DE3135764A1 - STABILIZATION CIRCUIT FOR A REGULATED INVERTER MOTOR SYSTEM - Google Patents

STABILIZATION CIRCUIT FOR A REGULATED INVERTER MOTOR SYSTEM

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DE3135764A1
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Description

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fur JnI "e'eplU WecUelriMerMfor JnI "e'eplU reversible belts Beschreibung :Description :

Die Erfindung betrifft einen Regler zur Stabilisierung eines wechselrichtergesteuerten Motors bei Einschwingstößen oder Störungen, wodurch das dynamische Verhalten der Anlage Wechselrichter-Motor erheblich verbessert wird, und im eingeschwungenen Zustand, wenn die Betriebsbedingungen geeignet sind, das System schwingen zu lassen.The invention relates to a controller for stabilizing an inverter-controlled motor in the event of transient surges or malfunctions, which significantly improves the dynamic behavior of the inverter-motor system, and in the steady-state State when the operating conditions are suitable for causing the system to oscillate.

Wechselrichter-Motoranlagen weisen ein Bestreben auf, bei niedrigen Frequenzen unter bestimmten Betriebsbedingungen zu schwingen, wobei der Wechselrichter als negativer Abschlußwiderstand für die Gleichspannungsammelschiene wirkt, über welcher er seine Erregerspannung erhält. Die Erfindung soll dem Wechselrichter einen positiveren Widerstandswert. geben und damit die Schwingungsneigung herabsetzen.Inverter motor systems tend to operate at low frequencies under certain operating conditions to oscillate, with the inverter acting as a negative terminating resistor for the DC voltage busbar, over which it receives its excitation voltage. The invention aims to give the inverter a more positive resistance value. and thus reduce the tendency to vibrate.

Außerdem kann die Anlage Wechselrichter-Motor sich abrupt ändernde Lastdrehmomente aufweisen, welche erhebliche Abweichungen von der Sollgleichspannung der Sammelschiene im eingeschwungenen Zustand aufweisen. Die Erfindung soll auch die Wirkung plötzlicher Lastdrehmomentänderungen auf die Gleichspannung der Sammelschiene verringern, wodurch auch Abweichungen von der Sollgleichspannung der Sammelschiene verhindert werden.Also, the inverter motor may turn off abruptly have changing load torques, which have significant deviations of the nominal DC voltage of the busbar in the steady state. The invention is also intended reduce the effect of sudden load torque changes on the DC voltage of the busbar, thereby also reducing Deviations from the nominal DC voltage of the busbar are prevented.

Der Grund für die unerwünschten Spannungsänderungen der . Sammelschiene ist dem Filter zuzuschreiben, das aus einer in Reihe geschalteten Drossel und einem'parallelgeschalteten Kondensator besteht, und meist in der Gleichspannungsversorgung angeordnet ist, welche die Sammelschienenspannung erzeugt. Bei einem normalen Betrieb im eingeschwungenen Zustand fließt kein Strom mit arithmetischem Mittelwert zum Filterkondensator, und der gesamte .Strom gelangt an den Wechselrichter und von dort zu den Motorwicklungen. Bei einem plötzlichen Abfall von beispielsweise dem Lastdrehmoments am Motor fällt auch der Motorstrom abrupt ab, und der Induktorstrom fließt zum Filterkondensator, wobei erThe reason for the undesirable voltage changes in the . The busbar is to be ascribed to the filter, which consists of a series-connected choke and a 'parallel-connected Capacitor consists, and is usually arranged in the DC voltage supply, which the busbar voltage generated. During normal operation in a steady state no current with an arithmetic mean value flows to the filter capacitor, and the entire current is supplied to the Inverter and from there to the motor windings. In the event of a sudden drop in, for example, the load torque at the motor, the motor current also drops abruptly, and the inductor current flows to the filter capacitor, whereby it

— 1 3 —- 1 3 -

"StO '·"StO '·

diesen auf eine erheblich höhere Spannung auflädt. Da die Gleichspannungsammelschiene zum Kondensator parallelgeschaltet ist, erhöht sich auch die Sammelschienenspannung erheblich. Diese hohe Leistungsspannung kann auch, außer einem schädlichen Einfluß auf den Motor die Schaltvorrichtungen im Wechselrichter (die Transistoren .sein können) zerstören. Um dies zu verhindern, werden meist überdimensionierte Schaltvorrichtungen verwendet', deren Leistungskennlinien •hinreichen, um selbst den stärksten Sammelschienenspannungencharges it to a significantly higher voltage. Because the DC busbar is connected in parallel to the capacitor the busbar voltage also increases significantly. This high power voltage can also save one harmful influence on the motor destroy the switching devices in the inverter (which can be transistors). To prevent this, oversized switching devices are mostly used, their performance characteristics • Sufficient to handle even the strongest busbar voltages

1Ό zu widerstehen, die bei einer sehr plötzlichen Laständerung auftreten könnten.1Ό to withstand the very sudden change in load could occur.

Der erfindungsgemäße Regler erreicht .ein erheblich verbessertes dynamisches Verhalten und überwindet die Frage der Unstabilität durch Regelung der Sammelschienengleichspannung für die Stabilität des Motors, wobei er gleichzeitig die Notwendigkeit für überdimensionierte Schaltvorrichtungen vermeidet. Erfindungsgemäß erhält der negative Widerstand des Wechselrichters einen positiveren Wert, um die Schwingungstendenzen auszuschalten. Gleichzeitig sorgt die Erfindung dafür, daß sich die Motordrehmomente in der. Zeit ändern, um die Abweichung der Sammelschienengleichspannung vom Sollwert zu verringern·.The controller according to the invention achieves a considerably improved dynamic behavior and overcomes the question of instability by regulating the DC bus voltage for the stability of the engine, while keeping it at the same time avoids the need for oversized switching devices. According to the invention, the negative Resistance of the inverter a more positive value in order to eliminate the tendency to oscillate. At the same time cares the invention that the engine torques in the. Change time to the deviation of the busbar DC voltage to decrease from the setpoint ·.

Der erfindungsgemäße Regler regelt einen durch .die Ausgangswechselspannung eines Wechselrichters gesteuerten Wechselstrommotor, wobei der Wechselrichter durch eine einstellbare • Sammelschienengleichspannung erregt wird, die von einer gesteuerten Gleichspannungsversorgung her anliegt. Der ReglerThe regulator according to the invention regulates one through .the output AC voltage an inverter controlled AC motor, whereby the inverter is controlled by an adjustable • Busbar DC voltage is excited, which is applied from a controlled DC voltage supply. The regulator

30· umfaßt Einrichtungen zur Einstellung einer Sollspannung ■ ■ für eine Sollamplitude und eine Sollfrequenz der vom Wechselrichter erzeugten Wechselspannung. Er besitzt auch Vorrichtungen, die mit Hilfe der Sollspannung der Ausgangsspannung des Wechselrichters eine Sollamplitude und Sollfrequenz auf einem Sollpegel aufprägen. Stabilisierungsvorrichtungen/ die auf eine unerwünschte Veränderung der Sam-30 · includes devices for setting a nominal voltage ■ ■ for a target amplitude and a target frequency of the inverter generated alternating voltage. It also has devices that use the nominal voltage of the output voltage of the inverter impress a target amplitude and target frequency at a target level. Stabilization devices / which indicate an undesirable change in the

-U--U-

β β» Λ » β» O C« β β »Λ» β »OC«

melschienengleichspannung ansprechen, dienen zur Veränderung der Wechselrichterfrequenz, um die elektrische Last parallel zur Gleichspannungsainmelschiene zu steuern, wodurch die Sammelschienenspannung verhältnis konstant gehalten wird.addressing rail direct voltage, are used to change the inverter frequency to the electrical load to control parallel to the DC voltage control rail, whereby the busbar voltage ratio is kept constant.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen: The invention is explained in more detail below. All in the Features and measures contained in the description can be essential to the invention. The drawings show:

Fig..1 einen Stromlaufplan eines erfindungsgemäßen Reglers mit der Art und Weise, wie dieser an die Wechselrichter- ütotoranlage angekoppelt ist, um deren Betrieb zu regeln und zu stabilisieren, ·Fig..1 is a circuit diagram of a controller according to the invention with the way in which this is coupled to the inverter-overhead motor system in order to operate it regulate and stabilize,

Fig. 2 und 3 Teile des Reglers der Fig. 1 in anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung.2 and 3 parts of the controller of FIG. 1 in other exemplary embodiments the invention.

