IT8323041A1

IT8323041A1 - CONTROL OF A PHASE SEQUENCE INVERTER FOR AN ASYNCHRONOUS MOTOR POWERED WITH FREQUENCY CONVERTER

Info

Publication number: IT8323041A1
Application number: IT1983A23041A
Authority: IT
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs G M B H
Priority date: 1982-09-29
Filing date: 1983-09-28
Publication date: 1985-03-28
Also published as: ES8404818A1; ES525575A0; DE3236503A1; IT8323041A0; IT1167215B

Description

"COMANDO DI UN INVERTITORE A SEQUENZA DI FASE PER UN MOTORE ASINCRONO ALI-MENTATO CON CONVERTITORE DI FREQUENZA", "CONTROL OF A PHASE SEQUENCE INVERTER FOR AN ALIMENTED ASYNCHRONOUS MOTOR WITH FREQUENCY CONVERTER",

RIASSUNTO SUMMARY

In un circuito per la regolazione della frequenza di un invertitore a sequenza di fase (3) collegato con un motore asincrono (4) all'interno di un convertitore di frequenza con circuito intermedio a corrente contine la frequenza di comando viene formata in un organo gommatore (14)mediante somma di un valore proporzionale alla frequenza di rotazione e di un valore proporzionale alla frequenza di scorrimento . La frequenza di scorrimento viene impostata a mezzo di un circuito di regolazione di tensione, Queeto ? costituito da un primo generatore della curva caratteristica (20),che determina il valore di base della frequenza di scorrimento in funzione della corrente del motore e il cui valore di uscita viene corretto da un regolatore di tensione (13), Il valore di guida per il regolatore di tensione (13) B? ricava mediante moltiplicazione di un valore di guida del flusso per la frequen? za di statore ^ del motore asincrono (4)? Il valore di guida del flusso viene formato al di Botto del punto tipico del motore asincrono (4) mediante un secondo generatore della curva caratteristica (12) in funzione della corrente del motore?Al di sopra del punto tipico tale valore viene abbassato mediante un circuito di riduzione del campo (22, 23,24)? Il valore di regolazione per il regolatore di tensione (13) viene formato da un circuito di calcolo (io), ohe ? inserito dopoi convertitori del valore di misura (7,8) per la corrente e la tensione ai morsetti? Il circuito permette la regolazione della frequenza dell'invertitore a sequenza di fase (3) in modo semplice per l'impiego del motore asincrono (4) come comando per veicoli, (figura 1) In a circuit for the regulation of the frequency of a phase sequence inverter (3) connected with an asynchronous motor (4) within a frequency converter with a continuous intermediate circuit, the control frequency is formed in a rubber element (14) by adding a value proportional to the rotation frequency and a value proportional to the slip frequency. The slip frequency is set by means of a voltage regulation loop, Queeto? consisting of a first generator of the characteristic curve (20), which determines the base value of the slip frequency as a function of the motor current and whose output value is corrected by a voltage regulator (13), The guide value for the voltage regulator (13) B? obtains by multiplying a flow guide value by the frequen? za of stator ^ of the asynchronous motor (4)? Is the flux guide value formed above the typical point of the asynchronous motor (4) by a second generator of the characteristic curve (12) as a function of the motor current? Above the typical point this value is lowered by means of a circuit reduction of the field (22, 23,24)? The set value for the voltage regulator (13) is formed by a calculation circuit (I), ohe? inserted after the measured value converters (7,8) for the current and voltage at the terminals? The circuit allows the frequency regulation of the phase sequence inverter (3) in a simple way for the use of the asynchronous motor (4) as a vehicle control, (figure 1)

DESCRIZIONE DESCRIPTION

L'invenzione si riferisce ad un circuito secondo il concetto fondamentale della rivendicazione 1. Un tale circuito ? noto dalla "rivista Siemens" 45 (1971) volume 10,pagine da 753 a 757. The invention relates to a circuit according to the basic concept of claim 1. Such a circuit? known from "Siemens magazine" 45 (1971) volume 10, pages 753 to 757.

