DE2900976C2 - Schaltungsanordnung zum Steuern des Drehmoments eines Dreiphasen-Induktionsmotors - Google Patents

Schaltungsanordnung zum Steuern des Drehmoments eines Dreiphasen-Induktionsmotors

Info

Publication number
DE2900976C2
DE2900976C2 DE2900976A DE2900976A DE2900976C2 DE 2900976 C2 DE2900976 C2 DE 2900976C2 DE 2900976 A DE2900976 A DE 2900976A DE 2900976 A DE2900976 A DE 2900976A DE 2900976 C2 DE2900976 C2 DE 2900976C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
motor
stator
torque
current
torque command
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2900976A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2900976A1 (de
Inventor
Mitsuo Kokubunji Tokio/Tokyo Matsumoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Machine Co Ltd filed Critical Toshiba Machine Co Ltd
Publication of DE2900976A1 publication Critical patent/DE2900976A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2900976C2 publication Critical patent/DE2900976C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H02P21/00Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

weisenden Konstanten
) enthält,
35
40
einen ersten Addierer (107) zum Addieren des Ausgangssignals des Akkumulator-Registers (106) zu dem Drehwinkel Θ, um einen Magnetflußwinkel Φ S5 des Motors zu bilden,
einen Funktionsgenerator (110), der in Abhängigkeit von dem durch den ersten Addierer (107) gelieferten Magnetflußwinkel Φ ein erstes und ein zweites Paar trigonometrischer Funktionen:
in Φ, cos Φ und sin f Φ - — π ], cos ( Φ - — π J
bildet,
eine Koeffizientenschaltung (103) zum Bilden eines Produkts aus dem Drehmomentbefehl T1, und einer
zweiten Konstanten \j^)\
65
10
15
20
25
30 einen zweiten Addierer (108) zum Addieren einer ersten Phasenrichtungskomponente ((<f>o/A/)sin Φ) eines ersten Vektors mit einer definierten Größe (Φο/Αί) und einer Richtung entsprechend dem Magnetflußwinkel φ zu einer ersten Phasenrichtusgskomponente (TJJL1IΦύ cos Φ) eines zweiten Vektors, der senkrecht zu dem ersten Vektor steht und eine Größe aufweist, die gleich dem Produkt des Drehmomentbefehls T1 und dem zweiten durcn die Koeffizientenschaltung (103) addierten Koeffizienten (L/ΜΦο) ist, um einen Strombefehl /,„ für die erste Phase zu erhalten;
einen dritten Addierer (109) zum Addieren einer zweiten Phasenrichtungskomponente
sin
φ - j*)]
des ersten Vektors und einer zweiten Phasenrichtungskomponente
cos
des zweiten Vektors, um einen Strombefehl für die zweite Phase Z1 b zu bilden; und einen Schalter (113) zum abwechselnden Zuführen der Ausgangssignale des zweiten und des dritten Addierers (iö8 und 109) zu dem Digital/Analog-Umsetzer (12).
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Steuern des Drehmoments eines Dreiphasen-Induktionsmotors nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
In Schaltungsanordnungen zur Positionssteuerung und zur Geschwindigkeitssteuerung, bei denen ein rasches Ansprechen erforderlich ist, werden im allgemeinen Nebenschlußgleichstrommotoren verwendet. Da das Ausgangsdrehmoment des Nebenschlußmotors theoretisch proportional dem Ankerstrom ist, kann die Steuerschaltung theoretisch als lineare selbsttätige Steuerung (P-Regler) mit schneller Ansprechcharakteristik ausgebildet werden.
Wenn es möglich wäre, einen Induktionsmotor durch eine solche Steuerungsschaltung mit konstanter Drehzahl zu betreiben, würde man die folgenden Vorteile gegenüber einem Gleichstrommotor erhalten:
Es entfällt ein Kommutator, so daß der Motor leicht zu warten und frei von Funkenbildung und Störgeräuschen ist. Es entfallen Kommutierungsschwierigkeiten, so daß der Motor mit hohen Strömen und hoher Drehzahl betreibbar ist. Außerdem bieten Induktionsmotoren eine hohe Staub- und Explosionssicherheit. Ferner sind sie einfach und mit kleinen Abmessungen herstellbar.
