DE2812339C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine Thyristor-Umrichterbrücke zur Speisung einer Synchronma­ schine unter veränderbarer Geschwindigkeit, bei jedoch konstanter Induktion, mit mindestens einem Phasenreferenzsignal für den Zündwinkel, das von der Klemmenspannung der Synchronma­ schine abgeleitet ist.

Im Normalfall, wenn die Maschine als Motor mit konstanter Geschwindigkeit und somit bei konstanter Frequenz läuft, wird häufig als Phasenreferenzsignal zur Bestimmung der Zündimpuls­ stellung für jeden Thyristor des Wechselrichters, d. h. zur Be­ stimmung des Zündwinkels α, ein Sinussignal verwendet, das direkt von den auf der Wechselstromseite vorhandenen Drehstromspannungen in Verbindung mit einer Steuerspannung Uc abgeleitet wird, wobei die Abszisse des Schnittpunkts der beiden Kurven den Zündwinkel α bestimmt. Diese Bezugsspannungen werden im allgemeinen mit Hilfe von Potentialtransformatoren erhalten. Es wird dann für diese Phasenbezugssignale eine Filterung vorgesehen, um jedes Risiko einer ungewollten Abgabe von Zündimpulsen nach dem Auf­ tauchen von Störungen auf der Wechselspannungsseite der Brücke zu vermeiden. Beim Betrieb mit konstanter Frequenz bietet eine derartige Filterung keinerlei Schwierigkeiten.

Ferner muß beim Betrieb des Wechselrichters der Zünd­ winkel a kontrolliert werden. Wenn nämlich beispielsweise die Spannung an den Motorklemmen abnimmt, sinkt auch die Phasen­ referenzamplitude und für ein und denselben Wert der Steuer­ spannung Uc nimmt der Zündwinkel α zu und somit der Winkel γ ab.

Ferner nimmt bei zunehmendem Strom der Schaltwinkel µ ebenfalls zu und der Sicherheitswinkel γ ab. Im bekannten Fall des Betriebs mit konstanter Frequenz ersetzt man im Bedarfsfall das normaler­ weise verwendete Steuersignal, wenn es ein dem Drehsinn des Motors entsprechendes Vorzeichen aufweist, durch ein Steuer­ signal, das dadurch erarbeitet wird, daß die algebraische Summe aus dem vorzeichenveränderten Bild der Summe der gleichgerichteten Drehspannung des Motors und aus dem Bild des über den Wechselrichter laufenden Gleichstroms Ic gebildet wird.

Im Betrieb mit veränderlicher Frequenz, beispielsweise zur Speisung eines mit veränderlicher Geschwindigkeit laufenden Synchronmotors, der unter konstanter Induktion genutzt wird, d. h. dessen Spannung an den Klemmen praktisch proportional zur Fre­ quenz ist, verändert sich die Amplitude der im Prinzip sinus­ förmigen, zur Bestimmung der Stellung der Zündimpulse benutzten Phasenreferenzsignale erheblich mit der Frequenz, was für die Erarbeitung der Steuerspannung Uc Schwierigkeiten mit sich bringt. Außerdem werden diese Phasenreferenzsignale durch die Schalt­ vorgänge in der Wechselrichterbrücke stark gestört. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn die Synchronmaschine direkt ohne Zwischenschaltung irgendeines Induktionsbausteins an die Brücke geschaltet ist. Die Potentialtransformatoren müssen dann direkt an die Klemmen des Wechselrichters angeschlossen werden, und die Umschaltvorgänge, die wenigstens vom Prinzip her den Betrieb der Gattersteuerung der Thyristoren nicht stören, weil die durch das Umschalten hervorgerufene Störung nach dem Aussenden des Zündimpulses auftritt, sind dennoch für den Betrieb gewisser Hilfsorgane sehr störend. Das Filtern der Phasenreferenzsignale, wie es bei für den Betrieb mit konstanter Frequenz vorgesehenen Gattersteuerungen üblich ist, wird beim Betrieb mit ver­ änderlicher Frequenz unmöglich.

