DE2608200B2

DE2608200B2 - Anordnung zur Nutz- und Widerstandsbremsung einer Asynchronmaschine

Info

Publication number: DE2608200B2
Application number: DE2608200A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr.-Ing. 1000 Berlin Putz; Alfons Dipl.-Ing. Schräder
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1976-02-25
Filing date: 1976-02-25
Publication date: 1981-04-02
Also published as: ZA77901B; SE7701208L; ATA123377A; DE2608200A1; AT353364B; DE2608200C3; SE435561B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Nutz- und Widerstandsbremsung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus K. Heumann »Grundlagen der Leistungselektronik«, Verlag B. G. Teubner,€tuttgaivl975, Seite 205 f, ist es bekannt, Asynchronmaschinen über selbstgeführte Zwischenkreisumrichter zu speisen, /obei im Gegensatz zum meist angewandten Gleichspannungszwischenkreis von einem Gleichstromzwischenkreis Gebrauch gemacht wird. In Bild 13.10 dieser Literaturstelle ist ein Zwischenkreisumrichter mit eingeprägtem Strom für eine Asynchronmaschine dargestellt Der induktive Energiespeicher im Zwischenkreis prägt den Maschinenstrom ein, der vom Maschinenstromrichter zyklisch auf die Wicklungsstränge der Asynchronmaschine geschaltet wird. Die Spannung an den Maschinenklemmen stellt sich dabei frei ein. Der Maschinenstromrichter arbeitet im allgemeinen zwangskommutiert, vorzugsweise mit Phasenfolgelöschung.

Die Anwendung eines Zwischenkreisumrichters mit eingeprägtem Strom weist gegenüber dem mit eingeprägter Spannung bei der Speisung von Fahrmotoren asynchroner Bauart für elektrische Triebfahrzeuge folgenden wesentlichen Vorteil auf: Die Richtung des Leistungsflusses kehrt sich durch Umkehr der Zwischenkreisspannung um, so daß durch einfaches Umsteuern des Netzstromrichters in den Wechselrichterbetrieb der Antrieb abgebreinst werden kann. Ein Bremsbetrieb ist jedoch nur möglich, wenn eine ausreichend hohe Spannung an den Netzanschlüssen ansteht, so daß eine einwandfreie Kommutierung des Netzstromrichters möglich ist

Bei der Anwendung von stromrichtergespeisten Asynchronmaschinen als Fahrmotoren für elektrische Triebfahrzeuge ist daher die häufig bestehende Forderung zu erfüllen, das Fahrzeug auch bei einem Netzausfall sicher elektrisch abzubremsen. Ein Netzausfall kann sowohl in Form eines Leitungskurzschlusses als auch durch Springen des Stromabnehmerbügels auftreten. In beiden Fällen muB auf dem Fahrzeug ein elektrischer Widerstand eingeschaltet werden, in dem die kinetische Energie in Wlrme umgesetzt wird.

In diesem Zusammenhang ist es für einen Zwischenkreisumrichter mit eingeprägtem Gleichstrom durch die

DE-AS 22 37 233 bekannt, den Netzstrbmrichter steuerbar auszuführen und diesem einen Bremswiderstand mit einem Schalter sowie einen Thyristorsteuer parallel zu schalten. Der Thyristorstefler bedingt dabei jedoch einen Mehraufwand an Schaltelementen.

to Bei einem Zwischenkreisumrichter mit eingeprägtem Gleichstrom darf entsprechend dem Konstantstromprhmp während des Abbremsens der Stromfluß im Zwischenkreis nie unterbrochen werden. Das Abbremsen erfolgt dabei mit .einer Stromstärke, die bei vorgegebener Rotorfrequenz dem Drehmoment proportional ist Der arithmetische Mittelwert der Spannung am Bremswiderstand ist dabei der Drehzahl proportional.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Nutz- und Widerstandsbremsung der eingangs erwähnten Art anzugeben, bei der während des Abbremsens der Stromfluß im Zwischenkreis nie unterbrochen wird und der Widerstandswert des Bremswiderstandes der Geschwindigkeit des Triebfahrzeuges angepaßt wird, ohne daß der Mehraufwand für einen ThyristorsteUer im Zwischenkreis benötigt wird.

