DE2648150A1

DE2648150A1 - Wechselrichterschaltung

Info

Publication number: DE2648150A1
Application number: DE19762648150
Authority: DE
Inventors: Hans Mogens Beierholm; Henry Roald Eriksen
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1976-10-25
Filing date: 1976-10-25
Publication date: 1978-04-27
Also published as: JPS5820238B2; JPS5354734A; CH642203A5; GB1594460A; DE2648150C2; DK472777A; US4158163A; FR2368823A1; FR2368823B1

Description

DR.-ING. ULRICH KNOBLAUCH

PATENTANWALT ^β FRANKFURT/MAIN 1, DEN 2 1. OKL 1976

KÜHHORNSHOFWES IO

POSTSCHECK-KONTO FRANKFURT/M. 3425-605 Κ/θ

DRESDNER BANK. FRANKFURT/M. 2300308 T E L E F O N : 56 1O 78 /

TELEGRAMM: KNOPAT 9 R / P 1 £ Π

DA 414

DANFOSS A/S, Nordborg (Dänemark)

Wechselrichterschaltung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wechselrichterschaltung zum Betrieb eines Asynchronmotors, dessen Drehzahl einstellbar ist, mit einem Wechselrichter, dessen Ausgangsfrequenz mittels eines Frequenzreglers regelbar ist, mit einer Gleichspannungsversorgung, deren Spannung mittels eines Spannungsreglers regelbar ist, mit einer Sollwert-Eingabevorrichtung zum Ändern der Ausgangsfrequenz, einer Spannungs-Meßvorrichtung und einer Strom-Meßvorrichtung, die je einen Ausgangswert, nämlich ein Frequenzeingabesignal, ein Spannungsmeßsignal und ein Strommeßsignal abgeben, und mit einer diese Ausgangswerte zu den Eingangssignalen für den Spannungsregler und den Frequenzregler verarbeitenden Steuerschaltung mit einem ersten Vergleicher, der den Spannungsregler steuert.

Bei einer bekannten Wechselrichterschaltung dieser Art wird der Arbeitspunkt mittels eines Potentiometers eingestellt, dessen abgegriffene Spannung mit einem Wert verglichen wird, der annähernd der Versorgungs-Gleichspannung proportional ist. Die Frequenz wird der Versorgungs-Gleichspannung etwa proportional nachgeführt. Da sich bei einem Asynchronmotor bei einer Änderung der Belastung der Schlupf und damit die Drehzahl ändert, ist eine Schlupfkompensation vorgesehen, die mit steigendem Strom die dem Wechselrichter zugeführte Gleichspannung und die

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Wechselrichterfrequenz anhebt. Hiermit kann die Drehzahl in einem gewissen Arbeitsbereich annähernd konstant gehalten werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wechselrichterschaltung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, die es erlaubt, die Motordrehzahl in einem größeren Arbeitsbereich und mit größerer Genauigkeit konstant zu halten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuerschaltung einen Rechenkreis aufweist, der aus jeweils mindestens zwei Ausgangswerten und mindestens einer Konstanten eine Rechengröße des dritten Ausgangswertes berechnet, die rechnerisch zusammen mit den erstgenannten Ausgangswerten eine für einen gegebenen Sollwert annähernd konstante Schlupffrequenz ergibt, und daß diese Rechengröße mit einem Wert verglichen wird, der im wesentlichen dem tatsächlichen dritten Ausgangswert entspricht.

Bei dieser Schaltung werden im Rechenkreis die drei Ausgangsgrößen derart miteinander verknüpft, daß sich für den eingegebenen Frequenz-Sollwert eine konstante Schlupffrequenz ergibt. Die dem Wechselrichter zugeführte Gleichspannung wird so geregelt, daß dieser Zustand unabhängig von der Belastung aufrechterhalten wird. Das hat zur Folge, daß der für Nennlast geltende Nennschlupf auch bei Teillast auftritt. Dies führt zu der erstrebten Drehzahlkonstanz. Diese Schlupffrequenz läßt sich auch bei geringen Belastungen dadurch konstant halten, daß die Luftspaltmagnetisierung annähernd proportional zum Läuferstrom geführt wird, also eine Untermagnetisierung auftritt. Dies hat den weiteren Vorteil, daß Pendelungen vermieden werden, wie sie bei einer Schlupf kompensation auftreten, die unter weitgehender Aufrechterhaltung der Magnetisierung die Frequenz des Wechselrichters korrigiert.

Auch beim Ausschalten tritt keine Oszillation zwischen dem Motor und dem Wechselrichter auf. Der Wechselrichter kann sogar an einem bereits rotierenden Motor angeschlossen werden, worauf dieser seine Drehzahl auf den vom Wechselrichter vorgegebenen Wert ändert, ohne erst zum Stillstand kommen zu müssen.

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-Jr-

Vorteilhaft ist es ferner, daß sich für jeden Belastungszustand automatisch eine minimale Leistung einstellt, bei der weder zu hohe magnetische Verluste infolge hoher Spannung noch zu hohe Kupferverluste infolge zu hohen Stromes auftreten. Vielmehr ergibt sich jeweils ein Gleichgewichtspunkt, bei dem Strom und Spannung einen optimalen Wert annehmen, weil sie sich diesem Gleichgewichtspunkt von verschiedenen Seiten her nähern. Wenn beispielsweise ein Motor plötzlich stärker belastet wird, steigt der Strom wegen der höheren Schlupffrequenz entsprechend an. Infolgedessen wird die Spannung höher geregelt, bis die vorgegebene Schlupffrequenz wieder erreicht ist. Dabei nimmt aber der Strom ab, wodurch sich ein neuer Gleichgewichtspunkt für Strom und Spannung einstellt.

Von Vorteil ist es darüberhinaus, daß am Motor selbst keine Messungen vorgenommen werden müssen, sondern die Meßsignale direkt vor und/oder hinter dem Wechselrichter abgenommen werden können.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Rechenkreis ein Rechenorgan auf, mit dem ein die Schlupf frequenz berücksichtigender Wert eingeführt und zumindest über den größten Teil des Motorarbeitsbereichs unterhalb der Nenndrehzahl konstant gehalten wird. Da die eingestellte Schlupf frequenz nicht nur für eine bestimmte eingestellte Frequenz, sondern für den Hauptarbeitsbereich des Motors gilt, ergibt sich eine entsprechend einfache Schaltung des Rechenkreises.

Damit unabhängig von der Belastung bei einer eingestellten Frequenz die Schlupf- oder Läuferfrequenz konstant gehalten wird, gilt

Ip

g=· = f2 · const. (1)

wobei I₂ der Wirkstrom im Läufer des Motors, B die Luftspaltinduktion tand f₂ die Schlupf- oder LJiuferfrequenz ist. Es wur-

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de gefunden, daß man mit ausreichend großer Genauigkeit den .Läuferwirkstrom Ip ersetzen kann durch den Ständerwirkstrom I₁, der beispielsweise an der Gleichstromseite vor dem Wechselrichter gemessen werden kann. Die Luftspaltinduktion läßt sich mit ausreichend großer Genauigkeit darstellen durch

U₁-I₁- R₁
_B _ _J ι L . const. (2)

wobei U₁ die dem Motor zugeführte Spannung, I₁ der dem Motor zugeführte Wirkstrom, R₁ der ohmsche Widerstand der Ständerwicklung und f₁ die Frequenz des Wechselrichters ist. Die Spannung U₁ kann vor oder hinter dem Wechselrichter abgegriffen werden. Aus (1) und (2) ergibt sich

I₁ f₂

« *—T-TT- = ψ- · const. (3)

U₁-I₁- R₁ f₁

die erkennen läßt, daß - wenn die Schlupffrequenz f₂ konstant gehalten wird - zwischen den drei Werten I₁, U₁ und f ₁ ein relativ einfacher Zusammenhang besteht. Führt man den primären Wirkstrom I₁ als Strommeßsignal I, die primäre Spannung U₁ als Spannungsmeßsignal E und die gewünschte Wechselrichterfrequenz f₁ als Frequenzeingabesignal f ein, dann kann im Rechenkreis eine Rechengröße jeweils aus mindestens zweien der genannten drei Ausgangswerte E, I und f berechnet werden.

Daher ergibt sich ein besonders einfacher Rechenkreis, wenn dieser die Rechengröße nach Maßgabe der Gleichung

oder einer Umformung davon berechnet.

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Bei einer ersten Ausführung weist der Rechenkreis eine Divisionsschaltung, der das Spannungsmeßsignal als Dividend und das Strommeßsignal als Divisor zügeführt wird, und eine nachgeschaltete Subtraktionsschaltung, in der vom Quotienten ein fester Wert abgezogen wird, auf. Hier wird die Rechengröße f· etwa nach der Gleichung

berechnet.

