DE4307097C1

DE4307097C1 - Method for accelerating an asynchronous motor which is controlled by a frequency converter

Info

Publication number: DE4307097C1
Application number: DE19934307097
Authority: DE
Inventors: Niels Due Jensen; Pierre Vadstrup
Original assignee: Grundfos AS
Current assignee: Grundfos AS
Priority date: 1993-03-06
Filing date: 1993-03-06
Publication date: 1994-10-06
Anticipated expiration: 2013-03-07

Abstract

In order to prevent the frequency converter being overloaded while the motor is being accelerated, by hazardous reactions being exerted on the frequency converter because the motor is still running, the method provides that the running-on rotation speed of the motor be determined before the frequency converter is switched on, and that the motor with the frequency converter then be driven as a function of the determined running-on speed, such that the dynamic reaction which endangers the frequency converter is avoided.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anfahren eines frequenzum richtergesteuerten Asynchronmotors gemäß den im Oberbegriff des Anspruches 1 aufgeführten Merkmalen.The invention relates to a method for starting a frequency judge-controlled asynchronous motor according to the in the preamble of Claim 1 features listed.

Trennt man einen frequenzumrichtergesteuerten Asynchronmotor vom Versorgungsnetz, dann ist je nach angeschlossenem Aggregat mit einer bestimmten Auslaufzeit zu rechnen, bevor der Motor zum Still stand kommt. Die Auslaufzeit hängt im wesentlichen von der Be triebsdrehzahl, Art und Größe des angetriebenen Aggregates, Schwungmasse und anderen Faktoren ab.If you separate a frequency converter controlled asynchronous motor from Supply network, depending on the connected unit a certain deceleration time before the motor stops stood comes. The expiry time essentially depends on the loading drive speed, type and size of the driven unit, Inertia and other factors.

Wird der Motor direkt vom Versorgungsnetz gespeist, so kann er jederzeit ein- und abgeschaltet werden, unabhängig davon, ob der Motor schon zum Stillstand gekommen ist oder nicht. Zwar kann der Motor beim Wiedereinschalten, wenn er bis dahin noch nicht zum Stillstand gekommen ist, kurzzeitig quasi als Generator wirken, doch ist das Versorgungsnetz üblicherweise so robust, daß hierdurch auftretende Strom- oder Spannungsspitzen ohne merkliche Wirkungen aufgefangen bzw. durch Sicherungen begrenzt werden. If the motor is fed directly from the supply network, it can can be switched on and off at any time, regardless of whether the Engine has already come to a standstill or not. It can Motor when it is switched on again if it has not yet been switched on Has come to a standstill, acting as a generator for a short time, yes the supply network is usually so robust that this occurring current or voltage peaks without noticeable effects caught or limited by fuses.

Anders ist die Situation, wenn der Motor über einen Frequenzum richter gesteuert wird, wie dies beim Einsatz von Asynchronmotoren zum Zwecke der Drehzahlsteuerung heutzutage in zunehmenden Maße erfolgt. Um den Frequenzumrichter möglichst klein und kostengünstig zu halten, wird dieser an die Leistung des Motors angepaßt. Hier durch ist das Aufnahmevermögen des Frequenzumrichters hinsichtlich dynamischer Rückwirkungen des Motors begrenzt. Aus dem Stillstand wird der Motor üblicherweise mit niedriger Frequenz angefahren und dann auf die gewünschte Betriebsdrehzahl hochgefahren.The situation is different if the motor has a frequency is controlled like this when using asynchronous motors for the purpose of speed control nowadays increasingly he follows. To make the frequency converter as small and inexpensive to keep it is adapted to the power of the engine. Here is the capacity of the frequency converter with regard to dynamic repercussions of the engine limited. From a standstill the engine is usually started at a low frequency and then ramped up to the desired operating speed.

