DE3527844C2 - - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
- H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
- H02M5/42—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
- H02M5/44—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
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- H02M5/45—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
- H02M5/4505—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only having a rectifier with controlled elements
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Description
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.
Soll eine über einen Gleichspannungs-Zwischenkreisumrichter gespeiste Drehstrommaschine
während des Betriebes im Feldschwächbereich abgebremst
werden, wird am Sollwertgeber für den die Frequenz der Maschine bestimmenden
Zwischenkreis-Spannungsregler des Zwischenkreisumrichters die eingestellte
Führungsgröße verringert. Weil aber wegen der entsprechenden
Frequenzverringerung die Maschine generatorisch arbeitet, steigt ohne Gegenmaßnahme
die Spannung im Zwischenkreis.
Bekannt ist nach der DE-OS 32 34 301 eine Schaltungsanordnung, bei
der zur Vermeidung der zuvor erwähnten Überspannungen ein zusätzlicher
Sollwertgeber vorgesehen ist, der oberhalb eines Istwerts von mehr als 90%
des maximal zulässigen Wertes eine bis zum maximal zulässigen Wert ansteigende
Zusatzgröße auf die Frequenznachführung aufschaltet. Automatisch
wird damit für die benötigte Frequenzerhöhung unterhalb der maximal zulässigen
Zwischenkreisspannung gesorgt. Der zusätzliche Sollwertgeber wird
also schon unterhalb der Nennfrequenz aktiviert. Es wird in Kauf genommen,
daß lediglich 90% der maximalen Zwischenkreisspannung bzw. der Ausgangsspannung
ausgenutzt werden, wenn die Drehstrommaschine am Typenpunkt
betrieben wird. Vielfach ist es jedoch wünschenswert, beim Typenpunkt
der Maschine die volle mögliche Spannung ausnutzen zu können, bzw.
bei einem Absinken der Ausgangsspannung des Umrichters die bisherige
Drehzahl der Drehstrommaschine beizubehalten.
Es stellt sich also die Aufgabe
unter Ausnutzung der vollen Spannung am
Typenpunkt zu gewährleisten, daß die Drehstrommaschine im Feldschwächbereich
stets ihre Drehzahl hält, auch wenn die Ausgangsspannung, z. B. bedingt
durch Netzspannungsabsenkungen, ihre Amplitude verkleinert.
Zur Lösung dieser Aufgabe gibt deshalb
bei der Schaltung nach der zuvor erwähnten DE-OS 30 21 119
der zusätzliche Sollwertgeber beim Betrieb der Drehstrommaschine im Feldschwächbereich
ein Zusatzsignal ab, das durch eine Änderung der Kennliniensteigung
in einem Kennlinienglied über eine Frequenzerhöhung einen
Anstieg der Zwischenkreisspannung verhindert und das zur optimalen Ausnützung
der gerade verfügbaren Spannung der Netzspannung nachgeführt
wird.
Die obengenannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten
Merkmale gleichermaßen, jeoch auf andere Art gelöst.
Die Drehstrommaschine kann damit vorteilhaft an allen Betriebspunkten
also besonders auch im Feldschwächbereich, einwandfrei vom statischen
Umrichter geführt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Schaltungsanordnung nach der Erfindung
sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Den Anspruch 3 betreffend ist durch die DE-PS 26 24 597 eine Schaltung bei einem Gleichspannungs-
Zwischenkreisumrichter bekannt, die einen zusätzlichen Nachführverstärker
zur Führung eines die Verstellgeschwindigkeit für die Führungsgröße eines
Zwischenkreis-Spannungsreglers begrenzenden Steilheitsbegrenzers in Abhängigkeit
von der Zwischenkreisspannung vorsieht.
Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels erläutert werden. Es zeigen
Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der Schaltungsanordnung nach der Erfindung
und
Fig. 2 den Verlauf der Zwischenkreisspannung in Abhängigkeit von der
Frequenz des Maschinenstromrichters bzw. in Abhängigkeit vom
Sollwert der Maschinendrehzahl.
Gemäß Fig. 1 wird ein Gleichspannungs-Zwischenkreisumrichter aus einem
dreiphasigen Netz RST gespeist. Der Zwischenkreisumrichter besteht aus
einem gesteuerten Netzstromrichter 1, der eine Netzrückspeisung gestatten
soll, einem Zwischenkreis mit einer Glättungsdrossel 2 und einem Zwischenkreiskondensator
3 sowie einem Maschinenstromrichter 4. Der Maschinenstromrichter
4 speist einen Drehstrommotor 5.
Der Umrichter arbeitet mit variabler Zwischenkreisspannung, die vom
Netzstromrichter 1 bereitgestellt wird. Die Steuerung besteht aus einem
Frequenzregelkreis (indirekter Spannungsregelkreis) mit einem unterlagerten
Stromregelkreis. Zur Einstellung der variablen Zwischenkreisspannung
dient ein Sollwertgeber 10, an dem die gewünschte Maschinendrehzahl
als Führungsgröße w n einstellbar ist. Diese Führungsgröße wird
über einen Steilheitsbegrenzer 11, der die Verstellgeschwindigkeit der
Führungsgröße begrenzt, und einen Betragsbildner 12 einem Zwischenkreisspannungszregler 13
als negative Führungsgröße -w UD vorgegeben. Die Regelgröße +x UD der
Zwischenkreisspannung wird über ein Spannungserfassungsglied 6 im Zwischenkreis
ermittelt und mit der Führungsgröße w UD verglichen. Die
Regelabweichung dient als Eingangsgröße des Reglers 13,
dessen Ausgangsgröße einem ihm nachgeschalteten Stromregler 27 als Stromführungsgröße
w IE zugeführt wird. Diese Stromführungsgröße w IE wird
mit dem über einen Stromwandler 7 erfaßten Stromeingangswert x IE
verglichen. Entsprechend der Regelabweichung des Stromes beeinflußt der
Stromregler 27 mit seinem Ausgangssignal einen Steuersatz 28 für die
Ventile des gesteuerten Netzstromrichters 1, so daß diese entsprechend
der gewünschten Zwischenkreisspannung U D gezündet werden.
In üblicher Weise ist der Maschinenstromrichter 4 in seiner Frequenz
entsprechend der anstehenden Zwischenkreisspannung U D nachgeführt.
Zu diesem Zweck wird die über das Spannungserfassungsglied 6 bereitgestellte,
der Zwischenkreisspannung proportionale Regelgröße x UD über
ein Potentiometer 23, das der Einstellung der Spannungs-Frequenz-Kennlinie
dient, sowie über ein weiteres Potentiometer 24, das der Einstellung
der Maximalfrequenz des Umrichters dient, einem Spannungs/Frequenz-
Umsetzer 25 zugeführt. Die Ausgangsfrequenz des Spannungs/Frequenz-
Umsetzers 25 beeinflußt einen Steuersatz 26, mit dem die Ventile des
Maschinenstromrichters 4 frequenzgerecht für die Drehstrommaschine 5
geschaltet werden.
Die zwischenkreisspannungsproportionale Regelgröße x UD ist ferner als
Regelgröße einem Feldschwächregler 21 zugeführt. Als Führungsgröße
für den Feldschwächregler 21 dient eine Größe, die dem Betrage der
Netzspannung U NETZ entspricht. Diese Größe wird als Netzspannung über
eine Netzspannungserfassungseinrichtung 8 von einem zusätzlichen Sollwertgeber
14 bereitgestellt.
Der Feldschwächregler 21 wird über die Führungsgröße -|U NETZ | so
eingestellt, daß er bei Netznennspannung (z. B. U NETZ = 380 V) eine
gleichgroße Ausgangsspannung (d. h. U A = 380 V) garantiert. Ist dabei
die ausgangsseitige Frequenz des Umrichters gleichgroß wie die Netzfrequenz
(d. h. f A = 50 Hz), so kann die Ausgangsfrequenz weiter gesteigert
werden, da der Feldschwächregler die entsprechende Spannung
als sein Ausgangssignal zur Regelgröße +x UD hinzuaddiert.
Es ergibt sich mithin ein Verlauf der Zwischenkreisspannung U D in Abhängigkeit
von der Frequenz f der Drehstrommaschine 5 bzw. deren Nenndrehzahl
n soll , wie sie in Fig. 2 gezeigt ist. Die maximale Zwischenkreisspannung
U DMAX und mithin die maximale Ausgangsspannung wird beim
Typenpunkt der Maschine (f nenn ) erreicht. Im Feldschwächbereich bleibt
die Zwischenkreisspannung U D gleich der Netznennspannung U NETZ-NENN .
Das Ausgangssignal des Feldschwächreglers 21 wird nicht nur der zwischenkreisspannungsproportionalen
Regelgröße x UD zur Bildung des Eingangssignals
für den Spannungs/Frequenz-Umsetzer 25 und der Bildung der
Regelgröße für den Regler 13 hinzuaddiert, es wird vielmehr
auch einem Kennlinienbildner 22 zusätzlich zugeführt. Der Kennlinienbildner 22
dient für den Betrieb im Feldschwächbereich in Zusammenhang mit einer
Strombegrenzungsanordnung der Begrenzung des Drehmoments über die
Stromführungsgröße -w IE für den Stromregler 27. Zur Ausgangsstrombegrenzung
wird eine dem Betrage des Ausgangsstromes des Umrichters
proportionale, von einem Stromwandler 9 bereitgestellte Regelgröße
|x IA | einem Ausgangsstrombegrenzungsregler 17 zugeführt. Diese Regelgröße
|x IA | wird mit einer von einem Geber 16 vorgegebenen Führungsgröße
für den maximal möglichen Ausgangsstrom I Amax verglichen. Das
Ausgangssignal des Strombegrenzungsreglers 17 ist über eine geeignet
gepolte Diode 18 dem Regler 13 zur Begrenzung seines Ausgangssignals
zugeführt. Durch den Kennlinienbildner 22 wird nun in Zusammenarbeit
mit der Ausgangsstrombegrenzung über Dioden 19, 20 die Stromgrenze
und damit das Drehmoment im Feldschwächbereich begrenzt.
