DE3933524C2 - Verfahren zum Betrieb eines umrichtergespeisten Drehstrommotors, der zwei galvanisch getrennte, elektrisch um 30 DEG versetzte dreiphasige Ständerwicklungen aufweist - Google Patents
Verfahren zum Betrieb eines umrichtergespeisten Drehstrommotors, der zwei galvanisch getrennte, elektrisch um 30 DEG versetzte dreiphasige Ständerwicklungen aufweistInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Verfahren ist durch
die DE 35 25 421 A1 bekannt.
Zur Speisung großer Synchronmotoren in
drehzahlveränderlichen Antrieben haben sich sowohl der
Direktumrichter als auch die Zwischenkreisumrichter
bewährt.
Der Umrichter mit Stromzwischenkreis - im folgenden auch I-Umrichter
genannt - prägt der Maschine im gesamten
Ständerfrequenzbereich (mit speziellen Anlauffahrverfahren
bei kleinen Frequenzen) blockförmige Ströme ein. Die
dadurch erzeugten Rüttelmomente stören besonders im unteren
Frequenzbereich.
Der Direktumrichter (im folgenden auch D-Umrichter genannt)
prägt bei Ständerfrequenzen der Maschine von 0 . . . 1/3 der
Netzfrequenz der Maschine in guter Näherung sinusförmige
Ströme ein, und der Antrieb erzeugt keine Rüttelmomente. Er
ist aber bei höheren Frequenzen nicht arbeitsfähig.
Bei einem Verfahren nach der EP 00 87 115 A1 werden die
Schwankungen des Anlaufdrehmoments beim I-Umrichterbetrieb
dadurch verringert, daß die beiden Ströme in den
Zwischenkreisen der beiden, die zwei getrennten
Ständerwicklungen der Drehstrommaschine speisenden
Umrichter auf einen gemeinsamen Summenwert ausgeregelt
werden. Störende Restpulsationen sind aber hierbei
unvermeidbar.
Eine Schaltung mit zwei parallel auf eine gemeinsame
Drehstromwicklung einer Stromrichtermaschine arbeitenden
Stromzwischenkreisen, die sowohl den Betrieb als D-Umrichter
als auch den Betrieb als I-Umrichter erlaubt, ist
durch die DE-OS 36 27 713 bekannt. Mit dieser ist es
möglich, die Vorteile beider Umrichterarten miteinander zu
vereinigen.
Durch die eingangs genannte DE 35 25 421 A1 ist ein
Verfahren zur Ansteuerung eines Drehstrommotors mit zwei
elektrisch um 30° versetzten dreiphasigen Wicklungen
bekannt. Die Wicklungen werden jeweils über einen
Teilumrichter mit eingeprägtem Zwischenkreisstrom
(Blockstrom) gespeist. Nicht gesondert erwähnt, aber bei
derartigen Antrieben üblich, ist die jeweils gleichzeitige
Ansteuerung von zwei Ventilen, was eine Stromflußdauer von
120° pro Ventil zur Folge hat. Bei niedriger Drehzahl ist
ein Direktumrichterbetrieb mit zwei aufeinander elektrisch
senkrecht stehenden Wicklungsgruppen vorgesehen. Sie werden
über sinusförmige, um 90° phasenversetzte
Zwischenkreisströme gespeist. Damit ist auch bei niedrigen
Drehzahlen ein von Rüttelmomenten freier Betrieb möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der
eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß ein
problemloser Übergang vom Betrieb bei niedrigen Drehzahlen
zum I-Umrichterbetrieb bei höheren Drehzahlen erfolgt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im
Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst.
Damit ist ein drehzahlvariabler Betrieb der
Drehstrommaschine sowohl im Direktumrichterbetrieb ohne
Rüttelmomente bei niedrigen Drehzahlen als auch ein I-Umrichterbetrieb
bei höheren Drehzahlen mit problemlosem
Übergang zwischen den beiden Betriebsarten durchführbar.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens nach der
Erfindung ist im Unteranspruch gekennzeichnet.
