DE3804634A1 - Highly dynamic electrical servo drive with a plurality of asynchronous machines - Google Patents
Highly dynamic electrical servo drive with a plurality of asynchronous machinesInfo
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- H02P5/74—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors controlling two or more ac dynamo-electric motors
- H02P5/747—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors controlling two or more ac dynamo-electric motors mechanically coupled by gearing
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Servoantrieb nach dem Oberbe griff des Patentanspruches 1. Ein Antrieb mit mehreren Asyn chronmaschinen, deren Drehzahl und Drehmomente in allen Re gelbereichen weitgehend gleich sind, wird in einigen Anwen dungsfällen erforderlich, um eine günstigere Momentenauftei lung an der Last zu erzielen, eine günstigere Aufteilung der Asynchronmaschinenanordnung zu ermöglichen oder z. B. durch eine Verdoppelung der Antriebsmaschinen eine größere Last regeln zu können. So kann es beispielsweise bei einer Dreh bank oder einer Wellenschleifmaschine von Vorteil sein, die bei der Bearbeitung des Werkstückes entstehende Torsion durch eine Aufteilung des antreibenden Drehmomentes auf beiden Sei ten des Werkstückes auszuregeln. Hierdurch können Torsionsun genauigkeiten reduziert werden und/oder Verformungen des Werkstückes verhindert werden.The invention relates to a servo drive according to the Oberbe handle of claim 1. A drive with several Asyn chron machines, their speed and torques in all re gel areas are largely the same in some applications cases required to have a cheaper split of moments to achieve the load, a more favorable distribution of the To enable asynchronous machine arrangement or z. B. by doubling the prime movers a greater load to be able to regulate. For example, during a shoot bank or a sander can be beneficial to that torsion occurring during machining of the workpiece a distribution of the driving torque on both sides level the workpiece. This can cause torsion accuracies are reduced and / or deformation of the Workpiece can be prevented.
In anderen Fällen, insbesondere bei großen Antriebsmaschinen, kann es vorteilhaft sein, das Gewicht der Antriebsmaschine durch Aufteilung in mehrere Einzelmaschinen mit einer Ge wichtsaufteilung an unterschiedlichen Stellen der Anlage auf zuteilen oder auszugleichen. Unter Umständen kann es auch wirtschaftlicher sein, zur Leistungserhöhung die Zahl der An triebsmaschinen zu erhöhen.In other cases, especially with large prime movers, it may be advantageous to weight the prime mover by dividing it into several individual machines with one Ge weight distribution at different points in the system allocate or compensate. Under certain circumstances it can also be more economical to increase the number of services driving machines to increase.
Hierzu ist es bekannt, Asynchronmaschinen parallel zu schal ten und diese aus einem gemeinsamen oder getrennten Umrich tern zu speisen. Handelt es sich hierbei um frequenzgeführte Antriebsgruppen ohne Drehzahlregelung, wie z. B. bei Pumpen in der chemischen Industrie oder um Antriebe mit einer wei chen Arbeitscharakteristik, ist die Drehmomentenaufteilung auf die einzelnen Antriebe meist unproblematisch. Bei hoch dynamischen Servoantrieben werden besondere Maßnahmen erforderlich, um die gewünschte Drehmomentenaufteilung si cherzustellen (siehe z. B. DE-OS 25 18 267 oder DE-OS 24 26 532). Bekannt ist es, hierzu einen der Antriebe als Master einzusetzen, der die Lagesollwerte für die anderen An triebe (Slaves) vorgibt und durch eine aufwendige übergeord nete Lageregelung für einen winkelsynchronen Gleichlauf zu sorgen. Hierbei ist es nicht nur wichtig, eine ausreichend genaue Drehmomentenaufteilung zu erzielen, es müssen auch Drehmomentschwingungen, inbesondere bei sprunghaften Dreh momentänderungen, vermieden werden.For this purpose, it is known to form asynchronous machines in parallel and these from a common or separate converter tern to dine. Are these frequency-controlled? Drive groups without speed control, such as. B. in pumps in the chemical industry or for drives with a white Chen work characteristic is the torque distribution on the individual drives mostly unproblematic. At high Dynamic servo drives are special measures required to si the desired torque distribution (see e.g. DE-OS 25 18 267 or DE-OS 24 26 532). It is known to do this as one of the drives To use the master who sets the position setpoints for the other An drives (slaves) and a complex superordinate Nete position control for an angular synchronous synchronism to care. Here it is not only important to have one To achieve precise torque distribution, it must also Torque vibrations, especially with sudden rotation torque changes, are avoided.
Erfindungsgemäß läßt sich die Aufgabe ohne einen übergeordne ten Lagerregelkreis mit den kennzeichnenden Merkmalen des An spruches 1 lösen, wenn die einzelnen Antriebsmotore mecha nisch miteinander gekoppelt sind und/oder ein exakter winkel synchroner Gleichlauf nicht erforderlich ist.According to the invention, the task can be done without a parent ten control loop with the characteristic features of the contractor Solve saying 1 if the individual drive motors mecha nisch are coupled together and / or an exact angle synchronous synchronization is not required.
Die Wechselrichter können hierbei an unterschiedlichen Gleichspannungs-Zwischenkreisen liegen oder von einem gemein samen Gleichspannungs-Zwischenkreis betrieben werden. Bei räumlicher Trennung der Teilwechselrichter kann es wegen der möglicherweise hohen Umrichterfrequenz von Vorteil sein, die gemeinsamen Ansteuerungssignale in jedem Teilwechselrichter durch eigene Treiberschaltungen zu verstärken, um störende Einstreuungen auf die gemeinsamen Ansteuerleitungen zu ver meiden.The inverters can be connected to different DC intermediate circuits are common or from one same DC link are operated. At spatial separation of the partial inverters can be due to the possibly high converter frequency may be beneficial that common control signals in each partial inverter by own driver circuits to amplify disturbing Interferences to the common control lines to ver avoid.
Als besonders geeignet hat sich die Erzeugung der Ansteuer signale nach dem Algorithmus der feldorientierten Regelung erwiesen, wie sie z. B. in dem Anwendungsaufsatz in der Zeit schrift "Regelungstechnik" 32 Jahrgang 1984 Heft 1 auf den Seiten 18 bis 26 beschrieben ist. Der erfindungsgemäße Servo antrieb wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.The generation of the control has proven to be particularly suitable signals according to the algorithm of the field-oriented control proved how z. B. in the application essay in time font "Regelstechnik" 32 year 1984 issue 1 on the Pages 18 to 26 is described. The servo according to the invention The drive is based on an embodiment explained in more detail.
Es zeigtIt shows
Fig. 1 ein Bearbeitungsprinzip mit einer Werkzeugmaschine und Fig. 1 shows a machining principle with a machine tool and
Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Schaltungsprinzip. Fig. 2 shows a circuit principle according to the invention.
In Fig. 1 ist ein Werkstück 1 an beiden Enden in Spannein richtungen 2 und 3 eingespannt, die jeweils von einer An triebseinrichtung 4 und 5 über getrennte Asynchronmaschinen angetrieben werden. Die Bearbeitung des Werkstückes 1 erfolgt mit einem Werkzeug 6. Vor allem bei sehr langgestreckten Werkstücken, z. B. einer Kurbelwelle, können bei der Bearbei tung Fehler durch eine Torsion oder Torsionsschwingungen des Werkstückes entstehen, wenn die Antriebs- bzw. Stellkräfte wie üblich nur auf einer Seite des Werkstückes angreifen. Dies wird hier in an sich bekannter Weise durch einen beid seitigen Antrieb des Werkstückes weitgehend vermieden, wenn die beiden Asynchronmaschinen in allen Dreh- und Stellberei chen gleiche Drehmomente aufweisen.In Fig. 1, a workpiece 1 is clamped 2 and 3 directions at both ends in Spannein, each drive device of an on 4 and 5 are driven via separate asynchronous machines. The workpiece 1 is processed with a tool 6 . Especially with very elongated workpieces, e.g. B. a crankshaft, errors can arise in the machining process due to torsion or torsional vibrations of the workpiece if the drive or actuating forces attack, as usual, only on one side of the workpiece. This is largely avoided here in a manner known per se by a two-sided drive of the workpiece if the two asynchronous machines have the same torques in all turning and adjusting ranges.
Die beiden Asynchronmaschinen 10 und 11 werden hierzu aus einem am Drehstromnetz liegenden, gemeinsamen Gleichspan nungs-Zwischenkreis 12 gespeist, der die für jede Asynchron maschine getrennt vorgesehenen Wechselrichter 13 und 14 mit Gleichspannung versorgt. Zur Ansteuerung der jeweils mit sechs Treiberstufen versehenen Wechselrichter 13 und 14 wer den in einer Elektronik 15 mit Hilfe von einem oder mehreren Mikrorechnern Ansteuersignale für diese Treiberstufen er zeugt. Die Art und Weise der Erzeugung dieser Ansteuersignale ist an sich bekannt und kann z. B. dem Fachbuch "Mikrocompu tergeregelte Asynchronmaschinen" von D. Dietrich/W. Konhäuser aus dem R. Oldenbourg Verlag München Wien 1986 entnommen werden.For this purpose, the two asynchronous machines 10 and 11 are fed from a common DC voltage intermediate circuit 12 located on the three-phase network, which supplies the inverters 13 and 14, which are provided separately for each asynchronous machine, with DC voltage. To control the inverters 13 and 14, each provided with six driver stages, it generates the control signals for these driver stages in electronics 15 with the help of one or more microcomputers. The way of generating these control signals is known per se and can, for. B. the specialist book "Mikrocompu tergeregelte Asynchronmaschinen" by D. Dietrich / W. Konhäuser are taken from the R. Oldenbourg Verlag Munich Vienna 1986.