Soll ein vom Netz getrennter, aber noch rotierender Motor wieder eingeschaltet werden, dann kann es bei der oben beschriebenen Anfahrweise zu Überlastungen im Frequenzumrichter kommen. Bei bestimmten Drehzahlkonstellationen wirkt der Motor als Generator und kann dann den Frequenzumrichter mit unzulässig hohen Strömen belasten, was zum Abschalten des Motors (in der Regel durch eine thermische Sicherung) oder zur Zerstörung von Bauelementen im Frequenzumrichter, insbesondere der teuren Leistungstransistoren und Freilaufdioden, führen kann.Should a motor that is disconnected from the mains but still rotating again? can be switched on, then it can be described in the above Approach to overload in the frequency converter. At In certain speed constellations, the motor acts as a generator and can then drive the frequency converter with impermissibly high currents load what to shut down the engine (usually by a thermal fuse) or to destroy components in the Frequency converters, especially the expensive power transistors and Free-wheeling diodes.

Es ist bekannt, eine solche Überlastung des Frequenzumrichters durch thermische Sicherungen zu vermeiden. Solche Sicherungen sind weder technisch noch praktisch befriedigend, da sie nur der Wirkung, nicht jedoch der Ursache einer thermischen Überlastung entgegenwirken. Im übrigen wird stets ein Kompromiß eingegangen, wenn ein gemein samer thermischer Überlastungsschutz für Frequenzumrichter und Motor vorgesehen wird. Eine zusätzlich thermische Sicherung für den Frequenzumrichter hingegen erhöht die Baukosten und die Baugröße.It is known to cause such overloading of the frequency converter avoid thermal fuses. Such backups are neither technically still practically satisfactory since it is only the effect, not however counteract the cause of a thermal overload. For the rest, a compromise is always made if one is common Complete thermal overload protection for frequency converters and Motor is provided. An additional thermal fuse for the Frequency converters, on the other hand, increase the construction costs and the size.

Es ist auch bekannt, um eine Überlastung des Frequenzumrichters durch dynamische Rückwirkungen des Motors auszuschließen, im Zwischenkreis des Frequenzumrichters eine Schleife mit einem Bremswiderstand vorzusehen, der die Aufgabe hat, die vom Antrieb induzierte Spannung abzubauen und damit die elektrische Energie in Wärme umzuwandeln. Diese Lösung ist jedoch nicht befriedigend, da der Bremswiderstand nicht nur erhöhte Kosten mit sich bringt, son dern auf Grund seines beachtlichen Volumens die Baugröße des Frequenzumrichters deutlich vergrößert. Des weiteren muß die im Bremswiderstand entstehende Wärme gezielt abgeführt werden, da es sonst trotzdem zu einer Überhitzung kommen kann. Es wird also hierdurch nicht nur die Baugröße negativ beeinflußt, sondern es werden auch besondere Ansprüche an die zum Abfuhr der Wärme erforderliche Wärmesenke gestellt.It is also known to overload the frequency converter excluded by dynamic reactions of the engine, in DC link of the frequency converter a loop with a Provide braking resistor, which has the task of the drive reduce induced voltage and thus the electrical energy in To convert heat. However, this solution is unsatisfactory because the braking resistor not only brings increased costs, son due to its considerable volume, the size of the Frequency converter significantly enlarged. Furthermore, the im Braking resistance generated heat can be dissipated specifically, as it otherwise overheating can still occur. So it will this not only negatively affects the size, but it there are also special requirements for heat dissipation required heat sink.

