DE1638599B2 - Verfahren und Anordnung zur Steuerung der Drehzahl und Drehrichtung einer Drehstrommaschine - Google Patents

Description

Frequenzgebers einem Spannungsregler, der für eine werteinsparung kann an einem Eingang 17 des Fre-Einrichtung zur Beeinflussung der Eingangsgleich- quenzgebers 12 erfolgen,

spannung vorgesehen ist, als Regelistwert vorgegeben Falls längere und wiederholte Laständerungen im ist. Betrieb der Drehstrommaschine 2 auftreten sollten,

Der Frequenzgeber für die Steuerung des Strom- 5 kann auch eine stromabhängige Einspeisung einer richters kann dabei vorzugsweise als Flußregler oder Hilfsgröße für den Sollwert über den Eingang 17 Läuferfrequenzreglcr ausgebildet sein. Ihm wird an vorgesehen sein. Bei Teillast wird dann der Sollwerteinem Eingang ein fest eingestellter Sollwert für die geber 13 auf einen entsprechend geringen Sollwert jeweilige Maschinengröße, also für den magnetischen eingestellt, der einen guten Wirkungsgrad der Dreh-Fluß oder für die Läuferfrequenz, vorgegeben. Der io strontmaschine 2 ergibt. Bei einer anschließenden Istwert dieser Maschinengröße wird erfaßt oder auch schnellen Lasterhöhung wird der Sollwert mittels der nachgebildet und gleichfalls einem Eingang des als Hilfsgröße am Eingang 17 entsprechend stromabhän-Regler ausgebildeten Frequenzgebers vorgegeben. gig nachgeführt.

Das Ausgangssignal des als Regler ausgebildeten Der Steuereinrichtung 10 des Stromrichters 4 ist

Frequenzgebers wird dem Spannungsregler für die 15 ein Spannungsregler 20 vorgeschaltet. Diesem Span-Eingangsgleichspannung als Regelistwert vorgege- nungsregler 20 wird von einem Sollwertgeber 21, der ben. Dieser Spannungsregler regelt dann entspre- ebenfalls als Potentiometer angedeutet ist, ein entchend einem einstellbaren Spannungssollwert die Re- sprechender Sollwert vorgegeben. Der Spannungsregelabweichung aus. Da der Regelistwert ein Maß für gier 20 regelt entsprechend diesem eingestellten SoIldie Drehzahl der Drehstrommaschine ist, dient der 20 wert die Eingangsgleichspannung des Stromrich-Solhvertgeber des Spannungsreglers zur Einstellung ters 3 Hine dem Fluß der Drehstrommaschine 2 weder Drehzahl. Die Frequenz des Stromrichters wird nigstens annähernd proportionale elektrische Größe bei einer Änderung der Eingangsgleichspannung, die wird vom Wandler 16 dem als Flußregler ausgebildevon einem Gleichrichter oder einem Gleichstromstel- ten Frequenzgeber 12 vorgegeben. Diese elektrische ler geliefert wird, entsprechend nachgeführt. as Größe ist eine Funktion der Eingangsgleichspannung

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf des Stromrichters 3. Das Ausgangssignal des Fredie Zeichnung Bezug genommen, in der ein Ausfüh- quenzgebers 12 wird der Steuereinrichtung 9 als Einrungsbeispiel einer Anordnung zur Durchführung des gangssignal und dem Spannungsregler 20 als Regel-Verfahrens nach der Erfindung schematiscb veran- istwert vorgegeben. Der Regelistwert ist in erster schaulicht ist. 30 Näherung ein Maß für die Drehzahl der Drehstrom-

Eine Drehstrommaschine 2 ist über einen selbstge- maschine 2. Der Spannungsregler 20 wird somit zum führten Stromrichter 3 und einen Gleichstrom-Ein- Drehzahlregler, und am Sollwertgeber 21 läßt sich gangskreis sowie einen netzgeführten Stromrichter 4 somit die Drehzahl der Drehstrommaschine 2 einstelan ein Drehstromnetz angeschlossen. Der Gleich- len. Bei einer Veränderung der Einstellung des Sollstrom-Eingangskreis soll eine Glättungsein richtung 35 wertgebers 21 ändert sich die Eingangsgleichspanenthalten, die als Glättungsdrossel 5 und Glättungs- nung des Stromrichters 3. Der Frequenzgeber 12, der kondensator 6 angedeutet ist. Der Glättungskonden- Bestandteil des Flußregelkreises ist, regelt entspresatorö kann auch zwischen zwei Drosseln ange- chend der veränderten Eingangsgleichspannung die schlossen sein. Den gesteuerten Ventilen, insbeson- Frequenz des Stromrichters 3 nach,
dere Thyristoren, der Stromrichter 3 und 4 ist jeweils 40 Für die dargestellte Anordnung kann es unter Umeine Steuereinrichtung 9 bzw. 10 zugeordnet. Der ständen vorteilhaft sein, noch eine Strombegrenzung Steuereinrichtung 9 ist ein Frequenzgeber 12 vorge- vorzusehen, die als besondere Einspeisung einer schaltet, dessen Ausgangssignal die Frequenz der elektrischen Größe über eine zusätzliche Klemme 22 Ausgangsimpulse der Steuereinrichtung 9 und damit des Spannungsreglers 20 angedeutet ist.
die F'requenz der Stromführung der Hauptventile des 45 Im Ausführungsbeispiel 1st eine Flußregelung der selbstgeführten Stromrichters 3 bestimmt. Drehstrommaschine 2 vorgesehen. Es können aber

