DE2032308A1 - Speed-adjustable converter motor of synchronous design - Google Patents

Description

Drehzahlregelbarer Stromrichtermotor synchroner BauartSpeed-adjustable converter motor of synchronous design

Ein aus einem Drehstromnetz gespeister drehzahlsteuerbarer Strom- \ richtermotor synchroner Bauart mit Gleichstromzwischenkreis arbeitet bekanntlich im größten Teil des Drehzahlbereiches mit natürlicher Stromwendung. Da jedoch im Anfahrbereich die natürliche Stromwendung nicht ausreicht, muß man besondere Anfahrschaltungen vorsehen, die aufwendig sind. Um diesen Aufwand herabzusetzen, hat man bereits vorgeschlagen, die- Maschine beim Anfahren über den auf Einphasenspeisung umgeschalteten Stromrichter unter Weglassen des Gleichstromzwischenkreises mit einphasigem 'Wechselstrom aus dem Fetz zu speisen, wobei die Thyristoren des Stromrichters im Takt der Netzfrequenz selbsttätig stromlos .werden,. so daß die einzelnen Wicklungszweige ohne Verwendung besonderer löschmittel (Löschthyristoren, Löschkondensatoren usw.«) weiter geschaltet werden können. Dazu wird für das Umschalten von Anfahren auf Betrieb ein besonderer mehrpoliger Umschalter benötigt.A speed-controllable electricity \ Richter motor of synchronous design works with a direct current intermediate circuit as is well known, in the largest part of the speed range with natural current reversal. Since, however, the natural one in the approach area Current reversal is not sufficient, you have to use special start-up circuits provide that are expensive. In order to reduce this effort, it has already been proposed that the machine at Start-up via the converter switched to single-phase supply with omission of the direct current intermediate circuit with single-phase 'alternating current to feed from the Fetz, the thyristors of the Power converter automatically. so that the individual winding branches without the use of special extinguishing agents (extinguishing thyristors, extinguishing capacitors, etc. «) can be switched. This is used to switch from approach a special multi-pole changeover switch is required for operation.

Die vorliegende Erfindung zeigt,wie man bei einer Anfahrschaltung für einen drehzahlregelbaren Stromrichtermotor synchroner Bauart . anstelle des vielpoligen Umschalters nur mit einem einpoligen Ein- und Ausschalter auskommt, der auch d^Tareh einer) Thyristor ersetzt v/erden kann. Dazu sind bei einem drehzahlregelbaren Stromrichtermotor synchroner Bauart, insbesondere mit Einwegschaltung der Stromrichter (Thyristoren), bei dem in normalen Betrieb die Klemmen der in Stern geschalteten Ständerwieklung über je einen Thyristor zu einem Sternpunkt vereinigt sind, von dem drei weitereThe present invention shows how a start-up circuit for a variable-speed converter motor of a synchronous design. manages instead of the multi-pole switch with a single-pole-off switch, which is also a d ^T Areh) thyristor replaced v / can ground. For this purpose, in a variable-speed converter motor of a synchronous design, in particular with one-way switching, the converter (thyristors), in which in normal operation the terminals of the star-connected stator winder are combined via a thyristor to form a star point, of which three others

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Thyristoren in der gleichen Durchlaßrichtung an die Klemmen eines Drehstromnetzes von angenähert konstanter* Frequenz und Spannung führen, während die Erregerwicklung im Läufer mit dem einen Ende an den Sternpunkt der Ständerwicklung, mit dem anderen Ende an den Mittelpunkt des .Drehstromnetzes angeschlossen ist, gemäß der Erfindung für den Anfahrbereich die Ständerklemmen -über je eine Diode zu einem weiteren Sternpunkt vereinigt, der über einen einpoligen Schalter und die Zweitwieklung eines mit Netzfrequenz gespeisten Umspanners zu dem, mit dem Mittelpunkt Mp verbundenem Ende der Erregerwicklung führt, wobei ferner im Anfahrbereich von den drei zu den Netzkleminen führenden Thyristoren nur einer freigegeben ist. Thyristors in the same forward direction to the terminals of a three-phase network of approximately constant * frequency and Lead voltage, while the excitation winding in the rotor with one end to the star point of the stator winding, with the other The end is connected to the center of the three-phase network, according to the invention for the start-up area, the stator terminals -united via a diode each to a further star point, the Via a single pole switch and the second signal of a mains frequency-fed transformer to the one with the center point Mp connected end of the field winding leads, furthermore only one of the three thyristors leading to the network terminals is enabled in the start-up area.

