DE2418322B2 - Verfahren und vorrichtung zur stufenlosen steuerung der drehzahl einer drehstrom-asynchronmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur stufenlosen Steuerung der Drehzahl einer Drehstrom-Asynchronmaschine, die von einem einen netzgefijhrten, steuer-

2} baren Stromrichter, einen Gleichstromzwischenkreis mit induktivem Energiespeicher und einen selbstgerührten, maschinenseitigen Stromrichter enthaltenden Zwischenkreisumrichter mit eingeprägtem Strom im Zwischenkreis gespeist ist, mit einem den netzgeführten Stromrichter steuernden Regler, dem die Ausgangsgröße eines Soll-Istwert-Vergleichers einer dem Maschinenstrom proportionalen Größe vorgegeben ist, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (DT-OS 1806 768) wird die Spannung an dem netzgeführten Stromrichter zugeordneten Ende der Glättungsdrossel des Gleichstromzwischenkreises der an ^:hrem anderen Ende auftretenden Spannungen nachgeführt, indem entweder die am letztgenannten Drosselende auftretende Spannung zusätzlich zu der den Steuerwinkel des netzgeführten Stromrichters bestimmenden Steuerspannung abgeschaltet oder die beiden Spannungen an den Enden der Glättungsdrossel subtraktiv dem Eingangskreis eines dem ersten Regler nachgeschalteten zweiten Reglers zugeführt wird. Durch eine derartige Nachführung der Spannung an dem dem netzgeführten Stromrichter zugeordneten Ende der Glättungsdrossel wird eine besonders einfache und schnelle wirksame Stromeinprägung erreicht, da die Verminderung der Spannungsdifferenz an der Glättungsdrossel auf den durch ihren Wicklungswiderstand bedingten Spannungsabfall eine Entkopplung des der Glättungsdrosse! nachgeschalteten Stromkreisteiles bewirkt und deshalb der Strom der Glättungsdrossel ausschließlich von ihren Eingangsparametern bestimmt wird. Durch eine derartige Stromeinprägung wird jedoch nicht die erhebliche Abhängigkeit des magnetischen Flusses in der Maschine von deren Lastzustand beseitigt, was sich nachteilig auf das Drehzahlverhalten auswirkt und die Erzielung einer optimalen Ausnutzung der Maschine verhindert.

Die Lastabhängigkeit des magnetischen Flusses in der Maschine ist auch bei einem anderen bekannten Verfahren (Elektrie, 1972, Seite U 286) zur Drehzahlregelung eines an einen Zwischenkreisumrichter angeschlossenen Asynchronmotors vorhanden, bei welchem dem den netzgeführten Stromrichter steuernden

Regler der Ist- und Sollwert der Maschinendrehzahl vorgegeben ist, und der rnascbinenseitige Stromrichter die Frequenz abhängig von der Maschinen-Spannung steuert, welche an den Eingangsklemmen der Maschine gemessen wird. Zum Zwecke der Maschinenstrombegrenzung wird hierbei dem Regler des netzgeführten Stromrichters ein von einer Strombegrenzungseinrichtung kommendes Signal zusätzlich aufgeschaltet.

Es ist ferner bei Drehstrom-Asynchronmaschinen, ι ο welche von frequenzgesteuerten Umrichtern gespeisi: werden, bekannt (DT-OS 2132179), zur elektrischen Dämpfung von Pendelungen, also Energieflußschwebungen vom Netz zur Maschine und in umgekehrter Richtung, die Wirkleistung zu messen und in Abhängigkeit davon die Frequenz zu beeinflussen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß der Magnetfluß in der Maschine unabhängig von Lastzustand aufrechterhalten wird und daß der Antrieb auf einfache Weise sowohl spannungsgeregelt mit Strombegrenzung als auch stromgeregelt mit Spannungsbegrenzung betrieben werden kann. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Frequenz des maschinenseitigen Stromrichters in Abhängigkeit vom Istwert der Maschinenspannung geführt ist, daß dem Regler zusätzlich noch die Ausgangsgröße eines Soll-Istwert-Vergleiches der Maschinenspannung zugeführt ist und daß der Regler jeweils diejenige Regelgröße beeinfijßt, die ihren Sollwert übersteigt

Vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Verfahrens kennzeichnen die Ansprüche I und 2.