Das Verfahren nach der Erfindung soll im folgenden für ein
Beispiel anhand der Zeichnung erläutert werden. Es zeigt
Fig. 1 eine Schaltungsanordnung mit zwei Teilumrichtern,
die zwei getrennte Wicklungen einer Drehstrommaschine
speisen,
Fig. 2a bis Fig. 2f die Zündmuster der Ventile im maschinenseitigen
Stromrichter des in Fig. 1 gezeigten ersten
Teilumrichters und die Zeitverläufe der von
diesem gelieferten Ströme,
Fig. 2g bis Fig. 2m die Zündmuster der Ventile im maschinenseitigen
Stromrichter des in Fig. 1 gezeigten zweiten
Teilumrichters und die Zeitverläufe der von
diesem gelieferten Ströme,
Fig. 3 eine prinzipielle Schaltungsanordnung der beiden
in Fig. 1 gezeigten Teilumrichter für den Direktumrichterbetrieb,
Fig. 4 eine Darstellung der Wirkungsrichtungen der Ströme
der beiden Teilumrichter beim Direktumrichterbetrieb,
Fig. 5 eine Darstellung der Funktion des ersten Teilumrichters
beim Direktumrichterbetrieb,
Fig. 6 eine Darstellung der Funktion des zweiten Teilumrichters
beim Direktumrichterbetrieb,
Fig. 7 den Zündmusterverlauf und den Verlauf der Ströme
bei der Umschaltung vom Direktumrichterbetrieb
der beiden Teilumrichter in den I-Umrichterbetrieb,
Fig. 8 den Zündmusterverlauf und den Verlauf der Ströme
bei der Umschaltung vom I-Umrichterbetrieb der
beiden Teilumrichter in den Direktumrichterbetrieb
und
Fig. 9 ein Prinzipschaltbild für die Regelung zur Steuerung
der beiden Teilumrichter.
Fig. 1 zeigt zwei Teilumrichter 1, 2, die aus einem (nicht näher bezeichneten)
dreiphasigen Netz eine erste dreiphasige Ständerwicklung
RST und eine zweite, um 30° elektrisch gegenüber der ersten Ständerwicklung
RST versetzte, getrennte dreiphasige Ständerwicklung R*S*T*
einer Drehstrommaschine speisen.
Der erste Teilumrichter ist aus einem netzseitigen Stromrichter N1,
einer Zwischenkreisdrosselspule L1 und einem maschinenseitigen Stromrichter
M1 gebildet, während der zweite Teilumrichter 2 aus einem
netzseitigen Stromrichter N2, einer Zwischenkreisdrosselspule L2 und
einem maschinenseitigen Stromrichter N2 besteht. Die als Thyristoren
ausgebildeten Stromrichterventile der maschinenseitigen Stromrichter M1
und M2 sind jeweils in der Reihenfolge ihrer Zündung von 1′ bis 6′ bzw.
1* bis 6* bezeichnet.
Die Wirkungsweise der beiden Teilumrichter 1, 2 wird von A. Kloss in
dem Buch "Leistungselektronik ohne Ballast", Franzis-Verlag, München,
1980, Seiten 165 bis 171 beschrieben und ist hier somit als bekannt
vorausgesetzt.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltung werden beim I-Umrichterbetrieb
zur Erzeugung einer 12-Pulsigkeit auf der Maschinenseite die Ventile
entsprechend dem Wicklungsversatz um 30° versetzt angesteuert.
Beide Zwischenkreisströme id1, id2 werden allerdings getrennt über die
netzseitigen Stromdichter N1, N2 mit zwei getrennten (in Fig. 1 nicht
gezeigten) Stromreglern eingestellt.