Man erreicht auf diese Weise, daß sich im Anfahrbereich die eine Halbschwingung der Netzspannung, von der hierbei nur eine Phase freigegeben ist, über die jeweils gezündeten Thyristoren (über den Arbeitskreis), die andere über die den stromführenden Wicklungen zugeordneten Dioden und über den "Umspanner (über den Parallelkreis) schließt. Der Parallelkreis kann stets nur den Strom desjenigen Wicklungsstranges übernehmen, der über den zugehörigen Thyristor schon einen eingeprägten Strom führt. Die kleine Wechselspannung des Parallelkreises "wird im wesentlichen von der als G-lättungsspule -wirkenden Erregerwicklung mit ihrem eingeprägten Gleichstrom aufgenommen. Da aber der Strom, der gerade stromführenden Wicklungen nicht mehr über den zugeordneten Thyristor gegen die entgegenstehende Netzspannung weiterfließen kann, wird dieser Thyristor solange stromlos, bis die nächste Halb schwingung kommt und der Thvx'islur vun neuoiü göüthiuot" ν,Ίϊά. Dies wird solange fortgesetzt, bis sieh das Polrad gegenüber dem stromführenden Wicklungsstrang soweit gedreht hat, daß der Thyristor des nächsten Wicklungsstranges gezündet werden kann. Da die Thyristoren nach jeder Halbechwingung der Netzspannung stromlos werden, auch wenn sie auf dem gleichen WicklungsstrangIn this way one achieves that the one Half oscillation of the mains voltage, of which here only one phase is released, via the respectively triggered thyristors (via the working circuit), the other via the current-carrying windings assigned diodes and via the transformer (via the parallel circuit) closes. The parallel circuit can only ever Take over the current of that winding phase that is connected to the associated Thyristor already carries an impressed current. The small alternating voltage of the parallel circuit "is essentially of the excitation winding acting as a G-lättungsspule with its impressed direct current recorded. But since the current of the current-carrying windings is no longer over the assigned The thyristor continues to flow against the opposing mains voltage can, this thyristor is de-energized until the next Half oscillation comes and the Thvx'islur vun neuoiü göüthiuot "ν, Ίϊά. This continues until you see the pole wheel opposite the current-carrying winding phase has rotated so far that the Thyristor of the next winding phase can be ignited. Because the thyristors after every half-wave of the mains voltage de-energized, even if they are on the same winding strand

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geschaltet bleiben, "bereitet d.as Weiterschalten von einem Wicklungsstrang auf den anderen keine Schwierigkeiten. Wenn die Drehzahl für natürliche Stromwendung ausreicht, wird der Parallelkreis einfach abgeschaltet, gegebenenfalls über einen Thyristor, der ja ebenfalls nach jeder Halbschwingung stromlos wird. ■"...■■-.-. remain switched, "does not cause any difficulties switching from one winding phase to the other. If the speed is sufficient for natural current reversal, the parallel circuit is simply switched off, if necessary via a thyristor, which is also de-energized after every half oscillation . ■" .. . ■■ -.-.

Der Erfindungsgedanke sei im folgenden an Hand des in der Figur dargestellten Schaltbildes eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. The idea of the invention is in the following on the basis of the figure illustrated circuit diagram of an exemplary embodiment explained in more detail.

Bei einer Stromrichtermaschine sind die drei Wicklungsstränge 1, 2, "5 im Ständer in Stern geschaltet und sind über den Sternpunkt mit der Erregerwicklung 4 im Läufer in Reihe geschaltet. Die Ständerklemmen U, V, W sind über je einem Thyristor 5, 6, 7 zu einem Sternpunkt vereinigt, der über drei weitere, in der gleichen Stromrichtung durchlässige Thyristoren 8, 9> 10 an die Netzklemmen R, S, T angeschlossen ist. Die drei Ständerklemmen U, V, V/ sind ferner über je eine.Diode 11, 12, 13 anIn a converter machine, the three winding phases 1, 2, ″ 5 in the stator are connected in star and are connected in series with the excitation winding 4 in the rotor via the star point combined to form a star point, which is connected via three further thyristors 8, 9> 10, which are permeable in the same current direction, to the mains terminals R, S, T. The three stator terminals U, V, V / are furthermore each connected via a diode 11, 12, 13 at

einem weiteren Sternpunkt geführt, der über den einpoligen Schalter 14 und die Zweitwicklung des mit seiner Erstwioklung an das Netz angeschlossenen Umspanners 15 an das andere Ende der Erregerwicklung 4 angeschlossen ist, das außerdem noch mit dem Mittelpunkt Hp des Netzes verbunden ist. Anstelle des Schalters .14 kann auch der gestrichelt angedeutete Thyristor 16 verwendet werden.led to another star point, which is via the single-pole Switch 14 and the second winding of the with its Erstwioklung connected to the network transformer 15 to the other end the excitation winding 4 is connected, which is also still connected to the center point Hp of the network. Instead of the switch .14 the thyristor 16 indicated by dashed lines can also be used will.

