DE3224301A1 - Circuit arrangement for operating a three-phase machine, which is supplied from a DC-link converter, in the field-weakening range - Google Patents
Circuit arrangement for operating a three-phase machine, which is supplied from a DC-link converter, in the field-weakening rangeInfo
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Abstract
Description
- 3 - B 82/33 Ham- 3 - B 82/33 Ham
Schaltungsanordnung zum Betrieb einer von einem Zwischenkreisumrichter gespeisten Drehstromiaaschine im Feldschwächbereich Circuit arrangement for operating one of a DC link converter powered three-phase machine in the field weakening range
Beschreibungdescription
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Schaltungsanordnung ist durch die DE-OS 30 21 119 bekannt.The invention relates to a circuit arrangement according to the preamble of claim 1. Such a circuit arrangement Circuit arrangement is known from DE-OS 30 21 119.
Beider bekannten Anordnung gibt beim Betrieb im FeIdschwächbereich der zusätzliche Sollwertgeber ein mit dem Sollwert ansteigendes Zusatzsignal ab, durch das trotz Beibehaltung der Nennspannung eine höhere Frequenz beim Maschinenstromrichter erzeugt wird. Soll die Drehstrominaschine abgebremst werden, wird die am Sollwertgeber eingestellte Führungsgrösse verringert. Damit aber steigt die Zwischenkreisspannung an, weil wegen der entsprechenden Frequenzverringerung die Maschine generatorisch arbeitet und in den Zwischenkreis speist. Zur Vermeidung von derartigen Überspannungen im Zwischenkreis ist bei der bekannten Anordnung ein Diskriminator vorgesehen, der dann ein Fehlersignal zur Erhöhung der Frequenz abgibt, bis die Zwischenkreis spannung wieder dem maximal zulässigen Wert entspricht. Danach tritt wiederum durch weiteres Abbremsen eine Spannungserhöhung im Zwischenkreis auf, die durch ein erneutes Fehlersignal zur Erhöhung der Frequenz vom Diskriminator beseitigt wird. Der Diskriminator arbeitet also im Sinne einer Zweipunktregelung; die Frequenz pendelt beim Abbremsen stets hin und her, was ein unstetiges Bremsverhalten der . J3rehstrommaschine nach sich zieht.Both known arrangements give when operating in the field weakening range the additional setpoint generator emits an additional signal that increases with the setpoint, through which despite Maintaining the nominal voltage at a higher frequency Machine converter is generated. Should the three-phase machine are braked, the reference variable set on the setpoint generator is reduced. But that increases the intermediate circuit voltage because of the corresponding Frequency reduction, the machine works as a generator and feeds into the intermediate circuit. To avoid such Overvoltages in the intermediate circuit, a discriminator is provided in the known arrangement, which then generates an error signal to increase the frequency emits until the intermediate circuit voltage again corresponds to the maximum permissible value. After that, further braking causes an increase in voltage in the intermediate circuit, which is caused by a renewed error signal to increase the frequency is eliminated by the discriminator. The discriminator works in the sense of a two-point control; the frequency always oscillates back and forth when braking, which results in unsteady braking behavior of the. J3 three-phase machine entails.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Schaltungsanordnung der eingangs angegebenen Art das unstetige Abbremsen beim Betrieb im FeIdSchwächbereich zu vermeiden.The invention is based on the object of a circuit arrangement to avoid the discontinuous braking when operating in the field weakened area of the type specified at the beginning.
- 4 - B 82/33 Ham- 4 - B 82/33 Ham
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.This object is achieved according to the invention by the claims 1 marked features solved.
