DE4129539A1 - Verfahren und vorrichtung zur regelung der drehzahl eines elektromotors - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur regelung der drehzahl eines elektromotors

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Drehzahl eines Elektromotors mit einer Absenkfunktion.
Wenn zum Beispiel ein zu walzendes Material unter Verwendung einer Anzahl von Motoren in einer Stahlwalzstraße gewalzt wird, ist es erforderlich, eine hohe Übereinstimmung der Drehzahl (Drehzahlabgleich) oder einen Lastausgleich zwischen den Motoren herbeizuführen, um zu verhindern, daß sich die auf das zu walzende Material ausgeübte Spannung ändert.
Es ist ein System bekannt, bei dem Drehzahlregelvorrichtungen mit einer Absenkfunktion vorgesehen sind, so daß die Motoren Proportionaleigenschaften aufweisen, um dadurch die Drehzahlübereinstimmung unter den Motoren zu verbessern. Zur Erzielung dieser Proportionaleigenschaften wird eine Absenkvariable abgeleitet, die zum Laststrom des Motors proportional ist, und von einem Drehzahlsollwert abgezogen, wodurch die Motordrehzahl proportional zum Laststrom des Motors verringert wird. Bei einer Beschleunigung oder Abbremsung des Motors wird die Absenkvariable jedoch nicht nur vom Laststrom bestimmt, sondern auch vom Beschleunigungs- bzw. Bremsstrom. Im allgemeinen unterscheiden sich aber die Beschleunigungs- und Bremsströme der einzelnen Motoren aufgrund unterschiedlicher Trägheitsmomente und dergleichen voneinander. Auch wenn die Abfalleigenschaften der Motoren aufeinander abgestimmt sind, sind die Drehzahlabsenkvariablen für die Motoren zum Zeitpunkt einer Beschleunigung oder Abbremsung daher verschieden. Der Drehzahlabgleich der Motoren ist dadurch gestört.
Bei einer bekannten Lösung dieses Problems wird der Motorstrom in einen Laststrom und einen Beschleunigungs- oder Bremsstrom aufgeteilt und die Absenkvariable (Drehzahlabsenkvariable) nur vom Laststrom allein abgeleitet. Diese Lösung ist beispielsweise in der JP-A-57-65 288 beschrieben. Die Aufteilung in den Laststrom und den Beschleunigungs- oder Bremsstrom wird üblicherweise durch Ableiten des Beschleunigungs- oder Bremsstromes aus der am Motor anliegenden Spannung mittels einer Simulation und Subtrahieren des berechneten Wertes für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom vom tatsächlichen Wert des Motorstroms durchgeführt.
Durch Schwankungen in der am Motor anliegenden Spannung verursachte Schwankungen im Motorstrom und dem Beschleunigungs- oder Bremsstrom hängen von der elektrischen Zeitkonstante des Motors ab, sie können extrem steil werden. Die in der vom Laststrom abgeleiteten Absenkvariablen eingeschlossenen Schwankungen können daher sehr groß werden. Sind die Schwankungen der Absenkvariablen groß, ändert sich auch der der Absenkkompensation unterworfene Drehzahlsollwert stark. Im Ergebnis wird schließlich eine Schwankung in der am Motor anliegenden Spannung induziert.
Über die Absenkfunktion wird daher in Abhängigkeit von der elektrischen Zeitkonstante des Motors (die typischerweise nicht größer ist als einige zehn Millisekunden) die Stabilität der Drehzahlregelung verschlechtert. Des weiteren wird die Abgleichung des Drehzahlregelsystems äußerst schwierig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Drehzahl eines Motors zu schaffen, mit dem bzw. mit der auch während des Beschleunigens oder Abbremsens des Motors eine stabile Drehzahlregelung erreicht werden kann.
Die Drehzahlregelung soll dabei eine Absenkfunktion beinhalten und trotzdem stabil arbeiten.
Mit dem Verfahren bzw. der Vorrichtung soll dabei bei der Durchführung der Drehzahlregelung die Regelreaktion eindeutig bestimmt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß einerseits dadurch gelöst, daß eine Motordrehzahlregelvorrichtung mit einem Motor, der von einem Umrichter angesteuert wird, mit einer Einheit zur Ableitung einer Abweichung zwischen einem erfaßten Drehzahlwert für den Motor und einem Drehzahlsollwert und zum Ableiten und Ausgeben eines ersten Stromsollwertes auf der Basis eines durch Kompensation der erwähnten Abweichung mittels einer Absenkvariablen erhaltenen Wertes, mit einer Einheit, die in Reaktion auf den Drehzahlsollwert einen Wert für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom zum Beschleunigen oder Abbremsen des Motors ableitet, mit einer Einheit zum Addieren dieses ersten Stromsollwertes und des Wertes für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom zur Bestimmung eines zweiten Stromsollwertes und zum Steuern eines Ausgangsstromes des Umrichters auf der Basis des zweiten Stromsollwertes und mit einer Einheit vorgesehen ist, die auf den ersten Stromsollwert anspricht, um die Absenkvariable abzuleiten und an die erwähnte Einheit zur Ausgabe des ersten Stromsollwertes abzugeben.
Andererseits wird diese Aufgabe erfindungsgemäß auch dadurch gelöst, daß eine Motordrehzahlregelvorrichtung mit einem Motor, der von einem Umrichter angesteuert wird, mit einer Berechnungseinheit zum Berechnen einer Zeitverzögerung erster Ordnung an einem Drehzahlsollwert und zur Ausgabe des Ergebnisses, mit einer Einheit zum Ableiten einer Abweichung zwischen einem erfaßten Drehzahlwert für den Motor und dem Drehzahlsollwert, der der Zeitverzögerung erster Ordnung unterworfen wurde, und zum Ableiten und Ausgeben eines ersten Strommsollwertes auf der Basis dieser Abweichung, mit einer Einheit, die auf diesen Stromsollwert anspricht, um einen Wert für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom zum Beschleunigen oder Abbremsen des Motors abzuleiten, und mit einer Einheit zum Addieren des ersten Stromsollwertes und des Wertes für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom vorgesehen ist, um einen zweiten Stromsollwert zu erhalten und den Ausgangsstrom des Umrichters auf der Basis des zweiten Stromsollwertes zu steuern.
Die vorliegende Erfindung umfaßt somit die Verfahrensschritte des Ableitens eines Wertes für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom aus einem Drehzahlsollwert mittels einer Berechnung, des Addierens des Wertes für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom zu einem ersten Stromsollwert (einem Laststromsollwert), der von einer Drehzahlsteuereinheit ausgegeben wird, um einen zweiten Stromsollwert (einen Motorstromsollwert) zu erzeugen, des Ableitens einer Absenkvariablen aus dem Laststromsollwert und des Zuführens eines Wertes als Sollwert zu der Drehzahlsteuereinheit, der durch Kompensation der Abweichung zwischen dem Drehzahlsollwert und dem erfaßten Wert für die Motordrehzahl durch die Absenkvariable erhalten wird.
