DE2914613A1 - Verfahren und schaltungsanordnung zur steuerung oder regelung von drehfeldmaschinen - Google Patents

Verfahren und schaltungsanordnung zur steuerung oder regelung von drehfeldmaschinen

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DE2914613A1 DE19792914613 DE2914613A DE2914613A1 DE 2914613 A1 DE2914613 A1 DE 2914613A1 DE 19792914613 DE19792914613 DE 19792914613 DE 2914613 A DE2914613 A DE 2914613A DE 2914613 A1 DE2914613 A1 DE 2914613A1
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Description

  • Verfahren und Schaltungsanordnung zur Steuerung oder Rege-
  • lung von Drehfeldmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung von Drehfeldmaschinen, die eine Stator- und Rotor-Drehstromwicklung aufweisen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Drehfeldmaschinen-Schaltungsanordnung für die Steuerung oder Regelung von Betriebszuständen mit unterschiedlichen Drehzahlen, insbesondere auf eine drehzahlgeregelte Antriebseinrichtung, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.
  • Verfahren und Schaltungsanordnungen der vorgenannten Art sind bekannt aus der DE-OS 24 13 266 sowie aus A.Läuger, Proceedings of the 2nd IFAC-Symposium, Düsseldorf 1977, 5. 619 bis 626, Pergamon Press 1977. Es handelt sich hierbei um dpppeltgespeiste, d.h. über die Stator- und Rotorwicklung leistungaufnehmende oder-abgebende Drehfeldmaschinen, die sich im wesentlichen entsprechend wie Synchronmaschinen verhalten und gelegentlich auch als solche oder als kommutatorlose Gleichstrommaschinen bezeichnet werden. Gegenüber einem Betrieb als Induktionsmaschine besteht der Unterschied darin, dass Frequenz und Drehsinn des Rotor-Drehfeldes nicht durch Schlupf gegenüber dem Stator-Drehfeld, sondern durch Ein- prägung von aussen bestimmt sind. Die als vorzeichengerechte Differenz zwischen eingeprägt er Stator- und Rotor-Drehfeldfrequenz gegebene Drehzahl bzw. Drehfrequenz kann daher als die jeweilige Synchrondrehzahl aufgefasst werden. Im übrigen sind Stator- und Rotorwicklung auch hier hinsichtlich des Leistungsaustausches gleichwertig und können daher vertauscht werden, sofern die damit verbundene Drehrichtungsänderung des Rotors berücksichtigt wird. Gleichzeitige Drehsinnumkehr von Stator- und Rotor-Drehfeld (bezüglich der betreffenden Wicklung) bedeutet also Drehsinnumkehr des Rotors (bezüglich der Umwelt), d.h. mechanische Drehrichtungsumkehr.
  • Bei den bekannten Verfahren und Schaltungsanordnungen der vorgenannten Art werden Stator- und Rotorwicklung mit Drehfeldern gleichen Drehsinnes betrieben, also beide rechtsläufig oder beide linksläufig, so dass die mechanische Drehrichtung (Rotor-Drehsinn bezüglich Umwelt) bei überwiegendem Betrag der Stator-Drehfeldfrequenz gleich dem Drehsinn des Statorfeldes und bei überwiegendem Betrag der Rotor-Drehfeldfrequenz entgegengesetzt zum Drehsinn des Rotorfeldes und damit wiederum entgegengesetzt zum Drehsinn des Statorfeldes ist. Die Maschine läuft also bei überwiegender Statorfrequenz mit dem Statorfeld und bei überwiegender Rotorfrequenz gegen das Statorfeld. In Anlehnung an den letztgenannten Fall wird die gesamte vorliegende Betriebsart gelegentlich auch als gegensynchron bezeichnet. Wie eine Bilanz von Stator-, Rotor- und Wellenleistung zeigt, ist der Leistungsfluss zwischen Statorwicklung und zugehöriger Quelle einerseits sowie Rotorwicklung und zugehöriger Quelle andererseits bei dieser Betriebsart immer entgegengesetzt gerichtet, so dass sich bei Leistungsrückführung über eine Kaskadenschaltung üblicher Art eine Zirkulation einer der beiden Leistungen ergibt. Mechanische Leistungsabgabe (Motorbetrieb) ist demgemäss bei entsprechender Frequenzsteuerung eines Drehfeldes zwischen Stillstand und Maximaldrehzahl möglich, wobei die veränderliche Frequenz im ganzen Verstellbereich grösser als die festgehaltene Frequenz ist.