Zu den bekannten Schaltungsanordnungen zur Steuerung von Induktionsmotoren gehören die mit der sogenannten {//^-Steuerung, bei der die Betriebsspannung U des Motors und seine Primärfrequenz / so gesteuert werden, daß sie proportional zur Drehzahl des Motors sind. Hierbei ist es nicht möglich, die Spannung U und die Frequenz / direkt zu messen, die ein Drehmoment erzeugen können, dessen Wert durch die Steuerschaltung vorgegeben wird, so daß es nicht möglich ist, ein Drehmoment entsprechend der theoretischen linearen
29 OO
selbsttätigen Steuerung zu erzeugen.
Bei der Schaltungsanordnung der gattungsgemäßen Art, die aus der DE-OS 28 55 734 mit älterem Zeitrang bekannt ist, wird die Größe des Drehfeldes als variabel angenommen. Da die zeitliche Ableitung dieser Größe s in die Berechnung der Strombefehle für die Statorwicklungen eingeht, ergibt sich eine aufwendige Schaltungsanordnung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei der die Berechnung der Strombefehle für die Statorwicklungen mit einfacherem Schaltungsaufbau erreichbar ist.
Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch gekennzeichnet
Bei dieser Lösung wird die Größe des Drehfeldes als konstant angenommen. Demzufolge ist die zeitliche
Ableitung dieser Größe null M^" = OJ. Die zeitliche Ableitung dieser Größe geht daher nicht in die Berechnung der Strombefehle für die Statorwicklungen ein, so daß sich der Schaltungsaufbau für diese Berechnung entsprechend vereinfacht.
Ein Ausführungsbeispiel wird nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch einen Zweiphasen-Induktionsmotor zur Erläuterung des der Erfindung zugrundeliegenden Prinzips,
Fig. 2 ein Vektordiagramm der in dem Motor der Fig. 1 vorhandenen Magnetfelder,
Fig. 3a und 3 b zusammen ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und
F i g. 4 das Verbindungsschema der Statorwicklungen eines Dreiphasen-Induktionsmotors und die Beziehung zwischen deren Spannungen und Strömen.
Zunächst wird das Prinzip der erfindungsgemäßen Drehmomentsteuerung eines Induktionsmotors beschrieben.
Um die Beschreibung zu vereinfachen, wird das Prinzip anhand eines Zweiphasen-Induktionsmotors mit Käfigläufer erläutert, wie er in Fig. 1 dargestellt ist. Er hat eine erste Statorwicklung mit den Abschnitten 1 und 1' und eine zweite Statorwicklung mit Abschnitten 2 und 2', die senkrecht auf der ersten steht. Die Riehtung, die mit der Ebene der beiden Abschnitte 2 und 2' zusammenfällt, wird als rf-Achse bezeichnet, während die Richtung, d-;e mit der Ebene der Abschnitte 1 und Γ zusammenfallt, als <?-Achse bezeichnet wird. Der Strom, der durch Statorwicklung 1-Γ fließt, sei iis und der Strom, der durch die Statorwicklung 2-2' fließt, sei /,,,. Die Richtung der Ströme ist in der Zeichnung durch Punkte und Kreuze bezeichnet.
Durch die magnetische Induktion der Statorströme ids und iqs fließt ein Strom in den Rotorwicklungen. Wenn ss man annimmt, daß die Rotorwicklungen eine Wicklung 3-3' in der q-Achse und eine andere Wicklung 4-4' in der rf-Achse aufweisen, dann hat der Rotorstrom eine Komponente idr, die durch die Rotor.vicklung 3-3' fließt, und eine Komponente iqdie durch die Rotorwicklung 4-4' fließt. Beide Komponenten stehen mithin senkrecht aufeinander.
Die durch die Wicklungen 1-Γ und 3-3' fließenden Ströme ids und idr erzeugen einen Magnetfluß ΦάΓ im Rotor in Richtung der rf-Achse, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist. Der Magnetfluß <Z>„f in der ήΐ-Achse wird durch die Ströme /,,, und /,,,. in den Wicklungen 2-2' und 4-4' erzeugt. Die Magnetflüsse lassen sich durch die folgenden Gleichungen wiedergeben:
Φ*. =M ■ ids+Lr- idr\ <Pqr = M ■ iQS + L, ■ ij
wobei
M die Gegeninduktivität zwischen der Statorwicklung
und der Rotorwicklung und
Lr die Selbstinduktion der Rotorwicklung ist
Wenn sich der Rotor mit einer Winkelgeschwindigkeit θ entgegen dem Uhrzeigersinn in Fig. 1 dreht und die Rotorwicklungen 3-3' und 4-4' kurzgeschlossen sind, gilt die folgende Gleichung:
wobei R, der ohmsche Widerstand der Rotorwicklung ist. _,_
Wenn der umlaufende Magnetfluß Φ einen konstanten Wert Φο und die Winkelgeschwindigkeit Φ hat, lassen sich Φάτ und Φν durch die folgende Gleichung wiedergeben:
αΦ*. D ■
" di Kr'ld
άΦα,
dt
■iqr
Φο