Aus den DE-Z Brown Boveri Mitteilungen 1974, S. 440-447 ist eine Steuervorrichtung für eine Thyristor-Umrich­ terbrücke zur Speisung einer Synchronmaschine bekannt, die mit veränderlicher Geschwindigkeit läuft, mit mindestens einem Phasenreferenzsignal für den Zündwinkel, das von der Klemmen­ spannung der Synchronmaschine abgeleitet wird.

Weiter ist aus der DE-OS 20 17 933 eine Zündein­ richtung für steuerbare Ventile bekannt, die von einem durch Integration der auf der Wechselspannungsseite der Ventile an­ liegenden Spannung erhaltenen Signal gesteuert wird.

Aufgabe der Erfindung gegenüber der genannten DE-Z ist es, eine einfache Zündschaltung mit von der Geschwindigkeit unabhängigem Zündwinkel anzugeben. Diese Aufgabe wird durch die Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.

Durch die Maßnahmen gemäß Anspruch 1 erhält man ein Referenzsignal konstanter Amplitude, da sich durch Integrieren einer Sinusfunktion ein Koeffizient 1/ω (ω ist die Kreisfre­ quenz mit ω=2π F) ergibt. Die Amplitude des Signals am Aus­ gang des Integratorkreises ist umgekehrt proportional zur Fre­ quenz; da jedoch im Gegensatz dazu die Amplitude der an die Brücke geschalteten Drehstromspannung proportional zur Frequenz ist, erhält man schließlich am Ausgang des Integratorkreises ein Signal konstanter Amplitude unabhängig von der Frequenz; es ist danach einfach, die Steuerspannung Uc in Abhängigkeit vom gewünschten Zündwinkel α des Thyristors zu wählen.

Außerdem erhält man am Ausgang der Integratorkreise einen Filtereffekt für die Harmonischen der Ränge 5, 7, 11, 13, usw., die bei den Schaltvorgängen auftreten.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die vier beiliegenden Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine an sich bekannte Struktur eines Synchronmotors mit statischem Umformer.

Fig. 2 zeigt eine Darstellung der einfachen Spannung von zwei der drei an die Klemmen der Brücke angeschlossenen Phasen in Abhängigkeit von der Zeit sowie des zur Umschaltung von einer Phase auf eine andere Phase dienenden Referenzsignals.

Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung.

Fig. 4 ist ein Vektordiagramm zur Erläuterung der Be­ triebsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 5 zeigt eine Regelvorrichtung für das Steuersignal Uc zur Zündung eines Thyristors der Brücke.

In Fig. 1 wird gezeigt, wie ein Drehstromnetz R, S, T an eine Gleichrichterbrücke mit Thyristoren 1′, 2′, 3′, 4′, 5′ und 6′ angeschlossen ist. Diese netzseitige Brücke PR ist über ihre Gleichstromklemmen mit einer Thyristorbrücke zur Wechsel­ richtung verbunden, die motorseitige Brücke PM genannt wird. Sie enthält ebenfalls sechs Thyristoren 1, 2, 3, 4, 5 und 6. Die drei Wechselspannungsklemmen dieser motorseitigen Brücke sind an die drei Phasen U, V und W eines Synchronmotors M angeschlossen.

Der Synchronmotor M kann auch als Generator arbeiten. In diesem Fall arbeitet die Brücke PM als Gleichrichter und die Brücke PR als Wechselrichter. Diese Umschaltung wird durch Ände­ rung des Zündwinkels der Thyristoren erreicht, wodurch die Polung der Gleichstromklemmen der Brücken umkehrt. Da die Strom­ richtung in der Gleichstromschleife 7 nicht wechseln kann, wird die Leistung entweder vom Netz zur Maschine oder von der Maschine zum Netz übertragen.

Es soll also ein Phasenreferenzsignal für die Steuerung der Zündung der Thyristoren der Brücke PM gebildet werden, bei dem die Synchronmaschine M auch bei veränderlicher Frequenz mit praktisch konstantem Magnetfluß arbeitet, d. h., daß ihre Spannung an den Klemmen in etwa proportional zu ihrer Frequenz ist.