  • Dies ermöglicht eine Kaskadenschaltung mit unmittelbarem Netzanschluss einer Wicklung und Netzanschluss der anderen Wicklung über einen maschinenseitig frequenzgesteuerten Umrichter, beispielsweise einen Zwischenkreis-Umrichter, wobei infolge der vergleichsweise hohen veränderlichen Frequenz immer ausreichende Spannung der betreffenden Wicklung für eine Fremdführung, insbesondere Maschinenführung (maschinenseitige Kommutierung) zur Verfügung steht. Als Nachteilig ist anzusehen, dass für die Maximaldrehzahl ein vergleichsweise hoher Betrag der veränderlichen, im allgemeinen mittels eines Stromrichters erzeugten Drehfeldfrequenz erforderlich ist. Dies hat erhöhten Aufwand hinsichtlich der Stromrichterventile sowie u.U. der Zündsteuerung zur Folge. Ausserdem muss dieser Stromrichter, wie die Leistungsbilanz dieser Betriebsart zeigt, für die Summe von Stator-und Rotorleistung ausgelegt sein, was insbesondere bei hohen Frequenzen aufwendig ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens und einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art, mit der bei gleicher Festfrequenz und Maximaldrehzahl ein niedrigerer Maximalwert der veränderlichen Frequenz ausreicht. Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich durch die im Patentanspruch 1 bzw. im Patentanspruch 7 angegebenen Merkmale. Hierbei wird also inner- halb des gesamten Drehzahlbereiches bei einer vorgegebenen Grenzdrehzahl von einer Betriebsart, die dem bekannten gegensynchronen Lauf entspricht, zu einer Betriebsart umgeschaltet, die üblicherweise als übersynchroner Lauf bezeichnet wird und bei entsprechender Einstellung der Leistungsflüsse ebenfalls Motorbetrieb ermöglicht. Die Rotor-Drehrichtung bleibt dabei infolge der Drehsinnumschaltung eines Drehfeldes, vorzugsweise des Festfrequenz-Drehfeldes, unverändert, während die Frequenz des anderen Drehfeldes herabgesetzt und für eine weitere Drehzahlerhöhung von dem niedrigeren Umschaltwert wieder erhöht wird. Damit ergibt sich für die Maximaldrehzahl eine vergleichsweise niedrige Drehfeldfrequenz. In der zweiten Betriebsart mit gegensinnigen Drehfeldern im Stator und Rotor ergibt sich im übersynchronen Betrieb eine Leistungsbilanz mit gleichsinnigem Leistungsfluss in Stator und Rotor, so dass die mechanische Leistung der Summe beider Drehfeldleistungen entspricht und bei Kaskadenschaltung eine Leistungszirkulation entfällt. Wenn also eine der Wicklungen unmittelbar und die andere über einen Umrichter am Netz liegt, so ist letzterer nur für einen Bruchteil der mechanischen Leistung auszulegen.
  • Ferner wird zweckmässig die obere Grenze des ersten Drehzahlbereiches so gelegt, dass vor der Umschaltung der Betrag der jeweils grösseren Drehfeldfrequenz ausreichend höher als der doppelte Betrag der jeweils kleineren Drehfeldfrequenz liegt.
  • Dann ergibt sich nach dem Umschalten für die herabgesetzte Frequenz ein Betrag entsprechend einer ausreichenden Wicklungsspannung für die Fremdführung bzw. Maschinenführung des Stromrichters. Es wird also der Vorteil der Vermeidung von selbstgeführten bzw. zwangskommutierten Stromrichtern mit ihrem hohen Schaltungsaufwand erhalten. Eine Drehrichtungsänderung kann in vorteilhaft einfacher Weise durch Drehsinnumkehr beider Felder erreicht werden.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Hierin zeigt: Fig. 1 das Prinzipschema einer Drehfeldmaschinen-Schaltungsanordnung mit Doppel speisung und Drehsinnumschaltung eines Feldes, Fig. 2 ein'Diagramm des Drehmomentes M über der auf die Statorfrequenz fST bezogenen Drehfrequenz n mit den verschiedenen möglichen Betriebsarten einer doppelt gespeisten Drehfeldmaschine, Fig. 2a und 2b je für eine Drehrichtung ein Diagramm der Stator- und Rotorspannung UST, URO über der Drehfrequenz fn mit Betriebsartumschaltung an der Grenze zwischen zwei Drehzahlbereichen I und II, Fig. 3 und 4 je ein Diagramm der Rotor- bzw. Statorspannung über der Drehfrequenz f mit Betriebsartumschaltung n und Drehrichtungsumschaltung für variable Rotorfrequenz bzw. Statorfrequenz, Fig. 5 das Prinzipschema einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung mit Umrichterkaskade und Drehzahlsteuerung, Fig. 6a und 6b jeweils ein Schema der Leistungsbilanz in.
