Steuerung für einen elektromotorischen Gleichstromantrieb, der über
-einen bei Energierichtungswechsel gleichstromseitig umschaltbaren Stromrichter
mit einem Wechselstromnetz verbunden ist Wenn ein Gleichstrommotor, an dein zeitweilig
Beien Energieüberschuß auftritt, über einen Stromrichter aus einem Wechselstromnetz
gespeist werden soll, so muß man für das Rückarbeiten entweder ein besonderes Wechselrichtergefäß
vorsehen oder en Stromrichter bei einem Energied-chtungs: ,vechsel im Gleichstromnetz
umschalten. Gleichzeitig mit der Umschaltung der Stromrichberanschlüsse an den Motor
ist aber auch .ein Wechsel in der Steuerung erforderlich, da der Wechselrichterbetrieb
eine andere Phasenlage der Zündzeitpunkte in bezug auf die Anodenspannungen erfordert
als der Gleichrichterbetrieb.Control for an electromotive direct current drive, which via
-a converter that can be switched on the DC side when the direction of energy changes
Connected to an alternating current network If a direct current motor, connected to your intermittent
If there is an excess of energy, via a converter from an alternating current network
is to be fed, you either have to use a special inverter vessel for the reverse work
or provide a converter in the case of an energy protection:, alternation in the direct current network
switch. Simultaneously with the switchover of the converter connections to the motor
However, a change in the control system is also necessary, since the inverter operation
requires a different phase position of the ignition times with respect to the anode voltages
than the rectifier operation.
Während bei Gleichrichterbetrieb die Aussteuerung von Null bis zu
dem Zustand unbeeinflußter Anodenspannungen verändert werden kann, liegen. beim
Wechselrichterbetrieb mit Rücksicht auf die erforderliche Entionisierungszeit in
dieser Hinsicht gewisse Beschränkungen vor. Man darf den Wechselrichter nicht voll
aussteuern, da sonst wegen der endlichen Entionisierungsgeschwindigkeit der Lichtbogen
keine Möglichkeit mehr findet, auf die nächstfolgende Anode überzugehen und somit
eine sog. Durchzündung erfolgt. Es muß also der Zündzeitpunkt immer um einen gewissen
Winkel vor dem Zeitpunkt der theoretisch höchsten Aussteuerung liegen. Hieraus :ergeben
sich aber wiederum Schwierigkeiten beim Übergang vom Gleichrichter- zum Wechselrichterbe:-trieb,
die bereits bei ,einer bekannten Anordnung Veranlassung gegeben haben, die Spannungsstromkennlinie
der Gleichstrommaschineim Bremsbetrieb mittels Feldschwächung zu .erniedrigen. Die
bekannte Anordnung geht davon aus, daß beim Übergang von Gleichrichter- auf Wechselrichterbetrieb
die Aussteuerung des Stromrichters aus den obenerwähnten Gründen herabgesetzt werden
muß, so daß sich für letzteren im Wechselrichterbereich eine tiefer liegende Kennlinie
ergibt als im Gleichrichterbereich. Dann würde aber der Schnittpunkt der Stromrichterketuilinie
im Wechselrichterbetrieb mit der Kennlinie der Maschine erst bei sehr großen Strömen
liegen, was einen unerwünscht harten Einsatz der Bremsung bedingen würde. Durch
die belastimgsabhängi ge Feldschwächung der Maschine wird dieser Schnittpunkt
bei
der bekannten Anordnung auf niedrigere Stromtverte verlegt, so daß eiai weiche-rer
Einsatz der Bremsung erreicht wird.While in rectifier operation the modulation can be changed from zero to the state of unaffected anode voltages. There are certain restrictions in this regard when operating the inverter, taking into account the required deionization time. The inverter must not be fully controlled, as otherwise the arc will no longer be able to pass to the next following anode due to the finite speed of deionization, and so a so-called ignition will occur. The ignition point must therefore always be a certain angle before the point in time of the theoretically highest modulation. From this, however, difficulties arise in the transition from rectifier to inverter drive, which in a known arrangement have already given rise to lowering the voltage current characteristic of the DC machine during braking operation by means of field weakening. The known arrangement assumes that when switching from rectifier to inverter operation, the modulation of the converter must be reduced for the reasons mentioned above, so that there is a lower characteristic curve for the latter in the inverter area than in the rectifier area. Then, however, the intersection of the converter chain line in inverter operation with the characteristic curve of the machine would only be at very high currents, which would result in an undesirably hard use of the braking. By belastimgsabhängi ge field weakening of the machine of this intersection point is moved in the known arrangement to lower Stromtverte so that eiai softer rer use of the brake is achieved.