Die Absenkvariable wird somit ohne Beziehung zu der elektrischen Zeitkonstante des Motors abgeleitet, und die Berechnungszeitkonstante zum Berechnen des Beschleunigungs- oder Bremsstromes kann um vieles größer sein als die elektrische Zeitkonstante des Motors. Auch wenn sich der Drehzahlsollwert stark ändert, schwankt die Absenkvariable nicht, mit dem Ergebnis einer hohen Stabilität der Drehzahlregelung, einem leichten Abgleich des Drehzahlregelsystems und einer guten Drehzahlübereinstimmung zwischen den Motoren.
Des weiteren umfaßt die vorliegende Erfindung die Verfahrensschritte des Ableitens eines Wertes für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom aus einem Drehzahlsollwert mittels einer Berechnung, des Addierens des Wertes für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom zu einem ersten Stromsollwert (einem Laststromsollwert), der von einer Drehzahlsteuereinheit ausgegeben wird, um einen zweiten Stromsollwert (einen Motorstromsollwert) zu erzeugen, des Ausführens einer Berechnung einer Zeitverzögerung erster Ordnung an dem Drehzahlsollwert und des Zuführens des Ergebnisses zu der Drehzahlsteuereinheit, um dadurch die Zeitkonstante der Drehzahlreaktion für die Zeitverzögerung erster Ordnung durch eine Einheit zur Berechnung des Wertes für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom zu kompensieren.
Dadurch wird die Zeitkonstante der Zeitverzögerung erster Ordnung für die Berechnung des Beschleunigungs- oder Bremsstromes durch Ausführen der Kompensationsberechnung der Zeitverzögerung erster Ordnung am Drehzahlsollwert gleich der Zeitkonstanten für die Zeitverzögerung erster Ordnung. Der Lastmomentstromsollwert, der von der Drehzahlsteuereinheit ausgegeben wird, wenn sich der Drehzahlsollwert geändert hat, ändert sich daher nicht. Im Ergebnis wird die Drehzahlreaktion bezüglich des Drehzahlsollwertes durch die Berechnungseinheit für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom eindeutig vorgegeben.
Ausführungsbeispiele für das Verfahren und die Vorrichtung zum Regeln der Drehzahl eines Motors werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform einer Motordrehzahlregelvorrichtung;
Fig. 2 das Schaltbild einer Berechnungseinheit für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom in der Schaltung der Fig. 1;
Fig. 3A bis 3E Darstellungen des zeitlichen Verlaufes von Signalen, die an verschiedenen Stellen der Schaltung der Fig. 1 auftreten, zur Erläuterung der Arbeitsweise davon;
Fig. 4 eine Blockdarstellung von Übertragungsfunktionen zur Erläuterung der Arbeitsweise der Drehzahlregelvorrichtung;
Fig. 5 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der Drehzahlregelvorrichtung;
Fig. 6 das Schaltbild eines Filters in der Schaltung der Fig. 5;
Fig. 7A bis 7E Darstellungen des zeitlichen Verlaufes von Signalen, die an verschiedenen Stellen der Schaltung der Fig. 5 auftreten, zur Erläuterung der Arbeitsweise davon;
Fig. 8 ein Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform der Drehzahlregelvorrichtung;
Fig. 9 ein Blockschaltbild einer vierten Ausführungsform der Drehzahlregelvorrichtung, die hier eine Vorrichtung zum Bewirken einer Vektorsteuerung an einem Induktionsmotor darstellt;
Fig. 10 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform, bei der die Drehzahlregelvorrichtung der Fig. 1 durch eine digitale Steuerung ausgeführt ist; und die
Fig. 11 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Vorrichtung der Fig. 10.
In der folgenden Beschreibung und der Zeichnung haben Komponenten mit gleichen Funktionen im allgemeinen auch gleiche Bezugszeichen.
Die Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Drehzahlregelvorrichtung für einen Gleichstrommotor.
Eine von einer Energieversorgungseinrichtung PS zugeführte Wechselspannung wird von einem Umrichter 1 in eine andere Wechselspannung umgewandelt, und die sich ergebende Wechselspannung wird einem Gleichstrommotor 2 zugeführt. Der Gleichstrommotor 2 weist eine Feldwindung 2F auf. Der dem Gleichstrommotor 2 zugeführte Ankerstrom wird von einem Stromwandler (Stromdetektor) 12 erfaßt. Ein Kodierer 5 ist mechanisch direkt an den Motor 2 gekoppelt. Eine Drehzahlberechnungseinheit 6 erfaßt auf der Basis der von dem Kodierer 5 erzeugten Impulse die Motordrehzahl ω. Zu einem Addierer 4A wird mit den dargestellten Vorzeichen ein Drehzahlsollwert ω* und eine Absenkvariable Δωd geführt. Die Abweichung zwischen einem Absenkdrehzahlsollwert ωd* und der Motordrehzahl ω, die von der Drehzahlberechnungseinheit 6 erfaßt wird, wird durch einen Addierer 4B festgestellt und einer Drehzahlsteuereinheit 7 eingegeben. Die Drehzahlsteuereinheit 7 gibt einen Lastmomentstromsollwert IL* entsprechend der Abweichung zwischen dem Drehzahlsollwert d* und dem erfaßten Drehzahlwert ω aus. Einer Absenkvariablenberechnungseinheit 9 wird der Lastmomentstromsollwert IL* zugeführt, sie berechnet die Absenkvariable Δωd. Andererseits wird einer Berechnungseinheit 8 für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom der Drehzahlsollwert ω* zugeführt, sie leitet mittels einer Berechnung einen Wert Iad für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom ab. Der Lastmomentstromsollwert IL* und der Wert Iad für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom werden in einem Addierer 4C mit den gezeigten Vorzeichen addiert. Der Ausgang des Addierers 4C wird zu einem Stromsollwert I*. Eine Abweichung zwischen dem Stromsollwert I* und einem erfaßten Stromwert I, der vom Stromwandler 12 aufgenommen wird, wird in einem Addierer 4D festgestellt. Einer Stromsteuereinheit 10 wird die vom Addierer 4D abgeleitete Stromabweichung zugeführt, sie liefert zu einer Steuerimpulserzeugungseinheit 11 auf der Basis der Stromabweichung einen Zündsteuersollwert. In Reaktion auf den Zündsteuersollwert gibt die Steuerimpulserzeugungseinheit 11 einen Steuerimpuls an den Umrichter 1 zur Steuerung der an den Gleichstrommotor 2 angelegten Spannung ab. Der Aufbau der Fig. 1 weist als Hauptschleife ein Drehzahlregelsystem mit einem Stromregelsystem als Unterschleife auf.
Die Fig. 2 zeigt den konkreten Aufbau der Berechnungseinheit 8 für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom.