Die erfindungsgemäße Lösung läßt eine vom Lastzustand unabhängige und bei allen Lastzuständen optimale Magnetisierung der Maschine erreichen, was wegen der damit erzielten Aufsteilung der Drehzahl-Drehmüment-Kennlinie zu einem wesentlich geringeren lastbedingten Drehzahlabfall führt und außerdem eine optimale Ausnutzung der Maschine ermöglicht. Dadurch, daß dem den netzgeführten Stromrichter steuernden Regler zusätzlich zu der Ausgangsgröße des Soll-Istwert-Vergleichs des Maschinenstromes noch die Ausgangsgröße eines Soll-Istwert-Vergleichs der Maschinenspannung zugeführt wird und _4S der Regler jeweils diejenige Regelgröße beeinflußt, die ihren Sollwert übersteigt, wird erre^:cht, daß ohne weiteres von einem spannungsgeregelten Betrieb mit Strombegrenzung auf einen stromgeregelten Betrieb mit Spannungsbegrenzung und umgekehrt übergegangen werden kann, was die Einsatzmöglichkeiten des Antriebs erheblich erweitert. Es wird auch die Steuerung der Drehzahl oder des Drehmomentes der Maschine hierdurch vereinfacht. Der erreichbare Drehzahlbereich ist sehr groß und beträgt bei einem Normmotor ohne Überschreitung der zulässigen Maschinenspannung noch etwa 1 zu 10. Das Drohmoment kann dabei infolge der guten Ausnutzung der Maschine bis nahe zur höchsten Drehzahl konstant gehalten werden, die im übersynchronen Bereich liegen kann. Ein 6n weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß es einen Betrieb der Maschine in beiden Drehrichtungen sowohl im motorischen als auch im generatorischen Bereich sowie eine Drehrichtungsumkehr unter optimalen Bedingungen gestattet.

Der Erfindung liegtauch die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu schaffen, die möglichst einfach ist. Ausgehend von einer Vorrichtung mit einem einen netz geführten steuerbaren Stromrichter, einen Gleich stromzwischenkreis mit induktivem Energiespeiche und einen selbstgeführten maschinenseitigen Strom richter enthaltenden Zwischenkreisumrichter mit ein geprägtem Strom im Zwischenkreis, der eine Dreh strom-Asynchronmaschine speist, und mit einem der netzgeführten Stromrichter steutrnden Regler, dem die Ausgangsgröße eines Soll-Istwert-Vergleichers einei dem Maschinenstrom proportionalen Größe vorgegeben ist, ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ausgangsgröße eines Maschinenspan· nungs-Istwertgebers über einen Verstärker einen Spannungsfrequenz-Umsetzer für den maschinenseitigen Stromrichter speist, daß dem Regler zusätzlich noch die Ausgangsgröße eines Soll-Istwert-Vergleichers der Maschinenspannung zugeführt ist und daß dei Regler jeweils diejenige Regelgröße beeinflußt, die ihren Sollwert übersteigt.

Sowohl der Aufwand für einen derartigen Regler als auch die Einrichtung zur Steuerung des maschinenseitigen Stromrichters sind nicht sehr hoch. Außerdem ist von Vorteil, daß ohne weiteres in die Steuerung eingegriffen werden kann, um beispielsweise einen anderen Schlupf einzustellen und insbesondere die Maschine vom motorischen Betrieb in den generatorischen Betrieb und umgekehrt zu überführen, was vor allem dann von Vorteil ist, wenn die Drehrichtung der Maschine möglichst schnell geändert werden soll.

Vorteilhafterweise ist als Istwertgeber für den Maschinensirom ein an einem Stromwandler in den netzseitigen Anschlußleitungen des Stroinwandlers in den netzseitigen Anschlußleitungen des Stromrichters angeschlossener Gleichrichter vorgesehen, da dies zu einer einfachen Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beiträgt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Verstärkungsfaktor des dem Spannungsfrequenz-Umsetzer vorgeschalteten Verstärkers veränderbar. Zur Veränderung des magnetischen Flusses in der Maschine und damit deren Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie ist dann nur eine entsprechende Änderung des Verstärkungsfaktors dieses Verstärkers erforderlich.

