DE2756918A1 - PROCEDURE FOR CONTROLLING AND REGULATING THE SPEED OF A INVERTER-SUPPLIED ASYNCHRONOUS MACHINE - Google Patents

PROCEDURE FOR CONTROLLING AND REGULATING THE SPEED OF A INVERTER-SUPPLIED ASYNCHRONOUS MACHINE

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DE2756918A1
DE2756918A1 DE19772756918 DE2756918A DE2756918A1 DE 2756918 A1 DE2756918 A1 DE 2756918A1 DE 19772756918 DE19772756918 DE 19772756918 DE 2756918 A DE2756918 A DE 2756918A DE 2756918 A1 DE2756918 A1 DE 2756918A1
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DE
Germany
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current
frequency
speed
asynchronous machine
inverter
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DE19772756918
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German (de)
Inventor
Klaus Dipl Ing Moll
Helmut Dipl Ing Schulze
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BBC Brown Boveri France SA
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BBC Brown Boveri France SA
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/08Controlling based on slip frequency, e.g. adding slip frequency and speed proportional frequency

Description

PPOWN. BOVERI & CIE · AKTIENGESELLSCHAFT [CJ ; ~:) VV PPOWN. BOVERI & CIE · AKTIENGESELLSCHAFT [CJ ; ~ :) VV

MANNHEI M BROW.'>fBOVt Rι MANNHEI M BROW. '> FBOVt R ι

Np.-ITr. 4^9/77 Mannheim, den 12. Dez. 1977 Np.-ITr. 4 ^ 9/77 Mannheim, December 12, 1977

ZFE/P3-Kr/BtZFE / P3-Kr / Bt

Verfahren zur Steuerung und Regelung der Drehzahl einer umrichtergespeisten Asynchronmaschine. Method for controlling and regulating the speed of a converter- fed asynchronous machine.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung und Regelung der Drehzahl einer Asynchronmaschine, die aus einem Umrichter mit eingeprägtem Stnm gespeist wird, bei dem die Regelung durch eine unterlagerte Stromregelung erfolgt, bei welchem aus einer dem Wert der Schlupffrequenz f entsprechenden elektrischen Größe und einer dem Istwert einer der Läuferdrehzahl proportionalen trequenz f entsprechenden elektrischen Größe die Steuergröße für die Frequenz f.. des vom Umrichter abgegebenen Stromes gebildet wird.The invention relates to a method for controlling and regulating the speed of an asynchronous machine, which consists of is fed to a converter with stamped Stnm where the control is carried out by a subordinate current control, in which one of the value of the slip frequency f corresponding electrical variable and a frequency f corresponding to the actual value of a rotor speed proportional electrical variable the control variable for the frequency f .. of the current output by the converter is formed will.

Aus der Siemens-Zeitschrift Abs. 42 (1968), Heft 9, Seite 773 ff. ist eine Regelung für umrichtergespeiste Asynchronmaschinen mit geeingeprägtem Ständerstrom bekannt. Bei dieser Regeleinrichtung ist eine unterlagerte Strom regelung vorhanden, mit der der Strom in der Asynchron maschine auf einen - von der übergeordneten Regelung - vorgegebenen Sollwert geregelt wird. Der Strom-Istwert für diesen Regelkreis wird dabei entweder im Gleichstromzwischenkreis oder inden Zuleitungen zum netzgeführten Stromrichter am Eingang erfaßt. A regulation for converter-fed asynchronous machines with an impressed stator current is known from the Siemens magazine Paragraph 42 (1968), Issue 9, page 773 ff. In this control device, there is a subordinate current control with which the current in the asynchronous machine is regulated to a setpoint specified by the higher-level control. The actual current value for this control loop is recorded either in the DC link or in the supply lines to the line -commutated converter at the input.

