DE2951839A1 - Speed control circuit for asynchronous crane motor - has actual and nominal valve signal emitters with comparator, integrator and controllers - Google Patents
Speed control circuit for asynchronous crane motor - has actual and nominal valve signal emitters with comparator, integrator and controllersInfo
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Abstract
Description
Elektrischer Antrieb, insbesondere für Hebezeuge Electric drive, in particular for hoists
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Antrieb, insbesondere filr Hebezeuge wie Aufzüge, Krane od. dgl., bestehend aus einer Regeleinrichtung und einem Asynchronmotor mit wenigstens zwei Wicklungen oder einem Asynchronmotor und einer getrennten Einrichtung zum dosierten Bremsen, bei dem zumindest das Drehmoment zum Antreiben des Motors durch eine Phasenanschnittsteuerung beeinflußbar ist und mit einem Drehzahl-Sollwertgeber und einem Drehzahl-Istwertgeber zur Drehzahlregelung, wobei die aus dem Drehzahl-Sollwert und Drehzahl-Istwert gebildete Regelabweichung einem Drehzahlregler bzw. Regelverstärker zugeführt wird, dessen Ausgangssignal gleichzeitig auf die Phasenanschnittsteuerung des Motors und des Stellgliedes zum dosierten Bremsen gegeben wird.The invention relates to an electric drive, in particular for hoists such as elevators, cranes or the like, consisting of a control device and an asynchronous motor with at least two windings or an asynchronous motor and a separate device for metered braking, in which at least the torque to drive the motor can be influenced by a phase control and with a speed setpoint transmitter and an actual speed value transmitter for speed control, where the control deviation formed from the speed setpoint and the actual speed value a speed controller or control amplifier is fed, the output signal at the same time on the phase control of the motor and the actuator for metered braking is given.
Im Rahmen der Erfindung liegen auch solche Anordnungen, bei denen Antriebs- und Bremsteil auf mehrere Maschinen aufgeteilt sind, beispielsweise als Antriebsmotor und Wirbelstro!n bremse. Bei Hebezeugen z.B. bei Kranhubwerken wird ort ein großer Teil des Weges mit Nenngeschwindigkeit durch fahren. Bei der Anordnung gemäß der DE-OS 24 55 843 wird diese Wegstrecke mit einer Geschwindigkeit zurückgelegt, bei der der Motor die Nenndrehzahl nicht ganz erreicht, damit der Antrieb im Regelbereich bleibt. Würde nämlich der Sollwert höher gelegt als die maximale Motordrehzahl, so würde beim Einsetzen der Verzögerung eine unerwUnschte Regelabweichung vorliegen, die beim Übergang in den Regelbetrieb zu störenden Einschwingvorgängen führt.In the context of the invention are also those arrangements in which Drive and brake part are divided between several machines, for example as Drive motor and eddy current brake. For hoists, e.g. crane hoists, drive a large part of the way at nominal speed. In the arrangement According to DE-OS 24 55 843, this distance is covered at a speed at which the motor does not quite reach the rated speed reached so that the Drive remains in the control range. That is, the setpoint would be set higher than that maximum engine speed, an undesirable one would occur when the delay set in There are control deviations that lead to disruptive transient processes during the transition to normal operation leads.
Die aus diesem Grunde reduzierte Geschwindigkeit führt im Bereich des Treibens zu unerwünschten Schlupfverlusten im Motor. Noch ungünstiger sind die Verhältnisse im Bremsbetrieb, beispielsweise beim Hubwerk während der Abwärtsbewegung und durchziehen#der Last. Hier entstehen bei einer Anordnung gemäß der DE-OS 24 55 843 erhebliche Verluste, weil die potentielle Energie der Last im Läuferkreis des Motors in Wärme umgewandelt wird. Um Energie zu sparen und eine Überdimensionierung des Motors zu vermeiden, muß, solange mit der Nenngeschwindigkeit gefahren wird, die Phasenanschnittsteuerung für das Treiben des Motors unabhängig von der sich bildenden Regelabweichung voll ausgesteuert sein, damit der Motor keinen unerwünschten Schlupf erzeugt bzw. bei durchziehen#der Last als Generator wirken kann. Nur dadurch ist gewährleistet, daß die potentielle Energie der Last ins Netz zurückgeführt wird. The reduced speed for this reason leads in the area of driving to undesirable slip losses in the engine. They are even worse Conditions in braking operation, for example in the case of the hoist during the downward movement and pull through # the load. With an arrangement according to DE-OS 24 arise here 55 843 considerable losses because the potential energy of the load in the rotor circuit of the engine is converted into heat. To save energy and an oversizing to avoid the motor, as long as the nominal speed is used, the phase control for driving the motor independently of the itself forming control deviation must be fully modulated so that the motor does not have any undesired Slip is generated or can act as a generator when the load is pulled through. Just because of that it is guaranteed that the potential energy of the load is fed back into the network.