Die Berechnungseinheit 8 umfaßt eine Differenzierschaltung mit einem in Reihe verbundenen Widerstand R1 und Kondensator C1, einen Operationsverstärker OA1 und einen Rückkoppelwiderstand R2.
Anhand der Fig. 3 wird nun die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung erläutert.
Wenn der Drehzahlsollwert ωd* einen konstanten Wert annimmt und der Absenkdrehzahlsollwert ωd* mit dem erfaßten Drehzahlwert ω zusammenfällt, gibt die Drehzahlsteuereinheit 7 einen Lastmomentstromsollwert IL* aus, der dem Lastmoment des Gleichstrommotors 2 entspricht. Gleichzeitig gibt die Absenkvariablenberechnungseinheit 9 eine Absenkvariable Δωd aus, die durch
Δωd = k · Z · IL* (1)
dargestellt wird, wobei
Z der Einstellwert der Absenkvariablen und
k = konstant ist.
Wenn der Drehzahlsollwert ω* konstant ist, ist der Wert Iad für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom gleich Null, und der Lastmomentstromsollwert IL* wird zum Stromsollwert I*, der durch den Addierer 4D mit dem erfaßten Wert I für den Strom verglichen wird. Die Stromsteuereinheit 10 liefert in Abhängigkeit von der Abweichung zwischen dem Stromsollwert I* und dem erfaßten Stromwert I einen Zündsteuersollwert an die Steuerimpulserzeugungseinheit 11. Auf der Basis des Zündsteuersollwertes gibt die Steuerimpulserzeugungseinheit 11 einen Steuerimpuls an den Umrichter 1, um die Ausgangsspannung des Umrichters 1 entsprechend zu steuern. Als Ergebnis der Steuerung der Ausgangsspannung des Umrichters 1 wird die Drehzahl des Gleichstrommotors 2 so gesteuert, daß sie zu dem Absenkdrehzahlsollwert ωd* proportional ist.
Es wird nun angenommen, daß der Drehzahlsollwert ω* rampenförmig ansteigt, wie es in der Fig. 3A gezeigt ist, wenn die Drehzahl des Gleichstrommotors 2 so gesteuert wird, daß sie zum Absenkdrehzahlsollwert ωd* proportional ist. Die Berechnungseinheit 8 leitet nun den Wert Iad für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom wie folgt ab:
Zuerst wird der Strom berechnet, der erforderlich ist, damit die Motordrehzahl ω auf den Drehzahlsollwert ω* mit einer Zeitkonstanten T1 für eine Zeitverzögerung erster Ordnung reagieren kann.
Die Fig. 4 ist eine Blockdarstellung der Übertragungsfunktionen, die bei der Ausführung der Fig. 1 zum Ableiten der Beziehung zwischen dem Strom und der Drehzahl erforderlich sind. Der Kürze halber wurden jedoch die Übertragungsfunktionen für die elektrischen Systeme des Umrichters 1, der Steuerimpulserzeugungseinheit 11 und des Gleichstrommotors 2 weggelassen.
Wie aus der Fig. 4 hervorgeht, ergibt sich die Beziehung zwischen dem Motorstrom I und der Motordrehzahl ω zu
wobei
ω die Motordrehzahl,
I der Motorstrom,
ζΦ der Drehmomentkoeffizient,
J das Trägheitsmoment und
S der Laplaceoperator ist.
Die Beziehung zwischen dem Strom I und dem Stromsollwert I* kann dargestellt werden als
wobei
I* der Motorstromsollwert,
Fc die Stromerfassungsverstärkung und
Tc die Reaktionszeitkonstante der Stromsteuereinheit 10 ist.
Die Reaktionszeitkonstante Tc der Stromsteuereinheit 10 ist wesentlich kleiner als die Reaktionszeitkonstante der Drehzahlsteuereinheit 7. Durch Vernachlässigung der Reaktionszeitkonstanten Tc der Stromsteuereinheit 10 läßt sich die Gleichung (3) umschreiben in
Die Beziehungsgleichung, die zur Reaktion der Motordrehzahl ω auf den Drehzahlsollwert ω* mit der Zeitkonstanten T1 für die Verzögerung erster Ordnung erforderlich ist, läßt sich ausdrücken als
wobei Fn die Drehzahlerfassungsverstärkung ist.
Des weiteren kann die Beziehung zwischen dem Stromsollwert I* und der Motordrehzahl ω auf der Basis der Gleichungen (2) und (4) durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:
Der Stromsollwert (Beschleunigungs- oder Bremsstromwert) I*, der für eine Reaktion der Motordrehzahl ω auf eine Änderung im Drehzahlsollwert ω* mit der Zeitkonstanten für eine Zeitverzögerung erster Ordnung erforderlich ist, kann daher auf der Basis der Gleichungen (5) und (6) wie folgt ausgedrückt werden:
Es sei zur Erleichterung des Verstehens der Gleichung (7)
Die Gleichung (7) kann dann wie folgt geschrieben werden:
Der durch die Gleichung (9) dargestellte Stromsollwert I* ist der für eine Beschleunigung oder Abbremsung des Motors 2 erforderliche Beschleunigungs- oder Bremsstrom. Die Berechnungseinheit 8 für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom erhält daher den Drehzahlsollwert ω* zugeführt und leitet den durch die Gleichung (9) gegebenen Wert Iad für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom ab.
Die Berechnungseinheit 8 für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom ist wie in der Fig. 2 gezeigt aufgebaut, und ihre Übertragungsfunktion kann dargestellt werden zu
Für R1C1=Tn (Verzögerungszeitkonstante) und R2/R1=kn kann die Gleichung (10) durch die folgende Gleichung dargestellt werden:
Durch Wahl der Werte des Widerstandes R1 und des Kondensators C1 so, daß die Zeitkonstante Tn in der Gleichung (11) gleich der Zeitkonstanten T1 in der Gleichung (9) wird, kann der Wert Iad für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom abgeleitet werden, der erforderlich ist, wenn sich der Drehzahlsollwert ω* ändert.
Wenn sich der Drehzahlsollwert ω* zum Zeitpunkt t1 wie in der Fig. 3A gezeigt in Rampenform ändert, gibt die Berechnungseinheit 8 den Wert Iad für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom aus, der in der Fig. 3B gezeigt ist. Der Wert Iad für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom wird im Addierer 4C zu dem Lastmomentstromsollwert IL* (Fig. 3C) addiert, der von der Drehzahlsteuereinheit 7 ausgegeben wird. Der sich ergebende, in der Fig. 3D gezeigte Stromsollwert I* wird an den Addierer 4D angelegt. Dadurch wird die Ausgangsspannung des Umrichters 1 wie oben angegeben zur Steuerung des Motorstromes I gesteuert. Im Ergebnis wird die Drehzahl ω des Gleichstrommotors 2 so eingestellt, daß sie mit dem Drehzahlsollwert ω* zusammenfällt, wie es durch eine gestrichelte Linie in der Fig. 3A dargestellt ist. In der Darstellung der Fig. 3A ist angenommen, daß die Absenkvariable Δωd gleich Null ist. Wenn die Beschleunigung zum Zeitpunkt t2 abgeschlossen ist und der Drehzahlsollwert ω* wieder einen konstanten Wert annimmt, wird der Wert Iad für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom mit einer vorgegebenen Zeitkonstanten gleich Null, und der Stromsollwert I* wird gleich dem Lastmomentstromsollwert IL*. Nach dem Zeitpunkt t2 wird der Motorstrom I so gesteuert, daß er mit dem Lastmomentstromsollwert IL* zusammenfällt.