Convertitori con circuito intermedio a corrente continua rappresentano una possibilit? economica di alimentazione per motori asincroni? Analogamente al motore a corrente continua in cui la corrente di armatura e di regolazione determinano la coppia del motore senza influenzarsi reciprocamente, anche nel motore a corrente continua,mediante la regolazione dell'invertitore a sequenza di fase del commutatore di rete,? possibile influire separatamente sulle componenti della coppia di rotazione e del flusso. Il convertitore di rete in tal caso serve come organo di regolazione per la corrente continua immessa nel circuito intermedio con l'aus?lio di una reattanza di livellamento? L'invertitore a frequenza di fase inserisce ciclicamente tale corrente contiuna con una frequenza predeterminata nell'avvolgimento del motore asincrono. DC intermediate circuit converters represent a possibility? economical power supply for asynchronous motors? Similarly to the DC motor where the armature and regulation current determine the motor torque without affecting each other, also in the DC motor, by adjusting the phase sequence inverter of the mains switch ,? The rotational torque and flux components can be affected separately. In this case, does the mains converter serve as a control element for the direct current fed into the intermediate circuit with the aid of a smoothing reactor? The phase frequency inverter cyclically inserts this current continuously with a predetermined frequency into the winding of the asynchronous motor.

Nel noto circuito riportato all'inizio per il funzionamento del convertitore di frequenza la corrente del motore viene a tale scopo decomposta in una componente in direzione del campo e in una componente perpendicolare ad esso.Ad un calcolatore del valore di regolazione queste due componenti vengono inviate rispettivamente da un regolatore del flusso e da un regolatore di velocit? e la posizione angolare del vettore del campo ruotante viene inviata da un calcolatore del valore reale* . In the known circuit for operation of the frequency converter shown at the beginning, the motor current is decomposed into a component in the direction of the field and into a component perpendicular to it. respectively by a flow regulator and a speed regulator? and the angular position of the rotating field vector is sent by an actual value calculator *.

La determinazione della posizione angolare del vettore del campo viene misurata o direttamente con sonde ad effetto hall inserite oppure calcolata a partire dai valori istantanei della corrente e della tensione del motorei che vengono determinati a mezzo di convertitori del valore di misura* Il calcolatore dei valori di regolazione ricava, dai valori ad esso inviati, la grandezza della corrente di statore come valore nominale per la regolazione di oorrente del convertitore di rete* Inoltre esso forma l'angolo del vettore della oorrente di statore necessario, riferito al sistema di cordinate dello statore, e fornisce tale angolo come valore di regolazione per l'invertitore a sequenza di fase. Nel noto dispositivo sono quindi necessari almeno un regolatore,ma preferibilmente due, per formare i valori di regolazione per il convertitore* The determination of the angular position of the field vector is measured either directly with inserted hall effect probes or calculated from the instantaneous values of the motor current and voltage which are determined by means of measured value converters * regulation derives, from the values sent to it, the magnitude of the stator current as a nominal value for the current regulation of the mains converter. and provides this angle as an adjustment value for the phase sequence inverter. The known device therefore requires at least one regulator, but preferably two, to form the setting values for the converter *

L'invenzione ha lo scopo di fornire un circuito del tipo descritto sopra, con cui sia possibile una regolazione semplice e precisa della frequenza dell'invertitore a sequenza di fase senza impiego di calcolatori complicati.Tale scopo viene raggiunto secondo l'invenzione con le caratteristiche riportate nella rivendicazione 1. The object of the invention is to provide a circuit of the type described above, with which a simple and precise regulation of the frequency of the phase sequence inverter is possible without the use of complicated computers. This object is achieved according to the invention with the characteristics reported in claim 1.

L'invenzione utilizza in modo vantaggioso il concetto che il comportamento del motore asincrono oltre che dalla caratteristica di magnetizzazione ? determinato in prima linea dalla propria induttanza, dalla resistenza di rotore e dalla frequenza della corrente di rotore, la cosiddetta frequenza di scorrimento? La caduta di tensione nella resisten za di statore e nella reattanza di dispersione dello statore pu? essere in un primo tempo trascurata?Nello statore del motore asincrono scorre infatti, condizionata dal tipo di funzionamento dell'invertitore a frequenza di fase,una corrente ad onda quadra, cosioch? nella induttanza non pu? aver si una caduta di tensione negli intervalli di tempo in cui essa ? costante? I transitori durante la commutazione dell?invertitore e l?influenza delle ondulazioni di corrente vengono qui trascurati* La resistenza di statore viene idealmente spostata nel circuito intermedio. Poich? i motori previsti per il funzionamento con invertitori a frequenza di fase vengono progetta ti a bassa dispersione,l'influenza della reattanza secondaria di dispersione,per le piccole frequenze di scorrimento che si hanno durante il fun zionamento, ? tanto piccola da poter essere trascurata? L'angolo di fase tra la forza elettromotrice del motore asincrono e l'oscillazione di base dellacorrente del motore pu? eesere quindi determinata con buona approssimazione con la formula The invention advantageously uses the concept that the behavior of the asynchronous motor in addition to the magnetization characteristic? determined primarily by its own inductance, the rotor resistance and the frequency of the rotor current, the so-called slip frequency? The voltage drop in the stator resistance and in the stator leakage reactance can? be neglected at first? In fact, in the stator of the asynchronous motor flows, conditioned by the type of operation of the phase frequency inverter, a square wave current, so that? in the inductance can not? to have a voltage drop in the time intervals in which it? constant? Transients during switching of the inverter and the influence of current ripples are neglected here. * The stator resistance is ideally shifted in the intermediate circuit. Since? the motors intended for operation with phase frequency inverters are designed with low dispersion, the influence of the secondary dispersion reactance, due to the small slip frequencies that occur during operation,? small enough to be overlooked? The phase angle between the electromotive force of the asynchronous motor and the basic oscillation of the motor current can be and therefore be determined with a good approximation by the formula