  • beiden Drehzahlbereichen bzw. Betriebsarten für eine Schaltungsanordnung nach Fig. 5 und Fig. 7 das Wirkschaltbild einer erfindungsgemässen Schaltungsanordnung mit Drehzahl-Regelkreis und verschiedenen Hilfsregelkreisen.
  • In den Ausführungsbeispielen ist der Uebersichtlichkeit halber im allgemeinen eine feste Statorfrequenz in Verbindung mit variabler Rotorfrequenz angenommen. Nicht nur können diese Verhältnisse grundsätzlich umgekehrt werden, vielmehr ist gegebenenfalls milch ein Betrieb mit Veränderung oder Umschaltung beider Drehfeldfrequenzen möglich, etwa im Interesse bestimmter Drehzahl- und Frequenzabstufungen, z.B. mit Hilfe von polumschaltbaren Wicklungen u. dgl.. Ferner ist es grundsätzlich möglich, etwa im Bereich des Drehzahl-Nulldurchganges, zusätzlich andere als die beiden hauptsächlich vorgesehenen Betriebsarten bzw.
  • Leistungsbilanzen einzustellen oder zu durchlaufen. Wesentlich ist in jedem Fall der Uebergang von einer Betriebsart mit gleiehsinnigen zu einer solchen mit gegensinnigen Drehfeldern.
  • Nach Fig.-l ist eine doppelt gespeiste Drehfeldmaschine DM statorseitig über eine Drehsinn-Umsteuereinrichtung DUS mit einer Drehstromquelle DQS und rotorseitig mit einer Drehstromquelle DQR verbunden. Die in der Statorwicklung WST herrschende Drehfeldfrequenz fST wird mit der in einem Drehzahl-Messglied M ermittelten Drehzahl bzw. der Drehn frequenz f in einem Rotorfrequenz-Messglied MfRo zur Rotor- frequenz RO überlagert und zur Synchronisierung des in der Rotorwicklung WRO herrschenden Drehfeldes verwendet. Die Betriebsartumschaltung wird in Abhängigkeit von der Drehfrequenz fn durch eine Drehzahlbereichs-Umschalteinrichtung BU mittels eines Bereichs-Umsteuersignals 5u ausgelöst. Die Abhängigkeit zwischen s und f ist schematisch innerhalb u n des Blockes dieser Umschalteinrichtung angedeutet, und zwar mit einer Hystereseschleife zur Vermeidung hoher Schaltfrequenzen im Uebergangsbereich.
  • In Fig. 2 entsprechen die Bereiche A und D der Betriebsart mit gleichsinnigen Drehfeldern, wobei A für aufgenommene mechanische Leistung (Bremsbetrieb) und D für abgegebene mechanische Leistung (Motorbetrieb) gilt. Die Bereiche B und E gelten für gegensinnige Drehfelder mit mechanischer Leistungsabgabe in B und mechanischer Leistungsaufnahme in E. Die Bereiche C und F entsprechen der im vorliegenden Fall verwendeten zweiten Betriebsart, ebenfalls mit gegensinnigen Drehfeldern, jedoch mit bezüglich der Statorfrequenz höherer Rotorfrequenz im motorischen Bereich C und im wesentlichen auch im generatorischen Bereich F. Wenn von der Drehsinn-Umschaltung des Statorfeldes der UebersichtlichkeitXhalber abgesehen wird, so entspricht der Uebergang von der ersten in die zweite Betriebsart beim Hochlaufen im Motorbetrieb einem Uebergang aus dem Bereich D in den Bereich C. Der Betriebspunkt wandert also beim Hochlaufen zunächst im Bereich D von rechts nach links und sodann im Bereich C von links nach rechts.