Die Steuerung wird dabei auf die folgende Weise bewirkt. Der Wert für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom wird von dem Drehzahlsollwert ω* gemäß einer Vorwärtsregelung (positive Rückkopplung) abgeleitet, und die Absenkvariable wird entsprechend dem von der Drehzahlsteuereinheit 7 ausgegebenen Lastmoment durch den Lastmomentstromsollwert bestimmt. Die Absenkvariable hat daher keine Beziehung zu der elektrischen Zeitkonstante des Motors. Auch wenn sich der Drehzahlsollwert ω* stark ändert, ändert sich die Absenkvariable nicht. Im Ergebnis ist die Stabilität der Drehzahlregelung sehr hoch. Die Absenkvariablenberechnungseinheit 9 kann darüber hinaus abgeglichen werden, ohne daß auf die elektrische Zeitkonstante des Motors 2 Rücksicht genommen zu werden braucht, was die Einstellung des Drehzahlregelsystems wesentlich erleichtert.
Die Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung zum Regeln der Drehzahl eines Motors.
Die Ausführungsform der Fig. 5 ist so aufgebaut, daß das Auftreten einer Absenkvariablen aufgrund eines Beschleunigungs- oder Bremsstromes sicher vermieden werden kann, auch wenn die Verstärkung in der Drehzahlsteuereinheit 7 groß ist.
Die Schaltung der Fig. 5 unterscheidet sich von der der Fig. 1 darin, daß ein Filter 3 vorgesehen ist, um eine Berechnung der Zeitverzögerung erster Ordnung am Drehzahlsollwert ω* auszuführen und das Ergebnis an den Addierer 4A zu geben.
Wie in der Fig. 6 gezeigt, umfaßt der Filter 3 einen Eingangswiderstand R3, einen Operationsverstärker OA2 und eine Rückkoppelschaltung mit einem Kondensator C2 und einem Widerstand R4, die jeweils parallel zu dem Operationsverstärker OA2 geschaltet sind.
Wenn die Verstärkung in der Drehzahlsteuereinheit 7 groß ist, ist die Drehzahländerung des Gleichstrommotors 2 zeitverzögert, wenn sich der Drehzahlsollwert ω* geändert hat. Der Lastmomentstromsollwert IL* der Drehzahlsteuereinheit 7 ändert sich daher, und die Absenkvariable Δωd versucht sich zu ändern. Angenommen, es ändert sich zum Beispiel der Drehzahlsollwert ω*, wie in der Fig. 7A gezeigt, zum Zeitpunkt t1 rampenförmig. Vom Filter 3 wird ein Drehzahlsollwert ausgegeben, der der Drehzahlsollwert ω* ist, der mit der Zeitverzögerung erster Ordnung versehen ist, wie in der Fig. 7B gezeigt ist. Auch wenn der erfaßte Drehzahlwert ω verzögert ist, ändert sich daher das Ausgangssignal IL* der Drehzahlsteuereinheit 7 nicht, und das Auftreten der Absenkvariablen Δωd aufgrund eines Beschleunigungs- oder Bremsstromes kann vermieden werden.
Durch das Vorsehen des Filters 3 in der Schaltung der Fig. 5 wird erreicht, daß ein Beschleunigungs- oder Bremsstrom keinen Einfluß auf die Regelung hat, auch wenn die Verstärkung in der Drehzahlsteuereinheit 7 groß ist und sich der Drehzahlsollwert ω* ändert. Es wird damit eine stabile Absenksteuerung erhalten.
Bei der Ausführungsform der Fig. 5 kann die Beschleunigungs- oder Bremsreaktion der Drehzahl ω bezüglich des Drehzahlsollwertes ω* eindeutig durch den Wert Iad für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom aus der Berechnungseinheit 8 bestimmt werden. Dieser Vorgang wird nun näher erläutert.
Die Bestimmung der Beschleunigungs- oder Bremsreaktion über die Verzögerungszeitkonstante Tn der Berechnungseinheit 8 kann dadurch erhalten werden, daß die Vorrichtung so aufgebaut wird, daß der Lastmomentstromsollwert IL* sich zum Zeitpunkt einer Beschleunigung oder Abbremsung nicht durch den Anfangswert (Laststrom) ändert. Der Lastmomentstromsollwert IL* kann, um es klar zu sagen, unter der Bedingung zu Null gemacht werden, daß der Anfangswert dadurch Null ist, daß das Ausgangssignal des Addierers 4B zu Null gemacht wird. Das Ausgangssignal des Addierers 4B kann dadurch zu Null gemacht werden, daß das Ausgangssignal des Filters 3 gleich dem erfaßten Drehzahlwert ω gemacht wird.
Die Übertragungsfunktion G1 der Berechnungseinheit 8 für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom ist durch die Gleichung (11) gegeben. Eine Übertragungsfunktion G2 vom Drehzahlsollwert ω* zum Zeitpunkt einer Beschleunigung oder Abbremsung, das heißt vom Stromsollwert I* zu dem erfaßten Drehzahlwert ω kann auf der Basis der Fig. 4 durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:
Zum Zeitpunkt der Beschleunigung oder Abbremsung ist die Übertragungsfunktion vom Drehzahlsollwert ω* zum erfaßten Drehzahlwert ω durch die folgende Gleichung gegeben:
Es sei in der Gleichung (13)
und es sei die Vorrichtung so konzipiert, daß k3=1 ist. Die Gleichung (13) kann dann umgeschrieben werden in
In der Gleichung (15) ist die Verzögerungszeitkonstante Tc der Stromsteuereinheit 10 wesentlich kleiner als die Zeitkonstante Tn. Unter Vernachlässigung von Tc wird die Reaktionszeitkonstante der Übertragungsfunktion G1G2 durch die Verzögerungszeitkonstante Tn der Berechnungseinheit 8 für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom bestimmt.
Andererseits kann die Übertragungsfunktion G3 des Filters 3 aus der Fig. 6 abgeleitet werden zu
R4C2 ist in der Übertragungsfunktion G3 des Filters 3 gemäß Gleichung (16) eine Verzögerungszeitkonstante Tf. Die Werte des Widerstandes R4 und des Kondensators C2 werden so gewählt, daß diese Verzögerungszeitkonstante Tf gleich der Verzögerungszeitkonstanten Tn der Berechnungseinheit 8 für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom ist.