Aus den Gleichungen (1), (2) und (3) lassen sich die Ströme ids und iqs durch die folgenden Gleichungen ableiten:
wobei
φ =
Φο
άΦ
d/
(Φ-Θ)Φ0· cos Φ
Da die Gleichungen (3) aus den Gleichungen (4), (1) und (2) abgeleitet werden können, wenn die Ströme ids und iqs nach Gleichung (4) durch die Statorwicklungen fließen, werden Flußkomponenten ΦάΓ und Φν in der rf-Achse und der g-Achse erzeugt, die einen konstanten Wert Φο haben und der Gleichung (3) gehorchen.
Andererseits kann das Drehmoment Te, das von dem Induktionsmotor erzeugt werden soll, di-rch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:
Te - (Φ,, ■ /*. - ΦύΓV> (5)
Aus den Gleichungen (2), (3) und (5) erhält man:
(Φ - Θ)
Durch Einsetzen der Gleichung (6) in die Glei-
29 OO
chung (4) erhält man:
(7)
Wenn man beide Seiten der Gleichung (6) integriert, ίο erhält man:
Φ =
Jr,
άί+θ
(8)
^— ■ Ttcos Φ
ΜΦ0
ΜΦη
15
Wenn ein gewünschter Drehmomentbefehl T, für den Induktionsmotor aufgrund der oben angegebenen Berechnungen gegeben wird, kann dieser Drehmomentbefehl T, in die Gleichungen (7) und (8) eingesetzt werden, um Statorströme ids und iqs zu erhalten. Wenn diese Ströme durch die Statorwicklungen geleitet werden, erzeugt der Induktionsmotor ein Ausgangsdrehmoment, das dem Befehlswert Te entspricht.
Wenn der gewünschte Drehmomentbefehl Te, der durch die Gleichungen (7) und (8) gegeben ist, in seinem Augenblickswert verändert wird, dann erzeugt der Motor ein Ausgangsdrehmoment, das in seinen Augenblickswerten genau damit übereinstimmt. Diese Beziehung gilt für eine beliebige Drehzahl oder Winkelgeschwindigkeit θ des Motors, so daß eine schnell ansprechende Drehmomentsteuerung eines Induktionsmotors erhalten wird, die ähnlich ist wie die eines Gleichstrommotors.
Wenn der Drehmomentbefehl T1 nach den Gleichungen (7) und (8) negativ ist, dann würde der Motor ein negatives Drehmoment erzeugen.
Wenn die beschriebenen Prinzipien auf einen Dreiphasen-Induktionsmotor angewendet werden, dann müssen die Ströme i, „, i, b und /, o die durch den Stator des Motors fließen; den folgenden Beziehungen gehörchen:
45
(9)
50
55
Nachdem das erfindungsgemäße Prinzip der Drehmomentsteuerung eines Induktionsmotors beschrieben worden ist, wird nachstehend eine bevorzugte Ausführungsform der Drehmomentsteuerungsschaltungsanordnung anhand der Fig. 3 und 4 näher erläutert
Die Drehmoment-Steuerschaltungsanordnung nach F i g. 3 a und 3 b enthält einen Impulsgenerator 6, der an die Welle eines zweipoligen Dreiphasen-Induktionsmotors 5 angeschlossen ist und elektrische Impulse 6 α erzeugt, deren Folgefrequenz proportional zur Drehzahl des Motors ist. Es sei nun angenommen, daß der Impulsgenerator 6 pro Umdrehung des Motors 1024 Impulse 6 a und ein die Drehrichtung darstellendes Signal 6b des Motors erzeugt. Die Signale 6 a und 6 ft werden einem Vorwärts-Rückwärts-Zähler 7, der als binärer 10-Bit-Zähler ausgebildet ist, zugeführt, der die Impulse 6 a vorwärts zählt, wenn der Motor vorwärts läuft, der sie jedoch rückwärts zählt, wenn die Drehrichtung umgekehrt wird. Wenn man den Drehwinkel des Motors 5, der kleiner als eine vollständige Umdrehung ist, mit Θ bezeichnet, kann der Zählwert des Zählers 7 einen Wert von 0 bis 2047 annehmen, ausgedrückt durch 1024 θ/2 π, wenn ©eine Größe ist, die der Größe Θ in Gleichung (8) entspricht.
Ein Taktimpulsgenerator 8 erzeugt Taktimpulse SP mit einer Taktperiode T = 1/1000 s, und diese Impulse werden einem Digitalrechner 10 zugeführt, so daß er ein Programm ausführt, das notwendig ist, um die Statorströme /, „, 1, b und /, c nach Gleichung (9) alle T Sekunden zu berechnen. Die Taktimpulse SP werden auch einem Anschluß 9 α eines binären 10-Bit-Speicherregisters 9 zugeführt, um den Zählerwert des Zählers 7 bei jedem Impuls SP in das Speicherregister 9 zu übertragen. Auf diese Weise wird der Inhalt des Speicherregisters 9 alle T Sekunden neu auf die Größe 1024 Θ/2 ;r, je nach Größe des Drehwinkels Θ des Motors, eingestellt.