9827/00249827/0024

.12.12.1977 "^0310 659/77.12.12.1977 "^ 0310 659/77

9 ι 9 ι

Eine ebensolche bekannte Regellingseinrichtung ".zur Steuerung
und Regelung der Drehzahl eines Asynchronmotors zeigt Figur 1. Diese Regeleinrichtung weist einen, von einen wechselstromnetz ^esüeisten Gleichrichter 1 für den Zwi s chenkre is strom ι auf. Der Gleichstromzwischenkreis 2 enthält eine Drossel- ; spule 5, über die der Gleichrichter mit einem Wechsel- · rechter 4· verbunden ist. an dessen wechselstromseitigen ! Anschlüssen die .'synchronmaschine 5 angeschlossen ist. ! Mit ihr ist ein Geber S verbunden,, in dem die der Motordrehrrahl entsprechende Frequenz z„ ermittelt wird. Diese
Frequenz f wird zusammen nit einer der Belastung proportionalen Frequenz i& einem Summenpunkt 7 zugeführt. Diesem
ist ein Drehzahlregler S nachgoschaltet. Sein Ausgangssignal
wird zusammen mit der Frequenz f_ einem zweiten Summennunkt 9
zugeführt, dessen Ausgangsfrequsnz f. als Steuergröße für
die St.änderfrequenr der Λ Synchronmaschine über einen
Steuersatz 1O dem v,rechseirichter A zugeführt wird. Das
Ausgangssignal f0 des Drehzahlreglers 8 sowie die Frequenz fwerden einem Kennliniengliod 11 augeführt, in dem das Verhalten der Asynchronmaschine 5 nachgebildet wird. Das
Ausgargssignal des Kennlinien.^] iedes 11 w:rd als Strom-Sullv/ert Isoin benutzt. Dieser Strom-Sollwert I30-I-I wird
A similarly known regulating device "for control
and control of the speed of an asynchronous motor is shown in FIG. 1. This control device has a rectifier 1 for the intermediate circuit current from an alternating current network. The DC link 2 contains a choke; coil 5, via which the rectifier is connected to an inverter 4. at its AC side! Connections the .'synchronous machine 5 is connected. ! A transmitter S is connected to it, in which the frequency z " corresponding to the engine rotation beam is determined. These
Frequency f is fed to a summation point 7 together with a frequency i & proportional to the load. This one
a speed controller S is connected downstream. Its output signal
becomes a second sum point 9 together with the frequency f_
supplied, whose output frequency f. as a control variable for
the change frequency of the Λ synchronous machine via a
Rate 1 O is supplied to the V, R A echseirichter. That
The output signal f 0 of the speed controller 8 and the frequency f are fed to a characteristic curve 11 in which the behavior of the asynchronous machine 5 is simulated. That
Output signal of the characteristic curve. ^] Iedes 11 w: rd used as current Sullv / ert I so in. This current setpoint value I 30 -II becomes

einem Summenpunkt 12 zugeführt. Als Strom-Istwert
erhält der Summenpunkt 12 ent\/eder den im Zwischenstromkreis ermittelten Strom-Istwert oder den in den Zuleitungen
des Gleichrichters erfaßten Strom-Istwert. Der Summenpunkt 12
ist mit einem Stromregler 13 verbunden. Das Ausgangssignal ! dieses Stromreglers wird dem Gleichrichter 1 über einen j Steuersatz 14 zugeführt. '
a sum point 12 is supplied. As actual current value
the sum point 12 receives either the actual current value determined in the intermediate circuit or that in the supply lines
actual current value recorded by the rectifier. The sum point 12
is connected to a current regulator 13. The output signal ! this current regulator is fed to the rectifier 1 via a control unit 14. '

Aus der ETZ-A 1975, Seite 520 ff. ist eine Schaltung zur ' Speisung einer Asynchronmaschine mit einem netzgeführten
Gleichrichter, einem Zwischenstromkreis und einem selbst- -
From ETZ-A 1975, page 520 ff. Is a circuit for 'feeding an asynchronous machine with a line -commutated
Rectifier, an intermediate circuit and a self-

9Θ9827/00249,99827 / 0024

/d -I: 4 1 : '.'..;■ / d - I: 4 1: '.'..; ■

.AZ λΛ 2 s 15.7.7 659/77_ .AZ λΛ 2 s 7/15/7 659 / 77_

geführten Wechselrichter bekannt. Bei der dort beschriebenen Schaltungsanordnung werden der Asynchronmaschine aus dem Wechselrichter rechteckförmige Stromblöcke zugeführt. Diese rechteckförmigen Stromblöcke enthalten neben der erwünschten Grundschwingung des Stromes noch eine Vielzahl von Oberschwingungen hoher Frequenzen, die zu Pendelmomenten in der Asynchronmaschine führen. Zur Kommutierung des Stromes in diesem Wechselrichter sind Kondensatoren vorgesehen. Die Größe der Spannung an diesen Kondensatoren ist einerseits abhängig von der Motorspannung und deren Phasenwinkel gegenüber dem Motorstrom, andererseits vom Motorstrom, den Maschinenstreuinduktivitäten und der Kondensatorgröße. Die Kondensatorgröße ist wieder abhängig von den Maschinenstreuinduktivitäten der maximalen Streufrequenz und insbesondere vom Verhältnis Motorspannung zu Motorstrom im Leerlaufbetrieb.led inverter known. In the circuit arrangement described there, the asynchronous machine from the Inverter fed rectangular power blocks. These rectangular flow blocks contain next to the desired Fundamental oscillation of the current still contains a large number of harmonics of high frequencies that lead to pendulum moments in the Asynchronous machine lead. Capacitors are provided to commutate the current in this inverter. the The size of the voltage across these capacitors depends on the one hand on the motor voltage and its phase angle compared to the motor current, on the other hand from the motor current, the machine leakage inductances and the capacitor size. The capacitor size is again dependent on the machine leakage inductances the maximum scatter frequency and in particular the ratio of motor voltage to motor current im Idle operation.