  • In Fig. 2a und 2b sind die Verhältnisse im einzelnen dargestellt, und zwar einschliesslich der für die Frequenzen fS fRO und f geltenden, jeweils Betrag und Drehsinn wiedergebenn den Zeiger und ihrer Verknüpfung im Sinne der Schlupfgleichung fn = fST fRO Im Drehzahlbereich I entsprechend dem Betriebszustand D gemäss Fig. 2 innerhalb der Betriebsart A/D variiert die Drehfrequenz zwischen den Werten fnl und fn2 wobei im letztgenannten Bereich die Umschaltung in den Drehzahlbereich II mit Uebergang zum Betriebszustand C gemäss Fig. 2 innerhalb der Betriebsart C/F erfolgt. Diese Umschaltung erfolgt mit ausreichendem Abstand oberhalb einer Drehfrequenz - fns bei welcher die Rotorfrequenz dem doppelten Betrag der Statorfrequenz entspricht. Die Rotorspannung URO geht also bei der Umschaltung nur auf einen endlichen Wert zurück, der dem Kommutierungsspannungsbedarf eines speisenden Stromrichters entspricht. Anschliessend steigt die Rotorspannung mit steigender Rotorfrequenz und steigendem Drehzahlbetrag wieder an. Weiter ist angedeutet, dass der Bereich I den Stillstand übergreift, was eine für manche Anwendungen zweckmässige Erweiterung des Betriebszustandes darstellt. Hier ist der Betrag der Rotorfrequenz kleiner als derjenige der Statorfrequenz, beide Drehfelder sind aber gleichsinnig.
  • In Fig. 2b sind die entsprechenden Verhältnisse mit Drehrichtungsumkehr angedeutet.
  • In Fig. 3 und 4 ist die Abhängigkeit der Rotorspannung URO bzw. der Statorspannung UST von der Drehfrequenz f jeweils für feste Statorfrequenz f und veränderliche Rotorfrequenz ST bzw. umgekehrt für feste Rotorfrequenz fR0 und veränderliche Statorfrequenz mit Drehrichtungsumschaltung im Stillstand und hystereseartiger Ueberlappung der Drehzahlbereiche I und II angedeutet. Die Gleichartigkeit der Verhältnisse unter Berücksichtigung der Drehrichtungsumkehr für Vertauschung von Stator und Rotor sind aus dieser Darstellung ersichtlich.
  • Mit ansteigendem Betrag der Drehfrequenz erfolgt die Umschaltung von I nach II jeweils bei einem Drehfrequenz-Grenzwert, der - wie durch die Umschaltpfeile angedeutet - höher liegt als der Drehfrequenz-Grenzwert für den umgekehrten Uebergang von II nach I. Bei einer Drehzahlsteuerung oder Drehzahlregelung im Uebergangsbereich mit Drehzahlschwankungen innerhalb der Hysteresebreite wird dadurch ein unerwünscht häufiges Umschalten zwischen beiden Bereich vermieden und damit ein gleichmässiger Steuer- bzw. Regelvorgang gewährleistet.
  • Bei der Ausführung nach Fig. 5 wird die statorseitige Drehstromquelle DQS durch ein Drehstromnetz N und die rotorseitige Drehstromquelle DQR durch einen in Kaskade an das Netz angeschlossenen Zwischenkreis-Umrichter mit maschinenseitigem Stromrichter SRM, Zwischenkreis Z und netzseitigem Stromrichter SRN gebildet. Wie durch Pfeile schematisch angedeutet, erfolgt die Taktung der beiden Stromrichter vom Drehstromkreis des Rotors bzw. vom Netz aus. Damit ist der Synchronbetrieb entsprechend der Schlupfbeziehung f = fST f n ST fRO selbsttätig erfüllt. Für die Aenderung der Drehzahl über die Rotorfrequenz ist eine schematisch angedeutete Frequenz steuereinrichtung SFR vorgesehen, die - wie noch näher gezeigt wird - als Drehzahlregelkreis ausgestaltet sein kann.
  • In Fig. 5 sind ZählpReile für die Netzleistung PN, die Statorleistung P1, die Rotorleistung P2 und die mechanische Wellen- leistung Pn eingetragen. Bei dieser Vorzeichenübereinkunft hat die Statorleistung jeweils bei einer Drehrichtung, die gleichsinnig zum Statorfeld als positiv gerechnet wird, gleiches Vorzeichen und damit bezüglich der Maschine umgekehrte Richtung in Bezug auf die Wellenleistung. Ferner hat die Rotorleistung bei positivem Vorzeichen der Differenz fST r f gleiches Vorzeichen, also bezüglich der Maschine umgekehrte Richtung in Bezug auf die Statorleistung.