Die Anordnung wirkt folgendermaßen:The arrangement works as follows:

Zum Anfahren werden zwei der drei zum Hetz führenden Thyristoren, z.B. 8 und 9» gesperrt und nur einer, z.B. 10, freigegeben. Ferner werden der Schalter 14 eingelegt, bzw. der Thyristor 16 freigegeben, und der Umspanner 15 so an das Netz (an die Klemmen T und Mp) angeschlossen, daß seine Zweitspannung, die etwa 15 bis 20 fi To start up, two of the three thyristors, eg 8 and 9, are blocked and only one, eg 10, is released. Furthermore, the switch 14 is inserted, or the thyristor 16 is released, and the transformer 15 is connected to the mains (to the terminals T and Mp) that its second voltage, which is about 15 to 20 fi

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der Uetzstrangspannung beträgt, mit dieser gleichphasig ist. Wird jetzt der Thyristor 7 gezündet, so entsteht in den Wicklungssträngen 3 und 4 ein Strom in der ungedeUteten Richtung durch die von T nach Mp gerichtete Halbschwingung der Spannung." Die entgegengesetzte Halbschwingung der Hetzspannung Mp - T kann sich auf die Wicklungen 3 und 4 nicht auswirken, weil ,der Thyristor 10 einen Strom in dieser Richtung nicht durchläßt.the Uetzstrang voltage, is in phase with it. If the thyristor 7 is now ignited, a current is generated in the winding phases 3 and 4 in the undefined direction by the half-oscillation of the voltage directed from T to Mp. " The opposite half-oscillation of the rush voltage Mp - T can do not affect windings 3 and 4 because, the thyristor 10 does not allow a current to pass in this direction.

Der in den Wicklungen 3,4 unter dem Einfluß der Netzspannung zustande gekommene Strom kann auf dem Wege 13, 14 (bzw. 16), 15 weiter fließen, wobei er.durch die kleine Spannung des Umspanners 15 in seinem Betrag kaum beeinflußt wird. Andererseits kann die Spannung des Umspanners 15 in den anderen Wicklungssträngen keinen nennenswerten Strom erzeugen, einmal, weil diese Spannung im wesentlichen von der als Glattungsspule wirkenden Erregerwicklung 4 aufgenommen wird, ferner aber auch deswegen, weil in der entgegengesetzten Halbschwingung die an den Dioden anstehende negative Spannung einem Stromanstieg in den gesperrten Wicklungssträngen entgegenwirkt. Dagegen kann der Strom in der Phase 3 unter dem Einfluß der SpannungshaIbschwingung T - Mp über die Thyristoren 7 und 10 weiter aufrechterhalten oder je nach dem Aussteuerungsgrad des· Thyristors 7 in seinem Betrag geändert werden.The one in the windings 3.4 under the influence of the mains voltage The electricity that has been generated can be sent on the paths 13, 14 (or 16), 15 continue to flow, whereby it.by the small tension of the transformer 15 is hardly influenced in its amount. On the other hand, the tension of the transformer 15 in the other winding phases do not generate any significant current, on the one hand because this voltage is essentially generated by the field winding acting as a smoothing coil 4 is recorded, but also because in the opposite half oscillation the pending at the diodes negative voltage counteracts an increase in current in the blocked winding phases. On the other hand, the current in phase 3 under the influence of the voltage swing T - Mp over the Thyristors 7 and 10 are maintained or changed depending on the degree of modulation of the thyristor 7 in its amount will.

Wenn sich das Polrad gegenüber dem Wicklungsstrang 3 genügend weit gedreht hat, kann der Strom auf die anderen Wicklungssiränge 1 und 2 durch Zünden der zugehörigen Thyristoren S und 9 übergeleitet werden. Dies bereitet keine Schwierigkeiten, dn die Thyristoren 5, 6, 7 nach jeder llalbschwingung stromlos werden. Wenn die Maschine eine Drehzahl erreicht hat, bei der die von ihr erzeugte Spannung für die natürliche Stromwendung ausreicht;, wirdWhen the pole wheel has rotated sufficiently far in relation to the winding phase 3, the current can be applied to the other winding phases 1 and 2 are transferred by triggering the associated thyristors S and 9. This does not cause any problems because the Thyristors 5, 6, 7 are de-energized after each half-cycle. When the machine has reached a speed at which the voltage it generates is sufficient for the natural reversal of current;, will

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der Schalter 14 geöffnet, bzw. der Thyristor 16 gesperrt,was ohne weiteres möglich ist, weil er ebenfalls nach jeder HaIbsehwingung stromlos wird. Gleichzeitig werden auch die beiden zum Fetz führenden Thyristoren 8 und 9 freigegeben, so daß die Thyristoren 8, 9, 1Ö als Gleichrichter, die Thyristoren 11, 12, 13 als Wechselrichter mit natürlicher Stromwendung arbeiten können.the switch 14 is open, or the thyristor 16 is blocked, what is easily possible, because he also after every half-sighted oscillation becomes de-energized. At the same time the two thyristors 8 and 9 leading to the Fetz are released so that the Thyristors 8, 9, 1NC as rectifiers, the thyristors 11, 12, 13 work as an inverter with natural commutation can.

