DE2365111C3 - Verfahren zum Hochfahren von Wechsel- bzw. Drehstrommaschinen - Google Patents
Verfahren zum Hochfahren von Wechsel- bzw. DrehstrommaschinenInfo
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/26—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor
- H02P1/30—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor by progressive increase of frequency of supply to primary circuit of motor
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Hochfahren von Wechsel- bzw. Drehstrommaschinen
mit einem Schwingkreisumrichter. Ein solcher ist bekannt durch die US-PS 37 57 197.
Schwingkreisumrichter werden neben der Mittelfrequenzversorguiig
bei der induktiven Erwärmung zur Speisung von schnellaufenden Wechsel- und Drehstrommaschinen,
insbesondere von Hysteresemotoren, die Zentrifugen antreiben, angewendet
Die Gründe für den Einsatz von Schwingkreisumrichtern
zur Speisung von Drehstrommaschinen sind einmal der hohe Blindleistungsbedarf der Motoren, der
zweckmäßig durch Kondensatoren zu decken ist, und zum anderen die hohe geforderte Betriebsfrequenz des
Umrichters. Die Motoren können entweder parallel- oder reihenkompensiert werden. Im Hinblick auf einen
geringen Oberschwingungsgehalt des Motorstromes bzw. der Spannung wird im allgemeinen die Parallelkompensation
bevorzugt. Ein lastgesteuerter Schwingungskreisumrichter zur Speisung von kompensierten
Mittelfrequenzmotoren ist in der Zeitschrift ETZ-A 93 (1972), Heft 1, Seiten 8-15 beschrieben, bei dem die
wirksame Kompensationskapazität über einen Drehtransformator verändert werden kann.
■ Da Schwingkreisumrichter mit fester Kompensation nur in einem relativ kleinen Frequenzbereich wirtschaftlich zu betreiben sind, ist das Hochfahren der Motoren mit Hilfe eines derartigen Umrichters nicht ohne weiteres möglich; denn bei fester Kompensation ändert sich der Löschwinkel der Wechselrichterventile mit der Betriebsfrequenz, und zwar nimmt er mit steigender Frequenz zu. Bei zu großem Löschwinkel wird der Schwingkreisumrichter mit hohem Blindstrom belastet, während bei zu kleinem Löschwinkel die Kommutierung der Wechselrichterventile gefährdet ist, denn der Löschwinkel darf die Freiwerdezeit der verwendeten Ventile nicht unterschreiten.
■ Da Schwingkreisumrichter mit fester Kompensation nur in einem relativ kleinen Frequenzbereich wirtschaftlich zu betreiben sind, ist das Hochfahren der Motoren mit Hilfe eines derartigen Umrichters nicht ohne weiteres möglich; denn bei fester Kompensation ändert sich der Löschwinkel der Wechselrichterventile mit der Betriebsfrequenz, und zwar nimmt er mit steigender Frequenz zu. Bei zu großem Löschwinkel wird der Schwingkreisumrichter mit hohem Blindstrom belastet, während bei zu kleinem Löschwinkel die Kommutierung der Wechselrichterventile gefährdet ist, denn der Löschwinkel darf die Freiwerdezeit der verwendeten Ventile nicht unterschreiten.
Zum Hochfahren einer größeren Zahl von Motoren, die von einem Umrichter versorgt werden, benutzt man
daher zusätzlich kleinere Umrichter, zwangskommutierte oder Transistorumrichter, die in der Lage sind,
Spannung und Frequenz der Drehfeldmaschinen dem Hochlauf anzupassen, so daß ein zulässiger Schlurf nicht
überschritten wird. Die Motoren werden dabei gruppenweise nacheinander hochgeschleppt und daran
anschließend dem mit konstanter Frequenz und konstanter Kompensationskapazität arbeitenden
Schwingkreisumrichter zugeschaltet
Der Nachteil dieses Verfahrens ist den, daß zum
Hochfahren der Motoren einer Anlage eine läng«_re Zeit
benötigt wird, da die Motoren nacheinander hochgefahren
werden und daß außerdem separate Umrichter erforderlich sind, die nur für den Hochfahrvorgang
benötigt werden. Es ist darüber hinaus ein besonderes Verteilungsnetz zu installieren, damit die Motoren
euerseits zum Hochfahren an den Hochfahrumrichter und andererseits zum Betrieb an den Schwingkreisumrichter
angeschlossen werden können.
