DE2320748A1 - Verfahren zur drehzahl-steuerung und -regelung eines ueber umrichter betriebenen drehstrommotors - Google Patents

Verfahren zur drehzahl-steuerung und -regelung eines ueber umrichter betriebenen drehstrommotors

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Description

  • Verfahren zur Drehzahl-Steuerung und - Regelung eines über Umrichter betriebenen Drehstrommotors Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Drehzahl-Steuerung und -Regelung eines.über Umrichter betriebenen Drehstrommotors, wobei der Umrichter mit verstellbarer Zwischenkreis-Gleichspannung über eine Ständerspannungs- Ständerfrequenz-Kennlinie den Drehstrommotor speist. Aus der Mannigfaltigkeit der hierbei möglichen Ausführungen wurden als Ausgangspunkte für die Erfindung jene herausgegriffen mit einem netzgeführten Gleichstror.1teil und einem mit Summenlöschung arbeitenden Wechselrichterteil, mit nur einer Energieflußrichtung5 mit Freilaufdioden am Gleichrichter, mit einer Strommeßvorrichtung im Zwischenkreis an der Stelle vor dem aus Drossel und Kapazität bestehenden, zwischen Gleichrichter und Wechselrichter eingefügten Glättungsglied, wobei mit dem so abgegriffenen Strom über einen an sich bekannten Sollwert/Istwert -Vergleich nach dem an sich ebenfalls bekannten Anschnittverfahren der Ausgangsstrom am Gleichrichter gesteuert wird, wobei weiter ein überlagerter Regelkreis nach dem Vergleich von Drehzahl -Soll/IstvJert oder Spannungs - Soll/Istwert vorgesehen ist, und wobei der Gleichrichterteil in seiner jeweiligen Aussteuerung die Zwischenkreisspannung und damit die Amplitude der Wechselrichter-Ausgangsspannung bestimmt.
  • Die aus der Vielfalt der möglichen Verfahren so herausgegriffene Gruppe von Umrichtern gestaltet sich bezüglich des Umfangs an benötigter Elektronik besonders günstig durch die Beschrankung auf solche Anwendungsfälle, bei denen der Verzicht auf Energierückspeisung beim Bremsen des Drehstrommotors hinsichtlich der Verlustbilanz und des Wirkungsgrads nicht ausschlaggebend ist. - Der Verzicht auf Energierückspeisung bedeutet ja nicht einen Verzicht auf den 4-Quadrantenbetrieb im M /n--Schema, -Innerhalb des so gesteckten Rahmens sind nun verschiedene Verfahren zur Steuerung und Regelung von Drehstrommotoren bekannt geworden.
  • Ein solches Verfahren wurde durch die DT-AS 16)8 057 bekannt.
  • Sie geht zwar von einer zeitlich gleichbleibenden, also von der Drehzahl unabhängigen Gleichspannung auf der Eingangsseite des echselrichters aus, kann aber doch zur Beurteilung anderer Einzelheiten der Erfindung mit herangezogen werden.
  • Am Wechselrichter wird dabei eine variable Ausgangsfrequenz und eine zu dieser angenähert pcpportionale Ausgangsspannung eingestellt. Nach Erreichen der maximalen Wechselrichter -Ausgangsspannung wird eine höhere Frequenz und Drehzahl durch einen überlagerten Stromregelkreis ermöglicht, wobei eine aus einem vorgegebenen Strom und dem Ausgangsstrom des Wechselrichters gebildete Eingangsdifferenz eine Erhöhung der Frequenz bewirkt, so lange, bis ein für das Kippen des Drehstrommotors maßgebender Strom nicht überschritten wird.