Aus DE 41 07 362 A1 und aus DE 35 23 625 C2 sind Verfahren zum Anfahren eines frequenzumrichtergesteuerten Asynchronmotors bekannt, bei denen zunächst die Auslaufdrehzahl des Motors ermittelt wird und dann der Motor so angesteuert wird, daß die den Frequenz umrichter gefährdenden dynamischen Rückwirkungen weitgehend vermieden werden. Die Auslaufdrehzahl wird dadurch ermittelt, daß zunächst einmal der Frequenzumrichter mit verminderter Leistung so angesteuert wird, daß er das gesamte für den jeweiligen Motor in Frage kommende Frequenzband mindestens einmal mit reduzierter Ausgangsspannung durchfährt, wobei gleichzeitig die Stromwerte des Motors ermittelt werden. Die Frequenz, bei der der Motorstrom sein Maximum erreicht, entspricht der Auslaufdrehzahl. Der Motor wird dann durch den wieder mit normaler Leistung arbeitenden Frequenz umrichter mit einer Frequenz angesteuert, die einer geringfügig höhe ren Drehzahl als der Auslaufdrehzahl entspricht. Diese letztgenannten Verfahren verhindern zwar wirksam die Ursachen einer thermischen Überlastung des Frequenzumrichters, sind jedoch steuerungstechnisch vergleichsweise aufwendig und nicht immer genügend zuverlässig. So müssen bei diesen Verfahren Einrichtungen vorgesehen werden, um den Frequenzumrichter mit deutlich verminderter Leistung, insbeson dere Spannung betreiben zu können. Im übrigen treten natürlich auch beim Erregen des Motors mit solch verminderter Spannung Rückwirk ungen auf den Frequenzumrichter auf, die aufgrund der immer kom plexer werdenden Steuer- und Regelelektronik nicht erwünscht sind.Methods are known from DE 41 07 362 A1 and from DE 35 23 625 C2 for starting a frequency converter controlled asynchronous motor are known, in which first the stopping speed of the motor is determined and then the motor is controlled so that the frequency dynamic repercussions endangering the converter be avoided. The outlet speed is determined in that first of all the frequency converter with reduced power like this is controlled that he the entire for the respective engine in Question coming frequency band at least once with reduced Output voltage passes through, with the current values of the Motors can be determined. The frequency at which the motor current will be Maximum reached corresponds to the outlet speed. The engine will then by the frequency working again with normal power inverters are driven with a frequency that is slightly higher ren speed as the outlet speed corresponds. The latter Although methods effectively prevent the causes of thermal Overloading the frequency converter, however, are control-related comparatively complex and not always sufficiently reliable. So facilities must be included in these procedures to: the frequency converter with significantly reduced performance, in particular to operate their voltage. Otherwise, of course, kick when energizing the motor with such reduced voltage on the frequency converter, which due to the always com Control electronics that are becoming more complex are not desired.

Ausgehend von dem letztgenannten Stand der Technik liegt der vor liegenden Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Verfahren der vorerwähnten Gattung zu schaffen, bei dem mit schal tungstechnisch noch geringerem Aufwand nach Möglichkeit unter Ausnutzung vorhandener Bauteile ein Anfahren des Motors unter Berücksichtigung der Auslaufdrehzahl ermöglicht wird.Based on the latter state of the art, this is available underlying invention therefore the task of an alternative To create method of the aforementioned type, in which with scarf technically even less effort if possible under Utilization of existing components starting the engine under Taking into account the outlet speed is made possible.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Ermitt lung der Auslaufdrehzahl der Motor bei niedriger Frequenz kurzzeitig erregt wird und daß dann anhand der daraus resultierenden elektrody namischen Rückwirkung, nämlich anhand des Spannungsabfalles an einer Freilaufdiode des ausgeschalteten Frequenzumrichters, die Auslaufdrehzahl ermittelt wird.According to the invention, this object is achieved in that for the determination stopping of the engine speed at low frequency for a short time is excited and then based on the resulting electrody Namely retroactivity, namely based on the voltage drop a freewheeling diode of the switched-off frequency converter, the Outlet speed is determined.

Unter Auslaufdrehzahl im Sinne der Erfindung ist die Drehzahl zu verstehen, die der Motor auf Grund vorheriger Betriebszyklen oder sonstiger äußerer Einflüsse aufweist, wenn er wieder eingeschaltet werden soll. Diese Drehzahl kann natürlich auch Null sein. Anhand der ermittelten Auslaufdrehzahl wird dann der Frequenzumrichter gezielt so angesteuert, daß die ihn möglicherweise gefährdenden dynamischen Rückwirkungen des Motors auf den Frequenzumrichter vermieden werden.At the outlet speed in the sense of the invention, the speed is too understand the engine based on previous operating cycles or has other external influences when switched on again shall be. This speed can of course also be zero. Based The frequency converter then becomes the determined outlet speed controlled in such a way that the potentially endangering him dynamic effects of the motor on the frequency converter be avoided.

Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß lediglich eine zeitliche Ansteuerung des Frequenzumrichters zur Bestimmung der Auslaufdrehzahl erforderlich ist, jedoch keine leistungsmäßig be grenzte, was vergleichsweise aufwendiger ist. Durch die kurzzeitige Anregung mit einer niedrigen Frequenz kann auch bei voller Leistung des Frequenzumrichters unabhängig von der Auslaufdrehzahl eine negative Rückwirkung auf denselben zuverlässig ausgeschlossen wer den, da die Spannungen und Ströme in diesem Bereich stets gering sind, unabhängig davon, ob der Motor nun mit einer Auslaufdrehzahl läuft, die unter oder über der dieser Frequenz entsprechenden Dreh zahl liegt. Im übrigen wird unmittelbar nach der Erregung der Fre quenzumrichter ausgeschaltet, so daß auch schon von daher eine negative Rückwirkung auf denselben nicht mehr erfolgen kann. Schließlich wird die ohnehin vorhandene Freilaufdiode des ausge schalteten Frequenzumrichters zur Bildung eines Spannungsabfalles und damit zur Bestimmung der Auslaufdrehzahl herangezogen. Ne ben dem geringen Bauaufwand bietet die erfindungsgemäße Lösung auch den Vorteil, daß sie schneller ist als die vergleichbaren gat tungsgemäßen Verfahren, da auf ein langwieriges Durchfahren des gesamten Frequenzbandes verzichtet werden kann.The solution according to the invention has the advantage that only one Time control of the frequency converter to determine the Outlet speed is required, but no be limited what is comparatively more complex. Because of the short-term Low frequency excitation can also occur at full power of the frequency converter regardless of the deceleration speed negative repercussions on the same reliably excluded because the voltages and currents in this area are always low regardless of whether the motor is now at a stopping speed running, the rotation below or above the frequency corresponding to this frequency number lies. Otherwise, immediately after excitement of Fre quenzververter switched off, so that already a negative repercussions can no longer occur. Finally, the already existing freewheeling diode is removed switched frequency converter to form a voltage drop and thus used to determine the outlet speed. No The solution according to the invention offers the low construction costs also the advantage that it is faster than the comparable gat In accordance with the method, since a lengthy drive through the entire frequency band can be dispensed with.

Es ist für jede Motor-Frequenzumrichterkombination bestimmbar, welche dynamischen Rückwirkungen bei welcher Drehzahl und bei welcher Einschaltfrequenz f₀ zu erwarten sind, dies wird beispielhaft weiter unten noch im einzelnen dargelegt. Es kann also bei der Ansteuerung des Frequenzumrichters dieser hinsichtlich seiner dyna mischen Rückwirkungen gefährliche Frequenzbereich durch besondere steuerungstechnische Vorkehrungen umgangen oder so durchfahren werden, daß die dabei entstehenden dynamischen Rückwirkungen des Motors deutlich vermindert sind. Besonders hohe Belastungen treten regelmäßig dann auf, wenn der Frequenzumrichter den Motor mit einer Frequenz f₀ ansteuert, die sich im Bereich des 0,6- bis 0,9 fachen der Frequenz f_n befindet, die der momentanen Auslaufdrehzahl n des Motors entspricht. For each motor-frequency converter combination, it is possible to determine which dynamic repercussions are to be expected at which speed and at which switch-on frequency f _0, as will be explained in more detail below, for example. So it can be bypassed in driving the frequency converter of this dangerous dynamic range in terms of its dynamic repercussions by special control measures or be passed so that the resulting dynamic repercussions of the motor are significantly reduced. Particularly high loads occur regularly when the frequency converter controls the motor with a frequency f ₀ that is in the range of 0.6 to 0.9 times the frequency f _n , which corresponds to the current stopping speed n of the motor.