Die aufeinanderfolgenden Schaltzustände der Brücke PM ergeben sich aus folgender Tabelle, wobei die an den Wechsel­ stromklemmen der Brücke PM auftretenden Spannungen E durch In­ dexbuchstaben auf die jeweils betreffende Phase hinweisen.

1/E _U -E _W Thyristoren 1 und 2 gezündet 2/E _V -E _W Thyristoren 2 und 3 gezündet 3/E _V -E _U Thyristoren 3 und 4 gezündet 4/E _W -E _U Thyristoren 4 und 5 gezündet 5/E _W -E _V Thyristoren 5 und 6 gezündet 6/E _U -E _V Thyristoren 6 und 1 gezündet

Man erkennt, daß beim Übergang von einem Schaltzustand zum nächsten eine der beiden Phasen, die leitend waren, auch in der folgenden Konfiguration leitet, daß jedoch die andere Phase durch die bis dahin nicht im Schaltkreis liegende dritte Phase ersetzt wird.

Fig. 2 zeigt in Diagramm a) in Abhängigkeit von der Zeit die Amplitude der den Phasen U und V an den Klemmen der Brücke PM ensprechenden Spannungen. Es handelt sich hier darum, den Thyristor 3 zu zünden, indem man vom Schaltzustand E _U -E _W der Brücke zum Schaltzustand E _V -E _W übergeht, d. h. daß die Phase V anstelle der Phase U des vorhergehenden Schaltzustands in den Gleichstromkreis 7 eingeschaltet wird.

Der mögliche Zündbereich des Thyristors 3 erstreckt sich bekanntlich vom Punkt A bis zum Punkt B und definiert dabei einen Zündwinkel a von 0 bis 180°.

In Diagramm b) wird das Phasenreferenzsignal E 3 für die Zündung des Thyristors 3 dargestellt.

Dieses Referenzsignal E 3, das um 60° der Spannung der Phase V vorauseilt, wird ausgehend von der Spannung der Phase U mit Hilfe eines Potentialtransformators 8 (Fig. 3) erstellt.

Wie dargelegt, ist es wichtig, die Amplitude des Bezugs­ signals E 3 unabhängig von der Geschwindigkeit der Maschine M konstant zu machen, d. h. unabhängig von der Frequenz des Dreh­ stromsystems U, V, W. Der Zündimpuls wird auf den Thyristor 3 gegeben, wenn der Wert des Phasenreferenzsignals E 3 den Wert der Steuerspannung schneidet. In dieser Figur wird E 3 mit -U _c verglichen. Es zeigt sich hier, daß, wenn die maschinenseitige Brücke PM als Gleichrichter arbeitet, -Uc positiv und somit Uc negativ ist. Damit ist Uc positiv, wenn die Brücke PM als Wechselrichter arbeitet, d. h. wenn die Maschine M sich im Motor­ betrieb befindet.

Fig. 3 zeigt die gesamte erfindungsgemäße Vorrichtung mit der maschinenseitigen Brücke PM und der Synchronmaschine.

Zur Erzeugung der Phasenreferenzsignale dienen Po­ tentialtransformatoren 8, 9 und 10, deren Primärwindungen in Sternschaltung an die Phasen U, V und W angeschlossen sind und deren Sekundärwicklungen ebenfalls im Stern geschaltet sind, wobei der Nulleiter das Potential 0 Volt aufweist. Diese Transformatoren enthalten jeweils eine Tertiär­ wicklung, die im Dreieck geschaltet sind. Durch diese Tertiärwicklungen wird das Potential des Sekundärnulleiters fixiert.

Auf diese Weise erhält man auf den Klemmen F, G, H der Sekundärwicklungen der Transformatoren 8, 9 und 10 die Meßwerte ("Bilder") der Spannungen der Phasen U, V und W.