Nach Fig. 1 sind die Leitungen L1, L2 und L3 von einem herkömmlichen Drehstromnetz hergeführt und geben somit eine Drehspannung ab, d.h. drei um 120° gegeneinander versetzte · Wechselspannungen mit einer Frequenz von 60 Hz. Die einzelnen drei Phasenspannungen bilden eine verkettete Spannung,' die an einer der Leitungen L-, L2 und L3 jeweils gegenüber einer anderen der Leitungen anliegt. Die auf diesen Leitungen anstehende Wechselspannung wird durch eine ge- ' steuerte Gleichrichterbrücke 10 von bekannter Auslegung in Gleichspannung umgesetzt. Die Brücke weist eine Gruppe, von sechs gesteuerten Halbleitergleichrichtern (SCR) 11-16 auf, die bei Ansteuerung durch den Schaltstrom eines Gleichrichterreglers 17 die anliegende Wechselspannung gleichrichten und an den positiven und negativen Ausgangsanschlüsseh 18 und 19 der Brücke eine gleichgerichtete Spannung anstehen lassen, deren Größe durch die Leitungswinkel der gesteuerten Halbleitergleichrichter bei jeder Halbperiode der anliegenden Wechselspannung bestimmt wird.According to FIG. 1, the lines L 1 , L2 and L 3 are routed from a conventional three-phase network and thus emit a three-phase voltage, ie three alternating voltages offset from one another by 120 ° with a frequency of 60 Hz. The individual three phase voltages form a concatenated voltage , 'which is applied to one of the lines L-, L 2 and L 3 opposite each other of the lines. The alternating voltage present on these lines is converted into direct voltage by a controlled rectifier bridge 10 of known design. The bridge has a group of six controlled semiconductor rectifiers (SCR) 11-16 which, when controlled by the switching current of a rectifier regulator 17, rectify the applied AC voltage and allow a rectified voltage to be applied to the positive and negative output terminals 18 and 19 of the bridge Size is determined by the conduction angle of the controlled semiconductor rectifier for each half cycle of the applied AC voltage.

-15--15-

Die einzelnen gesteuerten Halbleitergleichrichter in der Brücke 10 können während einer positiven Schaltperiode der angelegten Wechselspannung durchsteuern, wenn ihre Anode gegenüber der Kathode positiv ist. Die Durchsteuerung erfolgt jedoch nicht während einer positiven Halbperiode, bis ein Schalt- oder Steuerstrom von der Gleichrichtersteuerung 17 am Gatter der gesteuerten Halbleitergleichrichter anliegt. Jetzt steuern diese durch oder schalten an, wodurch sie von einem Arbeitsstrom bis zum Ende der positiven Halbperiode durchflossen werden. Je größer der Phasenwinkel oder die Zeitverzögerung zwischen dem Beginn der positiven HaIbperiode und der Durchsteuerung der gesteuerten Halbleitergleichrichter ist, umso kleiner ist der Leitungswinkel und umso geringer der Anteil der mittleren Elektrodenspannung, die gleichgerichtet und an den Verbraucher abgegeben wird. Natürlich ist die gleichgerichtete Spannung am Anschluß 18 gegenüber dem Anschluß 19 positiv.The individual controlled semiconductor rectifiers in the bridge 10 can during a positive switching period of the control applied AC voltage when its anode is positive with respect to the cathode. The control takes place but not during a positive half cycle until a switching or control current from the rectifier control 17 is applied to the gate of the controlled semiconductor rectifier. Now they control or switch on, which makes them of a working current can flow through until the end of the positive half-cycle. The larger the phase angle or the Time delay between the start of the positive half-period and the activation of the controlled semiconductor rectifier the smaller the conduction angle and the lower the proportion of the mean electrode voltage, which is rectified and given to the consumer. Of course, the rectified voltage is at terminal 18 compared to terminal 19 positive.

Ein Filter 20, mit einer in Reihe geschalteten Drossel 21 und einem parallelgeschalteten Kondensator 22 filtert die gleichgerichtete Spannung der Brücke und bildet eine gefil-. terte Gleichspannung, die über die auf den Leitungen 26 • und 27 bestehende Gleichspannungsschiene am Wechselrichter 25 anliegt. Eine positive Sammelschienengleichspannung steht daher auf der Leitung 26 gegenüber der .Leitung 27 an, die an Masse der Bezugsspannung geführt ist. und im Ausfuhr rungsbeispiel 0 V beträgt. Durch Steuerung der Leitungswinkel der gesteuerten Halbleitergleichrichter 11-16 wird die über die Sammelschiene 26, 27 am Wechselrichter 25 anliegende Sammelschienengleichspannung gesteuert.A filter 20, with a series-connected choke 21 and a parallel-connected capacitor 22 filters the rectified voltage of the bridge and forms a fil-. tered DC voltage, which is generated via the DC voltage rail on the inverter on lines 26 • and 27 25 is present. A positive DC bus voltage is therefore on line 26 opposite line 27, which is connected to the ground of the reference voltage. and in export example is 0 V. By controlling the conduction angle of the controlled semiconductor rectifiers 11-16, the abutting the inverter 25 via the busbars 26, 27 Busbar DC voltage controlled.

Der Wechselrichter 25 ist von bekannter Schaltungsauslegung. Er umfaßt drei Paare von zweipoligen NPN-Leistungstransistoren 31 - 36, wobei jedes Paar zur Sammelschiene 26, 27 in Reihe geschaltet ist. Die drei Knotenpunkte 37, 38, 39 der drei Transistorenpaare sind an die Wicklungen eines Asynchronmotors 41 geführt, dessen Abtriebswelle 42 eineThe inverter 25 is of a known circuit design. It comprises three pairs of two-pole NPN power transistors 31-36, each pair being connected in series to busbars 26,27. The three nodes 37, 38, 39 of the three pairs of transistors are connected to the windings of an asynchronous motor 41, the output shaft 42 of which is a

mechanische Last 43 antreibt. Durch Anlegen des Steuerstromes an die Phasen der sechs zweipoligen Transistoren 31-36 zu bestimmten Zeitpunkten wird die Gleichspannung an der Gleichspannungssammelschiene in eine Wechselspannung umgewandelt, die an den. Wicklungen des Motors anliegt, wodurch der Motor 41 durch den von den Wicklungen aufgenommenen Wechselstrom mit einer Drehzahl läuft, die der Frequenz der Ausgangsspannung des Wechselrichters direkt proportional ist. Wenn beispielsweise der Grundsteuerstrom gleichzeitig an die Transistoren 31 und 35 angelegt wird, um diese zu sättigen, fließt Strom von der Leitung 26 in der folgenden Reihenfolge über den Emitter-Kollektor-Weg des Transistors 31, den Knotenpunkt 37, eine Wicklung des Motors 41, den Knotenpunkt 38 und den Emitter-Kollektor-Pfad des Transistors· 35 zur Leitung 27 oder an Masse. Wenn die Transistoren 31 und 35 sperren und an ihrer Statt die Transistoren 32 und 34 durchsteuern, fließt Strom durch die gleiche Motorwicklung in der Gegenrichtung. Die Steuerschaltung zur Versorgung des Grundsteuerströmes für die Umschaltung der Transistoren 31-· 36 in der richtigen Reihenfolge und zum richtigen Zeitpunkt sowie zur richtigen Frequenz, um die erforderliche Wechsel-• spannung zum Betrieb des Motors 41 und der Last 43 zu er-mechanical load 43 drives. By applying the control current to the phases of the six two-pole transistors 31-36 At certain times, the DC voltage on the DC voltage busbar is converted into an AC voltage, the Andes. Windings of the motor is applied, whereby the motor 41 is absorbed by the windings AC current runs at a speed that is directly proportional to the frequency of the inverter output voltage. For example, if the basic control current is applied to transistors 31 and 35 at the same time in order to saturate them, Current flows from line 26 in the following order via the emitter-collector path of transistor 31, node 37, one winding of motor 41, node 38 and the emitter-collector path of transistor x 35 to line 27 or to ground. When transistors 31 and 35 block and transistors 32 and 34 instead through, current flows through the same motor winding in the opposite direction. The control circuit for supplying the Basic control flow for switching the transistors 31- 36 in the right order, at the right time and at the right frequency to make the required change • voltage to operate the motor 41 and the load 43

SoSo

zielen, ist dem Fachmann bekannt. Die Steuerschaltung ist beim Ausführungsbeispiel durch den mit "Wechselrichtersteuerschaltung" gekennzeichneten Block 45 dargestellt.Meist umfaßt eine solche Steuerschaltung die logische Schaltung und einen gesteuerten Oszillator, der in Abhängigkeit von einer über eine Leitung 47 her anliegende Steuerspannung programmierte periodisch wiederkehrende Taktimpulse oder GrundsteuersignaIe für die Transistoren 31-36 erzeugt, um die Frequenz der Wechselrichterausgangsspannung und daher die Drehzahl des Motors festzulegen.. Die Wiederholfrequenz der Taktimpulse ist eine Funktion der Steuerspannung auf der Leitung 47. Daher wird die Wechselrichterfrequenz durch Veränderung der Größe dieser Steuerspannung geregelt.aim is known to those skilled in the art. The control circuit is in the exemplary embodiment represented by block 45 marked "inverter control circuit". Mostly Such a control circuit comprises the logic circuit and a controlled oscillator which is dependent on a control voltage applied via a line 47, programmed periodically recurring clock pulses or Basic control signals for transistors 31-36 are generated to determine the frequency of the inverter output voltage and therefore the speed of the motor. The repetition frequency the clock pulse is a function of the control voltage of line 47. Therefore, the inverter frequency is regulated by changing the magnitude of this control voltage.

