DE2452833C2 - Anordnung zur Steuerung des Drehmomentes einer von einem Umrichter mit Spannungen einstellbarer Amplitude und Frequenz gespeisten Lasynchronmaschine - Google Patents
Anordnung zur Steuerung des Drehmomentes einer von einem Umrichter mit Spannungen einstellbarer Amplitude und Frequenz gespeisten LasynchronmaschineInfo
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Description
begrenzt ist.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzung der Änderungsgeschwindigkeit
der Führungsgröße mindestens 2.τ/ ist.
9. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Feldschwächbereich die Änderungsgeschwindigkeit
der Führungsgröße proportional zur Drehzahl begrenzt ist.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Begrenzung entsprechend der Bedingungd/2/dt<2n ■ f-flmax erfolgt, wobei/2mar
die maximal vorgegebene Schlupffrequenz (f2k) ist.
11. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß insbesondere im Feldschwächbereich die Änderungsgeschwindigkeit der Führungsgröße
jeweils über etwa eine Periode der Speisefrequenz/, mit konstanten Teilschritten verteilt ist.
fs
(13) hinzugefügt ist. wobei σ der Streufaktor der MaDie Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Steuerung des Drehmomentes einer von einem Umrichter mit Spannungen einstellbarer Amplitude und Frequenz gespeisten Asynchronmaschine, mit einer Steuereinrichtung, in der, ausgehend von einem Verzweigungspunkt ein zur Schlupffrequenz proportionales analoges Signal als gemeinsames Führungssignal drei Steuerketten zugeführt ist, in denen die Stellgrößen für die Amplitude und Frequenz gebildet sind, wobei in der ersten Steuerkette das Führungssignal über einen ersten Spannungsfrequenzwandler dem ersten Eingang eines ersten Addiergliedes, dessen zweiter Eingang mit
(13) hinzugefügt ist. wobei σ der Streufaktor der MaDie Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Steuerung des Drehmomentes einer von einem Umrichter mit Spannungen einstellbarer Amplitude und Frequenz gespeisten Asynchronmaschine, mit einer Steuereinrichtung, in der, ausgehend von einem Verzweigungspunkt ein zur Schlupffrequenz proportionales analoges Signal als gemeinsames Führungssignal drei Steuerketten zugeführt ist, in denen die Stellgrößen für die Amplitude und Frequenz gebildet sind, wobei in der ersten Steuerkette das Führungssignal über einen ersten Spannungsfrequenzwandler dem ersten Eingang eines ersten Addiergliedes, dessen zweiter Eingang mit
f>5 dem Ausgang eines mit der Asynchronmaschine gekuppelten
Drehfrequenzgebers verbunden ist, zugeführt ist und der Ausgang des ersten Addiergliedes mit dem
ersten Eingang eines zweiten Addiergliedes verbunden
ist, dessen Ausgangssignal die Stellgröße für die Frequenz
ist, in der zweiten Steuerkette das Führungssignal drehzahlabhängig als Phasenwinkeiänderungssignal
über ein erstes Differenzierglied einem zweiten Spannungsfrequenzwandler vorgegeben ist, dessen
Ausgang mit dem zweiten Eingang des zweiten Addiergliedes verbunden ist, und in der dritten Steuerkette
das Führungssignal zur Stellgröße für die Amplitude verarb?itet ist
Für Antriebe, bei denen besonders robuste Motoren oder hohe Drehzahlen benötigt werden, setzt man
schon seit einigen Jahren Asynchronmaschinen, insbesondere Käfigläufermotoren, auch für veränderliche
Drehzahlen ein. Die dabei notwendige Anpassung von Frequenz und Amplitude der Motorspannung an die
Drehzahl der Maschine wird meistens mit Hilfe von Umrichtern vorgenommen. Sind keine besonderen
dynamischen Anforderungen vorhanden, so werden Frequenz und Amplitude der Motorspannung gesteuert
vorgegeben. Bei derartigen einfachen Antrieben ist das Verhalten des Kurzschlußläufers ähnlich wie bei Speisung
aus dem Netz, insbesondere kann die Maschine bei schnellen Frequenzänderungen oder bei zu großem
Lastmoment kippen.
