DE1438018B2 - - Google Patents
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Description
1 21 2
Bekanntlich können elektrische Verbraucher be- Rückspeisung statt. Diese bekannte Schaltungsan-It is known that electrical consumers can be fed back. This well-known circuit
liebiger Art, d. h. ohmsche, induktive, kapazitive, Ordnung ist zur gesteuerten oder geregelten Speisunglovable kind, d. H. Ohmic, inductive, capacitive, order is for the controlled or regulated supply
solche mit und ohne Gegenspannung und Kombi- eines elektrischen Verbrauchers in beliebiger Ener-those with and without counter voltage and combined one electrical consumer in any energy
nationen daraus über steuerbare Halbleiterelemente gie-, Strom- und Spannungsrichtung nicht geeignet,nations from it via controllable semiconductor elements energy, current and voltage direction not suitable,
dadurch gesteuert und geregelt werden, daß die Ein- 5 Es ist auch schon eine Schaltungsanordnung zurbe controlled and regulated by the fact that the input 5 It is already a circuit arrangement for
und Ausschaltzeit, d. h. ihr Tastbetrieb, variiert wird. gesteuerten oder geregelten Speisung eines elek-and switch-off time, d. H. their tactile operation, is varied. controlled or regulated supply of an electrical
Tastbar sind solche elektronischen Verstärkerele- trischen Verbrauchers aus einer GleichstromquelleSuch electronic amplifier electrical loads from a direct current source can be touched
mente, die von Haus aus ein Ein- oder Ausschalten vorgeschlagen worden, bei der eine Stromrichter-elements that have been suggested to switch on or off, in which a converter
des Leistungsstromes ermöglichen, wenn ihr Steuer- brücke mit vier Zweigen vorgesehen ist, an derenof the power flow if your control bridge is provided with four branches, on their
strom entsprechend ein- oder ausgeschaltet wird io einer Diagonale die Gleichstromquelle und an derencurrent is switched on or off accordingly on one diagonal the direct current source and on the other
(deutsche Auslegeschrift 1 026 850; deutsche Zeit- anderer Diagonale der Verbraucher angeschlossen ist(German Auslegeschrift 1 026 850; German time - other diagonal of the consumer is connected
schrift »AEG-Mitteilungen«, 1960, S. 51 und 52). und bei der in jedem Zweig ein nicht steuerbares undscript "AEG-Mitteilungen", 1960, pp. 51 and 52). and in each branch a non-controllable and
Ebenfalls tastbar sind Stromrichterventile, die Sperr- ein tastbares, d. h. ein mit einer LöscheinrichtungConverter valves are also tactile, the locking a tactile, i. H. one with an extinguishing device
spannung in beiden Richtungen aufnehmen können, versehenes steuerbares Ventil in solcher Polung anti-can absorb voltage in both directions, provided controllable valve with such polarity anti-
und deren Einschalten in der Durchlaßrichtung zu 15 parallel geschaltet sind, daß die nicht steuerbarenand their switching on in the forward direction are connected in parallel to 15 that the non-controllable
beliebiger Zeit erfolgen kann, die aber durch einen Ventile in Sperrichtung an der GleichstromquelleAny time can be done, but by a valve in the reverse direction on the direct current source
kurzzeitigen Gegenstromstoß — im allgemeinen einem liegen. Durch Variation des Tastbetriebes dieserbrief countercurrent surge - generally a lie. By varying the tactile operation of this
Kondensator entnommen — gelöscht werden müssen. steuerbaren Ventile kann die Speisung des Ver-Capacitor removed - must be deleted. controllable valves, the supply of the
Ist die Freiwerdezeit solcher Stromrichterventile sehr brauchers gesteuert oder geregelt werden. Bei dieserIs the release time of such converter valves very user-controlled or regulated. At this
niedrig, und zwar in der Größenordnung von einigen 20 Anordnung ist jedem steuerbaren Ventil eine Lösch-low, on the order of a few 20.
