DE2742973C2

DE2742973C2 - Einrichtung zur gesteuerten Spannungsversorgung von Gleichstromantrieben

Info

Publication number: DE2742973C2
Application number: DE2742973A
Authority: DE
Inventors: Hans Ing.(grad.) 8524 Neunkirchen Groß; Georg Friedrich Dipl.-Ing. 8521 Bubenreuth Götz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-09-23
Filing date: 1977-09-23
Publication date: 1984-07-19
Also published as: DE2742973A1; US4245295A; FR2404334A1; FR2404334B1

Description

1. Stromrichtereinheiten, in denen mindestens zwei Stromrichter (31, 32) in einem Gerät (3) mechanisch und elektrisch vereinigt sind,

2. Komparatoren (61, 62) und Impulsbildner (Sl, 52) enthaltende, die Stromrichter (31, 32) ansteuernde Steuergeräte (5),

3. eine im wesentlichen zwei Sägezahnintegratoren i<2, 13). eine Auswertelogik (11) und eine Aus^ahllogik (14) enthaltende, allen Steuergeräten (5) gemeinsame Zentraleinheit (1),

4. ein Bussystem (2), das die Auswahllogik (14) und die Sägezahnintegratoren (12,13) mit den Steuergeräten (5) verbindet,

derart, daß der erste Sägezahnintegrator (12) für die allen negativen Halbwellen der Phasenspannungen zugeordneten· Thyristoren (31, 32) und der zweite Sägezahnintegrator (13) für die allen positiven Halbwellen zugeordneten Thyristoren (31, 32) vorgesehen ist, daß in der Auswertelogik (11) abhängig vom Nulldurchgang und von dt»· Polarität der Phasenspannungen Startzeitpunkt und Endpunkt der Sägezahnspannungen festgelegt wurden, daß in der Auswahllogik die Zuordnung von Phaxenspannungen und entsprechenden Thyristoren bewirkt wird und daß bei Übereinstimmung der jeweiligen Sieucrspannung mit den Sägezahnspannungen in den Komparatoren (61,62) die lmpu!sbildncr(5J, 52) geformte Zündbefeble an die betreffenden Thyristoren der Stromrichter im Gerät (3) geben.

2. Einrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung (15) aus der Zentraleinheit (1) eninehmbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zentraleinheit (I) für alle Steuergeräte (5) eine gemeinsame Diagnosc-Übcrwachungs- und Verriegelungslogik vorgesehen ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur gesteuerten Spannungsversorgung von Gleichstromanttieben. insbesondere Werkzeugmaschinenantriebe, bei der jeder Antrieb über einen Thyristorumkehrstromrichter an ein Drehsiromnelz angeschlossen und jedem Stromrichter ein Steuergerät zugeordnet ist. dem eine die Aussteuerung der Thyristoren bewirkende Sleuerspannung zugeführt ist. Mit diesem Oberbegriff wird auf eine Anordnung Bezug genommen, wie sie beispielsweise aus dem Wochenblatt für Papicrfabrikation 1972.Seiten 29¹) bis 300 bekannt ist. IJei dieser bekannten Anoid nung im Rahmen emes Mchrmotoreiianiriebes für eine Streichmaschine sind jeweils vollständige Baueinheiten vorgesehen, die Umrichter und zugehörige Regelung und Steuerung umfassen; lediglich die gemeinsame Stromversorgung wird von einem zentralen Einspeisefeld vorgenommen.

Es ist ferner eine Schallungsanordnung mit einem Sägezahngenerator zum Ansteuern zweier unabhängig voneinander steuerbaren Steuersätze für räumlich und schaltungstechnisch getrennt angeordnete Thyristoren bekannt, die an der gleichen Netzspannung liegen. Diese Netzspannung dient auch als Synchronisationsspannung für den Sägezahngenerator, dessen /iusgangsspannung als Vergleichsspannung in beiden Steuersätzen benutzt wird (vgl. DE-AS 15 63 422).

Auch Geräte für Hauptspindel- und Vorschubantriebe bei Werkzeugmaschinen werden im allgemeinen als getrennte Einheiten in den Schaltschrank eingebaut. Jedes Gerät hat einen Steuersatz, dem speziell angepaßte Drehzahl- und Stromreglcr vorgeschaltet sind. Ferner ist für jedes Gerät eine gesonderte Stromversorgung vorhanden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Ansteuerung des Thyristorumkehrstromrichters so zu gestalten, daß durch möglichst geringen Aufwand an Netzstromversorgung und an Steuerelektronik die Kosten verringert und Einbau und Inbetriebnahme vereinfacht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst:

1. Stromrichtereinheiten, in denen mindestens zwei jo Stromrichter an einem Gerät mechanisch und elektrisch vereinigt sind,

2. Komparatoren und Impulsbildner enthallende, die Stromrichter ansteuernde Steuergeräte,

i. eine im wesentlichen zwei Sägezahnintegratoren. eine Auswcriclogik und eine Auswahllogik enthaltende, allen Stcucrgeräien gemeinsame Zentraleinheit,

4. ein Bussystem, das die Auswahllogik und die Sägezahnintegratoren mit den Steuergeräten verbindet.

derart, daß der erste Sägezahnintcgraior für die allen negativen Halbwollen der Phasenspannungen zugeordneten Thyristoren und der zweite Sägezahnintegrator für die allen positiven I lalbwcllen zugeordneten Thyristören vorgesehen ist, daß in der Auswcrtelogik abhängig vom Nulldurchgang und von der Polarität der Phasenspannungen Startzeitpunkt und Endpunkt der Sägezahnspannungen festgelegt werden, daß in der Auswahllogik die Zuordnung von Phasenspannungen und

ίο entsprechenden Thyristoren bewirkt wird und daß bei Übereinstimmung der jeweiligen Steuerspannung mit den Sägc/.ahnspannungcn in den Komparatoren die Impulsbilclner geformte Zündbefchle an die betreffenden Thyristoren der Stromrichter im Gerät geben. Durch

5> diese Zusammenfassung einheitlicher Funktionen für mehrere Antriebe läßt sich die Spannungsversorgung der Motoren verbilligen.

