DE3021540A1 - Synchronisieranordnung - Google Patents

Description

Synchroniaieranordnung

Die Erfindung betrifft eine Synchroniaieranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Frequenzgeregelte Antriebe mit Asynchron- oder Synchronmotoren haben den Vorteil, α ..', die Motoren euz;ied-:v 2ur Erzielung e'ner

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gen im Netz verursachen würden. Ein weiteres Problem besteht darin, daß die üblichen Synchronisieranordnungen für ihre Arbeitsweise einen sinusförmigen Verlauf der beiden zu synchronisierenden Spannungen verlangen. Die Ausgangsspannung eines Frequenzumrichters ist in der Praxis Jedoch stark deformiert und weicht erheblich von der Sinusform ab. Bei solchen Spannungsverläufen ist es schwierig, Synchronisieranordnungen bei der Umschaltung störungsfrei anzuwenden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Synchronisieranordnung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die auch unter den obengenannten erschwerten Bedingungen gut arbeitet.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Synchronisieranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, die erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Die Spannung U des Wechselrichters ist aus einer Grundwelle und Oberwellen zusammengesetzt, so daß ein sogenannter künstlicher Nulldurchgang geschaffen werden muß, der beim Mulldurchgang der Grundwelle liegt. Hierdurch erhält man UmschaltmÖglichkeiten sowohl dann, nachdem man einen Motor auf volle Drehzahl hochgefahren hat, als auch dann, wenn man einen entmagnetisierten Synchron- oder Asynchronmotor an das Netz anschließen möchte. In dem erstgenannten Fall jedoch unter erheblich günstigeren Ver-

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hältnissen als mit den. Kitteln gemäß dem Stande der Technik. Man vermeidet die Drehmomentenstörungen oder Störungen anderer Art, die andernfalls "bei einer falschen Einschaltung oder Umschaltung zwischen Frequenzumr'chter und Netz auftreten können.

Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert v/erden. Es zeigen

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung gemäß der

Erfindung,
Fig. 2 den Verlauf der Netzspannung und der Ausgangsspannung des Frequenzumrichters.

In Fig. 2 wird im unteren Diagramm die Ausgangsspannung einer von drei Phasen des in üblicher Weise durch Zündimpulse gesteuerten Frequenzumrichters gezeigt, während das obere Diagramm die entsprechende Phase der sinusförmigen Netzspannung zeigt. Die Phasanzahl kann natürlich auch eine andere als drei sein. Die Umschaltung des Motors vom Frequenzumrichter auf das Netz und umgekehrt soll bei dem die Phasengleichheit kennzeichnenden gleichzeitigen Nulldurchgang der beiden Spannungen erfolgen, also beispielsweise im Zeitpunkt t.. Für die Ausgangsspannung des Wechselrichters, deren Nulldurchgang unklar sein kann, wird ein sogenannter künstlicher Nulldurchgang geschaffen, welcher beim Nulldurchgang der Grundwelle liegt. Dies kann mittels einer Anordnung nach Fig. 1 geschehen.

Fig. 1 zeigt einen dreiphasigen Asynchron- oder Synchronmotor 1,

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der v/ahlweise an ein dreiphasiges Vfechselspannungsnetz 2 oder an den Ausgang eines Frequenzumrichters 3 angeschlossen werden kann. Selbstverständlich können Motor und Netz auch eine beliebige andere Phasenzahl haben. Der Frequenzuzirichter besteht aus einem Gleichrichter 4 und einem Wechselrichter 5, die über übliche Glättungsnittel 6 in Reihe geschaltet sind. Mit 7 ist die Steueranordnung für den Wechselrichter und den Gleichrichter bezeichnet, Der Wechselrichter kann über den Schalter 8 an den Motor 1 angeschlossen werden. An den Wechselrichter ist eine Synchronisieranordnung A, beispielsweise der obengenannten Art, angeschlossen, welche den Zeitpunkt des die Phasengleichheit kennzeichnenden gleichzeitigen Nulldurchgangs der Ausgangsspannung des Wechselrichters 5 und der Netzspannung 2 erfaßt, um zu diesem Zeitpunkt die Umschaltung zwischen Netz- und Frequenzunrichterbetrieb zu veranlassen. Der Frequenzumrichter ist auf übliche Weise impulsgesteuert, was auch aus der unteren Kurve in Fig. 2 hervorgeht.

Beispielsweise beim Hochfahren des Motors 1 wird dieser vom Frequenzumrichter 3 gespeist, wobei der Schalter 8 geschlossen und der Schalter 9 offen ist. Dabei kann die Frequenz des Frequenzumrichters 3 erhöht werden, so daß auch die Drehzahl des Motors gleichzeitig steigt. Nachdem beispielsweise der Motor 1 eine in bezug auf das Netz 2 synchrone oder nahezu synchrone Drehzahl erreicht hat, möchte man eine Umschaltung vornehmen, wobei der genannte gemeinsame Spannungsnulldurchgang von der Synchronisieranordnung A abgetastet wird und bei seinem Vorliegen der Schalter 8 geöffnet und der Schalter 9 geschlossen wird, so daß die Anschaltung des Motors 1 an das Netz 2 ohne nennenswerte

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Drehmomentenstörungen, oder sonstige Störungen erfolgt. Auf entsprechende Weise kann die Umschaltung vom Netz auf den Frequenz-Umrichter erfolgen, -wenn die Drehzahl des Motors herabgesetzt v/erden soll. Man kann den Motor - wenn es sich um einen Asynchronmotor oder einen Synchronmotor mit einer Anlaufkurzschlußwicklung handelt - nach Herabsetzung der Drehzahl auf Null auch direkt ans Netz anschließen, wobei jedoch eine geeignete Zeitspanne von beispielsweise einer Sekunde abzuwarten ist, um zu vermeiden, daß der Motor beim Einschalten noch ein nachwirkendes Magnetfeld führt. Der Frequenzumrichter 3 kann nach Öffnung des Schalters 8 auch an andere Motorantriebe angeschlossen werden, wodurch eine bedeutende Verbilligung einer komplexeren Anlage erzielt werden kann. Die Anordnung nach der Erfindung ist auch sehr unempfindlich, da es verhältnismäßig leicht ist, einen gleichzeitigen Nulldurchgang für das Netz im Verhältnis zu dem impulsgesteuerten Frequenzumrichter 3 zu finden.

Die oben beschriebene Anordnung kann im Rahmen des offenbarten allgemeinen Erfindungsgedankens in vielfacher Weise variiert '.■/•erden.

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Claims (2)

1. Patentansprüche;

   f 1.j Synchronisieranordnung bei Motorantrieben mit mindestens einem Asynchron- oder Synchronmotor, wobei der Motor alternativ an einen Frequenzumrichter oder an ein elektrisches Wechselstromnetz anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung eine Vorrichtung (A) enthält zum Vergleich des Nulldurchgangs der Netzspannung mit der zeitlichen Lage eines zweckmäßig ausgewählten Zündimpulses für den Wechselrichter (5) des Frequenzumrichters (3), wobei die Umschaltung des Motors (1) vom Umrichter auf das Netz (2) oder umgekehrt bei dem die Phasengleichheit indizierenden gemeinsamen Nulldurchgang der Netzspannung und der Grundwelle der Umrichterspannung erfolgen kann.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzumrichter (3) alternativ an zwei oder mehrere verschiedene Motorantriebe angeschlossen werden kann.

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