Eine erste Verbesserung der dynamischen Eigenschäften
von Asynchronmaschinen wird bekanntlich dadurch geschaffen, daß man das Kippen verhindert,
indem man die mechanische Drehfrequenz der Maschine in die Umrichtersteuerung zurückführt und
die Speisefrequenz durch Addition mit einer vorgegebenen Schlupffrequenz erzeugt Die Amplitude der
Speisespannung kann dabei direkt von der Drehfrequenz der Maschine abgeleitet werden.
Ein derartiges, bekanntes Steuersystem ist in Fig. 1
dargestellt. Der von einer dreiphasigen Wechselspannung U gespeiste Umrichter 1 liefert an seinem Ausgang
ein in Amplitude und Frequenz veränderliches Drehspannungssystem, an welches die Asynchronmaschine
2 angeschlossen ist. Über eine - häufig als digitaler Impulsgeber ausgeführte - Drehzahlerfassungseinrichtung
3 wird die der Drehzahl entsprechende Frequenz (Signal f) gemessen. Die Schlupffrequenz wird
analog (Signal/2u d. h., eine Spannung proportional der
Schlupffrequenz) vorgegeben, durch einen Spannungs-Frequenz-Umsetzer 5 in eine Frequenz (Signal /2)
umgeformt. Schlupffrequenz/2 und die der Drehzahl
entsprechende Frequenz/ werden im Summierglied 4 addiert. Die Summenfrequenz (Signal /,) ist die
vorgegebene Speisefrequenz für die Maschine. Die Amplitude der Spannung (Signal i/,) wird über einen
Frequenz-Spannungsumsetzer 6 (mit dem analogen Ausgangssignal/1J und einem Funktionsbililner 8 vorgegeben.
Der Funktionsbildner 8 bewirkt einen annähernd proportionalen Zusammenhang zwischen Betrag
der Drehfrequenz und Spannungsamplitude, so daß der Fluß in der Maschine unabhängig von der Drehzahl
annähernd konstant bleibt. Der Einfluß der Schlupffrequenz kann dabei mit Hilfe des Summiergliedes 7
berücksichtigt werden. Die Steuereinrichtung 9 bildet aus den Signalen /, und U1 die Zündimpulse für den
Umrichter 1, in der Weise, daß an dessen Ausgang ein mehrphasiges Spannungssystem mit der dem Signal £/,
entsprechenden Amplitude und der dem Signal/, entsprechenden Frequenz entsteht. Dabei werden auch (in
Fig. 1 nicht eingezeichnet) unterlagerte Regelkreise eingesetzt, wobei dann die Signale/, und/oder {/, als
Führungsgrößen dienen. Statt eines Umrichters 1 kann auch eine andere steuerbare mehrphasige Spannungs
quelle, ζ. Β. eine Maschine, verwendet werden.
Ein derartiges Steuerungssystem hat die Eigenschaft,
daß die vorgegebene Schlupffrequenz/2 als Stellgröße
für das Drehmoment wirkt, und dieses Drehmoment weitgehend unabhängig von der Drehzahl ist Ein Kippen
des Antriebes ist nicht mehr möglich, und die Stelleigenschaften
des Antriebssystems fir überlagerte Drehzahlregelkreise sind relativ gut.
Das beschriebene Steuerungssystem hat jedoch einen wesentlichen Nachteil für Antriebe, bei denen sehr gute
dynamische Eigenschaften gefordert werden. Bei Änderungen der Führungsgröße J1 treten Ausgleichsvorgänge
in der Maschine auf, da sich die Flüsse in der Maschine ändern. Die Zeitkonstanten der Ausgleichsvorgänge liegen normalerweise im Bereich zwischen 0,1
und 1 Sekunde.
Eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anmeldungsgegenstandes ist bekannt aus DE-PS 15 63 228.