Tale equazione comprende, oltre alle grandezze del motore che non possono essere modificate (resistenza di rotore e induttanza principale ), come unioo valore modificabile la frequenza di scorrimento This equation includes, in addition to the motor quantities that cannot be changed (rotor resistance and main inductance), the slip frequency as the only modifiable value.

Per ottenere una determinata forza elettromotrice del motore idealmente trasformata nel circuito intermedio, deve quindi essere imposta.e una determinata frequenza di scorrimento? A tale scopo ? previsto il circuito di regolazione supplementare con il regolatore di tensione? Tale circuito ? opportunamente dimensionato in modo da corrispondere al comportemente interno di un motore a corrente continua eccitato in serie? La dipendenza forzata del flusso magnetico dalla corrente viene determinata dal generatore della curva caratteristica che fornisce il valore di guida del flusso in funzione del valore di regolazione di corrente? In tutti i circuiti di riduzione del campo impiegati fino ad ora nella tecnica di comando dei motori a corrente continua sono possibili con piccola spesa derivazioni anologhe in tale punto? Inoltre con piccoli accorgimenti possono essere realizzate funzioni di riduzioni del campo,che sono proibitive,nel caso di motore a corrente continua con eccitazione in serie,per il costo elevato. Poich? il flusso magnetico del motore pu? essere determinato solo con molta difficolt?,esso non costituisce un valore di regolazione adeguato. Per tale motivo al generatore della curva caratteristica del flusso si collega il moltiplicatore che forma il valore di guida della forza elettromotrice dal valore di guida del flusso e dalla frequenza del motore. La forza elettromotrice del motore pu? essere infatti fondamentalmente misurata con avvolgimenti di misura nello etatore;meno costoso ? tuttavia il sistema di introdurre nella regolazione la tensione ai morsetti attraverso normali convertitori di tensione alternata (valore di regolazione della tensione) e correggerla in funzione della corrente, per ottenere il valore di regolazione della forza elettromotrice. Il regolatore di tensione governa la forza elettromotrice del motore seguendo il valore di guida. Il suo valore di uscita ? una misura per la sequenza di scorrimento che detei>mina il punto di funzionamento del motore. In order to obtain a certain electromotive force of the motor ideally transformed in the intermediate circuit, it must therefore be set. And a certain slip frequency? For this purpose ? additional regulation circuit with voltage regulator expected? Such a circuit? suitably sized to match the internal behavior of a dc motor excited in series? Is the forced dependence of the magnetic flux on the current determined by the characteristic curve generator which provides the flux guide value as a function of the current set value? In all the field reduction circuits used up to now in the control technology of direct current motors, are similar shunts possible at this point with little expense? Furthermore, with small measures, field reduction functions can be realized, which are prohibitive, in the case of a direct current motor with series excitation, due to the high cost. Since? the magnetic flux of the motor can? be determined only with great difficulty, it does not constitute an adequate setting value. For this reason, the multiplier that forms the guide value of the electromotive force from the guide value of the flux and the motor frequency is connected to the generator of the flux characteristic curve. The electromotive force of the motor can? in fact basically be measured with measuring windings in the etator; cheaper? however the system of introducing the voltage at the terminals into the regulation through normal alternating voltage converters (voltage regulation value) and correcting it according to the current, to obtain the regulation value of the electromotive force. The voltage regulator governs the electromotive force of the motor following the driving value. Its output value? a measurement for the slip sequence that determines> the operating point of the motor.