  • -Man erreicht so mit diesem bekannten Verfahren wohl eine Ausnützbarkeit des Wechselrichters bei höheren Frequenzen bis zu einer durch einen zulässigen Höchststrom gegebenen Grenze. Daaber im gesamten Drehzahlbereich die Frequenz unter Berücksichtigung des überlagerten Stromregelkreises geführt wird, kann bei Zurücknahme des Frequenz-S o llwertes der übersynchrone Betrieb des Drehstrommotors nicht verhindert werden; das speisende Gleichstromnetz muß also in der Lage sein, die generatorisch gelieferte Energie aufzunehmen. Dies ist jedoch bei Umrichtern mit Gleichspannungs-Zwischenkreis und nur einer Energierichtung nicht möglich.
  • Für Umrichter mit Gieichspannungs-Zwischenkreis ist ein Verfahren bekannt geworden, bei dem ebenfalls die Frequenz vom Frequenz-Sollwert geführt wird. (AEG-Mitteilung 56, 1965, 2, s.io5/io8) Bei Rückarbeit von der bastseite her oder bei schneller Rücknahme des Frequenz-Sollwertes kann es dabei zu bberspannungen im Zwischenkreis kommen, die nicht zulassig sind.
  • In der bekannten Ausführung werden diese Überspannungen erfaßt und mit einer Schutzlogik verarbeitet, indem die Gleichrichterzündung gesperrt wird, und alle Wechselrichterthyristoren gezündet werden. Diese Maßnahme bedeutet aber ein starres generatorisches Abbremsen des Drehstrommotors durch Xlemmenkurzschluß, sowie einen Kurzschluß des Gleichspannungs -Zwischenkreises, und führt zu einem sofortigen Abschalten mittels des Leistungsschützes. Auch dieses Verfahren läßt also noch Wünsche offen und zwar in der Richtung,daß bei jeder solchen Störung nicht das ganze Gerät ausgeschaltet , sondern daß von dem Störfall automatisch in einen neuen ordentlichen Betriebszustand übergeleitet werden sollte.
  • Durch DT-AS 161) 776 wurde nun weiter bekannt, daß der Sollwert der Gleichspannung im Zwischenkreis als unabhängige Variable stellbar ist, und die Frequenz des Wechselrichters in Abhängigkeit vom Istwert der Gleichspannung am Kondensator oder am Wechselrichter-Eingang gesteuert wird.- Hierdurch wird zwar erreicht, daß bei Zurücknahme des Sollwerts die Frequenz entsprechend der Spannung am Wechselrichter langsam und stetig abnimmt, und deshalb die Drehzahl nur wenig über-synchron gegenüber der neuen Frequenz ist, und wunschgemaß nur ein beschränkter generatorischer Betrieb mit seinen unerwünschten Folgen möglich ist. - Da aber dieses Verfahren die Frequenz nach dem Istwert der Gleichspannung am Wechselrichter e i n g a n g steuert, bleiben die Verlustspannungen im Wechselrichter unberücksichtigt. Die Zuordnung Spannung/Frequenz für die Konsanthaltung des magnetischen Flusses im Drehstrommotor wird einerseits dadurch verfälscht. Da aber andererseits die aus dem Drehstrommotor stammende Bremsenergie jetzt nur noch langsam in einem kontrollierten Maß als Verlust in den Spannungsabfällen von Motor und Wechselrichter aufgebraucht werden kann, äußert sich dies in einer fühlbaren Verzögerung der Drehzahlstellung und eines eventuellen Bremsens.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, für den eingangs abgegrenzten Typ von Umrichtern ein Verfahren zur Drehzahlsteuerung und -Regelung von Drehstrommotoren zu schaffen mit einer möglichst einfachen Schaltung und geringem elektronischen Aufwand, unter Beschrankung auf eine Energieflußrichtung, wobei die Nachteile der bekannten Verfahren beseitigt werden sollen, der direkte Einfluß des Drehzahl-Istwerts weitgehend erhalten bleiben soll, von der Last oder von unsachgemäßer Bedienung, bzw. von zu schneller Drehzahlverstellung oder vom Bremsen, herrührende Störungen vermieden werden sollen, und das Ansprechen von Schutzeinrichtungen nicht zu zeitweiligen Betriebsunterbrechungen führen soll, sondern daß automatisch in einen zuzulässigen Betrieb übergeleitet wird, und Spannungsüberhöhungen am Zwischenkreis-Glattungskondensator infolge Rücksp5 ung vom Wechselrichter vermieden werden sollen. - Weiter sollen in einer Variante des Verfahrens die letztgenannten Vorteile erhalten bleiben, wenn an die genaue Einhaltung des Drehzahlistwertes weniger strenge Ansprüche gestellt werden und auf den Tachometerdynamo verzichtet wird.- Schließlich soll auch bei im allgemeinen kontrollierter gemäßigter Abwärtssteuerung der Drehzahl eine Möglichkeit zu raschem Bremsen geboten werden.
