DE2855093B2 - Notbremsvorrichtung für einen fremderregten Gleichstrommotor - Google Patents

Description

näher erläutert Diese zeigt das Schaltbild einer

erfindungsgemäßen Notbremsvorrichtung.

30 Dar abzubremsende Motor 1 ist ein Gleichstrom-Nebenschlußmotor, der aus einem Netz, z.B. einem

Die Erfindung bezieht sich auf eine Notbremsvorrich- Dreiphasenwechselstromnetz über eine Dreiphasentung für einen fremderregten Gleichstrommotor mit Thyristorbrücke 2 im Normalbetrieb mit Strom versorgt mehreren Bremswiderständen, die bei Ausfall der wird. Die Erregerwicklung 3 des Motors 1 wird aus Speisespannung stufenweise nacheinander in den 35 einem Netz über einen Trenntransformator 4a und Ankerkreis geschaltet werden, wobei gleichzeitig die einen Gleichrichter 4 mit dem notwendigen Erreger-Ankerspannung oder ein Teil davon auf die Erreger- strom gespeist
wicklung geschaltet wird. Fällt das Netz aus, das die Thyristorbrücke 2 und den

In vielen Anwendungsfällen von Gleichstrommoto- Gleichrichter 4 speist, dann soll ein Bremswiderstand 5

ren müssen Vorkehrungen zur geführten Abbremsung 40 in den Ankerkreis des Motors eingeschaltet werden,

einer Maschine bei plötzlichem Netzausfall getroffen Hierzu ist der Bremswiderstand 5 über einen Thyristor 6

werden. Beispielsweise sind solche Vorkehrungen in den Ankerkreis eingefügt. Gegebenenfalls kann ein

notwendig, wenn nach dem Ausfall des Netzes aufgrund Teil des Bremswiderstandes durch einen weiteren

von Unwuchten des rotierenden Systems Überdrehzah- Thyristor 6a in der Endphase der Bremsung kurzge-

len zu erwarten sind, durch die die Anlage beschädigt 45 schlossen werden. Der Bremswiderstand ist hierzu in

werden könnte. Man hat deshalb bereits vorgeschlagen, Teilwiderstände aufgeteilt. Die beiden Thyristoren

mechanische Bremsen vorzusehen, die automatisch bei werden durch Zündschaltungen 6b bzw. 6c gezündet, die

Stromausfall wirksam werden. Solche Bremsen bedür- je einen Zündenergiespeicher aufweisen.

fen aber einer regelmäßigen Wartung und sie werden Bei Netzausfall muß die Felderregung aufrechterhal-

auch im Störfall stark beansprucht, insbesondere wenn 50 ten bleiben. Dies wird erreicht, indem der Verbindungs-

die zu vernichtende kinetische Energie groß ist. punkt des Thyristors 6 und des Bremswiderstands über

£s wurde auch bereits eine elektrische Notbremsung eine Entkopplungsdiode 19 und einen Vorwiderstand 7

vorgeschlagen, dergemäß Bremswiderstände in den mit dem positiven Pol der Erregerwicklung verbunden

Ankerkreis des Motors bei Netzausfall eingeschaltet wird. Zur Unterdrückung unzulässiger Überspannungen

werden. Gleichzeitig muß jedoch die Erregung des 55 an der Feldwicklung 3 dient ein Schutzwiderstand 9 und

Motors aufrechterhalten bleiben, indem etwa die zur Strombegrenzung im Erregerkreis im Normalbe-

Erregerwicklung von der normalen Erregerstromquelle trieb dient ein Widerstand 8 zwischen der Feldwicklung

abgetrennt und über einen Vorwiderstand an den Anker 3 und dem Gleichrichter 4.

