JP5478711B2 - 孤立交流電圧系統を有する設備のための駆動システム - Google Patents
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Description
電動機としても発電機としても動作可能である駆動用3相交流電動機と、
中間回路電圧を有する直流電流中間回路を備えた電力変換装置とを備え、
電力変換装置が系統側変換器と電動機側変換器とを含み、系統側変換器が入力側を孤立交流電圧系統に接続可能であり、出力側を直流電流中間回路に接続され、電動機側変換器が入力側を直流電流中間回路に、出力側を駆動用3相交流電動機に接続され、
駆動用3相交流電動機が電動機動作時に電力変換装置を介して電気エネルギーを孤立交流電圧系統から摂取し、発電機動作時に電気エネルギーを発生して電動機側変換器を介して直流電流中間回路に与え、
駆動用3相交流電動機が発電機動作時に発生して電動機側変換器を介して直流電流中間回路に与える電気エネルギーの少なくとも一部を吸収するために、直流電流中間回路内に配置され、少なくとも1つのエネルギー吸収器、好ましくは少なくとも1つの抵抗器からなるエネルギー吸収器を有するエネルギー吸収装置を備える駆動システムにおいて、
エネルギー吸収装置が、複数のエネルギー吸収器と、それらのエネルギー吸収器を作動させるためにそれらのエネルギー吸収器に直列に接続された1つのダイオードとを含み、このダイオードの極性は、そのダイオードが、発電機動作時に存在する中間回路電圧の極性の場合に導通状態にあり、電動機動作時に存在する中間回路電圧の極性の場合に阻止状態にあるように定められており、
エネルギー吸収装置が駆動用3相交流電動機の電気制動出力の吸収に関して可変に構成されており、
エネルギー吸収装置が、駆動用3相交流電動機の電気制動出力の吸収を変化させるために、エネルギー吸収器の少なくとも一部分について、各エネルギー吸収器に対して直列又は並列に接続されたそれぞれ1つのスイッチを含んでおり、
少なくとも1つのエネルギー吸収器がエネルギー蓄積装置として、特に大電力コンデンサバッテリー又は電気化学的バッテリー(蓄電池)又はフライホイール蓄積装置として構成されていることによって解決される(請求項1)。
本発明の有利な実施態様は次の通りである。
・エネルギー吸収装置が、少なくとも1つのエネルギー吸収器を作動させるために、そのエネルギー吸収器に直列に接続された可制御パワーエレクトロニクス半導体スイッチを含み、この半導体スイッチの極性は、該半導体スイッチが、発電機動作時に存在する中間回路電圧の極性の場合に導通状態に切換可能であり、電動機動作時に存在する中間回路電圧の場合に阻止状態になるように定められている。
・1つ又は複数のスイッチがパワーエレクトロニクス半導体スイッチとして構成されている(請求項2)。
・パワーエレクトロニクス半導体スイッチが、逆方向阻止形パワー半導体素子、特にサイリスタとして構成されている。
・駆動用3相交流電動機の電気制動出力の吸収を変化させるために、エネルギー吸収器の少なくとも1つが連続的に変化可能な抵抗器として構成されている(請求項3)。
・駆動用3相交流電動機の所望の目標制動トルクと駆動システムの実際値とに依存してエネルギー吸収装置によって駆動用3相交流電動機の制動出力の吸収を制御および/または調節するための監視および制御装置が設けられている(請求項4)。
・駆動用3相交流電動機が1桁または複数桁のメガワット範囲の出力を有する(請求項5)。
PZ,motorisch=UZ・IZ>0 (式1)
が当てはまらなければならないことである。
PZ,generatorisch=UZ・IZ<0 (式2)
が当てはまらなければならない。
Sign[IZ,motorisch]=Sign[IZ,generatorisch]=一定=+1 (式3)
となる。
電動機動作: Sign[UZ,motorisch]=+1 (式4)
発電機動作: Sign[UZ,generatorisch]=−1 (式5)