  • Die Erfindung erreicht ihre Ziele dadurch, daß als Führungsgröße für die Frequenz die Ist-Klemmenspannung (ii) am Motor (12) über einen Funktionsgeber (14) und einen an sich bekannten Spannungs/ Frequenz-Umsetzer (15) die Zündverstellung (16) für den Wechselrichter (5) bewirkt bis zu einem Grenzwert bei maximal möglicher Zwischenkreis-Spannung entsprechend der Nenndrehzahl, daß für die Feldschwächung im Fall der Fig.1 ein weiterer Drehzahlregler (19) vorgesehen ist, der als Funktion des Vergleichs in (21) des Sollwerts (28), der in (20) einstellbaren Schwelle, und des in (42) abgegriffenen Drehzahl-Istwerts ausgesteuert wird; daß im Fall der Fig.2bei Feldschwächung über den Feldschwächregler (19) der Spannungs-Sollwert oberhalb einer durch (20) einstellbaren Schwelle über ein Vergleichsglied (21) Sührungsgröße für die Frequenz ist, wobei über den Ima-Regler (22) der Drehzahl-Sollwert in Fig.1 bzw.. Spannungs-Sollwert in Fig durch die Begrenzung (30) oder(39) sich nur dann als Führungsgröße für die Frequenz auswirken kann, wenn der in (1) erfaßte Gleichstrom kleiner als qOX des maximal zuzulässigen, mittels (29) eingestellten Wertes ist; und daß zwischen Wechselrichter und Motor der Momentanwert des Stroms überwacht wird, so daß er immer kleiner als der durch (27) einstellbare maximale Löschstrom ist, wobei bei Überstrom die Thyristoren des Wechselrichters über den 2-Punkt-Regler (25) mit nachgeschaltetem Speicher in (16) vorzeitig gelöscht werden; und daß zur elektrischen Abbremsung des Drehstrommotors (12) ohne Energierückspeisung über einen Bremsregler (18) ein Gegendrehfeld kleiner Frequenz, vorzugsweise 2 bis 3HZ; auf den Drehstrommotor (12) geschaltet wird und über den Inverter (17) ein eingeprägter Motorbremsstrom vorgegeben wird.
  • Eine Variante der Erfindung mit Wegfall des Tachodynamos sieht vor, daß im Feldschwächbereich ein Umax-Regler (2)) den bei Zurücknahme des Spannungs-Sollwertes einsetzenden generatorischen Betrieb durch den Vergleich (24) der mittels des Potentiometers (25) einstellbaren maximal zulässigen Spannung mit der in (11) abgegriffenen Motorklemmenspannung erfaßt und bei Ereichen des maximal zulässigen Wertes der Motorklemmenspannung die Frequenz erhöht, so daß der generatorische Betrieb unterbunden wird; und daß weiter der bei Belastung des Drehstrommotors (12) auftretende Drehzahlabfall und der damit verbundene Stromanstieg an der Meßstelle (2) über ein Bewertungsglied (40) für eine zusätzliche Sollwerterhöhung für die Gleichrichterausgangsspannung bis zum Nennpunkt ausgewertet wird.
  • Die Erfindung wird an Hand der Fig.1 und 2 erläutert.
