DE714527C - Control for an electromotive direct current drive, which is connected to an alternating current network via a converter that can be switched on the direct current side when the energy direction changes - Google Patents

Control for an electromotive direct current drive, which is connected to an alternating current network via a converter that can be switched on the direct current side when the energy direction changes

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DE714527C
DE714527C DES123414D DES0123414D DE714527C DE 714527 C DE714527 C DE 714527C DE S123414 D DES123414 D DE S123414D DE S0123414 D DES0123414 D DE S0123414D DE 714527 C DE714527 C DE 714527C
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Dipl-Ing Ernst Roder
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/24Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/26Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using discharge tubes

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  • Power Engineering (AREA)
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Description

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.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: i. Steuerung für einen ielektromotorischien Gleichstromantrieb, der über einen bei Energierichtungswechsel gleichstromseitig umschaltbaren, vorzugsweise- mit zwei miteinander gekuppelten und für Gleichrichter- und Wechselrichterbetrieb bestimmten Steuereinrichtungen ausgerüsteten Stromrichter mit einem Wechselstromnetz verbunden ist, und dessen Spannungsstramkennlinie beim Übergang von Motor- auf Generatorbetrieb durch Feldsch-vächung herabgesetzt -wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß, um das die Spannungsstromkennlini@e beim übergang vom Motor- zum Generatorbetrieb nach abwärts verschoben -wird, um so geringer ist, je kleiner der Aussteuerungsgrad des Stromrichters im Augenblick des Energierichtungswechsels ist. PATENT CLAIMS: i. Control for an electric motor-driven direct current drive, which can be switched over on the DC side when the energy direction changes, preferably with two coupled together and for rectifier and inverter operation converters equipped with certain control devices with an alternating current network is connected, and its voltage current characteristic during the transition from motor to generator operation is reduced by Feldsch-vächung, characterized in that the measure that the voltage current characteristics after the transition from motor to generator operation is shifted downwards, the smaller the modulation level of the Converter at the moment of the change of energy direction. 2. Steuerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintritt der Abwärtsverschiebung der Spannungsstromkennlinie der Gleichstrommaschine auf einen Aussteuerungsbereich des Stromrichters oberhalb eines bestimmten Minimalurertes beschränkt ist. 2. Control after Claim i, characterized in that the occurrence of the downward shift of the Voltage current characteristic of the DC machine to a control range of the Converter is limited above a certain minimum value. 3. Steuerung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit den auf die Gittersteuerung einwirkenden Regel-or garen (6, 7) der bewegliche Abgriff eines bei Wechselrichterbetrieb im Erregerkreis des Motors liegenden, bei Gleichrichterbetrieb überbrückten Regelwiderstandes (9) derart gemeinsam verstellbar gekuppelt ist, .daß in dein Aussteueru;ngsb.ereich oberhalb des Minimal--v ertes ein - mit wachsendem Aüssteuerungsgrad steigender Widerstandswert abgegriffen wird.3. Control according to claims i and 2, characterized in that the grid control Acting regulators (6, 7) the movable tap of an inverter during operation The control resistor located in the excitation circuit of the motor and bridged during rectifier operation (9) is coupled so that it can be adjusted together in such a way that in your control range above the minimum - value on - with increasing degree of control increasing Resistance value is tapped.
DES123414D 1936-07-15 1936-07-15 Control for an electromotive direct current drive, which is connected to an alternating current network via a converter that can be switched on the direct current side when the energy direction changes Expired DE714527C (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1035190B (en) * 1952-11-15 1958-07-31 Bbc Brown Boveri & Cie Process for regenerative braking for vehicles fed from an alternating current contact line and operated by converters with direct current motors

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1035190B (en) * 1952-11-15 1958-07-31 Bbc Brown Boveri & Cie Process for regenerative braking for vehicles fed from an alternating current contact line and operated by converters with direct current motors

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