Bei diesem bekannten Verfahren zur Steuerung eines über einen Umrichter gespeisten Asynchronmotors wird der bei der Berechnung des Motors zugrundegelegte Nennfluß unabhängig von der Belastung und Speisefrequenz möglichst konstant gehalten. Dabei wird das Drehmoment durch Vorgeben der Schlupffrequenz eingestellt. Der Motorstrom wird in Abhängigkeit von der Schlupffrequenz der Maschine so vorgegeben, daß der Fluß des Motors konstant bleibt.Im Feldschwächbereich, also in dem Bereich, in welchem die maximale Spannung erreicht ist und die Motorspannung bei Ständerfrequenzerhöhung nicht mehr vergrößert werden kann, wird die maximale Spannung konstant gehalten und das Drehmoment des Motors nur durch Veränderung der Schlupffrequenz eingestellt. In this known method for controlling an asynchronous motor fed by a converter, the at Calculation of the nominal flux on which the motor is based, regardless of the load and supply frequency, as constant as possible held. The torque is set by specifying the slip frequency. The motor current is dependent on specified by the slip frequency of the machine in such a way that the flux of the motor remains constant. i.e. in the area in which the maximum voltage is reached and the motor voltage when the stator frequency increases can no longer be increased, the maximum voltage and the torque are kept constant of the motor can only be set by changing the slip frequency.

8Θ9827/00248Θ9827 / 0024

J 2.12 ,J977 8 659/77J 2.12, J977 8 659/77

Bei dem bekannten Verfahren wird also zur Steuerung des !In the known method, therefore, to control the!

Asynchronmotors vom Leerlauf in den Vollastbetrieb bei :Asynchronous motor from idling to full load operation at:

konstantem Fluß die Schlupffrequenz des Motors zwischen ,constant flux the slip frequency of the motor between,

Schlupffrequenz Null und der erforderlichen maximalen ! Schlupffrequenz verstellt. Der Auslegungspunkt für die Größe des Kommutierungskondensators ergibt sich bei einem der-Slip frequency zero and the required maximum! Adjusted slip frequency. The point of interpretation for size of the commutation capacitor results from one of the

artigen Steuerverfahren bei maximaler Speisefrequenz. Im Leerlaufbetrieb ist die Schlupffrequenz Null und der Motorstrom entspricht dem Magnetisierungsstrom. In diesem Betriebspunkt ergibt sich das maximale Verhältnis Motorspannung zu Motorstrom, das im wesentlichen zusammen mit der maximalen Frequenz die Größe des Kommutierungskondensators bestimmt. ' Im Vollastbetrieb mit entsprechend hohem Strom entsteht jedoch über diesem Kondensator eine im Vergleich zum Lerrlaufbetrieb vielfach größere Kondensatorspannung. Die Halbleiterelement^ im Wechselrichter müssen ebenfalls für diese hohe Kondensatorspannung ausgelegt werden. Außerdem v/erden die Maschinenisolation und die Welligkeit des Zwischenkreisstrorces, die die Größe und das Gewicht der Zwischenkreisdrosselspule bestimmt,beeinflußt.like control method at maximum feed frequency. In no-load operation, the slip frequency is zero and the motor current corresponds to the magnetizing current. The maximum motor voltage to ratio results at this operating point Motor current which, together with the maximum frequency, determines the size of the commutation capacitor. ' In full load operation with a correspondingly high current, however, there is an increase across this capacitor compared to idle operation much larger capacitor voltage. The semiconductor element ^ in the inverter must also designed for this high capacitor voltage. In addition, the machine insulation and the ripple of the Intermediate circuit current, which determines the size and weight of the intermediate circuit inductor, influences.