Die vorliegende Lrizndung baut sich nun auf der Errienntnis auf, dai5
eine Herabs-,tzung der Auas:euerung beim Übergang von Gleichrichter- auf We,#hselrichterbecrieb
nur im p,ereich hö..ierer Aussteuerungsgrade @erforderlich ist, tvährend man bei
geringeren Auss.euerungsgraden ohne inderung des gerade eingestel.ten Aussteuerungsgrades
von der einen Betriebsart auf die andere übergehen kann. Bei niedrigeren Aussteuerungsgrad-en
ist man nämlich ohnehin weit genug von der Tri.tgrenze des Wechselrichters entfernt,
d. h. von derjenigen Lage des Zündzeitpunktes, bei cler-die Gefahr einer Durchzündung
auftritt. Eine Beibehaltung des Aus,-steuerungsgrades beim Energierichtungswechsel
ist aber wünschenswert, da jede nicht unbedingt erforderliche Herabsetzung der Auss:euerung
eine schlechtere Ausnutzung des Entladungsgefäßes bedeutet. Beim Durchgang durch
die Leerlauf achse wird dann zwar ein kleiner Sprung in der Gesamtkennlinie auftreten,
der jedoch nur dem doppelten Spannungsabfall in dem Entladungsgefäß entspricht und
bei höheren Betriebsspannungen praktisch bedeutungslos ist.The present explanation is now based on the finding that 5
a downsizing of the rate at the transition from rectifier to rectifier operation
only in the p, area, higher levels of control @ is required, while one is at
lower level of control without changing the level of control just set
can switch from one operating mode to the other. At lower modulation levels
if you are far enough away from the inverter's triangle anyway,
d. H. from that position of the ignition point at which there is a risk of ignition
occurs. Maintaining the degree of off control when changing the energy direction
however, it is desirable, since any reduction in output that is not absolutely necessary
means a poorer utilization of the discharge vessel. When passing through
the idle axis will then have a small jump in the overall characteristic,
which, however, only corresponds to twice the voltage drop in the discharge vessel and
is practically meaningless at higher operating voltages.
Gemäß der wird vorgeschlagen. das Maß, um das die Spannungsstromkennlinie
der Gleichstrommaschine beim überlang zuin Bremsbetrieb nach .abwärts verschoben
wird, um so kleiner zu halten, je kleiner der Aussteuerungsgrad des Stromrichters
im Augenblick des Energierichtungswechsels ist, bei dem der Übergang von Motor-
auf Generatorbetrieb .erfolgt. Eine Herabsetzung erfolgt also in dem durch den jeweiligen
Auss:euerungsgrad gegebenen, unbedingt erforderlichen AlaLe und kann, schließlich
ganz fortfallen, sobald man sich im Bereich geringerer Aussteuerungsgrade befindet.
Dadurch wird es möglich, die ursprüngliche Kennlinie der Maschine ihrer Form nach
beizubehalten, was wiederum für die Ausmit-Lun g der Anlage von großem Vorteil ist.