Grundsätzlich könnte man die Kompensaticnskapazität zur Einhaltung des Löschwinkels der jeweiligen
Taktfrequenz des Schwingkreiswechselrichters anpassen. Hierzu wäre eine umschaltbare Kondensatorbatterie
erforderten, die für die niedrigen Taktfrequenzen
hohe Kapazitätswerte haben müßte. Da die Motorspannung proportional mit der Frequenz vorgegeben
werden muß, würde der Umrichter bei niedrigen Drehzahlen mit kleinen Spannungen fahren und damit
dem speisenden Neu hohe Blindleistung entnehmen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, alle von einem Schwingkreisumrichter gespeisten Wechsel- bzw.
Drehstrommaschinen gleichzeitig hoch zu fahren, ohne dem speisenden Netz hohe Blindleistung zu entnehmen.
Diese Aufgabe wird beim eingangs beschriebenen Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei
konstanter Kompensationskapazität ein gleichbleibendes Verhältnis von Taktfrequenz fr des Schwingkreiswechselrichters
und der Resonanzfrequenz /0 des wirksamen Schwingkreises erreicht wird, durch eine
Anpassung der wirksamen Induktivität des Lastkreises über einen zwischen dem Schwingl'reisumrichter und
der konstanten Kompensationskapazität einerseits und den hochzufahrenden Drehfeldmaschinen andererseits
angeordneten Transformator.
Dabei wird in weiterer Gestaltung der Erfindung die Taktfrequenz in Stufen vorgegeben und das Übersetzungsverhältnis
des Transformators stufenweise geändert
Die Erfindung erklärt sich folgendermaßen:
Will man einen konstanten Löschwinkel des Schwingkreiswechselrichters
beibehalten, muß die Abstimmung des Schwingkreises bei der sich verändernden Taktfrequenz
des Schwingkreiswechselrichters erhalten bleiben, d. h. das Verhältnis der Taktfrequenz h des
Schwingkreiswechselrichters zur Resonanzfrequenz /0 des wirksamen Schwingkreises muß konstant bleiben.
Beim Hochfahren des Schwingkreisumrichters wird aber nun die Taktfrequenz /7- gesteigert; folglich muß
auch die Resonanzfrequenz /Ό in gleichem Maße verändert werden. Letztere ist bestimmt durch folgenden
Zusammenhang:
/0 =
Darin bedeuten:
C = die Kompensationskapazität des Schwingkreises
L — die wirksame Induktivität des Lastkreises
L — die wirksame Induktivität des Lastkreises
*§ Läßt man die Kompensationskapazität Ckonstant, ist
If eine Anpassung der Resonanzfrequenz f0 an die
ijp Taktfrequenz fT nur durch eine Veränderung der
|8 wirksamen Größe der Schwingkreisinduktivität mög-%'
lieh. Dies wird dadurch erreicht, daß die an sich rl konstante Lastinduktivität durch ein veränderliches
f Obersetzungsverhältnis eines Transformators verän-
;:ί dert wird.
»ί Vorteilhäfterweise kann dann, da eine Spannungsan-
ii passung im Lastkreis an die Taktfrequenz gegeben ist,
fö d. h. die Wechsel- bzw. Drehstrommaschinen immer mit
i§ konstantem Fluß betrieben werden, der SchwingkreissS
. umrichter mit seiner Nennspannung arbeiten. Er stellt ■:; dann für das speisende Netz eine geringe Blindstromf*
belastung dar.
; - Anhand einer Zeichnung sei ein schematisches Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert
> Der Schwingkreisumrichter besteht aus einem von K einem Netz gespeisten Gleichrichter 1, einer Glättungsdrossel 2 und einem Schwingkreiswechselrichter 5. Es ist weiterhin eine Anschwingvorrichtung für den Schwingkreiswechseirichter dargestellt, die aus einer Hi'fsbrükke 3 und zwei Hilfskapazitäten 4 besteht Der Ausgang des Schwingkreiswechselrichters 5 speist über einen Transformator 8 und einen Stufenschalter 9 die die Last darstellenden Wechsel- bzw. Drehstrommotoren, beispielsweise Hysteresemotoren 11. Werden mehrere Maschinen gleichzeitig gespeist, so ist zweckmäßigerweise ein Sammelschienensystem 10 vorzusehen.