Il regolatore di tensione elimina inoltre gli effetti sfavorevoli sulle perdite del motore che si hanno in seguito alle oscillazioni della temperatura di rotore? La resistenza di rotore non ? infatti una grandezza costante del motore. Mediante modifiche della temperatura di rotore tale resistenza ? sottoposta a notevoli oscillazioni (rapporto resistenza a caldo ? resistenza a freddo quasi 1,5:1)? A frequenza di scorrimento costante la 'variazione di resistenza determinata dalla temperatura influirete? he fortemente sulla formazione della forza elettromotrice. Con la forza elettro motrice crescente dovrebbe crescere anche il flusso magnetico, cosa che poeterebbe ad un notevole aumento delle perdite nel ferro. Il regolatore di tensione impedisce tuttavia la variazione della forza elettromotrice in quanto esso regola la frequenza di scorrimento in modo che il rapporto fra la resistenza di rotore e frequenza di scorrimento resta costante indipendentemente dalla temperatura? Does the voltage regulator also eliminate the adverse effects on motor losses resulting from fluctuations in rotor temperature? The rotor resistance is not? in fact a constant size of the motor. By changing the rotor temperature this resistance? subjected to considerable fluctuations (hot resistance ratio - cold resistance almost 1.5: 1)? At constant slip frequency, will the change in resistance determined by temperature affect? he strongly on the formation of the electromotive force. With the increasing electro-motive force, the magnetic flux should also increase, which would lead to a considerable increase in iron losses. However, does the voltage regulator prevent the variation of the electromotive force since it regulates the slip frequency so that the ratio between the rotor resistance and the slip frequency remains constant regardless of the temperature?

11 convertitore viene comandato con la frequenza di stato-* re del motore in modo che si ottenga la frequenza di scorrimento impostata dal regolatore di tensione? A tale scopo in modo molto semplice ed esatto avviene la somma della frequenza di scorrimento con la frequenza di rotazione.Con frequenza di rotazione si intende qui la velocit? angolare del .rotore trasformata in una frequenza. La frequenza di rotazione viene ricavata in modo appropriato mediante un generatore nel o sul motore. Is the converter controlled with the motor state frequency * so that the slip frequency set by the voltage regulator is obtained? For this purpose, the sum of the slip frequency and the rotation frequency occurs in a very simple and exact way. angle of the .rotor transformed into a frequency. The rotation frequency is appropriately derived by a generator in or on the engine.

Vantaggiose realizzazioni del circuito secondo l'invenzione sono caratterizzate nelle rivendicazioni secondarie. Advantageous embodiments of the circuit according to the invention are characterized in the secondary claims.

L'invenzione viene illustrata qui di seguito sulla base The invention is illustrated below on the basis

di esempi di realizzazione rappresentati nel disegno. of examples of realization represented in the drawing.

La figura 1 mostra uno schema di principio del circuito secondo l'in venzione; Figure 1 shows a schematic diagram of the circuit according to the invention;

la figura 2 mostra un particolare del circuito per la formazione della frequenza di scorrimento. Figure 2 shows a detail of the circuit for forming the slip frequency.

