FI66507B - DRIV- OCH REGLERINGSSYSTEM FOER GENOM EN LIKRIKTARE MATAD LIKSTROEMSMOTOR - Google Patents

DRIV- OCH REGLERINGSSYSTEM FOER GENOM EN LIKRIKTARE MATAD LIKSTROEMSMOTOR Download PDF

Info

Publication number
FI66507B
FI66507B FI763701A FI763701A FI66507B FI 66507 B FI66507 B FI 66507B FI 763701 A FI763701 A FI 763701A FI 763701 A FI763701 A FI 763701A FI 66507 B FI66507 B FI 66507B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
motor
control
current
circuit
counter
Prior art date
Application number
FI763701A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI66507C (en
FI763701A (en
Inventor
Ronald Clare Trussler
Original Assignee
Gen Electric Canada
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gen Electric Canada filed Critical Gen Electric Canada
Publication of FI763701A publication Critical patent/FI763701A/fi
Publication of FI66507B publication Critical patent/FI66507B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI66507C publication Critical patent/FI66507C/en

Links

Classifications

    • 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
    • H02P7/34Arrangements 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 Ward-Leonard arrangements
    • H02P7/347Arrangements 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 Ward-Leonard arrangements in which only the generator field is controlled
    • 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
    • H02P7/03Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for controlling the direction of rotation of DC motors
    • H02P7/05Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for controlling the direction of rotation of DC motors by means of electronic switching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Stopping Of Electric Motors (AREA)

Description

ΓΒΐ kuulutusjulicaisu ζ/γαπ yggr· W ^utläggningsskiiift 0 0507 ^ (SI) KvJlu/tebCL3 H 02 P 3/12 SUOH I — FI N LAN D (M) — PifnMnrtttaIng 763701 (22) Hilamhptlvl — An»5lcnlngi»hf 27-12.76 (23) AMaplM—GlMgl»ts4ag 27-12.76 (41) Tutkit hriUMtai — Bttvtt offantftg 01.07-77 ynttl. )» rdttetarthallltMt N·*·*— K mjm*» p**-ΓΒΐ advertisements ζ / γαπ yggr · W ^ utläggningsskiiift 0 0507 ^ (SI) KvJlu / tebCL3 H 02 P 3/12 SUOH I - FI N LAN D (M) - PifnMnrtttaIng 763701 (22) Hilamhptlvl - An »5lcnlngi» 12.76 (23) AMaplM — GlMgl »ts4ag 27-12.76 (41) Examine hriUMtai - Bttvtt offantftg 01.07-77 ynttl. ) »RdttetarthallltMt N · * · * - K mjm *» p ** -

Fat«n«>· och ragtstantyralMn Amekan uthgd och utUkiifton puMcarad 29.06.84 (32)(33)(31) Pyy4«**x«owHmot Bumprtorttt 31-12.75 Kanada(CA) 242842 (71) Canadian General Electric Company Limited, 214 King St. W., Toronto,Fat «n«> · och ragtstantyralMn Amekan uthgd och utUkiifton puMcarad 29.06.84 (32) (33) (31) Pyy4 «** x« owHmot Bumprtorttt 31-12.75 Canada (CA) 242842 (71) Canadian General Electric Company Limited, 214 King St. W., Toronto,

Ontario, Kanada(CA) (72) Ronald Clare Trussler, Peterborough, Ontario, Kanada(CA) (74) Leitzinger Oy (54) Tasasuuntaajan kautta syötetyn tasavirtamoottorin käyttö- ja ohjausjärjestelmä - Oriv- och regleringssystem för genom en likriktare matad 1ikströmsmotorOntario, Canada (CA) (72) Ronald Clare Trussler, Peterborough, Ontario, Canada (CA) (74) Leitzinger Oy (54) Rectifier-fed DC motor drive and control system - Oriv- och regleringssystem för genom en likriktare matad 1ikströmsmotor

Tasavirtamoottorin käyttöjärjestelmissä, joissa tasavirtamoottoria syötetään tasavirtageneraattorilla, generaattorin ulosmenojännitteen alentaminen tarkoituksena moottorin hidastaminen pyrkii aiheuttamaan ankkurivirran suunnanmuutoksen, josta on seurauksena takaisinsyöttö generaattoriin. Sähköisissä käyttöjärjestelmissä, joissa on vaihto-virtageneraattori ja joissa käytetään tyristoriohjausta tasavirran antamiseksi moottorille, on myös mahdollista järjestää takaisinsyöttö, kun sitä halutaan moottorin jarruttamiseksi (regeneratiivinen ja*"-,, rutus). Kuitenkin sähköisissä käyttöjärjestelmissä, joissa vaihtovirta-generaattoria käytetään ohjaamattomilla tasasuuntaajilla antamaan virtaa tasavirtamoottorille, ei voi olla mitään takaisinsyöttöä generaattorille, koska virtaa ei voida kääntää takaisin tasasuuntaajien läpi. Tällaisten järjestelmien suunnittelussa on ongelmia erityisesti, kun moottoria täytyy hidastaa nopeasti tai kääntää suuntaa, kuten propulsiokäyttöjärjestelmissä.In DC motor operating systems in which a DC motor is supplied by a DC generator, lowering the output voltage of the generator in order to decelerate the motor tends to cause a change in the direction of the anchor current, which results in feedback to the generator. In electric operating systems with an alternator and using thyristor control to supply direct current to the motor, it is also possible to provide feedback when desired to brake the motor (regenerative and * "- ,, rutus). However, in electric operating systems where the alternator is operated by uncontrolled rectifiers current to the DC motor, there can be no feedback to the generator because the current cannot be reversed through the rectifiers.There are problems in the design of such systems especially when the motor needs to be slowed down quickly or reversed, as in propulsion drive systems.

