DE1805580C - Anordnung zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl eines Gleichstrommotors - Google Patents

Description

findung erläutert.
Fig. 1 zeigt die Schaltung des Starkstromkreises,

Fig. 2 die des Steuerungs-und Regelungskreises; in

Fig. 3a bis 3c sind einige Spannungsverläufe so-35 wie die Reglererkennlinie dargestellt.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung In F i g. 1 sind beispielsweise zwei steuerbare

zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl eines Stromrichterbrückenschaltungen 4 und 5 gleichstrom-Gleichstrommotors, der an die Reihenschaltung min- seitig in Reihe geschaltet. Grundsätzlich können auch destens zweier steuerbarer Stromrichterbrückenschal- mehr als zwei Brückenschaltungen in Reihe geschaltungen angeschlossen ist, die jeweils an einer geson- 40 tet sein. Mit 4.1, 4.2 und 5.1, 5.2 sind steuerbare und derten Sekundärwicklung eines Einphasentransfor- mit 4.3, 4.4 und 5.3, 5.4 nicht steuerbare. Stromrichmators liegen und entsprechend der erforderlichen terventile bezeichnet. Die dargestellten Brücken wer-Motorspannung nacheinander von nur einem Regler den als unsymmetrisch halbgesteuerte Brückenschalstromdurchlässig gesteuert sind. tungen bezeichnet. Sie sind hinsichtlich des Blind-

Bei der Speisung von Gleichstrommotoren über 45 leistungsbedarfs besonders vorteilhaft. Ein an ein steuerbare Stromrichter kann die zugeführte Span- Wechselstromnetz 1, 2 angeschlossener Einphasennung so groß sein, daß mehrere steuerbare Strom- transformator 3 besitzt zwei Sekundärwicklungen 3.1 richteranordnungen in Reihe geschaltet werden und 3.2. Die Gleichstromklemmen der Stromrichtermüssen. Es ist bekannt, zu diesem Zweck mehrere brückenschaltung 4 sind über eine Glättungsdrossel 7 steuerbare Stromrichterbrückenschaltungen, die je- 50 und einen den Stromistwert erfassenden Stromwandweils an einer gesonderten Sekundärwicklung eines ler 8 mit dem Anker 6 eines Gleichstrommotors ver-Einphasentransformators liegen, gleichstromseitig in bunden. Feldwicklungen sind nicht besonders dar-Reihe zu schalten und entsprechend der erforder- gestellt worden. Zur Aussteuerung beider Stromlichen Motorspannung nacheinander stromdurch- richterbrückenschaltungen 4 und 5 wird in bekannter lässig zu steuern. 55 Weise nur ein Regler 10, insbesondere ein Strom-

Eine solche Stromrichter-Folgesteuerung vermin- regler, verwendet.

dert — im Vergleich zu einer einzigen steuerbaren Wie Fig. 2 zeigt, wird diesem Regler 10, wie üb-

Stromrichteranordnung für den gesamten Spannungs- lieh, ein von einem Sollwertgeber 9 vorgegebener bereich — die Blindleistung bzw. die Stromwellig- Sollwert und der vom Stromwandler 8 gelieferte Istkeit erheblich. 60 wert zugeführt. Im Beispiel ist der Motorstrom als

Bei einer der bekannten Stromrichter-Folgesteue- Regelgröße gewählt worden. Der Regler 10 kann, rangen (österreichische Patentschrift 251117) ist für wie bekannt, Teil eines übergeordneten Regelkreises jede von zwei in Reihe geschalteten steuerbaren sein. Die Reglerausgangsspannung wird, als Komple-Stromrichterbrückenschaltungen ein besonderer Reg- mentärspannung dienend, zusammen mit von zwei ler vorgesehen. Diese sind so abgestuft, daß erst die 65 Dreieckspannungsgeneratoren 11 und 12 erzeugten . eine Stromrichterbrückenschaltung voll durchge- Dreieckspannungen vier Zündimpulsstufen 16 bis 19 steuert ist, bevor die nächste Brückenschaltung an- zugeführt. Diese liefern in bekannter Weise die gesteuert wird. Das wird beispielsweise dadurch er- ZUndimpulse für die steuerbaren Stromrichterventile