La figura 1 mostra un motore asincrono 4 trifase, alimentato median te convertitore. Il convertitore ? costituito da un convertitore di rete 1, da ima bobina di reattanza del circuito intermedio 2 e da un invertire a sequenza di fase 3. Il convertitore di rete 1 ? applicato alla rete con una tensione che, ad esempio, pu? essere una rete ferroviaria. La rete ferroviaria pu? essere Bia una rete a tensione alternata, sia una re te a tensione continua. Nel secondo caso il convertitore di rete 1 ? costi, tuito da un regolatore a corrente-continuo con filtro di rete inserito a monte. Mediante la bobina 2 nel circuito intermedio viene applicata una corrente, il cui valore ? determinato dalla regolazione del convertitore di rete 1. L'invertitore a sequenza di fase 3 applica a blocchi tale corren te con la frequenza di comando desiderata ai tre avvolgimenti del motore asincrono 4t ohe in tal modo viene alimentato con una corrente ai morsetti Con ai indica la forza elettromotrice del motore asincrono 4 ricalcolata Bui circuito intermedio. La corrente ai morsetti del motore asin crono viene convertita in un segnale del valore reale mediante un conver titore del valore misurato 7? Io modo corrispondente, mediante un converti toro del valore misurato 8 la tensione ai morsetti del motore asincrono 4 viene commutata in un segnale di valore reale Mediante un convertitore del valore misurato 9 disposto sul motore 4 viene formato un segnale come valore reale della frequenza di rotazione del motore asin? crono 4 Figure 1 shows a three-phase asynchronous motor 4, powered by a converter. The converter? consisting of a mains converter 1, a reactance coil of the intermediate circuit 2 and a phase sequence reverse 3. The mains converter 1? applied to the network with a voltage that, for example, can? be a railway network. The railway network can? be either an alternating voltage network or a direct voltage network. In the second case, the network converter 1? costs, made by a DC-current regulator with mains filter inserted upstream. A current is applied via coil 2 in the intermediate circuit, the value of which? determined by the regulation of the mains converter 1. The phase sequence inverter 3 applies this current in blocks with the desired control frequency to the three windings of the asynchronous motor 4t which in this way is supplied with a current at the terminals Con ai indicates the electromotive force of the asynchronous motor 4 recalculated Bui intermediate circuit. Is the current at the asynchronous motor terminals converted into an actual value signal by means of a measured value converter 7? In the corresponding mode, the voltage at the terminals of the asynchronous motor 4 is switched to an actual value signal by means of a measured value converter 8 A signal is formed as an actual value of the rotation frequency by means of a measured value converter 9 on motor 4 of the asin engine? chrono 4

Nel modo solito avviene il comando del convertitore di rete 1attraverso uno Btadio di comando 6 mediante un regolatore di corren? te 5? che livella gli spostamenti di regolazione del valore regolato In the usual way, the control of the network converter 1 takes place through a B control stage 6 by means of a current regulator. you 5? which smooths out the adjustment displacements of the adjusted value

da un valore di guida per la corrente? from a driving value for the current?

Il comando in frequenza dell'invertitore a.sequenza di fase 3 avviene attraverso uno stadio di comando 15t al quale viene inviato da parte di un organo sommatore 14 un segnale proporzionale alla frequenza di comando Agli ingressi dell'organo sommatore 14 ? applicata da una parte la frequenza di rotazione fornita dal convertitore di valore di misura 9 e, dall*altra^una frequenza di scorrimento con il proprio segno. The frequency control of the phase sequence inverter 3 takes place through a control stage 15t to which a signal proportional to the control frequency is sent by a summing member 14 to the inputs of the summing member 14? applied on the one hand the rotation frequency supplied by the measurement value converter 9 and, on the other hand, a slip frequency with its own sign.

La formazione del segnale proporzionale alla frequenza di scorrimento ? rappresentato in dettaglio nella figura 2. A tale scopo ? previsto un punto di somma 19, che ? collegato con le uscite di un regolatore di tensione 13 e di un primo generatore della curva caratteristica 20. Il generatore della curva caratteristica 20 determina il valore di baee della frequenza di scorrimento in funzione del valore di regolazione The formation of the signal proportional to the slip frequency? detailed in Figure 2. For this purpose? provided for a sum point 19, which? connected to the outputs of a voltage regulator 13 and a first generator of the characteristic curve 20. The generator of the characteristic curve 20 determines the bae and value of the slip frequency as a function of the set value

della corrente ai morsetti? Il regolatore di tensione 13 corregge tale curva caratteristica in funzione.dello scostamento di regolazione del valore di regolazione della forza elettromotrice da un valore di guida della forza elettromotrice Tale scostamento di regolazione si forma nel punto 16? of the current at the terminals? The voltage regulator 13 corrects this characteristic curve as a function of the control deviation of the electromotive force setting value from a guide value of the electromotive force Does this control deviation occur at point 16?

Il valore di regolazione della forza elettromotrice The setting value of the electromotive force

il regolatore di tensione 13 viene determinato mediante un avvolgimento di misura sullo statore del motore asincrono 4 oppure mediante un convertitore di tensione? is the voltage regulator 13 determined by means of a measuring winding on the stator of the asynchronous motor 4 or by means of a voltage converter?