Kun moottoria syöttävän teholänteen antamaa tehoa pienennetään, moottori pyrkii toimimaan generaattorina ja mikäli moottorin kuorman ottama energia on niin pieni, että hidastuvan moottorin kehittämää tehoa ei voida kuluttaa piirin luonnollisella resistanssilla, on välttämätöntä kytkeä piiriin tehoa kuluttava laite. Useimmissa propulsiokävttö- 2 66507 järjestelmissä hidastuvalla moottorilla on huomattava liike-energia ja on välttämätöntä absorboida tai kuluttaa varastoitunut energia moottorin pysäyttämiseksi. Lisäksi on usein tarpeellista erityisesti propulsiokäytössä kehittää vastavääntömomentti moottorin pyörimisliikkeen suunnan muuttamiseksi. Tasavirtamoottorissa vääntömomentti kehitetään kenttien keskinäisellä vaikutuksella, joka aiheutetaan ankkuri-virralla ja moottorin magnetointivirralla. Ankkurivirtaa ei voida helposti kääntää tasasuuntaajalla syötetyssä järjestelmässä ja tässä tilanteessa moottorin magnetointivirta täytyy kääntää vastasähkömoto-risen voiman aikaansaamiseksi. Magnetointivirran suunnan muutos aiheuttaa muita ongelmia.When the power delivered by the power supply to the motor is reduced, the motor tends to act as a generator and if the energy absorbed by the motor load is so small that the power generated by the decelerating motor cannot be consumed by the circuit's natural resistance, it is necessary to connect a power consuming device. In most propulsion 2 66507 systems, the decelerating engine has considerable kinetic energy and it is necessary to absorb or consume the stored energy to stop the engine. In addition, it is often necessary, especially in propulsion operation, to develop a counter-torque to change the direction of rotational movement of the motor. In a DC motor, the torque is generated by the interaction of the fields caused by the anchor current and the excitation current of the motor. The anchor current cannot be easily reversed in a system supplied by a rectifier, and in this situation the excitation current of the motor must be reversed to produce a counter-electric motor force. Changing the direction of the magnetizing current causes other problems.

Kun tasavirtamoottori käy normaalisti, se kehittää vastasähkömotorisen voiman (smv) ja vasta smv vastustaa moottoriin syötettyä sähkömotorista voimaa. Moottorin magnetointivirran suunnan muutos muuttaa vasta-smv:n suunnan. Tasasuuntaajasyöttöisessä moottorijärjestelmässä, jossa moottori hidastuu ja moottorin ja siihen kytketyn kuorman liike-energia ylläpitää moottorin pyörimistä, moottorin magnetointivirran suunnan muutoksesta on seurauksena vasta-smv, joka vaikuttaa samaan suuntaan kuin tasasuuntaajan ulostulo. Tämä voi aiheuttaa ankkurivirran, joka on liian suuri. On välttämätöntä rajoittaa tai säätää tätä ankkuri-virtaa samalla, kun kehitetään niin suuri vastasähkömoborinen voima kuin on käytännössä mahdollista pysäyttämään moottori tai kääntämään sen suunta niin nopeasti kuin mahdollista.When the DC motor is running normally, it develops a counter-electric motor force (smv) and only smv resists the electric motor force applied to the motor. A change in the direction of the motor excitation current changes the direction of the counter-smv. In a rectifier-supplied motor system in which the motor decelerates and the kinetic energy of the motor and the load connected to it maintains the rotation of the motor, a change in the direction of the motor excitation current results in a counter-smv acting in the same direction as the rectifier output. This can cause the anchor current to be too high. It is necessary to limit or adjust this anchor current while generating as much counter-electromotive force as is practically possible to stop the motor or reverse its direction as quickly as possible.

Tunnetaan järjestelmiä, jotka on tarkoitettu auttamaan tasasuuntaaja- syöttöisen tasavirtamoottorin jarrutusta, mutta järjestelmät eivät ole täysin tyydyttäviä erityisesti, jos halutaan käytön suunnan muu- χ'-'Systems are known which are intended to assist in the braking of a rectifier-supplied DC motor, but the systems are not entirely satisfactory, especially if a change in direction of use is desired.

SS

tosta. / / /Fund. // //

Eräässä tunnetussa järjestelmässä, jossa käytetään tasasuuntaajasyöt-töistä tasavirtamoottoria ajoneuvon kuljettamiseen, ajoneuvossa on resistanssipiiri ja niin pian kuin jarrutus aloitetaan vetomoottorit kytketään piiriin siten, että kaikki moottorien kehittämä sähköteho kulutetaan tai absorboidaan resistanssipiirissä.In a known system using a rectifier-supplied DC motor to drive a vehicle, the vehicle has a resistance circuit and as soon as braking begins, the traction motors are connected so that all the electrical power generated by the motors is consumed or absorbed in the resistance circuit.

Dieselsähkövetureista tunnetaan myös dynaamisen jarrutuksen muuttelu muuttamalla moottorin magnetointivirtaa. Eräässä sellaisessa järjestelyssä moottorin magnetointipiiri on suoraan kytketty generaattorin ulostuloon ja generaattorin magnetointia muutellaan sen ulostulon oh- 3 66507 jäämiseksi ja siten moottorin magnetointikentän ja jarrutustehokkuuden ohjaamiseksi.It is also known from diesel electric locomotives to change the dynamic braking by changing the excitation current of the motor. In one such arrangement, the motor excitation circuit is directly connected to the generator output and the excitation of the generator is varied to maintain its output control and thus to control the motor excitation field and braking efficiency.

Kumpikaan näistä tunnetuista järjestelmistä ei koske suunnan muutosta, joka seuraa moottorin pysäyttämistä eikä niissä ole esitetty ohjausta, joka sallii nopean moottorin suunnan muutoksen.Neither of these known systems involves a change of direction following the stopping of the engine and does not provide control that allows a rapid change of direction of the engine.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan tasasuuntajasyöttöinen tasavirtamoottorikäyttö,'jolla saavutetaan tehostettu jarrutus ja haluttaessa nopea moottorin pyörimissuunnan muutos.The object of the present invention is to provide a rectifier-supplied DC motor drive which achieves enhanced braking and, if desired, a rapid change in the direction of rotation of the motor.