Bei einer zweiten Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß der Rechenkreis eine Subtraktionsschaltung, in der vom Spannungsmeßsignal ein stromproportionaler Wert abgezogen wird, und eine Divisionsschaltung aufweist, der der Ausgangswert der Subtraktionsschaltung als Dividend und das Strommeßsignal als Divisor zugeführt wird, aufweist. Hierbei erfolgt die Berechnung der Rechengröße f' etwa nach der Gleichung

_f, _m E - I - k₂

Bei einer dritten Ausführungsform weist der Rechenkreis eine Additionsschaltung auf, in der ein zum Frequenzeingabesignal proportionaler Wert und ein konstanter Wert addiert werden, und eine Divisionsschaltung, der als Dividend das Spannungsmeßsignal und als Divisor der Ausgangswert der Additionsschaltung zugeführt wird. Hierbei erfolgt die Berechnung der Rechengröße I^f etwa nach der Gleichung

I» = ^E (7)

Bei einer vierten Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß der Rechenkreis eine Subtraktionsschaltung, in der vom Spannungsmeßsignal ein stromproportionaler Wert abgezogen

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wird, und eine Divisionsschaltung, der der Ausgangswert der Subtraktionsschaltung als Dividend und der Frequenzeingabewert als Divisor zugeführt wird, aufweist. Hierbei erfolgt die Berechnung der Rechengröße I¹ etwa nach der Gleichung

E - I · k₉

Wenn die Divisionsschaltung nicht selbst zur Einbringung

des Faktors <r— ausgebildet ist, kann vor den Dividend-Eingang ^K1

oder hinter den Ausgang der Divisionsschaltung ein Rechenorgan geschaltet sein, das den Faktor c— einführt.

^K1

Bei einer fünften Ausführungsform weist der Rechenkreis eine MuItiplikationsschaltung, dem das Frequenzeingabesignal und das Strommeßsignal, von denen eines mit einer ersten Konstanten multipliziert ist, zugeführt werden, und eine Additionsschaltung, in der das Multiplikationsergebnis und das mit einer zweiten Konstanten multiplizierte Stroameßsignal addiert werden, auf. Hierbei erfolgt die Berechnung der Rechengröße E¹ etwa nach der Gleichung

E* = (f · Is₁ + k₂) I (9)

In all diesen Fällen sind die Konstanten zweckmäßigerweise einstellbar, beispielsweise um eine Anpassung an einen bestimmten Motor vornehmen zu können.

Wenigstens eine Konstante kann aber auch von mindestens einer der drei Ausgangswerte*abhängig sein, beispielsweise um den Arbeitsbereich auch auf Frequenzen oberhalb der Nennfrequenz des Motors ausdehnen zu können.

Der Frequenzgeber wird im einfachsten Fall unmittelbar vom Frequenzeingabesignal f gesteuert. Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Frequenzgeber von der Rechengröße f' zu *=also f, E oder I,

steuern, weil diese der eingegebenen Frequenz f im Betrieb nachgeführt wird.

Es empfiehlt sich, einen Mindeststromgeber vorzusehen, der das Strommeßsignal bei kleinen Werten des gemessenen Stromes auf einem vorgegebenen Mindestwert hält. Dies stellt sicher, daß der Rechenkreis auch bei einem Null-Moment oder in dessen Nähe sicher arbeitet und nicht etwa deshalb Undefinierte Verhältnisse eintreten, weil ein nahe Null liegender Spannungsmeßwert und ein nahe Null liegender Strommeßwert miteinander dividiert werden müssen.

Günstig ist es ferner, wenn an den Ausgang des ersten Vergleichers der Ausgang eines zweiten Vergleichers geschaltet ist, der einen einstellbaren maximalen Leistungswert mit dem Produkt aus einem annähernd dem gemessenen Strom und einem annähernd der gemessenen Spannung entsprechenden Faktor vergleicht, und den ersten Vergleicher übersteuert, wenn das Produkt den maximalen Leistungswert übersteigt. Zweckmäßigerweise wird der maximale Leistungswert auf die Nennleistung des angeschlossenen Motors eingestellt= Wenn bei vorgegebener Frequenz ein so starkes Belastungsmoment auftritt, daß die maximale Leistung überschritten wird, sorgt der zweite Vergleicher dafür, daß die Wechselrichterfrequenz gegenüber der eingegebenen Frequenz so weit abnimmt, daß das Belastungsnoment mit der Nennleistung bewältigt werden kann. Dies ergibt im Drehmoment-Frequenz-Diagramm eine Leistungshyperbel, die das Gebiet begrenzt, in welchem der Motor ohne Überlastung betrieben werden kann.

Des weiteren ist es günstig, wenn an den Ausgang des ersten Vergleichers der Ausgang eines dritten Vergleichers geschaltet ist, der einen einstellbaren maximalen Momentwert mit einem dem gemessenen Strom entsprechenden Vergleichewert vergleicht und den ersten Vergleicher übersteuert, wenn der Vergleichswert den maximalen Momentwert übersteigt. Der dritte Vergleicher stellt sicher, daß ein vorgegebener maximaler Strom im Motor

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nicht überschritten wird, wodurch, da das Moment annähernd dem Quadrat des Motorstroms proportional ist, auch das maximale Moment festgelegt ist.

Der Rechenkreis kann ferner ein Rechenorgan, das einen der Schlupffrequenz proportionalen Faktor einführt und ihn im Arbeitsbereich bis etwa zur Nennfrequenz des Motors konstant hält, und ein Umschaltorgan, das diesen Faktor oberlfl-b der Nennfrequenz vergrößert, aufweisen. Auf diese Weise ist es möglich, die vorteilhaften Eigenschaften der Wechselrichterschaltung in einem Arbeitsbereich, der über die Nennfrequenz des Motors hinausgeht, zu erweitern, obwohl die Versorgungs-Gleichspannung auf einen bestimmten Maximalwert, in der Regel die Nennspannung des Motors, begrenzt ist. Wenn die konstant zu haltende Schlupffrequenz mit steigender Wechselrichterfrequenz zunimmt, gelingt es, ohne Erhöhung der zuzuführenden Spannung die Motordrehzahl unabhängig vom Belastungsmoment weitgehend konstant zu halten.

Das Umschaltorgan kann insbesondere mit der Einstellvorrichtung der Sollwert-Eingabevorrichtung mechanisch gekoppelt sein. Hiermit ist sichergestellt, daß Schlupffrequenz und eingegebene Frequenz gleichzeitig verändert werden.

Beispielsweise ist das Umschaltorgan eine mit dem als Verstärker ausgebildeten Rechenorgan in Reihe liegende Divisionsschaltung, in die ein mit dem Frequenzeingabesignal änderbares Signal als Divisor eingeführt wird.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß das Rechenorgan ein/Verstärker und das Umschaltorgan einen mit dem Frequenzeingabesignal änderbaren Rückkopplungswiderstand aufweist.

Hierbei kann der Faktor sich zwischen der einfachen und der doppelten Nennfrequenz verdoppeln und bei weiterem Anstieg der Frequenz etwa auf diese* doppelten Wert bleiben.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel weist der Rechenkreis ein Rechenorgan, das einen der Schlupffrequenz proportionalen Paktor einführt und ihn im Arbeitsbereich bis zu einem kurz unter der Nennspannung liegenden Spannungsgrenzwert konstant hält, und ein Umschaltorgan, das diesen Faktor oberhalb dieses Spannungsgrenzwertes vergrößert, auf. Hierdurch bleibt im gesamten Arbeitsbereich des Motors, auch bei die Nennfrequenz übersteigenden Frequenzen, die Arbeitsweise der Wechselrichterschaltung unverändert. Lediglich im oberen Bereich der zur Verfügung stehenden Spannung wird eine Korrektur bezüglich des Schlupfes vorgenommen.

Insbesondere kann das Umschaltorgan von einem Steuersignal gesteuert werden, das gleich dem um einen stromproportionalen Wert verminderten Spannungsmeßsignal ist, und der Spannungsgrenzwert etwa 90 % - 95 % der Nennspannung des Motors entspricht. Der Grenzwert der Spannung wird daher durch einen vorgegebenen Prozentsatz der Magnetisierungsspannung bestimmt.

Eine besonders einfache Ausführungsform hierfür ergibt sich, wenn das Rechenorgan ein zwischen Subtraktions- und Divisionsschaltung angeordneter Verstärker ist und daß das Umschaltorgan dessen Verstärkungsgrad ändert und vom Eingangssignal des Verstärkers gesteuert ist.

Es empfiehlt sich, wenn der Faktor sich zwischen dem Grenzwert und einem der Nennspannung entsprechenden Wert kontinuierlich etwa verdoppelt. Auf diese Weise wird ein einwandfreier Betrieb sichergestellt, bei dem der Kippunkt noch nicht unterschritten ist.

In manchen Fällen ist es auch zweckmäßig, zusätzliche Beeinflussungen dadurch wirksam zu machen, daß das eingegebene Frequenzsignal korrigfert wird.