Diese Bilder werden den Integratoren 11, 12 und 13 über Summierkreise 14, 15 und 16, die als Subtrahierer wirken, und deren Aufgabe weiter unten näher erläutert wird, zugeleitet. Diese Integratoren bestehen aus Operationsverstärkern, die einen Eingangswiderstand und im Gegen­ kopplungszweig einen Kondensator enthalten. Dementsprechend be­ stehen die Summierkreise aus Operationsverstärkern, die Eingangs­ widerstände und im Gegenkopplungszweig einen Widerstand aufweisen.

Am Ausgang dieser Integratoren erhält man somit Signale, die die Integrale der Bilder der Spannungen der Phasen U, V bzw. W sind; da die Spannungen Sinusspannungen sind, weist die Ampli­ tude der Signale am Ausgang der Integratoren einen Term 1/ω auf, und da die Maschine M unter praktisch konstantem Magnetfluß arbeitet, d. h. unter einer praktisch zur Frequenz proportionalen Spannung, ist die Amplitude der Signale am Ausgang der Integra­ toren konstant.

Es braucht nun nur noch die Phase dieser Signale im Verhältnis zur Phase der Spannungen U, V und M richtig einge­ stellt zu werden. Diese Einstellung erfolgt mit Hilfe von Um­ kehrern 17, 18 und 19 und Summierumkehrern 20, 21 und 22.

Aus Fig. 4 erkennt man die relative Stellung der Spannungen der Phasen U, V und W dargestellt durch Vektoren U, V und W.

Nimmt man den Vektor U, so ruft der Summierkreis 14 eine Phasenverschiebung von π hervor, so daß sich der Vektor U′ er­ gibt; der Integrator 11 führt zu einer Phasenverschiebung von π/2, woraus der Vektor U′′ entsteht. Der Umkehrer 17 ruft eine Phasenverschiebung von π hervor, wodurch der Vektor U′′′ entsteht. Auf dieselbe Weise wird der Vektor V nacheinander über V′ nach V′′ usw. phasenverschoben. Der Summierumkehrer 20 bildet die Summe U′′′+V′′, die den Vektor E′₃ ergibt; dann führt man eine Phasen­ verschiebung von π durch, wodurch der Vektor E₃ entsteht, der in Bezug auf V um 60° nach vorn verschoben ist. Dieses Bezugs­ signal E₃ wird dann in einem Differenzverstärker 23 mit der Steuerspannung Uc verglichen, deren Wert den Zündwinkel α des Thyristors 3 bestimmt. Der Ausgang des Differenzverstärkers 23 ist mit der Zündelektrode des Thyristors 3 verbunden. Auf die­ selbe Weise wird mit Hilfe eines das Bezugssignal E₅ mit dem Steuersignal Uc vergleichenden Differenzverstärkers 24 die Zünd­ elektrode des Thyristors 5 betätigt. Schließlich steuert ein das Bezugssignal E₁ mit dem Steuersignal Uc vergleichender Diffe­ renzverstärker 25 die Zündelektrode des Thyristors 1.

Wird die Reihenfolge der Phase umgekehrt, d. h. ändert sich die Drehrichtung der Maschine, so ergibt sich hinsichtlich der Zündung des Thyristors 3 beispielsweise eine Vertauschung der Phasen U und W im Diagramm der Fig. 4.

Will man die geeigneten Signale E₃ und E′₃ erhalten, so sieht man, daß es bei unverändertem V′′ genügt, das Signal U′′′ durch das Signale W′′′ am Eingang des Verstärkers 20 zu ersetzen Auf dieselbe Weise lassen sich die an den Eingängen 21 und 22 durchzuführenden Umschaltungen durchführen.

Auf diese einfache Weise lassen sich diese Umschaltungen mit Hilfe von sechs jeweils in Dreiergruppen in Abhängigkeit der echten Reihenfolge der Phasen U, V, W oder W, V, U gesteuerte Analoggatter erreichen.

Die Thyristoren 4, 2 und 6 werden mit Hilfe von Diffe­ renzverstärkern 26, 27 bzw. 28 gesteuert, die die Steuerspannung Uc mit Bezugssignalen E 4, E 2 und E 6 vergleichen. Die Bezugs­ signale E 4, E 2 und E 6 werden aus Signalen E 3, E 5 und E 1 durch Umkehrschaltkreise 29, 30 und 31 erhalten, die die Signale E 3, E 5 und E 1 um π Phasen verschieben.

