DE3136789A1 - Verfahren zur drehzahlsteuerung von drehstrommaschinen ueber stromzwischenkreisumrichter in mittelpunktschaltung - Google Patents

Verfahren zur drehzahlsteuerung von drehstrommaschinen ueber stromzwischenkreisumrichter in mittelpunktschaltung

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DE3136789A1 DE19813136789 DE3136789A DE3136789A1 DE 3136789 A1 DE3136789 A1 DE 3136789A1 DE 19813136789 DE19813136789 DE 19813136789 DE 3136789 A DE3136789 A DE 3136789A DE 3136789 A1 DE3136789 A1 DE 3136789A1
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Jochen Dr.-Ing. 8399 Ruhstorf Schörner
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf oin VcTahron 7ur Di-phzahlsteuerung einer ßirehstrennmaschine über einen Stromzwischenkreisumrichter. Derartige Anordnungen sind bekannt und in der Literatur ausführlich beschrieben. (Lienau: Untersuchung eines stromeinprägenden Wechselrichters, der zur Speisung einer frequenzgesteuerten Asynchronmaschine in einem Bahnantrieb geeignet ist; Dissertation TH Aachen, 1979). Ein wesentlicher Nachteil dieses bekannten Umrichtersystems ist der erforderliche hohe Aufwand.
Das vorliegende erfindungsgeniäße Umrichterkonzept arbeitet nach den gleichen physikalischen Gesichtspunkten wie das bekannte Umrichtersystcn, ist aber wesentlich weniger aufwendig. Dies wird dadurch erreicht, daß man den Wechselrichter nach dem erfindungsgemäßen Gedanken in einer Mittelpunktschaltung ausführt. Zweckmäßigerweise wird eine dreiphasige Wechselrichterschaltung gewählt, so daß man dreiphasige Drehstrom-Norm-Maschinen verwenden kann.
Insbesondere bei 1-Quadrantenantrieben mit quadratisch abnehmendem Gegenmoment ist mit der erfindungsgemäßen Anordnung eine erhebliche Einsparung an Bauelementen möglich.
Während beispielsweise das herkömmliche Umrichtersystem in der Ausführung in Phasenfolgelöschschaltung 12 Thyristoren, 6 Dioden und 6 Kommutierungskondensatoren aufweist, kann man mit der erfindungsgemäßen Anordnung mit 5 Thyristoren, 5 Dioden und 3 Kommutierungskondensatoren auskommen.
Dieser Zahlenvergleich gilt unter der Voraussetzung, daß die Schaltung mit Thyristoren ausgeführt und netzseitig eine unsymmetrische Zweiphasenbrüc.ke verwend-'t wird.
Der Vergleich zeigt, daß die Einsparung an Umrichterbauteilen erheblich
Die wesentlichen Nachteile der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung gegenüber der bekannten Ausführung sind folgende:
1. Die Strombelastung der Halbleiter und der Maschine ist höher bezogen auf die gleiche Leistung.
2. Das Drehmoment ist 3-pulsig anstatt 6-pulsig.
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Zu 1.: Die höhere S trombe! a stung der Halbleiter wirkt sich im unteren Leistungsbereich bezüglich der Wechselrichterschdlturig nicht aus, da dort aus Gründen der geforderten Sperrspannungen in der Regel die Halbleiter strommäßig überdimensioniert sind. Der Mehraufwand für die überdimensionierung der Maschine ist vernachlässigbar in bezug auf die Einsparungen an Halbleiterelementen im Umrichter, wobei zu berücksichtigen ist» daß neben der Einsparung an Halbleitern auch eine Einsparung an Zündverstärkern gegeben ist.
Zu 2.: Die Dreipulsigkeit des Drehmomentes stört nicht bei Arbeitsmaschinen mit quadratisch abnehmendem Gegenmoment.
Im unteren Drehzahl bereich ist das erforderliche Drehmoment klein, so daß die Maschine untererregt betrieben werden kann; hierbei sind die Drehmomentschwankungen gering.
Im oberen Drehzahl bereich bei höheren Drehmomentwerten wirken sich dieDrehmomentschwankungen wegen der höheren Frequenz nicht mehr aus. Zusätzlich kann bei erhöhten Anforderungen im unteren Frequenzbereich mit einem schnellen Stellglied für den Zwischenkreisstrom» wie es eine vollgesteuerte Drehstrombrücke oder ein Gleichstromsteller darstellen, durch eine Amplitudenmodulation des Zwischenkreis stromes die Drehmomentwelligkeit verringert werden. Grundsätzlich ist dieses Verfahren bekannt und in obiger Literaturstelle " beschrieben. Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist jedoch, daß der mögliche Frequenzbereich für die Anwendung der Modulation vergrößert werden kann, weil die erforderliche Modulationsfrequenz nur mehr der 3-fachen Grundschwingungsfrequenz entspricht.
Die weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in den Unteransprüchen und anhand von Figuren näher erläutert. Es zeig en:
Fig. 1 : Prinzip schaltbild der erfindungsgemäßen Umrichteranordnung mit 2-phasigem (Fig. la) oder 3-phasigem (Fig. Ib) Metzstromrichter und Wechselrichter als Schaltermodell. '
Fig.· 2 : Ausführungsbeispiel des Wechselrichters in Phasenfolgelöschschaltung mit Thyristoren.
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Als Ausführurogsbeispiel wurde in Fig. 1 für den Netzstromrichter eine unsymmetrische 2-phasige Brückenschaltung 1 oder eine unsymmetrische 3-phasige Brückenschaltung 2 gewählt, über die Ausgangsgleichspannung U^ dieser Brücken wird der Zwischenkreisgleichstrom Ij eingestellt. Die Zwischenkreisdrossel 3 prägt I. ein. Die Wechselrichterschalter 4, 5, 6 schalten den Strom I . so auf die Wicklungen 7, 8, 9 der Drehstrommaschine 10, daß jede der Wicklungen während 1/3 Periodendauer Strom führt, über den Sternpunkt 11 wird der Strom I. zurückgeleitet. Das Ausführungsbeispiel' in Figur 2 zeigt die Anordnung der Halbleiter bei der Phasenfolgelöschschaltung mit den Wechselrichterthyristoren 12, 13, 14, den ,Kommutierungskondensatoren 15, 16, 17 und den Entkoppelungsdioden 18, 19, Man sieht, daß mit der erfindungsgemäßen Schaltung nur noch der halbe Bauaufwand gegenüber der bekannten Wechselrichteranordnung benötigt wird. Der Ablauf der Kommutierung ist bei dieser Schaltung genauso wie bei.der bekannten 6-pulsigen Anordnung, so daß er nicht näher beschrieben werden muß.
Leerseite