Diese Anordnung ist auch gemäß Spalte 4, Zeile 48 anwendbar, wenn die Ausgangsspannung in Frequenz
und Amplitude veränderbar ist. Die dynamischen Eigenschaften sind hierbei aber nicht optimal. Man
kann nun gemäß der Patentschrift 15 63 228 die dynamischen Eigenschaften von Steuerverfahren für Asynchronmaschinen
dadurch verbessern, daß man Regelsysteme aufbaut, welche bei Drehmomentänderungen
den Raumvektor des Läuferflusses konstant lassen, so daß die oben genannten Ausgleichsvorgänge nicht auftreten.
Hierbei werden die Ständerspannung, die Läuferfrequenz und die Phasenwinkeländerung vorgegeben.
Dieses System arbeitet nur dann zufriedenstellend, wenn die Ausgangsspannung des Umrichters bei geringen
Änderungsgeschwindigkeiten der vorgegebene., Führungsgröße auch tatsächlich folgen kann. Die bei
Änderungen des Führungswertes /, benötigten dynamischen Zusatzspannungen kann der Umrichter bei
hohen Maschinendrehzahlen und damit großen stationären Spannungen nicht liefern. Im Feldschwächbereich
kann der Umrichter unabhängig von der Art der Steuerung und Regelung nur Spannungen konstanter
Amplitude liefern, und es steht keine Zusatzspannung zur Verfügung. In diesen Betriebsbereichen wird das
Regelsystem mit vorgegebenem Ständerstrom weitgehend unwirksam, und es bereitet große Schwierigkeiten,
die durch den Umrichter gegebenen Beschränkungen durch entsprechende Zusatzmaßnahmen zu
berücksichtigen. Auch die temperaturabhängigen Widerstandsänderungen in der Maschine bleiben bei
einem derartigen Steuersystem unberücksichtigt.
Es ist auch ein Verfahren bekannt, bei dem der Fluß in der Maschine gemessen wird und die Regelung für die
Asynchronmaschine so aufgebaut wird, daß Drehmoment und Fluß entkoppelt vorgegeben werden können
(siehe z. B. Siemens Forschungs- und Entwicklungsberichte 1, 1972,1. S. 184 bis 193). Bei diesem Verfahren
treten ebenfalls Schwierigkeiten im Feldpchwächbereich und beim Übergang in den Feldschwächbereich
auf. Außerdem ist dieses Verfahren wegen der Vielzahl der benötigten Vektoroperationen sehr aufwendig.
Die Schwierigkeiten beim Übergang in den Feldschwächbereich sind beim Steuerverfahven entsprechend
Fig. 1 relativgering, da die vom Umrichter gegebenen Begrenzungen der Ausgangsspannung leicht
durch entsprechende Begrenzungen im Steuerkanal für die Amplitude (Signal £/,) der Ausgangsspannung
berücksichtigt werden können.
Demgemäß liegt dem Anmeldungsgegenstand die Aufgabe zugrunde, die vorausgesetzte Anordnung
dahingehend auszubilden, daß die Maschine den vorgegebenen Drehmomentänderungen möglichst schnell
mit minimalen Ausgleichsvorgängen folgt.
Erfindungsgemäß wird dies durch die Kennzeichenmerkmale des Patentanspruchs 1 erzielt. Ausgestaltungen
der erfindungsgemäßen Anordnung sind aus den Ansprüchen 2 bis 11 ersichtlich.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung besteht darin, daß verschieden hohe
Anforderungsstufen bezüglich der dynamischen Eigenschaften des Antriebes mit dergleichen Anordnung verwirklicht
werden können, wobei sich die verschiedenen Stufen durch Art und Anzahl der verwendeten Steuerungsmittel
unterscheiden, wie es auch bei dem weiter unten beschriebenen Ausführungsbeispiel gezeigt
wird. Weitere Vorteile werden deshalb in dieser Beschreibung aufgezeigt.
Zur Erläuterung eines Beispieles für die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung werden die für das dynamische
Verhalten der Asynchronmaschine maßgebenden Gleichungen herangezogen. Nach Kovacs, K. P.
und Racs, L: Transiente Vorgänge in Wechselstrommaschinen, Band I und II, Verlag der Ungarischen Akademie
der Wissenschaften, Budapest 1959, gilt für eine Kurzschlußläufermaschine
ü,
0 = I2R2
+j{o)K-(ü)ip2
wobei durch Überstreichung (z. B. H) kenntlich gemacht
werden soll, daß es sich um den Raumvektor der überstrichenen Größe in komplexer Darstellung handelt.