  • Hierbei zeigt Fig.1 ein das erfindungsgemäße Verfahren mit direkter Drehzahl-Istwert-Kontrolle durch Tachometerdynamo beschreibendes Schaltbild.
  • Fig.2 zeigt die Ausgestaltung des Verfahrens für den Fall, daß kein Tachometerdynamo verwendet wird.
  • In Fig.1 bedeuten: 4 den netzgeführten Gleichrichterteil mit Anschnittsteuerung, 5 den selbstgeführten Wechselrichterteil, 3 den im Zwischenkreis angebrachten Glättungsteil, 1 eine Strommeßeinrichtung auf der Ausgangsseite des Gleichrichters 4, 2 eine zusätzliche Strommeßeinrichtung auf der Ausgangsseite des Wechselrichterteils 5, 12 den zu steuernden bzw. zu regelnden Drehstrommotor. (Dieser Kreis ist in Fig.1 und 2 durch stark ausgezogene Striche hervorgehoben) 73 stellt einen Stromregler dar, 34 den Steuersatz zu 4. Auf dem Weg über die Strommeßstelle 1, über ein Vergleichs organ 6 ist in an sich bekannter Weise ein Regelkreis für den Gleichrichter-Ausgangsstrom vorgesehen.(Dieser übliche Regelkreis ist in Fig.1 und 2 durch gestrichelte Linien dargestellt).
  • Zu diesem bekannten unterlagerten Stromregelkreis für den Zwischenkreisstrom kommt nun zusätzlich eine Strommessung 2 auf der Ausgangsseite des 5¢Techselrichters 5, die gemäß der Erfindung nach Vergleich mit dem in 27 eingestellten maximalen Löschstrom über einen 2-Punkt-Regler 26 und einen nachgeschalteten Speicher in der Zündverstelleinrichtung 16 die Thyristoren des Wechselrichters 5 bei Überschreiten des zulässigen Stroms an Meßstelle 2 vorzeitig löscht. Der verzögerungsfrei arbeitende 2-Punkt-Regler 26 löst nämlich bei Erreichen der in 27 eingestellten maximalen Stromgrenze einen Löschimpuls aus(Fig. 3a und 3b). Ein nachgeschalteter Speicher sperrt gleichzeitig alle weiteren Zündimpulse so lange, bis die zyklische Weiterschaltung nach Beendigung eines Sechstels einer Periode die nächste Thyristor-Kombination zündet. Da bei Erreichen einer maximalen Stromgrenze der Löschbefehl vor Ablauf der Sechstelperiode verfrüht ausgeführt wird, die nächste Zündung aber erst nach Ablauf der Sechstelperiode erfolgt, erhält der Motor erfindungsgemäß keinen an der Stromgrenze getakteten Strom, sondern nur Stromimpulse. Bei hohem maximal zulässigem Strommomentanwert resultiert daraus doch nur ein kleiner Strommittelvrert und somit keine Überlastung der Bauelemente. - (Dieser Kreis ist in Fig.1 und 2 durch kurze und lange Striche dargestellt).