Diese Art der Stromregelung reicht für einen großen Betriebsbereich des Antriebssystems aus. Bei Störungen im selbstgeführten Stromrichter kann der Strom im Zwischen- , kreis relativ einfach begrenzt werden. ; This type of current control is sufficient for a large operating range of the drive system. In the event of malfunctions in the self-commutated converter, the current in the intermediate circuit can be limited relatively easily. ;

Beim Umrichter mit eingeprägtem Strom können beim Betrieb mit höheren Frequenzen und kleineren Strömen Betriebs- : zustände auftreten, bei denen ein Teil des im Zwischenkreis fließenden Stromes an der Asynchronmaschine vorbeifließt. Ein geregelter Betrieb der Asynchronmaschine ist dann mit der oben genannten Art der Stromregelung nicht mehr möglich.In the case of converters with impressed current, operating at higher frequencies and lower currents can: states occur in which part of the current flowing in the intermediate circuit flows past the asynchronous machine. A regulated operation of the asynchronous machine is then not possible with the type of current regulation mentioned above more is possible.

9θ 9827/00249θ 9827/0024

r/P 4 f 1 I67I..1CO0/KEIr / P 4 f 1 I67I..1CO0 / KEI

12.12.1977 659/77 12.12. 1977 659/77

Bei der Dimensionierung wird bisher dieser Bereich der "Mehrfachkoinmutierungen im selbstgeführten Stromrichter" vermieden. Dadurch bedingt treten allerdings bei Betrieb mit großen Maschinenströmen Spannungsbeanspruchungen der Ventile des selbstgeführten Stromrichters auf, die den Einsatz des Antriebssystems bei höheren Frequenzen stark einschränken.When dimensioning this area of "multiple commutations in the self-commutated converter" avoided. Due to this, however, voltage stresses occur when the machine is operated with high machine currents Valves of the self-commutated converter, which greatly reduce the use of the drive system at higher frequencies restrict.

Es sind Maßnahmen zum Abbau zu hoher Spannungen am oder an den Konnutierungskondensatoren bekannt, die eine Rückspeisung überschüssiger Energie über einen Wechselrichter in das speisende Netz vorsehen und somit sehr auf\vendig sind (DT-AS 25 15 223, DT-AS 24 55 765).There are known measures for reducing excessively high voltages on or on the Konnutierungskondensatoren that a feedback Provide excess energy via an inverter in the feeding network and thus very costly (DT-AS 25 15 223, DT-AS 24 55 765).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben mit dem beim Betrieb mit höheren Frequenzen und kleineren Strömen ebenfalls sine dynamische Regelung der Asynchronmaschine gewährleistet wird. Das Verfahren soll desweiteren so geschaffen sein, daß im Bereich höherer Frequenzen bei Betrieb mit großen Maschinenströmen hohe Spannungsbeanspruchungen der Ventile des selbstgeführten Stromrichters unterbunden werden.The invention is based on the object of specifying a method that is used when operating at higher frequencies and smaller currents also ensure that the asynchronous machine is dynamically controlled. The procedure should also be created so that in the range of higher frequencies when operating with large machine currents high voltage stresses on the valves of the self-commutated converter are prevented.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß der Stromistwert für die Stromregelung in den Zuleitungen zur Asynchronmaschine erfaßt wird, und daß in dem Gleichstromzwischenkreis oder in den Zuleitungen des netzgeführten Stromrichters nur der Strom-Istwert für die Begrenzung des Zwischenkreisstromes ermittelt wird.The solution to the problem posed is, according to the invention, that the current actual value for the current control in the Leads to the asynchronous machine is detected, and that in the DC link or in the leads of the line-commutated converter, only the actual current value for limiting the intermediate circuit current is determined.

Die Frequenzgrenze der Mehrfachkoinmutierungen wird beim Wechselrichter dann erreicht, wenn in einer Kommutierungsgruppe T 11, T12, T13, D1, D2, D3 bzw. D4, D5, D6, T14, T15, T16 der Beginn der folgenden Kommutierung mit demThe frequency limit of multiple commutations is reached with the inverter when in a commutation group T 11, T12, T13, D1, D2, D3 or D4, D5, D6, T14, T15, T16 the beginning of the following commutation with the