Um dynamische Rückwirkungen in diesem Bereich zu vermeiden oder zumindest zu begrenzen sieht die Erfindung zwei Lösungen vor, zum einen, dieses für den Frequenzumrichter gefährliche Frequenzband beim Anfahren des Motors zu überspringen und zum anderen den Bereich dieses Frequenzbandes mit deutlich verminderter Spannung zu durchfahren, wodurch die induktive Wirkung vermindert und somit die dynamischen Rückwirkungen des Motors auf den Frequenzumrich ter stark vermindert werden.To avoid dynamic repercussions in this area or at least to limit the invention provides two solutions to one, this dangerous frequency band for the frequency converter to skip when starting the engine and the other Range of this frequency band with significantly reduced voltage to drive through, which reduces the inductive effect and thus the dynamic effects of the motor on the frequency converter ter be greatly reduced.

Um den für den Frequenzumrichter gefährlichen Frequenzbereich zu überspringen sieht die Erfindung vor, den Motor beim Einschalten mit einer Einschaltfrequenz f₀ anzusteuern, die kurz über oder kurz unter einer der Auslaufdrehzahl n entsprechenden Auslauffrequenz f_n liegt. Nach unten wird dieser Bereich durch die noch zulässigen dynamischen Rückwirkungen auf den Frequenzumrichter begrenzt, nach oben hin durch eine mögliche Überlastung des Motors und des Frequenzumrichters. Dieser Bereich, in dem die Frequenz f₀ liegen kann, kann bei entsprechender Dimensionierung des Frequenzumrich ters und/oder des Motors zu einer oder beiden Bereichsgrenzen verschoben werden. In der Praxis wird die Frequenz f₀ etwa dem 0,9- bis 1,2fachen der Auslauffrequenz f_n entsprechen, andernfalls werden besondere bauliche Vorkehrungen, sei es in der Dimensio nierung des Frequenzumrichters und/oder des Motors vorzunehmen sein.In order to skip the frequency range which is dangerous for the frequency converter, the invention provides for the motor to be controlled when switched on with a switch-on frequency f ₀ which is just above or briefly below an output frequency f _n corresponding to the output speed _n . This range is limited downwards by the still permissible dynamic reactions on the frequency converter, and upwards by a possible overload of the motor and the frequency converter. This range, in which the frequency f _{0 can} lie, can be shifted to one or both range limits if the frequency converter and / or the motor are dimensioned accordingly. In practice, the frequency f _{0 will} correspond approximately to 0.9 to 1.2 times the run-out frequency f _n , otherwise special structural measures will have to be taken, be it in the dimensioning of the frequency converter and / or the motor.

Um bei der alternativen Lösung beim Durchfahren dieses für den Frequenzumrichter gefährlichen Frequenzbandes die dynamischen Rückwirkungen des Motors auf den Frequenzumrichter so weit zu begrenzen, daß eine Überlastung desselben ausgeschlossen ist, wird dieser Bereich mit deutlich verminderter Spannung durchfahren. Die Wahl dieser verminderten Spannung hängt natürlich in ganz entschei dendem Maße von der Belastbarkeit des Frequenzumrichters ab. Diese Werte können jedoch ohne weiteres empirisch ermittelt werden. In order for the alternative solution when driving through this for the Frequency converter dangerous frequency band the dynamic Effects of the motor on the frequency converter so far limit that an overload of the same is excluded drive through this area with significantly reduced tension. The The choice of this reduced voltage is of course entirely a matter of decision depending on the load capacity of the frequency converter. However, these values can easily be determined empirically.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand zeichnerischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigtThe invention is based on drawings explained in more detail. It shows

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer nach dem erfindungs gemäßen Verfahren arbeitenden Regelung, Fig. 1 is a block diagram of an operating according to the Inventive process according to scheme

Fig. 2 in vereinfachter Darstellung den Aufbau des Lei stungsteiles des Frequenzumrichters in Einbindung in diese Regelung, Fig. 2 shows a simplified representation of the structure of the frequency converter in Lei stungsteiles involvement in this scheme,

Fig. 3a das Ersatzschaltbild einer Motorphase, Fig. 3a shows the equivalent circuit of a motor phase,

Fig. 3b das Ersatzschaltbild der Motorwicklungen in Sternschaltung und Fig. 3b the equivalent circuit of the motor windings in star connection and

Fig. 4 den Stromverlauf zwischen Motor und Frequen zumrichter bei einer Ansteuerung im Frequenzbe reich zwischen Null und einer der Auslaufdreh zahl entsprechenden Frequenz. Fig. 4 shows the current curve between the motor and frequency converter at a control in the frequency range between zero and a frequency corresponding to the Auslaufreh.