Mikrosekunden, wie es z. B. bei steuerbaren Silizium- einrichtung angeordnet, die im allgemeinen aus einemMicroseconds as it is e.g. B. arranged in controllable silicon device, which generally consists of a
zellen, den Thyristoren, der Fall ist, dann kann die zu Löschkondensator, einem weiteren steuerbaren Ventilcells, the thyristors, is the case, then it can be turned into a quenching capacitor, another controllable valve
installierende Kondensatorleistung sehr klein gehalten und einer Umschwingdrossel mit einer Sperrdiodeinstalled capacitor power kept very small and a reversing choke with a blocking diode
werden, wenn insbesondere bei induktiven Ver- besteht.especially if there is inductive failure.
brauchern Freilaufventile vorgesehen werden, auf 25 Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einefree-wheeling valves need to be provided, on 25 The object of the present invention is to provide a
welche der Verbraucherstrom kommutiert wird (deut- Schaltungsanordnung zur gesteuerten oder geregeltenwhich the consumer current is commutated (German circuit arrangement for controlled or regulated
sehe Zeitschrift »ETZ-A«, Heft vom 24. 9. 1962, Speisung eines elektrischen Verbrauchers in belie-see magazine "ETZ-A", issue of September 24, 1962, feeding an electrical consumer in any
S. 653 bis 656). biger Energie-, Strom- und Spannungsrichtung ausPp. 653 to 656). biger energy, current and voltage direction
Der Vorteil solcher tastbaren Anordnung ist, daß einer Gleichstromquelle anzugeben, bei der der Aufder
Strom eines beliebigen Verbrauchers nach Vor- 30 wand an zu installierender Ventilleistung und der
gäbe eines beliebigen Sollwertes in einfacher Weise Blindleistungsbedarf gering sind.
geregelt werden kann, indem eine Zweipunktregelung Die Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einer
in der Weise erfolgt, daß das tastbare Stromrichter- Schaltungsanordnung der obengenannten Art erfinventil
bei Unterschreitung eines Stromminimalwertes dungsgemäß dadurch gelöst, daß den und nur den
eingeschaltet und bei Überschreitung eines Strom- 35 beiden gemeinsam an einem Pol der Gleichstrommaximalwertes
ausgeschaltet wird. Auf Grund der quelle liegenden steuerbaren Ventilen je eine Löschbei
tastbaren elektronischen Stromrichterventilen er- einrichtung zugeordnet und die Steuereinrichtung der
reichbaren hohen Schaltfrequenz ergeben sich keine Ventile derart ausgebildet ist, daß je nach der Strom-Stabilisierungsprobleme,
richtung im Verbraucher das eine oder das andere mitThe advantage of such a tactile arrangement is that it can be used to provide a direct current source in which the current of any consumer downstream of the valve power to be installed and the reactive power requirement of any desired value are simply low.
can be controlled by a two-point control. The solution to the problem is achieved in such a way that the tactile converter circuit arrangement of the above-mentioned type invented valve when the current falls below a minimum value in that the and only that is switched on and when a current value is exceeded 35 both are switched off together at one pole of the maximum direct current value. Due to the source of controllable valves, one extinguishing device is assigned to tactile electronic converter valves and the control device of the achievable high switching frequency does not result in valves that are designed in such a way that depending on the current stabilization problems, one or the other direction in the consumer is included
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung 40 einer Löscheinrichtung versehene steuerbare VentilThe invention relates to a circuit arrangement 40 of a controllable valve provided with an extinguishing device
zur gesteuerten oder geregelten Speisung eines elek- im Tastbetrieb arbeitet und bei Energieaufnahmefor the controlled or regulated supply of an electrical in push-button operation and with energy consumption
trischen Verbrauchers in beliebiger Energie-, Strom- durch den Verbraucher das zu der jeweiligen Strom-tric consumer in any energy, electricity through the consumer to the respective electricity
und Spannungsrichtung aus einer Gleichstromquelle, richtung gehörige weitere steuerbare Ventil dauerndand voltage direction from a direct current source, direction-related further controllable valve continuously
mit einer Stromrichterbrücke mit vier Zweigen, an eingeschaltet bleibt, während bei Energieabgabe vomwith a converter bridge with four branches, on remains switched on, while with energy output from
deren einer Diagonale die Gleichstromquelle und an 45 Verbraucher an die Gleichstromquelle die beidenone diagonal is the direct current source and 45 consumers to the direct current source the two
deren anderer Diagonale der Verbraucher ange- weiteren steuerbaren Ventile ausgeschaltet bleiben,the other diagonal of which the consumer-controlled valves remain switched off,
schlossen ist und bei der in jedem Zweig ein nicht In Weiterbildung der Erfindung ist das Zündenis closed and in each branch a not. In a further development of the invention, the ignition is
steuerbares und ein steuerbares Stromrichterventil in und Löschen der mit einer Löscheinrichtung ver-controllable and a controllable converter valve in and extinguishing the with an extinguishing device
solcher Polung antiparallel geschaltet sind, daß die sehenen steuerbaren Stromrichterventile durch einesuch polarity are connected anti-parallel that the controllable converter valves seen by a
nicht steuerbaren Ventile in Sperrichtung an der 50 Zweipunktregelung bestimmt, und zwar derart, daßnon-controllable valves in the blocking direction on the 50 two-point control determined, in such a way that
Gleichstromquelle liegen. die Regelgröße Strom, Spannung oder Energie nachDirect current source. the controlled variable current, voltage or energy
Aus der französischen Zusatzpatentschrift 79 085 Betrag und Richtung mit einer vorgegebenen Füh-From the French additional patent specification 79 085 amount and direction with a given lead
(Zusatz zu 1 279 782) ist eine Schaltungsanordnung rungsgröße verglichen wird.(Addition to 1 279 782) is a circuit size is compared.