Es ist ferner vorteilhaft, den Eingang des Spannungsfrequenz-Umsetzers über einen Kondensator an den Ausgang eines Gleichrichters anzuschließen, der eine dem Wirkstrom der Maschine analoge Gleichspannung erzeugt, da hierdurch in besonders einfacher Weise eine Dämpfung von Pendelungen erreicht wird.

Die zum Abbremsen und Beschleunigen der Maschine erforderliche Absenkung bzw. Anhebung der Spannung am Eingang des Spannungsfrequenz-Umsetzers wird in besonders einfacher Weise dann erreicht, wenn der Eingang des vorgeschalteten Verstärkers mittels eines Schalters mit einer Spannungsquelle verbindbar ist, deren Spannung hinsichtlich ihrer Höhe vom Maschinenstrom abhängig ist. Zweckmäßigerweise ist hierbei der Schalter als ein in der einen Schaltstellung ein positives und in deranderen Schaltstellung ein negatives Potential an den Eingang des Verstärkers legender Umschalter ausgebildet.

Es braucht dann bei einer Drehrichtungsumkehr nur der Schaller von der einen in die andere Schaltstellung umgelegt zu werden, wenn die Drehzahl O erreicht ist. Ist als Schalter ein Relais vorgesehen, wie dies bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Fall ist, das durch ein einen Bremsvorgang auslösendes Signal erregt wird und durch ein einer vorgegebenen Dreh-

zahl der Maschine entsprechendes Signal wieder entregt wird, dann wird in besonders einfacher Weise eine Umkehr der am Eingang des Verstärkers liegenden Spannung zum richtigen Zeitpunkt bewirkt.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert.
Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild des Ausführungsbeispiels ohne die Ansteuerungsschaltung,

Fig 2 ein unvollständiges Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels,

Fig. 3 ein Blockschaltbild des zur Drehrichtungsumkehrung und Dämpfung von Energieschwebungen erforderlichen Teils der Ansteuerungsschaltung.

Wie Fig. 1 zeigt, weist der Zwischenkreisumrichter einen netzgeführten Stromrichter 1 auf, der aus sechs Thyristoren n, bis n₆ gebildet wird, von denen die Thyristoren /;, und n₆ der Phase R, die Thyristoren W₂ und W₅ der Phase 5 und die beiden restlichen Thyristoren der Phase Γ zugeordnet sind. In den drei Zuleitungen zum Stromrichter 1 ist je ein Stromwandler 2 und je eine Drossel 3 vorgesehen.

An die Gleichstromseite des Stromrichters 1 schließt sich ein Gleichstromzwischenkreis an, in dem ein induktiver Energiespeicher 4 liegt.

Der Gleichstromzwischenkreis verbindet den Stromrichter 1 mit einem selbstgeführten, maschinenseitigen Stromrichter 5, der wie der Stromrichter 1 aus sechs Thyristoren n_u bis n₎₆ aufgebaut ist Diese Thyristoren sind in entsprechender Weise wie diejenigen des Stromrichters 1 angeordnet, jedoch mit umgekehrter Durchlaßrichtung. Dem Stromrichter 5 ist eine Kommutierungseinrichtung 6 zugeordnet, die sechs Thyristoren «2i bis W₂₆ aufweist Diese sind entsprechend den Thyristoren n_u bis n_ib paarweise jeder Phase zugeordnet und an den Zwischenkreis angeschlossen. Die Verbindungsstelle zwischen den Thyristoren «,, und /?i4 ist mit der Verbindungsstelle zwischen den Thyristoren ;;₂₁ und n₂₄ über einen Kondensator A, verbunden. Entsprechend sind die Verbindungsstellen der übrigen Paare von Thyristoren über Kondensatoren A₂ bzw. A₃ miteinander verbunden.

An den Drehstromausgang des Stromrichters 5 kann eine Drehstromasynchronmaschine üblicher Bauart, beispielsweise ein Drehstrom-Normmotor 7, angeschlossen werden, der im Ausfuhrungsbeispiel im Dreieck geschaltet ist, wobei die Wicklung für 3X220 V, 50 Hz, ausgelegt ist Die synchrone Drehzahl beträgt im Ausführungsbeispiel 1500 Umdrehungen pro Minute.