  • Damit ergeben sich für die Drehzahlbereiche I und II im Motorbetrieb gemäss Fig. 6a bzw. Fig. 6b die dort durch Richtungspfeile angegebenen Leistungsflussrichtungen innerhalb der graphisch veranschaulichten Leistungsbilanzen. Im Bereich I ergibt sich demgemäss eine von der Maschine abgegebene, also negative Statorleistung P1, die über das Netz N und den Zwischenkreis-Umrichter SRN, Z, SRM zurück zur Maschine zirkuliert. Ausserdem überträgt der Umrichter innerhalb der von ihm getragenen, der Maschine zufliessenden und daher negativen Rotorleistung P2 einen Leistungsanteil, welcher der Netzleistung PN und der Wellenleistung P entspricht. Im Beispielsfall mit einem angenommenen Wert n fST rRO = 2 muss der Umrichter also für die doppelte Wellenleistung dimensioniert sein. Ein solcher Wert wird erfindungsgemäss praktisch nicht erreicht, weil vorher der Uebergang zum Bereich II mit Umkehrung des Drehsinnes mittels der Umsteuereinrichtung DUS erfolgt. In diesem Bereich sind die Leistungen P1 und P2 gleichsinnig zur Maschine hin gerichtet, so dass der Stromrichter mit P2 nur einen Bruchteil der Netzleistung PN und damit der Wellenleistung Pn übertragen muss, während der restliche Teil unmittelbar vom Netz über die Maschine in Wellenleistung umgesetzt wird. Im angenommenen Beispiel mit fST - fR0 = -1 entspricht also die Rotor- und Umrichterleistung nur der halben Netz- und Wellenleistung.
  • Die Schaltung nach Fig.7 stellt eine Weiterbildung der schematisch in Fig.5 wiedergegebenen Anordnung mit Drehzahlregelung Stromregelung dar, hier beispielsweise mit dem Umrichterstrom, und zwar speziell dem Zwischenkreisstrom I , als HilSsregelgrösse. Hierfür ist ein Sollwert-Istwertvergleicher SIV1 mit nachgeordnetem Regler R1 sowie einem Steuersatz ZP N für die Erzeugung der Zündimpulse des netzseitigen Stromrichters SRN vorgesehen. Zur netz synchronen Taktung steht ZP N ferner in Steuerverbindung mit dem Netzanschluss von SRN. Gleiches gilt im übrigen für den Steuersatz ZPM von SRM mit Bezug auf den Rotor-Drehstromkreis.
  • Der überlagerte Drehzahl-Regelkreis weist einen Sollwert-Istwertvergleicher SIV2 mit nachgeordnetem Umpolschalter SI1 für das Stellgrössensignal bzw. die Sollwert-Istwertdifferenz sowie mit nachfolgendem Regler R2 auf, welch letzterer die Führungsgrösse des unterlagerten Stromregelkreises an SIV1 liefert. Die Drehfrequenz f als Regelgrösse bzw. Istwertn signal wird in einer die Schlupfbeziehung realisierenden Messschaltung Mfn, die mit fST und fR0 beaufschlagt wird. Ein willkürlich steuerbarer Drehzahl-Sollwertgeber GS liefert ein posin tives Betragssignal an SIV2, während eine Drehrichtungsumkehr durch ein willkürliches Richtungssignal r über eine Drehrichtungs-Umschalteinrichtung RU zur Vorzeichenumkehr an SI1 eingeleitet wird. Dieses Signal gelangt auch zur Drehsinn-Umsteuereinrichtung DUR von SRM in der Synchronsteuerverbindung zur rotorfrequenten Taktung dieses Stromrichters über ZP M sowie ferner zu einem dem Betriebsart- bzw. Drehzahlbereichs-Umschalter BU nachgeordneten Umpolschalter SI2 zur gleichzeitigen Umkehr beider Drehfelder. Innerhalb von RU ist eine Auslösesperre mit einem Grenzwert schalter Gr und einer Logikschaltung LO vorgesehen, mittels deren ein Umsteuerbefehl bei zu grossen Drehzahlwerten bis zu einer ausreichenden Drehzahlabsenkung auf einen den Stillstand einschliessenden Bereich blockiert wird. Die Umschaltung zwischen