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Der Emitter-Kollektor-Weg der einzelnen sechs Leistungstransistoren 31 - 36 wird durch eine jeweils zugeordnete gegengepolte Rückführungsdiode 51-56 nebengeschlossen, wobei die Dioden dazu dienen, den Blindstrom des Motors zu— · rück zum Filterkondensator 22 zu leiten. Die Rückführungsdioden 51-56 bewirken auch eine Anklemmung der Klemmenspannung des Motors, so daß sie niemals höher liegt als die Sammelschienengleichspannung.The emitter-collector path of the six individual power transistors 31-36 is assigned by a respective one Reverse polarity feedback diode 51-56 shunted, whereby the diodes serve to supply the reactive current of the motor. · To lead back to the filter capacitor 22. The feedback diodes 51-56 also cause the terminal voltage to be clamped of the motor so that it is never higher than the DC busbar voltage.

Obwohl es in der Zeichnung nicht dargestellt ist, sind die einzelnen Transistoren 31 - 36 vorzugsweise auch durch ein herkömmliches Dämpfungsglied parallelgelegt, damit die Induktionsspannung der Motorwicklungen die Transistoren nicht beschädigen kann, wenn sie durch die Wechselrichtersteuerung 45 im Normalbetrieb abgeschaltet werden.Although it is not shown in the drawing, the individual transistors 31-36 are preferably also through a Conventional attenuator placed in parallel, so that the induction voltage the motor windings cannot damage the transistors when they are controlled by the inverter 45 can be switched off during normal operation.

•Obwohl die einzelnen zweipoligen Leistungstransistoren 31 36 jeweils als herkömmliche NPN-Transistoren zur Vereinfachung der Zeichnung dargestellt sind",werden sie .in der Praxis vorzugsweise als bekannte Leistungs-Darlington-Transistoren ausgeführt. Bei der Darlingtonschaltung bestehen die einzelnen Transistoren 31 - 36 aus einer Kombination von zwei Transistoren, die jedoch nur die drei Anschlüsse wie in der Zeichnung, nämlich.Basis, Emitter und Kollektor aufweisen. Natürlich können auch außer: den zweipoligen Leistungstransistoren andere Schaltvorrichtungenwie Thyristoren, Feldeffekttransistoren usw. eingesetzt werden.• Although the individual two-pole power transistors 31 36 each as conventional NPN transistors for simplicity In the drawing, they are preferably known in practice as power Darlington transistors executed. In the Darlington circuit, the individual transistors 31 - 36 consist of a combination of two transistors, which however only have the three connections as in the drawing, namely. base, emitter and collector. Of course, in addition to: the two-pole power transistors, other switching devices such as Thyristors, field effect transistors, etc. are used.

Zur Steuerung des Gleichrichterreglers 17 für die Einstellung der Amplitude der Ausgangsspannung des Wechselrichters sowie zur Steuerung, der Steuerschaltung 45 für die Frequenzregelung der Wechselrichterspannung liegt am Knotenpunkt 57 zwischen dem Festwiderstand 58 und dem' Po-To control the rectifier regulator 17 for setting the amplitude of the output voltage of the inverter as well as for the control, the control circuit 45 for the frequency regulation of the inverter voltage is on Node 57 between the fixed resistor 58 and the 'Po-

3.5 tentiometer 59 eine einstellbare Soll- oder Bezugs spannung3.5 tentiometer 59 an adjustable setpoint or reference voltage

an. Die Ausgangssollspannung des Spannungsteilers 58, 59 ■ bestimmt die Arbeitsbedingungen im eingeschwungenen Zu-at. The output target voltage of the voltage divider 58, 59 ■ determines the working conditions in the steady

stand und stellt eine Sollamplitude und Sollfrequenz für den Mo.tor 41 der vom Wechselrichter 25 erzeugten Wechselspannung dar. Der Sollwert wird so gewählt, daß er die durch die mechanische Last 43 angeforderte Drehzahl erfüllt, Eine Vergleichsschaltung 61 vergleicht die Sollspannung mit einer der Sammelschienengleichspannung proportionalen Spannung (wegen des Verstärkungsfaktors K62) und erzeugt eine Fehlerspannung, die eine Funktion der Differenz der verglichenen Spannungen ist. K62 setzt den Verstärkungsgrad zwischen der Sammelschienengleichspannung und der Sollspannung fest. Der Gleichrichterregler 17 spricht auf die Fehlerspannung an und erzeugt entsprechend getastete Steuerstromimpulse, die an den Gattern der gesteuerten Halbleitergleichrichter 11-16 anliegen, um die Leitungswin- kel der gesteuerten Halbleitergleichrichter nach Bedarf zu regeln, um die Sammelschienengleichspannung an den Leitungen 26 und 27 mit der Größe aufzubauen, die erforderlich ist, um die Wechselrichterausgangsspannung zu erzeugen und-sie auf der Sollamplitude zu halten. Wenn die Sammelschienen-0 gleichspannung vcm erforderlichen einaeschwungenen Zustandspegel 'abzuweicher bestrebt ist, ändert sich die Fehlerspan-· nung und bewirkt daß der Gleichrichterregler 17 die Leitungswinkel nach Bedarf ändert, um die Sammelschienengleichspannung so lange nachzustellen, bis der richtige Ampli-■ tudenpegel für den eingeschwungenen Zustand wiederhergestellt ist.stood and sets a target amplitude and target frequency for the Mo.tor 41 of the alternating voltage generated by the inverter 25 The setpoint is chosen so that it fulfills the speed requested by the mechanical load 43, A comparison circuit 61 compares the target voltage with a voltage proportional to the busbar DC voltage Voltage (because of the gain factor K62) and generates an error voltage that is a function of the difference of the compared tensions is. K62 sets the gain between the busbar DC voltage and the Target voltage fixed. The rectifier regulator 17 responds to the fault voltage and generates corresponding keyed Control current pulses that are applied to the gates of the controlled semiconductor rectifiers 11-16 in order to increase the to regulate the controlled semiconductor rectifier as required in order to regulate the busbar DC voltage on the lines 26 and 27 with the size required to generate the inverter output voltage and they to hold at the target amplitude. If the busbar 0 DC voltage vcm required steady state level 'strives to deviate, the fault voltage changes and causes the rectifier regulator 17 to adjust the conduction angle changes as necessary to readjust the busbar DC voltage until the correct ampli ■ tuden level for the steady state is restored.

