DE971498C

DE971498C - Electric drive of motors that are fed by a converter

Info

Publication number: DE971498C
Application number: DES41386A
Authority: DE
Inventors: Karl Baudisch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1954-10-29
Filing date: 1954-10-29
Publication date: 1959-02-05

Description

Elektrischer Antrieb von Motoren, die von einem Umformer gespeist werden Für Antriebe, bei denen ein großer Drehzahlbereich gefordert wird, werden Gleichstrommotoren bevorzugt. Steht für die Speisung der Motoren aber nur ein Drehstromnetz zur Verfügung, so müssen besondere Umformer vorgesehen werden. Hierfür wurden meist Umformeraggregate verwendet, die aus einem mit einem Drehstrommotor gekuppelten Gleichstromgenerator bestehen. Wird bei einer solchen Anlage eine elektrische Bremsung der Gleichstrommotoren gewünscht, so kann der Gleichstromgenerator so ausgeführt werden, daß er auch als Motor betrieben werden kann. Bei Bremsbetrieb dreht sich dann die Leistung des Umformeraggregats um, der Gleichstromgenerator treibt den Antriebsmotor an, der dann Leistung generatorisch an das Netz zurückliefert.Electric drive of motors fed by a converter For drives that require a large speed range DC motors preferred. Only a three-phase network is used to supply the motors are available, special converters must be provided. For this were mostly Converter aggregates used, which consist of a coupled with a three-phase motor DC generator exist. If such a system is an electrical braking If DC motors are desired, the DC generator can be designed in this way that it can also be operated as a motor. Rotates when braking then the power of the converter aggregate, the direct current generator drives the Drive motor, which then supplies power back to the network as a generator.

Es sind nun auch bereits Anordnungen bekannt, bei denen das Umfornieraggregat aus einem Antriebsmotor und einem oder mehreren mit diesem gekuppelten Wechselstromgeneratoren besteht, deren Ausgangsleistung über Gleichrichter in die Gleichstromleistung umgeformt wird, mit denen die Motoren gespeist werden. Solche Generatoren sind bekannt unter dem Namen Stromrichtergeneratoren. Sie gewährleisten außer der Möglichkeit, solche Generatoren für beliebige Leistungen und Drehzahlen zu bauen, einen wesentlich sichereren Betrieb durch Wegfall der Kommutatoren. Die Möglichkeit einer elektrischen Bremsung kann hierbei dadurch erzielt werden, daß der Stromrichter für Rückarbeit eingerichtet ist. Bei Stromrichtern mit Entladungsstrecken erfolgt das entweder dadurch, daß der Stromrichter im Gleichstromkreis umschaltbar gemacht wird oder daß von vornherein zwei Stromrichter vorgesehen werden, von denen ständig einer als Gleichrichter. der andere als Wechselrichter ausgesteuert wird. Bei Kontaktstromrichtern wird beim Übergang zum Bremsen ein Wechsel in der Kontaktsteuerung vorgenommen oder ein Kontaktdoppelumformer vorgesehen, bei dem zwei Kontaktgruppen vorhanden sind, von denen stets eine für Gleichrichter-, die andere für Wechselrichterbetrieb ausgesteuert wird.Arrangements are now also known in which the reforming unit from a drive motor and one or more alternators coupled to it whose output power is converted into direct current power via rectifiers with which the motors are fed. Such generators are known under the name of power converter generators. They also guarantee the possibility of such Building generators for any power and speed is much safer Operation by eliminating the commutators. The possibility of electric braking can be achieved in that the converter is set up for reverse work is. In the case of converters with discharge paths, this is done either by the converter in the direct current circuit is made switchable or that from the start two power converters are provided, one of which is always used as a rectifier. the other than an inverter is controlled. With contact converters a change is made in the contact control during the transition to braking or a double contact converter is provided with two contact groups, of which one is always controlled for rectifier operation, the other for inverter operation will.

Gegenüber Stromrichtern mit Entladungsstrecken oder Kontaktstromrichtern zeichnen sich nun die in letzter Zeit zu hoher Vervollkommnung gebrachten Gleichrichterventile in Form von Halbleiteranordnungen, wie z. B. Selengleichrichter oder Germanium- bzw. Silicium-Gleichrichter, durch besseren Wirkungsgrad und geringen Platzbedarf aus. Bei solchen Gleichrichterventilen ist aber eine Umsteuerung für Rückarbeit wie bei den bekannten Anordnungen nicht möglich.Compared to converters with discharge paths or contact converters the rectifier valves that have been brought to great perfection recently stand out in the form of semiconductor devices, such as. B. selenium rectifier or germanium or silicon rectifier, due to better efficiency and low space requirements the end. With such rectifier valves, however, there is a reversal for reverse work as with the known arrangements not possible.

Gemäß der Erfindung gelingt es nun, auch bei elektrischen Antrieben, bei welchen ein Gleichstrommotor oder mehrere Gleichstrommotoren über einen Stromrichtergenerator mit ruhenden, nicht in umkehrbarer Stromrichtung schaltbaren Ventilen, vorzugsweise aus-Halbleiteranordnungen, für die Umformung des' Wechselstromes in Gleichstrom gespeist werden, die Möglichkeit einer elektrischen Bremsung vorzusehen. Die Erfindung besteht darin, daß die Anordnung mit einer zusätzlichen Gleichstromhilfsmaschine ausgerüstet wird, die für die Bremsung des oder der Motoren von diesen als Antriebsmotor des Umformers gespeist wird, so daß der eigentliche Antriebsmotor des Umformers als Generator auf das ihn sonst als Motor speisende Netz zurückarbeitet.According to the invention, it is now possible, even with electrical drives, in which a DC motor or several DC motors via a converter generator with dormant valves, which cannot be switched in reversible flow direction, preferably made of semiconductor arrangements, for the conversion of the 'alternating current into direct current are fed to provide the possibility of electrical braking. The invention is that the arrangement with an additional DC auxiliary machine is equipped for braking the motor or motors of these as a drive motor of the converter is fed, so that the actual drive motor of the converter works back as a generator to the network that otherwise feeds it as a motor.