Außerdem ergibt sich durch die Zusammenlegung des mechanischen Aufbaus und der elektrischen Funktion

Mi ein kompakteres Gerät mit weniger Bauteilen und Anschlüssen. Ferner werden Einbau und Inbetriebnahme vereinfacht. Die Zusammenfassung der einheitlichen Funktion für alle Steuersätze mach) es auch möglieh, die gemeinsamen Funktionsbausteine. wie z. B. Impulsbil-

h^r: dung, höhcrwerliger auszuführen und (.'cpcbcncnfalls «ιlieh noch zusätzliche gemeinsame Baugruppen, wie z.B. Diiignosc-fJberwachungs- und Vcrriegelungseinrichtunpen für eine Reihe von Antrieben zu verwenden.

Anhand eines Ausführungsbeispiels sei die Erfindung näher erläutert.

Mehrere Stromrichicr31,32,33 sind in einem Gerät3 vereint, das ebenso die zur Steuerimpulserzeiigung dienenden Steuergeräte 5 aufnimmt.

Es sind drei oder mehr gestrichelt angedeutete Gleichstrommotoren 41,42,43, die z. B. Vorschub- und Hauptantriebe einer Werkzeugmaschine sind, über die Thyristorumkehrstromrichter 3J, 32 und 33 aus einem Drehstromnetz RSTzu speisen. Die Steuerung arbeitet in der Weise, daß am Beginn jedes möglichen Aussteuerbereiches für jeden Thyristor jeweils eine Sägezahnspannung gestartet wird und daß beim Übereinstimmen diese Sägezahnspannung mit einer Steuerspannung jeweils ein Zündimpuls an die der betreffenden Halbwelle is zugeordneten Thyristoren der Umrichter gegeben wird.

Zur Vereinfachung ist für alle Umrichter eine Zeniraleinheit 1 vorgesehen, in der die für alle Umrichter gemeinsamen Funktionen enthalten sind, insbesondere gilt dies für Synchronisation, Sägezahnbildung und Strom-Versorgung.

So ist eins an die Pbasenspannungen ßSTangeschlossene Auswertelogik 11 für Polarität und Nulldurchgang der Phasenspannungen vorgesehen, in der ein über der Gleichrichtergrenze liegender Startpunkt und ein unter der Wcchselrichtergrenze liegender Endpunkt in jeder Halbwelle für die jeweilige Integration der Integratoren 12, 13 festgelegt wird. Hierbei ist der Integrator 12 für die allen negativen Halbwellen zugeordneten Thyristoren aller Umrichter 31,32 und 33 und der Integrator 13 jo für die allen positiven Halbwelten zugeordneten Thyristoren aller Umrichter 31 bis 33 vorgesehen. Eine Schaltung dieser Art ist näher beispielsweise im deutschen Patent 25 24 869 erläutert.

In der Zentraleinheit 1 ist ferner noch eine an die J5 Auswertelogik 11 angeschlossene Auswahllogik 14 vorgesehen, die — entsprechend dem dreiphasigen System — die jeweils zugeordneten Thyristoren in den einzelnen Umrichtern freigibt.

Weiterhin ist in der Zentraleinheit 1 noch die für alle Bauteile gemeii jame Stromversorgung 15 angeordnet, die die Versorgungsspannung für die einzelnen Bauteile liefert. Weiterhin kann in der Zentraleinheit auch noch ein für alle Umrichter gemeinsames Diagnose-. Überwachungs- und Vcrriegelungssystem vorgesehen sein. .r,

Gezeigt sind ein an die Auswahllogik 14 angeschlossener mehradriger Bus 21, für die der beireffenden Phasenspannung zugeordneten Thyristoren und an die Integratoren 12 und 13 angeschlossene Sammelbusse 22 und 23 für die Sägezahnspannungen. Diese Sagezahnspannungen auf den Leitungen 22 und 23 dienen in der Impulserzeugung 5 zur Bildung der Zündbefehle für die einzelnen Um.-ichter. Dies geschieht dadurch, daß di·; von den Reglern 7 gelieferten Steuerspannungen der einzelnen Regler 71,72 und 73 in Komparatoren 61, 62 und 63 mit den Sägezahnspannungen verglichen werden. Stimmt die betreffende Steuerspannung und die Sägezahnspannung überein, so werden in den impulsbildnern 51,52 und 53 — in Verbindung mit dem Signal auf dem Sammelbus 21 — die Zündbefehle für die be- bo treffenden Thyristoren der Umrichter 31,32 und 33 gebildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur gesteuerten Spannungsversorgung von Gleichstromantrieben, insbesondere Werkzeugmaschinenantriebe, bei der jeder Antrieb über einen Thyristorumkehrstromrichter an ein Drehstromnetz angeschlossen und jedem Stromrichter ein Steuergerät zugeordnet ist, dem eine die Aussteuerung der Thyristoren bewirkende Steuerspannung zugeführt ist, gekennzeichnet durch