des Motors angeschaltet wird. Für diese Umschaltfunk- Die Drehzahlregelung des Motors 1 im Normalbetionen bei Netzausfall sind bisher Umschaltrelais 60 trieb erfolgt über einen Regelkreis, dem als Führungseingesetzt worden, die aus dem Netz gespeist werden, größe ein in einem Drehzahlsteller 11 festgelegter bei Netzausfall abfallen und die oben erwähnten Sollwert und ein aus einer Tachomaschine 10 abgeleite-Umschaltungen vollziehen. ter Istwert zugeführt wird. Zum Regelkreis gehört

Im Zuge der Halbleiterentwicklung erscheint es auch weiter ein Drehzahlregler 12 und ein Stromregler 13,

sinnvoll, den Einsatz von Leistungsthyristoren als Ersatz 65 dessen Sollwert vom Drehzahlregler und dessen Istwert

für die Umschaltrelais zu untersuchen, wobei für die von einem Stromwandler in der Netzzuleitung der

Zündung der Thyristoren Kurzzeitspeicher für die Thyristorbrücke 2 kommt. Die Regelspannung am

Zündenergie vorgesehen werden müssen, z. B. Konden- Ausgang des Stromreglers 13 wird einem Steuersatz 14

zugeführt, der die geeigneten Zündimpulse für die sechs Thyristoren der Brücke 2 liefert

Bei gewissen Betriebszuständen ist es möglich, daß das rotierende System eine Unwucht besitzt, die das System über die eingestellte Betriebsdrehuahl beschleunigt Um dies zu verhindern, sind elektronische Melder 15 und 16 vorgesehen, die die Zündsteuereinrichtungen 6b und 6c einschalten, wenn eine absolute Überdrehzahl festgestellt wird (Melder 16) oder wenn sine länger andauernde große negative Drehzahlabweichung vorliegt, d.h. die Drehzahl des Motors größer als der Sollwert ist (Melder 15). Man berücksichtigt hier nur langer andauernde Drehzahlabweichungen, um zu verhindern, daß kurzzeitige Schwingvorgänge die Bremsung auslösen.

Ist man gewiß, daß keine Drehrichtungsumkehr des Motors im Betrieb auftreten kann, dann kann man den Bremswiderstand in Serie mit dem Schaltthyristor 6 bzw. den Schaltthyristoren unmittelbar an die K'emmen des Ankerkreises des Motors 1 anschließen. Man kann dieser Gefahr aber auch begegnen, indem man, wie in der Figur dargestellt, eine Vierweg-Gleichrichterbrücke 17 der ungesteuerten Bauart über Sicherungen 17a zwischenschaltet, wobei der Ankerkreis an die wechselstromseitigen Anschlüsse der Brücke angelegt ist.

Bei Netzausfall wird die in der Zündschaltung 6b gespeicherte Zündenergie freigegeben und dem Thyristor 6 zugeführt Damit schließt sich gleichzeitig der Ankerkreis über den Bremswiderstand, so daß der Bremsstrom fließen kann. Die Erregerwicklung 3 wird über den Vorwiderstand 7 mit der auftreterden Ankerspannung versorgt Es bedarf also keiner weiteren Schaltgeräte oder zusätzlicher Thyristoren für die Aufrechterhaltung der Erregung.

Hierfür ist es günstig, wenn der Erregerkreis im Normalbetrieb vom Netz gleichstrommäßig isoliert ist,

z. B. über den Trenntransformator 4a.

Durch eine mehrstufige Bremsung kann der Bremsweg abgekürzt werden. Hierzu wird ein Teil des Bremswiderstands durch den zweiten Thyristor 6a bei kleinerer Drehzahl bzv/. Ankerspannung überbrückt Zusätzlich wird entweder der Istwert der Tachomaschine 10 ausgewertet und, wenn dieser kleiner als ein festgelegter Wert ist, die Steuerung freigegeben, oder der Freigabewert wird direkt vom Bremswiderstand 5