Wenn die Verzögerungszeitkonstante Tf des Filters 3 auf diese Weise gleich der Verzögerungszeitkonstanten Tn der Berechnungseinheit 8 gemacht wird, wird die Reaktion des Drehzahlsollwertes ωd* auf den Drehzahlsollwert ω* gleich der Reaktion des erfaßten Drehzahlwertes ω auf den Drehzahlsollwert ω*. Die Drehzahlreaktion wird daher eindeutig durch die Berechnungseinheit 8 für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom bestimmt.
Wenn die Zeitkonstante R3C2 des Filters 3 gleich der Zeitkonstanten Tn der Berechnungseinheit 8 gemacht wird, hat die Reaktion des erfaßten Drehzahlwertes ω auf den Drehzahlsollwert ω* und die Reaktion des Ausgangssignals des Filters 3 auf den Drehzahlsollwert ω* die Zeitkonstante Tn. Mit anderen Worten werden beide Reaktionen gleichwertig. Auch zum Zeitpunkt einer Beschleunigung oder Abbremsung wird daher der Stromsollwert IL* allein zum Laststrom. Im Ergebnis wird die Drehzahlreaktion eindeutig durch die Berechnungseinheit 8 für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom bestimmt. Die Absenkvariable, das heißt der Wert der Drehzahländerung bezüglich des Drehzahlsollwertes, der erhalten wird, wenn der Motor unter Nennlast mit Nenndrehzahl läuft, ist typisch gleich 0,2 bis 10%. Es ist wünschenswert, wenn dieser Wert so klein wie möglich ist. Es kann daher zum Zeitpunkt einer Drehzahländerung ein verbessertes Reaktionsverhalten und eine stabile Drehzahlregelung erhalten werden, wenn der Wert von Z in der Gleichung (1) dadurch im wesentlichen gleich Null gemacht wird, um die Absenkvariable Δωd im wesentlichen gleich Null zu machen, daß die Abweichung zwischen dem Ergebnis der Berechnung der Zeitverzögerung erster Ordnung, die am Drehzahlsollwert ausgeführt wird, und dem erfaßten Drehzahlwert an die Drehzahlsteuereinheit 7 geliefert wird und die Zeitverzögerungskonstante Tf des Filters 3 gleich der Zeitverzögerungskonstante der Berechnungseinheit 8 für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom gemacht wird.
Die Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zur Drehzahlregelung.
Die Ausführungsform der Fig. 8 wird dadurch erhalten, daß zu der Schaltung der Fig. 5 eine Drehzahldifferenziereinheit 14 und ein Addierer 4E hinzugefügt wird.
Bei der Schaltung der Fig. 8 wird der erfaßte Drehzahlwert ω, der durch die Drehzahlberechnungseinheit 6 geliefert wird, durch die Drehzahldifferenziereinheit 14 differenziert und der sich ergebende Drehzahldifferenzierwert mit dem gezeigten Vorzeichen an den Addierer 4E gelegt. Der Addierer 4E subtrahiert den Drehzahldifferenzierwert vom Stromsollwert I* und legt die sich ergebende Differenz an den Addierer 4D. Die Stromsteuereinheit 10 richtet den dem Motor 2 zugeführten Strom auf den Stromsollwert I* minus dem Drehzahldifferenzierwert als dem erwünschten Stromwert aus.
Bei dieser Regelung wird der Drehzahldifferenzierwert zurückgeführt. Es kann daher der Stromsollwert von der Drehzahldifferenziereinheit 14 erhalten werden, ohne daß man auf die Arbeit der Drehzahlsteuereinheit 7 mit einer großen Zeitkonstante angewiesen ist. Die Drehzahlregelreaktion ist daher verbessert, und es kann im Ergebnis die Absenkkontrolle wirksam ausgeführt werden.
Die gleiche Wirkung kann natürlich auch dadurch erhalten werden, daß die Drehzahldifferenziereinheit 14 zu der Ausführungsform der Fig. 1 hinzugefügt wird.
Die Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der Drehzahlregelvorrichtung.
Bei diesem Beispiel wird die Drehzahlregelung auf ein System zur Ausführung einer Vektorsteuerung an einem Induktionsmotor angewendet.
In der Fig. 9 bezeichnen gleiche Bezugszeichen wie in der Fig. 5 gleiche Komponenten. Gemäß Fig. 9 wird der Primärstrom I1 eines Induktionsmotors 20, der von dem Stromwandler 12 erfaßt wird, einer Stromkomponentenerfassungseinheit 15 eingegeben. Die Erfassungseinheit 15 stellt die Drehmomentstromkomponente It und die Erregungsstromkomponente Im des Primärstromes I1 fest. Die Drehmomentstromkomponente It wird an den Addierer 4D angelegt und die Erregungsstromkomponente Im an einen Addierer 4F. Der Addierer 4D addiert einen Drehmomentstromkomponentensollwert It*, der vom Addierer 4C ausgegeben wird, und den erfaßten Drehmomentstromwert It mit den dargestellten Vorzeichen und liefert die sich ergebende Abweichung zu einer Drehmomentstromsteuereinheit (q-Achsen-Stromsteuereinheit) 10q. Die Stromsteuereinheit 10q erzeugt in Abhängigkeit von der Drehmomentstromabweichung einen q-Achsen-Spannungssollwert Vq* und gibt diesen an eine Vektorberechnungseinheit 17. Andererseits addiert der Addierer 4F einen Erregungsstromkomponentensollwert Im*, der von einer Erregungsstromsollwertschaltung 16 ausgegeben wird, und den erfaßten Erregungsstromwert Im mit den dargestellten Vorzeichen und liefert die sich ergebende Abweichung an eine Erregungsstromsteuereinheit (d-Achsen-Stromsteuereinheit) 10d. Die Erregungsstromsteuereinheit 10d erzeugt in Abhängigkeit von der Erregungsstromabweichung einen d-Achsen-Spannungssollwert Vd* und gibt diesen an die Vektorberechnungseinheit 17. Die Vektorberechnungseinheit 17 nimmt den q-Achsen-Spannungssollwert Vq* und den d-Achsen-Spannungssollwert Vd* auf, leitet durch Berechnung Spannungssollwerte für die jeweiligen Phasen ab und liefert diese zu Zündsteuerschaltungen 18U, 18V und 18W der jeweiligen Phasen. Als Schaltung für die Zündsteuerung wird beispielsweise eine Schaltung zum Ausführen einer Impulsbreitenmodulation verwendet. Die Zündsteuerschaltungen 18U, 18V und 18W steuern den Umrichter 1 so, daß der Primärstrom des Induktionsmotors 20 geregelt ist.
Mit der Vektorsteuerung dieses Aufbaus wird die Größe, Frequenz und Phase des Primärstromes I1 für den Induktionsmotor 20 geregelt, wobei der Drehmomentstrom It und der Erregungsstrom Im unabhängig voneinander geregelt wird.