Tämä tarkoitus saavutetaan oheisissa patenttivaatimuksissa esitettyjen keksinnön tuntomerkkien perusteella.This object is achieved on the basis of the features of the invention set out in the appended claims.

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa:The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which:

Kuvio 1 esittää huomattavasti yksinkertaistettua lohkokaaviota, havainnollistaen keksinnön mukaisen ohjausjärjestelmän toimintaa.Figure 1 shows a considerably simplified block diagram, illustrating the operation of a control system according to the invention.

Kuvio 2 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaista lohkokaaviota.Figure 2 shows a block diagram according to an embodiment of the invention.

Aluksi selostetaan kuvion 1 lohkokaavion mukaista ohjausjärjestelmää ja sen toimintaa. Ohjausjärjestelmä on erityisen käyttökelpoinen laivoissa, kuten esim. jäänmurtajissa, joissa usein tarvitaan nopeaa käyttösuunnan muuttamista. Keksinnön mukainen ohjausjärjestelmä soveltuu kuitenkin käytettäväksi missä tahansa käyttöjärjestelmässä, jossa tarvitaan jarruttamista ja käyttösuunnan muuttamista ja jossa voi lisäksi olla useita generaattoritasasuuntaajia syöttämässä moottoria.First, the control system according to the block diagram of Fig. 1 and its operation will be described. The steering system is particularly useful on ships, such as icebreakers, which often require a rapid change of direction. However, the control system according to the invention is suitable for use in any drive system which requires braking and rerouting and which may additionally have several generator rectifiers supplying the motor.

Kuviossa 1 lohko 10 esittää järjestelmän ohjainta, jolla on sisääntulo 11. Sisääntulo 11 asettaa käytön ulostulovaatimukset ja se voi olla käyttöhenkilön käyttöä varten tarkoitettu ohjaus. Sisääntulo 11 voi antaa moottorille määrätyn vakionopeuden tai sillä voidaan aiheuttaa jarrutus tai suunnan muutos.In Figure 1, block 10 shows a system controller having an input 11. The input 11 sets the output requirements for the drive and may be a control for use by the operator. Input 11 may give a constant speed to the motor or may cause braking or a change of direction.

Järjestelmän ohjain 10 antaa kaksi referenssisignaalia. Toinen referenssi on johtimessa 12 ja toinen referenssi on johtimessa 14. Johdin 12 on kytketty lohkona 27 esitettyyn virtapiiriin, jota jäljempänä selostetaan. Johdin 14 on kytketty moottorin magnetointivirran ohjaukseen, jota esittää lohko 16. Nämä kaksi referenssisignaalia johtimissa 4 66507 12 ja 14 edustavat generaattorin jännitteen ja moottorin magne-tointivirran tasoja, joita järjestelmän ohjauksella 10 vaaditaan.The system controller 10 provides two reference signals. The second reference is in conductor 12 and the second reference is in conductor 14. Conductor 12 is connected to the circuit shown as block 27, which will be described below. Conductor 14 is connected to the motor excitation current control shown in block 16. These two reference signals in conductors 4 66507 12 and 14 represent the levels of generator voltage and motor excitation current required by system control 10.

Järjestelmän käyttöpuolelle kuuluu vaihtovirtageneraattori 17, jota käytetään voimakoneella (ei esitetty), kuten dieselmoottorilla, tasasuuntauslaite 18 ja tasavirtamoottori 20. Generaattori 17, tasasuuntaaja 18 ja moottori 20 ovat kytketyt tavanomaisella tavalla siten, että generaattori 17 kehittää vaihtovirtaa, joka tasasuunnataan tasasuuntaajalla 18 käyttämään moottoria 20. Energiaa kuluttava laite 21 on liitetty sarjakyt-kentään käyttöjärjestelmän virtapiiriin ja se voidaan kytkeä päälle ja pois kytkinohjaimella 22a ja kytkimellä 22.The drive side of the system includes an alternator 17 driven by a power engine (not shown), such as a diesel engine, a rectifier 18 and a DC motor 20. The generator 17, rectifier 18 and motor 20 are connected in a conventional manner so that the generator 17 generates alternating current rectified 18 The power consuming device 21 is connected in series to the operating system circuit and can be switched on and off by the switch controller 22a and the switch 22.

Kuviossa 1 tunnustellaan neljää parametria. Ankkurivirtaa mitataan ja sitä edustava signaali on johtimessa 23. Moottorin kierrosnopeutta mitataan ja sitä edustava signaali on johtimessa 24 ja moottorin magnetointivirtaa edustava signaali on johtimessa 25. Moottorin ankkurijännitettä mitataan ja mittaustulos on johtimessa 29. Mitattuja parametreja edustavat signaalit johdetaan kahteen virtapiiriin. Toinen niistä on esitetty lohkona 26, johon johdon 24 kierroslukusignaali johdetaan ja jonka ulostulo ohjaa kytkinohjainta 22a kytkimen 22 käyttämiseksi energiaa kuluttavan laitteen 21 kytkemiseksi moottorin ankkuripiiriin ja siitä pois. Ohjaussignaali saadaan myös johdon 11A kautta. Toinen virtapiiri on esitetty lohkona 27, johon johtimien 12, 23, 25 ja 29 signaalit on johdettu ja jonka ulostulo ohjaa kytkinohjaimen 28a toimintaa kytkimen 28 ohjaamiseksi, minkä lisäksi kytkimelle 28 tulee ohjaussignaali. Tämä ohjaussignaali kytketään kytkimellä 28 niin, että se joko pääsee johtimelle 30 ja tulee johdetuksi generaattorin magne-tointivirran ohjaimeen 15 tai se johdetaan johtimeen 31 ja syötetään moottorin magnetointivirran ohjaimeen 16.In Figure 1, four parameters are felt. The anchor current is measured and the signal representing it is in line 23. The motor speed is measured and the signal representing it is in line 24 and the signal representing the motor excitation current is in line 25. The motor anchor voltage is measured and the measurement result is in line 29. The signals representing the measured parameters are applied to two circuits. One of them is shown as a block 26 to which the speed signal of the line 24 is applied and the output of which controls the switch controller 22a to drive the switch 22 to connect the energy consuming device 21 to and from the motor anchor circuit. The control signal is also obtained via line 11A. The second circuit is shown as a block 27 to which the signals of the conductors 12, 23, 25 and 29 are conducted and the output of which controls the operation of the switch controller 28a to control the switch 28, in addition to which a control signal is applied to the switch 28. This control signal is coupled by a switch 28 so that it either enters the conductor 30 and becomes conducted to the generator magnetizing current controller 15 or is applied to the conductor 31 and fed to the motor excitation current controller 16.