Das bekannte Zündschema für den I-Umrichterbetrieb ist in Fig. 2a für
den elektrisch voreilenden ersten maschinenseitigen Stromrichter M1
und in Fig. 2g für den elektrisch nacheilenden zweiten maschinenseitigen
Stromrichter M2 wiedergegeben. Fig. 2b bzw. Fig. 2h zeigen den
Verlauf des in die Anschlußklemme der Phasenwicklung R bzw. R* fließenden
Stromes, Fig. 2c bzw. Fig. 2i zeigen den Verlauf des in die Anschlußklemme
der Phasenwicklung S bzw. S* fließenden Stromes und
Fig. 2d bzw. Fig. 2k den Verlauf des in die Anschlußklemme der Phasenwicklung
T bzw. T* fließenden Stromes.
Beim Direktumrichterbetrieb werden die beiden Teilumrichter 1, 2 durch
Zünden von jeweils zwei Ventilen des maschinenseitigen Stromrichters M1,
M2 wie zwei einphasige Direktumrichter betrieben.
Die Wirkungsweise zur Erzielung eines gleichmäßigen Drehmoments beim
Direktumrichterbetrieb wird anhand der Fig. 3 bis Fig. 6 erläutert.
Entsprechend Fig. 3 werden die beiden Ausgangsklemmen des ersten als
Direktumrichter arbeitenden Teilumrichters 1 an die Anschlußklemmen
der Phasenwicklungen RS der 30° voreilenden ersten Wicklung und die
beiden Ausgangsklemmen des zweiten als Direktumrichter arbeitenden
Teilumrichters 2 an die Anschlußklemmen der Phasenwicklungen R*T* der
gegenüber der ersten nacheilenden Maschinenwicklung angeschlossen.
Die Direktumrichter sind hier nur symbolisch dargestellt. Durch die
zwei antiparallelen Ventile wird angedeutet, daß sie in beiden Richtungen
Strom führen können.
Durch die Darstellung in Fig. 4 soll erläutert werden, wie durch die
beiden als Direktumrichter arbeitenden Teilumrichter 1, 2 in der Maschine
zwei orthogonale Strombeläge erzeugt werden. Insbesondere soll
bei der um 30° elektrisch nacheilend versetzten ersten Wicklung ein
gegenüber der Bezugsphase R um weitere 30° nacheilender Strombelag
durch die Wirkung der Differenz zwischen den Strömen in der Phase R
und der Phase S hervorgerufen werden, und es soll bei der 30° elektrisch
gegenüber der ersten Wicklung voreilend versetzten zweiten
Wicklung der Drehstrommaschine ein gegenüber der Bezugsphase R um weitere
30° voreilender Strombelag durch die Wirkung der Differenz der
Strangströme iR* und IS* hervorgerufen werden, so daß die beiden eingespeisten
Ströme sinusförmig und um 90° gegeneinander versetzt sind.
Hierzu sind in Fig. 4 die Wirkungsrichtungen der Strombeläge der in
die Klemmen der Phasenwicklungen R, S, T eingespeisten Ströme und
die Wirkungsrichtungen der in die Klemmen der zweiten, um 30° voreilenden
Phasenwicklungen R*, S*, T* eingespeisten Ströme eingezeichnet.
Da durch die in Fig. 3 dargestellte Schaltung jeweils zwei Wicklungen
eines Wicklungssystems durchflutet werden, ergeben sich die resultierenden
Wirkungsrichtungen R-S und R*-T*, wobei nun die Richtung R-S um 90°
gegenüber der Richtung R*-T* nacheilt. Damit müssen die eingespeisten
Ströme ebenfalls um 90° verschoben sein, um in der Maschine ein gleichmäßiges
Drehmoment zu erhalten. In Fig. 2f ist entsprechend der
Strom iR des ersten Teilumrichters gegenüber dem Strom iR* des zweiten
Teilumrichters 2 in Fig. 2m um 90° nacheilend beim Direktumrichterbetrieb
dargestellt.
Mit der in Fig. 1 gezeigten Schaltung lassen sich zwei geeignete Direktumrichter
realisieren, wenn die in den Fig. 2e bzw. Fig. 21 angegebenen
Ventile beim ersten bzw. zweiten maschinenseitigen Stromrichter M1, M2
gezündet werden. Da die Netzstromrichter N1, N2 nur in einer Richtung
Strom führen können, muß der maschinenseitige Stromrichter M1 bzw. M2
für die Umkehrung der Stromrichtung sorgen. Die Ströme in den Zwischenkreisdrosseln
L1, L2 sind also nur positive Sinushalbschwingungen.
In den Fig. 5 und Fig. 6 ist die Funktion als Direktumrichter getrennt
für den ersten maschinenseitigen Stromrichter M1 und den zweiten maschinenseitigen
Stromrichter M2 anhand des Zündschemas, der (stark ausgezogenen)
stromführenden Pfade im Schaltbild und der Stromkurvenformen
für die Ströme iR = -iS und den Zwischenkreisstrom id1 sowie für
die Ströme iR* = -iT* und den Zwischenkreisstrom id2 gezeigt. In diesen
Figuren erkennt man eine stromlose Pause zwischen positiver und
negativer Stromhalbschwingung. Der Umschaltvorgang läuft wie folgt ab:
- - Stromsollwert erreicht den Wert Null und wechselt das Vorzeichen.
- - Stromregelung und Zündimpulsbildung bleiben aktiv, bis der Strom erlischt. Er muß erlöschen, da eine Stromumkehr bei Thyristorventilen nicht möglich ist.
- - Abwarten einer Schonzeit, damit die Thyristorventile ihre Sperrfähigkeit erreichen.
- - Freigabe der Zündimpulse und des Stromreglers für die andere Stromrichtung.
Würden die Ventile für die neue Stromrichtung schon gezündet, während
der (gegenüber dem Sollwert etwas verzögerte) Strom in der alten Richtung
noch weiterfließt, gäbe es einen Kurzschluß, und der Strom würde
an der Drehstrommaschine vorbeifließen. Gegenüber üblichen Direktumrichtern
mit Umkehrstromrichtern ist hier der Kurzschlußstrom aber
auf den vorgegebenen Stromsollwert begrenzt.
Die Umschaltung vom Direktumrichterbetrieb in den I-Umrichterbetrieb
wird anhand von Fig. 7, und die Umschaltung vom I-Umrichterbetrieb in
den Direktumrichterbetrieb wird anhand von Fig. 8 erläutert.
Der Zwischenkreisstrom in den beiden Teilumrichtern 1, 2 hat beim I-Umrichterbetrieb
die Höhe
Bei einem Winkel von 45° vom Nulldurchgang des Maschinenstroms beim
ersten Umrichter 1 an gerechnet, wird, wenn die entsprechende Drehzahl
erreicht ist, vom Direktumrichterbetrieb in den I-Umrichterbetrieb
umgeschaltet oder umgekehrt. Bei dem genannten Winkel sind sowohl für
den L-Umrichterbetrieb als auch für den Direktumrichterbetrieb beim
ersten maschinenseitigen Stromrichter M1 gerade die Ventile 3′ und 4′ und
beim zweiten maschinenseitigen Stromrichter gerade die Ventile 5* und
4* leitend, wie in Fig. 7 und Fig. 8 gezeigt ist. Der Umschaltzeitpunkt
ist mit t₀ bezeichnet.
Da beim Direktumrichterbetrieb der Strom durch zwei in Reihe geschaltete,
um 120° versetzte Wicklungen fließt, gilt für den Scheitelwert des
Zwischenkreisstromes, z. B. vom Teilumrichter 1:
und für den Augenblickswert:
Der Augenblickswert beim Direktumrichterbetrieb ist also das
0,58/0,64 = 0,9fache des Zwischenkreisstromes beim I-Umrichterbetrieb.
Um einen Sprung im Drehmoment zu vermeiden, ist der Augenblickswert
des Stromes in jedem der beiden Zwischenkreise beim Übergang vom Direktumrichterbetrieb
zum I-Umrichterbetrieb um
(0,64/0,58-1) · 100% = +11%
und beim Übergang vom I-Umrichterbetrieb in den Direktumrichterbetrieb
um
(0,58/0,64-1) · 100% = -10%
zu korrigieren.
Ein Ausführungsbeispiel für die Steuerung der beiden Teilumrichter 1
und 2 zur Speisung der mit RST und R*S*T* bezeichneten Ständerwicklungen
einer Synchronmaschine zeigt Fig. 9.
Ein Sollwertgeber 100 erhält aus dem technologischen Teil einer Anlage
einen Sollwert M, der proportional zum gewünschten Drehmoment ist.
Im einfachsten Fall ist dieser Sollwert M proportional zur gewünschten
Größe des Effektivwerts des Maschinenstroms I. Als Rückführung
von der Maschine erhält dieser Sollwertgeber 100 zusätzlich die Information
über die Lage des Läufers (Läuferwinkel λ) der Synchronmaschine
über einen Lagegeber 14.
Hieraus werden im Sollwertgeber 100 zwei Stromsollwertsysteme für die
Maschine errechnet. Im einfachsten Fall ist
IR = I sin (λ + γ + 15°)
IS = I sin (λ + γ- 120° + 15°)
IT = I sin (λ + γ+ 120° + 15°)
IR* = I sin (λ + γ -15°)
IS* = I sin (λ + γ- 120° - 15°)
IT* = I sin (λ + γ+ 120°-15°).
IS = I sin (λ + γ- 120° + 15°)
IT = I sin (λ + γ+ 120° + 15°)
IR* = I sin (λ + γ -15°)
IS* = I sin (λ + γ- 120° - 15°)
IT* = I sin (λ + γ+ 120°-15°).
Der Winkel γ ist so groß einzustellen, daß der Strom - zur Erzielung
einer ausreichenden Schonzeit der Ventile beim I-Umrichterbetrieb -
der Spannung weit genug voreilt.
Mit einem Signal D/I an den Sollwertgeber 100 wird bei Überschreiten
der Umschaltdrehzahl von z. B. 5 Hz vom Technologieteil der Befehl zum
Direktumrichter- oder zum I-Umrichterbetrieb als Sollbetriebsart vorgegeben.
Beim Direktumrichterbetrieb werden zwei der drei Ströme
gleichgerichtet und als Sollwerte I1, I2 der Zwischenkreisströme an
zwei Regler 3, 4 ausgegeben.
In dem gezeigten Beispiel ist:
I₁ = |IR - IS|
I₂ = |IR* - IT*|.
I₂ = |IR* - IT*|.
Der jeweilige Zwischenkreisstrom wird über Wandler 12, 13 erfaßt und
als Regelgröße auf die beiden Stromregler 3, 4 rückgeführt. Über die
Regelabweichungen der Stromregler 3, 4 werden Zündimpulsgeber 6, 7 für
die beiden netzseitigen Stromrichter N1, N2 angesteuert.
Ferner gibt der Sollwertgeber 100 eine Führungsgröße IE für den Erregerstrom
der Synchronmaschine vor, die einem Erregerstromregler 22 zugeführt
wird. In Abhängigkeit von der Regelabweichung der über einen
Stromwandler 11 erfaßten Regelgröße des Erregerstromes von der Führungsgröße
IE steuert der Erregerstromregler 22 einen Zündimpulsgeber 5
für einen Erregerstromrichter 10, der den Erregerstrom für die Erregerwicklung
15 der Synchronmaschine bereitstellt.
Als Erregerstromsollwert IE wird sowohl bei Direktumrichter- als auch
bei I-Umrichterbetrieb im einfachsten Fall ein konstanter Wert erzeugt.
Er ist so groß einzustellen, daß die Spannung der Maschine ihren Nennwert
erreicht. Wird der oben erwähnte Winkel γ vergrößert, muß auch
der Erregerstromsollwert vergrößert werden.