In der Zwischenzeit wird die Steuerspannung zur Regelung der Steuerschaltμng 45 dadurch erzeugt, daß im Addierkreis 63 die Sollspannung zu einer der Federspannung proportionalen Spannung addiert wird. K64 stellt eine Übertragungsfunktion dar und zeigt den Verstärkungsgrad im Regelkreis an. Dor Wert von K64 wird nach der besten Anlageleistung ausgewählt. Ein zu kleiner Wert schadet der positiven Charakteristik des Reglers, während ein zu hoher Wert für K64 zur Instabilität führen kann. Die Steuerspannung ist somit eine Funktion der Fehlerspannung und der Sollspannung, woraus sich ergibt, daß die programmiertenIn the meantime, the control voltage for regulating the control circuit 45 is generated in that in the adding circuit 63 the nominal tension is added to a tension proportional to the spring tension. K64 represents a transfer function and shows the gain in the control loop. The value of K64 is determined according to the best investment performance selected. A value that is too small damages the positive characteristics of the controller, while a value that is too high Value for K64 can lead to instability. The control voltage is thus a function of the error voltage and the Target voltage, from which it follows that the programmed

Takt- oder Grundsteuersignale für die Transistoren 31-36 eine Frequenz aufweisen, die zur Einstellung der Frequenz der Wechselrichterausgangsspannung auf den Sollpegel im eingeschwungenen Zustand dient. Da sowohl die Amplitude als auch die Frequenz der Wechselrichterausgangsspannung durch die Sollspannung bestimmt werden, weisen diese beiden Kennlinien der Wechselrichterspannung ein festes Verhältnis untereinander auf/ wenn keine Fehlerspannung anliegt. Dieses Verhältnis für den eingeschwungenen Zustand kann durch den Verstärkungsgrad 62 festgelegt werden. Ein festes Verhältnis ist wünschenswert, um eine überhitzung des Motors 41 zu vermeiden und dafür zu sorgen, daß der Motor ein konstantes Abtriebsdrehmoment unabhängig von seiner Drehzahl abgibt.Clock or basic control signals for the transistors 31-36 have a frequency that is used to set the frequency the inverter output voltage is used to set the target level in the steady state. Since both the amplitude and the frequency of the inverter output voltage can also be determined by the nominal voltage, these two characteristic curves have the inverter voltage has a fixed ratio to each other / if there is no fault voltage. This Relationship for the steady state can through the gain 62 can be set. A fixed ratio is desirable to prevent the engine from overheating 41 and to ensure that the motor has a constant output torque regardless of its speed gives away.

Wenn eine normale Änderung der Lastanforderung auftritt und damit eine andere Motordrehzahl· für den eingeschwungenen . oder Dauerzustand bedingt, kann- das Potentiometer 59 zur : Veränderung der Sollspannung soweit wie nötig verstellt werden, um die Steuerspannung nach Bedarf zu verändern,wodurch die Frequenz der·Wechselrichterspannung auf einen Pegel ein-• . gestellt wird, der erforderlich ist, um den Motor 41 mit der neuen Solldrehzahl zu betreiben. Gleichzeitig verändert die neue Sollspannung die Sammelschienengleichspannung soweit erforderlich, um das gleiche feste Verhältnis von Amplitude und Frequenz der Wechselrichterausgangsspannung beizubehalten.If there is a normal change in the load requirement and thus a different engine speed · for the steady-state. or constant condition, the potentiometer 59 can be adjusted to: change the setpoint voltage as far as necessary to change the control voltage as required, whereby the frequency of the · inverter voltage to a level •. is set, which is required to operate the motor 41 at the new target speed. At the same time, the new setpoint voltage changes the DC busbar voltage as necessary to maintain the same fixed ratio of amplitude and frequency of the inverter output voltage.

Obwohl natürlich die Motordrehzahl auch durch manuelle Verstellung des Potentiometers 59 verändert werden kann, kann die Sollspannung durch Messen eines Parameters oder einer Charakteristik der Anlage-abgegriffen werden, in die die geregelte Wechselrichter-Motoranlage eingebaut ist, um die Motordrehzahl in Abhängigkeit von den abgetasteten Daten' automatisch zu steuern.Although of course the engine speed can also be adjusted manually of the potentiometer 59 can be changed, the target voltage can be measured by measuring a parameter or a Characteristic of the plant-to be tapped into which the controlled inverter-motor system is built in to increase the motor speed depending on the scanned data ' to control automatically.

Es sei auch bemerkt, daß die Gleichspannungsversorgung (nämlich die Gleichrichterbrücke 10 und das Filter 20) inIt should also be noted that the DC power supply (namely, rectifier bridge 10 and filter 20) in

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Abhängigkeit von einer einphasigen statt einer dreiphasigen Wechselspannung arbeiten kann. Beim Einphasenbetrieb würde die Leitung L3 und die aesteuerten .Halbleitergleichrichter 13 und 16 entfallen. Natürlich wird auf der Gleichspannungssammelschiene noch immer auf der Leitung 26 eine gegenüber der Leitung 27 positive Spannung erzeugt. Es sei auch bemerkt, daß der Aufbau der Gleichspannungsversoraung und des Wechselrichters viele unterschiedliche Formen annehmen kann. Beispielsweise könnte «'die aercqelte Gloichspännungsammelschiene durch einen von einer· Gleichspannungsammeischiene versorgten Gleichspannungswandler dargestellt werden.Can work depending on a single-phase instead of a three-phase AC voltage. In the case of single-phase operation, the line L 3 and the semiconductor rectifiers 13 and 16 would be omitted. Of course, a voltage that is positive with respect to line 27 is still generated on line 26 on the DC voltage busbar. It should also be noted that the construction of the DC power supply and the inverter can take many different forms. For example, the aercqelte global voltage busbar could be represented by a DC voltage converter supplied by a direct voltage busbar.

Wenn die mechanische Last am Motor 41 eine plötzliche Veränderung ohne den erfindungsgemäßen Stabilisierunaskreis erfährt, würde'sich die Spannung der Gleichspannungsschiene verändern. Zur Erläuterung sei angenommen, daß das Lastdrehmoment am Motor 41 plötzlich abfalle oder insgesamt entfalle, wodurch ein plötzlich abaefallener arithmetischerIf the mechanical load on the motor 41 suddenly changes without the stabilization circuit according to the invention found out, it would be the voltage of the DC voltage rail change. For the sake of explanation it is assumed that the load torque on the motor 41 suddenly drops or does not apply altogether, whereby a suddenly dropped arithmetic

20. Sammelschienengieichstrom an den Wechselrichter gelangt. Darauf fließt der Filterdrosselstrom zum Filterkondensator 22, der dadurch auf eine Spannung aufqeladen wird, die erheblich höher ist als die Sammelschienensollgleichspannung. Die Anstiegstendenz der Samme1schieneη-spannung wird jedoch erfindungscremäß dadurch kompensiert, daß die Motordrehzahl in Abhängigkeit von der ansteigenden Sammelschienenspannunq erhöht wird, so daß die Wechs.elrichter-Motoranlage nicht nachteilig beeinflußt wird und sich daraus ein stabiler Betrieb ergibt. Die Erfindung dient praktisch dazu, im Falle plötzlicher unnormaler mechanischer Lastveränderungen am Motor 41 eine elektrische Last an der Gleichspannungsammelschiene 26, 27 aufrecht zu erhalten, welche bewirkt, daß die Sammelschienengleichspannung auf einem verhältnismäßig festem Wert bleibt.20. Busbar direct current to the inverter got. The filter choke current then flows to the filter capacitor 22, which is thereby charged to a voltage which is considerably higher than the nominal busbar voltage. The tendency of the busbar voltage to rise is however according to the invention compensated that the engine speed as a function of the increasing Busbar voltage is increased so that the inverter motor system is not adversely affected and stable operation results. The invention serves practical in addition, in the event of sudden abnormal mechanical load changes on the motor 41, an electrical load on the DC voltage busbar 26, 27 maintain, which causes the busbar DC voltage to be maintained remains a relatively fixed value.

Der Schutz gegen plötzliche oder Einschwinqveränderunaen des Lastdrehmoments ergibt sich durch Regelung der Wechsel-Protection against sudden or transient changes of the load torque results from the regulation of the alternating

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richterfrequenz so, daß sie eine Funktion der Sammelschienengleichspannung ist und sich direkt mit dieser ändert. Wenn die Sammelschienenspannung bestrebt ist, bei abfallendem Lastdrehmoment anzusteigen, wächst auch die Fehlerspannung an und bewirkt einen Anstieg der Steuerspannung, worauf der Wechselrichter regelkreis 4.5 eine Frequenzerhöhung seiner Ausgangsspannung auslöst. Als Folge erhöht sich auch die Motordrehzahl und dies wiederum verstärkt die elektrische Last auf der Gleichspannungssainmelschiene, . ' wodurch die abgefallene elektrische Last kompensiert wird, die bei der Verringerung der mechanischen Last aufgetreten ist,- Das heißt, daß der Motor beschleunigt wird, wenn immer die mechanische Last abfällt, wodurch eine verringerte ■ ■ Veränderung der elektrischen Last an der Glelchspannungssammelschiene erscheint. Die Fehlerspannung fällt dann auf Null durch den Regelkreis der GIeichspannungsammelschiene ab, und die Anlage arbeitet wieder auf der Frequenz und Spannung, die durch die Sollspannung vorgegeben sind. Der Verstärkungsgrad für das Verhältnis der Übergangsänderung oder -abweichung der Sammelschienenspannung gegenüber der resultierenden Frequenzabweichung des Wechselrichters wird durch den Verstärkungsfaktor K64 eingestellt und kann anders sowie unabhängig vom Dauerverstärkungsfaktor 62 eingestellt werden.converter frequency so that it is a function of the busbar DC voltage and changes directly with it. When the busbar voltage is tending, when it is falling Increasing the load torque also increases the error voltage and causes the control voltage to rise, whereupon the inverter control circuit 4.5 triggers a frequency increase in its output voltage. As a result, increased The motor speed also increases and this in turn increases the electrical load on the DC voltage main rail,. ' thereby compensating for the decreased electrical load that occurred when the mechanical load was reduced is, - That is, the engine is accelerated whenever the mechanical load drops, resulting in a reduced change in the electrical load on the DC busbar appears. The error voltage then falls to zero through the control loop of the DC voltage busbar and the system works again at the frequency and voltage specified by the setpoint voltage. Of the Gain for the ratio of junction change or deviation of the busbar voltage versus the The resulting frequency deviation of the inverter is set by the gain factor K64 and can be differently and independently of the permanent gain factor 62.