zur Speisung eines elektrischen Verbrauchers aus An Hand der Figuren, die Ausführungsbeispiele
einer Gleichstromquelle bekannt, bei der eine Strom- 55 des Gegenstandes der Erfindung veranschaulichen,
richterbrücke mit vier Zweigen vorgesehen ist, an soll die Erfindung näher erläutert werden,
deren einer Diagonale die Gleichstromquelle und an Die F i g. 1 a bis Id zeigen die verschiedenen Bederen
anderer Diagonale der Verbraucher ange- triebszustände einer Schaltungsanordnung gemäß der
schlossen ist und bei der in jedem Zweig ein nicht Erfindung zur Speisung eines Gleichstromversteuerbares
und ein steuerbares Stromrichterventil in 60 brauchers;for feeding an electrical load from the figures, the exemplary embodiments of a direct current source are known, in which a current 55 of the subject matter of the invention illustrate, judge bridge with four branches is provided, the invention will be explained in more detail at,
one diagonal of which is the direct current source and at Die F i g. 1 a to Id show the various different diagonals of the consumer driven states of a circuit arrangement according to which is closed and in which in each branch a non-invention for supplying a DC controllable and a controllable converter valve in 60 users;
solcher Polung antiparallel geschaltet sind, daß die F i g. 2 zeigt eine entsprechende Anordnung, beisuch polarity are connected anti-parallel that the F i g. 2 shows a corresponding arrangement at
nicht steuerbaren Ventile in Sperrichtung an der der als Führungsgröße jedoch eine Wechselgrößenon-controllable valves in the blocking direction on the as reference variable, however, an alternating variable
Gleichstromquelle liegen. Bei dieser Schaltungsan- vorliegt;Direct current source. This circuit is present;
Ordnung handelt es sich um eine Wechselrichter- F i g. 3 zeigt eine entsprechend aufgebaute Anord-Order is an inverter F i g. 3 shows a correspondingly constructed arrangement
schaltung ohne Möglichkeit, die abgegebene Span- 65 nung zur Speisung eines dreiphasigen Verbrauchers,circuit without the possibility of using the output voltage to supply a three-phase consumer,
nung zu steuern oder zu regeln. Am Schluß jeder undto control or regulate. In the end everyone and
Stromhalbwelle findet über die antiparallel ge- F i g. 4 zeigt eine Anordnung zur Speisung einesCurrent half-wave takes place via the anti-parallel F i g. 4 shows an arrangement for feeding a
schalteten nicht steuerbaren Ventile jeweils eine Gleichstrom-Reihenschlußmotors.switched non-controllable valves each with a direct current series motor.