Da die nach Fig. 9 durch Ansteuerung des Umrichters 1 in einer Ankerspannungssteuerart ausgeführte Vektorsteuerung bekannt ist, wird hier auf eine genauere Beschreibung davon verzichtet.
Auch bei der Ausführungsform der Fig. 9 umfaßt das Drehmomentstromregelsystem (Drehzahlregelsystem) die Berechnungseinheit 8 für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom, die Absenkvariablen- Berechnungseinheit 9 und den Filter 3. Die Absenkvariable wird daher durch den Beschleunigungs- oder Bremsstrom nicht geändert, wodurch die Stabilität der Drehzahlregelung mit der Vektorsteuerung verbessert ist.
Bei der Ausführungsform der Fig. 9 erfolgt die Vektorsteuerung durch Ansteuern des Umrichters in einer Ankerspannungssteuerart. Auf die gleiche Weise wie beschrieben kann jedoch natürlich auch eine Vektorsteuerung durch Ansteuern des Umrichters in einer Ankerstromsteuerart ausgeführt werden.
Bei jeder der beschriebenen Ausführungsformen können die Positionen der Addierer 4A und 4B ausgetauscht werden. Auch sind in den Ausführungsformen der Fig. 1 und 5 die Positionen der Addierer 4C und 4D austauschbar. Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 8 und 9 können die Addierer 4C, 4D und 4E in beliebiger Reihenfolge angeordnet werden.
Bei den obigen Ausführungsformen erfolgt die Regelung mittels Analogsignalen. Es sind jedoch auch entsprechende Ausführungen mit einem Mikroprozessor zur Ausführung einer digitalen Steuerung möglich.
Beispielsweise ist in der Fig. 10 ein Aufbau gezeigt, der der Ausführung der Fig. 1 entspricht, jedoch eine digitale Steuerung beinhaltet. Das Ablaufdiagramm für die Arbeitsweise davon ist in der Fig. 11 dargestellt.
Gemäß Fig. 10 umfaßt eine Steuereinheit 100 eine Zentraleinheit (CPU) 102, einen Festwertspeicher (ROM) 104, einen Direktzugriffspeicher (RAM) 106, eine Ein/Ausgabeschaltung (I/O) 108 und einen Bus 110. Die Steuereinheit 100 weist die Funktionen der Addierer 4A bis 4D, der Drehzahlberechnungseinheit 6, der Drehzahlsteuereinheit 7, der Berechnungseinheit 8 für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom, der Absenkvariablensteuereinheit 9 und der Stromsteuereinheit 10 der Fig. 1 auf. Der vom Stromwandler 12 zugeführte Ankerstrom I, der Drehzahlsollwert ω* und die Impulse vom Kodierer 5 werden der Ein/Ausgabeschaltung 108 eingegeben. Die Ein/Ausgabeschaltung 108 liefert einen auf der Basis dieser Eingangssignale berechneten Zündsteuersollwert an die Steuerimpulserzeugungseinheit 11.
Mit Bezug auf das Ablaufdiagramm der Fig. 11 wird nun die Arbeitsweise der Steuereinheit 100 erläutert.
Zuerst wird auf der Basis der Impulse vom Kodierer 5 die Motordrehzahl berechnet und der Wert ω dafür im RAM 106 gespeichert (Schritt S1). Dann wird die im RAM 106 gespeicherte Absenkvariable Δωd vom Drehzahlsollwert ω* abgezogen, um den Absenkdrehzahlsollwert ωd* abzuleiten (Schritt S2). Der im RAM 106 gespeicherte Wert ω für die erfaßte Drehzahl wird von dem so abgeleiteten Sollwert ωd* subtrahiert, und es wird auf der Basis der sich ergebenden Differenz der Lastmomentstromsollwert IL* bestimmt (Schritt S3). Dann wird auf der Basis des Stromsollwertes IL* die Absenkvariable Δωd bestimmt und dazu verwendet, den vorhergehenden Wert für die Absenkvariable im RAM 106 zu erneuern (Schritt S4). Aus dem Drehzahlsollwert ω* wird nun der Beschleunigungs- oder Bremsstrom Iad abgeleitet (Schritt S5). Der Lastmomentstromsollwert IL* und dieser Wert Iad für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom werden zusammenaddiert, um den Stromsollwert I* zu erhalten (Schritt S6). Der Ankerstrom I wird von diesem Stromsollwert I* subtrahiert, um die Stromabweichung festzustellen (Schritt S7). Aus der Stromabweichung wird der Triggersteuerstrom errechnet und an die Steuerstromerzeugungseinheit 11 abgegeben (Schritt S8).
Die Berechnungsverfahren (Gleichungen) zum Ableiten der jeweiligen Werte sind mit denen für die Ausführungen der Fig. 1 identisch.
Der angegebene Arbeitsablauf stellt nur ein Beispiel dar, und es sind viele Abwandlungen des Vorganges möglich. Alternativ kann zum Beispiel der Wert ω für die erfaßte Drehzahl vom Drehzahlsollwert ω* abgezogen werden und der Lastmomentstromsollwert IL* auf der Basis eines Wertes berechnet werden, der durch weiteres Subtrahieren der Absenkvariablen Δωd von der sich ergebenden Differenz erhalten wird.
Durch Anwendung eines ähnlichen Verfahrens kann die digitale Steuerung auch auf jede der Ausführungsformen der Fig. 5, 8 und 9 angewendet werden.
Wie beschrieben, wird erfindungsgemäß die Absenkvariable unabhängig von der elektrischen Zeitkonstante des Motors abgeleitet. Auch bei einer großen Änderung des Drehzahlsollwertes unterliegt daher die Absenkvariable keinen Schwankungen mit dem Ergebnis einer erhöhten Stabilität der Drehzahlregelung.
Des weiteren wird erfindungsgemäß der Drehzahlsollwert mit der Verzögerungszeitkonstanten für die Berechnung des Beschleunigungs- oder Bremsstromes verzögert, bevor er der Drehzahlsteuereinheit zugeführt wird. Auch wenn die Verstärkung der Drehzahlsteuereinheit hoch ist, wird daher die Absenkvariable vom Beschleunigungs- oder Bremsstrom nicht geändert. Die Drehzahlreaktionseigenschaften sind darüber hinaus von der Berechnungseinheit für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom eindeutig festgelegt.