Wenn natürlich der Motor 41 einen plötzlichen Anstieg des Lastdrehmoments erfährt, wodurch, .sich eine höhere elektrische Last und eine verringerte Sammelschienengleichspannung ergeben, fällt die Fehlerspännung ab und bewirkt auch einen Abfall der Wechselrichterfrequenz und Motordrehzahl, so daß die elektrische Last an der- Gleichspannungsammeischiene abfällt und die Sammelschienenspannung ansteigt. .Of course, when the motor 41 has a sudden increase in Load torque, which means that it has a higher electrical Load and a decreased DC bus voltage, the fault voltage drops and also causes a Drop in inverter frequency and motor speed, so that the electrical load on the DC voltage busbar drops and the busbar voltage increases. .

Im Betrieb der Erfindung nach Fig. 1 dient der Gleichrichterregler 17 unter normalen pauerbetriebsbedingungen dazu, die Fehlerspannung auf Null herabzusetzen. Die Sammelschie-In the operation of the invention according to FIG. 1, the rectifier regulator is used 17 under normal continuous operating conditions to reduce the error voltage to zero. The busbar

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nengleichspannung wird dann mit dem Verstärkungsfaktor K62 zur Sollspannung'in Bezug gesetzt. Jetzt ist die die Wechselrichterfrequenz bestimmende Regelspannung gleich der Sollspannung. Daher kann das Verhältnis der Sammelschienengleichspannung zur Wechselrichterfrequenz durch K62 eingestellt werden. Unter Einschwingbedingungen ist die Fehlerspannung nicht gleich Null. Der Verstarkunasgrad K64 bestimmt die Größe der Regelspannungsabweichung vom Nullwert, die bei einer gegebenen Fehlerspannung auftritt. Somit bestimmt K64 die Größe der Frequenzabweichung vom. Frequenzwert im eingeschwungenen Zustand, die unter Einschwinabedin'gungen auftritt. Das Verhältnis der Abweichung der Sammelschienengleichspannung vom Dauersollwert zur Abweichung der Wechselrichterfrequenz vom Dauersollwert wird daher durch den Verstärkungsfaktor K64 geregelt. Somit kann das ■ Verhältnis der Dauersammelschienengleichspannung zur Wechselrichterquenz unabhängig vom Verhältnis der Sammelschienengleichspannungsabweichung zur Wechselrichterfrequenzabweichung unter Einschwingbedingungen eingestellt werden.Internal DC voltage is then calculated with the gain factor K62 related to the nominal voltage '. Now that's the one The control voltage that determines the inverter frequency is equal to the target voltage. Therefore, the ratio of the busbar DC voltage to the inverter frequency can be set using K62. Under settling conditions is the fault voltage not zero. The degree of amplification is determined by K64 the size of the control voltage deviation from the zero value, which occurs at a given fault voltage. Thus, K64 determines the size of the frequency deviation from. Frequency value in the steady state, the under conditions occurs. The ratio of the deviation of the busbar DC voltage from the continuous setpoint to the deviation the inverter frequency from the continuous setpoint is therefore controlled by the gain factor K64. Thus, the ■ Ratio of the continuous busbar DC voltage to the inverter sequence regardless of the ratio of the busbar DC voltage deviation to the inverter frequency deviation can be set under transient conditions.

Es sei bemerkt, daß die Erfindung in verschiedenen Formen ausgeführt werden kann, um eine Abweichung der Frequenz-, regelspannung zu erzielen, die der Abweichung der Sammel-Schienengleichspannung von ihrem Sollwert proportional ist. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ergeben Einschwingänderungen der Sammelschienenspannung Änderungen der Einschwingfehlerspannung, die dann zur Veränderung der Wechselrichterfrequenz dienen. Die erfindunasgemäße Stabilisierungsvorrichtung kann natürlich direkt auf eine Einschwingänderung der Sammelschienengleichspannung ansprechen. Dies ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 gezeigt. Im.Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der Fig. 1 süießt der Regelkreis von der Gleichspannungssammelschiene zum Wechselrichter die Vergleichsschaltung 61 nicht ein. Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist K64 ein Bandfilter 6 5 vorgeschaltet, um jeden Ruhezustandseffekt der Regelanlage auszu-It should be noted that the invention can be embodied in various forms in order to avoid a deviation in the frequency, To achieve control voltage that is proportional to the deviation of the busbar DC voltage from its nominal value. In the exemplary embodiment in FIG. 1, transient changes in the busbar voltage result in changes in the transient error voltage, which then serve to change the inverter frequency. The stabilization device according to the invention can of course respond directly to a transient change in the busbar DC voltage. this is shown in the embodiment of FIG. In contrast The control loop is sweet in relation to the embodiment of FIG from the DC voltage busbar to the inverter, the comparison circuit 61 does not turn on. According to the embodiment of FIG. 2, a band filter 6 5 is connected upstream of K64, to eliminate any idle state effect of the control system

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schalten. Mit diesem Filter spricht der Stabilisierungskreis nur auf Einschwingänderungen der Samme1schienenspannung an. Das heißt, daß im Normalbetrieb, wenn die Wechselrichter-Motoranlage unter anderen Dauerbetriebsbedingungen arbeitet, keine Spannung über das Filter 65 am Addierglied 63 anliegt und daß die Wechselrichterfrequenz schließlich durch die Sollspannung bestimmt wird. Wenn jedoch die Sammelschienenspannung einen unerwünschten Einschwingstoß erfährt, so gelangt diese Änderung über das Filter 65 an das Addierglied 63. Das heißt, daß das Addier-. glied 63 praktisch nicht auf verhältnismäßig langsame Änderungen der Sammelschienenspannung, sondern nur auf verhältnismäßig schnelle Änderungen anspricht. Die durch das Addierglied erzeugte Regelspannung wird daher verändert, und erfindungsgemäß wird auch die Wechselrichterfrequenz verändert, um die plötzliche Sammelschienenspannungsänderung aufzufangen.switch. With this filter, the stabilization circuit only speaks to transient changes in the busbar voltage at. That is, in normal operation when the inverter-motor system is under other continuous operating conditions works, there is no voltage across the filter 65 at the adder 63 and that the inverter frequency is finally determined by the nominal voltage. However, if the busbar voltage has an undesirable transient surge experiences, this change is passed through the filter 65 to the adder 63. That is, the adder. link 63 practically not on relatively slow changes in the busbar voltage, but only on relatively addresses quick changes. The control voltage generated by the adder is therefore changed, and according to the invention, the inverter frequency is also changed to accommodate the sudden change in busbar voltage.