Der netzgeführte Stromrichter 1 wird von einer an sich bekannten Zündschaltung 8 gesteuert, die ihrerseits an einen Regler 9 angeschlossen ist (Fig. 2). Dieser Regler weist zwei Eingänge auf, die mit einem Vergleichspunkt 10 bzw. einem Vergleichspunkt 11 verbunden sind. Im Vergleichspunkt 10 wird der mittels eines Potentiometers 12 voigebbare Sollwert des Maschinenstromes oder Primärstroms des Normmotors 7 mit dem Istwert des Maschinenstromes ver- glichen.

Die Regelabweichung beaufschlagt den zugeordneten Eingang des Reglers 9. Im Vergleichspunkt 11 wird der mittels eines Potentiometers 13 vorgegebene Sollwert der Maschinenspannung mit dem Istwert verglichen. Die Regelabweichung wird dem zugeordneten Eingang des Reglers 9 zugeführt Dieser bewertet stets die größere Regelabweichung, dh^der Regler beeinflußt jeweils diejenige Regelgröße, die ihren Sollwert übersteigt.

Der Istwert des Maschinenstromes wird aufgrund des Netzstromes bestimmt. Daher ist ein Istwertgeber 14 an die Stromwandler 2 angeschlossen, der eine dem Netzstrom proportionale Gleichspannung geeigneter Größenordnung durch Gleichrichtung abgibt.

Der Istwert der Maschinenspannung, die sich wegen des eingeprägten Stromes frei ausbilden und über den Strom des Stromrichters 1 geregelt werden kann, wird über einen Trenntransformator 15 von der Verbindung zwischen dem Wechselrichter 5 und dem Motor 7 abgenommen. Ein dem Trenntransformator nachgeschalteter Gleichrichter 16 formt die Eingangsspannung in eine proportionale Gleichspannung geeigneter Größe um, welche dem Vergleichspunkt 11 zugeführt wird.

Da der Regler 9 Regelabweichungen sowohl des Maschinenstromes als auch der Maschinenspannung berücksichtigt, wird über den Stromrichter 1 der magnetische Fluß im Motor 7, das Drehmoment und die Maschinenspannung geregelt und damit auch die Drehzahl gesteuert.

Der maschinenseitige Stromrichter 5 und die Kommutierung!,einrichtung 6 werden von einer Zündschaltung 17 (Fig. 3) gesteuert. Die Thyristoren n_u bis n₁₆ und die zur Kommutierung erforderlichen Thyristoren W₂₁ bis Zi₂₆ werden dabei zyklisch gesteuert. Der prinzipiell stets gleich ablaufende Kommutierungsvorgang sei an folgendem Beispiel erläutert:

Der Löschkondensator A) ist vor der Kommutierung des Stromes im Strang U aufgeladen. Der durch den Energiespeicher 4 fließende Strom, der während des gesamten Kommutierungsvorganges konstant bleibt, fließt durch die Thyristoren n_M und n_ih. Die Kommutierung wird dann durch das Zünden des Löschthyristors n_2] bei gleichzeitigem Zünden des Thyristors 12 eingeleitet. Durch die Kondensatorspannung wird der Strom durch den Thyristor n_u auf Null gebracht. Der Strom des Gleichstromzwischenkreises fließt nun durch den Thyristor n₂, über den Löschkondensator k_u die Stränge U und W sowie durch den Thyristor w₎₆. Dabei wird der Löschkondensator A:, umgeladen, wodurch das Potential an der Anode des Thyristors n_n immer mehr positiv wird. Sobald am Thyristor n_u eine positive Spannung in Richtung von der Anode zur Kathode anliegt, übernimmt dieser den Strom.

Die Zündschaltung 17 ist, wie Fig. 3 zeigt, einem Phasenumschalter 18 mit zwei Gruppen von Ausgängen nachgeschaltet, deren Ausgangosignale eine gegensinnige zyklische Vertauschung aufweisen und daher je nachdem, welche Ausgangsgruppe wirksam ist, zu gegensinnigen Zündfolgen und damit zu gegensinnigen Umlaufkichtungen des Drehfeldes am Ausgang des maschinenseitigen Stromrichters 5 fuhren.