  • In Fig. 1 ist T ein an sich bekannter Tachometerdynamo am Drehstrommotor 12. Der von ihm ermittelte Drehzahlistwert wird im Vergleichsglied 7 mit dem durch den Sollwertgeber 28 eingestellten Wert verglichen. Die Differenz steuert in bekannter Weise den Drehzahlregler 36, dessen Ausgang über ein Begrenzungsglied 37, eine Richtungsdiode 9, am Vergleichsglied 6 den Sollwert für den Stromregelkreis vorgibt. Der Tachometerdynamo stellt somit nicht nur zwischen der Drehzahl 0 und der Nennbetriebsdrehzahl in bekannter Weise die der Drehzahl des Drehstrommotors 12 proportionale Ausgangsspannung des Gleichrichters 4 sicher, sondern es wird darüber hinaus durch das Begrenzungsglied 37 ein Signal zur Drehzahlerhöhung nur durchgelassen, wenn dabei der in 29 eingestellte Fahrstrom nicht überschritten wird.(Dieser Kreis ist in Fig.1 durch strichçunktierte dünne Linien dargestellt, Strich/2 Punkte.) Es wird weiter der Istwert der Motorklemmenspannung bis zur Nennoetriebsdrehzahl als Führungsgröße für die Frequenz benutzt. Damit kann sich der Spannungsabfall im Wechselrichter nicht auswirken, und die Flußvorgabe über das Spannungs/Frequenz-Verhältnis wird genauer als bei den beschriebenen bekannten Verfahren. Dieser Istwert wird bei 11 erfaßt und bestimmt über ein Summierungsglied 13 und einen Funktionsgeber 14, einen Spannungs/Frequenz-Umsetzer 15 und den Zündverteiler 16 die Größe der Wechselrichterfrequenz. Der Funktionsgeber 14 legt dabei die Zuordnung von Motorspannung und Frequenz fest. Bei kleinen Frequenzen wird dabei mit Rücksicht auf den Spannungsabfall am Ständerwiderstand vom linearen Verlauf abgewichen.
  • Von der Nennbetriebsdrehzahl ab wird nach der Erfindung im Feldschwächbereich die Führungsrolle für die Frequenz von dem Kreis 19, 20, 21, 30, 44, bzw. 39, 28, übernommen, wobei 19 das Feldschwächglied, 20 den Schwellwertgeber, 21 ein Vergleichsglied, 28 der Sollwertgeber, und 30 bzw. 39 ein Begrenzungsglied darstellen. (Dieser Kreis ist in Fig.1 und 2 durch starke strichpunktierte Linien dargestellt.) Die aus diesem Kreis resultierende Beeinflussung der Frequenz erfolgt über die Summierstelle 13,15,16.
  • Nach der Erfindung wird ein weiterer Kontrollkreis angesetzt, der vom Vergleichsglied 38 über einen Imax-Regler 22 zum Begrenzungsglied 30 führt, wobei über den Lmax-Regler 22 der Drehzahl-Sollwert in Fig.1 bzw. Spannungssollwert in Fig.2 durch die Begrenzung 30 oder (gleichberechtigt) 79 nur dann Führungsgröße für die Frequenz werden kann, wenn der in 1 erfaßte Gleichstrom kleiner als 90 des maximal zulässigen, mittels 29 eingestellten Wertes ist. (Dieser Kreis ist in Fig.1 und 2 durch dünne ausgezogene Linien dargestellt) Da eine Energierückgewinnung bei dem beschriebenen Typ von Umrichtern nicht möglich ist, wird nach der Erfindung unter Inkaufnahme von zeitweilig anfallender Verlustwärmeder Drehstrommotor mit einem Gegendrehfeld von sehr geringer Frequenz gespeist.
  • Die im Motorläufer auftretenden Verluste rühren dabei bekanntlichher aus der Bewegungsenergie von Läufer und Belastungsmaschine, desgleichen von Wirkleistung, die im Bezirk 1 i-s s zvo aus dem Netz in den Rotor strömt. Mit Rücksicht auf diese, hauptsächlich im Rotor auftretenden Verluste ist die Bremsung grundsätzlich nur für aussetzenden Bremsbetrieb vorgesehen.- Ein zusätzlicher, in Fig.1 und 2 punktiert gezeichneter Kreis dient dem Ablauf der mit der Bremsung zusammenhängenden Maßnahmen. Hierbei wird das über 8 eingehende Bremssignal über 41, 16 für die Richtung des Drehfelds ausgewertet, weiterhin über 41, 14 der Betrag der Frequenz vorgegeben. Außer Drehrichtung und Frequenz wird nach der Erfindung in diesem Kreis der Bremsstrom auf dem Weg 10, 17, 32, 9, 6 vorgeschrieben. Obendrein wird im Begrenzungsglied 32 gesichert, daß der Bremsstrom nicht höher werden kann, als in 35 eingestellt wurde.