Natürlich erscheint jede Einschwingveränderung der Sammel-Schienengleichspannung auch als. Einschwingveränderung der Motorspannung oder der Wechselrichterausgangsspannung, was praktisch das gleiche ist. Daher kann die Erfindung dazu benutzt werden, eine Rückführungsschleife vom Wechselstrommotor 41 zum Wechselrichter 25 zu schaffen, um dessen Fre-Every transient change in the busbar DC voltage appears naturally also as. Settling change in the motor voltage or the inverter output voltage, what is practically the same. Therefore, the invention can be used to provide a feedback loop from the AC motor 41 to create the inverter 25 in order to

25. quenz in Abhängigkeit von Einschwingstößen der Wechselrichterausgangsspannung zu regeln. Dies wird im Ausführuncrsbeispiel der Fig. 3 gezeigt. Die vom Wechselrichter 25 erzeugte Dreiphasenspannung wird durch einen Gleichrichter gleichgerichtet, wobei sich eine Gleichspannung ergibt, deren Größe der am Wechselrichter anliegenden Sammelschienengleichspannung gleich ist. Außerdem zeigt sich jede Einschwingveränderung der Sammelschienengleichspannung als eine Einschwingveränderung der Ausgangsspannung des Gleichrichters 67. Somit kann eine Gleichspannung an die Vergleichsschaltung 61 angelegt werden, und die Anlage arbeitet praktisch5wie die der Fig. 1.
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25. to regulate the frequency as a function of transient surges in the inverter output voltage. This is shown in the exemplary embodiment in FIG. The three-phase voltage generated by the inverter 25 is rectified by a rectifier, resulting in a direct voltage, the magnitude of which is the same as the busbar direct voltage applied to the inverter. In addition, each Einschwingveränderung the DC bus voltage indicates as a Einschwingveränderung the output voltage of the rectifier 67. Thus it can be a DC voltage to the comparison circuit 61, and the system operates in practice as 5 in FIG. 1.
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Daraus erhellt, daß die Erfindung nicht nur den Betrieb einer Wechselrichter-Motoranlage stabilisiert, sondern auch die Transistoren des Wechselrichters brauchen nicht über-dimensioniert sein, weil ein Anstieg der Sammelschienengleichspannung in Abhängigkeit von einem plötzlichen Abfall des Lastdrehmomentes vermieden wird.It is clear from this that the invention not only stabilizes the operation of an inverter motor system, but also Even the transistors of the inverter do not need to be oversized because of an increase in the busbar DC voltage is avoided depending on a sudden drop in the load torque.

Außer den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind noch weitere möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.In addition to the exemplary embodiments described above, others are also possible without falling within the scope of the invention to leave.

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Claims (15)