In der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1 a bis 1 d ist eine Stromrichterbrücke mit vier Zweigen vorgesehen, an deren einer Diagonale eine Gleichstromquelle 8 und an deren anderer Diagonale ein Verbraucher 9, im Beispiel ein Motor, angeschlossen ist und bei der in jedem Zweig ein nicht steuerbares 12 a bis 12 d und ein steuerbares Stromrichterventil 10 a, IQb, 11a, Ub in solcher Polung antiparallel geschaltet sind, daß die nicht steuerbaren Ventile 12 a bis 12 d in Sperrichtung an der Gleichstromquelle 8 liegen. Den und nur den beiden gemeinsam an einem Pol der Gleichstromquelle 8 liegenden steuerbaren Ventilen 10 α und 10 b ist je eine Löscheinrichtung zugeordnet. Dies ist durch einen zweiten Steueranschluß am Ventil angedeutet. Diese Schaltungsanordnung ermöglicht einen Vierquadrantenbetrieb, wobei vorausgesetzt wird, daß die Gleichstromquelle 8 nicht nur Strom liefern, sondern auch Strom aufnehmen kann. Die Funktionsweise im Vierquadrantenbetrieb soll an Hand der F i g. 1 a bis 1 d näher erläutert werden. Als Verbraucher wird zum Beispiel der Anker eines Gleichstrommotors 9 angenommen, f dessen Ankerinduktivität nicht gesondert dargestellt ist, die aber im Falle einer echten Rückarbeit — bis auf die Verbraucherspannung Null — vorhanden sein soll. In den Diagrammen rechts der Schaltung ist jeweils angegeben, in welchem Quadranten des Drehzahl-Drehmoment-Kennlinienfeldes nlMd oder des Spannungs-Strom-Kennlinienfeldes Uli jeweils gearbeitet wird, wenn die steuerbaren Ventile entsprechend ausgesteuert werden und Strom führen.In the circuit arrangement according to FIG. 1 a to 1 d, a converter bridge with four branches is provided, on one diagonal of which a direct current source 8 and on the other diagonal of a consumer 9, in the example a motor, is connected and in which a non-controllable 12 a to 12 d in each branch and a controllable power converter valve 10 a, IQb, 11a, Ub are connected in anti-parallel in such a direction that the non-controllable valves 12 a to 12 d are in the reverse direction to the DC power source. 8 An extinguishing device is assigned to each of the controllable valves 10α and 10b , and only the two controllable valves 10a and 10b that are jointly connected to one pole of the direct current source 8. This is indicated by a second control connection on the valve. This circuit arrangement enables four-quadrant operation, it being assumed that the direct current source 8 can not only deliver current, but can also absorb current. The mode of operation in four-quadrant operation should be based on FIG. 1 a to 1 d are explained in more detail. The armature of a direct current motor 9, for example, is assumed to be the consumer, f the armature inductance of which is not shown separately, but which should be present in the case of real work back - except for the consumer voltage zero. The diagrams to the right of the circuit indicate in which quadrant the speed-torque characteristic field nlMd or the voltage-current characteristic field Uli is operated when the controllable valves are controlled accordingly and carry current.
In den F i g. 1 a und 1 c ist der Fahrbetrieb, im ersten Falle Treiben rechts, im zweiten Falle Treiben links, dargestellt. Die Fig. Ib und 1 d veranschaulichen den zugehörigen Bremsbetrieb. Die nicht weiter dargestellte Steuereinrichtung für die steuerbaren Stromrichterventile 10 α, 10 b, 11,11 b ist derart ausgebildet, daß je nach der Stromrichtung im Verbraucher 9 das eine oder das andere mit einer Löscheinrichtung versehene steuerbare Ventil 10 α bzw. 10 b im Tastbetrieb arbeitet und bei Energieaufnahme durch den Verbraucher, d. h. im Fahrbetrieb, das zu der jeweiligen Stromrichtung gehörige weitere steuer- !) bare Stromrichterventil 11 b bzw. 11 α dauernd ein- ! geschaltet bleibt, während bei Energieabgabe vom Verbraucher an die Gleichstromquelle, d. h. beim Bremsbetrieb, die beiden weiteren steuerbaren Ventile 11 b bzw. 11 α ausgeschaltet bleiben. Zweckmäßigerweise erfolgt das Zünden und Löschen der mit einer Löscheinrichtung versehenen steuerbaren Stromrichterventile 10 α und 10 b durch eine Zweipunktregelung, und zwar derart, daß die Regelgröße Strom, Spannung oder Energie nach Betrag und Richtung mit einer vorgegebenen Führungsgröße verglichen wird.In the F i g. 1 a and 1 c the driving operation, in the first case driving on the right, in the second case driving on the left, is shown. Ib and 1 d illustrate the associated braking operation. The control device not shown further for the controllable current converter valves 10 α, 10 b, 11.11 b is formed such that, depending on the direction of current in the load 9, the α one or the other provided with an extinguishing device controllable valve 10 or 10 b in the inching works and when energy is consumed by the consumer, ie when driving, the further controllable converter valve 11 b or 11 α belonging to the respective current direction is permanently on! remains switched, while when energy is output from the consumer to the direct current source, ie during braking, the two further controllable valves 11 b and 11 α remain switched off. The controllable converter valves 10 α and 10 b provided with an extinguishing device are expediently ignited and extinguished by a two-point control system in such a way that the controlled variable current, voltage or energy is compared according to magnitude and direction with a predetermined reference variable.