  • Der Vorteil des Verfahrens gemäß Fig. 1 und 2 gegenüber dem bekannten Stand besteht darin, daß bei den bekannten Verfahren die Drehzahl nur in einem solchen und zwar begrenzten Tempo niedriger gestellt werden kann, als der Motor 12 und Wechselrichter 5 in ihren Spannungsabfällen die rückströmende Bewegungsenergie in Wärme verwandeln können. Die Bremsung nach Variante Fig.1 und 2 der Erfindung ist von dieser Einschränkung unabhängig, Die mechanische Energie des Motors 12 und der von ihm angetriebenen Last wird im Rotor des Drehtrommotors in Wärme verwandelt, und kann daher die Motorspannung nicht erhöhen, bzw. den Glättungskondensator aufladen. Die Bremsung nach dieser Variante kann daher im Bedarfsfall schneller erfolgen als bei den erwähnten bekannten Verfahren.- Die erfindungsgemäß gewählte Frequenz für die Gegenstrombremsung von 2 bis 3 Hz erzielt für Motor und Wechselrichter eine gleichmaßige Strombelastung und damit eine gleichmäßige thermische Beanspruchung von Motor und Wechselrichter . -InbFig.2 ist ein drehzahlgesteuerter Betrieb gezeigt. Die Bedeutung der Zahlen 1 bis 7, 9 bis 22, 26 bis 30, 32 bis 39 ist dieselbe wie in Fig.1. Der Tachometerkreis entfällt. Der Grund für diese Maßnahme ist die-bei Wegfall des Tachometerdynamos erzielbare Ersparnis. Der Regler 36 wirkt dann als Spannungsregler. Als Istwert wird ihm die in 11 erfaßte MotorklemmenSpannung zugeführt.
  • Der oben an Hand von Fig.1 beschriebene Regelablauf für den Übergang vom Grunddrehzahlbereich in den Feldschwächbereich wirkt bei Fig.2 in gleicher Weise. Bei dieser Variante der Erfindung kommt ein Spannungsvergleichskreis hinzu, dargestellt durch 11,24, 25, 23, 39, der in Fig.2 durch doppelt gestrichelte Linien dargestellt ist. Hierbei wird über einen Sollwerteinsteller 25, einen Umax Regler 23 eine maximal zulässige Motorklemmenspannung gewählt und im Vergleichsglied 24 mit dem Istwert verglichen, so daß bei Überschreitung dieses Maximums infolge generatorischen Betriebs sofort die Frequenz erhöht und dadurch der generatorische Betrieb schnell unterbunden wird. Damit ist also das Ziel der Erfindung erreicht, daß der Motor im Feldschwächbereich geringfügig in den übersynchronen Generatorbetrieb übergehen kann, ohne daß unzulässig hohe Spannungen im Zwischenkreis entstehen, und ohne daß das Gerad abgeschaltet werden muß.
  • Der Kreis 7, 40, 43 in Fig.2 hat den Zweck, eine vom Zusammenhang Motorstrom/Motorschlupf abhängige Korrektur solcherart am Sollwert der Gleichspannung anzubringen, daß bei zunehmender Belastung und damit zunehmendem Motorstrom der belastungsabhängige Drehzahlabfall ausgeglichen wird, und damit der durch den Wegfall der direkten Drehzahlerfassung mittels Tachometerdynamo bedingte Genauigkeitsverlust zum größten Teil ausgeglichen wird.
  • (Dieser Kreis ist in Fig.2 mit Strich/3 Punkten bezeichnet.) Bei Spannungsregelung wird zwar bei Sollwertrücknahme zunächst auch die Frequenz nur so weit erhöht, daß durch die generatorisch gelieferte Energie gerade die Verluste in der Schaltung gedeckt werden; aber bei gewünschter rascher Abwärts steuerung der Drehzahl bleibt nach dem erfindungsgem=ßen Verfahren die Möglichkeit, über den Schalter 31 schnell zu bremsen und die mechanische Bewegungsenergie im Drehstrommotorläufer direkt zu vernichten, so daß nicht unbedingt ihr Aufbrauchen in den Verlusten der Schaltung selbst abgewartet werden muß, wie dies bei der bekannten Anordnung der Fall ist.