Aufgabe der Erfindung ist es, Maßnahmen zu finden, durch die ein durch Einschwingvorgänge bedingtes Rucken beim Übergang von der Vollaussteuerung in den Regelbetrieb vermieden werden. The object of the invention is to find measures by which a Jerking caused by transient processes when transitioning from full modulation can be avoided in regular operation.
Dies wird erfindungsgemäß bei einer Anordnung der eingangs genannten Art erreicht durch eine Schaltanordnung derart, daß der Asynchronmotor im Bereich der Nenndrehzahl an der vollen Netzspannung liegt und dabei der Regelkreis aufgetrennt und der Ausgang des Drehzahlreglers bzw. des Regelverstärkers auf Null geführt wird. According to the invention, this is the case with an arrangement of the type mentioned at the beginning Kind achieved by a switching arrangement such that the asynchronous motor in the area the nominal speed is at full mains voltage and the control loop is disconnected and the output of the speed controller or the control amplifier is brought to zero.
Es wird somit vermieden, daß der Drehzahlregler infolge der anstehenden Soll-Istwertdifferenz an seine Stellgrenze läuft und bei Rücknahme der Vollaussteuerung zunächst das volle Drehmoment oder Bremsmoment vorgibt, was zu einem Ruck und unerwünschten Einschwingvorgängen führen müßte.It is thus avoided that the speed controller as a result of the pending Setpoint / actual value difference runs to its setting limit and when the full level is withdrawn initially the full torque or braking torque specifies, resulting in a jerk and undesirable Would lead to transient processes.
Aus der Nullstellung heraus kann sich der Drehzahlregler jedoch entsprechend der tatsächlichen Betriebsverhältnisse richtig orientieren und das Moment setzt infolge der üblicherweise integral wirkenden Rückführung im Drehzahlregler weich ein.From the zero position, however, the speed controller can move accordingly the actual operating conditions correctly and the moment sets soft due to the usually integrally acting feedback in the speed controller a.
Um schnelle Momentenänderungen auch bei plötzlicher Sollwertänderung weiter zu verringern, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß zwischen dem Sollwertgeber und dem Drehzahlregler ein Integrator angeordnet ist.Fast changes in torque even with sudden changes in the setpoint to further reduce, it is provided in a further embodiment of the invention that an integrator is arranged between the setpoint generator and the speed controller.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform gemäß der Erfindung ist bei Verwendung des Integrators eineKomperator-und Regeleinrichtung vorgesehen, deren Eingang mit dem Istwertgeber und dem Ausgang des Integrators einerseits und deren Ausgang mit dem Eingang des Integrators andererseits derart verbunden ist, daß die Differenz zwischen Integratorausgangssignel und Istwert auf Null geregelt wird. Während der Sperrphase des Drehzahlreglers wird der Integrator vom Sollwertgeber getrennt. Die Tachospannung des Istwertgebers wird mit der Integratorausgangsspannung verglichen und über einen Nachführkreis auf den Eingang des Integrators gegeben. Damit stellt sich der Ausgang des Integrators automatisch auf die Tachospannung ein, d.h. die Soll-Istwertdifrerenz verschwindet. Der Übergang zum geregelten Betrieb kann damit völlig ohne Einschwingerscheinungen erfolgen.In an advantageous embodiment according to the invention is at Using the integrator, a comparator and control device is provided whose Input with the actual value transmitter and the output of the integrator on the one hand and their Output is connected to the input of the integrator on the other hand such that the Difference between the integrator output signal and the actual value is regulated to zero. During the blocking phase of the speed controller, the integrator is controlled by the setpoint generator separated. The tacho voltage of the actual value encoder is equal to the integrator output voltage compared and given via a tracking loop to the input of the integrator. The output of the integrator is automatically set to the tacho voltage on, i.e. the setpoint / actual value difference disappears. The transition to regular operation can thus take place without any transient effects.