tit - tit - sl<rels fur ?<'»£ Cteretelfz-sl <rels for? <'»£ Cteretelfz- Wc Uc r ~ Hc f cran la <λ £v Patentansprüche ·'Wc U c r ~ Hc f cran la <λ £ v patent claims · ' Regler zur Regelung eines durch die Ausgangsspannung eines Wechselrichters gesteuerten Wechselstrommotors/Regulator for regulating one through the output voltage an inverter controlled AC motor / .5 wobei der Wechselrichter durch eine regelbare Sammelschienengleichspannung beaufschlagt wird, die über eine Gleichspannungsammeischiene von einer geregelten Gleichspannungsquelle, her anliegt, dadurch gekennzeichnet,, daß er folgende Baugruppen umfaßt:.5 where the inverter is powered by an adjustable DC busbar voltage is applied, which is supplied via a DC voltage busbar from a regulated DC voltage source, is applied, characterized in that it comprises the following assemblies: eine Vorrichtung (57-59) zur Erzeugung einer Sollspannung für eine Sollamplitude und eine Sollfrequenz für die vom Wechselrichter (25) erzeugte Wechselspannung, Vorrichtungen (61, 17, 62, 64, 63, 45).zur Verwendung der Sollspannung, um die Ausgangsspannung des Wechselrichters mit einer Sollamplitude und die Frequenz der Wechselrichterausgangsspannung auf einem Sollpegel aufzubauen ,a device (57-59) for generating a nominal voltage for a target amplitude and a target frequency for the alternating voltage generated by the inverter (25), Devices (61, 17, 62, 64, 63, 45). For use the nominal voltage to the output voltage of the inverter with a nominal amplitude and the frequency of the Build up the inverter output voltage to a target level, - und Stabilisierungsvorrichtungen (62, 61, 64, 63, 45), die in Abhängigkeit von einer unerwünschten Änderung der Saitimelschienengleichspannung die Wechselrichterfrequenz verändern, um die elektrische Last-an der Gleichspannungsschiene zu regeln, damit die Sammelschienenspannung verhältnismäßig konstant bleibe. . ■- And stabilization devices (62, 61, 64, 63, 45), which in response to an undesired change in the Saitimelschiene DC voltage change the inverter frequency in order to regulate the electrical load on the DC voltage rail, so that the busbar voltage is proportionate stay constant. . ■ 2. Regler zur Regelung eines durch die Ausgangsspannung eines Wechselrichters gesteuerten Wechselstrommotors, wobei der Wechselrichter durch eine regelbare Sammelschienengleichspannung beaufschlagt wird, die über eine Sammelschiene von e^iner geregelten Stromversorgung her anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß er folgende Bauteile umfaßt:2. Regulator for regulating a through the output voltage an inverter controlled AC motor, whereby the inverter is powered by a controllable busbar DC voltage is acted upon, the via a busbar from e ^ iner regulated power supply applied, characterized in that it comprises the following components: Vorrichtungen· (57-59) zur Erzeugung einer Sollspannung, die eine Solldaueramplitude und eine Solldauerfrequenz der durch den Wechselrichter (25) erzeugten Wechselspannung darstellt,· Means (57-59) for generating a reference voltage representing a desired amplitude and time duration of a desired frequency by the inverter (25) generated AC voltage, eine Vorrichtung (61) zum Vergleichen der Sollspannung mit einer der Sammelschienengleichspannung proportionalen Spannung, um eine Fehlerspannung zu erzeugen, die eine " . ■ -5-a device (61) for comparing the nominal voltage with a voltage proportional to the busbar DC voltage Voltage to generate an error voltage that is a ". ■ -5- Funktion der Differenz zwischen den verglichenen Spannungen ist,Is a function of the difference between the compared voltages, eine Vorrichtung (17) zur Verwendung der Fehlerspannung für den Aufbau der Ausgangsspannung des Wechselrichters (25) mit der Solldaueramplitude,·a device (17) for using the error voltage to build up the output voltage of the inverter (25) with the target duration amplitude, Vorrichtungen (63, 45) zur Verwendung der Sollspannung zum Aufbau der Frequenz der Wechselrichtersausgangsspannung auf einem eingeschwungenen Sollpegel und Stabilisierungsvorrichtungen (62, 61, 64, 63, 45), die • 10 in Abhängigkeit von einer Einschwingveränderung der Sammelschienengleichspannunq die Wechselrichterfrequenz verändern, um die elektrische Last an der Gleichspannungssammelschiene so zu regeln, daß die Sammelschienenspannung verhältnismäßig konstant bleibt» 15Devices (63, 45) for using the nominal voltage to build up the frequency of the inverter output voltage at a steady set level and stabilization devices (62, 61, 64, 63, 45) that • 10 as a function of a transient change in the busbar DC voltage change the inverter frequency to accommodate the electrical load on the DC busbar to be regulated in such a way that the busbar voltage remains relatively constant » 15th 3. Regler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisierungsvorrichtungen einen Regelkreis (61-64, 45) von der Gleichspannungssammelschiene zum Wechselrichter aufweist.3. Regulator according to claim 2, characterized in that the Stabilization devices have a control circuit (61-64, 45) from the DC voltage busbar to the inverter having. 4. Regler nach Anspruch 2,. dadurch gekennzeichnet, daß eine Einschwingveränderung in der Sammelschienenspannung sich' als eine Einschwingveränderung der Fehlerspannung ausweist sowie dadurch, daß die Stabilisierungsvorrichtungen (62, 61, 64, 63, 45) durch die Fehlerspannung gesteuert werden.4. Regulator according to claim 2 ,. characterized in that a Transient change in the busbar voltage is identified as a transient change in the fault voltage and in that the stabilizing devices (62, 61, 64, 63, 45) are controlled by the error voltage will. 5. Regler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisierungsvorrichtungen■(62, 61, 64, 63, 45) ein Filter (65) enthalten, damit sie nur auf die Übergangs- ' •Schwankungen der Sammelschienengleichspahnung ansprechen.5. Regulator according to claim 2, characterized in that the stabilizing devices ■ (62, 61, 64, 63, 45) a Filters (65) included so that they only respond to the transitional '• fluctuations in the busbar co-spanning. 6. Regler zur Regelung eines durch die Ausgangsspannung eines Wechselrichters gesteuerten Wechselstrommotors, wobei der Wechselrichter durch eine regelbare Sammelschienengleichspannung beaufschlagt wird/ die über eine Gleichspannungssammelschiene4 von einer geregelten Gleichspannungsquelle her anliegt, dadurch gekennzeich-6. Regulator for regulating an AC motor controlled by the output voltage of an inverter, the inverter being acted upon by a controllable direct voltage busbar / which is applied via a direct voltage busbar 4 from a regulated direct voltage source, thereby marked- net, daß er folgende Bausteine umfaßt:net that it comprises the following components: eine Vorrichtung (57-59) zur Erzeugung einer Sollspannung, für eine Sollamplitude und Sollfrequenz der vom Wechselrichter erzeugten Ausgangsspannung, Vorrichtungen. (17, 61-64, 45) zur Verwendung der Sollspannung, um eine Wechselrichterausgangsspannung mit der Sollamplitude und.der Sollfrequenz auf einem Sollpegel aufzubauen und
Stabilisierungsvorrichtungen (61-64, 45) mit einem Regelkreis von der Gleichspannungsammelschiene zum Wechselrichter, um dessen Frequenz in Abhängigkeit von Übergangs änderungen der Sammelschienengleichspannung zu regeln und dadurch die Veränderungen zu kompensieren und eine verhältnismäßig konstante Sammelschienenspannung zu erzeugen.
a device (57-59) for generating a target voltage, for a target amplitude and target frequency of the output voltage generated by the inverter, devices. (17, 61-64, 45) for using the target voltage in order to build up an inverter output voltage with the target amplitude and the target frequency at a target level and
Stabilizing devices (61-64, 45) with a control loop from the DC voltage busbar to the inverter in order to regulate its frequency as a function of transition changes in the DC busbar voltage and thereby compensate for the changes and generate a relatively constant busbar voltage.
7. Regler zur Regelung eines durch die Ausgangsspannung eines Wechselrichters gesteuerten Wechselstrommotors, wobei der Wechselrichter durch eine regelbare Sammelschie'nengleich- · spannung beaufschlagt wird, die über eine Sammelschiene von einer geregelten Gleichspannungsversorgung her an-· liegt, dadurch gekennzeichnet, daß er folgende Bausteine umfaßt:
Vorrichtungen (57-59) zur Erzeugung einer Sollspannuncr für eine Dauersollamplitude und eine Dauersollfrequenz der vom Wechselrichter (25) erzeugten Ausgangsspannung, eine Vorrichtung (61), welche die Sollspannung mit einer der Sammelschienengleichspannuna proportionalen Spannung vergleicht, um eine Fehlersoannung zu erzeuqen, die eine Funktion der Differenz zwischen den verglichenen Spannungen ist,
7. Regulator for regulating an AC motor controlled by the output voltage of an inverter, the inverter being acted upon by a controllable busbar DC voltage which is applied via a busbar from a regulated DC voltage supply, characterized in that it has the following modules includes:
Devices (57-59) for generating a target voltage for a continuous target amplitude and a continuous target frequency of the output voltage generated by the inverter (25), a device (61) which compares the target voltage with a voltage proportional to the busbar DC voltage in order to generate a fault voltage which has a Is a function of the difference between the compared voltages,
eine Vorrichtung (17) zur Verwenduna der Fehlerspannung für die Regelung der Sammelschienengleichspannung nach Bedarf, um der Wechselrichterausgangsspannung die Dauersollamplitude aufzuprägen,a device (17) for using the error voltage for regulating the busbar DC voltage as required, to give the inverter output voltage the continuous setpoint amplitude to impress, Vorrichtungen (63, 45) zur Verwendung der Sollspannung«, um der Wechselrichterausgangsspannung die Frequenz mit dem Dauersollpegel aufzuprägen, -7-Devices (63, 45) for using the nominal voltage «, in order to impress the frequency with the continuous target level on the inverter output voltage, -7- (4-(4- wobei die Anlage einen bestimmten Verstärkungsgrad für die eingeschwungenen Dauerzustände aufweist, der das Verhältnis der Sammelschienengleichspannung zur Wechselrichterfrequenz bestimmt,wherein the system has a certain degree of amplification for the steady-state steady-state conditions, which is the ratio the busbar DC voltage is determined by the inverter frequency, und .Stabilisierungseinrichtungen (61-64, 45), die in Ab-hängigkeit von einer Einschwingabweichung der Sammelschienengleichspannung die Wechselrichterfrequenz "zu verändern, um die elektrische Last an der Gleichspannungssammelschiene zu regeln, damit die Sammelschienenspannung verhältnismäßig konstant bleibe,and. Stabilization devices (61-64, 45), which are dependent on to change the inverter frequency "from a transient deviation of the busbar DC voltage, to regulate the electrical load on the DC voltage busbar, so that the busbar voltage remain relatively constant, wobei die Anlage unter Einschwingbedingungen einen Ver-' stärkungsqrad aufweist, der unabhängig vom Verstärkungs-• grad.für den eingeschwungenen Zustand eingestellt werden kann ,damitein anderes Verhältnis zwischen der Abweichung der Sammelschienengleichspannung und der Abweichung der Wechselrichterfrequenz gewonnen werden kann.whereby the plant under transient conditions has an amplification factor which can be set for the steady state • independently of the gain level so that a different relationship between the deviation of the busbar DC voltage and the deviation of the Inverter frequency can be obtained.