In Fig. 1 ist mit M ein Asynchronmotor bezeichnet. Dieser wird von einem Frequenzumrichter FU angesteuert. Dem Motor M aufge schaltet ist ein Drehzahlmesser D, dessen Ausgangssignal einem Regler R zugeführt ist, welcher dem Frequenzumrichter FU vorge schaltet ist und diesen ansteuert. Dem Regler R wird über den Ein gang B die Solldrehzahl des Motors und damit die zu erzeugende Frequenz vorgegeben.In Fig. 1, M denotes an asynchronous motor. This is controlled by a frequency converter FU. The motor M is switched on a tachometer D, the output signal of which is fed to a controller R, which is connected to the frequency converter FU and controls it. The controller R is specified via input B, the target speed of the motor and thus the frequency to be generated.

Zum Anfahren des Motors M wird am Eingang E des Reglers R ein entsprechendes Drehzahlsignal gegeben. Bevor der Regler R den Frequenzumrichter FU entsprechend ansteuert, ermittelt er über den Drehzahlmesser D zunächst die momentane Drehzahl, also die Aus laufdrehzahl n des Motors M. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Frequenzumrichter FU zum Erregen kurzzeitig eingeschaltet, so daß vom Motor M, sofern dieser noch läuft, ein Signal induziert wird, anhand dessen der Drehzahlmesser D die Auslaufdrehzahl bestimmt. Innerhalb des Reglers R wird dann der Frequenzumrichter FU in der einleitend beschriebenen Weise in Abhängigkeit der Aus laufdrehzahl n angesteuert.To start motor M, input R of controller R is turned on corresponding speed signal given. Before the controller R the Frequency converter FU is controlled accordingly, it is determined via the Tachometer D first the current speed, so the off running speed n of the motor M. In this embodiment the frequency converter FU briefly switched on for excitation, see above that from the motor M, if it is still running, induces a signal , based on which the tachometer D is the stopping speed certainly. The frequency converter is then inside the controller R. FU in the manner described in the introduction depending on the off running speed n controlled.

In Fig. 2 ist der Frequenzumrichter FU im einzelnen dargestellt, er besteht im wesentlichen aus einem mit dem Versorgungsnetz ver bundenen Gleichrichterkreis 1, einem Zwischenkreis 2 und einem Leistungskreis 3. Die Drehzahl des Motors M wird mittels des Fre quenzumrichters FU, und zwar mittels des Leistungskreises 3 bei abgeschaltetem Frequenzumrichter ermittelt. Zuvor wird der Fre quenzumrichter FU kurzzeitig mit verminderter Frequenz und/oder Spannung angesteuert, damit vom Motor M ein Signal induziert wird. Dieses Signal gelangt in den Frequenzumrichter und wird über Frei laufdioden abgeführt. Die Drehzahlmessung erfolgt durch Messung des an mindestens einer Freilaufdiode 4 entstehenden Spannungs abfalls auf Grund des vom Motor induzierten Signals. Anhand dieses Spannungsabfalls wird im Drehzahlmesser D ein der Auslaufdrehzahl des Motors M entsprechendes Signal an den Regler R geleitet, der wiederum über den Zwischenkreis 2 den Frequenzumrichter steuert.In FIG. 2, the frequency FU is shown in detail, it consists essentially of a ver to the supply network-bound rectifier circuit 1, an intermediate circuit 2 and an output circuit 3. The speed of the motor M is determined by means of the frequency converter FU, specifically by means of the power circuit 3 when the frequency converter is switched off. Before that, the frequency converter FU is briefly controlled with a reduced frequency and / or voltage so that a signal is induced by the motor M. This signal arrives in the frequency converter and is dissipated via free-wheeling diodes. The speed measurement is carried out by measuring the voltage drop occurring at at least one free-wheeling diode 4 on the basis of the signal induced by the motor. On the basis of this voltage drop, a signal corresponding to the stopping speed of the motor M is passed in the tachometer D to the controller R, which in turn controls the frequency converter via the intermediate circuit 2 .