Bei einer weiteren günstigen Ausführungsform unter Verwendung eines Integrators ist eine zwischen dem Ausgang des Drehzahlreglers und dem Eingang des Integrators angeordnete Rückführung vorgesehen, die dem Integrator ein Zusatzsignal derart zuführt, daß der Ausgang des Drehzahlreglers auf Null geregelt wird. Auf diese Weise wird der Ausgang des Integrators automatisch auf einen Wert gerührt, der dem jeweiligen Drehzahlistwert bei Vollaussteuerung entspricht. Dadurch ist die Drehzahlabweichung nach Abschalten der Vollaussteuerung zunächst Null und ändert sich nur allmählich durch Rücklauf des Integrators bzw. Drehzahländerung. Das Drehmoment bzw. Bremsmoment ist also beim Übergang in den Regelbetrieb zunächst Null und setzt infolge der sich er8tebildenden Regelabweichung weich ein, wodurch eine Schnelle Drehzahländerung bzw. Einschwingvorgänge sicher vermieden werden.Es kann sich weiterhin als vorteilhaft erweisen, daß bei geschlossenem Regelkreis in AbhKnglgkeit von durch größere Pausen zwischen Antriebs- und Bremsmomentwirkung bedingten hdheren Soll-Istwertdifferenzen die Komperator- und Regeleinrichtung bzw. die Rückführung zugeschaltet sind. Damit wird erreicht, daß bei derartigen längeren Pausen, die z.B.In a further advantageous embodiment using a Integrator is one between the output of the speed controller and the input of the Integrator arranged feedback provided, which the integrator an additional signal supplies such that the output of the speed controller is regulated to zero. on this way the output of the integrator is automatically adjusted to a value which corresponds to the respective actual speed value at full level. This is the speed deviation after switching off the full modulation initially zero and changes only gradually due to the return of the integrator or change in speed. The torque or braking torque is therefore initially zero and sets during the transition to normal operation as a result of the resulting control deviation, which results in a rapidity Speed changes or transient processes can be safely avoided. It can continue prove to be advantageous that with a closed control loop depending on through Longer pauses between the drive and braking torque effects cause higher setpoint / actual value differences the comparator and control device or the feedback are switched on. In order to it is achieved that with such longer breaks, e.g.
insbesondere durch Schützumschaltungen bedingt sein kennen, nicht in ähnlicher Weise wie beim Wechsel der Betriebsarten ein Rucken auftritt. Schließlich kann mit besonderem Vorteil noch vorgesehen sein, daß der Drehzahlregler eine Unstetigkeitsstelle aufweist. Bei einem Asynchronmotor ist nämlich das erzeugte Moment etwa proportional dem Quadrat der angelegten Spannung, d.h.especially due to contactor switching, do not know in a similar way to jerking when changing the operating mode. In the end it can also be provided with particular advantage that the speed controller has a point of discontinuity having. In the case of an asynchronous motor, the torque generated is roughly proportional the square of the applied voltage, i.e.
dei wenn die Spannung linear abhängig von dem Ausgang des Drehzahlreglers ist, tritt ein spürbarer Moment erst bei großeren Ausgangswerten des DrehzablreRlers SlXr.dei if the voltage is linearly dependent on the output of the speed controller is, a noticeable moment occurs only at higher output values of the speed regulator SlXr.
Infolgedessen muß beim Übergang in den Regelbetrieb der Drehzahlregler erst einen grdßeren,praktisch unwirksamen Bereich durchlaufen bevor ein spürbarer Moment erzeugt wird. In der dafür notwendigen Zeit kann sich eine unerwünschte Regelabweichung bilden, die wiederum zu Einschwingvorgängen führt.As a result, the speed controller must be used when switching to normal operation first pass through a larger, practically ineffective area before a noticeable one moment is produced. In the time required for this, a form undesired control deviation, which in turn leads to transient processes.
Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil vermieden, indem der Ausgang des Drehzahlreglers eine Unstetigkeit aufweist, wodurch schon bei kleiner Abweichung des Drehzahlreglerausganges von Null eine Spannung erzeugt wird, so daß der unwirksame Bereich abgeschnitten wird.According to the invention, this disadvantage is avoided by the output of the speed controller has a discontinuity, which means that even with a small deviation of the speed controller output a voltage is generated from zero, so that the ineffective Area is cut off.
Eine andere Variante der Erfindung verwendet einen Drehzahlregler mit stetigem Ausgangssignel, führt aber noch besser zu einer Linearisierung der Regelkennlinie, und zwar werden die Nullpunkte der Stellglieder bzw. der Phasenanschnittsteuerung für das Treiben und Bremsen gegenüber dem Nullpunkt des Ausganges des Drehzahlreglers derart verschoben, daß sich in einem bestimmten Bereich die Momente für Treiben und Bremsen überlappen. Das Gesamtmoment, das sich aus der Uberlagerung der Momente für Treiben und Bremsen ergibt, besitzt nun keine Unstetigkeitsstelle mehr und folgt näherungsweise linear dem Ausgang des Drehzahlreglers.Another variant of the invention uses a speed controller with constant output signal, but leads even better to a linearization of the Control characteristic, namely the zero points of the actuators or the phase control for driving and braking with respect to the zero point of the output of the speed controller shifted in such a way that the moments for drifting in a certain area and brakes overlap. The total moment that results from the superposition of the moments for driving and braking, now has no point of discontinuity and follows approximately linear to the output of the speed controller.
Weitere Einzelheiten der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung
einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele entnommen werden.
Es zeigen: Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung ohne
Integrator, Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung mit Integrator und
Komperator- und Regeleinrichtung, Fig. 3 eine dritte Ausführungsform mit Integrator
und einer Rückführeinrichtung,
Fig. 4, 4a und 5 verschiedene Möglichkeiten
des Dreh-1 momentenverlaufs über
Fig. I zeigt schematisch die Antriebswicklung 1 und die Bremswicklung
2 eines elektrischen Antriebes für Hebezeuge, wobei die Bremswicklung 2 auch eine
andere Einrichtung zum dosierten Bremsen wie beispielsweise eine
Wirbelstrombremse sein kann. Aus diesem Grund sind die beiden Einheiten auch getrennt
dargestellt.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist zwischen dem Ausgang 11 des Sollwertgebers 9 und dem Eingang 12 des Drehzahlreglers 7 ein Integrator 13 angeordnet. Der Eingang 14 einer Komperator- und Regeleinrichtung 15 ist mit dem Ausgang 16 des Istwertgebers 10 und dem Ausgang 17 des Integrators 13 verbunden. Der Ausgang 18 der Komperator- und Regeleinrichtung 15 liegt auf dem Eingang 28 des Integrators 13. Die Schalter 19, 20, 21, 22, 23 sind miteinander gekoppelt. Bei der in Fig. 2 dargestellten Vollaussteuerungsposition ist die Verbindung der Regelanordnung zum Sollwertgeber 9 durch den Schalter 21 geöffnet und über die Komperator- und Regeleinrichtung 15 kann der Ausgang 17 des Integrators 13 an den vom Istwertgeber 10 kommenden Wert angepaßt werden.In the embodiment according to FIG. 2, an integrator 13 is arranged between the output 11 of the setpoint generator 9 and the input 12 of the speed controller 7. The input 14 of a comparator and control device 15 is connected to the output 16 of the actual value transmitter 10 and the output 17 of the integrator 13. The output 18 of the comparator and control device 15 is at the input 28 of the integrator 13. The switches 19, 20, 21, 22, 23 are coupled to one another. In the case of the in Fig. 2 The connection of the control arrangement to the setpoint generator 9 is opened by the switch 21 and the output 17 of the integrator 13 can be adapted to the value coming from the actual value generator 10 via the comparator and control device 15.