<uA- ist die Kreisfrequenz des Koordinatensystems,
in welchem die Größen dargestellt sind, ω ist die der mechanischen Drehfrequenz der Maschine entsprechende
Kreisfrequenz. Die Flüsse ψ\ und ψ2 in den
Gleichungen (1 und 2) lassen sich durch die Hauptinduktivität Lh und die Streuinduktivitäten von Ständer
(/,„,) und Läufer (La2) in Verbindung mit den Strömen
darstellen, es gilt dann
1 +σ,
('ι
20
Ψ2
Aus den Gleichungen (1 bis 4) läßt sich folgende Beziehung ermitteln
ο κι JA
Dabei wurden folgende Bezeichnungen eingeführt:
ax = L0xIL1, = 1 -L\l(Lh + LaX){Lh+L„2) J5
<·>κ\ = 2/r/A, = Rx/a{Lh + LaX)
u/A'2 — ^-"Jk1 — l\2f O yijf, "i Ln2)
/»■j ist dabei die Kippschlupffrequenz bei vernachlässigtem
Ständerwiderstand und/A] ist die Kippschlupffrequenz bei gegebenenfalls fiktiver Speisung über den
Läufer und vernachlässigtem Läuferwiderstand.
Nun soll nach dem Grundgedanken der Erfindung die Spannung /7, in der Weise vorgegeben werden, daß sich
= (1 +σ{)ψ
: \o ωκ , -
O)2
(ω+ω2) +j
der Läuferfluß ψ2 bei plötzlichen Änderungen von
<u2 nicht ändert, die Frequenz des Läuferflusses aber
gleich der vorgegebenen Schlupffrequenz f2 ist. Dies
bedeutet, daß für ein mit der Frequenz/A- =f+f2 (d. h.
ωκ = ω + U)2) umlaufendes Koordinatensystem der
Flußi' konstant ist und damit die Ableitungen des Flusses
nach der Zeit verschwinden.
Es soll also gelten
Es soll also gelten
^2=0; ψ2 = 0 für ωκ = ω + ω2
Dann ergibt sich die Bedingung für die Spannung U1:
Dann ergibt sich die Bedingung für die Spannung U1:
ω2 + ω
(6)
Bei einer derartigen Steuerung des Spannungsvektors treten keine elektrischen Ausgleichsvorgänge in der
Maschine bei Änderung von <y2auf.
Es soll als Netzspannung t/wdiejenige Amplitude von U1 eingeführt werden, welche bei Leerlauf (ai2 — 0) und vernachlässigtem
Ständerwiderstand (<?%, = 0) auftritt, so daß gilt
Un = (\+σλ)ωΝψ2
Führt man diese Bedingung in Gleichung (6) ein und ersetzt gleichzeitig die Kreisfrequenzen durch die Frequenzen/,
so ergibt sich:
Un
L Jn. - Jl. f+L· +j (JL Δ±
/2
df
2+A]
fs n
Mit der Festlegung:
fi
/a-2
f+fl
fN
(7)
(8)
7 | 1 | y h+f | 24 | 52 833 | |
Hf2 ffK 2) | In-fs | fs | h | A, | |
dt | ' hl | fs |
ergibt sich der Ständerspannungsvektor {/, zu
i/, = (-/1+./Ä) · Us (10)
Legt man für den Leerlauf den Spannungsvektor Ux in
die reelle Achse (Drehung des Koordinatensystems um 90°), dann ergibt sich
U1 = V1^2H-O2 · t/v
Λ ρ = arc tan (AIB)
Λ ρ = arc tan (AIB)
(Π)
(12)
(12)
(13)
Es ergeben sich so die Steuerungsbedingungen A, B, U1, A φ und/,, wobei der Phasenwinkel A φ als Abweichung
von der Phasenlage der Spannung bei Leerlauf angegeben ist. Die einfachere Beziehung nach Gleichung
12 wird durch die gleichwertige Beziehung der Gleichung 14 ersetzt, damit auch bei kleineren Weiten
von B die Größen begrenzt bleiben und eine Berechnung mit analogen Rechenschaltungen möglich ist.
