DE974591C - Einrichtung zur Umsteuerung der Drehrichtung eines ueber Stromrichter in Eingefaessschaltung gespeisten Gleichstrommotors - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Umsteuerung der Drehrichtung eines über Stromrichter in Eingefäßschaltung gespeisten Gleichstrommotors Im Hauptpatent 971381 wurde eine Einrichtung zur Umsteuerung der Drehrichtung eines über Stromrichter in Eingefäßschaltung gespeisten Gleichstrommotors mit selbsttätiger Ankerumschaltung unter Verwendung eines Reglers, der den durch die Ankerspannung gegebenen Istwert der Drehzahl mit einem von Hand einstellbaren Sollwert vergleicht und den Ankerstrom begrenzt, vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Regelabweichung dieses Reglers zur stetigen elektrischen Verstellung der Gittersteuerung des Stromi ichters vom Gleichrichterbetrieb in den Wechselrichterbetrieb dient, wobei die Umschaltung des Polwenders im Ankerstromkreis immer dann erfolgt, wenn die die Gittersteuerung einstellende, von der Regelabweichung abhängige Steuergröße einen Grenzwert in Richtung auf die Wechselrichteraussteuerung über- oder unterschreitet.
• Der Leistungsfaktor der Grundwellen von Strom und Spannung bei gittergesteuerten Stromrichteranlagen steht in linearer Abhängigkeit von der abgegebenen Gleichspannung. Es ist daher grundsätzlich anzustreben, derartige Anlagen voll auszusteuern, was auch im Interesse der wirtschaftlichen Auslegung des Transformators liegt. Bekanntlich ist es wegen der Kommutierung und Entionisierung nicht möglich, im Wechselrichterbetrieb die gleiche Leerlaufspannung zu erreichen wie im Gleichrichterbetrieb.
• Es besteht das Problem, den mit voller Gleichrichterspannung laufenden Motor auf die möglicherweise kleinereWechselrichterspannung abzubremsen.
• Teilweise kommt erschwerend hinzu, daß der Antrieb mit Feldänderung ausgerüstet ist und mit dem Kommando zum Umsteuern gleichzeitig das Kommando zur Feldverstärkung gegeben wird. Soll daher die Anlage auch in diesem Fall selbsttätig arbeiten, so muß die daraus resultierende Ankerüberspannung erst einen meßbaren Wert erreicht haben, ehe eine Begrenzungseinrichtung ansprechen und das gegebene Kommando zur Feldverstärkung wieder rückgängig machen kann.
• Im allgemeinen sind die ohmschen und induktiven Spannungsabfälle im Gleichstromkreis so groß, daß die Vollastspannung des Gleichrichters niedriger als die des Wechselrichters ist, da j a diese Spannungsabfälle bei Umsteuerung des Stromrichters von Gleich- in Wechselrichterbetrieb ihr Vorzeichen beibehalten, so daß bei ungestörtem Netz ein stabiler Betrieb möglich ist.
• Die Größe der zulässigen Netzspannungsabsenkung, bei welcher der Wechselrichter noch stabil arbeitet, ist von Fall zu Fall verschieden, mit Rücksicht auf einen annehmbaren Leistungsfaktor jedoch immer kleiner, als selbst von ruhigen Netzen über größere Zeiträume erwartet werden kann.
• Zur Durchführung der im folgenden vorgeschlagenen Erfindung ist es weiter erforderlich, daß die Anlage Einrichtungen zur Schnellentregung der Maschine erhält, was bei Großantrieben im allgemeinen vorausgesetzt werden kann. Es muß also ein steuerbarer Feldsteller vorgesehen sein.
• Die Erfindung sieht bei einer Einrichtung zur Umsteuerung der Drehrichtung eines über Stromrichter in Eingefäßschaltung gespeisten Gleichstrommotors mit selbsttätiger Ankerumschaltung unter Verwendung eines Reglers, der den Istwert der Drehzahl mit einem einstellbaren Sollwert vergleicht und den Ankerstrom begrenzt und dessen Regelabweichung zur stetigen elektrischen Verstellung der Gittersteuerung des Stromrichters vom Gleichrichterbetrieb in den Wechselrichterbetrieb dient, nach Patent 971381, vor, daß bei Umsteuerung des Motors auf Bremsbetrieb vor der Ankerumschaltung eine in der Einrichtung vorgesehene Ankerspannungsbegrenzung im Sinne einer Fntregung des Motors umgeschaltet wird. Selbstverständlichkannman Netzspannungsschwankungen durch Zusatzspannungsquellen oder sonstige Hilfsmaßnahmen im Hauptstromkreis stabilisieren. Das ist jedoch unwirtschaftlich, weil in diesem Falle die ganze Stabilisation für die volle Leistung ausgelegt sein muß. Der Erfindung liegt der allgemeine Gedanke zugrunde, diese Stabilisierung des Wechselrichterbetriebes - nur für diesen bedeuten ja die Netzspannungsabsenkungen eine Gefahr = in den den selbsttätigen Umkehrbetrieb durchführenden Regelkreis zu legen. Voraussetzung ist, daß die Rückarbeit des Umkehrmotors im Umkehrbetrieb nur im Stillsetzen der bewegten Massen besteht. Der Hochlauf sowie die eigentliche Arbeitsabgabe des Motors vollziehen sich dann bei optimalem Leistungsfaktor. Lediglich beim Bremsen beginnt der Leistungsfaktor mit einem bestimmten Wert kleiner als i, behält diesen bei, bis der Erregerstrom seinen vollen Wert erreicht hat, und geht dann wie gewöhnlich stetig auf Null zurück.