Beispielsweise kann an den Ausgang der Sollwert-Eingabevorrichtung der Ausgang eines vierten Vergleichers geschaltet sein, der einen einstellbaren maximalen Stromwert mit dem Strommeßsignal vergleicht und das Frequenzeingabesignal gegenüber dem Sollwert herabsetzt, wenn das Strommeßsignal den maximalen Stromwert übersteigt. Durch diese Maßnahme kann ebenfalls ein Überschreiten des maximalen Motorstroms verhindert werden. Der vierte Vergleicher entspricht daher dem oben erwähnten dritten Vergleicher. Hierdurch verhindert man auch, daß der Kippmoment des Motors bei Überbelastung überschritten wird, denn die Frequenz wird zwangsweise herabgesetzt.

Bei einer anderen Ausführungsform ist an den Ausgang der Sollwert-Eingabevorrichtung der Ausgang eines fünften Vergleichers geschaltet, der einen einstellbaren maximalen Spannungswert mit dem Spannungsmeßsignal vergleicht und das Frequenzeingabesignal gegenüber dem Sollwert heraufsetzt, wenn das Spannungsmeßsignal den maximalen Spannungswert übersteigt. Hierdurch wird verhindert, daß am Motor eine vorgegebene maximale Spannung überschritten wird, denn die Frequenz wird zwangsweise erhöht. Dies ist vorteilhaft bei starker Verzögerung bei voller Drehzahl.

Bei einer bevorzugten Schaltung ist an den Ausgang der Sollwert-Eingabevorrichtung der Ausgang einer Grenzwertschaltung angeschlossen, die, wenn der Unterschied zwischen einem der Ausgangswerte und der zugehörigen Rechengröße einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt, das Frequenzeingabesignal gegenüber dem Sollwert im Sinne einer Verringerung des Unterschiedes ändert. Die Grenzwertschaltung tritt erst bei einer dynamischen Betriebssituation in Funktion, wenn beim Anfahren oder bei Momentänderungen starke Beschleunigungen oder Verzögerungen auftreten. Bei einer zu großen Beschleunigung kann sich der Schlupf des Motors so stark erhöhen, daß das Kippmoment erreicht wird. Bei einer großen Verzögerung können vom Motor so hohe Spannungen erzeugt werden, daß Zerstörungen am Wechselrichter auftreten können. Die Grenzwertschaltung sorgt dafür, daß durch Korrektur der eingegebenen Frequenz die genannten Wirkungen nicht auftreten.

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Beispielsweise ist der Grenzwertschaltung eine Subtraktionsschaltung vorgeschaltet, der die beiden im ersten Vergleicher zu vergleichenden Größen zugeführt werden. Das Subtraktionsergebnis ist ein Maß für den Unterschied, der zu Störungen führen kann.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß ein zweiter Rechenkreis vorgesehen ist, der aus dem Spannungsmeßsignal und dem Strommeßsignal eine Frequenz-Rechengröße berechnet und daß der Grenzwertschaltung eine Subtraktionsschaltung vorgeschaltet ist, der der Sollwert des Frequenzeingabesignals und die Frequenz-Rechengröße zugeführt werden.

Die Grenzwertschaltung weist im einfachsten Fall zwei antiparallel geschaltete Dioden, insbesondere Zenerdioden, auf.

Das Frequenzeingabesignal kann mittels eines einfachen Potentiometers eingestellt werden. Es kann aber auch als Impulsreihe eingegeben und dem Rechenkreis über einen Digital/ Inalog-Umsetzer zugeführt werden. Dies ist häufig erwünscht, weil die Impulse entweder direkt oder durch einfache Teilung als Steuerimpulse für den Wechselrichter verwendet werden kSnnen.jDas Freqnenzeingabesignal kann auch der Divisionsschaltung als Iapial3rei!ie s-ageführt werden, wobei die Divisionsschal tong einen Integrator aufweist, der das Spanntnigsmeßsignal zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen integriert-, und daß ein Speiclier das jeweils letzte Integrationsergebnis speichert. Da der lapialsabstaaid umgekehrt proportional zur Frequenz ist, ©ntsprioiit das Integrationsergeteis dem gewünschten Quotienten.

In vielen Fällen empfiehlt es sicii₉ daß die Spammngs-Meßvorrichtung die Spannung as der Ausgangsseite des Wechselrichters zwischen zwei Phasen mißt and die Impulse der Frequenz des Wechselrichters entsprechen. Da über die Ausgangsseite Halbwellen zugeführt werden, spielt sich jede Integration in einer

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Halbwelle ab. In der Zwischenzeit bis zum Auftreten der nächsten Halbwelle kann dann das Integrationsergebnis in den Speicher überführt und der Inhalt des Integrators gelöscht werden.

Günstig ist es ferner, wenn der Strom-Meßvorrichtung ein Verstärker mit einstellbarem Verstärkungsgrad zugeordnet ist, der das Strommeßsignal abgibt. Auf diese Weise kann bei unveränderter ¥echselrichterschaltung eine Anpassung an Motoren unterschiedlich starker Leistung vorgenommen werden.

Ferner kann das Strom-Meßsignal der Rechenschaltung über ein Zeitglied, insbesondere RC-Glied, zugeführt werden. Damit wird verhindert, daß bei einer gewissen Welligkeit des dem Wechselrichter zugeführten Stroms keine störende Rückwirkung auf die Rechengröße, insbesondere die Frequenz des Wechselrichters erfolgt.

Damit das Kippmoment des Motors nicht unterschritten wird, ist es zweckmäßig, eine Begrenzungsschaltung vorzusehen, welche die Schlupffrequenz auf etwa die doppelte Nennschlupffrequenz begrenzt. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß in den Weg des Frequenzsignals, insbesondere des Frequenzeingabesignals, eine Begrenzungsschaltung gelegt ist. Wenn nämlich die Frequenz des Wechselrichters und auch das zulässige Moment nach oben hin begrenzt sind, ergibt sich indirekt eine Begrenzung der Schlupffrequenz.

Mit Vorteil wird das Spannungs-Meßsignal einem Bandpaßfilter zugeführt, dessen Ausgangssignal gleichsinnig mit dem Strom-Meßsignal in den dritten Vergleicher eingespeist wird. Hiermit wird Schwankungen der Wechselrichterspannung, die zu einem Pendeln des Betriebs führen könnten, entgegengewirkt.

Mit besonders großem Vorteil ist ein Schlupfkompensierungssignalgeber vorgesehen, der ein Schlupfkompensierungssignal abgibt, das bis etwa zur Nennfrequenz des Motors Null ist und darüber einen mit der Frequenz ansteigenden Wert hat. Insbesondere kann der Schlupfkompensierungssignalgeber von

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derselben Eingangsgröße gesteuert werden wie das den zur Schlupf frequenz proportionalen Faktor bestimmende Rechenorgan. Immer dann, wenn dieser Faktor und damit der Schlupf geändert wird, tritt demnach die Schlupfkompensierung in Tätigkeit.

Insbesondere kann eine Additionsschaltung vorgesehen sein, in der ein erstes Schlupfkompensationssignal dem Frequenzsignal, insbesondere dem Frequenzeingabesignal, hinzugefügt wird. Auf diese Weise wird die wirksame Frequenz mit steigender Schlupffrequenz erhöht, so daß die Motordrehzahl im wesentlichen konstant bleibt.

Eine andere Ausnutzungsmöglichkeit besteht in einer Additionsschaltung, in der ein zweites Schlupfkompensationssignal dem einstellbaren Momentwert, der dem dritten Vergleicher zugeführt wird, hinzugefügt wird. Auf diese Weise wird immer dann, wenn die Schlupffrequenz bei höheren Frequenzen des Wechselrichters erhöht werden muß, auch der effektive Momentwert vergrößert, was es erlaubt, das Drehmoment über einen noch größeren Bereich der Drehzahl konstant zu halten.

wenn In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig,/das zweite Schlupfkompensationssignal über einen Verstärker geleitet ist, dessen Verstärkungsgrad in Abhängigkeit vom einstellbaren Momentwert wenigestens zwei Stufen einnehmen kann, wobei die höhere Stufe einem höheren Momentwert zugeordnet ist. Dies dient einer Anpassung an die nicht linearen Kurven im Arbeitsdiagramm. Im Extremfall kann hierbei der Verstärkungsgrad kontinuierlich verändert werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist an den Ausgang des ersten Vergleichers der Ausgang eines sechsten Vergleichers geschaltet, der dem dritten Vergleicher entspricht, aber auf den höchstzulässigen Momentwert fest eingestellt ist. Auf diese Weise wird eine Überlastung des Wechselrichters vermieden, wenn der dem dritten Vergleicher zugeführte maximale Momentwert durch veränderbare additive Komponenten

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gegenüber dem eingestellten Wert erhöht ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Wechselrichterschaltung gemäß der Erfindung im Blockschaltbild,

Fig. 2-4 drei Ausführungsformen der Steuerschaltung im Blockschaltbild,

Fig. 5-10 sechs Ausführungsbeispiele der Steuerschaltung in ausführlicherer Darstellung,

Fig. 11 das Arbeitsdiagramm eines umschaltbaren Verstärkers, Fig. 12 das Arbeitsdiagramm eines Mindeststromgebers,

Fig. 13 das Drehmoment-Frequenzdiagramm der Schaltung nach Fig. 6, das auch für Fig. 7 bis 9 gilt,

Fig. 14 dasselbe Diagramm für die Schaltung nach Fig. 5 oder 10,

Fig. 15 ein der Fig. 6 entsprechendes Schaltbild, das zusätzliche Schaltungsteile aufweist und in Funktionsblöcken dargestellt ist,

Fig. 16 ein der Fig. 13 entsprechendes Diagramm.