A φ = arc sin
In der Gleichung 7 tritt die Schlupffrequenz/2 stets in
dem Verhältnis/2/4-2 auf. Es ist deshalb vorteilhaft, den
bisher bei der Schlupffrequenzsteuerung von Asynchronmaschinen üblichen Führungswert /2 durch das
Verhältnis/2//A-2 zu ersetzen. Zur Bildung der Spannung
/2l/, die proportional der Schlupffrequenz^ ist, wird die
Führungsgröße w mit der tatsächlichen Kippschlupffrequenz/^„,,
die von der Temperatur des Läufers der Asynchronmaschine abhängt und sich damit ändert, im
Multiplizierer 11 multipliziert.
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung
dargestellt.
Gemäß Fig. 2 wird als Stellgröße für das Drehmoment das Signal/2//A2 in den Verstärker 10 gegeben,
wobei statische oder dynamische Begrenzungen (angedeutet durch Signal b) eingeführt werden können. Die
Ausgangsgröße w wird als eigentliche Führungsgröße für das Drehmoment weiterverarbeitet. Im Multiplizierer
11 wird durch Multiplikation mit der Kipp-Schlupffrequenz/]f2/B,
die direkt an der Maschine abgenommen wird, ein Analogwert für die Schlupffrequenz (Signal
/2„) gebildet /2ll ist dabei eine Spannung proportional
der Schlupffrequenz. flu wird im Spannungs-Frequenz-Umsetzer
5 in eine Frequenz (Signal/2) umgesetzt. Im
Frequenzaddierglied 4 wird diese Schlupffrequenz f2
mit der vom Drehzahlgeber 3 gemessenen Drehfrequenz / addiert, so daß sich die für den stationären
Betrieb gültige Ständerfrequenz/10 ergibt. Der FQhrungsweri
w wird im Multiplizierer 12 mit der analog gebildeten Primärfrequenz (Signal flu) multipliziert. Mit
Hilfe der Voreinstellung 13 und des Addiergliedes 14 wird das Signal A entsprechend Gleichung (8) gebildet
Die Gleichung (9) wird durch das Differenzierglied 15, den Festwertmultiplizierer 16 und die Addierer 17 und
18 nachgebildet. Die Umsetzung der Werte A und B in die Werte A ψ und R entsprechend den Gleichungen
(11) und (14) erfolgt in dem nicht näher spezifizierten Rechner 19. Derartige Rechenoperationen lassen sich
mit Halbleiter-Verstärkern und Kennlinienmultiplizierern ohne besondere Schwierigkeiten durchführen.
Dem Festwertmultiplizierer 81 wird die Nennspannung Ufi vorgegeben. Der Differenzierer 20, der Spannungsfrequenzumsetzer
21 und der Addierer 22 bilden die Gleichung (13) nach. Die Steuereinrichtung 9 entspricht
der bekannten Steuereinrichtung der Fig. 1. Die Realisierung einer Regeleinrichtung entsprechend
Fig. 2 ist mit den heute üblichen Bauelementen der analogen und digitalen Steuerungs- und Regelungstechnik
verhältnismäßig leicht möglich.
Die in der Steuerung voreingestellten Kenngrößen der Asynchronmaschine sind weitgehend unabhängig
vom Betriebszustand, so daß sie durch Messungen an der Maschine bestimmt und in der Steuerung festgelegt
werden können. Bei Maschinen mit großer Erwärmung des Läufers kann es jedoch auftreten, daß sich der Läuferwiderstand
A2 - und damit die Kippschlupffrequenz Asm ~ bei verschiedenen Betriebszuständen stark
ändern, daß der ordnungsgemäße Betrieb gestört wird. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird daher der
(14) Läuferwiderstand durch gesonderte Messungen ermittelt, die entsprechende Kipp-Schlupffrequenz fK7li,
daraus berechnet und als veränderliche Kenngröße in
J5 das Steuer eingeführt. Für die Ermittlung des Läuferwiderstandes
kann durch direkte thermische Messungen auf den Läuferwiderstand geschlossen werden oder
durch besondere Rechenschaltungen der Läuferwiderstand aus den elektrischen Größen berechnet werden.
4» Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß zusätzliche Bedingungen, wie sie zum Beispiel
durch die Eigenschaften des Umrichters notwendig werden, sehr einfach bei der Steuerung berücksichtigt
werden können. So besteht beispielsweise bei allen Umrichterantrieben mit Asynchronmaschinen das Problem,
daß der Umrichter nur eine begrenzte Spannungsamplitude zur Verfugung stellen kann. Werden
von der Steuerungseinrichtung, insbesondere bei dynamischen Vorgängen, höhere Spannungsamplituden verlangt,
so entstehen in der Maschine unkontrollierte elektrische Ausgleichsvorgänge. Um diese Ausgleichsvorgänge in ihrer Größe zu begrenzen, wird die Erfindung
dahingehend erweitert, daß besondere Mittel vorgesehen werden, weiche die mögliche Änderungsgeschwindigkeit
der als Führungsgröße vorgegebenen Schlupffrequenz begrenzt. Diese Begrenzung kann vorzugsweise
in Abhängigkeit von Spannungsamplitude «, und bzw. oder der Drehzahl verändert werden. In dem
Ausführungsbeispiel der F ig. 2 kann diese Begrenzung in dem Verstärker 10 über einen Begrenzereingang
(Signal b) erfolgen.
Die meisten Antriebe mit Asynchronmaschinen werden auch in dem Drehzahlbereich betrieben, wo der
Umrichter seine maximale Spannung abgibt und bei veränderlicher Drehzahl nur noch die Frequenz der
Speisespannung aber nicht mehr die Amplitude geändert werden kann. In diesem sogenannten Feldschwächbereich
führen alle bekannten Steuerungsverfahren zu
unbefriedigenden Ergebnissen, sobald höhere dynamische Anforderungen an den Antrieb gestellt werden.
Durch die erfindungsgemäße Steueranordnung wird auch im Feldschwächbereich bei sprunghafter Änderung
des Führungswertes eine sprunghafte Änderung des Phasenwinkels der Speisespannung erfolgen, die
gleichzeitig vorgegebene sprunghafte Erhöhung der Spannungsamplitude kann jedoch vom Stellglied (im
Umrichter) nicht ausgeführt werden. Es treten dadurch Ausgleichsschwingungen im Motorstrom auf, die annähernd
die Frequenz der Speisespannung besitzen. Um diese Ausgleichsschwingungen zu reduzieren, können
zusätzliche Bauelemente vorgesehen werden, welche die Änderungsgeschwindigkeit der vorgegebenen
Schlupffrequenz proportional zur Drehzahl begrenzen (Signal b am Verstärker 10). Die Begrenzung erfolgt
dabei zweckmäßigerweise in der Weise, daß die Bedin
df2/di<2nf-f2„,ax
eingehalten wird. Dann verteilt sich nämlich die maximale Änderung des Führungswertes auf mindestens
eine Schwingung des Ausgleichsvorganges, wodurch die Amplitude des Ausgleichsvorganges stark reduziert
wird.