Abhängig vom Vorzeichen der Ströme werden die in Fig. 2e und Fig. 2l
angegebenen Zündmuster für den Direktumrichterbetrieb als Z1 und Z2
ausgegeben und über Verstärker 8, 9 den maschinenseitigen Stromrichtern
M1, M2 zugeführt.
Im einzelnen werden die Thyristoren
1′, 6′ des maschinenseitigen Stromrichters M1 gezündet, wenn die Differenz
IR-IS positiv ist,
3′,4′ des maschinenseitigen Stromrichters M1 gezündet, wenn die Differenz IR - IS negativ ist,
1*, 2* des maschinenseitigen Stromrichters M2 gezündet, wenn die Differenz IR* - IT* positiv ist und
5*, 4* des maschinenseitigen Stromrichters M2 gezündet, wenn die Differenz IR* - IT* negativ ist.
3′,4′ des maschinenseitigen Stromrichters M1 gezündet, wenn die Differenz IR - IS negativ ist,
1*, 2* des maschinenseitigen Stromrichters M2 gezündet, wenn die Differenz IR* - IT* positiv ist und
5*, 4* des maschinenseitigen Stromrichters M2 gezündet, wenn die Differenz IR* - IT* negativ ist.
Beim I-Umrichterbetrieb wird der Maschinenstrom mit einem Faktor, der
den Unterschied zwischen dem Zwischenkreisstrom und dem Effektivwert
des Maschinenstrangstromes sowie die Schaltung der beiden Umrichter
berücksichtigt, bewertet und als Zwischenkreisstromsollwert ausgegeben:
Als Zündmuster werden die in Fig. 2a und Fig. 2g angegebenen Muster
ausgegeben. Im einzelnen sind - bei Vorgabe von drei sinusförmig verlaufenden,
jeweils um 120° versetzten Stromsollwerten IR, IS, IT
für die drei Maschinenstränge - die Thyristoren
1′ gezündet, wenn IR < IS, IT ist,
3′ gezündet, wenn IS < IT, IR ist,
5′ gezündet, wenn IT < IR, IS ist,
4′ gezündet, wenn IR < IS, IT ist,
6′ gezündet, wenn IS < IT, IR ist,
2′ gezündet, wenn IT < IR, IS ist und
1* gezündet, wenn IR* < IS*, IT* ist,
3* gezündet, wenn IS* < IT*, IR* ist,
5* gezündet, wenn IT* < IR*, IS* ist,
4* gezündet, wenn IR* < IS*, IT* ist,
6* gezündet, wenn IS* < IT*, IR* ist,
2* gezündet, wenn IT* < IR*, IS* ist.
3′ gezündet, wenn IS < IT, IR ist,
5′ gezündet, wenn IT < IR, IS ist,
4′ gezündet, wenn IR < IS, IT ist,
6′ gezündet, wenn IS < IT, IR ist,
2′ gezündet, wenn IT < IR, IS ist und
1* gezündet, wenn IR* < IS*, IT* ist,
3* gezündet, wenn IS* < IT*, IR* ist,
5* gezündet, wenn IT* < IR*, IS* ist,
4* gezündet, wenn IR* < IS*, IT* ist,
6* gezündet, wenn IS* < IT*, IR* ist,
2* gezündet, wenn IT* < IR*, IS* ist.
Die hier beschriebene Steuerung ist in der angegebenen Reihenfolge mit
einem Signalprozessor auf einfache Weise realisierbar. Aus diesem
Grunde sind keine Blockdiagramme angegeben, wie es für eine Hardware-
Realisierung notwendig ist.
Ist ein Betriebsartenwechsel verlangt, dann stimmmt die Ist-Betriebsart
nicht mit der Soll-Betriebsart überein (EXKLUSIV-ODER-VERKNÜPFUNG).
Ist dies der Fall, wird die angegebene Umschaltbedingung fortlaufend
geprüft. Nämlich, ist für die Umschaltung vom Direktumrichterbetrieb
in den I-Umrichterbetrieb oder umgekehrt einer der Zeitpunkte gegeben,
in denen beim an die um 30° gegenüber der anderen Wicklung vorversetzten
Ständerwicklung angeschlossenen ersten maschinenseitigen Stromrichter
während einer Periode des Maschinenstrangstromes im Direktumrichterbetrieb
der sinusförmige Strom im Zwischenkreis des ersten Teilumrichters
ansteigt und vom Nulldurchgang des Maschinenstrangstromes
aus gezählt ein Winkel von ϕ = 45° erreicht ist; Ist die jeweilige Umschaltbedingung
erfüllt, werden das geänderte Zündmuster sowie die geänderten
Sollwerte ausgegeben. Dazu wird als Programmistwert die Ist-
Betriebsart "Direktumrichterbetrieb" vorgegeben. Es wird fortlaufend
geprüft: Ist die Ist-Betriebsart gleich der Soll-Betriebsart? Bei Ungleichheit
wird die Umschaltbedingung geprüft und - sofern gegeben -
die Umschaltung durchgeführt.
Anschließend wird die Ist-Betriebsart gleich der Soll-Betriebsart gesetzt.
Ausgegeben werden aus dem Prozessor die Sollwerte immer gemäß
der Ist-Betriebsart.
Der Umschaltvorgang beim Direktumrichterbetrieb von der positiven zur
negativen Halbwelle läuft üblicherweise nach dem weiter oben beschriebenen
Schema ab.
Bei der beschriebenen einfachen Steuerung wird zweckmäßigerweise eine
feste, stromlose Pause von 10 ms realisiert. Während dieser Zeit werden
in den maschinenseitigen Stromrichtern keine Impulse ausgegeben
und die Zwischenkreisstromsollwerte auf Null gesetzt.
Claims (2)
1. Verfahren zum Betrieb eines umrichtergespeisten
Drehstrommotors, der zwei galvanisch getrennte, elektrisch
um 30° versetzte dreiphasige Ständerwicklungen aufweist,
die jeweils über einen getrennten Teilumrichter, der
jeweils aus einem Netzstromrichter, einer
Zwischenkreisdrossel und einem maschinenseitigen
Stromrichter besteht, aus einem Drehstromnetz gespeist
werden, bei dem die beiden Teilumrichter als I-Umrichter
mit blockförmigen Maschinenströmen betrieben werden, wobei
die Ventile in den maschinenseitigen Stromrichtern mehrmals
pro Phase des Maschinenstroms in ihrem Stromfluß
abwechseln, zwei der Ventile gleichzeitig leitend sind und
die Zündmuster in den beiden maschinenseitigen
Stromrichtern entsprechend dem Versatz der
Ständerwicklungen ebenfalls um 30° versetzt sind,
wobei im I-Umrichterbetrieb in den maschinenseitigen Stromrichtern jeweils die Stromflußdauer eines Ventils 120° beträgt,
wobei bei niedrigen Drehzahlen des Drehstrommotors statt des I-Umrichterbetriebes ein Direktumrichterbetrieb mit sinusförmigen Maschinenströmen vorgesehen ist, bei dem die beiden Teilumrichter unabhängig voneinander arbeiten und bei dem von den Teilumrichtern zwischen jeweils zwei Maschinenklemmen der ihnen zugeordneten Ständerwicklungen ein Strom so eingespeist wird, daß in der um 30° elektrisch voreilend versetzten elektrischen Ständerwicklung ein um weitere 30° voreilender Strombelag hervorgerufen wird und
wobei in der um 30° elektrisch nacheilend gegenüber der ersten Ständerwicklung versetzten zweiten Ständerwicklung ein um weitere 30° nacheilender Strombelag hervorgerufen wird, so daß die beiden von den Teilumrichtern eingespeisten Maschinenstrangströme jeweils sinusförmig und um 90° gegeneinander versetzt sind, und bei dem in den maschinenseitigen Stromrichtern jeweils während einer Halbperiode des zugehörigen Maschinenstrangstromes zwei Ventile für 180° so gezündet werden, daß sich bei gleichbleibender Stromrichtung im netzseitigen Stromrichter und in der Zwischenkreisdrossel Maschinenstrangströme mit wechselndem Vorzeichen ergeben,
dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung der beiden Teilumrichter vom Direktumrichterbetrieb in den I-Umrichterbetrieb und umgekehrt gleichzeitig zu einem der beiden Zeitpunkte erfolgt, bei dem beim an die um 30° gegenüber der anderen Wicklung vorversetzten Ständerwicklung angeschlossenen ersten maschinenseitigen Stromrichter während einer Periode des Maschinenstrangstromes im Direktumrichterbetrieb der sinusförmige Strom im Zwischenkreis des ersten Teilumrichters ansteigt und vom Nulldurchgang des Maschinenstrangstromes aus gezählt ein Winkel von ϕ=45° erreicht ist.