Der Elektronik 15 wird hierzu über eine Eingangsleitung 16 der Sollwert aus einer numerischen Steuerung zugeführt und die Ansteuersignale entsprechend der über eine weitere Lei tung 17 zugeführten Signale eines Drehstellungsgebers 18 so wie der über die Leitung 20 zugeführten Phasenstromwerte er zeugt. Die über die Leitungen 19 den Treiberstufen zugeführ ten Signale können hochfrequente Impulse zur Impulsbreiten modulation sein, die sinusförmige Phasenströme für die ein zelnen Phasenwicklungen der Asynchronmaschinen 10 und 11 er möglichen.For this purpose, the electronics 15 is supplied with the setpoint value from a numerical control via an input line 16 and the control signals corresponding to the signals of a rotary position transmitter 18 supplied via a further line 17 as well as the phase current values supplied via the line 20 . The signals supplied to the driver stages via the lines 19 can be high-frequency pulses for pulse width modulation, the sinusoidal phase currents for the individual phase windings of the asynchronous machines 10 and 11 make it possible.
Die einzelnen Ansteuersignale für die entsprechenden Treiber stufen der beiden Wechselrichter werden jeweils einer Aus gangsstufe in der Elektronik 15 entnommen, so daß sie völlig identisch sind. Die Treiberstufen und Endstufen der Wechsel richter sind Transistorschaltstufen, die über Impulse in sehr kurzen Schaltzeiten in zwei Schaltstellungen gesteuert wer den. Wie Versuche ergeben haben, erfolgt trotz der getrennten Stromversorgung der Asynchronmaschinen 10 und 11 über ge trennte Wechselrichter 13 und 14 eine überraschend exakte Drehmomentaufteilung, ohne daß es besonderer Einstellmittel bedarf, diese Wechselrichter aneinander anzupassen oder eine überlagerte Ausgleichsregelung vorzusehen.The individual control signals for the corresponding driver stages of the two inverters are each taken from an output stage in the electronics 15 , so that they are completely identical. The driver stages and output stages of the inverters are transistor switching stages which are controlled by pulses in very short switching times in two switching positions. As tests have shown, despite the separate power supply to the asynchronous machines 10 and 11 via ge separated inverters 13 and 14, a surprisingly exact torque distribution takes place without the need for special adjustment means to adapt these inverters to one another or to provide a superimposed equalization control.
Um sicherzustellen, daß die Drehmomentenaufteilung im Falle eines Fehlers zu keinen Störungen oder Schäden führt, kann es nützlich sein, die Phasenströme beider Asynchronmaschinen zu erfassen, und diese Meßwerte zu überwachen. Hierzu kann der über eine zusätzliche Leitung 21 der Elektronik 15 zugeführte Meßwert der zweiten Asynchronmaschine einer Vergleichsein richtung zugeführt werden, die bei überschreiten eines vor gegebenen Differenzwertes ein Fehlersignal liefert.To ensure that the torque distribution does not lead to malfunctions or damage in the event of a fault, it can be useful to record the phase currents of both asynchronous machines and to monitor these measured values. For this purpose, the measured value supplied to the electronics 15 via an additional line 21 can be fed to the second asynchronous machine of a comparison device, which delivers an error signal when a given difference value is exceeded.
Claims (6)
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DE19883804634 DE3804634A1 (en) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | Highly dynamic electrical servo drive with a plurality of asynchronous machines |
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---|---|
DE (1) | DE3804634A1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0496059A1 (en) * | 1990-11-30 | 1992-07-29 | Digitalia S.R.L. | Method and device for transmission control in electrical feed vehicles |
DE4210989A1 (en) * | 1992-04-02 | 1993-10-07 | Heidelberger Druckmasch Ag | Multiple drive for a sheet-fed rotary printing press |
DE102004047230A1 (en) * | 2004-09-27 | 2006-03-30 | Maschinenfabrik Rieter Ag | Driving system for a long shaft, e.g. in textile spinning or twisting machines, has a main drive motor plus control unit to set the shaft speed and another motor plus control unit coupled to the shaft to generate torque |
DE202009001759U1 (en) * | 2009-02-12 | 2010-07-22 | Aradex Ag | drive system |
US8228008B2 (en) | 2007-06-07 | 2012-07-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Motor controlling apparatus |
RU2638319C2 (en) * | 2012-11-07 | 2017-12-13 | Абб Текнолоджи Аг | System with first and second electric motors for drive of its member |
RU2656999C1 (en) * | 2017-07-11 | 2018-06-08 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Swivel platform multi-motor drive |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2637116A1 (en) * | 1975-08-19 | 1977-03-03 | Gen Electric | INDUCTION MOTOR CONTROL ARRANGEMENT |
DE2006760B2 (en) * | 1970-02-14 | 1978-06-08 | Gildemeister Ag, 4800 Bielefeld | Lathe non-circular rotary installation - uses numerically controlled position motors feeding coupling unit for transmission to tool and holder |
DE2845952A1 (en) * | 1978-10-21 | 1980-04-30 | Gewerk Eisenhuette Westfalia | Chain drive for mining machinery - has power consumption of master motor controlling power equalisation amongst all motors |
DE3113909A1 (en) * | 1981-03-20 | 1982-09-30 | Zinser Textilmaschinen Gmbh, 7333 Ebersbach | Textile machine |
DE3127092A1 (en) * | 1981-07-09 | 1983-01-27 | Goetze Ag, 5093 Burscheid | Boring bar |
US4418301A (en) * | 1982-05-12 | 1983-11-29 | General Electric Company | Circuit for averaging a plurality of separate motor speed signals |
EP0219684A2 (en) * | 1985-10-11 | 1987-04-29 | Naotake Mohri | Rotation controller for a differential actuator |
-
1988
- 1988-02-15 DE DE19883804634 patent/DE3804634A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2006760B2 (en) * | 1970-02-14 | 1978-06-08 | Gildemeister Ag, 4800 Bielefeld | Lathe non-circular rotary installation - uses numerically controlled position motors feeding coupling unit for transmission to tool and holder |
DE2637116A1 (en) * | 1975-08-19 | 1977-03-03 | Gen Electric | INDUCTION MOTOR CONTROL ARRANGEMENT |
DE2845952A1 (en) * | 1978-10-21 | 1980-04-30 | Gewerk Eisenhuette Westfalia | Chain drive for mining machinery - has power consumption of master motor controlling power equalisation amongst all motors |
DE3113909A1 (en) * | 1981-03-20 | 1982-09-30 | Zinser Textilmaschinen Gmbh, 7333 Ebersbach | Textile machine |
DE3127092A1 (en) * | 1981-07-09 | 1983-01-27 | Goetze Ag, 5093 Burscheid | Boring bar |
US4418301A (en) * | 1982-05-12 | 1983-11-29 | General Electric Company | Circuit for averaging a plurality of separate motor speed signals |
EP0219684A2 (en) * | 1985-10-11 | 1987-04-29 | Naotake Mohri | Rotation controller for a differential actuator |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
DE-AN L 19596 VIIIb/21e * |
DE-Z: GABRIEL, R.: Mikrorechnergeregelte Asynchronmaschine, ein Antrieb für hohe dyna- mische Anforderungen. In: Regelungstechnik, 32.Jg.1984, H. 1, S. 18-26 * |
DE-Z: PADBERG, Claus P.: Drehstrom-Asynchron- Servoantriebe für Werkzeugmaschinen und Hand- habungsgeräte. In: Elektronik, 1985, S.119-123 * |
JP 56 132186 A. In: Patents Abstracts of Japan, E 90, 1982, Vol. 6, Nr. 9 * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0496059A1 (en) * | 1990-11-30 | 1992-07-29 | Digitalia S.R.L. | Method and device for transmission control in electrical feed vehicles |
DE4210989A1 (en) * | 1992-04-02 | 1993-10-07 | Heidelberger Druckmasch Ag | Multiple drive for a sheet-fed rotary printing press |
DE4210989C2 (en) * | 1992-04-02 | 2001-07-12 | Heidelberger Druckmasch Ag | Multiple drive for a sheet-fed rotary printing press |
DE102004047230A1 (en) * | 2004-09-27 | 2006-03-30 | Maschinenfabrik Rieter Ag | Driving system for a long shaft, e.g. in textile spinning or twisting machines, has a main drive motor plus control unit to set the shaft speed and another motor plus control unit coupled to the shaft to generate torque |
US8228008B2 (en) | 2007-06-07 | 2012-07-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Motor controlling apparatus |
DE202009001759U1 (en) * | 2009-02-12 | 2010-07-22 | Aradex Ag | drive system |
RU2638319C2 (en) * | 2012-11-07 | 2017-12-13 | Абб Текнолоджи Аг | System with first and second electric motors for drive of its member |
RU2656999C1 (en) * | 2017-07-11 | 2018-06-08 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Swivel platform multi-motor drive |
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