Gemäß Fig. 1 speist ein Dreiphasennetz 1 einen regelbaren Gleichtrichter 2. Dieser ist über zwei Gleichstromleitungen 3 und 4 mit einem Wechselrichter 5 verbunden, an dessen drei Ausgangsleitungen 6 ein Asynchronmotor 7 angeschlossen ist. Die Ausgangsspannung IL des Gleichrichters 2· ist mit Hilfe eines Spannungsreglers 8 regelbar, der mit Hilfe eines Spannungsregelsignals Su beispielsweise einen Zerhacker steuert. Die geregelte Gleichspannung U«. wird mittels einer Spannungs-Meßvorrichtung 9 gemessen, die ein Spannungsjießsignal E abgibt. Der Gleichstrom I^

wird mittels einer Strom-Meßvorrichtung 10 gemessen, die ein Strommeßsignal I abgibt.

Die Frequenz des Wechselrichters 5 ist mittels eines Frequenzreglers 11 regelbar, der dem Wechselrichter ein Frequenzregelsignal Sf zuführt. Außerdem ist eine Sollwert-Einstellvorrichtung 12 vorhanden, die ein Frequenzeingabesignal f abgibt. In einer Steuerschaltung 13 werden die drei Ausgangswerte E,I und f derart verarbeitet, daß das Spannungsregelsignal Su und das Frequenzregelsignal Sf die Schaltung derart betreiben, daß der Motor 7 eine konstante Schlupf- oder Läuferfrequenz f₂ hat.

In Fig. 2 ist zunächst dargestellt, daß die Steuerschaltung einen Vergleicher 14 und einen Rechenkreis 15 aufweist. Im Rechenkreis 15 wird nach Maßgabe der Gleichung (6) aus dem Strommeßsignal I und dem Spannungsmeßsignal E sowie zwei Konstanten k.. und k« eine Rechengröße f' der Frequenz berechnet, die im Vergleicher 14 mit der eingegebenen Frequenz f verglichen wird. Das Spannungsregelsignal Su und damit die Gleichspannung U₁ wird solange geändert, bis die beiden Werte f und f' einander gleich sind. Dies führt, unabhängig von dem belastenden Moment zu einer konstanten Schlupf- oder Läuferfrequenz freies Motors 7 und damit zu einer konstanten Drehzahl. Hierbei ist die Konstante k₄ raigekelirt proportional zur Schlupf-

ij

frequenz f_o und die Konstant® k proportional dem Wicklungs-

<i 2 "

widerstand des Ständers des klt

Bei der AusfuJtaffigsfojrsi der Fig» 3 ©nthälib die Steuerselialttsn 13 elnsn Vergleiches* 114 tmü. ©iaen R®elieskp©is 115 ο Dieser he recimet aus dem Spasmungsmeßwert S ond.de® Frequenzeingabewert £ saeJh Maßgabe übt GleieiitMg (7) sine RacSiengröBe I⁵ des Stromes, die im liergislelier 114 alt den Stroms©Swert verglichen wird. Bas Spamrnngs^egslsignal Su t?ird solange geregelt, "bis die Werte I w&d l^c siaaader gleich sind» Auch dies führt zur geivünseiatsa isoastanten Schlupf frequenz.

In Fig. 4 ist in der Steuersolialtuag .13 eia Vergleiches? 214 und ein Rechenkreis 215 vorgesehen. Dieser feereciaiet aus dem Strommeßwert I und dem Frequenzeingabewert f nach Maßgabe

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der Gleichung (9) einen Rechenwert E' der Spannung, der im Vergleicher 214 mit dem Spannungsmeßwert E verglichen wird. Das Spannungsregelsignal Su wird solange verändert, bis die Werte E und E¹ einander gleich sind. Auch dieses führt zu der gewünschten konstanten Schlupffrequenz. Fig. 5 zeigt eine Steuerschaltung entsprechend Fig. 2. Die Sollwerteingabevorrichtung 12 weist ein Potentiometer 16 auf, dessen Abgriff 17 über einen ersten Summierwiderstand 18 mit dem invertierenden Eingang eines Verstärkers 19 verbunden ist. Außerdem wird dem invertierenden Eingang über einen Summierwiderstand 20 die Rechengröße f' zugeführt. Der Ausgang des Verstärkers 19 ist über eine Diode 21 mit dem Spannungsregler 8 verbunden.

Der Rechenkreis 15 weist eine Subtraktionsschaltung 22 auf, der das Spannungsmeßsignal E im positiven Sinn und über ein Multiplikationsglied 23, z. B. einen Verstärker, der Wert k₂ · im negativen Sinn zugeführt wird. Das Subtraktionsergebnis wird dem Dividend-Eingang 24 einer Divisionsschaltung 25 zugeführt. Dem Divisor-Eingang 26 wird das Strommeßsignal I über eine Diode 27 zugeleitet. Der Eingang ist aber außerdem über eine zweite Diode 28 mit dem Abgriff eines Potentiometers 29 verbunden. Dieser bildet einen Mindeststromgeber 30, der dafür sorgt, daß bei kleinen Strommeßsignalen I der Divisor in der Divisionsschaltung 25 nicht zu Null wird. Der Quotient wird über einen Widerstand 31 an ein Rechenorgan 32, z. B. einen Verstärker, weitergeleitet, in welchem der Quotient mit dem Faktor 1/k^ multipliziert wird. Dies ergibt die Rechengröße f·.

Der Faktor Vk₁ ist mit Hilfe einer Umschaltvorrichtung 33 änderbar. Diese besteht aus einem Spezialpotentiometer 34 im durch die Widerstände 35 und 36 gebildeten Rückkopplungskreis des Verstärkers 32. Der Abgriff 37 des Potentiometers 34 ist mit dem Abgriff 17 der Sollwert-Eingabevorrichtung 12 mechanisch gekoppelt. Bei einer Änderung der eingegebenen Frequenz

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bis zum Wert 1 (entsprechend der Nennfrequenz des angeschlossenen Motors) ändert sich die Schlupffrequenz nicht. Zwischen dem einfachen und dem doppelten Wert der Nennfrequenz ändert sich die Schlupffrequenz von dem einfachen zum doppelten Wert und bei einer weiteren Erhöhung der eingegebenen Frequenz bleibt die Schlupffrequenz auf dem doppelten Wert.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 unterscheidet sich die Steuerschaltung 15 von derjenigen nach Fig. 5 im wesentlichen dadurch, daß das Rechenorgan 32 für den Faktor 1/k^ als Rechenorgan 38 dem Dividend-Eingang 24 vorgeschaltet ist. Der Verstärkungsfaktor dieses Rechenorgans ist über ein Umschaltorgan 38' in Abhängigkeit von seiner Eingangsspannung umschaltbar, so daß beim Überschreiten eines Grenzwertes der Magnetisierungsspannung die Schlupffrequenz fp allmählich vom einfachen auf den doppelten Wert zunimmt, wie es später in Verbindung mit Fig. 11 erläutert wird. Außerdem ist ein Vergleicher 39 vorgesehen. Dieser weist einen Verstärker 40 auf, dem über einen Summierwiderstand 41 von einem einstellbaren Potentiometer 42 ein maximaler Leistungswert N_x und über einen Summierwiderstand 43 die augenblickliche Leistung zugeführt wird. Letztere ergibt sich als Ausgang einer Multiplikationsschaltung 44, der der Spannungsmeßwert E und der Strommeßwert I zugeführt werden. Der Ausgang des Verstärkers 40 ist über eine Diode 45 an den Spannungsregler 8 gelegt. Sobald der eingestellte Wert N₇₇₁₀^

Hl SjC

erreicht wird, übernimmt dieser Vergleicher die Spannungssteuerung der Wechselrichterschaltung.

Ein weiterer Vergleicher 46 weist einen Verstärker 47 auf, dem über einen Summierwiderstand 48 von einem einstellbaren Potentiometer 49 ein maximaler Momentwert M__ax und über einen zweiten Summierwiderstand 50 der Strommeßwert I zugeführt wird. Der Ausgang des Verstärkers 47 ist über eine Diode 51 an den Spannungsregler 8 angeschlossen. Sobald der Wert M_max überschritten wird, erfolgt die Spannungssteuerung der Wechselrichterschaltung über diesen Vergleicher 46.