Le tensioni derivate in tal punto rispettivamente The voltages derived at that point respectively

sono inviate ad un dispositivo 10, che raddrizza le tensioni e fornisce il valore di regolazione della forza elettromotrice. Prima di essere raddriz zate,mediante un circuito di calcolo 25 vengono compensate le cadute di tensionenelle reattanze di statore e nelle resistenze ohmiche dell'avvolgimento di statore del motore asincrono 4. A tale scopo al circuito di caloolo 25 vengono inviate le correnti del motore 4? they are sent to a device 10, which rectifies the voltages and supplies the regulation value of the electromotive force. Before being rectified, by means of a calculation circuit 25 the voltage drops in the stator reactances and in the ohmic resistances of the stator winding of the asynchronous motor 4 are compensated. For this purpose, the currents of the motor 4 are sent to the caliper circuit 25. ?

Il valore di guida della forza elettromotrice per il regolatore di tensione 13 si ricava mediante prodotto di un valore di guida del flusso con la frequenza distatore' in un moltiplicatore 11? The guiding value of the electromotive force for the voltage regulator 13 is obtained by the product of a guiding value of the flux with the distator frequency 'in a multiplier 11?

Il valore d? guida della forza elettromotrice viene limitatocon riguardo all'invertitore a sequenza di fase 3? A tale scopo sertve mielemento di selezione del valore minimo 18/che ? collegato all'uscita dello stadio moltiplicatore 11 e il cui altro ingresso ? collegato con un organo 17 che fornisce un valore massimo per la forza elettromotrice del motore 4? The value d? is driving of the electromotive force limited with regard to the phase sequence inverter 3? For this purpose it is necessary to select the minimum value 18 / what? connected to the output of the multiplier stage 11 and whose other input? connected to a member 17 which provides a maximum value for the electromotive force of the motor 4?

Lo stadio.di selezione del valore minimo 18 seleziona il valore pi? piccolo tra il valore formato dall'organo 17 e il segnale fornito dallo stadio moltiplicatore 11. L'organo 17 che fornisce il valore - massimo della forza elettromotrice del motore 4 pu? formare valori diversi per il funzionamento di marcia e di frenatura del motore 4? Per poter stabilizzare pi? semplicemente i circuiti di regolazione e per strutturare in modo pi? chiaro il circuito, il regolatore di tensione 13 per il funzionamento in marcia e in frenatura ? realizzato ugualmente separato? The stage. Of selection of the minimum value 18 selects the value pi? small between the value formed by the member 17 and the signal supplied by the multiplier stage 11. The member 17 which supplies the maximum value of the electromotive force of the motor 4 can? form different values for the running and braking operation of motor 4? In order to stabilize more? simply the control loops and to structure in a more? clear the circuit, the voltage regulator 13 for running and braking operation? made equally separate?

Il valore di guida del flusso viene determinato in funzione del fatto che il funzionamento del motore asincrono 4 si trovi al di sopra o al di sotto del punto tipico del motore. Come numero di giri nel punto tipico si deve qui intendere, analogamente alla definizione nel caso del motore a corrente continua, la velocit? alla quale la forza elettromotrice del circuito intermedio raggiunge, oon il valore nominale di flusso del motore, la tensione di uscita massima ottenibile dal convertitore di rete 1. flusso nominale e momento nominale del motore si possono regolare al di sotto della velocit? angolare nel punto tipico.Con velocit? angolari al di sopra del punto tipico pu? ad esempio essere mantenuta costante la potenza del circuito intermedio in quanto il flusso del motore viene ridotto? La riduzione del flusso, come nel caso del motore a corrente continua, viene indicata come riduzione del campo. The flux guide value is determined as a function of whether the operation of the asynchronous motor 4 is above or below the typical point of the motor. As the number of revolutions in the typical point we must here understand, analogously to the definition in the case of the direct current motor, the speed? at which the electromotive force of the intermediate circuit reaches, with the nominal flux value of the motor, the maximum output voltage obtainable from the mains converter 1. nominal flux and nominal moment of the motor can be adjusted below the speed? angular in the typical point. angular above the typical point can? for example, must the power of the intermediate circuit be kept constant as the motor flux is reduced? Flux reduction, as in the case of the DC motor, is referred to as field reduction.