Obwohl die Integratorkreise 11, 12 und 13 einen großen Teil der Störungen der Bezugssignale E aufgrund der Umschaltungen beseitigen, kann man in die Integratorkreise statt der Spannung der Phase U, V, W die elektromotorische Kraft oder gegenelektro­ motorische Kraft der Maschine M eingeben. Man stellt somit ein Bild der induktiven und ohm′schen Spannungsabfälle der Maschine her, die man mit den Spannungen U, V, W in die Summierer 14, 15 und 16 eingibt.

Die Vorrichtung enthält auch drei Stromwandler 32, 33 und 34, deren Sekundärphasen sternförmig zusammengeschaltet sind, wobei der Nulleiter das Potential 0 Volt aufweist und Widerstände Xu, Xv und Xw zwischen den Nulleiter und jeder der drei freien Klemmen der Sekundärspulen liegen. Die Spannung an den Klemmen jedes Widerstands wird auf einen Eingang der Summierer 14, 15 bzw. 16 gegeben. Die Spannungen werden mit Hilfe von Ableit­ kreisen 35, 36 bzw. 37 abgeleitet und auf einen zweiten Ein­ gang der Summierkreise 14, 15 bzw. 16 gegeben.

In der Praxis muß parallel zu den Kondensatoren der Integratoren 11, 12 und 13 ein Widerstand Z angeordnet werden. Dieser Widerstand ist normalerweise sehr hoch, um die unge­ wollte Drift der Integratoren unter der Wirkung von Störgleich­ spannungen zu vermeiden. Im vorliegenden Fall kann vorteilhafter­ weise ein kleinerer Widerstand Z, als normalerweise zur Begrenzung der Drift der Integratoren notwendig ist, vorgesehen werden. Auf diese Weise erhalten sie eine Phasenver­ schiebung, und diese Phasenverschiebung ist um so größer, je kleiner die Frequenz ist. Dieser Effekt ist vorteilhaft, wenn man einen Sicherheitswinkel γ für die in Wechselrichter­ betrieb arbeitende Brücke haben will, der bei abnehmender Frequenz wächst.

Es sei daran erinnert, daß der Sicherheitswinkel sich aus der Gleichung α+µ+γ=180° ergibt, bei der α der Zünd­ winkel und µ der der Schaltdauer entsprechende Winkel ist.

Die Signale U′′, V′′ und W′′ am Ausgang der Integratoren weisen die Amplitude V/ω auf, wobei V die einfache Phasen­ spannung und ω die Kreisfrequenz ist, so daß diese Signale dem Magnetfluß entsprechen. Daher kann man diese Signale zur Regelung der Erregung der Maschine M benutzen. Es genügt hier­ zu, diese Signale gleichzurichten, sie zu summieren und dann die erhaltene Summe mit einer festen Bezugssumme zu vergleichen.

Unter Bezugnahme auf Fig. 5 wird nachfolgend eine Regel­ vorrichtung für die Steuerspannung Uc in Abhängigkeit von den durch die Brücke verlaufenden Strömen und von den einfachen Spannungen der Maschine beschrieben. Eine derartige Regelvor­ richtung ist bekannt und wird in Steuervorrichtungen für Um­ richterbrücken verwendet, die mit fester Frequenz arbeiten. Diese bekannte Regelvorrichtung muß im vorliegenden Fall, in dem die Brücke mit veränderlicher Frequenz arbeitet, mit einer zusätzlichen Vorrichtung versehen werden. In dieser Figur stellt das Signal Uc das auf einen Komparator wie beispielsweise 23 in Fig. 3 gegebene Steuersignal dar. Es wird vereinbart, daß die Brücke PM als Wechselrichter arbeitet, wenn Uc positiv ist.

