DE3114176A1

DE3114176A1 - Circuit arrangement for regulating an intermediate-circuit converter

Info

Publication number: DE3114176A1
Application number: DE19813114176
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 1000 Berlin Landeck
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Alstom Anlagen und Automatisierungstechnik GmbH
Priority date: 1981-04-03
Filing date: 1981-04-03
Publication date: 1982-10-28
Also published as: DE3114176C2

Abstract

In order to improve the dynamic behaviour (dynamic response) of an intermediate-circuit converter (11, 12, 13) which supplies an asynchronous machine (14) and has an impressed current, a load-dependent correction of the output frequency (f1) of the converter is carried out. For this purpose, frequency regulation is provided whose reference variable (xu) is the conditioned terminal voltage (U1) of the asynchronous machine (14), which is compared with the actual value (f1) of the output frequency of the converter. The control deviation leads to the frequency (f1) being influenced as a function of the flow. <IMAGE>

Description

Beschreibung description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine solche Schaltungsanordnung ist aus "Technische Mitteilungen AEG-Telefunken", Jg. 69 (1979), Heft 5/ 6, S. 192 bis 196 bekannt.The invention relates to a circuit arrangement according to the Preamble of claim 1. Such a circuit arrangement is from "Technical Communications AEG-Telefunken ", vol. 69 (1979), issue 5/6, pp. 192 to 196 known.

Bei dieser Schaltung wird der Lastzustand des Motors über die Klemmenspannung in die Regelung eingebracht. Belastet man die Asynchronmaschine, so vergrößert sich der Schlupf, der in der Maschine fließende, eingeprägte Strom teilt sich in eine Wirk- und Blindkomponente auf, wobei sich die Magnetisierung der Maschine und damit die innere EMK und der Spannungsistwert verringern. über den Spannungsregler wird der Sollwert des Stromes so lange erhöht, bis über den Istwert Stromgleichgewicht entsteht und sich ein stationäres Verhalten einstellt. Infolge der Schwächung der Magne- tisierung im ersten Augenblick der Belastung tritt eine nachteilige Verschiebung der Momentenkennlinie der Asynchronmaschine ein.With this circuit, the load state of the motor is determined by the terminal voltage introduced into the scheme. If the asynchronous machine is loaded, it increases the slip, the applied current flowing in the machine, is divided into one Active and reactive components on, whereby the magnetization of the machine and thus reduce the internal emf and the actual voltage value. via the voltage regulator the setpoint of the current is increased until the current equilibrium is above the actual value arises and a stationary behavior sets in. As a result of the weakening of the Magnetic A disadvantage occurs at the first moment of exposure Shift of the torque characteristic of the asynchronous machine.

In Fig. 1 ist diese Verschiebung dargestellt. Der Verlauf des Drehmoments M über der Drehzahl n ist einmal für ttennfluß (D = Dn) und einmal für einen geringeren Fluß (D < Dn) aufgetragen. Für das Nenn-Drehmoment Meist der Drehzahleinbruch n bei einer Schwächung des Maschinenflusses wesentlich größer als bei Nennfluß. Außerdem reduziert sich das Kippmoment MKipp so, daß bei dynamischer Belastung die Asynchronmaschine kippen kann, bevor der Regelkreis eine Erhöhung des Stromes und damit eine Verbesserung der Magnetisierung vorgibt.In Fig. 1 this shift is shown. The course of the torque M over the speed n is once for ttennfluß (D = Dn) and once for a lower Flux (D <Dn) plotted. For the nominal torque usually the drop in speed n with a weakening of the machine flux is significantly greater than with the nominal flux. In addition, the tilting moment MKipp is reduced in such a way that under dynamic loading the Asynchronous machine can tip over before the control loop increases the current and so that an improvement in the magnetization is required.

Ferner führen Nachladeströme in den zur Kommutierung beim Maschinenstromrichter vorhandenen Kommutierungskondensatoren zur Instabilität des Antriebes, da diese Ströme die Magnetisierung der Maschine verringern. Eine Stabilisierung mit Hilfe der Reglerbeschaltung ist nur bedingt möglich.Furthermore, recharging currents lead to commutation in the machine converter existing commutation capacitors for instability of the drive, as these Currents reduce the magnetization of the machine. A stabilization with help the controller circuit is only possible to a limited extent.