Diese Aufgabe wiisri gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst
Im Zwischenkreis wird hiermit während des Abbremsens des Triebfahrzeugs ein unterbrechungsfreier Stromfluß und eine einwandfreie Kommutierung des Netzstromrichters sichergestellt Somit wird die Forderung erfüllt, auch bei Netzausfall das Triebfahrzeug sicher elektrisch abbremsen zu können. Zusätzlich gelingt dabei eine Einsparung an Halbleiterelementen, da kein zusätzlicher Thyristorsteller im Zwischenkreis benötigt wird.

Anhand eines in der Zeichnungsfigur dargestellten Ausführungsbeispieles soll der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke erläutert werden.

Der in der Figur gezeigte Zwischenkreisumrichter weist einen Netzstromrichter 11 in unsymmetrischer Brückenschaltung mit Steuer- und löschbaren Brückenzweigen auf. Parallel zum Netzstromrichter 11 ist die Reihenschaltung eines Bremswiderstandes 6 und eines Schalters 7 vorgesehen. Über eine Zwischenkreisdrossel 2 ist ein selbstgeführter Maschinenstromrichter 3 und die an ihn angeschlossene Asynchronmaschine 4 mit dem Netzstromriclrier 11 verbunden. Werden bei

so Netzausfall die Impulse für die steuerbaren Brückenzweige Tt und Tj des Netzstromrichters 11 gesperrt und der Bremswiderstand 6 durch Schließen des Schalters 7 bzw. durch Impulsgabe an einen ihn ersetzenden Thyristor zugeschaltet, so kann der Bremswiderstand 6 durch schnelles Zünden und Löschen mit den löschbaren Brückenzweigen T₂ und T₄ des Netzstromrichters 11 periodisch kurzgeschlossen werden. Die Pulsfrequenz ist dabei so hoch zu wählen, daß der Strom in der Zwischenkreisdrossel 2 nicht lUckt und sich eine Stromschwankung von 10 J> 20% der Nennstromstärke einstellt Diese Anordnung stellt sicher, daß der Widerstandswert des Bremswiderstandes 6 der Geschwindigkeit des Triebfahrzeugs angepaßt ist, wobei der Widerstand einen Höchstwert entsprechend der höchsten Gleichspannung im Bremsbetrieb aufweisen muß. Mit fallender Drehzahl muß dann der Widerstandswert proportional herabgesetzt werden, was durch entsprechende Pulsung der löschbaren Brücken-

zweige 7? und 7} erreicht wirrt.

Ein besonderer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß im Fahrbetrieb der Netwtromrichter Il als Gleichrichter mit Sektorsteuerung arbeiten kann, d, h,, daß durch Zünden und Löschen der Brückenzweige T₂ und 7« eine blincjleistvngssparende Abschnittsteuerung möglich ist. Im Wechselrichterbetrieb, d. Jv bei elektrischer Nutzbremsung, wird der Netestromrichter tt nur über Anschnitt gesteuert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspreche;

t_T Anordnung zur Nute- und Widerstandsbremsung einer über einen Zwischenkreisumrichter mit eingeprägtem Strom gespeisten Asynchronmaschine mit einem Netzstromrichter in Brückenschaltung, und parallel zu dessen Zweigen mit einer Serjenscbaltung eines Bremswiderstandes und eines Schalters, dadurch gekennzeichnet, daß zur Pulsung des Bremswiderstandes (6) bei Netzausfall ein Teil der Brückenzweige des Netzstromrichters (11) löschbar ausgeführt sind.
2. Verfahren zum Betrieb einer Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kriterium für die Widerstandsbremsung das Unterschreiten eines Minimalwertes oder das Oberschreiten

' eines Maximalwertes der Netzspannung herangezogen wird.
3. Verfahren zum Betrieb einer Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der NetzstromricSter (11) im Gleichrichterbetrieb mit Sektorsteuerung und im Wechselrichterbetrieb ausschließlich über Anschnittwinkelsteuerung betrieben wird.