ΒΘ9827/0024ΒΘ9827 / 0024

/ι ρ 4 r 1 it■;· 'O ■:.. κ' ι/ ι ρ 4 r 1 it ■; · 'O ■: .. κ' ι

12.12.1977 oft/7712.12.1977 often / 77

Ende der letzten zusammenfällt, d.h. es wird in der gleichen Komriutierungsgruppe schon eine Thyristor zündung eingeleitet, obwohl noch eine Diodenkommutierung stattfindet. Diese Tatsache bewirkt, daß die Vorgänge in den beiden Kommutierungsgruppen sich gegenseitig beeinflussen. Der Wechselrichter stellt nun bisher nicht ausgenutzte Itrompfade zur Verfügung: Es findet eine gegenseitige Umladung der beiden Kondensatorgruppen C1, C?, C3 bzw. C4, C5, C6 statt, wodurch Strom an der Maschine vorbei geleitet wird. Dies bewirkt eine Verminderung der Stromzeitfläche in den Maschinenphasen bei weiterhin konstantem Zwischenkreisstrom.The end of the last coincides, ie a thyristor ignition is already initiated in the same commutation group, although diode commutation is still taking place. This fact has the effect that the processes in the two commutation groups influence each other. The inverter now makes unused Itrom paths available: The two capacitor groups C1, C ?, C3 or C4, C5, C6 are mutually recharged, causing current to bypass the machine. This causes a reduction in the current-time area in the machine phases with the intermediate circuit current remaining constant.

Der in den Zuleitungen zur Asynchronmaschine erfaßte Meßwert für die unterlagerte Stromregelung stimmt im "normalen" Beiriebsbereich mit dem im Zvischenkreis gemessenen Wert überein. Er wird der unterlagerten Stromregelung, die jetzt eine echte Motorstroraregelung darstellt, als Strom-Istv/ert zugeführt. Durch das angegebene Verfahren ist es möglich, bei gleichem Aufwand im Starkstromteil den Frequenzbereich, in dem das Antriebssystem betrieben werden kann, entscheidend zu vergrößern.The measured value recorded in the supply lines to the asynchronous machine for the subordinate current control is correct in the "normal" Operating range with the value measured in the intermediate circle match. He becomes the subordinate current control that is now represents a real motor current control, as current actual value fed. With the specified procedure, it is possible with the same effort in the power section to set the frequency range, in which the drive system can be operated.

Die Schaltung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß einem Summenpunkt der Strom-Sollwert und der Motorstrom-Istwert so geführt wird, daß der Summenpunkt mit einem Stromregler verbunden ist, dessen Ausgangssignal über einen Begrenzer dem Gleichrichter zugeführt wird, und daß dem Begrenzer der Strom-Istwert des Zwischenkreises oder der Zuleitungen des Gleichrichters zugeführt wird.The circuit for carrying out the method is characterized in that the current setpoint value is a sum point and the actual motor current value is managed in such a way that the summation point is connected to a current controller whose output signal is fed to the rectifier via a limiter, and that the limiter is the actual value of the current of the intermediate circuit or the feed lines of the rectifier.

9Θ9827/00249,99827 / 0024

12.12.197712/12/1977

In üblicher V/eise ist zwischen dem selbst ge führten Wechselrichter und dem dritten Summenpunkt sowie zwischen dem netzgeführten Gleichrichter und dem Begrenzer jeweils ein Steuersatz angeordnet.The usual way is between the self-guided inverter and the third summation point as well as between the line-commutated rectifier and the limiter Tax rate arranged.

[ Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen : näher erläutert. Es zeigen:[The invention is explained in more detail below with reference to drawings. Show it:

' Fig. 1 eine bereits bekannte Schaltung zur Regelung der Drehzahl einer Asynchronmaschine,1 shows an already known circuit for regulating the speed of an asynchronous machine,

! Fig. 2 eine Schaltung zur Durchführung des erfindungs- ! gemäßen Verfahrens.! Fig. 2 shows a circuit for performing the fiction ! according to the procedure.

Die in Figur 2 gezeigte Schaltung zur Durchführung des Verfahrens weist einen Gleichrichter 1, einen Gleichstromzwischenkreis 2 mit 3iner Drosselspule 3 und einen Wechselrichter 4 auf. Die Wechselstromanschlüsse R1, S1 und T1 The circuit shown in Figure 2 for performing the method comprises a rectifier 1, a DC intermediate circuit 2 with 3iner reactor 3 and an inverter. 4 The AC connections R1, S1 and T1