Fällt nämlich, wie bei der bekannten Anordnung, die Maschirenkennlinie im Generatorbereich
mit wachsendem Strom stark ab, so wird dadurch die Bremsleistung bei gegebenem Bremsstrom
wegen der verminderten Spannung h erabge--e.zt, d. 1a. ci.n bestimmtes Bremsnioment
- e rtordert einen höheren Strom, als es bei unbeeinflußter Kennlinienform der Fall
wäre. Die erfindungsgemäße Anordnung bietet außerdem den Vorteil, daß man die Bremsung
noch weicher, d.la. mit noch geringeren Strömen einsetzen lassen tann, als das bei
der bekannten Anordnung möglich ist. Der Bremsvorgang spielt sich dabei so ab. daß
zunächst der Schnittpunkt der Maschinenkennlinie im Motorbereich mit der Gleichrichterkennlinie
bis an die Leerlaufachse heranrückt, worauf dann nach Umschaltung des S.romrichters
auf Wechselrichterbetrieb durch ein gering:ügiges Herabregeln der Aussteuerung der
Bremss:rom von Null an beginnend einse:zt und durch weiseres Herabs;:tzen &r
Auss:euerung allmählich erhöht 1@-erden kann. Durch die aussteuerungsgradabhängige
Verschiebung der M.aschinenkennlinic wird erreicht, daß sich dieser Regelvorgang
bei allen Aussteu:erungsgraden, bei denen die Umschaltung gerade .erfolgt, in annähernd
der gleichen Weise abspielt.According to which is suggested. the amount by which the voltage current characteristic
of the DC machine when it is too long to be in braking mode, shifted downwards
the smaller the modulation level of the converter, the smaller it is to keep
is at the moment of the change in energy direction, at which the transition from motor
on generator operation. A reduction is therefore made in that by the respective
Ex: given degree of control, absolutely necessary AlaLe and can, finally
completely omitted as soon as one is in the range of lower modulation levels.
This makes it possible to reproduce the shape of the original characteristic curve of the machine
to be maintained, which in turn is of great advantage for the Ausmit-Lun g of the system.
If, as in the known arrangement, the machine characteristic falls in the generator area
as the current increases, the braking power for a given braking current is thereby reduced
due to the reduced tension h erred - e.zt, d. 1a. ci.n specific braking torque
- It orders a higher current than is the case with an unaffected characteristic curve shape
were. The arrangement according to the invention also offers the advantage that the braking
even softer, d.la. can start with even lower currents than that at
the known arrangement is possible. The braking process takes place like this. that
first of all, the intersection of the machine characteristic in the motor area with the rectifier characteristic
moves up to the idle axis, whereupon after switching over the converter
on inverter operation by a low: common downward regulation of the modulation of the
Bremss: rom starting from zero one: zt and by wiser down;: tzen & r
Exhaustion gradually increased 1 @ -earth can. Due to the level-dependent
Shifting the machine characteristic is achieved that this control process
at all modulation levels at which the switchover is currently taking place, in approximately
plays the same way.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung .ein elektromotorischer
Antrieb mit einem über einen Stromrichter gespeisten Gleichstrommotor i dargestellt.
bei dem im Steuerkreis des Stromrichter in an sich bekannter Weise zwei getrennte
Regler 6 und 7 vorgesehen sind. Der eine Regler 6 ist für Wechselrichterbetrieb,
drr andere, ;, für Gleichrichterbetrieb bestimmt. F?eide werden stets gleichzeitig
betätigt, j@-doch it je nach der gerade vorhandenen -Detriebsart jeweils nur der
eine oder der atndere eingeschaltet, d. h. für den Stromrichter wirksam. Unter Umständen
kann es sogar zT.:eckmäßig sein, für die beiden verschiedenr:i Petriebsarten zwei
vollständig getrennte Steuerapparaturen vorzusehen, von denen dann die eine oder
die andere an die Steuergitter ang:esciiaItet wird.In the drawing is .ein electromotive as an embodiment of the invention
Drive with a DC motor i fed by a converter is shown.
in the case of the two separate ones in the control circuit of the converter in a manner known per se
Regulator 6 and 7 are provided. One controller 6 is for inverter operation,
drr others,;, intended for rectifier operation. Both are always simultaneous
actuated, j @ -but depending on the current operating mode only the
one or the other switched on, d. H. effective for the converter. In certain circumstances
it can even be partially: square, different for the two: i modes of operation two
to provide completely separate control apparatus, of which one or
the other is connected to the control grid.