Ein erster Eingang der beiden Teile des Phasen Umschalters 18 ist an den Ausgang eines Spannung* Frequens-Umseizers 19 angeschlossen, der seinerseits über einen Widerstand 20 an den Ausgang eine; P-Reglers 21 angeschlossen ist, dessen Eingang üb© einen Widerstand mit dem Ausgang des den Spart nungs-Ist-Wert-Geber bildenden Gleichrichters 16 ver bunden ist Das im Rückführungskreis des P-Regler! parallel zu einem Kondensator 22 liegende P-GEed 2i ist als einstellbarer Widerstand ausgebildet Aa P-Glied 23 ist der Maschinenfluß einstellbar. Durct eine Veränderung der Verstärkung des P-Reglers 21 kann die Erregung der an den Stromrichter 5 an

geschlossenen Maschine und damit deren Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie verändert werden.

Der Motor 7 erhält durch die vorstehend beschriebene Ausbildung des Zwischenkreisumrichters ein Regelverhalten, das weitgehend demjenigen einer deich-Strommaschine entspricht. Weiterhin kann ohne zusätzlichen Aufwand die angeschlossene Maschine als Motor und als Generator betrieben werden, wobei der Übergang in einfacher Weise durch eine entsprechende Vorgabe der Frequenz, mit der der maschinen- m seitige Stromrichter betrieben wird, möglich isi. Durch eine Änderung der Umlaufrichtung des Drehfeldes mit Hilfe des Phasenumschalters 18 wird darüber hinaus ein Betrieb der an den Stromrichter 5 angeschlossenen Maschine in allen vier Quadranten, also is sowohl ein motorischer als auch ein generatorischer Betrieb bei beiden Drehrichtungen, ermöglicht.

Die gewünschte Drehrichtung wird mittels eines Schalters 24 vorgegeben. Da im Ausführungsbeispiel vor einer Umkehr der Umlaufrichtung des Drehfeldes die Maschine bis auf eine vorgegebene Drehzahl abgebremst wird und außerdem die Drehfeldumkehrung nur bei richtiger Phasenlage der Steuerimpulse für die Zündschaltung 17 erfogen kann, sind für die Drehrichtungsumkehr weitere Teile erforderlich, nämlich eine logische Schaltung mit einem Wende-Flip-Flop 25 und zwei Und-Glieder 26 und 27, ein Schaltverstärker 28, dessen Eingang an einen Vergleichspunkt 29 angeschlossen ist, und ein Sollwertgeber 30 sowie Und-Glieder 31, 32 und 33, die in der in Fig. 3 dargestellten Weise miteinander und mit den übrigen Schaltelementen verbunden sind. Im Vergleichspunkt 29 wird der Istwert der Maschinenspannung mit einem Sollwert verglichen, welcher die Umkehrdrehzahl oder Umkehrschwelle vorgibt, auf welche die Maschine gebracht werden muß, ehe eine Drehfeldumkehr möglich ist. Erst wenn gleichzeitig die Signale vom Schalter 24, dem Schaltverstärker 28 und den angeschlossenen Ausgängen des Phasenumschalters 18 an einem der beiden Und-Glieder 26 oder 27 anliegen, wird das Wende-Flip-Flop 25 gekippt und damit der Phasenumschalier 18 umgeschaltet.

Wenn der Schalter 24 zur Einleitung einer Drehrichtungsumkehr des Motors 7 umgeschaltet wird, fällt ein Relais R ab, wodurch über seinen Umschaltkontakt r dem P-Regler 21 eine maschinenstromabhängige Spannung zugeführt wird, welche zu einer Absenkung der Spannung am Eingang des Spannungs-Frequenz-Umsetzers 19 führt. Die beiden Kontaktstücke, an die der Umschaltkontakt r anlegbar ist, sind mit dem Ausgang des Istwert-Gebers 14 verbunden. Durch die sprungartige Absenkung der Ausgangsspannung des P-Reglers wird deshalb eine kleine Frequenzabsenkung erzielt, die jedoch so groß ist, daß der Motor 7 den maximal zulässigen Strom aufnimmt Da jedoch bei Erreichen dieser Stromgrenze auch der maximal zulässige Schlupf, beispielsweise der Nennschiupf, erreicht ist, sinkt die Maschinenspannung ebenfalls. Der Gleichrichter 16, der den Istwert-Geber für die Maschinenspannung bildet, gibt infolge dieser Spannungsabsenkung dem P-Regler 21 nun stetig eine kleinere Istspannung vor, so daß dieser an den Spannungs-Frequenz-Umsetzer 19 ebenfalls eine ständig abnehmende Gleichspannung abgibt Da die Frequenz proportional der Eingangsspannung des Spannungs-Frequenz-Umsetzers 19 ist, wird der Phasenumschalter 18 und die Zündschaltung 17 so gesteuert, daß letztere den Motor 7 mit einer stetig sinkenden Frequenz versorgt. Da die Beeinflussung des P-Reglers 21 stromabhängig erfolgt und durch die zunächst sprungartige Frequenzabsenkung der Motor 7 in den generatorischen Bereich gebracht worden ist, führt der Umrichter den Motor 7 an der vorgegebenen Stromgrenze generatorisch bis zum Erreichen der Umschaltdrehzahl herab. Wenn diese Drehzahl und die zugehörige Maschinenspannung erreicht ist, wird über den Schaltverstärker 28 die Drehfeldumkehr vorbereitet.