Der zusätzliche Sollwei'j^ber wird also schon unterhalb der Nennfrequenz der Drehstrommaschine aktiviert, so dass beim Abbremsen erst gaijkeine Überspannung im Zwischenkreis auftreten kann. Vielmehr wird durch die Aufschaltung der Zusatzgrösse auf die Frequenznachführung des Maschinenstromrichters automatisch für eine benötigte Frequenzerhöhung unterhalb des maximal zulässigen Werts der Zwischenkreisspannung gesorgt.The additional target size is thus already below the Rated frequency of the three-phase machine activated, so that when When braking, no overvoltage can occur in the intermediate circuit can. Rather, the addition of the additional variable to the frequency tracking of the machine converter automatically for a required frequency increase below the maximum permissible value of the intermediate circuit voltage taken care of.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous refinements of the invention are set out in the subclaims marked.
Die Erfindung soll anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden erläutert werden. Es zeigenThe invention will be explained below with reference to an embodiment shown in the drawing will. Show it
Fig. 1 . einen Prinzipschaltρlan der Schaltungsanordnung nach der Erfindung undFig. 1. a principle circuit diagram of the circuit arrangement according to the invention and
Fig. 2 den Verlauf der Zwischenkreisspannung2 shows the course of the intermediate circuit voltage
in Abhängigkeit von der Frequenz des Maschinenstromrichters bzw. in Abhängigdepending on the frequency of the machine converter or depending
keit vom Sollwert der Maschinendrehzahl.speed from the setpoint of the machine speed.
Fig. 1 zeigt einen Zwischenkreisumrichter, der aus einem gesteuerten Netzstromrichter 1, einem Zwischenkreis mit einem Zwischenkreiskondensator3und einer Glättungsdrossei 4 sowie einem Maschinenetromrichter 2 gebildet ist. Der Maschinenstromrichter 2 speist einen Drehstrommotor 5·Fig. 1 shows an intermediate circuit converter, which consists of a controlled line converter 1, an intermediate circuit with an intermediate circuit capacitor 3 and a smoothing reactor 4 and a machine converter 2 is formed. The machine converter 2 feeds a three-phase motor 5
Der Umrichter arbeitet mit variabler Zwischenkreisspannung, die vom Netzstromrichter 1 bereitgestellt wird· Zur Einstellung der variablen Zwischenkreisspannung dient ein Sollwertgeber 7, an dem die gewünschte Maschinendrehzahl ng -^ einstellbar ist. Der Istwert x-g der ZwischenkreisspannungThe converter works with a variable intermediate circuit voltage, which is provided by the line converter 1. A setpoint generator 7, on which the desired machine speed n g - ^ can be set, is used to set the variable intermediate circuit voltage. The actual value xg of the intermediate circuit voltage
- 5 - (X)PY- 5 - (X) PY
322A3Q1322A3Q1
- 5 - B 82/33 Ham- 5 - B 82/33 Ham
v:ird über ein Spannungserfas:;ungsglied 6 ermittelt und mit der vorgegebenen Führungsgröcse ns -,-, verglichen. Die Regelabweichung dient als Eingangr.grösse eines Spannungsreglers S, dessen Ausganrsgrössr einem ihm nachgeschalteten 3tror.regier 9 als Stromführungsgrösse dient. Diese Stromführungsgrösse wird mit dem über einen Stromwandler 11 erfassten Stromistwert Xj·^ verglichen. Entsprechend der Regelabweichung des Stromes beeinflusst der Stromregler 9 mit seinem Ausgangssignal eilten Steuersatz 10 für die' Ventile des gesteuerten Netzstromrichters 1, so dass diese entsprechend der gewünschten Zwischenkreisspannung U, gezündet werden.v: is determined via a voltage sensing element 6 and compared with the specified reference variable n s -, -. The control deviation serves as the input variable of a voltage regulator S, the output variable of which is used as a current control variable for a 3tror.regier 9 connected downstream of it. This current control variable is compared with the actual current value Xj · ^ recorded via a current transformer 11. Corresponding to the control deviation of the current, the current regulator 9 with its output signal influences the rapid control set 10 for the valves of the controlled mains converter 1, so that these are ignited according to the desired intermediate circuit voltage U 1.