wobei im I-Umrichterbetrieb in den maschinenseitigen Stromrichtern jeweils die Stromflußdauer eines Ventils 120° beträgt,
wobei bei niedrigen Drehzahlen des Drehstrommotors statt des I-Umrichterbetriebes ein Direktumrichterbetrieb mit sinusförmigen Maschinenströmen vorgesehen ist, bei dem die beiden Teilumrichter unabhängig voneinander arbeiten und bei dem von den Teilumrichtern zwischen jeweils zwei Maschinenklemmen der ihnen zugeordneten Ständerwicklungen ein Strom so eingespeist wird, daß in der um 30° elektrisch voreilend versetzten elektrischen Ständerwicklung ein um weitere 30° voreilender Strombelag hervorgerufen wird und
wobei in der um 30° elektrisch nacheilend gegenüber der ersten Ständerwicklung versetzten zweiten Ständerwicklung ein um weitere 30° nacheilender Strombelag hervorgerufen wird, so daß die beiden von den Teilumrichtern eingespeisten Maschinenstrangströme jeweils sinusförmig und um 90° gegeneinander versetzt sind, und bei dem in den maschinenseitigen Stromrichtern jeweils während einer Halbperiode des zugehörigen Maschinenstrangstromes zwei Ventile für 180° so gezündet werden, daß sich bei gleichbleibender Stromrichtung im netzseitigen Stromrichter und in der Zwischenkreisdrossel Maschinenstrangströme mit wechselndem Vorzeichen ergeben,
dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung der beiden Teilumrichter vom Direktumrichterbetrieb in den I-Umrichterbetrieb und umgekehrt gleichzeitig zu einem der beiden Zeitpunkte erfolgt, bei dem beim an die um 30° gegenüber der anderen Wicklung vorversetzten Ständerwicklung angeschlossenen ersten maschinenseitigen Stromrichter während einer Periode des Maschinenstrangstromes im Direktumrichterbetrieb der sinusförmige Strom im Zwischenkreis des ersten Teilumrichters ansteigt und vom Nulldurchgang des Maschinenstrangstromes aus gezählt ein Winkel von ϕ=45° erreicht ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Augenblickswert der Zwischenkreisströme beim Übergang vom
Direktumrichterbetrieb in den I-Umrichterbetrieb um 11% angehoben
wird und beim umgekehrten Übergang entsprechend um 10% abgesenkt
wird.
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DE3933524A DE3933524C2 (de) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | Verfahren zum Betrieb eines umrichtergespeisten Drehstrommotors, der zwei galvanisch getrennte, elektrisch um 30 DEG versetzte dreiphasige Ständerwicklungen aufweist |
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FR2522217A1 (fr) * | 1982-02-19 | 1983-08-26 | Alsthom Cgee | Ensemble d'alimentation et de commande d'une machine tournante synchrone fonctionnant a vitesse variable |
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1989
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