Lohkon 26 virtapiiri reagoi moottorin pyörimisnopeuteen ja pyörimissuuntaan ja sen vaikutusta voidaan yksinkertaisuuden vuoksi nimittää ensiöohjaukseksi. Voidaan todeta, että moottorin magnetointivirran suunnan muutos aiheuttaa vastasähkömoto-risen voiman suunnan muuttumisen ja suuntaansa muuttanut vasta-sähkömotorinen voima aiheuttaa sen, että ankkurivirta tulee olemaan tasasuuntaajan päästösuunnassa.The circuit of block 26 responds to the speed and direction of rotation of the motor and its effect can be called primary control for simplicity. It can be seen that a change in the direction of the motor excitation current causes a change in the direction of the counter-electromotive force and a counter-electromotive force that changes its direction causes the anchor current to be in the discharge direction of the rectifier.

6650766507

Ohjauspiirilohko 26 vastaanottaa signaalin, joka edustaa moottorin nopeutta, sekä ohjausta 11 edustavan vertailusignaalin 11A. Jos ohjausta edustava signaali tarkoittaa, että halutaan pysäytystä tai suunnanvaihtoa (vertaamalla vertailusignaalia todelliseen nopeussignaaliin), niin piiri määrittää, pitäisikö energiaa absorboiva laite 21 kytkeä ankkuripiiriin. Tämä on ohjauspäätöksen ensimmäinen vaihe. Moottorin hidastamiseen tarvittava vastamomentti on suure, joka määräytyy moottorin ankkurivirran ja moottorin magnetointivuon perusteella. Moottorin magnetointivuo on olennaisesti verrannollinen magnetoin-tivirtaan. Moottorin magnetointivirta ei saa ylittää arvoa, joka on määritetty moottorin sallitun vastasähkömotorisen voiman avulla, joka voidaan kehittää ylittämättä sallittua ankkuri-virtaa. Vastasähkömotorinen voima on verrannollinen suureeseen, joka määräytyy moottorin nopeuden ja moottorin magnetointivuon perusteella. Täten tietyllä sallitulla ankkurivirralla moottorin magnetointivuo (likimain verrannollinen moottorin magnetoin-tivirtaan) voi olla korkeampi alhaisilla moottorin nopeuksilla ja siten se voi kehittää suuremman vastamomentin kuin suurilla moottorin nopeuksilla. Suurilla moottorin nopeuksilla magnetoin-tivirtaa täytyy pienentää, jotta vältetään vastasähkömotorinen voima, joka aiheuttaisi liian suuren ankkurivirran. Siitä syystä, jos moottorin nopeus on määrätyn rajan yläpuolella, energiaa kuluttava laite 21 täytyy kytkeä ankkuripiiriin, jotta voidaan sallia moottorin magnetointivuon ja siten moottorin vastasähkömotorisen voiman kasvaminen ilman, että ylitetään sallittavaa ankkurivirtaa.The control circuit block 26 receives a signal representing the motor speed and a reference signal 11A representing the control 11. If the signal representing the control means that a stop or reversal is desired (by comparing the reference signal with the actual speed signal), then the circuit determines whether the energy absorbing device 21 should be connected to the anchor circuit. This is the first step in the control decision. The counter-torque required to decelerate the motor is a quantity determined by the motor anchor current and the motor excitation flux. The excitation flux of the motor is substantially proportional to the excitation current. The excitation current of the motor must not exceed a value determined by the permissible counter-electromotive force of the motor, which can be generated without exceeding the permissible anchor current. The counter-electric motor force is proportional to the quantity determined by the motor speed and the motor excitation flux. Thus, at a given allowable anchor current, the motor excitation flux (approximately proportional to the motor excitation current) may be higher at low motor speeds and thus may generate a higher counter torque than at high motor speeds. At high motor speeds, the magnetization current must be reduced to avoid counter-electromotive force that would cause excessive anchor current. Therefore, if the motor speed is above a certain limit, the energy consuming device 21 must be connected to the anchor circuit in order to allow the motor excitation flux and thus the counter-electric motor force of the motor to increase without exceeding the allowable anchor current.

Täten, jos ohjauspiirilohko 26 havaitsee, että pysähtymistä tai suunnanvaihtoa halutaan ja että moottorin nopeus on määrätyn rajan yläpuolella, niin kytkinohjaimelle 22 syötetään signaali, joka aiheuttaa kytkimen 22 toiminnan energiaa absorboivan laitteen 21 kytkemiseksi ankkuripiiriin. Tätä ohjaustapaa voidaan kutsua vastamomentin ja vastasähkömotorisen voiman määrityksen kautta tapahtuvaksi ohjaukseksi.Thus, if the control circuit block 26 detects that stopping or reversing is desired and that the motor speed is above a certain limit, then a signal is applied to the switch controller 22 which causes the switch 22 to operate to connect the energy absorbing device 21 to the anchor circuit. This method of control can be called control through the determination of counter torque and counter-electromotive force.