In üblicher Weise ist der Maschinenstromrichter 2 in seiner Frequenz entsprechend der anstehenden Zwischenkreisspannung nachgeführt. Zu diesem Zweck wird der Istwert xTT der überIn the usual way, the frequency of the machine converter 2 is adjusted in accordance with the applied intermediate circuit voltage. For this purpose, the actual value x TT is the over
ud u d
das Spannungserfassungsglied 6 erfassten Zwischenkreisspannung auf den Eingang eines Anpassungsreglers 12 gegeben, dem ein Spannungs-Frequenzumsetzer 13 nachgeschalt'et ist. Die Ausgangsfrequenz des Spannungs-Frequenzumsetzers 13 t>eeinflusst einen Steuersatz 14, mit dem die Ventile des Maschinenstromrichters 2 f^equenzgerecht für den Motor 5 . geschaltet werden.the voltage detection element 6 applied the detected intermediate circuit voltage to the input of an adaptation controller 12, which is followed by a voltage-frequency converter 13. The output frequency of the voltage-frequency converter 13 influences t> e a control set 14, with which the valves of the machine converter 2 f ^ equence-appropriate for the motor 5 . be switched.
Gemäss der Erfindung ist für den Betrieb des Drehstrommotors 5 im Feldschwächbereich ein zusätzlicher SoIlwertgeber 15 vorgesehen, der beim Überschreiten von 90 % des maximal zulässigen Wertes der Zwischenkreisspannung aktiv wird. Dieser gibt dann eine bis zum maximal zulässigen Wert der Zwischenkreisspannung stetig anwachsende Zusatzgrösse ab, die als zusätzliche Führungsgrösse dem Wert Χττ-, hinzuaddiert dem Anpassungsregler 12 eingegeben wird. Dadurch steigt die Frequenz des Kaschinenstrom-According to the invention, an additional target value transmitter 15 is provided for operating the three-phase motor 5 in the field weakening range, which becomes active when 90% of the maximum permissible value of the intermediate circuit voltage is exceeded. This then outputs an additional variable that increases continuously up to the maximum permissible value of the intermediate circuit voltage, which is input to the adaptation controller 12 as an additional reference variable to the value Χττ- added. This increases the frequency of the machine current
-G- B 82/55 Ham-G- B 82/55 Ham
richters 2 zwischen (ο,9 ··· 1) χ U, ^dm" - = maximale Zwischenkre"1" sspannung) überproportional an, ohne dass im Normalfall beim Bremsen eine Überspannung auftritt. Das Abbremsen erfolgt stetig und ohne FrequenzSchwankungen.judge 2 between (ο, 9 ··· 1) χ U, ^ dm "- = maximum intermediate circuit" 1 "svoltage) disproportionately, without an overvoltage normally occurring during braking. Braking takes place continuously and without frequency fluctuations.
Gleichzeitig wird die durch den zusätzlichen Sollwertgeber bereitgestellte Zusatzgrösse auch dem Spannungsregler 8 vorgegeben, um einen linearen Zusammenhang zwischen der Drehzahlführungsgrösse und der Frequenz zu bekommen. Damit wird die ausschliessliche Abhängigkeit der Frequenz von dem Spannungsistwert gewahrt.At the same time, the additional variable provided by the additional setpoint generator is also specified for the voltage regulator 8, about a linear relationship between the speed reference variable and the frequency to get. This makes the frequency dependent exclusively on the Actual voltage value preserved.