Im Fahrbetrieb Treiben rechts gemäß F i g. 1 a wird demzufolge das halbausgefüllt dargestellte steuerbare Stromrichterventil 10 a, dem eine Löscheinrichtung zugeordnet ist, in Abhängigkeit von der Regelgröße getastet, z. B. in Abhängigkeit vom Ankerstrom, der mit einem Stromwandler 13 erfaßt wird. Das zu dieser Stromrichtung gehörige steuerbare Ventil 11 b, das voll ausgefüllt dargestellt ist, bleibt während dieser Zeit dauernd eingeschaltet. Der von der Gleichstromquelle 8 gelieferte Verbraucherstrom fließt somit über das mit einer Löscheinrichtung versehene steuerbare Ventil 10 a, den Verbraucher 9 und das steuerbare Ventil 11 b. Wie angedeutet, fließt der Verbraucherstrom während der Zeit, in der das steuerbare Ventil 10 a gelöscht ist, über das steuerbare Ventil 11 b und das nicht steuerbare Ventil 12 c im Freilauf weiter. Bei dem in F i g. 1 a dargestellten Fahrbetrieb wird der Gleichstromquelle 8 eine positive Leitung P + entnommen und dem Verbraucher 9 zugeführt.When driving, driving on the right according to FIG. 1 a is therefore the half-filled shown controllable converter valve 10 a, which is assigned a quenching device, sampled depending on the controlled variable, z. B. as a function of the armature current, which is detected with a current transformer 13. The controllable valve 11 b associated with this flow direction, which is shown fully filled, remains switched on continuously during this time. The consumer current supplied by the direct current source 8 thus flows via the controllable valve 10a provided with a quenching device , the consumer 9 and the controllable valve 11b. As indicated, the consumer current flows during the time in which the controllable valve 10 a is cleared, via the controllable valve 11 b and the non-controllable valve 12 c in freewheeling mode. In the case of the FIG. 1a, a positive line P + is taken from the direct current source 8 and fed to the consumer 9.
In F i g. 1 b ist der dem Fahrbetrieb Treiben rechts zugeordnete Bremsbetrieb dargestellt. Während des Bremsbetriebes, d. h. bei Energieabgabe vom Verbraucher 9 an die Gleichstromquelle 8, bleiben die beiden steuerbaren Stromrichterventilella und 11 b ausgeschaltet. Dieser Bremsbetrieb wird dadurch eingeleitet, daß von den vier steuerbaren Stromrichterventilen drei gesperrt sind und lediglich das mit einer Löscheinrichtung versehene Ventil 10 b im Tastbetrieb arbeitet. Dadurch wird die nicht näher dargestellte Ankerinduktivität unter Umkehrung der Stromrichtung über die Diode 12 a aufgeladen. Das bedeutet, daß der in diesem Stromkreis fließende Strom, getrieben durch die Anker-EMK, ansteigt. Beim Löschen des steuerbaren Ventiles 10 b fließt über die Diode 12 α und 12 d ein Rückarbeitsstrom zur Stromquelle 8 weiter. Während dieses Betriebszustandes wird, wie im Diagramm rechts angedeutet, eine Leistung P_ vom Verbraucher 9 zur Gleichstromquelle 8 geliefert.In Fig. 1 b shows the braking operation assigned to the driving operation on the right. During the braking operation, ie energy delivery by the consumer 9 to the DC power source 8, the two controllable converter valve Ella and 11b remain off. This braking operation is initiated, that are locked by the four controllable current converter valves, and only the three provided with an erasing means valve 10 b in the pulse mode operates. As a result, the armature inductance, not shown in detail, is charged with reversal of the current direction via the diode 12 a. This means that the current flowing in this circuit, driven by the armature EMF, increases. When the controllable valve 10 b is deleted, a reverse work current flows through the diode 12 α and 12 d to the current source 8. During this operating state, as indicated in the diagram on the right, a power P_ is supplied from the consumer 9 to the direct current source 8.