Energiaa absorboiva laite 21 kytketään normaalisti kytkimellä 22 irti virtapiiristä (ohitetaan) ennen todellista suunnanmuutosta, esim. pienellä nopeudella lähellä nollanopeutta, jossa moottori-n magnetointivirta on sallitussa maksimiarvossaan ja ankkurivirta on sen sallitun arvon alapuolella. Kuitenkin, jos 6 66507 energiaa absorboiva laite ei ole kytketty irti virtapiiristä ennen suunnan vaihtumista, on järjestetty siten, että se tulee irtikytketyksi pyörimissuunnan muuttuessa.The energy absorbing device 21 is normally disconnected (bypassed) by the switch 22 before the actual change of direction, e.g. at a low speed close to zero speed, where the excitation current of the motor is at its maximum allowable value and the anchor current is below its allowable value. However, if the 6 66507 energy absorbing device is not disconnected from the circuit before the change of direction, it is arranged so that it becomes disconnected when the direction of rotation changes.

On selvää, että myös useampia energiaa kuluttavia laitteita 21 voitasiin kytkeä ankkuripiiriin ja siitä pois riippuen olosuhteista, tai ts. vaihtelevan suuruinen energiankulutuskuorma voidaan kytkeä ankkuripiiriin riippuen kytkinohjaimen 22A virtapiirin signaaleista.It is clear that several energy consuming devices 21 could also be connected to and from the anchor circuit depending on the conditions, or i.e. a variable energy consumption load could be connected to the anchor circuit depending on the signals of the switch controller 22A circuit.

On huomattava, että energiaa kuluttava kuorma ei kytkeydy ankkuripiiriin minkä tahansa jarrutuksen seurauksena, vaan ainoastaan, kun moottorin nopeus on sellainen, että moottorin vasta-momentti on riittämätön pysäyttämään moottorin.It should be noted that the energy consuming load does not engage the anchor circuit as a result of any braking, but only when the motor speed is such that the motor counter-torque is insufficient to stop the motor.

Lohkon 27 virtapiiri reagoi pääasiassa kahteen parametriin ohjauksen suorittamiseksi. Toinen on moottorin vastasähkömotori-nen voima (ts. moottorin ankkurijännite) ja toinen on moottorin magnetointivirta. Nämä kaksi parametriä voidaan saada useilla eri tavoilla ja kuvion 1 yksinkertaistettu kaavio esittää moottorin ankkurijännitteen signaalin sisäänmenoa johtimessa 29 ja magnetointivirran signaalin sisäänmenoa johtimessa 25. Para-metrit voidaan mitata tai johtaa muista signaaleista. Lohkon 27 ^ virtapiirin toimintaa voidaan nimittää toisio-ohjaukseksi.The circuit of block 27 responds primarily to two parameters to perform control. One is the counter-electric motor force of the motor (i.e. the anchor voltage of the motor) and the other is the excitation current of the motor. These two parameters can be obtained in several different ways, and the simplified diagram of Figure 1 shows the input of the motor anchor voltage signal in conductor 29 and the input of the excitation current signal in conductor 25. The parameters can be measured or derived from other signals. The operation of the circuit of block 27 ^ can be called secondary control.

Lohkon 27 virtapiiriin johdetaan normaalisti referenssisignaali johtimella 12 järjestelmän ohjaimelta 10 ja johtimella 23 ank-kurivirtaa edustava signaali. Nämä signaalit vastaavat haluttua ankkurivirtaa ja todellista ankkurivirtaa. Ero eli virhesignaali, joka on seurauksena näiden kahden signaalin vertailusta, johdetaan johtimella 30 ohjaamaan generaattorin magnetointivirtaa ja siten ohjaamaan ankkurivirtaa, kuten on tunnettua. Normaalitoiminnassa myöskin moottorin magnetointivirran ohjain 16 saa ohjaussignaalin johtimella 14 järjestelmän ohjaimelta 10 ja tämä ohjaa moottorin magnetointivirtaa.A reference signal from the system controller 10 and a signal representing the anchor current are normally applied to the circuit of block 27 by conductor 12 and conductor 23. These signals correspond to the desired anchor current and the actual anchor current. The difference, i.e. the error signal resulting from the comparison of the two signals, is conducted by conductor 30 to control the excitation current of the generator and thus to control the anchor current, as is known. In normal operation, the motor excitation current controller 16 also receives a control signal via a conductor 14 from the system controller 10, and this controls the motor excitation current.

Tietyissä olosuhteissa lohko 27 kuitenkin suorittaa toisio-ohjauksen, kuten edellä on mainittu ja uudelleensuuntaa ohjaussignaalit. Kun lohkon 27 virtapiiri havaitsee vastasähkömotorisen voiman suunnan 66507 muutoksen ja moottorin magnetointivirta on sen sallittavan maksimiarvon alapuolella, niin kytkinohjain 28a käyttää kytkintä 28 ja normaalisti johtimella 30 oleva ohjaussignaali tulee kytketyksi johti-melle 31. Johtimella 31 oleva signaali, joka edustaa ankkuripiirin ohjausta, yhdistetään järjestelmän ohjaimelta 10 tulevassa johtimessa 14 olevaan signaaliin moottorin magnetointivirran määräämiseksi.However, under certain conditions, block 27 performs secondary control, as mentioned above, and redirects the control signals. When the circuit of block 27 detects a change in the direction of the counterelectric force 66507 and the excitation current of the motor is below its maximum allowable value, the switch controller 28a operates the switch 28 and the control signal normally on the conductor 30 is connected to the conductor 31. The signal on the conductor 31 to a signal in conductor 14 from controller 10 to determine the excitation current of the motor.

Ankkurivirran ohjausta edustava signaali pysyy johtimessa 31, kunnes saavutetaan maksimi moottorin magnetointivirta. Tässä pisteessä vasta-sähkömotorinen voima ei voi enää kasvaa ja siitä syystä se ei voi ylläpitää täyttä ankkurivirtaa. Täten, kun maksimi moottorin magnetointivirta on saavutettu, lohkon 27 virtapiiri ohjaa kytkinohjainta 28a, joka aiheuttaa kytkimen 28 palaamisen normaalitoimintaan. Generaattori-jännitettä voidaan nyt lisätä normaalitavalla vaadittavan maksimi ankkurivirran aikaansaamiseksi.The signal representing the anchor current control remains in the conductor 31 until the maximum motor excitation current is reached. At this point, the counter-electromotive force can no longer increase and therefore cannot maintain full anchor current. Thus, when the maximum motor excitation current is reached, the circuit of block 27 controls the switch controller 28a, which causes the switch 28 to return to normal operation. The generator voltage can now be increased in the normal way to provide the maximum anchor current required.