Weiterhin treten beim Entlasten der Asynchronmaschine Spannungsspitzen auf. Die Regelung hält den ursprünglichen Laststrom nämlich so lange aufrecht, bis die relativ langen Reglerzeitkonstanten eine Verringerung des Stromes zulassen. In der Zwischenzeit ist die Maschine stark übersättigt, d. h. es treten hohe Spannungen an den Klemmen auf, die u. U. zu einer Störung des Antriebes führen.Voltage peaks also occur when the asynchronous machine is relieved on. The regulation maintains the original load current until the relatively long controller time constants allow the current to be reduced. In the meantime the machine is heavily oversaturated, i. H. high tensions occur at the terminals, which may lead to a malfunction of the drive.

Auch läßt sich beim Einsatz der bekannten Schaltungsanordnung die Asynchronmaschine nicht sehr schnell abbremsen.When using the known circuit arrangement, the Do not brake the asynchronous machine very quickly.

Einer schnellen Verringerung des Frequenzsollwertes kann der Spannungsistwert aufgrund der Ma chinenzeitkonstante nicht folgen, so daß der Spannungsregler einen kleiner wer- denden Stromsollwert vorgibt, obwohl die Asynchronmaschine zum Bremsen einen hohen Strombedarf hat. Auch hier kann die Maschine kippen und eine Störung des Antriebes bewirken.The actual voltage value can be used to reduce the frequency setpoint quickly due to the Ma chinenzeitkonstante not follow, so that the voltage regulator a get smaller the current setpoint, although the asynchronous machine has a high power requirement for braking. Here, too, the machine can tip over and cause a malfunction of the drive.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß über die Überwachung der Klemmenspannung der Asynchronmaschine bei jeder Laständerung durch eine sofortige Verstellung der Ständer frequenz das Spannungs-Frequenz-Verhältnis konstantgehalten werden kann, so daß die Asynchronmaschine dadurch mit konstantem Maschinenfluß betrieben wird.The invention is based on the knowledge that the monitoring the terminal voltage of the asynchronous machine with every load change by an immediate Adjustment of the stator frequency kept the voltage-frequency ratio constant can be so that the asynchronous machine thereby operated with a constant machine flow will.

Durch die DE-OS 29 19 852 ist eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der eine Rechenschaltung zur Ermittlung des dem jeweiligen Lastzustand entsprechenden Flußvektors für die Beeinflussung eines Lastzustandsreglers vorgesehen ist.From DE-OS 29 19 852 a circuit arrangement is known in a computing circuit for determining the corresponding load condition Flux vector is provided for influencing a load state controller.

Derartige Rechenschaltungen sind aufwendig.Such computing circuits are complex.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das dynamische Verhalten der eingangs angegebenen Schaltungsanordnung unter geringem Aufwand durch eine lastabhängige Korrektur der Ausgangsfrequenz des Umrichters zu verbessern.The invention is based on the object of the dynamic behavior the circuit arrangement specified above with little effort by a load-dependent Correction to improve the output frequency of the converter.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.According to the invention, this object is characterized by what is stated in claim 1 Features solved.

Durch diese mit nur geringem Aufwand zu bewerkstelligende unmittelbare lastabhängige Korrektur der Ausgangsfrequenz des Umrichters wird auch bei schnellen Laständerungen der Asynchronmaschine deren Kippen infolge einer Schwächung des Maeichinenflusies vermieden. Auch werden störungen der Magnetisierung in der Asynchronmaschine, die durch Nachladeströme in den Kommutierungskondensatoren des Maschinenstromrichters hervorgerufen werden, schnellstens ausgere- gelt. Spannunqsspitzen im Maschinentromrichter bei Ent -lastung der Asynchronmaschine werden ebenfalls durch die Frequenzregelung verhindert.This can be achieved with only little effort and direct load-dependent correction of the output frequency of the converter is also with fast Load changes of the asynchronous machine, their tilting due to a weakening of the Maeichinenflusies avoided. Also disturbances of the magnetization in the asynchronous machine, the by recharging currents in the commutation capacitors of the machine converter are caused as quickly as possible. valid voltage peaks in the machine converter when the asynchronous machine is relieved prevented by the frequency control.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Schaltungsanordnung nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the circuit arrangement according to the invention are specified in the subclaims.