  • Zusammengefaßt erreicht so die Erfindung ihre Ziele: Durch Erfassung der Motorklemmenspannung statt der Zwischenkreisspannung als Führungsgröße für die Frequenz wird eine größere Genauigkeit des Flusses im Drehstrommotor erreicht, weil der Spannungsverlust im Wechselrichter sich nicht auswirken kann.
  • Die nachteiligen Folgen einen zu raschen Erhöhung oder Enniäßigung qes Sollt'yerts durch unzweckmäßige Bedienung werden vermieden, ohne daß eine zusätzliche Schaltlogik erforderlich wird.
  • Das Erreichen bzw. tJberQchreLten der höchstzulässigen Arbeits-bzw. töschströme f%1rt nicht ZU einem Abschalten der ganzen Anlage, sondern das neue£ Verfahren verhütet das Auftreten größerer uberspannungen im Zwischenkreis, und baut diese und mit'e bar von der Last herrührende Uberlastungen in einem angepaßten Tempo automatisch ab.
  • Während in der Variante Fig.1 mit Tachometerdynamo die Istdrehzahl direkt überwacht wird, ermöglicht die Variante Fig.2 bei nur geringfügigem Verzicht auf Drehzahlgenauigkeit eine kostenvermindernde Weglassung des Tachometerdynamos.
  • Generatorischer Betrieb wird mit Sicherheit unterbunden.
  • Durch geeignete Wahl der Bremsfrequenz und Vorgabe eines einstellbaren Bremsstroms wird sowohl der Drehstrommotor,als auch der Wechselrichter gleichmäßig thermisch ausgenutzt und ihre Uberlastung vermieden.
  • Der Bremsvorgang wird durch die zusätzliche Bremsschaltung von der Aufnahmefähigkeit des Wechselrichters für Verluste und der dadurch bedingten schleichenden Bremsung gelöst. Bei allen Lasten und Drehzahlen kann im Bedarfsfall eine rasche Bremsung angeboten werden.
  • Durch ein Abschnittsverfahren wird bei Überstrom nicht an der Stromgrenze, sondern ein kleinerer Mittelwertstrom getaktet und dadurch die Bauelemente geringer beansprucht.

Claims (2)

  1. Verfahren zur Drehzahl steuerung und -Regelung
    eines über Umrichter betriebenen Drehstrommotors Patent ansprüche verfahren zur Drehzahlsteuerung und -Regelung eines über Umrichter betriebenen Drehstrommotors, wobei der Umrichter mit verstellbarer Zwischenkreisgleichspannung über eine Ständerspannungs- Ständerfrequenz -Kennlinie den Drehstrommotor speist, mit einem netzgeführten Gleichrichterteil und einem mit Summenlöschung arbeitenden - Wechselrichterteil, mit nur einer Energieflußrichtung, mit Freilaufdioden am Gleichrichter, mit einer Strommessvorrichtung im Zwischenkreis an der Stelle vor dem aus Drossel und Kapazität bestehenden, zwischen Gleichrichter und Wechselrichter eingefügten Glättungsglied, wobei mit dem so abgegriffenen Strom über einen an sich bekannten Sollwert/Istwert-Vergleich nach dem an sich ebenfalls bekannten Anschnittverfahren der Ausgangsstrom am Gleichrichter gesteuert wird, wobei weiter ein überlagerter Regelkreis nach dem Vergleich von Drehzahl - Soll/Istwert oder Ständerklemmen-Spannungs-Soll/Istwert vorgesehen ist, und wobei weiter der Gleichrichterteil in seiner jeweiligen Aussteuerung die Zwischenkreisspannung und damit die Amplitude der Wechselrichter - Ausgangsspannung bestimmt, und wobei als Fuhrungsgröße für die Frequenz die Ist-Klemmenspannung am