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Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 ist lediglich der Rechenkreis 15 veranschaulicht. Der Rest der Schaltung kann gemäß Fig. 5 oder gemäß Fig. 6 ausgelegt sein. Hier wird der Divisionsschaltung 25 am Dividend-Eingang 24 über ein Rechenorgan 52 ein mit dem Faktor 1/k^ behafteter Spannungsmeßwert E zugeführt. Der Strommeßwert gelangt an den Divisor-Eingang 26 und kann mittels des Mindeststromgebers 30 korrigiert werden. Der Quotient wird einer Subtraktionsschaltung 53 zugeführt, in welcher ein Wert g=- abgezogen wird, der an einem Potentiometer 54 einstellbar ist. Bei diesem Rechenkreis wird die Rechengröße f' nach der Gleichung (5) berechnet.

Fig. 8 zeigt eine Schaltung entsprechend Fig. 3. Die Sollwert-Eingabevorrichtung führt die eingegebene Frequenz f' in Form einer Impulsreihe zu. Hiermit wird der Frequenzregler 11 direkt beaufschlagt. Ein Digital/Analog-Umwandler 116 setzt das Signal in eine analoge Spannung um. Diese wird über ein Rechenorgan 117, in welchem das Produkt k^ · f gebildet wird, einer Summationsschaltung 118 zugeführt, in welchem dem Produkt der konstante Wert k₂ hinzugefügt wird, welcher an einem Potentiometer 119 abgreifbar ist. Das Additionsergebnis wird dem Divisor-Eingang 120 einer Divisionsschaltung 121 zugeleitet, deren Dividend-Eingang 123/aem Spannungsmeßwert E versorgt wird. Auf diese Weise ergibt sich die Rechengröße I¹. Diese wird über einen Summierwiderstand 124 dem invertierenden Eingang eines Verstärkers 123 des Yergleichers 114 zugeführt. Diesem Eingang wird außerdem über einen Summierwiderstand 124' das Strommeßsignal I zugeleitt, das mit Hilfe eines Mindeststromgebers 30 korrigiert werden kann«, Diese Schaltung ergibt nach Gleichung (7) eine konstante Schlupffrequenz.

Die beiden zu vergleichenden Werte I und I^! werden außerdem einer Subtraktionsschaltung 125 zugeleitet. Die Differenz beeinflußt eine Grenzwertschaltung, die aus zwei antiparallel geschalteten Zenerdioden besteht und daher bei kleinen Differenzen kein Ausgangssignal, bei größeren Differenzen dagegen ein verhältnismäßig großes Ausgangssignal über einen

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Widerstand 127 an eine Additionsschaltung 128 abgibt. In ihr wird das Frequenzeingabesignal f in der Weise korrigiert, daß bei zu großer Beschleunigung oder zu großer Verzögerung das dem Recherikreis zugeführte Frequenzsignal im Sinne einer kleineren Abweichung zu der aus den Meßwerten berechneten Frequenz des Motors korrigiert wird.

Ein Vergleicher 129 weist einen Verstärker 130 auf, dessen invertierendem Eingang über einen Summierwiderstand 131 ein maximaler Stromwert I_max von einem Potentiometer 132 und über einen Summierwiderstand 133 der Strommeßwert I zugeführt wird. Der Verstärkerausgang 130 ist über eine Diode 134 und einen Widerstand 135 ebenfalls mit dem einen Eingang des Additionsgliedes 128 verbunden. Wenn der eingestellte Wert 3L___ überschritten wird, ergibt sich ein Korrektursignal, mit welchem die den Rechenkreis zugeführte Frequenz gegenüber dem eingestellten Sollwert f verringert wird.

Ein weiterer Vergleicher 136 weist einen Verstärker 137 auf, dessen invertierendem Eingang über einen Summierwiderstand ein maximaler Spannungswert U_max von einem einstellbaren Poten-■ttometer 139 und über einen zweiten Summierwiderstand 140 der Spannungsmeßwert E zugeführt wird. Der Verstärkerausgang ist über eine Diode 141, die gegenüber der Diode 134 entgegengesetzt gepolt ist, und einen Widerstand 142 ebenfalls an den einen Eingang der Additions schaltung 128 angeschlossen. Wenn eine maximale Spannung U____ überschritten wird, erfolgt eine Korrektur des Frequenzeingabesignal in der Weise, daß die dem Rechenkreis zugeführte Frequenz sich erhöht.

In Fig. 9 ist ein Rechenkreis 115 dargestellt, der nach der Gleichung (8) arbeitet. In ihm wird das Strommeßsignal I in einem Rechenorgan 143 mit dem Faktor k₂ versehen. Dieses Produkt wird dem Minus-Eingang einer Subtraktionsschaltung 144 zugeführt, deren Plus-Eingang das Spannungsmeßsignal E zugeführt wird. Das Subtraktionsergebnis wird dem Dividend-Eingang 145 einer Divisionsschaltung 146 zugeleitet, deren

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Divisoreingang 147 mit dem Frequenzeingabesignal f versorgt wird. Der Quotient wird in einem Rechenorgan 148 mit dem Faktor Vk₁ behaftet. Dies ergibt die Rechengröße I¹, die im Vergleicher 114 mit dem Strommeßwert I verglichen wird.

Wegen der Zufuhr des Frequenzeingabesignals f als Impulsreihe, ist die Divisionsschaltung 146 in der Weise ausgelegt, daß ein Integrator 149 das am Eingang 145 anstehende Signal zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen, die über den Eingang 147 zugeführt werden, integriert. Das Integrationsergebnis wird jeweils an einen Speicher 150 übertragen, so daß es auch während des Integrationsverlaufs zur Verfügung steht. Gleichzeitig mit oder unmittelbar nach der Übertragung in den Speicher wird der Integrator auf Null zurückgeführt.

Die Schaltung der Fig. 10 entspricht Fig. 4 und arbeitet nach der Gleichung (9). Der Rechenkreis 215 weist eine Multiplikationsschaltung 216 auf, deren einem Eingang 217 der Frequenzeingabewert von einem Potentiometer 218 über einen Widerstand 219 und deren anderem Eingang 220 der durch den Mindeststromgeber 30 korrigierte Strommeßwert I über ein Rechenorgan 221,in welchem der Strommeßwert mit dem Faktor k^ behaftet wird, zugeführt werden. Das Produkt wird einem Eingang einer Additionsschaltung 222 zugeführt, an dessen anderen Eingang der Ausgang eines mit dem Strommeßwert I versorgten Rechenorgans 223 angeschlossen ist, so daß diesem Eingang das Produkt I · k₂ zugeführt wird. Das Summationsergebnis entspricht der Rechengröße E¹ der Spannung. Diese wird über einen Summierwiderstand 224 dem invertierenden Eingang eines Verstärkers 225 des Vergleichers 214 zugeleitet. Dem gleichen Eingang wird über einen Summierwiderstand 226 das Spannungsmeßsignal E zugeführt. Der Ausgang des Verstärkers steuert über eine Diode 227 den Spannungsregler 8.

Dem Rechenorgan 221 ist eine Divisionsschaltung 228 vorgeschaltet, deren Dividend-Eingang 229 den Strommeßwert I zugeleitet wird. Normalerweise herrscht am Divisoreingang

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230 der Wert 1, der an einem aus einem Festwiderstand 231 und einem Spezialpotentiometer 232 bestehenden Spannungsteiler abgegriffen wird. Die Abgriffe 233 der Sollwerteinstellvorrichtung und 234 des Spezialpotentiometers 232 sind mechanisch miteinander in folgender Weise verbunden: Wenn der Frequenzeingabewert zwischen NuliySer Nennfrequenz des Motors liegt, hat der Divisor den Wert 1. Zwischen der einfachen und der doppelten Nennfrequenz nimmt der Divisor von 1 auf 2 zu. Oberhalb der doppelten Nennfrequenz bleibt der Divisor auf dem Wert 2. Dies entspricht in der Wirkung der Anordnung nach Fig. 5.

Außerdem ist ein zweiter Rechenkreis 235 vorgesehen. In einer Subtraktionsschaltung 236 wird von dem Spannungsmeßwert E das Produkt I · kp abgezogen. Das Subtraktionsergebnis wird dem Dividend-Eingang 237 einer Divisionsschaltung 238 zugeführt, dessen Divisoreingang 239 mit dem Produkt I · k^ versorgt wird. Am Ausgang ergibt sich daher eine Rechengröße f^w, die sich nach folgender Gleichung berechnet

Diese Gleichung entspricht der Gleichung (6). Diese Rechengröße f" wird in einer Subtraktionsschaltung 240 mit dem Frequenzeingabewert f verglichen. Die Differenz dient als Eingangssignal für eine Grenzwertschaltung 241, die der Grenzwertschaltung 126 entspricht. Ihr Ausgangswert wird über einen Widerstand 242 einer Additionsschaltung 243 zugeführt, so daß der Frequenzeingabewert f korrigiert werden kann, wenn die aus den Meßwerten berechnete Frequenz f" einen zu großen Unterschied von der tatsächlich eingegebenen Frequenz f hat.