den Drehzahlbereichen bzw. Betriebsarten I und II erfolgt mittels BU in Abhängigkeit von n über die im Schaltungsblock von BU angedeutete Funktion des Umschaltsignals s von u Für den Stromrichter SRM ist ferner ein Ventilschonzeit-Hilfsregelkreis mit einem Sollwert-Istwertvergleicher SIV3 und Regler R vorgesehen, dessen Stellgrössensignal st auf 3 ZPM einwirkt. Die Regelgrösse tist der Ventilschonzeit wird über eine Messschaltung Mt vom Stromrichter SRM abgeleitet, der Sollwert t von aussen vorgegeben. Wesentlich ist eine über ein Summierglied SU dem Stllgrössensignal st überlagerte oder auch in nicht dargestellter Weise den Sollwert erhöhende Störgrössenaufschaltung, die hier zu einer bezüglich des Ventilstromes oder einer zugeordneten Grösse gleichsinnigen Veränderung der Schonzeit führt. Vorteilhaft ist vielfach insbesondere eine Abhängigkeit der Schonzeit gleichsinnig zu einer dem Ventilstrom oder einer entsprechenden Grösse zeitlich nachgebend, d.h. differentiell, zugeordneten Grösse. Im Beispiel ist 1 als den Ventilstrom abbildende Grösse verwendet. Es kann z aber auch in nicht näher dargestellter Weise mit Hilfe einer ganz entsprechenden Störgrössenaufschaltung eine gegensinnige Abhängigkeit der Schonzeit von der Ventil-Sperrspannung oder einer zugeordneten Grösse erreicht werden.
  • Endlich ist im Beispiel ein Feldschwächungs-Hilfsregelkreis mit einem Sollwert-Istwertvergleicher SIV4 und Regler R4 sowie mit einem richtungsabhängigen Begrenzungsglied GF vorgesehen. Das Stellgrössensignal sF dieser Regelung wird durch Vergleich einer der Umrichterspannung zugeordneten Regelgrösse Uist mit einem vorgegebenen Grenzwert U erzeugt und in GF g in ein modifiziertes Stellgrössensignal 5Fm umgesetzt, das nur im positiven Bereich von sF wirksam ist. Der Eingriff in die hier zur Feldschwächung unterlagerte Schonzeit- bzw.
  • nun Löschwinkelregelung erfolgt durch Ueberlagerung von 5Fm additiv in SIV4 und/oder über eine Dioden-Prioritätsschaltung DP mittels des Summiergliedes SU der Strom-Störgrössenaufschaltung.
  • Diese Hilfsregelkreise ermöglichen in ihrer Kombination, gegebenenfalls für geringere Anforderungen aber auch jeweils für sich in Verbindung mit einer Drehzahlregelung oder -steuerung einen störungsfreien Betrieb unter den verschiedenen Einsatzbedingungen.

Claims (15)

  1. Patentansprüche-Cl Verfahren zur Steuerung oder Regelung von Drehfeldmaschinen, die eine Stator- und Rotor-Drehstromwicklung aufweisen, mit veränderlicher Drehzahl, wobei a) die beiden Drehstromwicklungen (WST, WRO) in einem ersten, vorzugsweise den Stillstand einschliessenden Drehzahlbereich (I) mit Drehfeldern mit übereinstimmendem Drehsinn bezüglich der zugehörigen Wicklungen betrieben werden und wobei b) zur Drehzahlerhöhung bzw. Drehzahlabsenkung der Differenzbetrag der beiden Drehfeldfrequenzen (fST' fRo3 erhöht bzw. vermindert wird, dadurch gekennzeichnet, dass c) innerhalb eines wenigstens teilweise oberhalb des ersten Drehzahlbereiches (I) liegenden zweiten Drehzahlbereiches (II) die beiden Drehstromwicklungen (WST, WRO) mit Drehfeldern von bezüglich der betreffenden Wicklung zueinander entgegengesetztem Drehsinn betrieben werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer oberen Grenze (in2) des ersten Drehzahlbereiches (I) der Betrag der jeweils grösseren Drehfeldfrequenz mehr als das Doppelte des Betrages der jeweils kleineren Drehfeldfrequenz ist.