Die Erfindung soll für ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungsfiguren 2 und 3 im folgenden erläutert werden.The invention is intended for an exemplary embodiment based on the drawing figures 2 and 3 are explained below.

In Fig. 2 ist ein Übersichtsschaltplan der Schaltungsanordnung nach der Erfindung und in Fig. 3 die Wirkungsweise einer zusätzlichen Kennlinienkorrektur dargestellt.In Fig. 2 is an overview circuit diagram of the circuit arrangement according to of the invention and in Fig. 3 the mode of action of an additional characteristic curve correction shown.

In Fig. 2 wird ein vorzugsweise als vollgesteuerte Gleichrichterbrücke ausgebildeter Netzstromrichter 11 eines Umrichters aus einem dreiphasigen Drehstromnetz mit der Frequenz fNT und der Spannung UN gespeist. Der Umrichter weist weiterhin einen Gleichstromzwischenkreis mit einer Zwischenkreisdrossel 12 und einen als Wechselrichter arbeitenden Maschinenstromrichter 13 auf. Der Maschinenstromrichter 13 betreibt mit der dreiphasigen Ausgangs spannung U1 und der Frequenz f1 eine Asynchronmaschine 14.In Fig. 2, a preferably as a fully controlled rectifier bridge trained mains converter 11 of a converter from a three-phase three-phase network fed with frequency fNT and voltage UN. The converter continues to point a direct current intermediate circuit with an intermediate circuit choke 12 and one as an inverter working machine converter 13. The machine converter 13 operates with the three-phase output voltage U1 and the frequency f1 an asynchronous machine 14th

Mit der nachfolgend beschriebenen Schaltungsanordnung soll die Klemmenspannung (Spannung U) der Asynchronmaschine 14 überwacht und jede Ändcruncl durch eine Verstellung der Frequenz f1 so ausgeglichen werden, daß die Asynchronmaschine 14 immer mit einem konstanten Verhältnis U1gl und damit mit konstantem Maschinenfluß betrieben wird.With the circuit arrangement described below, the terminal voltage (Voltage U) of the asynchronous machine 14 is monitored and every change is made by an adjustment the frequency f1 are balanced so that the asynchronous machine 14 always with a constant ratio U1gl and thus operated with constant machine flow.

Über ein Sollwertpotentiometer 1 erhält die Regelung eine Sollwertvorgabe für die Klemmenspannung U1, deren maximale Änderungsgeschwindigkeit ein Steilheitsbegrenzer 2 festlegt.The control receives a setpoint specification via a setpoint potentiometer 1 for the terminal voltage U1, the maximum rate of change of which is a slope limiter 2 sets.

Dieser aufbereitete Spannungssollwert wird mit einem von einem weiteren Potentiometer 3 vorgegebenen Mindestwert verglichen, der die untere Klemmenspannung U1 min festlegt.This prepared voltage setpoint is combined with one of another Potentiometer 3 compared to the specified minimum value, which is the lower terminal voltage U1 defines min.

Dieses entstehende Signal w bildet die Führungsgröße eines u Spannungsreglers 7. Als Regelgröße XU des Spannungsreglers dient der Istwert der Ausgangsspannung U1, der über eine Spannungsteilung 4 dreiphasig auf Logikpotential reduziert wird. Nach einerGleichrichteranordnung 5 erfolgt eine Bedurch einflussungvelnen Istwert-Kennliniengeber 6 zur Kompensation des ohmschen Anteils bei kleinen Frequenzen sowie zur Feldschwächung im oberen Frequenzbereich. Aus dem Soll-Istwertvergleich im Spannungsregler 7 bildet sich über ein Begrenzungsglied 7a die Führungsgröße wI, die, verglichen mit dem über einen Stromwandler 8 erfaßten Stromistwert XI eine Aussteuerung eines Stromreglers 9 hervorruft.This resulting signal w forms the reference variable of a voltage regulator u 7. The actual value of the output voltage is used as the controlled variable XU of the voltage regulator U1, which is reduced to logic potential in three phases via a voltage division 4. After a rectifier arrangement 5 there is an influencing actual value characteristic generator 6 to compensate for the ohmic component at low frequencies and to weaken the field in the upper frequency range. Forms from the set-actual value comparison in the voltage regulator 7 The reference variable wI, which, compared with the Current actual value XI detected via a current transformer 8 controls a current regulator 9 evokes.