In Fig. 11 ist die Arbeitskennlinie des als Verstärker ausgelegten Rechenorgans 38 veranschaulicht. Sein Eingangswert E - I · k₂ entspricht der Magnetisierungsspannung. Da bei

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d diese (Grenzwert G) nspannung/,

höheren Motorfrequenzen und konstanter Schlupffrequenz diese Magnetisierungsspannung über die am Wechselrichtereingang zur Verfügung stehende maximale Spannung hinausgeht, wird diese

(Grenzwer konstante Schlupf frequenz nur bis kurz unter die Nennspannun dargestellt durch 100 % ^E _max» aufrechterhalten. Anschließend erfolgt eine derartige Korrektur, daß dem Eingangswert 100 % Ε__,_ auch der Ausgangswert 100 % E___ entspricht, was eine Änderung der Schlupffrequenz in diesem oberen Spannungsgebiet nach sich zieht.

In Fig. 12 ist die Arbeitsweise des MindestStromgebers 30 zu ersehen. Wenn der Strommeßwert I und damit auch der Motorwirkstrom I^ sich auf der Linie A dem Wert Null nähert, übernimmt der Mindeststromgeber 30 längs der Linie B die Signalgabe. Der Wert Iv_orr> der im Rechenkreis wirksam ist, kann daher nie unter einen vorgegebenen Wert, z. B. 22 %, was annähernd einem Mindestmoment von 5 % entspricht, sinken.

Fig. 13 ist das Moment-Frequenz-Arbeitsdiagramm einer Wechselrichterschaltung entsprechend Fig. 6. Der Arbeitsbereich erstreckt sich über eine Frequenz von 0 - 300 % der Nennspannung f-j_nenn des Motors. Im gesamten Arbeitsbereich ist der Mindeststromgeber 30 wirksam. Aus diesem Grund entfällt der Bereich C für die Regelung. Zwischen Null und etwa 100 % der Nennfrequenz ist lediglich das Drehmoment durch die Horizontale M= 100 % begrenzt. Dies erfolgt durch die Einstellung des Potentiometers 49. Für jeden Arbeitspunkt, der zwischen der Linie M = 100 % und dem Bereich C liegt, ergibt sich für jedes beliebige Moment eine konstante Motordrehzahl, die durch die eingegebene Frequenz f und die mittels des Faktors 1/k^ gewählte Schlupffrequenz bestimmt ist. Im Frequenzbereich zwischen und 200 % lassen sich diese Verhältnisse bis zur Linie f„ = 100 % aufrechterhalten. Bei einem höheren Moment tritt eine höhere Magnetisierungsspannung auf, die zum Umschalten des Regelorgans 38 entsprechend Fig. 11 führt. Dies hat zur Folge, daß bei höheren Momenten die Schlupf frequenz allmählich auf den doppelten Wert anwächst. Als obere Begrenzung ist hier die

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Maximalleistung IL,..., die durch das Potentiometer 42 einge-

UIgLjC

stellt worden ist, wirksam, die zu einer Hyperbel N = 100 % führt. Der Motor läßt sich sogar im Frequenzbereich von etwa 200 - 300 % betreiben, wobei dieselben Verhältnisse wie zuvor gelten. Lediglich die obere Begrenzung wird durch die Linie fp = 200 % vorgegeben, weil bei einer weiteren Erhöhung der Schlupffrequenz der Kippunkt unterschritten werden würde. Aus alledem ist ersichtlich, daß mit Hilfe der Wechselrichterschaltung ein Motor über einen außerordentlich großen Frequenzbereich und über einen außerordentlich großen Momentbereich, nämlich die weiße Fläche D unabhängig vom Moment mit konstanter Drehzahl betrieben werden kann und daß auch bei höheren Frequenzen noch ein Betrieb im Bereich E möglich ist, wenn man eine Schlupffrequenzvergrößerung auf das Doppelte zuläßt.

Bei dem Diagramm nach Fig. 14, das beispielsweise der Ausführungsform nach Fig. 5 entspricht, sind die oberen Begrenzungen dieselben wie im Diagramm der Fig. 13. Aufgrund des mit dem Frequenzeingabe-Potentiometer 16 mechanisch gekoppelten Potentiometers 34 ergeben sich hierbei aber unterhalb der oberen Grenzkurven unterschiedliche Verhältnisse. Bis zur Nennfrequenz sind keine Unterschiede vorhanden. Im Frequenzbereich von etwa 100 bis 200 % steigt die Schlupffrequenz proportional mit dem Frequenzzuwachs. Zwischen 200 und 300 % ist die doppelte Schlupffrequenz konstant. Da hier jedem Frequenzeingabesignal f eine konstante Schlupffrequenz f₂ zugeordnet ist, ergeben sich für alle zulässigen Momente keine Abweichungen von der eingestellten Drehzahl.

Mit Hilfe des Prinzips der vorliegenden Wechselrichterschaltung lassen sich außerordentlich hohe Genauigkeiten bei der Drehzahlkonstanz erreichen. Mit einem gewöhnlichen Asynchronmotor kann auf diese Weise jede eingestellte Drehzahl bis auf 10 % der maximalen Drehzahl innerhalb einer Toleranz von +,0,5 % innerhalb des gesamten Belastungsbereichs

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- 24-von Null bis Vollast-Drehmoment konstant gehalten werden.

Noch höhere Ansprüche lassen sich mit der Schaltung nach Fig. 15 erfüllen, die weitgehend der Fig. 6 entspricht, so daß diesbezüglich auch dieselben Bezugszeichen verwendet werden, aber noch weitere Schaltungsbestandteile enthält. Zur besseren Veranschaulichung sind einige Schaltungsteile als Funktionsblöcke veranschaulicht, bei denen jeweils in Koordinaten-Darstellung das Eingangssignal auf der Abszisse und das Ausgangssignal auf der Ordinate aufgetragen ist.

In den Pfad des Strommeßsignals I ist ein Verstärker 55 mit veränderbarem Verstärkungsfaktor A geschaltet. Dies erlaubt es, Motoren verschiedener Größe an dieselbe Wechselrichterschaltung anzuschließen, obwohl die Wechselrichterschaltung selbst nur für eine bestimmte Motorgröße ausgelegt ist.

Wenn ein Motor angeschlossen wird, der eine kleinere Nennleistung hat als die Nennleistung der Wechselrichterschaltung, würde der Vollaststrom des kleineren Motors einem Teillaststrom des größeren Motors entsprechen. Infolgedessen wäre der kleinere Motor bei Vollast untermagnetisiert und hätte auch bei jeder Teillast eine zu geringe Magnetisierung. Damit ergäbe sich eine unerwünscht größere Schlupffrequenz und damit die Möglichkeit, daß das Kippmoment des Motors überschritten wird. All diese Nachteile lassen sich auf einfache Weise durch eine Erhöhung des Verstärkungsfaktors A im Verstärker 55 beheben. Wenn beispielsweise ein Motor mit der halben Nennleistung angeschlossen wird, braucht lediglich der Verstärkungsfaktor A verdoppelt zu werden. Alle Vorgänge in der Wechselrichter schaltung laufen dann beim halben Motorstrom ab.

Das Strommeßsignal wird der Rechenschaltung 15 über ein Zeitglied 56, insbesondere ein RC-Glied, zugeführt. Die Zeitkonstante dieses Gliedes, die beispielsweise 0,2 s betragen kann, sorgt dafür, daß sich eine gewisse Welligkeit des Wechselrichterstromes nicht im Rechenkreis 15 auswirkt.

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Insbesondere ändert sich nicht die Frequenz des Wechselrichters unter dem Einfluß dieser Strom-Welligkeit. Diese Zeitkonstante beeinflußt zwar auch die Geschwindigkeit, mit der die Wechselrichterschaltung auf einen neuen Arbeitspunkt übergeht. Die Zeitkonstante läßt sich aber ohne weiteres so wählen, daß der Einfluß der Strom-Welligkeit zwar unterdrückt wird, die Annäherung an einen neuen Arbeitspunkt aber ausreichend rasch vor sich geht.

Der Spannungsmeßwert E wird nicht nur der Rechenschaltung 15, sondern auch einem Bandpaßfilter 37 zugeführt, das für Gleichspannung undurchlässig ist, aber eine Wechselspannungskomponente in Abhängigkeit von ihrer Frequenz mehr oder weniger stark hindurchläßt. Diese Wechselspannungskomponente bildet das Ausgangssignal des Bandpaßfüters 57 und wird in einer Mischstufe 58 dem Vergleicher 46 gleichsinnig mit dem Strommeßsignal I zugeführt. Der Bandpaßfilter ist zweckmäßigerweise auf die Resonanzfrequenz des Filterkreises, der bei einem regelbaren Gleichrichter 2 üblich ist, abgestimmt. Auf diese Weise können Pendelungen des nachgeschalteten Motors vermieden werden, wie sie bei einer plötzlichen Laständerung bei Drehmomentsteuerung auftreten. Denn diese Pendelung macht sich durch die Spannungsänderungen bemerkbar. Die Wechselspannungskomponente wirkt als Gegenkopplung.