Die durch eine gestrichelte Linie zusammengefaßten Schaltelemente bilden einen Digitalrechner 10. Diese Elemente sind Koeffizientenschaltungen 101,102,183, 104 und 105, ein Akkumulator-Register 106, Addierer 107,108 und 109, ein trigonometrischer Funktionsgenerator 110, Multiplizierer 111 und 112 und ein Schalter 113. Diese Bauelemente sind nicht einzeln vorgesehen, sondern bestehen aus der üblichen Hardware, die auf einer Zeitmultiplex-Basis unter Steuerung durch die Programmsteuereinheit 100 in dem Rechner betrieben wird. Wenn die Erfindung als Hardware ausgeführt ist, dann sind die verschiedenen Bauelemente als digitale Schaltungen ausgebildet und nach F i g. 3 verbunden. Es ist jedoch auch möglich, einen Teil der Bauteile als Analogschaltungen auszubilden.
Die Taktimpulse SP werden einem Auslöseanschluß 50 einer Programmsteuereinheit 100 zugeführt, um der Reihe nach die Programmschritte 1 bis 6 auszuführen.
Diese Schritte werden in weniger als T = 1 /1000 s ausgeführt, so daß die Programmsteuereinheit 100 den Betrieb des Rechners unterbricht oder ein anderes Programm ausführt, das nicht mit dieser Erfindung zusammenhängt, bis der nächste Impuls SP erzeugt wird.
Wenn ein Impuls SP erzeugt wird und die Programmsteuereinheit 100 den Programmschritt 1 einleitet, wird ein digitaler Drehmomentbefehl Te durch einen Drehmomentbefehisgeber Il erzeugt und der KoefRziente-nschaltung 101 über einen Eingang 51 zugeführt und mit einem vorbestimmten Koeffizienten Rr · ΤΙΦ\multipliziert, so daß ein Signal Te/ί,77Φο entsteht Dieses Signal bzw. diese Daten werden zum Inhalt X* (i - T) des Akkumulator-Registers 106 von der vorhergehenden Taktperiode addiert, um einen Inhalt X* (?) im vorliegenden Takt zu erzeugen.
X*(t)
^r-Te+x*(t-
Der Inhalt des Akkumulator-Registers 106 läßt sich ausdrücken durch:
29 OO
auf der rechten Seite der Gleichung (8) entspricht.
Wenn die Programmsteuereinheit 100 den Programmschritt 2 einleitet, wird der Inhalt des Speicherregisters 9 der Koeffizientenschaltung 102 über eine Eingangsklemme 52 zugeführt und mit dem Koeffizienten 2 ^/1024 multipliziert, um Daten zu erzeugen, die dem Wert Θ in Gleichung (8) entsprechen.
Dieses Θ und der im Schritt 1 gebildete Wert X*(t) werden in einem Addierer 107 addiert, um den Flußwinkel Φ nach Gleichung (8) zu ermitteln.
Dann wird der Programmschritt 3 ausgeführt, und der Funktionsgenerator 110 berechnet sin Φ, cos Φ, sin - j · ff] und cos (φ- y π) mit dem im Schritt 2 berechneten Flußwinkel.
Im Programmschritt 4 wird die Größe ^-^ · ^gebildet, indem das Signal Te des DrehmomentbefehJsgebers 11 in der Koeffizientenschaltung 103 mit einem Koeffizienten -jjfo multipliziert wird.
Dann wird der Programmschritt 5 zur Berechnung der Gleichung (9) ausgeführt:
= A sin Φ
M
α
Te · cos Φ,
mit Hilfe einer Koeffizientenschaltung 104, eines Multiplizierers 111 und eines Addierers 108.
Das Signal /, „ wird über den Schalter 113, der auf dem oberen Kontakt α steht, wenn der Programmschritt 5 ausgeführt wird, und über einen Eingang 53 einem Digital-Analog-Umsetzer 12 zugeführt, um eine analoge Größe zu bilden, die einem Haltekreis 13 zugeführt wird, um dessen Ausgangsgröße /, „* auf einen Wert einzustellen, der dem Wert /", a entspricht, der am Ende des Schrittes 5 berechnet ist. Danach wird die Ausgangsgröße ι, „* des Haltekreises 13 auf diesem Wert I1 gehalten, bis ein neuer Wert im Schritt 5 der nächsten Taktperiode berechnet ist.
Dann wird der Programmschritt 6 ausgeführt, um die folgende Gleichung (9) zu berechnen:
dauer von T = 1/1000 s die Ausgangsgröße der Haltekreise geändert, so daß sich analoge Spannungen ergeben, die den Statorströmen ;, „ und Z1,, des Induktionsmotors entsprechen, die notwendig sind, um das gewünschte Drehmoment zu erzeugen.
Bei einer Anwendung, bei der die Ansprechzeit der Drehmcir.ent-teuerung so groß ist, daß sie länger ist als die Taktperiode T = 1/lOOü s, treten keine Schwierigkeiten auf, daß das Ansprechen der Drehmomentsteue-
rung zu lange verzögert wird, wenn die Ströme Z1 „ und /, b je einmal in jedem Takt berechnet werden.
Die Ausgangsspannung i, „* des Haltekreises 13 wird als Bezugsbefehlsspannung für den Strom /„ benutzt, der durch die Statorwicklung 5a der Phase α fließt. Dieser Phasenstrom /„ wird in eine Spannung /„* umgewandelt, die dem Strom /„ entspricht, und zwar mit Hilfe eines Stromdetektors 18. Die Differenz zwischen dem Befehlswert I1 „* und der rückgekoppelten Größe von /„* wird durch einen Leistungsverstärker 15 verstärkt,
und seine Ausgangsspannung Va wird der Statorwicklung 5„ der Phase a des Motors zugeführt.
Der Leistungsverstärker 15 steuert seine Ausgangsspannung V0 so, daß die Differenz zwischen ι, 0* und /„* stets gleich null, also I0 = i\ «,* ist.
In ähnlicher Weise wird die Ausgangsspannung Vb eines Leistungsverstärkers 16 der Statorwicklung 5b der Phase b des Motors zugeführt, um eine Rückkopplungssteuerung durchzuführen, so daß die Differenz zwischen dem Bezugsbefehlsstrom i, „* der Phase b und der
Ausgangsspannung Ib* des Stromdetektors 19 des Phasenstroms V4 stets gleich null ist.
Wie schon erwähnt, haben die Statorströme /„ und /,, der Phasen α und b solche Werte, daß sie dem Drehmomentbefehl Te der Gleichungen (8) und (9) entsprechen.
Die Ausgangsspannung Vc eines Leistungsverstärker 17 wird der Statorwicklung Sc der Phase c zugeführt, so daß ein Phasenstrom Ic fließt. Die Summe der Ströme, die durch die drei Statorwicklungen 50,5b und
5,- fließen, ist null, so daß die folgende Gleichung gilt:
Ia+Ib+Ic = 0.
Solange daher die Statorströme /„ und Ib so gesteuert werden, daß sie gleich den Befehlswerten /, „* und Z1 b* sind, unabhängig von dem Wert von Vc, dann erfüllt der Strom Ic automatisch die Beziehung:
50 Ic = - (In + /»).
Da die Gleichung (9)
ΜΦ0
Tccos I Φ - — π ist, ist der Wert Ic gleich dem Wert /, c in Gleichung (9). Es ist vorteilhaft, die Ausgangsspannung Vc des Leistungsverstärkers 17 so zu steuern, daß die Gleichung
und zwar mit Hilfe der Koeffizientenschaltung 105, des Multiplizierers 112 und des Addierers 109. Die iXb-Signale werden dem Digital-Analog-Umsetzer 12 über den Schalter 113 zugeführt, der auf den unteren Kontakt b eingestellt ist, während der Programmschritt 6 ausgeführt wird, um die analoge Größe zu erzeugen. Die Ausgangsspannung iXh* des Haltekreises 14 wird auf einen Wert geändert, der dem gerade berechneten Wert /,, cntsprichVsodaßderProgramrnschrittobeendetist. Wie erwähnt, wird in jedem Takt, mit der Penoden-
F. + Vt + Vc = 0
stets erfüllt ist
Die Steueranordnung hat folgende Vorteile. Wenn die Statorwicklungen 5e, 5b und Se in Stern geschaltet sind, wie Fig. 4 zeigt, dann kann die Impedanz jeder Wicklung mit Z bezeichnet werden, wobei angenommen wird daß der Rotorstrom null ist Die betreffenden Statorströme können durch die folgende Gleichung angegeben werden, in der VN die Spannung am (neutralen)
29 OO
9
Sternpunkt bezeichnet:
V0-VN = ZIA
K6 - VN = Zi. I (10)
Vc - VN = ZIc J ,
Wenn die Bedingung
a b c
f; und
/„ + 4 + /c = 0
in der Gleichung (10) eingesetzt wird, so ist die Spannung VN = 0. so daß
Der Strom /0 wird daher zu einer Funktion der Spannung K0 allein und hängt nicht von Vb und Vc ab. Infolgedessen kann der Strom Ia, der durch den Leistungsverstärker 15 verstärkt wird, stabil durch eine Stromrückkopplungsschleife gesteuert werden, ohne daß eine Störung durch die Spannungen Vb und Vc eintritt.
Wenn die Bedingung Vtt + Vb + Vc = 0 nicht eingehalten wird, wird die Steuerung des Stromes I0 unstabil, infolge der Störungen durch die Spannungen Vb und Vc.
Um eine Steuerung von Ve = -(V„ + Vb) durchzuführen, werden die Spannungen V„ und Vb den beiden Additionseingängen eines Operationsverstärkers 20 in Fig. 3 zugeführt, so daß die Ausgangsspannung V* durch die Gleichung wiedergegeben wird:
V* = - (F0 + Vb).
Diese Ausgangsspannung V* wird mit der Ausgangsspannung Vc des Leistungsverstärkers 17 verglichen und die Differenz durch den Leistungsverstärker 17 verstärkt, der rückgekoppelt ist, so daß Vc gleich Vc* wird.
Aus dieser Beschreibung geht hervor, daß der Motor sofort ein Drehmoment erzeugen kann, das mit dem Drehmomentbefehl in jedem Fall übereinstimmt.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 4S
50
55
60
65

Claims (1)

  1. 29 OO
    Patentanspruch:
    Schaltungsanordnung zum Steuern des Drehmoments eines Dreiphasen-Induktionsmotors mit einem Impulsgenerator zum Feststellen des Drehwinkels θ der Welle des Induktionsmotors,
    einem Taktimpulsgenerator, der Taktimpulse mit einer definierten Periode erzeugt, während der drei Statorströme gebildet werden, die in der nächsten Taktperiode jeder der Statorwicklungen des Motors zugeführt werden,
    einem Drehmomentbefehlsgeber, der einen Drehmomentbefehl Tt erzeugt,
    einem Digitalrechner, der in Abhängigkeit von dem Drehmomentbefehl und dem Drehwinkel zwei Strombefehle ile und ilb berechnet, die jeweils dem ersten und dem zweiten Phasenstatorstrom entsprechen, der durch die erste bzw. zweite Phasenstaiorwicklung des Motors Hießt,
    einem Digital/Analog-Umsetzer, der die Strombefehle /,, und /u in analoge Strombefehle ila* bzw. I14* umsetzt,
    einem ersten Leistungsverstärker zum Verstärken einer Differenz zwischen dem analogen Strombefehl Zi0* und einer durch eine Rückkopplungsschleife zugeführten Spannung /„*, die einem durch die erste Statorphasenwicklung des Motors fließenden Strom entspricht, um eine Ausgangsspannung V0 für die erste Statorphasenwicklung zu erhalten,
    einem zweiten Leistungsverstärker zum Verstärken einer Differenz zwischen dem analogen Strombefehl /,(,* und einer durch eine Rückkopplungsschleife zugeführten Spannung /,,*, die einem Stromfluß durch die zweite Statorphasenwicklung des Motors entspricht, um eine Ausgangsspannung Vb für die zweite Statorphasenwicklung zu erhalten,
    einem dritten Leistungsverstärker zum Erzeugen einer Ausgangsspannung Vc, die gleich der negativen Summe -(V0 + Vb) der Spannung V0, Vb ist und die der dritten Statorphasenwicklung des Motors zugeführt wird, dadurch ge kennzeichnet, daß der Digitalrechner (10) aufweist:
    eine erste Berechnungseinheit (101, 106), die entsprechend dem Drehmomentbefehl einen Schlupfwinkel X*(t) des Motors berechnet, wobei die erste Berechnungseinheit ein Akkumulator-Register (106) zum Aufsummieren aufeinanderfolgender Produkte aus dem Drehmomentbefehl (Te) und einer ersten die Größe (Φο) des Drehfeldes auf- so
DE2900976A 1978-01-18 1979-01-12 Schaltungsanordnung zum Steuern des Drehmoments eines Dreiphasen-Induktionsmotors Expired DE2900976C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP53003834A JPS5923197B2 (ja) 1978-01-18 1978-01-18 誘導電動機のトルク制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2900976A1 DE2900976A1 (de) 1979-07-19
DE2900976C2 true DE2900976C2 (de) 1985-09-12

Family

ID=11568211

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2900976A Expired DE2900976C2 (de) 1978-01-18 1979-01-12 Schaltungsanordnung zum Steuern des Drehmoments eines Dreiphasen-Induktionsmotors
DE19792954451 Expired DE2954451C2 (de) 1978-01-18 1979-01-12

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19792954451 Expired DE2954451C2 (de) 1978-01-18 1979-01-12

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4272715A (de)
JP (1) JPS5923197B2 (de)
DE (2) DE2900976C2 (de)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2457037A1 (fr) * 1979-05-18 1980-12-12 Toshiba Machine Co Ltd Systeme de commande de couple pour moteurs a induction
JPS5619392A (en) * 1979-07-19 1981-02-24 Toshiba Mach Co Ltd Main shaft driving device using induction motor
JPS5622595A (en) * 1979-07-28 1981-03-03 Toshiba Mach Co Ltd Controller for torque of induction motor
US4471285A (en) * 1980-03-19 1984-09-11 Fujitsu Fanuc Limited System for variable speed operation of induction motors
US4467262A (en) * 1980-03-24 1984-08-21 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Polyphase motor drive system with balanced modulation
JPS5778388A (en) * 1980-10-30 1982-05-17 Fanuc Ltd Control system for induction motor
JPS57166890A (en) * 1981-04-03 1982-10-14 Fanuc Ltd Driving system for induction motor
DE3116976A1 (de) * 1981-04-29 1982-11-18 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Schaltungsanordnung zur bildung der phasenlage eines staenderspannungsvektors bzw. eines staenderstromvektors fuer eine umrichtergespeiste asynchronmaschine
SU1054863A1 (ru) * 1981-07-02 1983-11-15 Новосибирский Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Комплектного Электропривода Электропривод переменного тока и его варианты
US4559485A (en) * 1981-08-31 1985-12-17 Kollmorgen Technologies Corporation Control systems for AC induction motors
JPS58130792A (ja) * 1982-01-28 1983-08-04 Fanuc Ltd 同期電動機の駆動装置
DE3203257A1 (de) * 1982-02-01 1983-08-11 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Vorrichtung zum bestimmen der gemeinsamen frequenz zweier unabhaengig veraenderlicher wechselgroessen, insbesondere bei einer drehfeldmaschine
NZ203557A (en) * 1982-04-29 1986-04-11 Otis Elevator Co Elevator motor control:polyphase variable frequency and amplitude control signals
JPS58197510A (ja) * 1982-05-14 1983-11-17 Toshiba Mach Co Ltd 誘導電動機を使用した大量生産機の送りユニツト
JPS5944975A (ja) * 1982-09-03 1984-03-13 Hitachi Ltd Pwmインバ−タの制御方法および装置
DE3233229A1 (de) * 1982-09-07 1984-03-08 Nau&ccaron;no-issledovatel'skij, proektno-konstruktorskij i technologi&ccaron;eskij institut komplektnogo elektroprivoda, Novosibirsk Elektroantrieb mit einem asynchronmotor
FR2535077A1 (fr) * 1982-10-26 1984-04-27 K T Dispositif de commande d'un moteur a courant alternatif
DE3536483A1 (de) * 1985-10-12 1987-06-25 Bosch Gmbh Robert Schaltungsanordnung zur hochdynamischen steuerung einer mehrphasenasynchronmaschine
JPS62277064A (ja) * 1986-05-26 1987-12-01 Mitsubishi Electric Corp 電圧形アクティブフィルタ装置
JPH02123994A (ja) * 1988-10-31 1990-05-11 Okuma Mach Works Ltd 電動機の電流制御装置
DE58909165D1 (de) * 1989-01-13 1995-05-11 Siemens Ag Verfahren zur Regelung des Drehmomentverhaltens von mehrphasigen, elektronisch kommutierten Elektromotoren, insbesondere von Sychronmotoren.
US5717592A (en) * 1994-09-19 1998-02-10 Ford Motor Company Method and system for engine throttle control
US5811949A (en) * 1997-09-25 1998-09-22 Allen Bradley Company, Llc Turn-on delay compensator for motor control

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3700986A (en) * 1971-01-18 1972-10-24 Gen Electric Co-ordinated voltage control for induction servomotors
GB1357427A (en) * 1971-07-23 1974-06-19 Westinghouse Brake & Signal Inverters
US3851234A (en) * 1973-05-09 1974-11-26 Gen Electric Control system for obtaining and using the optimum speed torque characteristic for a squirrel cage induction motor which guarantees a non-saturating magnetizing current
DE2345035C2 (de) * 1973-09-06 1975-10-23 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Verfahren und Anordnung zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl einer umrichtergespeisten dreiphasigen Drehfeldmaschine
US3859579A (en) * 1974-01-27 1975-01-07 Gen Electric Protection circuit for power converter systems
US3889174A (en) * 1974-07-03 1975-06-10 Gen Motors Corp Apparatus for generating three-phase sinusoidal voltages
US4001660A (en) * 1975-01-02 1977-01-04 General Electric Company Regulating the torque of an induction motor
US4047083A (en) * 1976-03-08 1977-09-06 General Electric Company Adjustable speed A-C motor drive with smooth transition between operational modes and with reduced harmonic distortion
US4088935A (en) * 1976-10-04 1978-05-09 General Electric Company Stabilizing scheme for an a-c electric motor drive system
US4137489A (en) * 1977-07-21 1979-01-30 General Electric Company Feedback control for reduction of cogging torque in controlled current AC motor drives
JPS5911271B2 (ja) * 1977-12-23 1984-03-14 株式会社東芝 誘導電動機の制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
US4272715A (en) 1981-06-09
DE2900976A1 (de) 1979-07-19
JPS5923197B2 (ja) 1984-05-31
DE2954451C2 (de) 1988-05-19
JPS5497726A (en) 1979-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2900976C2 (de) Schaltungsanordnung zum Steuern des Drehmoments eines Dreiphasen-Induktionsmotors
DE3427871C2 (de)
DE1488096C3 (de) Wechselrichterschaltung
DE2506800C2 (de)
DE2551671C2 (de)
DE2629927C2 (de) Anordnung zur Drehzahlregelung eines Synchronmotors
DE3151318A1 (de) &#34;steueranordnung fuer ein antriebssystem&#34;
DE2804297A1 (de) Induktionsmotor-regelvorrichtung
DE3214569C2 (de) Geregelter kollektorloser Gleichstrommotor
DE2855734A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung eines induktionsmotors
CH620554A5 (de)
DE3123091A1 (de) Geschwindigkeitsregelanordnung fuer einen synchronmotor
DE2711497B2 (de) Anordnung zur Regelung der Drehzahl
DE4129539C2 (de) Drehzahlregelkreis für einen Elektromotor
DE2900735C2 (de) Anordnung zur Speisung eines Asynchronmotors
DE2948946C2 (de)
DE2813253A1 (de) Schaltungsanordnung zum anfahren eines fahrweggebundenen elektrischen triebfahrzeuges mit einem eisenlosen synchronen linearmotor
DE2743695C2 (de) Drehzahlregeleinrichtung für einen in der Drehrichtung umkehrbaren Gleichstrommotor mit einem Permanentmagnetrotor und einer elektronischen Kommutierungseinrichtung
DE2236763C3 (de) Verfahren und Anordnung zur Steuerung der Lage des Ständerstromvektors einer über einen Umrichter mit eingeprägtem Zwischenkreisstrom gespeisten Drehfeldmaschine
DE3203974C2 (de) Regelanordnung für einen mehrphasigen Wechselstrommotor
DE2005886B2 (de) Schaltungsanordnung zur drehzahlregelung eines kollektorlosen gleichstrommotors
DE2254123A1 (de) Anordnung zur stromspeisung eines stufenmotors
DE3126277A1 (de) &#34;drehzahlsteuerschaltung&#34;
DE3021864C2 (de)
DE2149302B2 (de) Vorrichtung zur elektronischen nachbildung eines resolversystems

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
8125 Change of the main classification

Ipc: H02P 6/00

8172 Supplementary division/partition in:

Ref country code: DE

Ref document number: 2954451

Format of ref document f/p: P

Q171 Divided out to:

Ref country code: DE

Ref document number: 2954451

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
AH Division in

Ref country code: DE

Ref document number: 2954451

Format of ref document f/p: P

8339 Ceased/non-payment of the annual fee