Diese Aussteuerung bestimmt über einen Steuersatz 10 den Zündzeitpunkt der vollgesteuerten Gleichrichterbrücke 11, wodurch ein geregelter Strom über die Zwischenkreisdrossel 12 und den Wechselrichter 13 in die Asynchronmaschine 14 fließt.This modulation determines the ignition point via a tax rate 10 the fully controlled rectifier bridge 11, whereby a regulated current through the Intermediate circuit choke 12 and the inverter 13 flows into the asynchronous machine 14.

Kernpunkt der Regelung ist der Frequenzregelkreis zur Bildung der Ständerfrequenz f1. Hierzu wird in einem Frequenz-Regler 15 der Spannungsistwert XU mit dem analogen Wert der Ständerfrequenz f1 (Frequenzistwert) verglichen. Der Spannungsistwert XU dient in diesem Regelkreis als Führungsgröße, d. h. jede Veränderung in seiner Amplitude, hervorgerufen durch eine Belastungsänderung an der Motorwelle, verstimmt den Regelkreis und bewirkt eine Änderung der Frequenz f1. Diese Art der Regelung benötigt keinen Tachogenerator zur Bildung des Drehzahlistwertes, sondern benutzt den Istwert der Ständer frequenz. -Durch diese Maßnahme wird eine Aufwandsreduzierung erreicht, die sich besonders bei Asynchronmaschinen höherer Schutzart auszahlt. Die spannungsabhängige Veränderung der Ständerfrequenz f1 hat zur Folge, daß in jedem Belastungszustand ein konstantes U/ f-Verhältnis und damit konstanter Fluß in der Asynchronmaschine 14 herrscht. Die Momentenkennlinie behält bei Laständerungen ihren ursprünglichen Verlauf. Ein Kippen ist ausgeschlossen, da bei Erreichen des Kippmomentes (Stromgrenze, vorgegeben durch das Begrenzungsglied 7a) die Ständerfrequenz reduziert wird, bis sich ein neuer stabilier Arbeitspunkt einstellt, bzw. der Antrieb sich wegen Überlastung abschaltet.The main point of the regulation is the frequency control loop for the formation of the Stator frequency f1. For this purpose, the actual voltage value is set in a frequency controller 15 XU compared with the analog value of the stator frequency f1 (actual frequency value). Of the The actual voltage value XU is used as a reference variable in this control loop, i. H. any change in its amplitude, caused by a change in load on the motor shaft, detunes the control loop and causes a change in frequency f1. This kind of Regulation does not require a tachometer generator to generate the actual speed value, but uses the actual value of the stator frequency. -This action will make a Reduction of effort achieved, which is higher especially with asynchronous machines Degree of protection pays off. The voltage-dependent change in the stator frequency f1 has the consequence that in every load condition a constant U / f ratio and thus constant flux in the asynchronous machine 14 prevails. Retains the torque characteristic their original course in the event of load changes. Tipping is impossible, because when the breakdown torque is reached (current limit, specified by the limiting element 7a) the stator frequency is reduced until a new stable operating point or the drive switches itself off due to overload.

Zur Verhinderung von Läuferpendelungen ist nach dem Frequenzregler 15 ein Zwischenkreisspannungs-Regler 17 geschaltet. Durch den welligen Frequenzistwert f1 können sich u. U. Pendelungen des Läufers um den Synchronismus einstellen. Da sich diese Pendelungen in der Zwischenkreisspannung zeigen, wird diese Größe zur Dämpfung der Pendelungen auf Logikpegel mittels eines Wandlers 16 herabgesetzt und mit dem Ausgang des Frequenz-Reglers 15 verglichen. Der Ausgang des Reglers 17 liefert den Istwert der Umrichterfrequenz f1.To prevent rotor oscillations, the frequency regulator is installed 15, an intermediate circuit voltage regulator 17 is connected. Due to the wavy actual frequency value f1 it is possible that the rotor oscillates around the synchronism. There If these oscillations show up in the intermediate circuit voltage, this variable becomes Damping of the oscillations reduced to logic level by means of a converter 16 and compared with the output of the frequency controller 15. The output of the controller 17 delivers the actual value of the converter frequency f1.