8. Regler zur Regelung eines durch die Ausgangsspannung eines Wechselrichters gesteuerten Wechselstrommotors, · wobei der Wechselrichter durch ..eine regelbare Sammel- . Schienengleichspannung beaufschlagt wird, die über eine. Sammelschiene von einer geregelten Gleichspannungsver- · sorgung her anliegt, . dadurch gekennzeichnet, daß er folgende Bausteine umfaßt:8. Regulator for regulating a through the output voltage an inverter controlled AC motor, · whereby the inverter by .. a controllable collective. DC voltage is applied to the rail via a. Busbar from a regulated DC voltage supply supply is available,. characterized in that it comprises the following modules: Vorrichtungen (57-59) zur Erzeugung einer Sollspannung, die eine Sollamplitude und eine Sollfrequenz der vom Wechselrichter (25) erzeugten Wechselspannung darstellt, Vorrichtungen (17, 61-64, 45) zur Verwendung der Sollspannung, um eine Wechselrichterausgangsspannung mit der Sollamplitude und der Frequenz auf dem Sollpegel aufzubauen undDevices (57-59) for generating a target voltage which has a target amplitude and a target frequency of the Inverter (25) represents generated alternating voltage, devices (17, 61-64, 45) for using the target voltage, to build up an inverter output voltage with the target amplitude and frequency at the target level and Stabilisierungsvorrichtungen (61-64, 45) einschließlich eines Regelkreises vom Wechselstrommotor zum Wechselrichter zur Regelung der Wechselrichterfrequenz in Abhängigkeit von Einschwingänderungen der Wechselrichterausgangsspannung, um diese Änderungen zu kompensieren und eine verhältnismäßig konstante Wechselrichterausgangsspannung zu erzeugen. _g_Stabilizing devices (61-64, 45) including a control loop from the AC motor to the inverter to control the inverter frequency depending on transient changes in the inverter output voltage, to compensate for these changes and a relatively constant inverter output voltage to create. _G_ 9. Regler zur Regelung eines durch die Ausgangsspannung eines Wechselrichters gesteuerten Wechselstrommotors, wobei der Wechselrichter durch eine regelbare Sammelschienengleichspannung beaufschlagt wird, die über eine Gleichspannungssammelschiene von einer geregelten Gleichspannungsquelle her anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß er die folgenden Bausteine umfaßt:9. Regulator for regulating an AC motor controlled by the output voltage of an inverter, wherein the inverter is acted upon by a controllable busbar DC voltage, which via a DC voltage busbar is applied from a regulated DC voltage source, characterized in that it comprises the following building blocks: Vorrichtungen (57-59) zur Erzeugung einer Sollspannung, • die eine Sollamplitude und Sollfrequenz der vom Wechselrichter (25) erzeugten Wechselspannung darstellt,· .Devices (57-59) for generating a nominal voltage, • the nominal amplitude and nominal frequency of the inverter (25) represents alternating voltage generated, ·. eine Vorrichtung (61) zum Vergleichen der Sollspannung mit einer der Sammelschienengleichspannung proportionalen Spannung, um eine Fehlerspannung zu erzeugen, die eine Funktion der Differenz der verglichenen Spannungen ist, .a device (61) for comparing the nominal voltage with a voltage proportional to the busbar DC voltage Voltage to produce an error voltage which is a function of the difference in the voltages compared,. eine Vorrichtung (17), welche die Fehlerspannung zum . Aufbau der Wechselrichterausgangsspannung mit der Sollamplitude verwendet unda device (17), which the error voltage to. Structure of the inverter output voltage with the target amplitude is used and Vorrichtungen (63, 45), welche die Fehlerspannung und die Sollspannung einsetzen, um die Frequenz der Wechselrichterausgangsspannung auf den Sollpegel aufzubauen, wobei die Fehlerspanhung den Betrieb der Wechselrichter-Motoranlage dadurch stabilisiert, daß sie eine Veränderung der Wechselrichterfrequenz immer dann bewirkt, wenn die Sammelschienenspannung eine unerwünschte Amplituden-Veränderung erfährt, wodurch die elektrische Last an der Gleichspannungssammelschiene geregelt wird, um die Sammelschienenspannung verhältnis konstant zu halten.Devices (63, 45), which the error voltage and the Use setpoint voltage to set the frequency of the inverter output voltage to build up to the target level, whereby the fault voltage prevents the operation of the inverter motor system stabilized in that it causes a change in the inverter frequency whenever the busbar voltage experiences an undesirable change in amplitude, which reduces the electrical load on the DC voltage busbar is regulated to the busbar voltage keep the ratio constant. 10. Regler zur Regelung eines durch die Ausgangsspannung eines Wechselrichters gesteuerten Wechselstrommotors, wobei der Wechselrichter durch eine regelbare Sammelschienengleichspannung beaufschlagt wird, die über eine Gleichspannungssammelschiene von einer geregelten Gleichspannungsquelle her anliegt, und die Amplitude der Wechsel-. richterausgangsspannung durch die Größe der Sammelschienengleichspannung bestimmt wird, während die Frequenz der Wechselrichterausgangsspannung durch die am. Wechselrichter anliegenden Taktimpulse bestimmt wird, dadurch ge-10. Regulator for regulating an AC motor controlled by the output voltage of an inverter, wherein the inverter is acted upon by a controllable DC busbar voltage, which is supplied via a DC voltage busbar from a regulated DC voltage source is applied, and the amplitude of the alternating. rectifier output voltage is determined by the magnitude of the busbar DC voltage, while the frequency of the Inverter output voltage is determined by the clock pulses applied to the inverter. kennzeichnet, daß er folgende Bausteine umfaßt:indicates that it comprises the following modules: Vorrichtungen (57-59) zum Erzeugen einer Sollspannung, die eine Sollamplitude und eine Sollfrequenz der Wechselrichterausgangsspannung darstellt,Devices (57-59) for generating a target voltage, the target amplitude and a target frequency of the inverter output voltage represents . eine Vergleichsschaltung (61) zum Vergleichen der Sollspannung mit einer der Sammelschienengleichspannung proportionalen Spannung, um eine Fehlerspannung zu erzeugen, die eine Funktion "der Differenz zwischen den verglichenen Spannungen ist,. a comparison circuit (61) for comparing the target voltage with a voltage proportional to the busbar DC voltage Voltage to generate an error voltage that is a function of "the difference between the compared Tension is einen Regler- (17), der in Abhängigkeit von der Fehlerspannung die Gleichspannungsversorgung regelt, um die Sammelschienengleichspannung auf den Pegel einzustellen, der erforderlich ist, um die Wechselrichterausgangsspannung mit der Sollamplitude aufzubauen, ein Addierglied (63) zur Erzeugung einer Regelspannung aus der Fehler- und der Sollspannung, und einen Wechselrichtersteuerkreis (45), der in Abhängigkeit von der Regelspannung periodisch wiederkehrende Taktimpulse an den Wechselrichter (25) abgibt, um eine Wechselrichterausgangsspannung mit der· gewünschten Frequenz aufzubauen und dadurch einen-bestimmten Sollpegel für die Motordrehzahl einzustellen, wobei die Fehlerspannung bewirkt, daß die Wechselrichterfrequenz sich in der gleichen Richtung und zusammen mit · den Schwankungen der Sammelschienengleichspannung verändert, um die elektrische Last an der Sammelschiene zu regeln, wodurch die SammelSchienenspannung verhältnismäßig konstant gehalten und der Betrieb der-Wechselrichter-Motor anlage stabilisiert wird. . .a regulator (17), which depends on the error voltage regulates the DC voltage supply in order to set the busbar DC voltage to the level which is required to build up the inverter output voltage with the target amplitude, an adder (63) for generating a control voltage from the error voltage and the target voltage, and an inverter control circuit (45), the periodically recurring as a function of the control voltage Sends clock pulses to the inverter (25) to generate an inverter output voltage with the desired frequency build up and thereby set a certain target level for the engine speed, where the error voltage causes the inverter frequency to move in the same direction and together with the fluctuations in the DC busbar voltage changed to increase the electrical load on the busbar regulate, whereby the busbar voltage is proportionate kept constant and the operation of the inverter motor plant is stabilized. . . - .-. 11. Regler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselrichtersteuerkreis (140) logische Schaltungen und einen gesteuerten Oszillator umfaßt, um periodisch wie-, derkehrende Taktimpulse zum Regeln der Frequenz des Wechselrichters (25) umfaßt.11. Regulator according to claim 10, characterized in that the inverter control circuit (140) and logic circuits comprises a controlled oscillator to periodically recurring clock pulses for regulating the frequency of the inverter (25) includes. 12. Regler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die geregelte Gleichspannungsversorgung eine phasengesteuerte Halbleitergleichrichterbrücke (10) und ein Filter (20) umfaßt, um aus der von einem Wechselstromnetz gewonnenen Wechselspannung eine Sammelschienengleichspannung zu entwickeln.12. Regulator according to claim 10, characterized in that the regulated DC voltage supply is a phase-controlled Semiconductor rectifier bridge (10) and a filter (20) comprises in order to be removed from an alternating current network AC voltage obtained to develop a DC busbar voltage. 13. Regler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß13. Regulator according to claim 10, characterized in that • das Addierglied (63) einen Summierkreis enthält, an den die Sollspannung und eine der Fehlerspannung proportionale Spannung anliegt, die beide durch den Summierkreis ■ addiert werden, um die Regelspannung zu erzeugen.• the adder (63) contains a summing circuit to which the setpoint voltage and a voltage proportional to the error voltage is applied, both through the summing circuit ■ can be added to generate the control voltage. 14. Regler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ■ das Addierglied (63) auf verhältnismäßig schnelle Fehlerspannungsänderungen anspricht, die durch Einschwingänderungen der SammelSchienenspannung erzeugt werden. 14. Regulator according to claim 10, characterized in that ■ the adder (63) is responsive to relatively rapid error voltage changes generated by transient changes in the busbar voltage. 15. Regler zum Regeln eines durch die Ausgangsspannung eines Wechselrichters gesteuerten Wechselstrommotors, wobei der Wechselrichter durch eine regelbare Sammelschienengleichspannung beaufschlagt wird, die über eine Gleichspannuhgssammelschiene von einer geregelten Gleichspannungsquelle her anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß er die folgenden Bausteine umfaßt:15. Regulator for regulating a through the output voltage of a Inverter controlled AC motor, whereby the inverter is powered by an adjustable busbar DC voltage is applied, which is applied via a DC voltage busbar from a regulated DC voltage source, characterized in that, that it comprises the following building blocks: Vorrichtungen (57-59) zum Erzeugen einer Sollspannung, die eine Dauersollamplitude und Dauersollfrequenz der · Wechselrichterausgangsspannung darstellt, eine Vorrichtung (61) zum Vergleichen der Sollspannung mit einer der Sammelschienengleichspannung proportionalen Spannung, um eine Fehlerspannung zu erzeugen, die eine Funktion der Differenz zwischen den verglichenen Spannungen ist,
eine Vorrichtung (17), welche die Fehlerspannung verwendet, um eine Wechselrichterausgangsspannung auf der Dauersollamplitude aufzubauen,
Devices (57-59) for generating a target voltage which represents a continuous target amplitude and continuous target frequency of the inverter output voltage, a device (61) for comparing the target voltage with a voltage proportional to the busbar DC voltage in order to generate an error voltage which is a function of the difference between the compared tensions is,
a device (17) which uses the error voltage to build up an inverter output voltage to the continuous setpoint amplitude,
«β β a
9« WO«
«Β β a
9 "WHERE"
Vorrichtungen (63-45), welche die Sollspannung verwenden, um die Frequenz der Wechselrichterausgangsspannung auf dem Dauersollpegel aufzubauen,
und Vorrichtungen (61-64, 45) um die Anlage Wechselrichter-Motor unter Einschwingbedingungen dadurch zu stabilisieren, daß sich die Wechselrichterfrequenz jedesmal ändert, wenn die Sammelschienenspannung eine unerwünschte AmpIitudenanderung erfährt, wodurch die elektrische Last an der Gleichspannungssammelschiene geregelt wird, um die Sammelschienenspannung verhältnismäßig konstant zu halten.
Devices (63-45) that use the setpoint voltage to build the frequency of the inverter output voltage to the continuous setpoint level,
and means (61-64, 45) to stabilize the inverter-motor system under transient conditions by changing the inverter frequency each time the busbar voltage experiences an undesired change in amplitude, whereby the electrical load on the DC voltage busbar is regulated by the busbar voltage in proportion keep constant.
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