' des Gleichrichters 1 sind an ein Wechselstromnetz angeschlossen. Der Gleichrichter ist als dreiphasige Brückenschaltung mit drei Brückenzweigen mit je zwei in Reihe geschalteten Thyristoren T1 und T4; T2 und T5; T3 und T6 ausgebildet. Über die Drosselspule 3 ist der Gleichrichter an den Wechselrichter 4 angeschlossen. Dieser ist ebenfalls als dreiphasige Brückenschaltung ausgebildet und weist drei Brückenzweige mit je zwei in Reihe geschalteten Thyristoren T11 und TH; T12 und T15; T13 und T16 auf. Jede der beiden Brückenhälften des Wechselrichters 4 ist mit einer Kommutierungseinrichtung aus Kommutierungskondensatoren C1, C2 und C3 bzv/. C4, C5 und C6 und Dioden D1, D2 und D3 bzw. D4, D5 und D6 für die Phasenfolgelöschung versehen. An jeden Thyristor T11, T12 ... T16 ist jeweils eine Diode D1, D2... D6 angeschaltet. Zwischen 'of the rectifier 1 are connected to an alternating current network. The rectifier is a three-phase bridge circuit with three bridge arms each with two series-connected thyristors T1 and T4; T2 and T5; T3 and T6 trained. The rectifier is connected to the inverter 4 via the choke coil 3. This is also designed as a three-phase bridge circuit and has three bridge arms, each with two series-connected thyristors T11 and TH; T12 and T15; T13 and T16. Each of the two bridge halves of the inverter 4 is equipped with a commutation device made up of commutation capacitors C1, C2 and C3 and / or. C4, C5 and C6 and diodes D1, D2 and D3 or D4, D5 and D6 are provided for phase sequence deletion. A diode D1, D2 ... D6 is connected to each thyristor T11, T12 ... T16. Between

9Θ98 2 7/00249Θ98 2 7/0024

\' KtI\ 'KtI

12.12.1977 659/77December 12, 1977 659/77

-B--B-

den Verbindungsleitungen der Thyristoren T11, T12, T13 bzw. T14, T15, T16 und den Dioden D1, D2, D3 bzw. D4, D5, D6 sind die Kommutierungskondensatoren C1, C2, C3 bzw. C4, C5 und C6 angeordnet. Die Schaltung dieser Kommutierungseinrichtung ist bereits aus der eingangs genannten ETZ-A Bd. 96 (1975) H. 11, Seite 520 ff. bekannt.the connecting lines of the thyristors T11, T12, T13 or T14, T15, T16 and the diodes D1, D2, D3 or D4, D5, D6 are the commutation capacitors C1, C2, C3 and C4, C5 and C6 arranged. The circuit of this commutation device is already known from ETZ-A Vol. 96 (1975) H. 11, page 520 et seq.

; Der Wechselrichter 4 wird mit einem eingeprägten Gleich-' strom Id gespeist. An seine Wechselstromanschlüsse R2,; The inverter 4 is fed with an impressed direct current Id. To its AC connections R2,

S2 und T2 ist eine Asynchronmaschine 5 angeschlossen. ; Diese steht mit einem Geber 6 in Verbindung, der eine der ' Motordrehzahl entsprechende Frequenz f erzeugt. Diese Frequenz f wird zusammen mit einer dem BelastungszustandAn asynchronous machine 5 is connected to S2 and T2. ; This is connected to a transmitter 6, which is one of the 'Motor speed corresponding frequency f generated. These Frequency f is combined with one of the load condition

I*I *

entsprechenden Frequenz f* einem ersten Summenpunkt 7 zugeführt.corresponding frequency f * a first summation point 7 fed.

Diese Frequenz f* kann beispielsweise in einem Frequenz- ! generator 21 erzeugt werden. Der SuEmenpunkt 7 ist mit ■ einem Drehzahlregler 8 verbunden, dem der SummenwertThis frequency f * can, for example, in a frequency ! generator 21 are generated. The sum point 7 is connected to a speed controller 8, to which the sum value