Um ein optimales Anlaufmoment zu erhalten, wird f1 mit einem Mindestwert f (vorgegeben von einem Potentiometer 18) beaufschlagt, der die Anlauffrequenz des Antriebes (üblicherweise Nennschlupf) vorgibt. Nach diesem Vergleich erfolgt in einem Spannungs-Frequenzumsetzer 19 die Umwandlung des analogen Frequenz-Istwertes f1 in eine Frequenz mit f = 6 x f1, die zur Taktung eines Steuersatzes 20 dient.In order to obtain an optimal starting torque, f1 is given a minimum value f (predetermined by a potentiometer 18) applied to the starting frequency of the Drive (usually nominal slip). After this comparison takes place in a voltage-frequency converter 19 converts the analog frequency actual value f1 into a frequency with f = 6 x f1, which is used to clock a control rate 20.

Durch diesen wird das Drehfeld erzeugt; er ordnet jedem Thyristor im Wechselrichter 13 die erforderlichen Zündim- pulse zu.This creates the rotating field; he assigns every thyristor in the inverter 13 the necessary ignition pulse to.

Das beschriebene Regelverfahren bewirkt bei einer motorischen Belastung eine kurzzeitige Verringerung der Ständerfrequenz f um die Leistungsbilanz an der Motorwelle durch Abgabe von kinetischer Energie an die Belastung auszugleichen, bis der erhöhte Strom in der Asynchronmaschine 14 diese Belastung kompensiert. Bei generatorischer Belastung soll die Regelung die Frequenz zunächst anheben, d. h. die Belastung kann kinetische Energie an den Läufer zum Beschleunigen abgeben, bis ausreichend Strom fließt. Um dieses Verhalten zu erreichen, muß für die generatorische Belastung eine Kennlinienkorrektur erfolgen. Der Grund dafür ist das Verhalten der Motorspannung U1. Sie verringert sich sowohl bei motorischer als auch bei generatorischer Belastung. (vgl. Fig. 3) Beim Motorbetrieb führt eine kleiner werdende Spannung U1 zu einer Verringerung der Frequenz f1 - die Regelung verhält sich richtig. Bei generatorischer Belastung würde sich die Frequenz ebenfalls verringern, was zu einer Störung des Antriebes führt. Deshalb erfolgt eine Korrektur des Spannungsistwertes XU in der Form, daß bei generatorischer Belastung eine größer werdende Spannung am Frequenzregler 15 auftritt. Dies gelingt durch die Addition von du = 2(wu-xu) mit einer Korrekturschaltung 22 zu dem Wert Xu am Eingang des Frequenzreglers 15. (In Fig. 3 die gestrichelte Korrekturkurve) Da diese Addition nur im generatorischen Lastzustand erfolgen darf, steuert die Zwischenkreisspannung als Kriterium für Mot/Gen-Betrieb über eine Kippstufe 21 ein Schalttor 23.The described control method is effective in the event of a motor load a short-term reduction of the stator frequency f by the power balance at the Balancing the motor shaft by releasing kinetic energy to the load, until the increased current in the asynchronous machine 14 compensates for this load. at generator load, the control should first increase the frequency, i. H. the load can give up kinetic energy to the runner to accelerate sufficient current is flowing. In order to achieve this behavior, the regenerative Load a characteristic curve correction. The reason for this is the behavior of the Motor voltage U1. It is reduced with both motor and generator Load. (see. Fig. 3) During motor operation, a decreasing voltage leads U1 leads to a reduction in frequency f1 - the control is correct. at regenerative load, the frequency would also decrease, resulting in a Fault in the drive leads. The actual voltage value is therefore corrected XU in the form that the voltage increases with generator load occurs at the frequency controller 15. This is achieved by adding du = 2 (wu-xu) with a correction circuit 22 for the value Xu at the input of the frequency controller 15. (In Fig. 3 the dashed correction curve) Since this addition is only in the generator Load state, controls the DC link voltage as a criterion for Mot / Gen operation A switching gate 23 via a toggle stage 21.

Wie vorstehend schon erwä-hnt, tritt bei einer schnellen Absenkung des Spannungssollwertes w aufgrund der Zeitkonu stanten der Asynchronmaschine 14 eine Verringerung des Stromsollwertes wI auf, so daß der Strom in der Maschine nach 0 strebt. Das Eingreifen des Frequenzregelkreises bringt in diesem Fall keinen Erfolg, da eine Frequenzbeeinflussunq ohne Strom nicht möglich ist.As already mentioned above, occurs with a rapid decrease of the voltage setpoint w due to the time cone stanten of the asynchronous machine 14 a reduction in the current setpoint wI, so that the current in the machine strives for 0. The intervention of the frequency control loop does not help in this case Success because it is not possible to influence the frequency without electricity.

Zur Beherrschung dieses Verhaltens ist eine Überwachungsschaltung vorgesehen, die das Nullwerden des Stromes verhindert. Diese Schaltung vergleicht den tatsächlichen Fluß der Asynchronmaschine 14, der über Integratoren 24 und einen Gleichrichter 25 aus der dreiphasigen, dem Logikpegel über den Spannungswandler 4 angepaßten Motorspannung gewonnen wird, mit einem Flußsollwert wm, der von einem Sollwertgeber 26 vorgegeben wird. Dieser Flußsollwert entspricht dem kleinsten zulässigen Fluß der Asynchronmaschine 14. Untersch:eitet der Flußistwert x« diesen Wert, so stützt ein Fluß-Regler 27 den Spannungssollwert wu so lange, bis sich der Maschinenfluß durch erhöhte Stromvorgabe erholt hat und verhindert damit das Nullwerden von wI. Für den Bremsbetrieb heißt dies, daß der sich sehr schnell verringernde Spannungssollwert w durch das vom Fluß-Regler 27 u abgegebene Signal ersetzt wird, bis der Maschinenfluß nach Erreichen der kleineren Ausgangsfrequenz f1 seinen Mindestwert wa überschreitet. Die Größe des Stromsollwertes WI stellt sich dabei automatisch auf die Anforderung des Antriebes ein, d. h. bei Erreichen der durch das Begrenzungsglied 7a bestimmten Stromgrenze reduziert sich die Änderungsgeschwindigkeit von f1 und wird unabhängig von der Änderung wu, wodurch ein Kippen des Antriebes verhindert wird.A monitoring circuit is required to control this behavior provided, which prevents the current from going to zero. This circuit compares the actual flow of the asynchronous machine 14, which is via integrators 24 and a Rectifier 25 from the three-phase, the logic level through the voltage converter 4 adapted motor voltage is obtained, with a flux setpoint wm, which is of a Setpoint generator 26 is specified. This nominal flux value corresponds to the smallest permissible one Flux of asynchronous machine 14. Difference: If the actual flux value x «exceeds this value, then a flux regulator 27 supports the voltage setpoint wu until the machine flux has recovered through increased current specification and thus prevents wI from going to zero. For braking operation, this means that the voltage setpoint decreases very quickly w is replaced by the signal emitted by the flow controller 27 u until the machine flow exceeds its minimum value wa after reaching the lower output frequency f1. The size of the current setpoint WI automatically adjusts to the requirement of the drive, d. H. when reaching the determined by the limiting member 7a Current limit reduces the rate of change of f1 and becomes independent of the change, which prevents the drive from tilting.

Damit ist es nicht mehr erforderlich, den Steilheitsbegrenzer 2 genau auf die Erfordernisse des Antriebes einzustel- len, da die Regelung die maximal mögliche Änderungsgeschwindigkeit sowohl beim Beschleunigen als auch beim Bremsen selbst vorgibt.This means that it is no longer necessary to precisely set the slope limiter 2 to be adjusted to the requirements of the drive len as the scheme the maximum possible rate of change both when accelerating and when braking itself.

