertem Bordnetzklirrfaktor | |
DE1613695A1 (de) | Schaltungsanordnung zur Umrichtung einer Mehrphasenspannung in eine Wechselspannung niedrigerer Frequenz | |
DE102006027716B3 (de) | Ansteuerung mit Wechselrichtern bei geringen Schaltverlusten | |
DE2226971A1 (de) | Phasenumformer | |
DE2425362A1 (de) | Drehzahlveraenderliche elektrische antriebseinrichtung mit nutzbremsmoeglichkeit | |
EP0543203B1 (de) | Verfahren und Schaltung zur Umformung elektrischer Energie | |
EP0833758B1 (de) | Verfahren und schaltung zur umformung elektrischer energie | |
DE2417214C3 (de) | Anordnung zur Steuerung oder Regelung der Geschwindigkeit einer über eine Umrichterschaltung gespeiste Dreiphasen-Wechselstrommaschine | |
DE2417214B2 (de) | Anordnung zur steuerung oder regelung der geschwindigkeit einer ueber eine umrichterschaltung gespeiste dreiphasen-wechselstrommaschine | |
DE19742429C1 (de) | Schaltungsanordnung | |
DE2614445A1 (de) | Stromrichteranordnung zum umformen einer spannung mit niedriger frequenz in eine andere | |
EP0263060A1 (de) | Pulsumrichtergespeiste elektrische Asynchronmaschine mit Kurzschlussläufer | |
DE633110C (de) | Anordnung fuer aus einem Wechselstromnetz gespeiste ventilgesteuerte Kaefigankermotoren mit veraenderbarer Drehzahl | |
DE1916231B2 (de) | Schaltungsanordnung für eine Stromrichteranlage | |
DE3401164C2 (de) | ||
DE871337C (de) | Elektrische Umformermaschine | |
DE1488121C (de) | Selbstgefuhrter Umrichter | |
DE464488C (de) | Umformerlokomotive, auf der elektrischer Strom ueblicher Frequenz und Phasenzahl in niederfrequenten Mehrphasenstrom, insbesondere Drehstrom, umgeformt wird | |
EP0111088A1 (de) | Stromrichter | |
DE2152393A1 (de) | Schienengebundenes fahrzeug mit linearmotor-antrieb | |
DE3418020A1 (de) | Schaltungsanordnung zur spannungsbegrenzung eines von einem stromeinpraegenden umrichter gespeisten motors | |
DE1513627C (de) | Stromrichteranordnung für ein aus einem Wechselstromnetz gespeistes Triebfahrzeug mit mehreren Gleichstrommotoren | |
DE745236C (de) | Stromrichter, Umformer oder elektrische Maschine mit mechanischen, synchron angetriebenen Kontakten | |
DE1513518C (de) | Einrichtung zur Zwangskommutierung für einen selbstgeführten Stromrichter zur Steuerung der Drehzahl und Drehrichtung eines Drehstrommotors | |
DE2619611A1 (de) | Verfahren zur steuerung des drehmomentes eines umrichtergespeisten asynchronmotors |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |