DE3710899C1

DE3710899C1 - Process for producing the torque-controlled variable of an asynchronous machine supplied power via a pulse rectifier

Info

Publication number: DE3710899C1
Application number: DE19873710899
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl-Ing Prenzel; Norbert Ing Niesel
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1987-04-01
Filing date: 1987-04-01
Publication date: 1988-10-27

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erstellung der drehmomentbildenden Regelgröße einer dreiphasigen Asynchronmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiges Verfahren ist durch die US-PS 44 59 534 bekannt.

Die zur Steuerung des Pulsumrichters gebildete Hilfsgröße ist bei dem bekannten Verfahren nicht genau spannungssynchron, sondern feldorientiert geführt, wodurch eine automatische Berücksichtigung der Ständerverluste der Asynchronmaschine erfolgt.

Es ist durch die DE-OS 35 23 659 bekannt, eine Hilfsspannung bei der Steuerung eines Steuerumrichters exakt spannungssynchron zu führen.

Zur Verwirklichung einer Multiplikation ist es ferner üblich, eine Puls-Modulation, z. B. eine Modulation der Form der Impulse (Pulsbreitenmodulation) vorzunehmen (vgl. Untergruppe der internationalen Patentklassifikation G 06 G 7/161 und DE-OS 24 25 703).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren derart auszugestalten, daß eine möglichst exakte Drehmomenterfassung für alle Pulswechselrichter mit sinusförmiger Steuerspannung, also auch für nicht feldorientierte Pulswechselrichter, erreicht wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Durch die dreiphasige Verkettung der Produkte aus den Phasenströmen und der Hilfsgröße entfällt bei der Addition der in den Produkten enthaltene Wechselanteil, so daß für die drehmomentbildende Regelgröße sich ein frequenzunabhängiger Wert ergibt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe der Zeichnung im folgenden erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild zur Erstellung der Drehmomentregelgröße nach der Erfindung unter Berücksichtigung der Ständerverluste der gespeisten Asynchronmaschine.

Gemäß Fig. 1 erzeugt ein zur Steuerung des Wechselrichters im Pulsumrichter zur Erstellung der Pulsmuster ohnehin vorhandener digitaler Sinusgenerator 1 eine dreiphasige sinusförmige Hilfsgröße mit der Drehfrequenz ω _S der vom Pulsumrichter gespeisten Asynchronmaschine. In einem Digital-Analogwandler 7 wird diese sinusförmige Hilfsgröße in ihrer Amplitude entsprechend dem Aussteuerungsgrad a als Verhältnis der vorgegebenen Ständerspannung U _S zur Zwischenkreisspannung U _D bewertet. In einem Schaltglied 8 wird dann durch Pulsbreitenmodulation mit einer Dreieckspannung Û _DR als Funktion des Aussteuerungsgrades a die Pulsmustersteuerungsgröße E zur Steuerung des Wechselrichters im Pulsumrichter gebildet.

Die vom dreiphasigen digitalen Sinusgenerator 1 gelieferte sinusförmige Hilfsgröße wird nun gemäß der Erfindung zur Erstellung der Drehmomentregelgröße der vom Pulsumrichter gespeisten Asynchronmaschine verwendet. Zu diesem Zweck wird die sinusförmige Hilfsgröße einem Digital-Analogwandler 2 zugeführt und in ihrer Amplitude auf einen Betrag von zwei Dritteln des Betrages der vorgegebenen Ständerspannung U _S normiert. Die derart bewertete dreiphasige Hilfssinusgröße wird dann in einem Schaltglied 3 mit der Dreieckspannung Û _DR konstanter Amplitude pulsbreitenmoduliert. Es entsteht eine dreiphasige Schaltgröße E′, mit der ein dreiphasiger Schalter 4 betätigt wird, durch den die drei Phasenströme i _S der Asynchronmaschine auf einen Summationspunkt 5 geschaltet werden. Im Schalter 4 ergibt sich somit eine Multiplikation der Phasenströme mit den ihnen jeweils zugeordneten phasenspannungssynchronen Hilfsgrößen nach dem Time-Division-Verfahren.

Dem Summationspunkt 5 wird zusätzlich eine Größe zugeführt, die den Ständerverlusten der Asynchronmaschine als Produkt des Quadrates des Ständerstrombetrages |I _S |² mit dem Ständerwiderstand R _S entspricht.

In einem Dividierglied 6 wird die in dem Summationspunkt 5 gebildete Größe durch den Betrag der Ständerdrehfrequenz ω _S geteilt, so daß sich schließlich die an der Asynchronmaschine anstehende Drehmomentregelgröße x _M

ergibt.

Claims

1. Verfahren zur Erstellung der drehmomentbildenden Regelgröße einer dreiphasigen Asynchronmaschine, die an einen Pulsumrichter mit eingeprägter Zwischenkreisspannung angeschlossen ist, bei dem je Phase der Asynchronmaschine eine sinusförmige Hilfsgröße zur Steuerung des Pulsumrichters gebildet und jeder der Phasenstrom-Meßwerte mit der ihm zugehörigen Hilfsgröße multipliziert wird und dann die Produkte addiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsgröße eine Amplitude entsprechend ²/₃ der Amplitude der verketteten Maschinenspannung besitzt, spannungssynchron und pulsbreitenmoduliert ist und einen Schalter für den Phasenstrom-Meßwert als Multiplikator betätigt, daß von der gebildeten Summe ein den Ständerverlusten entsprechender, dem Quadrat der gemessenen Strangströme proportionaler Betrag subtrahiert und das Ergebnis durch die Ständerfrequenz geteilt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sinusförmige Hilfsgröße mit einer Dreieckspannung konstanter Amplitude pulsbreitenmoduliert wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die drehmomentbildende Regelgröße über ein Filter geführt wird.