In Fig. Ic ist der Fahrbetrieb Treiben links dargestellt. Dieser Betriebszustand ergibt sich ganz automatisch, wenn das gleiche mit einer Löscheinrichtung versehene steuerbare Stromrichterventil 10 b wie in Fig. Ib weiterbetrieben und zusätzlich das zu der Stromrichtung Treiben links gehörige steuerbare Stromrichterventil 11a eingeschaltet wird, so daß während der Zeit, in der das tastbare Stromrichterventil 10 b gelöscht ist, ein Freilaufstrom über die Stromrichterventile 11α und 12 d fließen kann. Während dieses Betriebszustandes wird, wie im Diagramm angedeutet, eine positive Leistung P + von der Gleichstromquelle 8 an den Verbraucher 9 geliefert.In Fig. Ic the driving operation is shown on the left. This operating state arises completely automatically when the same controllable converter valve 10b provided with a quenching device as in Fig. Ib continues to operate and the controllable converter valve 11a belonging to the current direction drive on the left is switched on, so that during the time in which the tactile converter valve is deleted b 10, a free-wheeling current through the converter valves 11α and 12 can flow d. During this operating state, as indicated in the diagram, a positive power P + is supplied from the direct current source 8 to the consumer 9.
In F i g. 1 d ist schließlich der dem Fahrbetrieb Treiben links zugeordnete Bremsbetrieb dargestellt. Entsprechend den in F i g. 1 b beschriebenen Vorgängen wird die nicht dargestellte Ankerinduktivität unter Umkehrung der Stromrichtung mit Hilfe des im Tastbetrieb arbeitenden, mit einer Löscheinrichtung versehenen steuerbaren StromrichterventilslOa aufgeladen. Bei Löschung des StromrichterventilslOa fließt der Verbraucherstrom über die Dioden 12 b und 12 c zur Gleichstromquelle 8 weiter. Auch hier läßt sich durch die Möglichkeit der Gleichspannungstransformation unter Verwendung von mit einer Löscheinrichtung versehenen steuerbaren Stromrichterventilen der Motor 9 bis auf die Drehzahl Null abbremsen.In Fig. Finally, FIG. 1 d shows the braking operation assigned to the driving operation on the left. According to the in F i g. 1 b, the armature inductance (not shown) is charged with the reversal of the current direction with the aid of the controllable converter valve 10a which operates in touch mode and is provided with a quenching device. When the converter valve 10a is extinguished, the consumer current continues to flow via the diodes 12 b and 12 c to the direct current source 8. Here, too, the possibility of direct voltage transformation using controllable converter valves provided with a quenching device allows the motor 9 to be braked down to zero speed.
An Hand der F i g. 1 a bis Id wurde gezeigt, daß eine aus vier nicht steuerbaren Stromrichterventilen 12α bis lld, zwei steuerbaren Stromrichterventilen 11α, Hb und zwei tastbaren Stromrichterventilen 10 α, 10 b aufgebaute Stromrichterbrücke, die aus einer Gleichstromquelle 8 gespeist wird, in der Lage ist, einen Betrieb in allen vier Quadranten zu ermöglichen. Damit kann, wie in F i g. 2 angedeutet ist, einem beliebigen Verbraucher 26 auch Wechselstrom veränderlicher Höhe und veränderlicher Frequenz zugeführt werden. Das Zünden und Löschen der mit einer Löscheinrichtung versehenen steuerbaren Stromrichterventile 10 α und 10 b wird dabei durch eine Zweipunktregelung bestimmt. Der Ist-Strom als Regel-On the basis of FIG. 1a to Id has been shown that one of four non-controllable current converter valves 12α α to lld, two controllable current converter valves 11α, Hb and two palpable converter valves 10, 10 b constructed converter bridge, which is fed from a direct current source 8, is capable of a Enable operation in all four quadrants. Thus, as shown in FIG. 2 is indicated, alternating current of variable magnitude and variable frequency can also be fed to any consumer 26. The ignition and extinguishing of the controllable converter valves 10 α and 10 b provided with an extinguishing device is determined by a two-point control. The actual current as a control
größe wird nach Betrag und Richtung mit einer vorgegebenen Führungsgröße /so(; verglichen, die im vorliegenden Beispiel ein Wechselstrom ist, dessen Kurvenform, Frequenz und Betrag veränderbar ist. Die schematisch dargestellte Einrichtung 16 enthält die Zünd- und Löscheinrichtungen für die tastbaren Stromrichterventile 10 α und 10 b sowie einen Stromregler und eine Umschaltlogik, die je nach Stromrichtung die Ventile 10 a oder 10 b einschaltet. Diese Schaltungsanordnung unterscheidet sich in ihrer Funktionsweise prinzipiell nicht von der in F i g. 1.size is compared according to amount and direction with a predetermined reference variable / so (; which in the present example is an alternating current, the curve shape, frequency and amount can be changed. The device 16 shown schematically contains the ignition and extinguishing devices for the tactile converter valves 10 α and 10 b as well as a current regulator and a switching logic which switches on the valves 10 a or 10 b depending on the direction of current.