Claims (18)

1. Drehzahlregelvorrichtung für einen Motor (2), der vom Ausgangsstrom eines Umrichters (1) angesteuert wird, mit einer Drehzahlsteuereinrichtung zur Ausgabe eines Stromsollwertes auf der Basis der Abweichung zwischen einem erfaßten Wert für die Drehzahl des Motors und einem Drehzahlsollwert und mit einer Stromsteuereinrichtung zum Steuern des Ausgangsstromes des Umrichters, gekennzeichnet durch
  • - eine Drehzahlsteuereinheit (7) zum Ableiten einer Abweichung zwischen dem erfaßten Drehzahlwert (ω) für den Motor (2) und einem Drehzahlsollwert (ω*) dafür und zum Ableiten eines ersten Stromsollwertes (IL*) auf der Basis eines Wertes, der durch Kompensation der Abweichung mit einer Absenkvariablen (Δωd) erhalten wird;
  • - eine Berechnungseinheit (8) für einen Beschleunigungs- oder Bremsstrom, der der Drehzahlsollwert (ω*) zugeführt wird und die einen Wert (Iad) für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom zum Beschleunigen oder Abbremsen des Motors bestimmt;
  • - eine Stromsteuereinheit (10) zum Addieren des ersten Stromsollwertes (IL*) und des Wertes (Iad) für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom, um einen zweiten Stromsollwert (I*) abzuleiten und um den Ausgangsstrom des Umrichters (1) auf der Basis des zweiten Stromsollwertes (I*) zu steuern; und durch
  • - eine Absenkvariablenberechnungseinheit (9) zur Aufnahme des ersten Stromsollwertes (IL*), Ableiten der Absenkvariablen (Δωd) und Zuführen der Absenkvariablen zu der Drehzahlsteuereinheit (7).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Berechnungseinrichtung (3) für eine Zeitverzögerung erster Ordnung, um an dem Drehzahlsollwert eine Zeitverzögerung erster Ordnung auszuführen, so daß sich der erste Stromsollwert (IL*) bei einer Änderung des Drehzahlsollwertes nicht ändert; und dadurch, daß die Drehzahlsteuereinheit (7) die Abweichung zwischen dem erfaßten Drehzahlwert für den Motor und einem Drehzahlsollwert bestimmt, der der Zeitverzögerung erster Ordnung unterworfen wurde, und den ersten Stromsollwert (IL*) auf der Basis eines Wertes ableitet, der durch Kompensation der Abweichung mit der Absenkvariablen erhalten wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungseinrichtung für die Zeitverzögerung erster Ordnung ein Filter (3) ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante für die Zeitverzögerung erster Ordnung der Berechnungseinheit (8) für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom gleich der der Berechnungseinrichtung (3) für die Zeitverzögerung erster Ordnung ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Drehzahländerungsratenberechnungseinrichtung (14) zum Ableiten eines Wertes für die Drehzahländerungsrate des Motors auf der Basis des erfaßten Drehzahlwertes; und dadurch, daß die Stromsteuereinheit (10) die Abweichung zwischen einem Wert feststellt, der durch Addieren des ersten Stromsollwertes (IL*) zu dem Wert (Iad) für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom und dem Wert für die Drehzahländerungsrate erhalten wird, um einen zweiten Stromsollwert abzuleiten, wobei der Ausgangsstrom des Umrichters auf der Basis des zweiten Stromsollwertes gesteuert wird.
6. Induktionsmotor-Drehzahlregelvorrichtung mit einem Induktionsmotor (20), der vom Ausgangsstrom eines Umrichters (1) angesteuert wird, mit einer Drehzahlsteuereinrichtung zur Ausgabe eines Stromsollwertes auf der Basis der Abweichung zwischen einem erfaßten Wert für die Drehzahl des Motors und einem Drehzahlsollwert, und mit einer ersten Stromsteuereinrichtung zum Ableiten eines Drehmomentstromkomponentensollwertes auf der Basis des Stromsollwertes und zur Ausgabe eines ersten Ausgangssignals, das eine Drehmomentstromkomponente des Induktionsmotors auf der Basis des Drehmomentstromkomponentensollwertes steuert, mit einer zweiten Stromsteuereinrichtung zur Aufnahme einer Erregungsstromkomponente und zur Ausgabe eines zweiten Ausgangssignals, das die Erregungsstromkomponente des Induktionsmotors steuert, sowie mit einer Vektorberechnungseinrichtung zur Aufnahme des ersten und des zweiten Ausgangssignals und zum Steuern des Ausgangsstromes des Umrichters, gekennzeichnet durch
  • - eine Drehzahlsteuereinheit (7) zum Ableiten einer Abweichung zwischen dem erfaßten Drehzahlwert (ω) für den Motor (20) und einem Drehzahlsollwert (ω*) dafür und zur Ausgabe eines ersten Stromsollwertes (IL*) auf der Basis eines Wertes, der durch Kompensation der Abweichung mit einer Absenkvariablen (Δωd) erhalten wird;
  • - eine Berechnungseinheit (8) für einen Beschleunigungs- oder Bremsstrom, der der Drehzahlsollwert (ω*) zugeführt wird und die einen Wert (Iad) für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom zum Beschleunigen oder Abbremsen des Motors bestimmt;
  • - eine erste Stromsteuereinheit (10q) zum Addieren des ersten Stromsollwertes (IL*) und des Wertes (Iad) für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom, um einen Drehmomentstromkomponentensollwert (It*) abzuleiten und um ein erstes Ausgangssignal (Vq*) abzugeben, das die Drehmomentstromkomponente des Induktionsmotors auf der Basis des Drehmomentstromkomponentensollwertes steuert;
  • - eine zweite Stromsteuereinheit (10d) zur Aufnahme der Erregungsstromkomponente und zur Ausgabe eines zweiten Ausgangssignals (Vd*), das die Erregungsstromkomponente des Induktionsmotors steuert;
  • - eine Vektorberechnungseinheit (17), der das erste und das zweite Ausgangssignal zugeführt wird und die den Ausgangsstrom des Umrichters (1) steuert; und durch
  • - eine Absenkvariablenberechnungseinheit (9) zur Aufnahme des ersten Stromsollwertes (IL*), Ableiten der Absenkvariablen (Δωd) und Zuführen der Absenkvariablen zu der Drehzahlsteuereinheit (7).
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Berechnungseinrichtung (3) für eine Zeitverzögerung erster Ordnung, um an dem Drehzahlsollwert eine Zeitverzögerung erster Ordnung auszuführen, so daß sich der erste Stromsollwert (IL*) bei einer Änderung des Drehzahlsollwertes nicht ändert; und dadurch, daß die Drehzahlsteuereinheit (7) die Abweichung zwischen dem erfaßten Drehzahlwert für den Motor und einem Drehzahlsollwert bestimmt, der der Zeitverzögerung erster Ordnung unterworfen wurde, und den ersten Stromsollwert (IL*) auf der Basis eines Wertes ableitet, der durch Kompensation der Abweichung mit der Absenkvariablen erhalten wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungseinrichtung für die Zeitverzögerung erster Ordnung ein Filter (3) ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante für die Zeitverzögerung erster Ordnung der Berechnungseinheit (8) für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom gleich der der Berechnungseinrichtung (3) für die Zeitverzögerung erster Ordnung ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch eine Drehzahländerungsratenberechnungseinrichtung (14) zum Ableiten eines Wertes für die Drehzahländerungsrate des Motors auf der Basis des erfaßten Drehzahlwertes; und dadurch, daß die erste Stromsteuereinheit (10q) die Abweichung zwischen einem Wert feststellt, der durch Addieren des ersten Stromsollwertes (IL*) zu dem Wert (Iad) für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom und dem Wert für die Drehzahländerungsrate erhalten wird, um den Drehmomentstromkomponentensollwert abzuleiten und das erste Ausgangssignal zum Steuern der Drehmomentstromkomponente des Induktionsmotors auf der Basis des Drehmomentstromkomponentensollwertes auszugeben.