der Frequenz f* und der Frequena f zugeführt wird. Das Ausgangssignal dieses Drehzahlreglers 8 entspricht der Schlupffrequenz fo und wird als eigentliche Sollwert-' Frequenz zusammen mit der Frequenz f einem zweiten Sumnenpunkt 9 zugeführt. Der Sumnenwert aus der Frequenz fp und der Frequenz f v/ird als Steuergröße f.. für die Ständerfrequenz der Asynchronmaschine 5 dem Wechselrichter 4 über einen Steuersatz 10 zugeführt. Das Ausgangssignal fg des Drehzahlreglers 8 sowie die Steuergröße f^ für die Ständerfrequenz werden einem Kennlinienglied 11 zugeführt. In diesem wird das Verhalten der Asynchronmaschine 5 nachgebildet. Das Kennlinienglied Π steht mit einem dritten Summenpunkt 12 in Verbindung. Das Ausgangssignal des Kennliniengliedes 11 wird dem Sumrcenpunkt 12 als Strom-Sollwert Ι__-,Ί zugeführt. In den Zuleitungen R2, S2 und T2the frequency f * and the Frequena f is supplied. The output signal of this speed controller 8 corresponds to the slip frequency fo and is fed as the actual setpoint frequency together with the frequency f to a second summation point 9. The sum value of the frequency fp and the frequency fv / ird is fed to the inverter 4 via a control set 10 as a control variable f... For the stator frequency of the asynchronous machine 5. The output signal fg of the speed controller 8 and the control variable f ^ for the stator frequency are fed to a characteristic element 11. The behavior of the asynchronous machine 5 is simulated in this. The characteristic element Π is connected to a third summation point 12. The output signal of the characteristic element 11 is fed to the sum point 12 as a current setpoint Ι __-, Ί . In the supply lines R2, S2 and T2

* insbesondere die Abweichung zwischen ···/···* in particular the deviation between ··· / ···

9θ 9827/00249θ 9827/0024

ZFE P 4 F 1 167(".FOOCKP)ZFE P 4 F 1 167 (". FOOCKP)

des Asynchronmotors 5 sind Meßpunkte 36 zur Ermittlung des Motorstromes eingebaut. Die in den Meßpunkten 36 ermittelten Stromwerte werden dem Summenpunkt 12 als Motorstrom-Istwert 1MiSt für die urvterlaeer"te Stromrege lung zugeführt. Dem Summenpunkt 12 ist ein Stromregler 13 nachgeschaltet, der den Summenwert dem Strom-Sollwert Igoll und dem Motorstrom-Istwert !j^g-t als Eingangssignal erhält. Die Ausgangsgröße des Stromreglers 13 gibt die Aussteuerung des Gleichrichters 1 für den Zv/ischenkreisstroro vor. Zur Begrenzung des Zwischenkreisstromes wird das Ausgangssignal des Stromreglers 13 einem Begrenzer 14 zugeführt. Ein Meßpunkt 37 zur Ermittlung des Stromistwertes Tß4S^- is"t im Zwischenstromkreis vor der Drosselspule 3 oder in den Wechselstromzuführungen R1, S1, T1 angeordnet. Der in dem Meßpunkt 37 ermittelte Strom-Istwert Ißist wird lediglich zur Begrenzung des Zwischenkreisstromes benutzt und zu diesem Zweck dem Begrenzer 14 zugeführt. Das Ausgangssignal des Begrenzers 14 wird über einen Steuersatz 15 dem Gleichrichter 1 zugeleitet.of the asynchronous motor 5, measuring points 36 for determining the motor current are installed. The current values determined in the measuring points 36 are the summation point 12 is supplied as a motor current value 1 Mist for urvterla e he "te current Rege lung. The summing junction 12 is a flow regulator 13 downstream of the sum value to the current command value I goll and the motor current j ^ gt a ls input signal receives actual value?. the output of the current controller 13 outputs the modulation of the rectifier 1 for the Zv / ischenkreisstroro before. to limit the intermediate circuit current, the output of the current controller 13 is supplied to a limiter 14th a measurement point 37 for determining the current actual value Tß4 S ^ - i s "t arranged in the intermediate circuit in front of the choke coil 3 or in the alternating current supply lines R1, S1, T1. The actual current value I ßist determined in the measuring point 37 is only used to limit the intermediate circuit current and is supplied to the limiter 14 for this purpose. The output signal of the limiter 14 is fed to the rectifier 1 via a control unit 15.

insbesondere die Abweichung zwischenespecially the difference between

7ΓΓ/Ι' 4 ' 1 (fTi.'-.KO ΚΓι7ΓΓ / Ι '4 ' 1 (fTi .'-. KO ΚΓι

909827/0024909827/0024

Claims (1)