Der Schalter 23 setzt den Ausgang 24 des Drehzahlreg-
Bei einer dritten, in Fig. 3 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist an Stelle der Komperator-und Regeleinrichtung 15 eine Rückführung 25 vorgesehen, die bei Vollaussteuerung den Ausgang 24 des Drehzahlreglers 7 mit dem Eingang 28 des Integrators 13 verbindet und die durch ein Zusatzsignal am Eingang des Integrators 13 den Ausgang 17 des Integrators 13 so verändert, daß dem Eingang 12 des Drehzahlreglers 7 eine Regelabweichung vorgetäuscht wird, die den Ausgang 24 des Drehzahlreglers 7 selbsttätig auf Null zurückführt. Im Regelbetrieb ist die Rückführung durch den Schalter 26 unterbrochen. In dieser Version kann der Sollwert dauernd angeschlossen bleiben.In a third embodiment according to the invention, shown in FIG. 3 a feedback 25 is provided instead of the comparator and control device 15, which, at full output, connects the output 24 of the speed controller 7 to the input 28 of the integrator 13 connects and by an additional signal at the input of the integrator 13 changed the output 17 of the integrator 13 so that the input 12 of the speed controller 7 a control deviation is simulated, which the output 24 of the speed controller 7 automatically returns to zero. In normal operation, the return is through the Switch 26 interrupted. In this version, the setpoint can be connected permanently stay.
In den Flg. 4, 4a und 5 sind verschiedene Arten des Verlaufes des Drehmomentes in Form von Diagrammen dargestellt. Auf der Waagrechten 32 ist der Ausgang des Drehzahlreglers 7 aufgetragen, die Linie 33 im Quadran- ten II stellt die Spannung für Treiben und die Kurve 34 das jeweils dazugehörende Drehmoment dar, während die Linie 35 im Quadranten IV die Spannung beim Bremsen und die Kurve 36 das Bremsmoment aufzeigen.In the Flg. 4, 4a and 5 are different types of torque curve shown in the form of diagrams. The output of the speed controller 7 is plotted on the horizontal 32, the line 33 in the quadrant th II represents the voltage for driving and curve 34 represents the respective associated torque, while line 35 in quadrant IV shows the voltage during braking and curve 36 shows the braking torque.
Fig. 4 zeigt den Verlauf des Drehmomentes bei Verwendung eines stetig
arbeitenden Reglers. Es ist deutlich zu erkennen, daß ein spürbares Moment erst
bei größeren Ausgangswerten des Drehzahlreglers 7 auftritt. Infolgedessen muß beim
Übergang auf Regelbetrieb der Drehzahlregler erst einen größeren, praktisch unwirksamen
Bereich durchfahren. Gemäß Fig. 4a kommt ein Regler mit einer Unstetigkeitsstelle
39 in der Nullpunktstelle zur Anwendung. Es ergibt sich sofort ein spürbarer Moment.
Der Drehmomentenverlauf nach Fig. 5 schließlich ergibt sich bei Verwendung eines
Drehzahlreglers mit stetigem Aus-
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Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2951839A DE2951839C2 (en) | 1979-12-21 | 1979-12-21 | Electric drive, in particular for lifting equipment such as elevators, cranes or the like |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2951839A DE2951839C2 (en) | 1979-12-21 | 1979-12-21 | Electric drive, in particular for lifting equipment such as elevators, cranes or the like |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2951839A1 true DE2951839A1 (en) | 1981-07-02 |
DE2951839C2 DE2951839C2 (en) | 1984-05-17 |
Family
ID=6089307
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2951839A Expired DE2951839C2 (en) | 1979-12-21 | 1979-12-21 | Electric drive, in particular for lifting equipment such as elevators, cranes or the like |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2951839C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10210318A1 (en) * | 2002-03-08 | 2003-10-02 | Hanning Elektro Werke | Method for controlling an AC motor and AC motor with circuit arrangement for carrying out the method |
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DE2239897A1 (en) * | 1972-08-14 | 1974-02-28 | Siemens Ag | DEVICE FOR THE SPEED CONTROL OF AN ASYNCHRONOUS MOTOR |
DE2455843A1 (en) * | 1974-11-26 | 1976-06-10 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Lifting gear drive system - includes control unit and asynchronous motor with at least two windings |
-
1979
- 1979-12-21 DE DE2951839A patent/DE2951839C2/en not_active Expired
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DE2951839C2 (en) | 1984-05-17 |
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