Die Vorrichtung enthält zunächst einen Regler, der das Signal Uc begrenzt und aus drei Operationsverstärkern 38, 39 und 40 besteht. Der Verstärker 38 ist als Umkehrsummierer ge­ schaltet und addiert die Spannung eines Signals u _c zur Spannung an der Stelle 41 hinzu; der Verstärker 39 ist als Umkehrer ge­ schaltet und sein Ausgang führt zum Eingang des Verstärkers 38 über eine Diode 42.

Der Verstärker 40 ist ebenfalls als Umkehrsummierer ge­ schaltet und besitzt einen praktisch unendlich großen Verstär­ kungsfaktor, da sein Ausgang nur über eine Diode 43 an den Ein­ gang rückgekoppelt ist. Außerdem ist der Ausgang des Verstärkers 38 mit dem Eingang des Verstärkers 40 verbunden.

Ferner enthält die Vorrichtung eine Regelung der Spannung der Maschine M. Hierzu werden die Spannungen U′′, V′′ und W′′ (Fig. 3) genommen, und je mit Hilfe eines Gleichrichterverstärkers 44 gleich­ gerichtet. Hierbei wird die negative Halbperiode durch den Ver­ stärker 45 umgekehrt und die positive Halbperiode am Verstärker vorbei zum Ausgang übertragen. Der Verstärker 45 besitzt hierzu eine Diode 46 am Ausgang und eine Diode 47 im Rückkopplungszweig.

Am Ausgang dieser Schaltungen erhält man somit stets ein positives Signal. Die drei am Ausgang der Gleichrichterver­ stärker 44 vorhandenen Signale werden anschließend im Baustein 49 summiert und umgekehrt; dieser Baustein enthält einen Ope­ rationsverstärker 48, der als Umkehrsummierer arbeitet. Am Aus­ gang erhält man hier so stets eine negative Spannung, die der Spannung an den Klemmen der Maschine M entspricht.

Schließlich weist die Schaltung noch eine Regelung des über die Brücke laufenden Stroms auf. Hierzu werden am Ausgang der Widerstände Xu, Xv und Xw Signale entnommen, die die in den drei Phasen der Maschine M fließenden Ströme i _u , i _v und i _w re­ präsentieren, und man unterwirft sie denselben Umformungen, nämlich Gleichrichtung und Summierung durch in den Bausteinen 44′ und 49′ enthaltene Organe. Außerdem wird die Amplitude die­ ser Signale von ihrer Gleichrichtung mit Hilfe der Bausteine 50 verändert. Diese Bausteine enthalten je einen Operationsver­ stärker 60 mit einem Korrekturkreis im Gegenkopplungszweig, so daß der Verstärkungsfaktor der gesamten Schaltung eine Umkehr­ funktion der Frequenz ist.

Im beschriebenen Beispiel enthält der Korrekturkreis einen Kondensator 51 und einen in Reihe geschalteten Widerstand R 2 sowei einen zum Kondensator und Widerstand parallelgeschalteten Widerstand R 1.

Mit Hilfe dieser Vorrichtung erhält man am Ausgang ein Signal, das eine Umkehrfunktion der Frequenz ist, so daß fiktiv die Signale i _u , i _v und i _w bei niedrigen Frequenzen erhöht werden und somit die durch die Gleichrichter und Summierkreise der Bau­ steine 44′ und 49′ durchgeführte Korrektur verstärkt werden kann.

Um am Ausgang des Bausteins 49′ stets ein positives Signal zu erhalten, werden die Dioden 46 und 47 in den Schaltkreisen 44′ in umgekehrter Richtung geschaltet als in den Schaltkreisen 44.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:
Wenn die Spannung am Summierpunkt 52 des Verstärkers 40 negativ ist, ist der Ausgang dieses Verstärkers positiv und der Ausgang des folgenden Verstärkers 39 negativ, so daß die Diode 42 sperrt und an der Stelle 41 keine Spannung vorliegt. So wirkt nur das Signal u _c auf den Verstärker 38 ein und es wird auf dieses Signal, das nur einen Vorzeichenwechsel erfährt, keinerlei Korrektur angewandt.