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4.1, 4.2, 5.1 und 5Λ. Die von den beiden Dreieck- halb der zweiten Netzhalbwelle. Je nach Bemessung spannungsgeneratoren 11 und 12 gelieferten Drei- der maximalen Reglerausgangsspannung, der Amplieckspannungen sind gegeneinander um 180° el. tude der Dreieckspannungen und der Zenerspanphasenverschoben. Sie sind mittels einer nur sehe- nung läßt sich die erfindungsgemäße Anordnung in matisch dargestellten Synchronisiervorrichtung 13 5 einfacher Weise den vorhandenen Erfordernissen ander Netzwechselspannung nach Frequenz und Pha- passen. Grundsätzlich sollte die Amplitude der senlage eindeutig zugeordnet Die Spannung eines Dreieckspannungen nur einen bestimmten Teil der jeden Dreieckspannungsgenerators wird jeweils maximalen Reglerausgangsspannung betragen, z.B. Zündimpulsstufen gleicher Phase zugeführt So wird bei zwei in Reihe geschalteten Stromrichterbrückenz. B. die Spannung des Dreieckspannungsgenerators »o schaltungen nur die Hälfte. Durch Verwendung einer 12 sowohl der Zündimpulsstufe 19 als auch der Zenerspannung, die etwas kleiner ist als die Ampli-Zündimpulsstufe 17 zugeführt Durch die Einfügung tude der Dreieckspannungen, kann man erreichen, von Zenerdioden 14 und 15 erhalten die beiden je- daß die zweite Stromrichterbröckenschaltung bereits weils einem Dreieckspannungsgenerator zugeordne- . vor der vollständigen Aussteuerung der ersten ten Zündimpulsstufen synchrone, in der Höhe um 15 Stromrichterbrückenschaltung angesteuert wird. Durch einen festen Betrag entsprechend der Zenerspannung Wahl einer größeren Zenerspaaniuig läßt sich in entgegeneinander verschobene Dreieckspannungen. sprechender Weise eine Totzeit erzeugen. Durch par-

In Fi g. 3 a bis 3 c sind einige auf die Verhältnisse allel zu den Zenerdioden 14 und 15 geschaltete verin Fig. 2 bezogene Kennlinien und Spannungsver- schieden abgestufte Zenerdioden und einer entlaufe dargestellt Fig. 3a zeigt die Kennlinie des ao sprechenden Anpassung der Amplitude der von den Reglers 10. Dargestellt ist die Reglerausgangsspan- Dreieckspannungsgeneratoren 11 und 12 erzeugten nung V_R als Funktion der Reglereingangsspan- Dreiecksspannungen lassen sich in gleicher Weise, nung U_E. Die Kennlinie des Reglers 10 reicht von wie in Fig. 2 dargestellt, weitere Zündimpulsstufen einem negativen Maximalwert bis zu einem positiven zur Ansteuerung einer dritten oder weiterer in Reihe Maximalwert. Bei negativer Reglerausgangsspannung as zu den Stromrichtcrbrückenschaltungen 4 und 5 in U_R_ werden nur die der ersten Stromrichterbrücken- Folgesteuerung angeordneter Stromrichterbrückenschaltung 4 zugeordneten Zündimpulsstufen 16 und schaltungen anschließen. Die Zahl der Dreieckspan-17 zum Ansprechen gebracht Bei positiver Reg- nungsgeneratoren beschränkt sich dabei nach wie vor lerausgangsspannung C/_R+ sprechen dagegen die auf die beiden Dreieckspannungsgeneratoren 11 Zündimpulsstufen 16 bis 19 beider Stromrichter- 30 und 12.

brückenschaltungen 4 und 5 an. Bei steigender Soll- Im Ausführungsbeispiel wurde ein Regler mit einer

wertvorgabe wird somit zuerst die erste Strom- vom Negativen ins Positive gehenden Reglerkennrichterbriickenschaltung 4 ausgesteuert und nach linie sowie negative und positive Dreieckspannungen ihrer vollständigen Aussteuerung auch die zweite gewählt Die Erfindung ist nicht auf diese Verhält-Stromrichterbrückenschaltung 5. 35 nisse beschränkt. So können in entsprechender