Sobald die Stellung des Wende-Flip-Flops 25 mit der vorgewählten Stellung des Schalters 24 wieder übereinstimmt, geht das Relais wieder in seine Arbeitsstellung über, in der der Umschaltkontakt ran den P-Regler 21 eine Spannung mit entgegengesetzter Polarität anlegt, wodurch der P-Regler seine Ausgangsspannung wieder geringfügig anhebt und dadurch am Spannungs-Frequenz-Umsetzer 19 eine steigende Spannung liegt. Durch die Spannungserhöhung am Eingang des Spannungs-Frequenz-Umsetzers 19 liefert dieser an seinem Ausgang ebenfalls eine ansteigende Frequenz, se daß der Phasenumschalter 18 über die Zündschaltung l"¹ den Wechselrichter so steuert, daß dieser mit etwas Frequenzvorlauf den Motor 7 in der anderen Drehrichtung wieder beschleunigt, weil der zunächst negative Maschinenschlupf kurz nach Erreichen der Umkehrdrehzahl wieder positiv wird, so daß der Motor 7 wieder motorisch betrieben wird. Die Beschleunigung erfolgt wieder entlang der eingestellten Stromgrenze. Es ist also gewährleistet, daß der Motor 7 mit dem eingestellten Drehmoment den Wendevorgang ausführt. Das Drehmoment, bei dem vorzugsweise mindestens das Nennmoment gewählt wird, ist mittels des Sollwertgebers 12 für den Maschinenstrom einstellbar.

Die Ausgangsfrequenz des Umrichters wird über die Steuerung des netzgeführten Stromrichters 1 durch den Regler 9 auch durch das Drehmoment beeinflußt, denn wenn das Drehmoment bis an die eingestellte Stromgrenze ansteigt, vermindert sich bei steigender Belastung die Ausgangsspannung des maschinenseitigen Stromrichters 5 durch den Motor 7, wodurch dann über den Gleichrichter 16 dem P-Regler 21 und damit dem Spannungs-Frequenz-Umsetzer 19 eine kleiner werdende Spannung zugeführt wird. Durch diese kleinei werdende Spannung wird die Frequenz am Ausgang des Spannungs-Frequenz-Umsetzers 19 proportional dieser Spannung kleiner, so daß der Phasenumschaltei 18 über die Zündschaltung 17 dem Stromrichter ? auch eine kleiner werdende Frequenz vorgibt. Hierdurch wird erreicht, daß die Maschinenfrequenz bei steigender Belastung so weit abgesenkt wird, daß das mittels des Sollwertgebers 12 vorgegebene Drehmoment und damit der vorgegebene Strom nicht überschritten werden.

Infolge dieser Stromabhängigkeit und Drehmoment abhängigkeit der Ausgangsfrequenz des Umrichter! ist erreicht daß auch bei stoßartig ansteigendem Dreh moment der Motor 7 nicht über den Kippschlup! hinaus kommt Vielmehr kommt bei einer stoßartiger Belastung der Motor 7 an die stromabhängige Schlupf grenze und vermindert selbst seine Maschinen spannung, welche wiederum die passende niedrige Frequenz über den P-Regler 21 und die nachgeschal teten Baugruppen einstellt

Um die Energieflußschwebungen vom Netz zur Ma schine und von der Maschine zum Netz zu dämpfen ist an die Verbindung zwischen dem Stromrichter i

709514/25

980

24 13 322

id dem Motor 7 ein Wirkstrombewerter 34 angehlossen, der eine dem Wirkstrom entsprechende leichspannung abgibt. Über einen angepaßten Kon- :nsator 35 wird das maschinenschlupfabhängigc gnal des Wirkstrombewerters 34 auf den Eingang :s Spannungs-Frequenz-Umsetzers 19 gegeben, woirch die Frequenz im Sinne einer Dämpfung der nergieflußschwebungen geregelt wird.