Durch das Einfügen der Zusatzgrösse vom zusätzlichen Sollwert_ geber 15 kann die übliche Überspannungsbegrenzung nicht mehr über die Drehzahlsollwertvorgabe erfolgen. Statt dessenym weiterer Ausbildung der Erfindung ein Höchstwertbegrenzer für die Zwischenkreisspannung vorgesehen, der mit dem Spannungε regler 8 verbunden ist. Der Höchstwertbegrenzer 16 wird dann aktiviert, wenn der Istwert xTT der ZwischenkreisspannungBy inserting the additional variable from the additional setpoint generator 15, the usual overvoltage limitation can no longer take place via the speed setpoint specification. Instead, a maximum value limiter for the intermediate circuit voltage, which is connected to the voltage regulator 8, is provided in a further embodiment of the invention. The maximum value limiter 16 is activated when the actual value x TT of the intermediate circuit voltage
d
einen vorgegebenen Höchstwert ^YjAmay- überschreitet. Die
Überspannungsbegrenzung ist demnach unabhängig von der Zusatzgrösse,
weil sie die tatsächliche Regelgrösse (xTT ) mit dem d
a specified maximum value ^ YjA may - exceeds. The overvoltage limitation is therefore independent of the additional variable because it compares the actual controlled variable (x TT ) with the
Maximalwert vergleicht und beim Spannungsregler 8 korrigierend eingreift.Compares the maximum value and corrects the voltage regulator 8.
Fig. 2 zeigt den Verlauf der Zwischenkreisspannung U, in Abhängigkeit von der Frequenz f des Maschinenstromrichters bzw. in Abhängigkeit vom am Sollwertgeber 7 eingestellten Drehzahlsollwert n^ ■,·, für den Drehstrommotor 5. Wie erkennbar, steigt die Zwischenkreisspannung U mit der Fre-Fig. 2 shows the course of the intermediate circuit voltage U, depending on the frequency f of the machine converter or depending on the value set on the setpoint generator 7 Speed setpoint n ^ ■, ·, for the three-phase motor 5. As can be seen, the intermediate circuit voltage U increases with the frequency
CLCL
quenz f bzw. dem Drehzahlsollwert Ho0-.-, linear an, so dass in üblicher Weise beim höchst zulässigen Wert der Zwischenkreisspannung U, und der Nennfrequenz der Maschine fquenz f or the speed setpoint Ho 0 -.-, linearly, so that in the usual way at the highest permissible value of the intermediate circuit voltage U, and the nominal frequency of the machine f
-yf-yf
- 7 - B 82/33 Ham- 7 - B 82/33 Ham
der Feldschwächbereich beginnt. Statt dessen wird jedoch durch Aktivierung des zusätzlichen Sollwertgebers 15 bei 0,9 · υ. eine überproportionale Frequenzerhöhung im Feldschwächbereich bis zum Erreichen der maximal zulässigen Zwischenkreisspannung erreicht«the field weakening range begins. Instead, however by activating the additional setpoint generator 15 at 0.9 · υ. a disproportionate increase in frequency in the Field weakening range reached until the maximum permissible DC link voltage is reached «
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Claims (3)
Theodor-Stern-Kai 1Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH
Theodor-Stern-Kai 1
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3224301A DE3224301A1 (en) | 1982-06-26 | 1982-06-26 | Circuit arrangement for operating a three-phase machine, which is supplied from a DC-link converter, in the field-weakening range |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE3224301A DE3224301A1 (en) | 1982-06-26 | 1982-06-26 | Circuit arrangement for operating a three-phase machine, which is supplied from a DC-link converter, in the field-weakening range |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3224301A1 true DE3224301A1 (en) | 1983-12-29 |
DE3224301C2 DE3224301C2 (en) | 1987-08-13 |
Family
ID=6167157
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3224301A Granted DE3224301A1 (en) | 1982-06-26 | 1982-06-26 | Circuit arrangement for operating a three-phase machine, which is supplied from a DC-link converter, in the field-weakening range |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3224301A1 (en) |
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FR2717965A1 (en) * | 1994-03-25 | 1995-09-29 | Abb Industry Oy | Braking method for an AC motor. |
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DE3021119A1 (en) * | 1980-06-04 | 1981-12-10 | Danfoss A/S, 6430 Nordborg | INVERTER CIRCUIT FOR OPERATING A SPEED-CONTROLLABLE ASYNCHRONOUS MOTOR |
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1982
- 1982-06-26 DE DE3224301A patent/DE3224301A1/en active Granted
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DE3224301C2 (en) | 1987-08-13 |
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