• Der Eingriff kann beispielsweise in der Weise erfolgen, daß der Sollwert der Ankerspannungsbegrenzungseinrichtung beim Bremsen um einen bestimmten konstanten Betrag verkleinert, oder daß der zugeführte Istwert in der Übertragungseinrichtung für den Meß-#vert der Regelgröße in einem bestimmten Verhältnis vergrößert wird.
• Noch zweckmäßiger, allerdings mit mehr Aufwand verbunden, ist es, den Sollwert, außer ihn zu verkleinern, in eine lineare Abhängigkeit von der Netzspannung zu setzen. Man kommt dann mit einer geringeren konstanten Verkleinerung aus und bekommt auch bei schweren Netzeinbrüchen zwangläufig die richtige zusätzliche Verkleinerung.
• Die Erfassung des Betriebszustandes »Bremsen« zur Auslösung des Umschaltvorganges in der Spannungsbegrenzungseinrichtung durch die Polarität des Stromrichters würde zu spät kommen, da diese sich erst nach der Umschaltung des Ankers umkehrt. Ein rechtzeitiger Eingriff in die Begrenzungseinrichtung zur Einleitung der Entregung kann jedoch erreicht werden, wenn an Stelle der äußeren Polarität des Stromrichters die Phasenlage seiner Zündimpulse bzw. eine von dieser eindeutig abhängige Größe verwendet wird, da vor Beginn der Umschaltung der gesamte Steuerbereich durchlaufen werden muß, um die Steuerung zon Gleich- auf Wechselrichterbetrieb umzustellen.
• Das Gittersteuergerät für die Vorgabe der Zündimpulse wird in der Anordnung gemäß dem Hauptpatent auf Wechselrichterbetrieb eingestellt, bevor die Ankerumschaltung erfolgt. Damit ist die richtige Reihenfolge der Schaltvorgänge gewährleistet. Die Einwirkung auf die Begrenzungseinrichtung der Ankerspannung bei dieser im Hauptpatent beschriebenen Anlage geschieht zweckmäßig dadurch, daß bei Durchgang des Vormagnetisierungsstroms des Gittersteuergerätes durch den der gezündeten Gleichspannung Null entsprechenden Wert die genannte Umschaltung eingeleitet wird. Die bis zum Schließen der Kontakte des Ankerumschalters verbleibende Zeit reicht dann aus, um mit Hilfe der Schnelledtregung die Motorspannung auf den geforderten Wert herabzusetzen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Umsteuerung der Drehrichtung eines über Stromrichter in Eingefäßschaltung gespeisten Gleichstrommotors mit selbsttätiger Ankerumschaltung unter Verwendung eines Reglers, der den Istwert der Drehzahl mit einem einstellbaren Sollwert vergleicht und den Ankerstrom begrenzt und dessen Regelabweichung zur stetigen elektrischen Verstellung der Gittersteuerung des Stromrichters vom Gleichrichterbetrieb in den Wechselrichterbetrieb dient, nach Patent 971381, dadurch gekennzeichnet, daß bei Umsteuerung des Motors auf Bremsbetrieb vor der Ankerumschaltung eine in der Einrichtung vorgesehene Ankerspannungsbegrenzung im Sinne einer Entregung des Motors umgeschaltet wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleinerung der Ankerspannung um einen konstanten Betrag und/oder einen den jeweiligen augenblicklichen Netzverhältnissen entsprechenden Betrag erfolgt.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch r und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die rechtzeitige Erfassung des generatorischen Betriebes mittels der Phasenlage der Zündimpulse des Stromrichters oder einer in Abhängigkeit von dieser stehenden Größe erfolgt.