Die im oberen Frequenzbereich u. U. auftretenden Nachladeströme führen nicht zum Schwingen des Antriebes, da die dadurch hervorgerufenen unterschiedlichen Magnetisierungsverhältnisse in der Asynchronmaschine 14 durch Anpassung der Frequenz ausgeregelt werden.The recharging currents that may occur in the upper frequency range carry not to the oscillation of the drive, since the different caused thereby Magnetization conditions in the asynchronous machine 14 by adjusting the frequency be adjusted.

Auch die bei Entlastung der Asynchronmaschine 14 durch Übersättigung auftretenden Spannungsspitzen werden durch das beschriebene Regelkonzept verhindert. Bei Entlastung wird der anfangs noch weiter fließende Strom bis zur Ausregelung durch den Stromregler 9 zur kurzzeitigen Beschleunigung des Läufers benutzt und auf diese Weise eine Übersättigung verhindert.Even when the asynchronous machine 14 is relieved of load due to oversaturation Occurring voltage peaks are prevented by the described control concept. When the load is removed, the current that continues to flow at the beginning is regulated used by the current regulator 9 for brief acceleration of the rotor and this prevents oversaturation.

Beim Anlaufen der Asynchronmaschine 14 wird während einer Zeit t ein ungeregelter Stromsollwert wI vorgegeben, dessen Verlauf sich nach-der Schonzeit der verwendeten Thyristoren und dem Losbrechmoment des Antriebes richtet. Nach Ablauf der Zeit t beginnt der geregelte Betrieb. Voraussetzung für den Anlauf ist, daß der Umrichter betriebsbereit ist, d. h. alle Versorgungsspannungen vorhanden sind und keine Störung vorliegt. Zuerst erfolgt die Ansteuerung aller zum Betrieb erforderlichen Schaltglieder und danach die Reglerfreigabe. Zum gleichen Zeitpunkt wird eine Zeitstufe 29 angesteuert, die die Signale wu, Xu und vom Eingang des Spannungsreglers 7 abschaltet. Über ein Schalttor 30 steuert während dieser Phase nur ein Kennliniengeber 28 den Spannungsregler 7 aus und sorgt für die Vorgabe des Stromsollwertes. Durch Rückführung des Stromsollwertes WI in die Anfahrstrom-Vorgabe (Kennliniengeber 28) läßt sich erreichen, daß der Spannungsregler 7 aufgrund seines I-Verhaltens nicht übersteuert wird und der Stromsollwert WI dem vorgegebenen Wert folgt. Diese Stromvorgabe ist erforderlich, um den Anfahrstrom an die Kommutierungsverhältnisse im Leistungsteil des Wechselrichters 13 anzupassen. Die(nicht gezeigten) Kommutierungskondensatoren im Wechselrichter 13 werden für die erste Kommutierung mit einer Spannung von z. B. ca. 125 V vorgeladen. Daraus folgt, daß bei vorgegebener Freiwerdezeit der Wechselrichterthyristoren während der ersten Kommutierung nur ein begrenzter Strom kommutiert werden darf, um die Sperrfähigkeit der Halbleiterzellen nicht zu gefährden.When the asynchronous machine 14 starts up, during a time t on Unregulated current setpoint wI specified, the course of which changes after the closed season the thyristors used and the breakaway torque of the drive. After expiration Regulated operation begins at time t. The prerequisite for the start-up is that the converter is ready for operation, d. H. all supply voltages are available and there is no fault. First of all, all that are required for operation are controlled Switching elements and then the controller release. At the same time there is a time step 29, which switches off the signals wu, Xu and from the input of the voltage regulator 7. During this phase, only one characteristic generator 28 controls the via a switching gate 30 Voltage regulator 7 and provides for the specification of the current setpoint. Through repatriation of the current setpoint WI into the starting current specification (characteristic generator 28) it can be achieved that the voltage regulator 7 due to its I behavior is not overridden and the current setpoint WI follows the specified value. These Current specification is necessary in order to adapt the starting current to the commutation ratios in the power section of the inverter 13 to adapt. The commutation capacitors (not shown) in the inverter 13 are for the first commutation with a voltage of z. B. approx. 125 V precharged. It follows that the inverter thyristors for a given time to become free only a limited current may be commutated during the first commutation, in order not to endanger the blocking ability of the semiconductor cells.