ίο abgeleitet

Auf diese Weise lassen sich auch mehrstufige Bremsschaltungen realisieren, indem weitere Thyristoren weitere Teile des Bremswiderstandes 5 kurzschließen. Will man den Widerstand im Erregerkreis langsamer reduzieren al« den Bremswiderstand, so muß mar» lediglich an die Kathode des jeweils neu zugeschalteten Thyristors die Serienschaltung einer Diode 19a gleich der Diode 19 und eines geeigneten Vorwiderstands 7a anschließen, wie dies für den Thyristor 6a gezeigt ist

Die Erfindung ist nicht in allen Einzelheiten auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt So kann beispielsweise immer dann der Thyristor 6 durch die Parallelschaltung oder die Serienschaltung mehrerer Thyristoren ersetzt werden, wenn die geforderten Ströme oder Spannungen die Grenzwerte eines einzigen Thyristors übersteigen. Weiter kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch in Verbindung mit einer Nutzbremsung verwendet werden, bei der eine Bremsung mittels Polumkehr der Thyristorbrücke 2 erfolgt, wenn die Bremsung ohne Netzausfall eingeleitet werden soll. Der Bremswiderstand 5 wird dann nur wirksam, wenn wirklich keine Nutzbremsung mehr möglich ist Die Logik zur Umsteuerung der Brücke 2 in den Wechselrichterbetrieb ist in der Figur mit 18 bezeichnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

ι 2 Patentansprüche: satoren. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Notbremsvorrich-

1. Notbremsvorrichtung für einen fremderregten tung der eingangs genannten Art dahingehend zu Gleichstrommotor mit mehreren Bremswiderstän- verbessern, daß möglichst wenig Thyristoren und damit den, die bei Ausfall der Speisespannung stufenweise 5 "Zündenergiespeicher vorzusehen sind. Dieses Kriterium nacheinander in den Ankerkreis geschaltet werden, ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn, wie hier, wobei gleichzeitig die Ankerspannung oder ein Teil eine mehrstufige Abbremsung erforderlich ist Hierundavon auf die Erregerwicklung geschaltet wird, ter versteht man eine Schaltung, bei der der dadurch gekennzeichnet, daß für jede Bremswiderstand im Ankerkreis im Verlauf einer Bremsstufe nur ein Thyristor (6, 6a) als Schaltglied io Abbremsung aus Nenndrehzahl stufenweise verkleinert vorhanden ist, der durch eine Zündschaltung (66,6c) wird, so daß das Bremsmoment einen gewünschten mit speicherbarer Zündenergie gezündst wird, und Verlauf nimmt Soll gleichzeitig der Erregerspannungsdaß im während der Bremsung wirksamen Erreger- abfall einen anderen gewünschten Verlauf nehmen, so kreis auf jeder Bremsstufe die Serienschaltung eines wären zahlreiche Thyristoren nötig, um die ansonsten Gleichrichters (19,19ajl eines Vorwiderstands (7,7a) 15 für die Durchführung der gewünschten Schaltfunktio- und der Erregerwicklung (3) liegt, wobei diese nen notwendigen Relais zu ersetzen.
Serienschaltung zu den jeweils wirksamen Brems- Durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 wird eine widerständen (5) parallel angeordnet ist Notbremsvorrichtung angegeben, bei der mittels nur

2. Notbremsvorrichtung nach Anspruch 1, da- eines Thyristors pro Bremsstufe ein gewünschter durch gekennzeichnet, daß die Bremswiderstände (5) 20 Bremswiderstand in den Ankerkreis und ein geeigneter aus einer Vollweg-Gleichrichterbrücke (17) gespeist Vorwiderstand, der von Stufe zu Stufe verschieden sein werden, die wechselstromseitig im Ankerkreis des kann, in den Erregerkreis eingeführt wird.
Gleichstrommotors (1) liegt Bezüglich von Merkmalen bevorzugter Ausführungs-

3. Notbremsvorrichtung nach einem der Ansprü- formen der Erfindung wird auf die Unteransprüche ehe 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die 25 verwiesen.

Erregerenergie im Normalbetrieb über einen Trenn- Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines

transformator (4a) zugeführt wird. bevorzugten Ausführungsbeispiels mit Hufe der Figur