Wenn dagegen der Summierpunkt 52 positiv ist, ist der Ausgang des Verstärkers 39 ebenfalls positiv, so daß an der Klemme 41 des Eingangswiderstands 53 des Verstärkers 38 eine Spannung auftritt. Da der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 40 praktisch unendlich groß ist und der Wert des Widerstands 53 ausreichend klein ist, erhält das Signal am Punkt 41 im Verhält­ nis zum Signal u _c Vorrang. Es stellt sich dann ein Gleichgewicht ein, bei dem das Signal Uc gleich der algebraischen Summe der Spannungs- und Strombilder ist, die mit Hilfe der Widerstände 54 und 55 erstellt wurde.

Damit der Punkt 42 positiv wird, genügt es, daß die positive Spannung an den Klemmen des Eingangswiderstands 57 des Verstärkers 40 den absoluten Wert der negativen Spannung, die sich aus der Summe der Spannungen an den Klemmen der Widerstände 54 und 55 ergibt, überschreitet. Sämtliche Widerstände der Regel­ vorrichtung der Verstärker sind so berechnet, daß dieser Fall eintritt, sobald entweder die Spannungen U′′, V′′, W′′ zu stark abfallen oder die Ströme i _u , i _v , i _w zu sehr ansteigen oder die Frequenz dieser Ströme zu niedrig ist oder das Signal u _c zu negativ wird.

Selbstverständlich gilt die Erfindung nicht nur für das hier gegebene Beispiel für drei Phasen, sondern für eine belie­ bige Anzahl von Phasen.

Claims (7)

1. Steuervorrichtung für eine Thyristor-Umrichterbrücke zur Speisung einer Synchronmaschine, die mit veränderlicher Ge­ schwindigkeit bei jedoch konstanter Induktion läuft, mit min­ destens einem Phasenreferenzsignal für den Zündwinkel, das von der Klemmspannung der Synchronmaschine abgeleitet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Phasenreferenzsignal sinus­ förmig ist und durch einen Integrator aus der Klemmspannung erzeugt und zur Abgabe von Zündsignalen mit einem wählbaren Gleichpegel verglichen wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenreferenzsignale einer dreiphasigen Synchronmaschine Phasenverschiebungskreisen (17-22) zugeführt werden, in denen eine Phasenvoreilung um π/3 bewirkt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für jede an die Brücke geschaltete Phase eine Strommeßeinrich­ tung und nachgeschaltete Einheiten zur Ermittlung des induk­ tiven und des ohm′schen Spannungsabfalls vorgesehen sind, wobei die Spannungsfälle von dem Meßwert für die Klemmspannung derselben Phase durch einen Subtrahierer vor dem Integrator abgezogen werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Integratoren (11-13) jeweils in Gegenkopplung einen Wider­ stand (Z) enthalten, so daß die Integration eine einem Sicherheitswinkel entsprechende Phasenverschiebung einführen, die mit abnehmender Frequenz zunimmt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strommeßeinrichtung einen Stromwandler (32-34) enthält, dessen Sekundärwicklung an einen Widerstand (X) angeschlossen ist, von dem eine Klemme an einem Referenzpotential liegt und von dem die andere Klemme mit einem Ableitungskreis (35-37) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der im Bedarfsfall der normalerweise verwendete Gleichpegel, wenn er das dem Motorbetrieb entsprechende Vorzeichen aufweist, durch einen Pegel ersetzt wird, der dadurch hergestellt wird, daß die algebraische Summe aus den negativen gleichgerichteten Dreiphasenspannungen der Maschine und aus dem Meßwert des über die Brücke laufenden Gleichstroms (Ic) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwert des über die Brücke laufenden Gleichstroms (Ic) fiktiv gemäß einer Umkehrfunktion der Fre­ quenz erhöht wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die am Ausgang der Integratoren (11-13) erhaltenen Signale nach Gleichrichtung, Summierung und Vergleich mit einem festen Bezugswert direkt für die Regelung der Erregung der Synchron­ maschine verwendbar sind.