Voidaan todeta, että maksimi vääntömomentti on käytettävissä moottorin pysäyttämiseksi ja suunnan muuttamiseksi. Säätöjärjestelmä tekee mahdolliseksi vääntömomentin ohjauksen muuntelut vastaamaan erilaisia tarpeita.It can be seen that the maximum torque is available to stop the engine and change direction. The control system makes it possible to make variations in the torque control to meet different needs.

Seuraavaksi viitataan kuvioon 2, jossa on esitetty keksinnön erään suoritusmuodon lohkokaavio. Generaattorilla 17, tasasuuntaajalla 18, energiankiilutuslaitteella 21, kytkimellä 22 kytkinohjaimineen 22a, moottorilla 20 ja generaattorin ja moottorin magnetointivirran sää-timillä 15 ja 16 on samat viitenumerot kuin kuviossa 1. IReference is now made to Figure 2, which shows a block diagram of an embodiment of the invention. The generator 17, the rectifier 18, the energy polishing device 21, the switch 22 with its switch controllers 22a, the motor 20 and the generator and motor excitation current regulators 15 and 16 have the same reference numerals as in Fig. 1. I

Kuviossa 2 järjestelmän ohjaimella ja ohjauspiirillä 33 on sisääntulo 11, jotta tarvittavat toiminta-arvot voidaan saavuttaa. Järjestelmän j ohjain ja ohjauspiiri antaa tarvittavat ulosmenoreferenssisignaalit, ! kuten jäijeihoänä esitetään. Moottorin kierroslukumittari 34 mittaa ! moottorin pyörimisnopeutta ja suuntaa ja se on kytketty johtimella 39 järjestelmän ohjaimeen ja ohjauspiiriin 33 sen toiseen sisääntuloon. Järjestelmän ohjain ja ohjauspiiri 33 antaa ulosmenosignaalit johtamiin 35 - 38. Signaali johtimessa 35 edustaa haluttua generaattorin ulosmenojännitettä. Signaali johtimessa 36 edustaa "toisio-ohjaus"-signaalia, joka mainittiin kuvion 1 yhteydessä. Signaali johtimessa 37 edustaa "ensiöohjaus"-signaalia, joka mainittiin kuvion 1 yhteydessä. Johtimessa 38 oleva signaali edustaa haluttua moottorin magnetoin ti virtaa.In Figure 2, the system controller and control circuit 33 have an input 11 to achieve the required operating values. The controller and control circuit of system j provide the necessary output reference signals,! as presented as ice skins. Engine tachometer 34 measures! the speed and direction of rotation of the motor and is connected by a wire 39 to the system controller and the control circuit 33 to its second input. The system controller and control circuit 33 provide output signals to leads 35 to 38. The signal at lead 35 represents the desired generator output voltage. The signal in conductor 36 represents the "secondary control" signal mentioned in connection with Figure 1. The signal in conductor 37 represents the "primary control" signal mentioned in connection with Figure 1. The signal on conductor 38 represents the desired motor excitation current.

j i 66507 Jännitteen tuntoelin 40 mittaa mootorin jännitettä ja antaa johtimeen 41 moottorin jännitettä vastaavan signaalin. Johtimet 35 ja 41, joissa on haluttua jännitettä ja mitattua jännitettä vastaavat signaalit mainitussa järjestyksessä, on kytketty laitteeseen 42, joka antaa ulostulosignaalin, joka on jännitesignaaleiden erotuksen funktio.j i 66507 The voltage sensor 40 measures the motor voltage and provides a signal to the conductor 41 corresponding to the motor voltage. Conductors 35 and 41 having signals corresponding to the desired voltage and the measured voltage, respectively, are connected to a device 42 which provides an output signal which is a function of the difference between the voltage signals.