; - Anhand einer Zeichnung sei ein schematisches Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert
> Der Schwingkreisumrichter besteht aus einem von K einem Netz gespeisten Gleichrichter 1, einer Glättungsdrossel 2 und einem Schwingkreiswechselrichter 5. Es ist weiterhin eine Anschwingvorrichtung für den Schwingkreiswechseirichter dargestellt, die aus einer Hi'fsbrükke 3 und zwei Hilfskapazitäten 4 besteht Der Ausgang des Schwingkreiswechselrichters 5 speist über einen Transformator 8 und einen Stufenschalter 9 die die Last darstellenden Wechsel- bzw. Drehstrommotoren, beispielsweise Hysteresemotoren 11. Werden mehrere Maschinen gleichzeitig gespeist, so ist zweckmäßigerweise ein Sammelschienensystem 10 vorzusehen.
In dem dargestellten Beispiel ist der Transformator als Spartransformator ausgeführt, der einzelne Anzapfungen
besitzt, die über Schütze geschaltet werden. Die Ausführung des Transformators und die Mittel zum
Schalten der einzelnen Stufen sind jedoch im Rahmen der Erfindung nicht an das dargestellte Beispiel
gebunden, sondern es können z. B. auch elektronische Schaltelemente zum Einsatz kommen. Der Transformator
hat ebenso viele Anzapfungen, wie Frequenzstufen erforderlich sind. Die Zahl der Frequenzstufen, mit
denen die Motoren hochgefahren werden sollen, richtet sich nach ihrem zulässigen Schlupf. Die Übersetzung des
Transformators kann somit über die Anzapfungen in Stufen verändert werden.
Zwischen dem Transformator 8 und dem Ausgang des Schwingkreiswechselrichters 5 ist die Kompensationskapazität
7 angeschlossen.
Eine Hochfahrautomatik 17 gibt in Zeitabschnitten die Taktfrequenz des Schwingkreiswechselrichters 5
und außerdem die entsprechende Übersetzung des Transformators 8 vor, indem die Transformatoranzapfung
über den dazugehörigen Schalter an die Klemmen des Lastsystems gelegt wird. Die Motoren erhalten eine
Spannung, die der Taktfrequenz proportional ist, während der Schwingkreisumrichter seine Nennspannung
abgibt. Die Motoren werden in einer Zeitstufe mit konstanter Frequenz gespeist Sie lauf en also asynchron
und beschleunigen so lange mit ihrem asynchronen Drehmoment, bis sie die konstante Drehzahl erreicht
haben. Nachdem die Motoren den Synchronismus oder die konstante Drehzahl erreicht haben, kann die
Hochfahrautomatik 17 auf die nächsthöhere Taktfrequenz des Schwingkreiswechselrichters umschalten.
Wie in der Zeichnung erkennbar, ist eine Drehzahlerfassung 18 vorgesehen, deren Informationswert an die
ίο Hochfahrautomatik 17 gegeben wird. Die Umschaltung
von einer Frequenzstufe des Schwingkreiswechselrichters 5 auf die nächsthöhere kann in der Weise
geschehen, daß der Umrichter kurzzeitig ausgeschaltet wird, also keine Leistung überträgt Dazu greift die
Hochfahrautomatik in den Spannungsregler 12 eines Regelkreises ein, der von der mit Spannungswandlern 6
gemessenen und gleichgerichteten Istspannung £4, des
Wechselrichterausganges ausgeht undi nach einem Vergleich mit einer vorgegebenen Sollspannung Usoit
über eine Steuerstufe 13 die Ventile des Gleichrichters 1 des Schwingkreisumrichters steuert
Die Hochfahrautomatik 17 gibt zum einen die ■nächsthöhere Frequenzstufe vor. Dies erfolgt durch
Eingriffe in eine von einem Frequenzgenerator 14 gesteuerte Untersetzerstufe 15, deren Ausgänge über
einen Impulsverstärker 16 die einzelnen Ventile des Schwingkreisumrichters 5 steuern. Für den Anschwingvorgang
erfolgt gleichzeitig die Steuerung der Ventile der Hilfsbrücke 3.
Zum anderen gibt die Hochfahrautomatik 17 die nächste Stufe des Transformators 8 vor, und es erfolgt
damit eine Veränderung seines Übersetzungsverhältnisses.
Nach Vorgabe einer neuen Stufe schwingt der
Nach Vorgabe einer neuen Stufe schwingt der
J5 Umrichter über Anschwingeinrichtung, Hilfsbrücke 3
mit der neuen Frequenz an. Die Motoren laufen wieder asynchron und beschleunigen bis zu dem Zeitpunkt, in
dem sie konstante Drehzahl erreich i haben. Gegebenenfalls schließt sich dann wieder eine Umscha'tung auf
■»ο die nächsthöhere Frequenzstufe mit einer gleichzeitigen
Umschaltung des Transformators an.