  3. 3 Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehsinn der Drehfelder in beiden Wicklungen (WST, WR0) zur Drehrichtungsänderung umgekehrt wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte zur Drehzahlerhöhung aus einem stillstandsnahen Bereich zu höheren Betriebsdrehzahlen: a) beide Drehstromwicklungen werden mit Drehfeldern gleichen Drehsinnes beaufschlagt; b) zur Einleitung der Drehzahlerhöhung wird die Frequenz eines eines der beiden Drehfelder in Bezug auf die Frequenz (fST) des anderen Drehfeldes erhöht; c) bei Erreichen einer vorgegebenen Grenzdrehzahl wird der Drehsinn des relativ niederfrequenten Drehfeldes (fST) umgeschaltet und die Frequenz (er0) des anderen, seinen Drehsinn beibehaltenden Drehfeldes der Augenblicksdrehzahl wenigstens annähernd angepasst; d) anschliessend wird die Frequenz (fRO) des seinen Drehsinn beibehaltenden Drehfeldes wieder erhöht
  5. 5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte zur Drehzahlverminderung aus vergleichsweise hohen Betriebsdrehzahlen auf stillstandsnahe Drehzahlen: a) im Betriebsdrehzahlbereich werden beide Drehstromwicklungen mit Drehfeldern entgegengesetzten Drehsinnes beaufschlagt; b) zur Einleitung der Drehzahlverminderung wird die Frequenz (fR0) eines der beiden Drehfelder herabgesetzt; c) bei Erreichen einer vorgegebenen Grenzdrehzahl (fn2) wird der Drehsinn des in seiner Frequenz (fST) unveränderten Drehfeldes umgeschaltet und die Frequenz (fR0) des anderen Drehfeldes der Augenblicksdrehzahl wenigstens annähernd angepasst; d) sodann wird die Frequenz des seinen Drehsinn beibehaltenden Drehfeldes wieder vermindert.
  6. 6. Verfahren nach Ansprüchen 4 und 5,dadurch gekennzeichnet, dass die Drehfeld-Frequenzumkehrung bei Drehzahl erhöhung und Drehzahlverminderung bei im Sinne einer Hystereseschleife gegeneinander versetzten Grenzdrehzahlen erfolgt.
  7. 7. Drehfeldmaschinen-Schaltungsanordnung für die Steuerung oder Regelung von'Betriebszuständen mit unterschiedlichen Drehzahlen, insbesondere drehzahlgeregelte Antriebseinrichtung, mit folgenden Merkmalen: a) Es ist mindestens eine rehfeldmaschine (DM) mit Drehstrom-Statorwicklung (WST) und Drehstrom-Rotorwicklung (WR0) sowie für Stator- und Rotorwicklung je eine Drehstromquelle (DQS, DQR) vorgesehen, von welchen Stromquellen mindestens eine (DQR) hinsichtlich ihrer Frequenz (fR0) und gegebenenfalls hinsichtlich ihrer Leistungsaufnahme oder Leistungsabgabe steuerbar ist; b) für mindestens eine der Drehstromquellen (DQR) ist eine Frequenzsteuereinrichtung (SFR) vorgesehen, die eingangsseitig mit der zugehörigen Drehstromwicklung (WRO) in Steuerverbindung steht; dadurch gekennzeichnet, dass c) für den Drehstromkreis mindestens einer der Drehstromwicklungen (WR0 bzw. WST) eine Drehsinn-Umsteuereinrichtung (DUS bzw. DUR) vorgesehen ist.
  8. 8. Drehfeldmaschinen-Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens eine der beiden Drehstromwicklungen (WR0) als Drehstromquelle '(DQR) ein Umrichter (SRM, Z, SRN) vorgesehen ist, der einerseits an die zugehörige Drehstromwicklung (WR0) und andererseits an ein Drehstromnetz (N) angeschlossen ist und maschinenseitig eine umsteuerbare Phasenfolge aufweist.
  9. 9. Drehfeldmaschinen-Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) als Drehstromquelle (DQR) ist ein Zwischenkreis-Umrichter mit maschinenseitigem und netzseitigem, fremdgeführtem Stromrichter (SRM bzw. SRN) vorgesehen; b) die beiden Stromrichter (SRM, SRN) stehen in taktgebender Synchronsteuerverbindung mit den zugehörigen Drehfeldspannungen (UR0, Usw); c) für die Drehstromquellen (DQR, DQS) beider Drehstromwicklungen (WRO bzw. WST) sind Drehsinn-Umsteuereinrichtungen (DUR bzw. DUS) vorgesehen und mit einer Drehrichtungs-Umschalteinrichtung (RU) verbunden; d) bei der mit maschinenseitigem Stromrichter (SRM) versehenen Drehstromquelle (DQR) ist die Drehsinn-Umsteuereinrichtung (DUR) mit der zugehörigen, taktgebenden Synchronsteuerverbindung gekoppelt.
  10. 10. Drehfeldmaschinen-Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Drehstromquelle (DQR) eine steuerbare Drehfeldfrequenz (fR0) und eine zweite Drehstromquelle (DQS) eine im wesentlichen feste Drehfeldfrequenz (fST) aufweist und dass die Drehsinn-Umsteuereinrichtung (DUS) der zweiten Drehstromquelle (DQS) mit einer Drehzahlbereichs-Umschalteinrichtung (BU) in Steuerverbindung steht.
  11. 11. Drehfeldmaschinen-Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehrichtungs-Umschalteinrichtung (RU) eine Auslösesperre aufweist, welche die Umschaltauslösung nur in einem den Stillstand einschliessenden Drehzahlbereich freigibt.
  12. 12. Drehfeldmaschinen-Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, gekennzeichnet durch einen Drehzahlregelkreis mit einer der Maschinendrehzahl entsprechenden Regelgrösse (fn) ) und mit dem maschinenseitigen Ausgangsstrom des Umrichters oder einem entsprechenden Stromrichter-Steuersignal als Stellgrösse.
  13. 13. Drehfeldmaschinen-Schaltungsanordnung nach Ansprüchen 8 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Drehzahlregelkreis unterlagerter Regelkreis mit dem Umrichterstrom als Regelgrösse vorgesehen ist.
  14. 14. Drehfeldmaschinen-Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, insbesondere nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass für den Umrichter, insbesondere für den maschinenseitigen Stromrichter (SRM), ein Ventilschonzeit-Hilfsregelkreis mit der Ventilschonzeit (tist) als Regelgrösse und mit einer den Sollwert (tsoll) oder die Stellgrösse dieses Hilfsregelkreises gleichsinnig zum Ventilstrom oder einer zugeordneten Grösse, insbesondere gleichsinnig zu einer dem Ventilstrom zeitlich nachgebend zugeordneten Grösse, bzw. gegensinnig zur Ventil-Sperrspannung oder einer zugeordneten Grösse beeinflussenden Störgrössenaufschaltung vorgesehen ist.
  15. 15. Drehfeldmaschinen-Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, insbesondere auch nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen die Umrichterspannung oder eine zugeordnete Grösse (Uist) auf Werte unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes (U ) begrenzenden Feldschwächungsg Hilfsregelkreis, dessen Stellgrössensignal (sFm) insbesondere in den Ventilschonzeit-Hilfsregelkreis eingreift.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2498842A1 (fr) * 1981-01-29 1982-07-30 Westinghouse Electric Corp Dispositif d'entrainement d'un moteur a recuperation de glissement
DE19508765C1 (de) * 1995-03-01 1996-08-08 Licentia Gmbh Verfahren zur Schonzeitsteuerung der Thyristoren eines Stromrichterantriebs bei starken Stromanstiegen

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2234547A1 (de) * 1972-06-26 1974-01-10 Bbc Brown Boveri & Cie Schaltung zur speisung mindestens eines induktionsmotors
DE2413266A1 (de) * 1974-03-20 1975-10-02 Boehringer Andreas Stromrichter-synchronmaschine mit drehfelderregung
DE2854798A1 (de) * 1978-12-15 1980-06-26 Licentia Gmbh Stromrichter-synchronmaschine mit drehfelderregung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2234547A1 (de) * 1972-06-26 1974-01-10 Bbc Brown Boveri & Cie Schaltung zur speisung mindestens eines induktionsmotors
DE2413266A1 (de) * 1974-03-20 1975-10-02 Boehringer Andreas Stromrichter-synchronmaschine mit drehfelderregung
DE2854798A1 (de) * 1978-12-15 1980-06-26 Licentia Gmbh Stromrichter-synchronmaschine mit drehfelderregung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
US-Proceedings of the 2nd IFAC-Symposium, Düsseldorf, 1977, Pergamon Press, S.619-626 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2498842A1 (fr) * 1981-01-29 1982-07-30 Westinghouse Electric Corp Dispositif d'entrainement d'un moteur a recuperation de glissement
DE19508765C1 (de) * 1995-03-01 1996-08-08 Licentia Gmbh Verfahren zur Schonzeitsteuerung der Thyristoren eines Stromrichterantriebs bei starken Stromanstiegen

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