Die Steuerung des Frequenzumrichters erfolgt, wie eingangs beschrie ben, entweder so, daß der für den Frequenzumrichter FU kritische Frequenzbereich mit verminderter Spannung durchfahren wird oder aber übersprungen wird.The frequency converter is controlled as described at the beginning ben, either so that the critical for the frequency converter FU Frequency range is passed with reduced voltage or but is skipped.

Anhand von Fig. 4 ist dieser Frequenzbereich dargestellt. In der Figur ist mit I der betragsmäßige Stromverlauf des Motors angege ben, der sich bei noch mit Auslaufdrehzahl n laufendem Motor ein stellt, wenn dieser mit einer Frequenz f, die zwischen Null und einer der Auslaufdrehzahl entsprechenden Frequenz f_n liegt, angegeben. Dieser Strom I ist eine vektorielle Größe, sie setzt sich aus einem Realteil I₁ _α und einem Imaginärteil I₁ _β zusammen. Für die Belastung des Frequenzumrichters FU ist ausschließlich die Betrachtung des Realteiles des Stromes ausschlaggebend. In dem kreuzschraffierten Bereich 5 in Fig. 4 nimmt der Motor, wie sich aus dem positiven Stromverlauf ergibt, ausschließlich Strom vom Frequenzumrichter auf. Ab einer kritischen Frequenz f_k jedoch durchläuft der Strom I₁ _α die Nullinie, d. h., er ändert seine Richtung. Diese kritische Fre quenz f_k je nach Motor liegt in der Regel bei dem etwa 0,6fachen von f_n. Von da ab bis zum Erreichen einer der Auslaufdrehzahl n entsprechenden Frequenz f_n wirkt der Motor M als Generator und speist in den Frequenzumrichter FU ein. Dieses Gebiet ist in Fig. 4 mit 6 bezeichnet und einfach schraffiert. Wie sich anhand dieser Figur ergibt, liegt die Belastungsspitze im Bereich zwischen dem 0,6- und dem 0,9fachen vom f_n. Daraus ergibt sich, daß man dann, wenn man die Einschaltfrequenz f₀ des Frequenzumrichters beispielsweise auf 0,9 f_n einstellt, die dynamischen Rückwirkungen des Motors auf den Frequenzumrichter nur noch vergleichsweise gering sind. Ent sprechend ist dieses Frequenzband auch mit verminderter Spannung zu durchfahren, wobei die Verminderung der Spannung entsprechend der Höhe der zu erwartenden Belastung erfolgen kann, also nicht konstant sein sollte.This frequency range is shown with reference to FIG. 4. In the figure, I indicates the amount of current flow of the motor, which is set when the motor is still running at a running speed n, if it has a frequency f which is between zero and a frequency f _n corresponding to the running speed. This current I is a vectorial quantity, it is composed of a real part I ₁ _α and an imaginary part I ₁ _β . Only the consideration of the real part of the current is decisive for the load of the frequency converter FU. In the cross-hatched area 5 in FIG. 4, the motor only absorbs current from the frequency converter, as can be seen from the positive current profile. From a critical frequency f _k, however, the current I ₁ _α crosses the zero line, ie it changes its direction. This critical frequency f _k, depending on the motor, is usually about 0.6 times f _n . From that time until a discharge of the speed n corresponding frequency f _n M, the motor acts as a generator and feeds into the frequency FU. This area is designated by 6 in FIG. 4 and is simply hatched. As can be seen from this figure, the peak load is in the range between 0.6 and 0.9 times f _n . This means that if you set the switch-on frequency f _{0 of} the frequency converter to 0.9 f _n , for example, the dynamic effects of the motor on the frequency converter are only comparatively low. Accordingly, this frequency band is also to be traversed with a reduced voltage, the voltage being reduced according to the level of the expected load, that is, should not be constant.