PatentansprücheClaims Verfahren zur Steuerung und Regelung der Drehzahl einer Asynchronmaschine, die aus einem Umrichter mit eingeprägten Strom gespeist wird, bei dem die Regelung durch eine unterlagerte Stromregelung erfolgt, bei welchem aus einer den V/rert der Schlupffrequenz (fo) entsprechenden elektrischen Größe und einer den Istwert einer der Läuferdrehzahl proportionalen Frequenz (E"n)entsprechenden elektrischen Größe die Steuergröße für die Frequenz (T1) des vom Umrichter abgegebenen Stromes gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromistwert für die Stromregelung in den Zuleitungen zur Asynchronmaschine erfaßt wird, und daß in dem Zwischenstromkreis bzw. in den Zuleitungen des selbstgeführten Stromrichters nur der Stromistwert für die Begrenzung des Zwischenkreisstromes ermittelt wird.A method for controlling and regulating the speed of an asynchronous machine which is fed from an inverter with impressed current, wherein, the regulation by a subordinate current regulation, in which from one to V / r ert the slip frequency (f o) the corresponding electrical quantity and a the actual value of an electrical variable proportional to the rotor speed (E " n ) corresponding to the control variable for the frequency (T 1 ) of the current output by the converter, characterized in that the actual current value for the current control is detected in the supply lines to the asynchronous machine, and that in the intermediate circuit or in the supply lines of the self-commutated converter only the actual current value for limiting the intermediate circuit current is determined. 2. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens mit einem, von einer Wechselstromquelle gespeisten Netz geführten Gleichrichter, dessen gleichstromseitiger Ausgang über eine Drosselspule mit einem selbstgeführten Wechselrichter verbunden ist, an dessen wechselstromseitigen Anschlüssen eine Asynchronmaschine angeschlossen ist, mit einem Geber zur Ermittlung einer der Motordrehzahl entsprechenden FrequenzOfn), einem Drehzahlregler, dem die Abweichung zwischen einer dem Belastungs-2.Circuit for carrying out the method with a rectifier fed by an alternating current source, whose direct current output is connected via a choke coil to a self-commutating inverter, to whose alternating current side an asynchronous machine is connected, with an encoder for determining a frequency of the motor speed corresponding to n ), a speed controller, to which the deviation between one of the load 0Θ9827/ΟΟ240Θ9827 / ΟΟ24 κ ηκ η 12.12.197712/12/1977 659/77659/77 zustand entsprechenden Frequenz (f#) und der Frequenz (f ) zurre f'Jhrt v.ri ^d, e inern I'Iennlirienrjlisd, den das der Schlupffrequenz (f?) entsprechende Ausgangssignal des Drehzahlreglers und die aus der Differenz zv/lschen dieser Frequenz !f?) wnd der Motordrehzahl proportionalen Frequenz (f^) gebildete Steuergröße (f.,) zugeführt wird, die auch dem Wechselrichter zugeleitet wird und vob-oi "ias Vusgar-^ssiPTial des Kennliniengliedesstate corresponding frequency (f #) and the frequency (f) zurre f'Jhrt v. r i ^ d, e iners I'Iennlirienrjlisd which the slip frequency (f?) corresponding output signal of the speed controller and the difference zv / delete this frequency f? ) wnd the motor speed proportional frequency (f ^) formed control variable (f (11) als Jvtro~ ~ekennzeicv:ne'.' gesehen in τ., ;.: oder die Ύ.'""·τ.ντ- bzw. werdtvi, :- nachgeschalt'j": über einen r-f J.es Gieic·-;:.■-' ^••■"'grenzer ,' ! ■'" .· ^--s Stror.· ' ■!:-,.. ■ ti den ZuJ ■-■.:. :.;■ : ■:-sitzt.(11) as Jvtro ~ ekennzeic v : ne '.' seen in τ.,;.: or the Ύ . '"" · τ.ντ- or werdtvi,: - nachgeschalt'j ": via a rf J.es Gieic · -;:. ■ -' ^ •• ■ "'Grenzer,'! ■ '". · ^ - s Stror. ·' ■!: -, .. ■ ti den ZuJ ■ - ■.:.:.; ■ : ■: -sits. ) benutzt wird, dadurch er SunmenpunJ-rt (12) vorlv:ert () is used, thereby prefixing SunmenpunJ-rt (12) ( (Tr..;..· „ +.) zugeführt wird(Tr ..; .. · "+.) Is supplied WlSXWlSX :3ct (12) ein Stromregler (13) sgang des Stronreglers (1?) den Steuersatz (15) 'en ist, und daß der ri Stronistwert (Ir,. +) .-nd/odor der Stronwerte Ο des Gleichrichters (1): 3ct (12) a current regulator (13) output of the current regulator (1?) Is the control rate (15) 'en, and that the ri current actual value (Ir ,. + ). - nd / odor of the current values Ο of the rectifier (1) 609827/0024609827/0024
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