Wenn bei der in der Zeichnundargestellten Anlage ein Wechsel in der
Energierichtung auftritt, so wird selbsttätig der im Gleichstromkreis des Stromrichters
liegende Umschalter 3 sowie das Relais 5 tungeSchaltet. Bei Wechselrichterbetrieb
ist das Relais angezogen und verbindet über seine Kontaktcto den für Wechselrichterbetrieb
bestimmten Regler 6 mit der Steuerungsapparatur . des Stromrichters. Im abgefallenen
Zus:and schließt es seine Kontakte i i -und bringt dementsprechend deal für Gleiclirichterbetrieb
bestimmten Regler 7 zur Wirkung. Die Regelung des Motors :erfolgt im vorliegenden
Fall so, daß bei vollem Erregerfeld die Ankerspannung durch Erhöhung der Aussteuerung
des Stromrichters erhöht wird und d:aß dann bei Erreichung der höchsten Aussteuerung
die weitere Regelung durch Feldschwächung erfolgt. Zur Feldschwächung dient dabei
der in dem Erregerstromkreis des Motors liegende, mit den beiden Reglern e@ und
7 gekuppelte RegelivitierstandB. U m raun beim Übergang vom Gleichrichterbetrieb
auf Wechselrichterbetrieb die Feldschwächung des Motors durchführen zu können, ist
das Relais 5 noch mit einem weiteren
Kontaktpaar 12 versehen, das
iin abgefallenen Zustande, d. h. älso in der Gleichrichterstellung, geschlossen
und in der Wechselrichterstellung geöffnet ist. Wenn das Kontaktpaar 12 geschlossen
ist, so schließt .es den ebenfalls als Regelwiderstand ausgcbildeten, in Reihe mit
dem Feldregelwiderstand 8 geschalteten Zustazwiderstand 9 kurz, so daß dieser also
nur bei Wechselrichterbetrieb in den Erregerstromkreis des Motors eingeschaltet
ist. Man erkennt, daß der Zusatzwiderstand 9 erst bei höheren Aussteuerungsgraden,
aber _ bereits vor Exreichm des höchsten Aussteuerungsgrades .zur Wirkung kommt.
Von der Feldschwächungwird also ,erst dann Gebrauch gemacht, wenn die beim Umschalten
von einer Betriebsart auf die andere auftretenden Spannungsdifferenzen eine. unzulässige
Größe annehmen. In dem oberen Ausstenerungsb.ereich -wird dann die Feldschwächung
mit zunehmender Aussteuerung erhöht.If there is a change in the system shown in the drawing
Direction of energy occurs, it automatically becomes that in the DC circuit of the converter
Lying switch 3 as well as the relay 5 switches. With inverter operation
the relay is picked up and connects via its contact to the inverter operation
certain controller 6 with the control apparatus. of the converter. In the fallen
Zus: and it closes its contacts i i -and accordingly brings deal for equalization operation
certain controller 7 to the effect. The regulation of the motor: takes place in the present
Case so that when the excitation field is full, the armature voltage is increased by increasing the modulation
of the converter is increased and then d: ate when the highest modulation is reached
the further regulation takes place through field weakening. It is used to weaken the field
the one in the excitation circuit of the motor, with the two controllers e @ and
7 coupled control stand B. Um raun at the transition from rectifier operation
to be able to carry out the field weakening of the motor in inverter operation
relay 5 with another one
Contact pair 12 provided, the
in a fallen state, d. H. also in the rectifier position, closed
and is open in the inverter position. When the contact pair 12 is closed
is, then .es includes the one also designed as a rheostat in series
the field control resistor 8 switched addition resistor 9 short, so that this so
only switched into the excitation circuit of the motor during inverter operation
is. It can be seen that the additional resistor 9 only at higher levels of modulation,
but _ comes into effect even before the highest degree of modulation is reached.
The field weakening is therefore only used when it is switched over
voltage differences occurring from one operating mode to the other. impermissible
Take on greatness. The field weakening then occurs in the upper Ausstenerungsbereich
increases with increasing modulation.