Damit wird die Drehstrommaschine 5 immer einwandfrei geführt, d. h.
beim Überschreiten des zulässigen Drehmoments wird die Drehzahl entsprechend
reduziert.
Um den Einsatz des Steilheitsbegrenzers 11 auch während des Feldschwächbetriebes
sicherzustellen, ist ein Nachführverstärker 15 mit dem
Steilheitsbegrenzer 11 verbunden. Der Nachführverstärker ist eingangsseitig
mit der Summe der zwischenkreisspannungsproportionalen Regelgröße
x UD und der Ausgangsspannung des Feldschwächreglers 21 beaufschlagt.
Damit wird die Ausgangsspannung des Steilheitsbegrenzers 11
bei Laststößen, die eine Drehzahlabsenkung hervorrufen, automatisch so
abgesenkt, daß bei einer erneuten Entlastung der Steilheitsbegrenzer 11
wieder im Eingriff ist.
Claims (4)
1. Schaltungsanordnung zur Frequenzverstellung im Feldschwächbereich
einer Drehstrommaschine über einen diese speisenden Gleichspannungs-
Zwischenkreisumrichter,
- - der eingangsseitig einen eine variable Zwischenkreisspannung bereitstellenden Netzstromrichter mit einem Zwischenkreis-Spannungsregler aufweist,
- - der ausgangsseitig einen Maschinenstromrichter mit einem Spannungs- Frequenz-Umsetzer aufweist, dem als Führungsgröße eine zwischenkreisspannungsproportionale Größe und im Feldschwächbereich eine netzspannungsabhängige Zusatzgröße zugeführt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Feldschwächregler (21), dem die Differenz aus der zwischenkreisspannungsproportionalen
-Größe (x UD ) und einer durch einen zusätzlichen
Geber (14) abgegebenen, dem Betrage der Netzspannung (U NETZ )
proportionalen Größe vorgegeben ist, an seinem Ausgang die Zusatzgröße
bildet,
und daß die Summe aus der zwischenkreisspannungsproportionalen Größe (x UD ) und der Zusatzgröße dem Zwischenkreis-Spannungsregler (13) als Istwert und dem Spannungs-Frequenz-Umsetzer (25) als Führungsgröße zugeführt ist.
und daß die Summe aus der zwischenkreisspannungsproportionalen Größe (x UD ) und der Zusatzgröße dem Zwischenkreis-Spannungsregler (13) als Istwert und dem Spannungs-Frequenz-Umsetzer (25) als Führungsgröße zugeführt ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 mit einem dem Zwischenkreis-
Spannungsregler unterlagerten Stromregler, dem die Ausgangsspannung
des Zwischenkreis-Spannungsreglers als Führungsgröße und der in den
Zwischenkreisumrichter fließende (Netz-)Strom als Regelgröße zugeführt sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ausgangssignal des Feldschwächreglers (21) zusätzlich einem
Kennlinienbildner (22) zugeführt ist, durch dessen Ausgangssignal die
Führungsgröße (w IE ) für den Stromregler (27) im Feldschwächbereich
begrenzt ist.
3. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Summe aus der zwischenkreisspannungsproportionalen Regelgröße
(x UD ) und dem Ausgangssignal des Feldschwächreglers (21)
zusätzlich einem Nachführverstärker (15) zur Führung eines die Verstellgeschwindigkeit
für die Führungsgröße (w UD ) des Zwischenkreis-
Spannungsreglers (13) begrenzenden Steilheitsbegrenzers (11) zugeführt ist.
Priority Applications (1)
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DE19853527844 DE3527844A1 (de) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | Schaltungsanordnung zur frequenzverstellung eines gleichspannungs-zwischenkreisumrichters bei konstanter ausgangsspannung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853527844 DE3527844A1 (de) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | Schaltungsanordnung zur frequenzverstellung eines gleichspannungs-zwischenkreisumrichters bei konstanter ausgangsspannung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3527844A1 DE3527844A1 (de) | 1987-02-12 |
DE3527844C2 true DE3527844C2 (de) | 1987-08-20 |
Family
ID=6277578
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19853527844 Granted DE3527844A1 (de) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | Schaltungsanordnung zur frequenzverstellung eines gleichspannungs-zwischenkreisumrichters bei konstanter ausgangsspannung |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (4)
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US4876637A (en) * | 1988-03-22 | 1989-10-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Power converter and method of controlling the same |
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CN103595332B (zh) * | 2013-11-26 | 2016-02-17 | 沈阳工业大学 | 基于变频技术的旋转滤网控制方法 |
Family Cites Families (3)
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DE3234301A1 (de) * | 1982-09-16 | 1984-03-22 | Merck Patent Gmbh, 6100 Darmstadt | Neue bisazidoverbindungen, diese enthaltende lichtempfindliche zusammensetzungen und verfahren zur erzeugung von reliefstrukturen |
-
1985
- 1985-07-31 DE DE19853527844 patent/DE3527844A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE3527844A1 (de) | 1987-02-12 |
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