である。
中間回路電圧の極性および/または
中間回路電圧の高さおよび/または
中間回路電流および/または
電動機回転数および/または
電動機電圧および/または
電動機電流
の値である。
2 直流電流中間回路形電力変換装置
3 系統側変換器
4 電動機側変換器
5 直流電流中間回路
6 変圧器
7 交流電圧系統
8 駆動用3相交流電動機
9 導体
10 導体
11 直流平滑リアクトル
20 エネルギー吸収装置
21 電気抵抗器
22 ダイオード
23 スイッチ
24 フリーホイールダイオード
25 遮断可能である可制御パワー半導体スイッチ(IGBT)
26 遮断可能でない可制御パワー半導体スイッチ(サイリスタ)
27 監視および制御装置
Claims (5)
- 孤立交流電圧系統(7)を有する設備のための駆動システム(1)であって、
電動機としても発電機としても動作可能である駆動用3相交流電動機(8)と、
中間回路電圧(UZ)を有する直流電流中間回路(5)を備えた電力変換装置(2)とを備え、
電力変換装置(2)が系統側変換器(3)と電動機側変換器(4)とを含み、系統側変換器(3)が入力側を孤立交流電圧系統(7)に接続可能であり、出力側を直流電流中間回路(5)に接続され、電動機側変換器(4)が入力側を直流電流中間回路(5)に、出力側を駆動用3相交流電動機(8)に接続され、
駆動用3相交流電動機(8)が電動機動作時に電力変換装置(2)を介して電気エネルギーを孤立交流電圧系統(7)から摂取し、発電機動作時に電気エネルギーを発生して電動機側変換器(4)を介して直流電流中間回路(5)に与え、
駆動用3相交流電動機(8)が発電機動作時に発生して電動機側変換器(4)を介して直流電流中間回路(5)に与える電気エネルギーの少なくとも一部を吸収するために、直流電流中間回路(5)内に配置され、少なくとも1つのエネルギー吸収器(21)を有するエネルギー吸収装置(20)を備える駆動システム(1)において、
エネルギー吸収装置(20)が、複数のエネルギー吸収器(21)と、それらのエネルギー吸収器(21)を作動させるためにそれらのエネルギー吸収器(21)に直列に接続された1つのダイオード(22)とを含み、このダイオード(22)の極性は、そのダイオード(22)が、発電機動作時に存在する中間回路電圧(U Z )の極性の場合に導通状態にあり、電動機動作時に存在する中間回路電圧(U Z )の極性の場合に阻止状態にあるように定められており、
エネルギー吸収装置(20)が駆動用3相交流電動機(8)の電気制動出力の吸収に関して可変に構成されており、
エネルギー吸収装置(20)が、駆動用3相交流電動機(8)の電気制動出力の吸収を変化させるために、エネルギー吸収器(21)の少なくとも一部分について、各エネルギー吸収器(21)に対して直列又は並列に接続されたそれぞれ1つのスイッチ(23)を含んでおり、
少なくとも1つのエネルギー吸収器(21)がエネルギー蓄積装置として構成されている
ことを特徴とする駆動システム。 - 1つ又は複数のスイッチ(23)がパワーエレクトロニクス半導体スイッチとして構成されていることを特徴とする請求項1記載の駆動システム。
- 駆動用3相交流電動機(8)の電気制動出力の吸収を変化させるために、エネルギー吸収器(21)の少なくとも1つが連続的に変化可能な抵抗器として構成されていることを特徴とする請求項1または2記載の駆動システム。
- 駆動用3相交流電動機(8)の所望の目標制動トルク(MBr *)と駆動システム(1)の実際値とに依存してエネルギー吸収装置(20)によって駆動用3相交流電動機(8)の制動出力の吸収を制御または調節するための監視および制御装置(27)が設けられていることを特徴とする請求項1から3の1つに記載の駆動システム。
- 駆動用3相交流電動機(8)が1桁または複数桁のメガワット範囲の出力を有することを特徴とする請求項1から4の1つに記載の駆動システム。
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