Al di sotto del punto tipico il valore di guida del flusso di viene stabilito in modo da tagliare la curva caratteristica di magnetizzazione del motore alla corrente minima determinata dall inverti. tore a sequenza di fase 3 ed inoltre in modo che con la corrente nominale venga raggiunto il flusso nominale del motore. Ci? avviene a mezzo di un ulteriore generatore della curva caratteristica 12 in funzione del valore di regolazione della corrente del motore? Un notevole vantaggio del flusso pi? piccolo nel caso di corrente di motore pi? piccolo ? da vedere nella ridotta sollecitazione termica del convertitore e del motore asincrono 4 nel caso di carico parziale? Below the typical point the flux guide value of is set to cut the motor magnetization characteristic curve at the minimum current determined by the invert. phase sequence valve 3 and also so that the rated motor flux is achieved with the rated current. There? occurs by means of an additional generator of the characteristic curve 12 as a function of the set value of the motor current? A significant advantage of the flow pi? small in the case of motor current pi? small ? to be seen in the reduced thermal stress of the converter and the induction motor 4 in the case of partial load?

Poich? viene ridotta anche la componente della corrente ai morsetti che forma il fluseot il fattore di potenza resta tuttavia relativamente elevato. Il valore di guida del flusso per il funzionamento in marcia e in frenatura del motore asiorono 4 nella maggioranza dei casi di impiego ? uguale al di sotto del punto tipico esso pu? tuttavia anche essere diverso a seconda delle richieste per quanto riguarda l'azionamento? Since? the component of the current at the terminals which forms the fluseot is also reduced, the power factor remains however relatively high. Is the flux guide value for running and braking operation of the motor as high as 4 in most use cases? equal below the typical point it can? however also be different depending on the demands regarding the drive?

Al di sopra del punto tipico l'andamento della coppia di rotazione pu? essere influenzato soltanto mediante riduzione del campo. A tale scopo,da un circuito di riduzione del campo 22,23,24 viene formato un valore di guida supplementare . Per la formazione del valore di guida eupplementare nella zona di riduzione del campo del motore vi sono diverse possibilit?: Above the typical point, the trend of the rotation torque can? be affected only by field reduction. For this purpose, an additional guide value is formed from a field reduction circuit 22,23,24. There are several possibilities for the formation of the additional guide value in the reduction area of the motor range:

il circuito di riduzione del campo 22 forma il valore di guida supplementare in funzione del comando del convertitore di rete 1 .Nel funzionamento in marcia un generatore della curva caratteristica riduce a tale scopot per gradi di comando del convertitore di rete 1 vicini al comando massimo il valore di guida del flusso altrimenti dipendente solo dalla corrente. La riduzione di campo inizia qui quindi gi? a'velocit? angolari al di sotto del punto tipico. Nel funzionamento in frenatura il flusso pu? essere ridotto in funzione della regolazione nella zona di comando ridotto, in modo da ridurre in tal modo la forza elettromotrice del circuito intermedio a velocit? angolari elevate. The field reduction circuit 22 forms the additional guide value as a function of the control of the mains converter 1. In running operation, a characteristic curve generator reduces to this scope by degrees of control of the mains converter 1 close to the maximum control. guide value of the flux otherwise dependent only on the current. The field reduction starts here so already? a'velocit? angular below the typical point. In the operation in braking the flux pu? be reduced as a function of the adjustment in the reduced control zone, so as to thereby reduce the electromotive force of the intermediate circuit at speed? high angles.

li circuito di riduzione del campo 23 determina invece a mezzo d? un regolatore di riduzione del campo il valore di guida supplementare per il funzionamento a campo ridotto? Tale circuito fornisce il suo eegnale di uscita in funzione dello spostamento di regolazione del valore di regolazione della corrente del motore dal valore di guida The field reduction circuit 23 instead determines by means of d? a field reduction controller the additional guide value for narrow range operation? This circuit provides its output signal as a function of the adjustment shift of the motor current set value from the drive value.

La riduzione di campo interviene qui per un comando sul valore massimo del convertitore d? rete 1. Il regolatore di riduzione del campo assume la funzione del regolatore di corrente? Esso riduoe il flusso e mantiene in tal modo la corrente costante? Tale comportamento ? tuttavia adatto solo per il funzionamento in marcia del motore asincrono 4? Does the field reduction occur here for a command on the maximum value of the converter d? mains 1. Does the field reduction regulator take over the function of the current regulator? Does it reduce the flux and thereby keep the current constant? Such behavior? however only suitable for running asynchronous motor 4?