Die Spannung des Umspanners 15 wählt man zweckmäßig so groß, daß sie größer ist als die von der Stromrichtermaschine vor dem Umschalten auf natürliche Stromwendung erzeugte Spannung,' damit der Thyristor 16 sicher stromlos wird, falls er anstelle des Schalters 14 verwendet wird.The voltage of the transformer 15 is expediently chosen so large that it is greater than that of the converter machine before Switching to natural commutation generated voltage, 'so that the thyristor 16 is safely de-energized if it is instead of the Switch 14 is used.

5 Ansprüche ·5 claims

1 Pigur1 Pigur

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Claims (5)

Π Λ Drehzahlregelbarer Stromrichtermotor synchroner Bauart, insbesondere mit Einwegschaltung der Stromrichter (Thyristoren), bei dem im normalen Betrieb die Klemmen der in Stern geschalteten Ständerwicklung über je einen Thyristor zu einem Sternpunkt vereinigt sind, von dem drei weitere Thyristoren in der gleichen Durchlaßrichtung an die Klemmen R, S, T eines Drehstromnetzes von angenähert konstanter Frequenz und Spannung führen, während die Erregerwicklung im Läufer mit dem einen Ende an den Sternpunkt der Ständerwicklung, mit dem anderen Ende an den Mittelpunkt Mp des Drehstromnetzes angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß für den Anfahrbereich die Ständerkleimien (U,V,W) über je eine Diode (11,1.2,13) zu einem weiteren Sternpunkt vereinigt sind, der über einen einpoligen Schalter (I4) und die Zweitwicklung eines mit Netzfrequenz gespeisten Umspanners (15) zu dem, mit dem Mittelpunkt Mp verbundenem Ende der Erregerwicklung (4) führt, wobei ferner im Anfahrαereit von den drei zu den Netzklemmen führenden Thyristoren (8,9,10) nur einer freigegeben ist.Π Λ Speed-adjustable converter motor of synchronous design, in particular with one-way switching of the converters (thyristors), in which the terminals of the star-connected in normal operation Stator winding are combined via a thyristor to a star point, of which three more thyristors in the same Forward direction to the terminals R, S, T of a three-phase network of approximately constant frequency and voltage, while the excitation winding in the rotor has one end to the star point the stator winding, with the other end connected to the midpoint Mp of the three-phase network, characterized in that that the stand glues (U, V, W) for the approach area Combined via a diode (11,1.2,13) to form a further star point via a single-pole switch (I4) and the Second winding of a transformer (15) fed with mains frequency to the end of the excitation winding connected to the center Mp (4) leads, furthermore in the start-up of the three Only one thyristor (8,9,10) leading to the mains terminals is released is. 2. Drehzahlregelbarer Stromrichtermotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als einpolige Schalter (14) ein Thyristor (16) verwendet ist.2. Adjustable speed converter motor according to claim 1, characterized characterized in that the single-pole switch (14) is a thyristor (16) is used. 3. Drehzahlregelbarer Stromrichtermotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweitspannung des Umspanners (i5) gleichphasig mit der für den Anfahrbereieh freigegebenen Phasenspannung des Netzes (R₁, SyT) ist.3. Variable-speed converter motor according to claim 1 or 2, characterized in that the second voltage of the transformer (i5) is in phase with the phase voltage of the network (R ₁ , SyT) released for the starting range. 4. Drehzahlregelbarer Stromrichtermotor nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis niit dem Umspanner (15) (Anfahrkreis) unterbrochen wird, wenn die Drehzahl der Stromrichterraaschine für die natürliche Stromwendung ausreicht.4. Adjustable speed converter motor according to claim 1 or 3, characterized in that the circuit with the transformer (15) (Start-up circuit) is interrupted when the speed of the converter machine sufficient for the natural reversal of the current. 109883/0800109883/0800 VPA 70/8394VPA 70/8394 — 7" —- 7 "- 5. Drehzahlregelbarer Stromrichtermotor nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Zweitspannung des Umspanners (15) größer ist als die von der Stromrichtermaschine vor dem Umschalten erzeugte Spannung» 5. Adjustable speed converter motor according to claim 4 »characterized in that the second voltage of the transformer (15) is greater than the voltage generated by the converter machine before switching » 109883/0800109883/0800 Lee rseiteLee r side