Dabei ist zu beachten, daß in der Regel die Bremsleistung nur einen Bruchteil der generatorischen Normalleistung beträgt und daß außerdem die Bremszeit im Vergleich zur Normalbetriebszeit der Anordnung außerordentlich kurz ist. Man denke z. B. an Fahrzeuge für Fernbahnen, bei denen die Bremszeit nur wenige Prozent der eigentlichen Betriebszeit des Fahrzeuges ausmacht, oder an den Antrieb von Kalandern, bei denen aus Sicherheitsgründen für die Bedienenden eine schnelle und wirksame Bremsung vorzusehen ist, an gewisse Antriebe von durchlaufenden Walzenstraßen und ähnliche Anordnungen. Die Gleichstromhilfsmaschine braucht deshalb nur für einen Bruchteil der Stromrichtergeneratorleistung bemessen zu werden und kann hochüberlastbar gebaut sein, da sie ja während einer nur kurzen Betriebszeit Energie-als Motor für die Bremsung der sonst von dem Umformer gespeisten Motoren aufzunehmen hat. Es ist im Rahmen der Erfindung dann möglich, mit großen schnell laufenden Stromrichtergeneratoren Gleichstrommotoren der gleichen Drehzahl direkt zu kuppeln, da sie, für eine Teilleistung des Stromrichtergenerators bemessen, sich ebenfalls mit hoher Drehzahl bauen lassen und die Typenleistung noch weiter dadurch herabgesetzt werden kann, daß sie für lohe Belastungen nach an sich bekannten Bemessungsgrundsätzen ausgelegt sind.It should be noted that the braking power is usually only one Fraction of the normal generator power and that also the braking time is extremely short compared to the normal operating time of the arrangement. Man think z. B. on vehicles for long-distance trains where the braking time is only a few percent the actual operating time of the vehicle, or the drive of calenders, where for safety reasons for the operator a fast and effective Braking is to be provided on certain drives of continuous rolling mills and similar arrangements. The DC auxiliary machine therefore only needs for one Fraction of the power converter generator power to be measured and can be highly overloadable be built, since they act as a motor for energy during only a short period of operation has to absorb the braking of the motors otherwise fed by the converter. It is then possible within the scope of the invention with large, high-speed power converter generators Direct current motors of the same speed to couple directly, as they, for a partial power of the converter generator can also be built at high speed and the type performance can be further reduced by using it for low loads are designed according to known assessment principles.

Eine beispielsweise Ausführung für die Anwendung der Erfindung zeigt die Zeichnung.An example embodiment for the application of the invention is shown the drawing.

In dieser bezeichnet i den Antriebsmotor des Umformers, der als Synchron- oder Asynchro-nmotor gebaut sein kann, 2 dessen Stromrichtergenerator, welcher aus der Wechselstrommaschine 2" mit den Ventilen 2b besteht, und 3 die Gleichstromhilfsmaschine, die zusammen mit dem Umformer angetrieben wird. 4 bezeichnet einen Motor, der von dem Umformersystem i, 2 gespeist wird. Die Hilfsmaschine ist zwischen den Stromrichterv entilen und dem zu speisenden Motor 4. angeschlossen.In this, i denotes the drive motor of the converter, which acts as a synchronous or asynchronous motor can be built, 2 its converter generator, which from the alternator 2 "with the valves 2b, and 3 the direct current auxiliary machine, which is driven together with the converter. 4 denotes a motor that is driven by the converter system i, 2 is fed. The auxiliary machine is between the converter and connected to the motor to be fed 4..

Beim Rückarbeiten des sonst normalerweise vom Umformer gespeisten Motors als Generator für die Speisung der Hilfsmaschine treibt diese nunmehr das Umformeraggregat an. Hierdurch arbeitet der Motor i als Generator auf das speisende Wechselstromnetz zurück, .während durch die Sperrwirkung der Ventile 2b der Stromrichtergenerator 2, leer umläuft. Die benutzten Ventile können elektronischen Charakters oder Halbleiteranordnungen, wie z. B. Selengleichrichter, oder vorzugsweise vom Charakter des Germaniums oder Siliciums sein.When the motor, which is otherwise normally fed by the converter, works back as a generator for supplying the auxiliary machine, it now drives the converter unit. As a result, the motor i works back as a generator on the feeding AC network, while the converter generator 2 rotates empty due to the blocking effect of the valves 2b. The valves used can be electronic or semiconductor devices, such as e.g. B. selenium rectifier, or preferably of the character of germanium or silicon.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electric drive, in which a direct current motor or several direct current motors via a converter generator with static valves, which cannot be switched in the reversible current direction, preferably made of half. conductor arrangements for converting alternating current into direct current, supplied, are marked. by an additional DC auxiliary machine, which is responsible for braking the motor or motors of these. is fed as the drive motor of the converter, so that the actual drive motor of the converter works back as a generator on the network that otherwise feeds it as a motor.

2. Electric drive according to claim i, characterized characterized in that the additional DC machine between the valves of the Power converter generator and the fed DC motors are permanently connected is. Considered publications: Deutsche Patentsohrift No. 657 211; Swiss Patent Publication No. 2i6 777 .; Book by Dr. Karl Sachs: »Electric traction vehicles«, P. Q.00.