Il circuito di riduzione del campo fornisce infine un valore di guida supplementare in funzione della velocit? angolare} nel funzionamento a campo ridotto del motore asincrono 4? In tale funzionamento a campo ridotto si forma una curva caratteristica in funzione della velocit? angolare e della corrente con cui il valore di guida del flusso viene ridotto? Al contrario delle possibilit? descritte precedentemente}la riduzione del campo si inserisce qui sempre alla stessa velocit? angolare} indipendentemente dal grado di regolazione del convertitore di rete 1 e della tensione di rete. Tale tipo di riduzione di campo pu? essere introdotta anche per funzionamento in marcia e in frenatura del motore asincrono 4. Finally, the field reduction circuit provides an additional guide value as a function of speed? angular} in the reduced range operation of the asynchronous motor 4? In this reduced-field operation, a characteristic curve is formed as a function of the speed? angle and current with which the flux guide value is reduced? Contrary to the possibilities? previously described} the reduction of the field is inserted here always at the same speed? angular} regardless of the degree of regulation of the mains converter 1 and of the mains voltage. This type of field reduction can? also be introduced for running and braking operation of the asynchronous motor 4.

Il circuito descritto fino ad ora riguarda la regolazione di frequenza dell'invertitore a sequenza di fase solo dal plinto di vista del funzionamento in marcia e in frenatura del motore asincrono 4* Si ha per? anche un'altra condizione di funzionamento, quando ad esempio il motore asincrono viene impiegato come comando a motore trifase in un veicolo e il veicolo si muove liberamente senza forza traente o frenante? Anche tale The circuit described up to now concerns the frequency regulation of the phase sequence inverter only from the view of the running and braking operation of the asynchronous motor 4 *. also another operating condition, when for example the asynchronous motor is used as a three-phase motor drive in a vehicle and the vehicle moves freely without tractive or braking force? Even such

Claims

1 Circuit for regulating the frequency of an invert? iore with phase sequence connected with an asynchronous motor, connected to a network converter by means of an intermediate circuit with direct current, with converters of the measured value, by means of which the l? rotation frequency, current and voltage at the motor terminals.

characterized by the following properties:

a) the input of a nominating member (14) t which supplies a signal proportional to the control frequency of the phase sequence inverter (3),? connected to the measured value converter (9) for the rotation frequency and to a sum point (19), to which the output signals of a voltage regulator (13) and of a first generator of the characteristic curve are applied ( 20) which supplies a signal for a slip frequency of the motor (4) depending on the current setting value at terminals ^

b) the voltage regulator input (13)? connected with a multiplier stage (11) which forms a guide value

for the electromotive force of the motor and also with a device {10) which provides an adjustment value which? connected after i with? verters of the measured values (7,8) for the current and voltage at the terminals;

c) the output of the sowing unit (14) and the output of another characteristic curve generator (12) are connected to the inputs of the stage., multiplier (it), which provides a guide value of the flow as a function of the set value for the current at the terminals by means of the measured value converter. (7), where this flux guiding value can? be reduced by means of a field reduction circuit (22,23,24) to produce an additional guide value of the reduced field operation of the motor (4)?

2 Circuit according to claim 1, characterized in that along the path for sending the guide value to the voltage regulator (13)? a stage for selecting the minimum value (18) of which an input? connected with the output of the multiplier stage, (11) and the other input? connected to a member (17) which provides a maximum value for the electromotive force of the motor (4)?

3 Circuit according to claim 2, characterized in that the member (17) which supplies the maximum value for the electromotive force of the motor (4) forms different values for the operation of the motor (4) in running and braking,

4 Circuit according to one of claims 1 to 3? characterized in that at the summation point (19) 1 in addition to the voltage regulator (13) and the first generator of the characteristic curve (2)? the output of a current holding regulator (21) is applied to which the adjustment deviation from a theoretical minimum current value and from the real value of the motor current is sent '

formed by the measured value converter (7) for the current

to the terminals, where the current holding regulator (21), with mains converter (1) blocked, regulates the slip frequency

of the motor (4) so that it, working as a generator, maintains a certain minimum current,

5 Circuit according to one of claims 1 to 4, characterized in that the device (22,23) 24) for generating the correction value in field weakening operation of the motor (4) supplies its output signal

? depending on the mains current converter setting (l) o

- in running operation as a function of the control deviation of the motor current setting value from a predetermined driving value or

- as a function of the frequency of the phase sequence inverter.

6 Circuit according to one of claims 1 to 5? characterized in that by means of the device (i) which provides the value d? regulation for the electromotive force of the motor (4) are the voltage drops on the leakage reactances (l) in the stator and in the ohmic resistances (R) of the stator winding of the motor (4) compensated?

7 Circuit according to one of claims 1 to 6, characterized in that the voltage regulator (13) for running and braking operation of the motor (4)? arranged separately?