Als Frequenzseber 12 ist im dargestellten Ausfüh- auch andere Regelverfahren, beispielsweise die sogerungsbeispiel ein Flußregler vorgesehen, dem von nannte Läuferfrequenzregelung oder auch eine Dreheine.m Sollwertgeber 13, der als Potentiometer darge- momentregelung, angewendet werden. In jedem Fall stellt ist, ein fester Flußsollwert vorgegeben wird. 50 wird nach der Erfindung die Eingangsgleichspannung Zur Erfassung des Flußistwertes der Drehstrornma- des Stromrichters 3 verstellt, und die Frequenz des schine 2 sind verschiedene bekannte Einrichtungen Stromrichters 3 wird entsprechend nachgefühlt,
geeignet. Es kann unter Umständen vorteilhaft sein, Im Ausführungsbeispiel ist e^:ne Einrichtung zur

eine Einrichtung zur Nachbildung des Maschinen- Flußnachbildung vorgesehen, welche dem als Flußreflusses zu verwenden, die vorzugsweise aus einer 55 gier ausgebildeten Frequenzgeber 12 den Flußistwert Drossel 14 mit einem nachgeschalteten Gleichrichter der Drehstrommaschine 2 vorgibt. Falls die Läufer-15 und einem Wandler 16 bestehen kann. frequenz als Maschinengröße und ein Läuferfre-

Falls die Flußnachbildung mit einem Fehler behaf- quenzregler als Frequenzgeber 12 vorgesehen ist, so tet sein sollte, kann noch eine zusätzliche Sollwert- kann die Einrichtung zur Flußnachbildung beispielseinspeisung für den als Flußregler ausgebildeten Fre- 60 weise durch einen in bekannter Weise aufgebauten quenzgeber 12 vorgesehen sein. Die zusätzliche Soll- Läuferfrequenzgeber ersetzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

chronmaschine über einen weiten Bereich läßt sich Patentansprüche: durch Frequenzänderung des speisenden Drehstro- mes erreichen. Bei der Drehzahlsteuerung durch An-

1. Verfahren zur Steuerung der Drehzahl und derung der Speisefrequenz und der Klemmenspan-Drehrichtung einer Drehstroramaschine, die an 5 nung wird bekanntlich die Klemmenspannung der einen Stromrichter angeschlossen ist, dessen Fre- Spreisefrequenz angepaßt. Da die Drebstrora-Asynquenz die Speisefrequenz und dessen Eingangs- chronmaschine im Ständerkreis überwiegend Reaktangleichspannung die Klemmenspannung der Dreh- zen enthält, wird die Klemmenspannung im allgemeistrommaschine bestimmt, dadurch gekenn- nen etwa proportional der Speisefrequenz mitgeführt, zeichnet, daß die Eingangsgleichspannung io weil sich dann ein annähernd konstanter magnetides Stromrichters (3) vorgegeben und die Fre- scher Fluß ergibt. Das Verhalten der Drehstromquenz des Stromrichters (3) in Abhängigkeit von Asynchronmaschine bei einer derartigen frequenzproder Eingangsgleichspannung nachgeführt wird. portionalen Nachführung der Klemmenspannung ist

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- bekannt (AEG-Mitteilungen 56 [1966], 6, S. 370 kennzeichnet, daß das Ausgangssignal eines Fre- 15 bis 374).