Um die Ausgleichsschwingung im Feldschwächbereich sehr stark zu verringern, kann in weiterer Ausgestaltung
der Erfindung auch ein Abtastverfahren nach folgendem Prinzip angewendet werden. Durch
besondere Bauelemente, die beispielsweise aus Begrenzerverstärkern bestehen, wird die Änderungsgeschwindigkeit
der als Führungsgrößen vorgegebenen Schlupffrequenz jeweils für etwa eine Periode der Speisefrequenz
konstant gehalten. Dies geschieht mit bekannten »Sample and Ho!d«-Scha!tungen. Der Ausgleichsvorgang
für die Drehmomentänderung erhält damit eine Anregung, die sich jeweils über eine Periode der Eigenfrequenz
des Ausgleichsvorganges erstreckt und während dieser Zeit konstant ist, wodurch die Ausgleichsschwingung sehr stark reduziert wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Anordnung zur Steuerung des Drehmomentes einer von einem Umrichter mit Spannungen einstellbarer
Amplitude und Frequenz gespeisten Asynchronmaschine, mit einer Steuereinrichtung,
in der, ausgehend von einem Verzweigungspunkt ein zur Schlupffrequenz proportionales analoges
Signal als gemeinsames Führungssignal drei Steuerketten zugeführt ist, in denen die Stellgrößen für die ι υ
Amplitude und Frequenz gebildet sind, wobei in der ersten Steuerkette das Führungssignal über einen
ersten Spannungsfrequenzwandler dem ersten Eingang eines ersten Addiergliedes, dessen zweiter Eingang
mit dem Ausgang eines mit der Asynchronmaschine gekuppelten Drehfrequenzgebers verbunden
ist, zugefühvt ist und der Ausgang des ersten Addiergliedes mit dem ersten Eingang eines zweiten
Addiergliedes verbunden ist, dessen Ausgangssignal die Stellgröße für die Frequenz ist, in der zweiten
Steuerkette das Führungssignal drehzahlabhängig als Phasenwinkeländerungssignal über ein erstes
Differenzierglied einem zweiten Spannungsfrequenzwandler vorgegeben ist, dessen Ausgang mit
dem zweiten Eingang des zweiten Addiergliedes verbunden ist, und in der dritten Steuerkette das
Führungssignal zur Stellgröße für die Amplitude verarbeitet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
als Führungsgröße (JiIfn) ein auf die Kippschlupffrequenz
bezogenes Schlupffrequenzsignal verwen- w det ist, daß in der ersten Steuerkette dem Spannungsfrequenzwandler
(5) ein Multiplizierglied (11) vorgeschaltet ist, auf dessen zweitem Eingang ein
temperaturabhängig korrigiertes zur Kippschlupffrequenz proportionales Signal gegeben ist, daß in v>
der zweiten Steuerkette das Führungssignal auf den ersten Eingang eines weiteren Multipliziergliedes
(12), dessen zweiter Eingang mit eiern Ausgang eines an den Drehfrequenzgeber angeschlossenen Frequenzspannungwandlers
(6) verbunden ist, geführt ist und dessen Ausgang ein Signal A abgibt, daß in
der dritten Steuerkette das Führungssignal über ein zweites, mit dem Faktor V2 π/Ν, wobei fN die Nennfrequenz
bei Leerlauf ist, bewertetes Differenzierglied (15) auf den ersten Eingang eines dritten Addierglie- «
des (18), dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang des Frequenz-Spannungswandlers (6) verbunden
ist, geführt ist und dessen Ausgang ein Signal B abgibt und daß in einem Rechner (19) nach den Gleichungen
5(J
Δ φ = arc sin
t/v
wobei t/ydie Nennspannung ist, das Phasenwinkeländerungssignal
und die Amplitudenstellgröße berechnet sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Signal A in einem vierten
Addierglied (14) ein Summand
ο-Jh
schine,./^ die Kippschlupffrequenz bei fiktiver Speisung
über den Läufer und fN die Nennfrequenz bei Leerlauf ist
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang de-i
Differenziergliedes (15) und dem ersten Eingang des dritten Addiergliedes (18) ein fünftes Addierglied
(17) angeordnet ist, dessen zweiter Eingang die mit fk\lfN (16) multiplizierte Führungsgröße zugeführt
ist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal
des Multipliziergliedes (11) in einem sechsten Addierglied (7) das Ausgangssignal des Frequenz-Spannungswandlers
(6) beeinflußt.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (10) vorgesehen
sind, welche die Änderungsgeschwindigkeit der Führungsgröße begrenzen.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzung in Abhängigkeit der
Spannungsamplitude i/, und/oder der Drehzahl veränderbar
ist.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderungsgeschwindigkeit der
Führungsgröße auf den Wert
(Jl\
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