Claims (1)

  1. LOHF.P. CflBÜ., 8399 RUÜSTÜkf/ROTT
    Verfahren zur Drehzahlsteuerung von Drehstrommaschinen, über Stromzwischenkreisumrichter in Mi ttelpunktschaltung.
    Patentansprüche
    IJ Verfahren zur Drehzahlsteuerung von Drehstrommaschinen über Stromzwischenkreisumrichter, dadurch gekennzeichnet, daß als Frequenzstellglied ein n-phasiger Wechselrichter in Mittelpunktschaltung und als Last eine n-phasige Drehstrommaschine in Sternschaltung mit ausgeführtem Mittelpunktleiter verwendet werden, wobei jede Phase der Drehstrommaschine mit einer Wechselrichterphase verbunden ist und der,Zwischenkreisgieichstrom über den Wechselrichter auf die einzelnen Maschinenträge geschaltet und über den Mittelpunktleiter der Maschine wieder abgeleitet wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Erzeugung eines Drehfeldes in einer n-phasigen Drehstrommaschine, dadurch gekennzeichnet daß jede Wechselrichterphase während des Intervall es T/u/n den Zwischenkreisgieichstrom führt, wobei T/-,x die Grundschwingungsdauer darstellt, und daß der Zwischenkreisgieichstrom durch den Wechselrichter so weitergeschaltet wird, daß in der Maschine ein rechtsläufiges oder ein linksläufiges Drehfeld entsteht.
    3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 zur Ausführung des Wechselrichters, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselrichter in Phasenfolgelöschschaltung mit Thyristoren ausgeführt wird. -
    • ·
    • ■
    g nach Ansprach A,% zur hue£ü\citung des v/echse.1-richters, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselrichter mit Transistorschaltern oder mit GTO-Thyristorschaltern ausgeführt wird.
    5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4 zur Rückführung des Zwischenkreisgleichstromes, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunktleiter der angeschlossenen Drehstrommaschine so ausgeführt ist, daß er den vollen Zwischen-
    ■ kreisgleichstrom führen kann.
    6. Verfahren nach Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4, 5 zur Wahl der Phasenzahl n, dadurch gekennzeichnet, daß für 3-phasige Wechselrichter 3-phasige Drehstrom-Norm-Maschinen verwendet werden.
    7. Verfahren nach Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4, 5 6 zur Festlegung der Welligkeit des Drehstrommomentes der Drehstrommaschine, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem dreiphasigen Wechselrichter und einer dreiphasigen Asynchronmaschine das Drehmoment dreipulsig ist.
    8. Verfahren nach Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4, 5, 6, 7 zur Reduktion der Drehmomentwelligkeit bei einer dreiphasigen Anordnung, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Amplitudenmodulation des Zwischenkreisgleichstrontes die Welligkeit des Drehmomentes im unteren Frequenzbereich dadurch herabgesetzt werden kann, daß die Amplitude des Zwischenkreisgleichstromes zeitabhängig so gesteuert, d. h. moduliert wird, daß die elektrische Leistung und damit die mechanische Leistung auch momentan konstant sind, so daß die Drehmomentwelligkeit durch eine inverse Stromwelligkeit kompensiert wird.
    9. Schaltungsanordnung nach Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4, 5 - 8 zur Ausführung des Netzgleichrichters, dadurch gekennzeichnet , daß bei einfachen Umrichterantrieben als Netzstromrichter 2- oder 3-phasige unsymmetrische Brückenschaltungen verwendet werden.
DE19813136789 1981-09-16 1981-09-16 Verfahren zur drehzahlsteuerung von drehstrommaschinen ueber stromzwischenkreisumrichter in mittelpunktschaltung Ceased DE3136789A1 (de)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2221779A1 (de) * 1972-05-04 1973-11-15 Allis Louis Co Verfahren und anordnung zum steuern des ausganges eines selbsterregten wechselstrommotors
DE2234681B2 (de) * 1972-07-14 1974-12-19 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Verfahren und Schaltungsanordnung zum Herabsetzen der Drehmomenten-Welligkeit einer Drehfeldmaschine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2221779A1 (de) * 1972-05-04 1973-11-15 Allis Louis Co Verfahren und anordnung zum steuern des ausganges eines selbsterregten wechselstrommotors
DE2234681B2 (de) * 1972-07-14 1974-12-19 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Verfahren und Schaltungsanordnung zum Herabsetzen der Drehmomenten-Welligkeit einer Drehfeldmaschine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HEUMANN: "Grundlagen der Leistungselektronik", 1.Aufl.,, Teubner-Verl.Stuttgart, 1978, S.100,101 *

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