Tämä erosignaali tai virhesignaali syötetään yksikköön 43, jossa on jännitteen ohjain ja virran referenssi. Jännitteen ohjain- ja virran referenssiyksiköltä 43 saatava ulosmenosignaali on suhteessa sen sisääntulosignaaliin, mutta sillä voi olla maksimi- tai minimiarvot (esim. sillä voi olla maksimiraja liiallisen tasasuuntaajan ulosmenovirran estämiseksi) ja tämä johdetaan yhtenä signaalina laitteelle 44. Tämä on virran referenssisignaali. Virran mittauselin 45 mittaa ankkurivirtaa ja antaa johtimeen 46 signaalin, joka edustaa ankkurivirtaa. Johdin 46 on kytketty laitteeseen 44 ankkurivirran signaalin johtamiseksi laitteelle 44. Laite 44 antaa ulosmenosignaalin, joka on virran referenssisignaalin ja todellisen ankkurivirran signaalin erotuksen funktio. Erosignaali tai virhesignaali laitteelta 44 johdetaan ankkurivirran säätimelle 47. Virran erosignaali on tarkoitettu normaalitoiminnassa muuttamaan generaattorin magnetointivirtaa ankkurivirran muuttamiseksi siten, että ankkurivirtasignaali johti- messa 46 lähestyy virran referenssisignaalia, joka saadaan virran referenssiyksiköltä 43. Ankkurivirransäädin 47 toimii sen jälkeen ankkurivirran säätämiseksi halutulle tasolla. Ohjaussignaali ankkuri-virran säätimeltä 47 johdetaan säätö- ja suuntavahvistimelle 48, joka suuntaa ohjaussignaalin joko johtimella 50 generaattorin magneet-tivirran säätimelle 15 tai johtimella 51 laitteelle 52. Ts. säätöjä suuntavahvistin 48 reagoi johtimessa 36 olevaan signaaliin ("toi-sio-ohjaus"-signaali) ohjaussignaalin kytkemiseksi johtimeen 50 tai 51. Kun ohjaussignaali on johtimessa 50, se vaikuttaa generaattorin magnetointivirran säätimeen 15 generaattorin magnetointivirran säätämiseksi ja siten ankkurivirran ohjaamiseksi. Kun ohjaussignaali on johtimessa 51, on esiintynyt vastasähkömotorisen voiman suunnan muutos moottorissa 20, mutta moottorin magnetointivirta on sen maksimiarvon alapuolella. Ohjaussignaali johdetaan laitteiden 52, jossa se summataan moottorin magnetointivirran referenssiin johtimessa 38. Tuloksena oleva signaali johdetaan vertailun rajoittimen 53 kautta moottorin magnetointivirran säätämiseksi ja siten ankkurivirran ohjaamiseksi. Vertailun rajoitin 53 estää moottorin magnetointivirta ylittämästä sallitun rajan. Tämä antaa maksimaalisen jarrutustehon ja energiaa absorboidaan energiankulutuslaitteella 21.This difference signal or error signal is input to a unit 43 having a voltage controller and a current reference. The output signal from the voltage control and current reference unit 43 is proportional to its input signal, but may have maximum or minimum values (e.g., it may have a maximum limit to prevent excessive rectifier output current) and is applied as a single signal to device 44. This is the current reference signal. The current measuring member 45 measures the anchor current and provides a signal to the conductor 46 representing the anchor current. Conductor 46 is connected to device 44 to conduct an anchor current signal to device 44. Device 44 provides an output signal that is a function of the difference between the current reference signal and the actual anchor current signal. The differential signal or error signal from device 44 is applied to the anchor current controller 47. The current differential signal is normally used to change the excitation current of the generator to change the anchor current so that the anchor current signal on line 46 approaches the current reference signal at current The control signal from the anchor current regulator 47 is applied to a control and direction amplifier 48 which directs the control signal either by conductor 50 to the generator magnetic current regulator 15 or by conductor 51 to device 52. That is. adjustments, the directional amplifier 48 responds to a signal in the conductor 36 ("secondary control" signal) to apply a control signal to the conductor 50 or 51. When the control signal is in the conductor 50, it acts on the generator excitation current controller 15 to adjust the generator excitation current and thus control the anchor current. When the control signal is in the conductor 51, there has been a change in the direction of the counter-electric motor force in the motor 20, but the excitation current of the motor is below its maximum value. The control signal is applied to the reference 52 of the devices 52, where it is summed to a reference of the motor excitation current in the conductor 38. The resulting signal is passed through a reference limiter 53 to adjust the motor excitation current and thus to control the anchor current. The reference limiter 53 prevents the motor excitation current from exceeding the allowable limit. This gives maximum braking power and the energy is absorbed by the energy consuming device 21.

6650766507

Jossakin jarrutuksen vaiheessa moottorin pyörimisnopeus hidastuu tasolle, jossa sen vastasähkömotorinen voima ei voi kehittää täyttä ankkurivirtaa, vaikka moottorin magnetointivirta on mksimissaan. Koska maksimi magnetointivirta on saavutettu, järjestelmän ohjain ja ohjauspiiri 33 antaa johtimeen 36 signaalin, joka suuntaa virran ohjauksen takaisin johtimeen 50 normaalitoiminnan palauttamiseksi.At some point during braking, the rotational speed of the motor slows to a level where its counter-electric motor force cannot generate a full anchor current even when the motor excitation current is at its maximum. Since the maximum excitation current has been reached, the system controller and the control circuit 33 provide a signal to the conductor 36 which directs the current control back to the conductor 50 to restore normal operation.

On huomattava, että tämä voi tapahtua ennenkuin moottorin todellinen suunnan muutos tapahtuu. Moottorin magnetointivirran ollessa maksimissaan generaattorin magnetointivirta kasvaa ankkurivirran sääti-meltä 47 saatavan ohjaussignaalin mukaisesti, kunnes maksimi ankkuri-virta on saavutettu. Moottorin vääntömomentti on nyt maksimissaan ja aiheuttaa maksimaalisen jarrutuksen ja kiihdytyksen\astakkaiseen suuntaan.It should be noted that this can occur before the actual change of direction of the motor occurs. When the excitation current of the motor is at its maximum, the excitation current of the generator increases according to the control signal received from the anchor current regulator 47 until the maximum anchor current is reached. The engine torque is now at its maximum and causes maximum braking and acceleration in the \ stepped direction.

Kytkimen ohjaimen 22a ja kytkimen 22 toiminta energiaa kuluttavan laitteen 21 kytkemiseksi ankkuripiiriin ja siitä pois on samanlainen kuin kuvion 1 yhteydessä on esitetty.The operation of the switch controller 22a and the switch 22 for connecting the energy consuming device 21 to and from the anchor circuit is similar to that shown in connection with Figure 1.

Ohjausjärjestelmän toiminnan tarkoituksena on saavuttaa käyttömoot-torin suurempi dynaaminen jarrutus ja nopea suunnan vaihto.The purpose of the control system is to achieve greater dynamic braking and rapid reversal of the drive motor.