Im folgenden sind die mathematischen Zusammenhänge der vorer wähnten Parameter zusammengefaßt. Anhand dieser mathematischen Zusammenhänge können die dynamischen Rückwirkungen des Motors auf den Frequenzumrichter in Abhängigkeit der vom Frequenzumrich ter an den Motor abgegebenen Frequenz f bekanntermaßen ermittelt und in die Praxis umgesetzt werden. The following are the mathematical relationships of the previous ones mentioned parameters summarized. Using this math Relationships can affect the dynamic repercussions of the engine on the frequency converter depending on the frequency converter ter frequency to the motor is known to be determined and put into practice.

Zum mathematischen Hintergrund der nachstehenden Gleichungen:The mathematical background of the following equations:

Es bedeuten
D_α, D_β - Determinante; real, imaginär
f - die vom Frequenzumrichter FU abgegebene Frequenz
f₀ - Einschaltfrequenz
f_k - kritische Einschaltfrequenz
n = f_n - Auslaufdrehzahl des Motors
U₁ - die an einer Motorphase anliegende Spannung (siehe Fig. 3b)
I₁ - der in einer Motorphase fließende Strom (siehe Fig. 3a)
K - Konstante
R_s - Statorwiderstand
R_r - Rotorwiderstand
L_s _δ - Statoreigeninduktion
L_r _w - Rotoreigeninduktion
L_m - gegenseitige Eigeninduktion
S - Schlupf. Mean it
D _α , D _β - determinant; real, imaginary
f - the frequency given by the frequency converter FU
f ₀ - switch-on frequency
f _k - critical switch-on frequency
n = f _n - stopping speed of the motor
U ₁ - the voltage applied to a motor phase (see Fig. 3b)
I ₁ - the current flowing in a motor phase (see Fig. 3a)
K - constant
R _s - stator resistance
R _r - rotor resistance
L _s _δ - stator self-induction
L _r _w - rotor induction
L _m - mutual self-induction
S - slip.

Das Ergebnis der Analyse in bezug auf die Fig. 3a und 3b ist in den nachstehenden Gleichungen angegeben und in Fig. 4 graphisch dargestellt:The result of the analysis with reference to FIGS . 3a and 3b is given in the equations below and is shown graphically in FIG. 4:

worin wherein

und der Schlupfand the slip

sind. are.

BezugszeichenlisteReference list

M - Asynchronmotor
FU - Frequenzumrichter
D - Drehzahlmesser
R - Regler
E - Eingang
1 - Gleichrichterkreis
2 - Zwischenkreis
3 - Leistungskreis
4 - Freilaufdioden
5 - kreuzschraffierter Bereich in Fig. 4
6 - schraffierter Bereich in Fig. 4.M - asynchronous motor
FU - frequency converter
D - tachometer
R regulator
E - entrance
1 - rectifier circuit
2 - DC link
3 - power circuit
4 - free-wheeling diodes
5 - cross-hatched area in FIG. 4
6 - hatched area in FIG. 4.

Claims

1.Procedure for starting a frequency converter-controlled asynchronous motor, in which the run-out speed n of the motor is first determined and then the motor is controlled as a function of the determined run-out speed n in such a way that dynamic reactions of the motor which endanger the frequency converter are avoided on the frequency converter, characterized in that the engine is briefly excited at low frequency to determine the outlet speed and that then the outlet speed is determined on the basis of the resulting electrodynamic reaction, namely on the voltage drop across a freewheeling diode of the switched-off frequency converter.

2. The method according to claim 1, characterized in that the motor is then driven with a frequency f ₀ (switch-on frequency) which is just above or briefly below a frequency f _n corresponding to the outlet speed _n (outlet frequency).

3. The method according to claim 2, characterized in that the switch-on frequency f ₀ in relation to the outlet frequency f _n is determined as follows: 0.9 f ₀ / f _n = f ₀ / n 1.2.

4. The method according to claim 1, characterized in that then the frequency at which the frequency converter drives the motor, at low voltage by the dangerous for the frequency converter Liche frequency band is ramped up to about one of the off running speed n corresponding frequency and then voltage and Frequency increased to the specified operating values become.