Sinngemäß läßt sich mit einer solchen Stromrichterbrückenanordnung auch Drehstrom aus der Gleichstromquelle 8 mit konstanter Spannung unmittelbar erzeugen, wie das in F i g. 3 dargestellt ist. Zu diesem Zweck wird eine Dreiphasenbrücke mit dem gleichen Grundaufbau wie bei der Einphasenbrücke gemäß F i g. 2 gebildet. In jedem Brückenzweig ist ein nicht steuerbares 12 a bis 12/ und ein steuerbares Stromrichterventil 10 α bis 10 c, 11 α bis lic in solcher Polung antiparallel geschaltet, daß die nicht steuerbaren Ventile 12a bis 12/ in Sperrichtung an der Gleichstromquelle 8 liegen. Den und nur den drei gemeinsam an einem Pol der Gleichstromquelle 8 liegenden steuerbaren Ventilen 10 α bis 10 c ist je eine Löscheinrichtung zugeordnet. Als Drehstromverbraucher ist im vorliegenden Beispiel ein Dreiphasen-Induktionsmotor 27 mit Kurzschlußläufer angegeben. Für die steuerbaren Ventile 11a bis lic ist lediglich eine Logik erforderlich, die diese Ventile sperren muß, wenn das tastbare Stromrichterventil, das unmittelbar mit dem steuerbaren Ventil in Reihe liegt, das gerade Strom führt, gezündet wird. Vorzugsweise werden die Ströme in der gewünschten Kurvenform, normalerweise sinusförmig, von einem elektromechanischen oder statischen Pilotgenerator 30 an die Zünd-, Lösch- und Regeleinrichtungen 16 α bis 16 c vorgegeben. Eine Drehzahlregelung erfolgt mit Vorteil nach dem Leitstromverfahren, indem die Drehzahl η mit einer Tachometermaschine 28 ermittelt und mit Hilfe eines Drehzahlreglers 29 auf einen vorgegebenen Sollwert nsoU geregelt wird. Der Ausgang dieses Drehzahlreglers;29 liefert dem Pilotgenerator 30 als Führungsgröße einen Gleichstromsollwert/so/;. Die Umwandlung dieses Gleichstrom-Sollwertes in einen entsprechenden Drehstromsollwert kann nach bereits vorgeschlagenen Anordnungen erfolgen. Um das Anlaufmoment des Drehstrommotors 27 möglichst hoch zu halten, ist eine überlagerte Regelung auf einen bestimmten Schlupf zweckmäßig. Analogously, with such a converter bridge arrangement, three-phase current can also be generated directly from the direct current source 8 with a constant voltage, as is shown in FIG. 3 is shown. For this purpose, a three-phase bridge with the same basic structure as the single-phase bridge according to FIG. 2 formed. In each branch of the bridge, a non-controllable 12 a to 12 / and a controllable converter valve 10 α to 10 c, 11 α to lic are connected in antiparallel polarity such that the non-controllable valves 12 a to 12 / are connected to the direct current source 8 in the blocking direction. An extinguishing device is assigned to each of the three controllable valves 10 α to 10 c which are jointly located on one pole of the direct current source 8. In the present example, a three-phase induction motor 27 with a squirrel-cage rotor is specified as the three-phase consumer. All that is required for the controllable valves 11a to lic is a logic that must block these valves when the tactile converter valve, which is directly in series with the controllable valve that is currently carrying current, is ignited. The currents are preferably specified in the desired curve shape, normally sinusoidal, from an electromechanical or static pilot generator 30 to the ignition, extinguishing and control devices 16 α to 16 c. A speed control is advantageously carried out according to the control current method, in that the speed η is determined with a tachometer machine 28 and regulated to a predetermined setpoint value n soU with the aid of a speed controller 29. The output of this speed controller; 29 supplies the pilot generator 30 as a reference variable with a direct current setpoint / so /; . The conversion of this direct current target value into a corresponding three-phase current target value can take place according to the arrangements already proposed. In order to keep the starting torque of the three-phase motor 27 as high as possible, a superimposed regulation for a specific slip is useful.
F i g. 4 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Speisung eines Gleichstrom-Reihenschlußmotors. Diese Anordnung ermöglicht einen Betrieb des Gleichstrom-Reihenschlußmotors mit seinem Anker 9 und seiner Feldwicklung 17 in allen vier Quadranten, wobei ein stabiler Bremsbetrieb mit größtmöglichem Drehmoment auch bei geschwächtem Feld erreicht wird. Bei dieser Anordnung ist der Verbindungspunkt der mit einer Löscheinrichtung versehenen steuerbaren Stromrichterventile 10 α und 10 b mit dem Verbindungspunkt der zugehörigen nicht steuerbaren Stromrichterventile 12a und 12 b über die Feldwicklung 17 verbunden. Parallel zur Feldwicklung 17 ist eine Freilaufdiode 18 geschaltet. Die Funktionsweise dieser Anordnung entspricht prinzipiell der der Fig. 1. Entsprechend den Schaltzuständen nach den Fig. Ib und 1 d wird hier beim Bremsen ebenfalls die Ankerbzw. Feldinduktivität aufgeladen. Es ist vorteilhaft, direkt parallel zur Feldwicklung 17 ein zusätzliches steuerbares Stromrichterventil 19 vorzusehen, so daß in einfacher Weise eine Feldschwächung vorgenommen werden kann. Bei direkter Parallelschaltung zur Feldwicklung in Reihe mit den mit einer Löscheinrichtung versehenen steuerbaren Stromrichterventilen 10a und 10 b braucht dieses steuerbare Stromrichterventil 19 nicht löschbar zu sein. Mit dieser Schaltungsanordnung ist auch eine Regelung des Ankerbremsstromes, der direkt über die Diodenbrücke 12 a bis 12 ei fließen kann, durch entsprechende Feldstromregelung möglich. Wie bei den Anordnungen gemäß den F i g. 1 bis 3 wird das Zünden und Löschen der mit einer Löscheinrichtung versehenen steuerbaren Stromrichterventile 10 α und 10 b zweckmäßig durch eine Zweipunktregelung bestimmt, und zwar derart, daß die Regelgröße Strom, Spannung oder Energie nach Betrag und Richtung mit einer vorgegebenen Führungsgröße verglichen wird. Einrichtungen 16 a und 16 b dienen zur Zündung, Löschung und Regelung. Ein Stromwandler 13 erfaßt den Strom-Istwert.F i g. 4 shows a circuit arrangement for feeding a direct current series motor. This arrangement enables the direct current series motor with its armature 9 and its field winding 17 to be operated in all four quadrants, with stable braking operation being achieved with the greatest possible torque even when the field is weakened. In this arrangement, the connection point of the provided with an erasing means controllable current converter valves 10 is α and 10 b to the junction point of the corresponding non-controllable rectifier valves 12a and 12 b via the field winding 17 is connected. A freewheeling diode 18 is connected in parallel with the field winding 17. The mode of operation of this arrangement corresponds in principle to that of FIG. 1. Corresponding to the switching states according to FIGS. Field inductance charged. It is advantageous to provide an additional controllable converter valve 19 directly parallel to the field winding 17, so that a field weakening can be carried out in a simple manner. In the case of a direct parallel connection to the field winding in series with the controllable converter valves 10a and 10b provided with an extinguishing device, this controllable converter valve 19 need not be extinguishable. With this circuit arrangement it is also possible to regulate the armature braking current, which can flow directly via the diode bridge 12 a to 12 ei, by means of appropriate field current regulation. As with the arrangements according to FIGS. 1 to 3, the ignition and extinguishing of the controllable converter valves 10 α and 10 b provided with an extinguishing device is expediently determined by a two-point control, namely in such a way that the controlled variable current, voltage or energy is compared according to magnitude and direction with a predetermined reference variable. Devices 16 a and 16 b are used for ignition, extinguishing and control. A current transformer 13 detects the actual current value.
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| DE3239202A1 (en) * | 1982-10-22 | 1984-05-03 | Naučno-issledovatel'skij, proektno-konstruktorskij i technologičeskij institut komplektnogo elektroprivoda, Novosibirsk | Control device for an AC motor |
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