Die synchrone Drehzahl des Motors 7 von 1500 Urr drehungen pro Minute ist im Ausfuhrungsbeispi« in die Mitte des Drehzahlbereiches gelegt. Der Motor kann dadurch in einem Bereich von etwa 300 bi 2600 Umdrehungen pro Minute mit konstantem Dreh moment und im Bereich von etwa 2600 bis etw 3000 Umdrehungen pro Minute mit konstante Leistung betrieben werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

ι -

■If

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur stufenlosen Steuerung der Drehzahl einer Drehstrom-Asynchronmaschine, die von einem einen netzgeführten, steuerbaren Stromrichter, einen Gleichstromzwischenkreis mit induktivem Energiespeicher und einen selbstgeführtßn, maschinenseitigen Stromrichter enthaltenden Zwischenkreisumrichter mit eingeprägtem Strom im Zwischenkreis gespeist ist, mit einem den netzgeführten Stromrichter steuernden Regler, dem die Ausgangsgröße eines Soll-Istwertvergleichers einer dem Maschinenstrom proportionalen Größe vorgegeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des maschinenseitigen Stromrichters in Abhängigkeit vom Istwert der Maschinenspannung geführt ist, daß dem Regler zusätzlich noch die Ausgangsgröße eines Soll-Istwertvergleiches der Maschinenspannung zugeführt ist und daß der Regier jeweils diejenige Regelgröße beeinflußt, die ihren Sollwert übersteigt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Beeinflussung der Frequenz des maschinenseitigen Stromrichters vom Wirkstrom der Maschine.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abbremsen und/oder beim Beschleunigen die Frequenz des maschinenseitigen Stromrichters maschinenstromabhängig beeinflußt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem einen netzgeführten steuerbaren Stromrichter, einen Gleichstromzwischenkreis mit induktivem Energiespeicher und einen selbstgeführten maschinenseitigen Stromrichter enthaltenden Zwischenkreisumrichter mit eingeprägtem Strom im Zwischenkreis, der eine Drehstrom-Asynchronmaschine speist, und mit einem den netzgeführten Stromrichter steuernden Regler, dem die Ausgangsgröße eines Soll-Istwert-Vergleichers einer dem Maschinenstrom proportionalen Größe vorgegeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsgröße eines Maschinenspannungs-Istwertgebers über einen Verstärker (21) eir.en Spannungsfrequenzurnsetzer (19) für den mafchinenseitigen Stromrichter (5) speist, daß dem Regler (9) zusätzlich noch die Ausgangsgröße eines Soll-Istwert-Vergleichers (11) der Maschinenspannung zugeführt ist und daß der Regler jeweils (diejenige Regelgröße beeinflußt, die ihren Sollwert übersteigt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennieichnet, daß als Istwertgeber für den Maschinenetrom ein an einen Stromwandler (2) in den netz- »eitigen Anschlußleitungen des Stromrichters (1) tngeschlossener Gleichrichter (14) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oderf», dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsfaktor des Verstärkers (21) veränderbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang des Spannungsfrequenzumse^ers (19) über einen Kondensator (3fi) an den Ausgang eines Gleichrichters (34) angeschlossen ist, der eine dem Wirkstrom der Maschine analoge Gleichspannung erzeugt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang des

Verstärkers (21) mittels eines Schalters (r) mi einer Spannungsquelle verbindbar ist, deren Span nung hinsichtlich ihrer Höhe vom Maschinenstrorr abhängig ist.

9. Vorrichtung naen Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, daß der Schalter (r) als ein in de einen Schaltstellung ein positives und in de; anderen Schaltstellung ein negatives Potential ar den Eingang des Verstärkers (21) legender Um schalter ausgebildet ist

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, daß als Schalter ein Relais {R, r vorgesehen ist, das durch ein einen Bremsvorgang auslösendes Signal erregt wird und durch eir einer vorgegebenen Drehzahl der Maschine ent sprechendes Signal wieder entregt wird.