Die Vorgabe dieses errechenbaren Stromes iibernimmt der Kennliniengeber 28 im Einschaltmoment. Durch die erste Kommutierung baut sich an den Kondensatoren eine höhere Spannung als die Vorladung auf, so daß jetzt ein größerer Strom kommutiert werden kann. Die Realisierung dieses Stromanstieges geschieht durch eine Rampenfunktion, die im Kennliniengeber dem Anfahrstrom überlagert wird. Die Steilheit der Rampe richtet sich nach der Kommutierungsfähigkeit des jeweiligen Stromes, die Dauer (Ablauf der Zeitstufe 29)vom Losbrechmoment des Läufers. Wenn der Läufer zu drehen beginnt, wirken mit Ablauf der Verzögerungszeit die normalen Soll- und Istwerte auf den Spannungsregler 7, d. h. der geregelte Betrieb wird eingeleitet. Die Anlauffrequenz fAnl ist dabei am Potentiometer 18 auf Nennschlupf einzustellen, so daß der Motoer sein Nennmoment zum Anlauf abgeben kann.The specification of this calculable current is taken over by the characteristic generator 28 at the moment of switch-on. The first commutation builds up on the capacitors a higher voltage than the precharge, so that now a larger current commutates can be. The realization of this current increase is done by a ramp function, which is superimposed on the starting current in the characteristic generator. The steepness of the ramp depends on the commutation capability of the respective current, the duration (sequence timer 29) from the rotor's breakaway torque. When the runner starts to turn, When the delay time expires, the normal setpoint and actual values act on the voltage regulator 7, d. H. regular operation is initiated. The starting frequency fAnl is included set to nominal slip on potentiometer 18 so that the motor reaches its nominal torque can deliver for start-up.

Claims

Schaltunqsanordnunq for controlling a DC link converter claims fs circuit arrangement for controlling a converter consisting of - a line converter, which can be controlled via a voltage regulator with a subordinate current regulator, - a DC link with impressed direct current and - a machine converter, the is connected to an asynchronous machine and the load state in its frequency this asynchronous machine can be tracked, characterized by a frequency of the machine converter (13) via a control element (20) determining the frequency controller (15), with a the actual value of the terminal voltage the asynchronous machine (4) proportional variable (xu) and the as a controlled variable a dem Actual value of the stator frequency of the asynchronous machine (14) proportional variable (fl) are supplied.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that an intermediate circuit voltage regulator between the frequency regulator (15) and the control element (20) (17) is connected to which the output variable (wUd) of the frequency controller (15) is used as a reference variable and a variable (xUd) proportional to the intermediate circuit voltage (Ud) as a control variable to serve.

3. Circuit arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized characterized in that the control member (20) for the machine converter (13) with a minimum value (f Anl> for the frequency (start-up frequency) is applied

4. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that that a switching gate (23) is provided which, when the asynchronous machine is operating as a generator (14) a correction variable (b U) for the actual value (xu) of the terminal voltage on the The input of the frequency controller (15) switches.

5. Circuit arrangement according to claim 4, characterized in that the switching gate (23) controlled by the direction of the voltage in the intermediate circuit Tilt stage (21) is switchable.

6. Circuit arrangement according to one of claims 4 or 5, characterized characterized in that the correction variable (AU) by a comparison circuit (22) from the deviation of the actual value (xu) of the terminal voltage from a specified ren Setpoint (wu) can be formed.

7. Circuit arrangement according to claim 6, characterized in that the output of a flux regulator (27) to the voltage regulator (7) and to the comparison circuit (22) is connected, - its reference variable (w) as the smallest permissible flow is specified by the asynchronous machine (14) from an actuator (26) and - its controlled variable (x) from an integration circuit (24), which is one of the actual Flow through the asynchronous machine (14) proportional size by integrating the Forms terminal voltage, can be supplied.

8. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized characterized in that a characteristic generator (28) via one of a time stage (29) controllable switch (30) for the sole target value specification for one of the blocking capability of the semiconductor valves used in the machine converter (13) are not endangering Starting current can be connected to the input of the voltage regulator (7), the output signal of which (WI) is fed back via the characteristic generator (28).