Nachdem bisher davon ausgegangen wurde, daß die Umschaltung von einer Frequenzstufe auf eine andere
von der Drehzahl abhängig gemacht wird, kann sie jedoch auch von einer vorgegebenen Zeit abhängig
gemacht werden. Diese wäre dann so zu wählen, daß die Motoren in einer Frequenzstufe mit Sicherheit konstante
Drehzahl erreichen.
Vorteilhafterweise läßt sich mit dem angegebenen Verfahren ein Hochfahren ermöglichen, ohne daß die Werte der Kompensationskapazität verändert werden; insbesondere ist es nicht erforderlich, bei niedrigen Betriebsfrequenzen höhere Kapazitätswerte vorzusehen.
Vorteilhafterweise läßt sich mit dem angegebenen Verfahren ein Hochfahren ermöglichen, ohne daß die Werte der Kompensationskapazität verändert werden; insbesondere ist es nicht erforderlich, bei niedrigen Betriebsfrequenzen höhere Kapazitätswerte vorzusehen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
- Patentansprüche:ί. Verfahren zum Hochfahren von Wechsel- bzw. Drehstrommaschinen unter Verwendung eines Schwingkreisumrichters veränderlicher Frequenz, der durch Impulse getaktet und mittels einer Anschwingvorrichtung gestartet wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei konstanter Kompensationskapazität ein gleichbleibendes Verhältnis von Taktfrequenz /7- des Schwingkreiswechselrichters und der Resonanzfrequenz To des wirksamen Schwingkreises durch eine Anpassung der wirksamen Induktivität des Lastkreises über einen zwischen dem Schwingkreisumrichter und der konstanten Kompensationskapazität einerseits und den hochzufahrenden Drehfeldmaschinen andererseits angeordneten Transformator erreicht wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktfrequenz Pr in Stufen vorgegeb&s und das Obersetzungsverhältnis des Transformators stufenweise geändert wird.
- 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator als Spartransformator ausgeführt ist
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732365111 DE2365111C3 (de) | 1973-12-21 | 1973-12-21 | Verfahren zum Hochfahren von Wechsel- bzw. Drehstrommaschinen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732365111 DE2365111C3 (de) | 1973-12-21 | 1973-12-21 | Verfahren zum Hochfahren von Wechsel- bzw. Drehstrommaschinen |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2365111A1 DE2365111A1 (de) | 1975-06-26 |
DE2365111B2 DE2365111B2 (de) | 1978-10-05 |
DE2365111C3 true DE2365111C3 (de) | 1983-11-17 |
Family
ID=5902215
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19732365111 Expired DE2365111C3 (de) | 1973-12-21 | 1973-12-21 | Verfahren zum Hochfahren von Wechsel- bzw. Drehstrommaschinen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2365111C3 (de) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2655003C2 (de) * | 1976-12-02 | 1984-07-12 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Verfahren und Anordnung zum Betrieb eines Zwischenkreisumrichters zur Speisung schnellaufender Drehstrom- Hysteresemotoren über eine Koppelinduktivität |
JPS558250A (en) * | 1978-06-30 | 1980-01-21 | Mitsubishi Electric Corp | Method restarting induction motor |
DE3048097A1 (de) * | 1980-12-19 | 1982-07-29 | Loher Gmbh, 8399 Ruhstorf | Regelverfahren fuer tacholose, umrichtergespeiste asynchronmaschinenantriebe |
JPS57129198A (en) * | 1981-01-30 | 1982-08-11 | Hitachi Ltd | Controlling method and device for ac motor |
DE102004049250A1 (de) * | 2004-09-30 | 2006-04-06 | Wilhelm Stahlecker Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Synchronumschaltung eines Motors zwischen zwei Frequenzumrichtern |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1184413B (de) * | 1961-08-24 | 1964-12-31 | Siemens Ag | Zweistufenschaltung von einphasigen Verbrauchern, z. B. von mit Netzfrequenz gespeisten Induktionsspulen |
US3757197A (en) * | 1972-07-25 | 1973-09-04 | Gen Electric | Amping voltage on series compensating capacitor series parallel compensated current source inverter with means for cl |
-
1973
- 1973-12-21 DE DE19732365111 patent/DE2365111C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2365111A1 (de) | 1975-06-26 |
DE2365111B2 (de) | 1978-10-05 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
8226 | Change of the secondary classification |
Ipc: H02P 1/30 |
|
8281 | Inventor (new situation) |
Free format text: NESTLER, JOHANNES, DIPL.-ING., 1000 BERLIN, DE |
|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: TELEFUNKEN SYSTEMTECHNIK GMBH, 7900 ULM, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |