DE2829752A1

DE2829752A1 - Synchronising small sync. motor supplied from static inverter - by making step reduction in inverter frequency after connection

Info

Publication number: DE2829752A1
Application number: DE19782829752
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ing Grad Weisser
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-07-06
Filing date: 1978-07-06
Publication date: 1980-01-17
Also published as: JPS5513695A

Abstract

The motor synchronisation method may be used with drives associated with the manufacturer of synthetic fibres. Low starting power transients occur when the motor is started at very low frequency, but at such frequencies the motor may not be able to accelerate the coupled load. A step reduction in converter frequency proportional to the motor slip is therefore made in order to force synchronisation. When synchronised the frequency can be raised and the motor accelerated. Typical starting frequency is 5Hz, with a step down to about 3Hz to force synchronisation.

Description

Verfahren zum -Synchronisieren von SynchronmotorenMethod for synchronizing synchronous motors

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Synchronisieren von Synchronmotoren auf die Frequenz statischer Umrichter bei einer im Verhältnis zur Betriebsfrequenz niedrigen Erequenz.The invention relates to a method for synchronizing Synchronous motors to the frequency of static converters at a relative to Operating frequency low frequency.

Zur Herstellung von Chemiefasern oder dgl. werden zum Antrieb der einzelnen Arbeitsebenen - Spinnpumpen, Galetten, Reibwalzen, Spannfutter usw. - Synchronmotoren, insbesondere permanenterregte Motoren in Verbindung mit frequenzvariabln statischen Umrichtern eingesetzt (vgl.For the production of man-made fibers or the like. Are to drive the individual working levels - spinning pumps, godets, distribution rollers, chucks, etc. - Synchronous motors, especially permanent magnet motors in connection with variable frequency static converters are used (cf.

z.B. Siemens-Zeitschrift 1975, Seiten 484-490). Im Regelfall wurden dabei mehrere Motoren5 z.B. 12 bis 92 Stück an einem Umrichter betrieben. Das Verhältnis <'Betriebsstrom zu Einschalt- bzw. Synchronisierungsstrom spielte bei der Auslegung der Speisequelle keine so große Rolle, da die Motoren einzeln zugeschaltet wurden.e.g. Siemens-Zeitschrift 1975, pages 484-490). As a rule, several motors5 e.g. 12 to 92 units operated on one converter. The relationship <'Operating current to inrush or synchronization current played a role in the design the supply source does not matter that much, as the motors were switched on individually.

Moderne Technologien führen zur Einzeispeisung der Synchronmotoren hin. Das bedeutet, daß der speisende Umrichter im Verhältnis "Betriebsstrom zu Anlauf- bzw.Modern technologies lead to the infeed of the synchronous motors there. This means that the feeding converter has a ratio of "operating current to starting respectively.

Synchronisierungsstrom' überdimensioniert werden muß.Synchronization current 'must be oversized.

Um Anlaufstrom und Synchronisierstrom-der Synchron maschinen klein zu halten und damit bei Einzelspeisung den Frequenzemformer möglichst nur für die Nennaufnahme auslegen zu müssen, wäre das Zuschalten bei sehr kleinen Frequenzen - um ca. 5 Hertz herum - sehr vorteilhaft.To the starting current and synchronizing current of the synchronous machines small to keep and thus with individual feed the frequency converter only for the Having to design the nominal intake would be switching on at very low frequencies - around 5 Hertz - very advantageous.

Hier tritt jedoch die Schwierigkeit auf daß kleine Synchronmotoren in Verbindung mit einem relativ- hohen Schwungmoment an der Welle bei diesen kleinen Frequenzennicht mehr zwangssynchronisiert werden können.Here, however, the problem arises that small synchronous motors in connection with a relatively high moment of inertia on the shaft for these small ones Frequencies can no longer be forcibly synchronized.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Verfahren der eingangs genannten Art so auszug stalten, daß das Synchronisieren bei kleinen Frequenzen möglich ist.The object of the present invention is the method of the type mentioned in such a way that the synchronization with small Frequencies is possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach dem Zuschalten des Synchronmotors das Synchronisieren durch sprunghaftes Verringern der Umrichterfrequenz um die Größenordnung des Motorschlupfes erzwungen wird.According to the invention, this object is achieved in that after switching on synchronizing the synchronous motor by abruptly reducing the converter frequency is enforced by the order of magnitude of the motor slip.

Der hierbei auftretende Stromstoß bewegt sich in der Größenordnung des zweifachen Nennstromes. Die Speisequelle, die üblicherweise kurzzeitig überlastbar ist, kann daher im Extremfall für die Nennaufnahme des Motors ausgelegt werden. Ein Uberdimensionieren für den Anlauf-und Synchronisierstrom ist nicht mehr erforderlich.The current surge that occurs here is of the order of magnitude twice the nominal current. The source of supply, which can usually be overloaded for a short time can therefore be designed for the nominal power consumption of the motor in extreme cases. Overdimensioning for the starting and synchronizing current is no longer necessary.

Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert: Ein Syrichronmotor 3 mit Permanenterregung wird dreiphasig über einen statischen, frequenzvariablen Umrichter 1 und einen Schalter 2 aus einem Drehstromnetz RST versorgt. Der statische Umrichter besteht dabei in an sich bekannter Weise aus dem steuerbaren Gleichrichterteil 11, dem Gleichspannungszwischenkreis 12 und dem eigentlichen Wechselrichter 13. Zur Steuerung von Wechselrichter 13 und Gleichrichter 11 ist eine bekannte Steuerung 14 vorgesehen, durch die Spannung, Strom und Frequenz überwacht und geregelt werden.The invention is explained in more detail with the aid of a drawing: A Syrichronmotor 3 with permanent excitation is three-phase via a static, variable frequency Inverter 1 and a switch 2 supplied from a three-phase network RST. The static one The converter consists in a manner known per se from the controllable rectifier part 11, the DC voltage intermediate circuit 12 and the actual inverter 13. A known control is used to control the inverter 13 and the rectifier 11 14 is provided, through which voltage, current and frequency are monitored and regulated.

Das Synchronisieren des Motors 3 auf die Frequenz des Umrichters 1 wird folgendermaßen vorgenommen: Der Umrichter wird z.B. mit einer ausgangsseitigen Frequenz von 5 Hertz betrieben und der Motor 3 zugeschaltet.The synchronization of the motor 3 to the frequency of the converter 1 is carried out as follows: The converter is e.g. Frequency of 5 Hertz operated and the motor 3 switched on.

Der Motor 3 wird dann - je nach seinem Lastmoment - um z.B. ca. 2 Hertz asynchron hinter der Umrichterfrequenz herlaufen. Zur Zwan-;ssynchronisation wird dann schlagartig die Frequenz des Umrichters 1 um den Schlupf von ca. 2 Hertz verringert und bewegt sich damit plötzlich in etwa in der Größenordnung des Motordrehfeldes 3.The motor 3 is then - depending on its load torque - by e.g. approx. 2 Hertz run asynchronously behind the converter frequency. For forced synchronization the frequency of the converter 1 suddenly decreases by the slip of approx. 2 Hertz decreases and thus suddenly moves in the order of magnitude of the rotating field of the motor 3.

Hierdurch wird das Synchronisieren des Motors 3 erzwungen, wobei der dabei auftretende Stromstoß relativ gering ist. Nach der Synchronisation wird dann der Umrichter mit dem Motor in selner Frequenz auf die übliche Betriebsfrequenz von z.B. 200 Hertz hochgefahren.As a result, the synchronization of the motor 3 is forced, the the current surge that occurs is relatively low. Then after the synchronization the converter with the motor in the same frequency to the usual operating frequency ramped up from e.g. 200 Hertz.

Zum kurzzeitigen Zurückschalten der Umrichterfrequenz und zur Freigabe des Hochlaufes der Synchronisation ist der Steuerung 14 noch eine Zusatzsteuerung 15 zugeordnet. Es sei noch bemerkt, daß bei dem vorliegenden Verfahren eine genaue Erfassung des Schlupfes nicht notwendig ist, sondern daß es genügt, beim Inbetriebsetzen der Anlage einen Frequenzsprung einzustellen, der in etwa dem zu erwartenden Schlupf entspricht.For briefly switching back the inverter frequency and for enabling When the synchronization starts up, the controller 14 is still an additional controller 15 assigned. It should be noted that in the present method, an accurate Detection of the slip is not necessary, but that it is sufficient when starting up set a frequency jump of the system, which is approximately the expected slip is equivalent to.

1 Patentanspruch 1 Figur1 claim 1 figure

Claims

Claim method for synchronizing synchronous motors the frequency of static converters at a low relative to the operating frequency Frequency, that is, that after switching on the Synctronmo * ors - (3) the synchronization by abruptly reducing the converter frequency is enforced by the order of magnitude of the notor's slip.