Die Fig. 3b und 3c zeigen die von den Dreieck- Weise ein Regler mit ausschließlich positiver oder spannungsgeneratoren 11 und 12 erzeugten Dreieck- ausschließlich negativer Ausgangsspannung und spannungen. Entsprechend der Zahl der in Reihe Dreieckspannungen nur einer Polarität verwendet geschalteten Stromrichterbrückenschaltungen sind werden.

jeweils zwei synchrone, gegeneinander um den Span- 40 Die beanspruchte Anordnung ergibt bei vereinnungshub Δ U verschobene Spannungen dargestellt fachtem Aufbau mit nur einem Regler für mindestens Der Spannungshub Δ U ist durch die Zenerspannung zwei in Reihe geschaltete steuerbare Stromrichterder Zenerdioden 14 und 15 bestimmt. Die obere brückenschaltungen in Folgesteuerung eine leichte positive der beiden synchronen Dreieckspannungen und sehr genaue Einstellbarkeit des Stromübergangs ist jeweils der zuerst auszusteuernden Brücken- 45 von der einen zur anderen Brücke durch Verändern schaltung zugeordnet. Die Spannungen gemäß des Spannungshubes der Dreieckspannungen, ohne Fig. 3b dienen zur Impulserzeugung innerhalb der die bisher üblichen gegenseitigen Verriegelungen der ersten, die der Fig. 3c zur Impulserzeugung inner- Brücken vorsehen zu müssen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

reicht, daß der Sollwert sämtlichen Reglern in glei- Patentansprüche: eher Höhe, der Istwert dagegen in etwas unterschied licher Höhe zugeführt wird. Weiterhin ist es aus der

1. Anordnung zur Steuerung oder Regelung deutschen Auslegeschrift 1204319 sowie au? den der Drehzahl eines Gleichstrommotors, der an 5 »Brown-Boveri-Mitteilungen«, 53 (1966), Nr. 10, die Reihenschaltung mindestens zweier Steuer- S. 690 und 691, bekannt, zur Aussteuerung entbarer Stromrichterbrückenschaltungen ange- sprechender Stromrichterbrückenschaltungen nur schlossen ist, die jeweils an einer gesonderten einen Regler vorzusehen, wodurch der Aufwand fur Sekundärwicklung eines Einphasentransformators die Regelung verringert und der Regelungsaufwand liegen und entsprechend der erforderlichen io vereinfacht wird.

Motorspannung nacheinander von nur einem Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung der

Regler stromdürchlässig gesteuert sind, dar eingangs genannten Art zu schaffen, bei der der durch gekennzeichnet, daß Dreieck- Übergang in der Aussteuerung der einzelnen Stromspannungsgeneratoren (11, 12) vorgesehen sind, richterbrückenschaltungen, der bisher durch eine deren Spannungen nach Frequenz und Phasen- 15 gegenseitige Verriegelung der Brücken eingestellt lage der Netzwechseispannung eindeutig züge- werden mußte, leicht und sehr genau eingestellt werordnet sind und zusammen mit einer als Komple- den kann.

mentärspannung dienenden Ausgangsspannung Diese Aufgabe wird bei der genannten Anordnung

des Reglers (10) dem Eingang von Zündimpuls- erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Dreieckspanstufen (18, 19), die der einen Stromrichter- ao nungsgeneratoren vorgesehen sind, deren Spannunbrückenschaltung (5) direkt zugeordnet sind, und gen nach Frequenz und Phasenlage der Netzwechselüber Zenerdioden (14, 15) weiteren Zündimpuls- spannung eindeutig zugeordnet sind und zusammen stufen (16, 17), die den übrigen Stromrichter- mit einer als Komplementärspannung dienenden brückenschaltungen (4) zugeordnet sind, züge- Ausgangsspannung des Reglers dem Eingang von führt sind. 35 Zündimpulsstufen, die der einen Stromrichterbrücken-

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- schaltung direkt zugeordnet sind, und über Zenerkennzeichnet, daß zwei Dreieckspannungsgene- dioden weiteren Zündimpulsstufen, die den übrigen ratoren (11, 12) vorgesehen sind, deren Span- Stromrichterbrückenschaltungen zugeordnet sind, zunungen gegeneinander um 180° eJ. phasenver- geführt sind.

schoben sind. 30 An Hand eines Ausführungsbeispiels sei die Er