Motor über einen Funktionsgeber und einen spannungs/ Frequenz-Umsetzer die Zündverstellung für den Wechselrichter bewirkt bis zu einem Grenzwert bei maximal möglicher Zwischenkreisspannung entsprechend der Nenndrehzahl, dadurch gekennzeichnet, daß im Grunddrehzahlbereich der Istwert der Motorspannung die Frequenz führt und im Feldschwächbereich der Sollwert; daß für die Feldschwächung im Fall der Fig.1 ein weiterer Drehzahl-Feldschwächregler (19) vorgesehen ist, der als Funktion des in (21) erfolgenden Vergleiches des Sollwertes (28)der in (20) einstellbaren Schwelle und des in (42) abgegriffenen Drehzahlistwertes ausgesteuert wird; daß im Fall der Fig.2 bei Feldschwächung über den Feldschwächregler (19) der Spannungs-Sollwert oberhalb einer durch (20) einstellbaren Schwelle über ein Vergleichsglied (21) Führungsgröße für die Frequenz ist, wobei oberhalb der in (20) eingestellten Schwelle der Sollwert die Führung der Frequenz übernimmt, wobei über den 1 - Regler (22) der Drehzahlmax Sollwert in Fig.1 oder der Spannungs-Sollwert in Fig.2 durch die Begrenzung (30) oder (39) nur dann sich als Führungsgröße für die Frequenz auswirken kann, wenn der in (1) erfaßte Gleichstrom kleiner als 90 % des maximal zulässigen, mittels (29) eingestellten Wertes ist; daß zwischen Wechselrichter und Motor der Momentanwert des Stromes überwacht wird, so daß er immer kleiner als der durch (27) einstellbare maximale Löschstrom ist, wobei bei Überstrom die Thyristoren des Wechselrichters über den 2-Punkt-Regler (26) mit nachgeschaltetem Speicher in (16) vorzeitig vor Ablauf des sich über eine Sechstelperiode erstreckenden Spannungsrechteckes durch Abschneiden gelöscht werden, (Fig. 3a und 3b); und daß zur definierten, von den Wechselrichterverlusten unabhängigen Abbremsung des Drehstrommotors (12) ohne Energierückspeisung über einen Bremsregler (18) ein Gegendrehfeld- kleiner Frequenz, vorzugsweise 2 bis 3 Hz, auf den Drehstrommotor (12) geschaltet wird und über den Inverter(17) ein eingeprägter Motorbremsstrom vorgegeben wird.
  2. 2) Verfahren nach Anspruch 1) für frequenzgesteuerten Betrieb ohne Tachometerdynamo nach Fig.2 dadurch gekennzeichnet, daß im Feldschwächbereich ein U - Regler (23) den max bei Zurücknahme des Spannungs-Sollwertes einsetzenden generatorischen Betrieb durch den Vergleich (24) der mittels des Potentiometers (25) einstellbaren maximal zulässigen Spannung mit der in (11) abgegriffenen Motor-Klemmenspannung erfaßt und bei Erreichen des maximal zulässigen Wertes der Motorklemmenspannung die Frequenz erhöht-, so daß der generatorische Betrieb unterbunden wird; und daß weiter der bei Belastung des Drehstrommotors (12) auftretende Drehzahlabfall und der damit verbundene Stromanstieg an der Meßstelle (2) über ein Bewertungsglied (40) für eine zusätzliche Sollwerterhöhung für die Gleichrichter-Ausgangsspannung bis zum Nennpunkt ausgewertet wird.
DE2320748A 1973-04-25 1973-04-25 Anordnung zur Steuerung der Drehzahl eines Drehstrommotors, der über einen Zwischenkreisumrichter betrieben wird Expired DE2320748C3 (de)

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