quenzgebers (12) für den Stromrichter (3) als Re- Es ist weiterhin bei der Drehzahlsteuerung mehre-

gelistwert für eine Regelung der Eingangsgleich- rer Drehstrommaschinen mittels eines Stromrichters

spannung verwendet wird. bekannt (AEG-Mitteilungen 56 [1966], Heft 6,

3. Anordnung zur Durchführung des Verfah- Seite 372, Bild 4), die Speisefrequenz der Drehstromrens nach Anspruch 2 mit einem die Frequenz des ao maschine zu steuern und ihre Klemmspannung zu reStromrichters bestimmenden Frequenzgeber, da- geln. Für die Einstellung der Speisefrequenz und des durch gekennzeichnet, daß dem als Regler ausge- Sollwertes der Klemmenspannung ist dabei ein gebildeten Frequenzgeber (12) der Istwert einer meinsamer Stellwiderstand vorgesehen.
Maschinengröße und mittels eines Sollwertgebers Es wurde nun erkannt, daß diese Art der Steue-(13) ein fest eingestellter Sollwert für diese Ma- 25 rung der Spei^c£frequenz und der Nachregelung der schinengröße vorgegeben sind und daß das Aus- Klemmenspannung oder Eingangsgleichspannung gangssignal des Frequenzgebers (12) einem Span- wegen der nicht zu vernachlässigenden Zeitkonstannungsregler (20), der für eine Einrichtung (4, 10) ten im Gleichstrom-Eingangskreis des Stromrichters zur Beunflussung der Eingangsgleichspannung unbefriedigend ist, wenn schnelle Drehzahländerunvorgesehen ist, als Regelistwert vorgegeben ist. 30 gen, insbesondere bei Einzelantrieben, notwendig

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch ge- sind. Wird die Frequenz des Stromrichters am gekennzeichnet, daß an ei em Eingang (17) des meinsamen Stellwiderstand schneller verstellt als die Frequenzgebers (12) eine zusätzliche Einspeisung Klemmenspannung wegen der Größe der Zeitkoneiner Hilfsgröße als Sollwert-Korrektur für die stanten nachgeführt werden kann, so neigt die ange-Abweichung des von einer Nachbildeeinrichtung 35 schlossene Drehstrommaschine zum Kippen. Das be-(14 bis 16) gelieferten Istwertes von der echten kannte Verfahren ist deshalb für schnelle Vorgänge, Maschinengröße vorgesehen ist. insbesondere für Antriebe mit Sollwertlaststößen,

5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch ge- nicht geeignet.

kennzeichnet, daß dem fest eingestellten Sollwert Es ergibt sich daraus die Aufgabe, die ungünstige des Frequenzgebers (12) eine zusätzliche sfrom- 40 Wirkung der Zeitkonstanten des Gleichstrom-Einabhängige Hilfsgröße (17) aufgeschaltet ist. gangskreises und die damit verbundene Trägheit in

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 der Regeldynamik zu vermeiden.

bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Fre- Diese Aufgabe wird beim eingangs genannten Ver-

quenzgeber (12) als Istwert einer Maschinen- fahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Eingröße der magnetische Fluß zugeführt ist. 45 gangsgleichspannung des Stromrichters vorgegeben

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 und die Frequenz des Stromrichters in Abhängigkeit bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Fre- von der Eingangsgleichspannung nachgeführt wird, quenzgeber (12) als Istwert einer Maschinen- Dies ermöglicht schnelle Frequenz- und Spannungsgröße die Läuferfrequenz zugeführt ist. änderungen und damit ein Auffangen von Laststößen

50 der Drehstrommaschine, so daß ein Kippen der Ma-

schine vermieden ist.

Es ist nun zweckmäßig, die Eingangsgleichspannung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur des Stromrichters in einem Regelkreis zu steuern. Steuerung der Drehzahl und Drehrichtung einer Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens ist daher Drehstrommaschine, die an einen Stromrichter ange- 55 vorgesehen, daß das Ausgangssignal eines Frequenz-•chlossen ist, dessen Frequenz die Speisefrequenz gebers für den Stromrichter als Regelistwert für eine und dessen Eingangsgleichspannung die Klemmen- Regelung der Eingangsgleichspannung verwendet spannung der Drehstrommaschine bestimmt, sowie wird. Das Ausgangssignal des Frequenzgebers enteine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens, spricht in etwa der Drehzahl der Drehstromma-

Die Eingangsgleichspannung des Stromrichters 60 schine, so daß die Regelung der Eingangsgleichspan-

wird im allgemeinen von einem netzgeführten Strom- nung gleichbedeutend einer Regelung der Drehzahl

richter geliefert. Es kann aber auch beispielsweise ist.

eine Akkumulatorenbatterie mit einem nachgeschal- Eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahteten elektrischen Gleichstromsteller vorgesehen sein. rens zeichnet sich dadurch aus, daß dem als Regler Solche Umrichter sind beispielsweise aus der deut- 65 ausgebildeten Frequenzgeber der Istwert einer Maschen Auslegeschrift 1 222 156 bzw. aus der österrei- schinengröße und mittels eines Sollwertgebers ein chischen Patentschrift 234 221 bekannt. fest eingestellter Sollwert für diese Maschinengröße

Eine Drehzahlsteuerung einer Drehstrom-Asyn- vorgegeben sind, und daß das Ausgangssignal des