11. Drehzahlregelverfahren zum Ableiten eines Stromsollwertes auf der Basis einer Abweichung zwischen dem erfaßten Wert für die Drehzahl eines Motors, der vom Ausgangsstrom eines Umrichters angesteuert wird, und eines Drehzahlsollwertes und zum Steuern des Ausgangsstromes des Umrichters auf der Basis des Stromsollwertes, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
  • - Aufnehmen eines ersten Stromsollwertes (IL*) und Ableiten einer Absenkvariablen (Δωd);
  • - Bestimmen der Abweichung zwischen dem erfaßten Drehzahlwert (ω) und dem Drehzahlsollwert (ω*) und Ableiten des ersten Stromsollwertes auf der Basis eines Wertes, der durch Kompensation der Abweichung mit der Absenkvariablen erhalten wird;
  • - Aufnehmen des Drehzahlsollwertes (ω*) und Ableiten eines Wertes (Iad) für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom zum Beschleunigen oder Abbremsen des Motors; und
  • - Addieren des ersten Stromsollwertes (IL*) und des Wertes (Iad) für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom zur Ableitung eines zweiten Stromsollwertes (I*) und zum Steuern des Ausgangsstromes des Umrichters (1) auf der Basis des zweiten Stromsollwertes.
12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen Schritt des Ausführens einer Zeitverzögerung erster Ordnung am Drehzahlsollwert, so daß sich der erste Stromsollwert (IL*) bei einer Änderung des Drehzahlsollwertes nicht ändert; und dadurch, daß der Schritt zur Ableitung des ersten Stromsollwertes das Bestimmen der Abweichung zwischen dem erfaßten Drehzahlwert und einem Drehzahlsollwert, der der Zeitverzögerung erster Ordnung unterworfen wurde, und die Ableitung des ersten Stromsollwertes (IL*) auf der Basis eines Wertes einschließt, der durch Kompensation der Abweichung mit der Absenkvariablen erhalten wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante für die Zeitverzögerung erster Ordnung bei der Ableitung des Wertes für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom gleich der der Berechnung der Zeitverzögerung erster Ordnung ist.
14. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch einen Schritt des Ableitens eines Wertes für die Drehzahländerungsrate des Motors auf der Basis des erfaßten Drehzahlwertes; und dadurch, daß der Schritt des Steuerns des Ausgangsstromes des Umrichters das Ableiten der Abweichung zwischen einem Wert einschließt, der durch Addieren des ersten Stromsollwertes (IL*) zu dem Wert (Iad) für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom und dem Wert für die Drehzahländerungsrate erhalten wird, um den zweiten Stromsollwert (I*) abzuleiten, wobei der Ausgangsstrom des Umrichters (1) auf der Basis des zweiten Stromsollwertes gesteuert wird.
15. Induktionsmotordrehzahlregelverfahren für einen Induktionsmotor (20), der vom Ausgangsstrom eines Umrichters (1) angesteuert wird, zum Ableiten eines Stromsollwertes auf der Basis der Abweichung zwischen einem erfaßten Wert für die Drehzahl des Motors und einem Drehzahlsollwert, zum Ableiten eines ersten Ausgangssignales zum Steuern einer Drehmomentstromkomponente auf der Basis eines Drehmomentstromkomponentensollwertes, zur Aufnahme einer Erregungsstromkomponente zum Ableiten eines zweiten Ausgangssignals, das die Erregungsstromkomponente des Induktionsmotors steuert, und zur Aufnahme des ersten und des zweiten Ausgangssignales zum Steuern des Ausgangsstromes des Umrichters, gekennzeichnet durch die Schritte:
  • - Aufnehmen eines ersten Stromsollwertes (IL*) und Ableiten einer Absenkvariablen (Δωd);
  • - Ableiten einer Abweichung zwischen dem erfaßten Drehzahlwert (ω) für den Motor (20) und einem Drehzahlsollwert (ω*) dafür und Ableiten des ersten Stromsollwertes (IL*) auf der Basis eines Wertes, der durch Kompensation der Abweichung mit der Absenkvariablen erhalten wird;
  • - Aufnehmen des Drehzahlsollwertes (ω*) und Bestimmen eines Wertes (Iad) für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom zum Beschleunigen oder Abbremsen des Motors;
  • - Addieren des ersten Stromsollwertes (IL*) und des Wertes (Iad) für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom zum Ableiten des Drehmomentstromkomponentensollwertes und Ableitung eines erstes Ausgangssignals (Vq*) zur Steuerung der Drehmomentstromkomponente des Induktionsmotors auf der Basis des Dreh­ momentstromkomponentensollwertes;
  • - Aufnahme der Erregungsstromkomponente und Ableiten eines zweiten Ausgangssignals (Vd*) zur Steuerung der Erregungsstromkomponente des Induktionsmotors;
  • - Aufnahme des ersten und des zweiten Ausgangssignals und Steuern des Ausgangsstromes des Umrichters (1).
16. Verfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch den Schritt des Ausführens einer Zeitverzögerung erster Ordnung am Drehzahlsollwert, so daß sich der erste Stromsollwert (IL*) bei einer Änderung des Drehzahlsollwertes nicht ändert; und dadurch, daß der Schritt zur Ableitung des ersten Stromsollwertes das Bestimmen der Abweichung zwischen dem erfaßten Drehzahlwert für den Motor und einem Drehzahlsollwert, der der Zeitverzögerung erster Ordnung unterworfen wurde, und der Ableitung des ersten Stromsollwert (IL*) auf der Basis eines Wertes einschließt, der durch Kompensation der Abweichung mit der Absenkvariablen erhalten wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante für die Zeitverzögerung erster Ordnung bei der Ableitung des Wertes für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom gleich der der Berechnung der Zeitverzögerung erster Ordnung ist.
18. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, gekennzeichnet durch einen Schritt des Ableitens eines Wertes für die Drehzahländerungsrate des Motors auf der Basis des erfaßten Drehzahlwertes; und dadurch, daß der Schritt des Ableitens des ersten Ausgangssignales das Ableiten der Abweichung zwischen einem Wert einschließt, der durch Addieren des ersten Stromsollwertes (IL*) zu dem Wert (Iad) für den Beschleunigungs- oder Bremsstrom und dem Wert für die Drehzahländerungsrate erhalten wird, um den Drehmomentstromkomponentensollwert abzuleiten, und das Ableiten des ersten Ausgangssignals zum Steuern der Drehmomentstromkomponente des Induktionsmotors auf der Basis des Drehmomentstromkomponentensollwertes einschließt.
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