Claims (3)

1. Driv- och styrsystem för en via en likriktare matad likströms-motor, till vilken hör en växelströmsgenerator (17), en likriktare (18) för att likrikta generatorns utmatning och en likströmsmotor (20), som mätäs med generatorns likriktade utmatning, varvid säväl generatorn som motorn är separatmagnetiserade, varjämte tili syste-met hör en energiförbrukningsanordning (21), som kan kopplas tili motorns ankarkrets för att konsumera motorns energi, dä motorn bromsas; och ett organ för mätning av motorns rotationshastighet, för att avge en varvtalssignal (24, 39), som representerar motorns varvtalj kännetecknat av en styrströmkrets (26, 33), som innefattar en genom bestämning av den motelektromotoriskä kraften utförbar styrning och som mottager varvtalssignalen (24, 39) frän namnda mätkrets och bestämmer den beräknade motelektromotoriskä kraften under användning av varvtalssignalen och motorns maximalt tillätna magnetiseringsström och som reagerar, dä den beräknade motelektromotoriska kraften överskrider ett i förväg bestämt värde för den elektromotoriska kraften under motorns retardering och kopplar den energiförbrukande anordningen (21) tili ankarkretsen.A drive and control system for a direct current motor supplied via a rectifier, to which is an alternator (17), a rectifier (18) for rectifying the generator output and a direct current motor (20), which is measured with the generator's rectified output, both the generator and the motor are separately magnetized, and the system includes an energy consumption device (21) which can be coupled to the motor's anchor circuit to consume the motor's energy when the motor is braked; and a means for measuring the rotation speed of the motor, for delivering a speed signal (24, 39) representing the engine speed characterized by a control circuit (26, 33), which comprises a control executable by determining the counter-electromotive force and receiving the speed signal ( 24, 39) from said measuring circuit and determining the calculated counter-electromotive force using the speed signal and the maximum allowable magnetizing current of the motor and reacting, where the calculated counter-electromotive force exceeds a predetermined value of the countercurrent energy applied under the electric motor force 21) into the anchor circuit. 2. Driv- och styrsystem enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att nämnda styrströmkrets (26, 33) reagerar för över-vakningen av den motelektromotoriska kraftens bestämning, dä den bestämmer ett mindre värde för den motelektromotoriska kraften än den motelektromotoriska kraftens i förväg bestämda värde, för att koppia den energiförbrukande anordningen (21) frän ankarkretsen, och att styrströmkretsen dessutom reagerar för en riktningsändring av motoraxelns rotationsrörelse, varigenom säkerställes att den energiförbrukande anordningen blir kopplad frän ankarkretsen.Drive and control system according to claim 1, characterized in that said control circuit (26, 33) responds to the monitoring of the counter-electromotive force, as it determines a smaller value for the counter-electromotive force than the predetermined value of the counter-electromotive force. , to disconnect the energy-consuming device (21) from the anchor circuit, and the control circuit also responds to a directional change of the motor shaft's rotational motion, thereby ensuring that the energy-consuming device is coupled from the anchor circuit. 3. Driv- och styrsystem enligt patentkrav 2, tili vilket dessutom hör: ett styrorgan (15) för generatorns magnetiseringsström och ett styrorgan (16) för motorns magnetiseringsström, varvid bägge reagerar för styrsignalen för regiering av magnetiseringsströmmen i magnetiseringslindningarna; anordningar (33) , för att ästad-The drive and control system according to claim 2, further comprising: a generator (15) for the magnetizing current and a control (16) for the magnetizing current, both of which respond to the control signal for controlling the magnetization current in the magnetizing windings; means (33) for
FI763701A 1975-12-31 1976-12-27 DRIV- OCH REGLERINGSSYSTEM FOER GENOM EN LIKRIKTARE MATAD LIKSTROEMSMOTOR FI66507C (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA242842 1975-12-31
CA242,842A CA1050103A (en) 1975-12-31 1975-12-31 Electrical control in a generator rectifier fed motor system

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI763701A FI763701A (en) 1977-07-01
FI66507B true FI66507B (en) 1984-06-29
FI66507C FI66507C (en) 1984-10-10

Family

ID=4104878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI763701A FI66507C (en) 1975-12-31 1976-12-27 DRIV- OCH REGLERINGSSYSTEM FOER GENOM EN LIKRIKTARE MATAD LIKSTROEMSMOTOR

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JPS5285318A (en)
CA (1) CA1050103A (en)
CH (1) CH614323A5 (en)
DE (1) DE2658607A1 (en)
FI (1) FI66507C (en)
GB (1) GB1563936A (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CH614323A5 (en) 1979-11-15
GB1563936A (en) 1980-04-02
CA1050103A (en) 1979-03-06
DE2658607A1 (en) 1977-07-14
FI66507C (en) 1984-10-10
FI763701A (en) 1977-07-01
JPS5285318A (en) 1977-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8860356B2 (en) Variable magnetic flux motor drive system
KR950015169B1 (en) Control system for induction motor driven electric car
US6264005B1 (en) Method for controlling rescue operation of elevator car during power failure
US9160262B2 (en) Sensorless motor control
WO2017145749A1 (en) Motor control device and motor control method
US8177032B2 (en) Elevator having regenerative voltage control
KR101044896B1 (en) Ac rotating machine control apparatus and ac rotating machine control method
EP0536569A2 (en) AC motor control apparatus and control apparatus of electric rolling stock using the same
US4942344A (en) Control system for brushless motors
US4815567A (en) Apparatus for controlling an A.C. powered elevator
JP2018196172A (en) Control method of permanent magnet synchronous motor for electric automobile and device thereof
JPH08208137A (en) Starting method for elevator
EP2434636A2 (en) Generation system for rail cars
FI66507B (en) DRIV- OCH REGLERINGSSYSTEM FOER GENOM EN LIKRIKTARE MATAD LIKSTROEMSMOTOR
JP3787803B2 (en) Control device for permanent magnet synchronous motor
US4661757A (en) Controller for AC elevator
Kondou et al. Permanent magnet synchronous motor control system for railway vehicle traction and its advantages
JPH07118841B2 (en) Braking method of electric car
JP4224740B2 (en) Control device for synchronous motor
RU2652481C1 (en) Method for controlling the locomotive speed in the electric braking mode
JP2002142499A (en) Speed sensorless vector controller
KR100226058B1 (en) Operation speed controlling method and apparatus for elevator
JP2004096828A (en) Electric vehicle controller
CN113085552A (en) Bus voltage control method and system of vehicle motor
JPS6335103A (en) Controlling device for electric train

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: CANADIAN GENERAL ELECTRIC COMPANY