Da bei dieser Regelung der Maximalstrom des Motors nicht überschritten werden darf, ist ein weiterer Vergleicher 59 vorgesehen, dessen Ausgang über eine Diode 60 mit den Ausgängen der übrigen Vergleicher 14, 39 und 46 verbunden ist. Dieser Vergleicher besitzt eine Subtraktionsschaltung 61, der einerseits das Strommeßsignal I und andererseits von einem Spannungsteiler 62 ein festes Referenzsignal als höchstzulässiger Stromwert I_max zugeführt wird. Dieser Vergleicher 59 übernimmt daher die Steuerung des Spannungsregelsignals Su, sobald der Maximalstrom überschritten wird.

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Die Schlupffrequenz des Motors darf auch unter extremen Verhältnissen nicht so groß werden, daß das Kippmoment unterschritten wird. Dies tritt in der Regel dann ein, wenn die tatsächliche Schlupffrequenz größer als das Dreifache der Nennschlupffrequenz ist. Da zwischen Schlupffrequenz und Drehmoment nicht-lineare Verhältnisse vorherrschen, die im Rechenkreis nur mit sehr großem Aufwand berücksichtigt werden können, empfiehlt es sich, die Schlupffrequenz auf etwa die doppelte NennschlufJffrequenz zu begrenzen. Dies kann beispielsweise durch eine entsprechende Ausgestaltung des umschaltbaren Verstärkers 38, 38' geschehen.

In vorliegender Schaltung ist jedoch eine indirekte Begrenzung durch die Begrenzungsschaltung 63 vorgesehen, die verhindert, daß das Frequenzeingabesignal f einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Wenn einerseits eine maximale Frequenz durch die Schaltung 63 und andererseits die maximale Belastung durch den Vergleicher 59 festgelegt ist, kann umgekehrt auch die Schlupffrequenz einen vorgegebenen Grenzwert nicht überschreiten.

Dies gilt auch dann, wenn noch eine zusätzliche Schlupfkompensation vorgesehen ist. Ein Schlupfkompensationssignalgeber 64 wird von der gleichen Eingangsgröße wie der umschaltbare Verstärker 38 beeinflußt, nämlich vom Wert E - Lk₂. Unter Bezugnahme auf Fig. 11 sei in Erinnerung gerufen, daß bei einem Grenzwert G im umschaltbaren Verstärker 38 der Faktor 1/k^ geändert wird. Bis zu diesem Grenzwert G gibt der Schlupfkompensationsgeber 64 ein Schlupfkompensationssignal Sk = 0 ab. Beim Überschreiten dieses Grenzwertes G nimmt das Signal Sk kontinuierlich zu. Das Signal Sk ist daher nur wirksam, wenn der für die Schlupf frequenz verantwortliche Faktor 1/k^ vergrößert, z. B. verdoppelt worden ist,

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An einem Potentiometer 65 wird ein erstes Schlupfkompensationssignal Ski abgegriffen und in einer eine Additionsschaltung aufweisenden Mischstufe 66 &m Frequenzeingabesignal f überlagert. Dies hat zur Folge, daß die Frequenz des Wechselrichters kontinuierlich erhöht wird, wenn die Schlupffrequenz mittels des Verstärkers 58 kontinuierlich herabgesetzt wird. Infolgedessen ergibt sich eine hohe Drehzahlkonstanz. Ein zweites Schlupfkompensationssignal Sk2, das mit dem Schlupfkompensationssignal Sk identisch sein kann, wird einem Verstärker 67 zugeführt, der zwei Verstärkerkennlinien I und II hat. Bei niedrigen Werten des am Potentiometer 49 eingestellten maximalen Momentwerts M , gilt die Verstärkerkennlinie I, bei höheren Momentwerten die Verstärkerkennlinie II. Der Ausgangswert wird in einer Additionsschaltung 68 dem maximalen Momentwert hinzugefügt. Dies hat zur Folge, daß immer dann, wenn ein maximaler Momentwert eingestellt war, der nicht gleich der höchstzulässigen Belastung war, das eingestellte maximale Moment über einen größeren Drehzahlbereich hinweg konstant gehalten werden kann, wie es in Verbindung mit Fig. 16 erläutert wird.

In Fig. 16 ist, wie in Fig. 13, über der Wechselrichterfrequenz f1 das Moment M aufgetragen. Es werden drei verschiedene Betriebszustände untersucht, bei denen das maximale Moment auf 100, 75 und 50 %, eingestellt war. Dies entspricht Strömen I von 100, 87 und 71 %. Diesen Kurven entsprechen oberhalb der Nennfrequenz die Leistungshyperbeln N von 100, 87 und 71 %> Es ist ersichtlich, daß bei einer Moment-Einstellung unter 100 % das Moment oberhalb einer vorgegebenen Frequenz f1 absinkt, obwohl noch eine Moment-Reserve vorhanden ist. Diese wird dadurch ausgeschöpft, daß dem eingestellten Momentwert M das Schlupfkompensationssignal Sk2 überlagert wird, wobei diese Überlagerung gleichlaufend mit der Erhöhung der Schlupffrequenz f2 vor sich geht. Durch diese Überlagerung ergeben sich die verlängerten Momenten-Geraden M¹ und M", aus denen erkennbar ist, daß beispielsweise ein eingestelltes Moment M von 50 % bis zur doppelten Nennfrequenz aufrecht-

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erhalten werden kann. Zu beachten ist hierbei, daß bei größeren Momenten, welche die Leistungshyperbel in steileren Abschnitten schneiden, größere Zuschläge zur Schlupfkompensation erforderlich sind als bei kleineren Momenten. Dies berücksichtigen die beiden Verstärkerkennlinien I und II des Verstärkers Es ist klar, daß eine höhere Genauigkeit erzielt werden kann, wenn der Verstärkungsgrad kontinuierlich mit dem eingestellten Moment M„_„ geändert wird. Die Begrenzung bei einer Wechselrichterfrequenz von 200 % f1 ist die Wirkung der Begrenzerschaltung 63.

Die dargestellten Schaltungen sind lediglich Ausführungsbeispiele. Die Rechenkreise lassen sich auch auf andere Weise verwirklichen. Beispielsweise können statt der Divisionsschaltungen Multiplikationsschaltungen angewendet werden, bei denen der Divisor als Kehrwert zugeführt wird. Statt den einen Ausgangswert direkt dem Vergleicher zuzuführen, kann man ihn auch im Rechenkreis behandeln und dann zwei Zwischenergebnisse miteinander vergleichen.

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Claims

"^" 264815Q Patentansprüche

1. Wechselrichterschaltung zum Betrieb eines Asynchronmotors, '' dessen Drehzahl einstellbar ist, mit einem Wechselrichter, dessen Ausgangsfrequenz mittels eines Frequenzreglers regelbar ist, mit einer Gleichspannungsversorgung, deren Spannung mittels eines Spannungsreglers regelbar ist, mit einer Sollwert-Eingabevorrichtung zum Ändern der Ausgangsfrequenz, einer Spannungs-Meßvorrichtung und einer Strom-Meßvorrichtung, die je einen Ausgangswert, nämlich ein Frequenzeingabesignal, ein Spannungsmeßsignal und ein Strommeßsignal abgeben, und mit einer diese Ausgangswerte zu den Eingangssignalen für den Spannungsregler und den Frequenzregler verarbeitenden Steuerschaltung mit einem ersten Vergleicher, der den Spannungsregler steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (13) einen Rechenkreis (15, 115, 215) aufweist, der aus jeweils mindestens zwei Ausgangswerten (E, I, f) und mindestens einer Konstanten (k^, kp) eine Rechengröße (E¹, I¹, f) des dritten Ausgangswertes berechnet, die rechnerisch zusammen mit den erstgenannten Ausgangswerten eine für einen gegebenen Sollwert annähernd konstante Schlupffrequenz (fp) ergibt, und daß diese Rechengröße mit einem Wert verglichen wird, der im wesentlichen dem tatsächlichen dritten Ausgangswert entspricht.

2. Wechselrichterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechenkreis (15, 115, 215) ein Rechenorgan (32, 38, 52, 117, 148, 221) aufweist, mit dem ein die Schlupf frequenz berücksichtigender Wert (k,.) eingeführt und zumindest über den größten Teil des Motorarbeitsbereiches unterhalb der Nenndrehzahl konstant gehalten wird.

3. Wechselrichterschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechenkreis (15, 115, 215) die Rechengröße (E¹, I¹, f) nach Maßgabe der Gleichung

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oder einer Umformung davon berechnet.

4. Wechselrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechenkreis (15) eine Divisionsschaltung (25), der das Spannungsmeßsignal (E) als Dividend und das Strommeßsignal (I) als Divisor zugeführt wird, und eine nachgeschaltete Subtraktionsschaltung (53), in der vom Quotienten ein fester Wert (t—) abgezogen wird, aufweist (Fig. 7).

5. Wechselrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechenkreis (15) eine Subtraktionsschaltung (22), in der vom Spannungsmeßsignal (E) ein stromproportionaler Wert (I · k₂) abgezogen wird, und eine Divisionsschaltung (25) aufweist, der der Ausgangswert der Subtraktionsschaltung als Dividend und das Strommeßsignal (I) als Divisor zugeführt wird, aufweist (Fig. und 6).

6. Wechselrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechenkreis (115) eine Additionsschaltung (128), in der ein zum Frequenzeingabesignal proportionaler Wert (f · k.j) und ein konstanter Wert (k₂) addiert werden, und eine Divisionsschaltung (121), der als Dividend das Spannungsmeßsignal (E) und als Divisor der Ausgangswert der Additionsschaltung zugeführt wird, aufweist (Fig. 8).

7. Wechselrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechenkreis (115) eine Subtraktionsschaltung (144), in der vom Spannungsmeßsignal (E) ein stromproportionaler Wert (I · k^) abgezogen wird, und eine Divisionsschaltung (146), der der Ausgangswert ier Subtraktionsschaltung als Dividend und der Freauen.re i n/;-ih=-¹-

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wert als Divisor zugeführt wird, aufweist (Fig. 9).

8. Wechselrichterschaltung nach Anspruch 4, 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Dividend-Eingang (24) oder hinter den Ausgang der Divisionsschaltung (24, 146) ein Rechenorgan (32, 38, 52, 148) geschaltet ist, das den Faktor einführt.

9. Wechselrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechenkreis (215) eine MuItiplikationsschaltung (216), dem das Frequenzeingabesignal (f) und das Strommeßsignal (I), von denen eines mit einer ersten Konstanten (k^) multipliziert ist, zugeführt werden, und eine Additionsschaltung (222), in der das Multiplikationsergebnis und das mit einer zweiten Konstanten (k₂) multiplizierte Strommeßsignal (I) addiert werden, aufweist (Fig. 10).

10. Wechselrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Konstante (k*, k₂) einstellbar ist.

11. Wechselrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindaäbens eine Konstante (k^) von mindestens einem der drei Ausgangswerte (f) abhängig sind.

12. Wechselrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzgeber (11) vom Frequenzeingabesignal (f) gesteuert ist.

13. Wechselrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzgeber (11) von der Rechengröße (f) gesteuert ist.

14. Wechselrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch einen Mindeststromgeber (30), der das

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Strommeßsignal (I) bei kleinen Werten des gemessenen Stromes auf einem vorgegebenen Mindestwert hält.

15. Wechselrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des ersten Vergleichers (14) der Ausgang eines zweiten Vergleichers (39) geschaltet ist, der einen einstellbaren maximalen Leistungswert (N_m___) mit dem Produkt aus einem annähernd dem gemessenen Strom (I₁) und einem annähernd der gemessenen Spannung (U₁) entsprechenden Paktor vergleicht, und den ersten Vergleicher übersteuert, wenn das Produkt den maximalen Leistungswert übersteigt.

16. Wechselrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des ersten Vergleichers (14) der Ausgang eines dritten Vergleichers (46) geschaltet ist, der einen einstellbaren maximalen Momentwert (Mj_113x) mit einem dem gemessenen Strom (I₁) entsprechenden Vergleichswert vergleicht und den ersten Vergleicher übersteuert, wenn der Vergleichswert den maximalen Momentwert übersteigt.

17. Wechselrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechenkreis (15, 215) ein Rechenorgan (32, 38, 221), das einen der Schlupffrequenz proportionalen Paktor (^—) einführt und ihn im Arbeitsbereich bis etwa zur Nennfrequenz des Motors konstant hält, und ein Umschaltorgan (33, 38^!), das diesen Faktor oberhalb der Nennfrequenz vergrößert, aufweist.

18. Wechselrichterschaltung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltorgan (33) mit der Einstellvorrichtung (17, 233) der Sollwert-Eingabevorrichtung (12) mechanisch gekoppelt ist.

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19. Wechselrichterschaltung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltorgan (33) eine mit dem als Verstärker ausgebildeten Rechenorgan (221) in Reihe liegende Divisionsschaltung (228) steuert, in die ein mit dem Frequenzeingabesignal (f) änderbares Signal als Divisor eingeführt wird.

20. Wechselrichterschaltung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechenorgan (32) ein/Verstärker und das Umschaltorgan (33) einen mit dem Frequenzeingabesignal (f) änderbaren Rückkopplungswiderstand (3^-) aufweist.

21. Wechselrichterschaltung nach Anspruch 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Faktor (1/k..) sich zwischen der einfachen und der doppelten Nennfrequenz verdoppelt und bei weiterem Anstieg der Frequenz etwa auf diesem doppelten Wert bleibt.

22. Wechselrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechenkreis (15) ein Rechenorgan (38), das einen der Schlupffrequenz proportionalen Faktor (1/k^) einführt und ihn im Arbeitsbereich bis zu einem kurz unter der Nennspannung liegenden Spannungsgrenzwert konstant hält, und ein Umschaltorgan (38')» das diesen Faktor oberhalb dieses Spannungsgrenzwertes vergrößert, aufweist.

23. Wechselrichterschaltung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltorgan (38¹) von einem Steuersignal gesteuert wird, das gleich dem um einen stromproportionalen Wert (I · k₂) verminderten Spannungsmeßsignal (E) ist, und der Spannungsgrenzwert etwa 90 % bis 95 % der Nennspannung des Motors entspricht.

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24. Wechselrichterschaltung nach Anspruch 16 und 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechenorgan (38) ein zwischen Subtraktionsschaltung (22) und Divisionsschaltung (25) angeordneter Verstärker ist und daß das Umschaltorgan (38') dessen Verstärkungsgrad ändert und vom Eingangssignal des Verstärkers gesteuert ist.

25. Wechselrichterschaltung nach einem der Ansprüche 22 bis 24,

dadurch gekennzeichnet, daß der Faktor(ττ—) sich zwischen dem

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grenzwert und einem der Nennspannung entsprechenden Wert kontinuierlich etwa verdoppelt.

26. Wechselrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang der Sollwert-Eingabevorrichtung (12) der Ausgang eines vierten Vergleichers (129) geschaltet ist, der einen einstellbaren maximalen Stromwert (I__ev) mit dem Strommeßsignal (I) vergleicht und das Frequenzeingabesignal (f) gegenüber dem Sollwert herabsetzt, wenn das Strommeßsignal den maximalen Stromwert übersteigt.

27. Wechselrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang der Sollwert-Eingabevorrichtung (12) der Ausgang eines fünften Vergleichers (136) geschaltet ist, der einen einstellbaren maximalen Spannungswert (U____) mit dem Spannungsmeßsignal

HIcL X

(E) vergleichiyund das Frequenzeingabe signal (f) gegenüber dem Sollwert heraufsetzt, wenn das Spannungsmeßsignal den maximalen Spannungswert übersteigt.

28. Wechselrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang der Sollwert-Eingabevorrichtung (12) der Ausgang einer Grenzwertschaltung (126,241) angeschlossen ist, die, wenn der Unterschied zwischen einem der Ausgangswerte und der zugehörigen Rechengröße einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt, das Frequenzeingabesignal (f) gegenüber dem Sollwert im Sinne einer

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Verringerung des Unterschiedes ändert.

29. Wechselrichterschaltung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwertschaltung (126) eine Subtraktionsschaltung (125) vorgeschaltet ist, der die beiden im ersten Vergleicher (114) zu vergleichenden Größen zugeführt werden.

30. Wechselrichterschaltung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Rechenkreis (235) vorgesehen ist, der aus dem Spannungsmeßsignal (E) und dem Strommeßsignal (I) eine Frequenz-Rechengröße (f") berechnet und daß der Grenzwertschaltung (241) eine Subtraktionsschaltung (240) vorgeschaltet ist, der der Sollwert des Frequenzeingabesignals (f) und die Frequenz-Rechengröße (f") zugeführt werden.

31. Wechselrichterschaltung nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzwertschaltung (126, 241) zwei antiparallel geschaltete Dioden, insbesondere Zenerdi ο den, auf weist.

32. Wechselrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 31» dadurch gekennzeichnet, daß das Frequenzeingabesignal (f) als Impulsreihe eingegeben und dem Rechenkreis (115) über einen Digital/Analog-Umsetzer (116) zugeführt wird.

33. Wechselrichterschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Frequenzeingabesignal (f) der Divisionsschaltung (146) als Impulsreihe zugeführt wird, daß die Divisionsschaltung einen Integrator (149) aufweist, der das Spannungsmeßsignal (E) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen integriert, und daß ein Speicher (150) das jeweils letzte Integrationsergebnis speichert.

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34. Wechselrichterschaltung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungs-Meßvorrichtung (9) die Spannung an der Ausgangsseite des Wechselrichters (5) zwischen zwei Phasen mißt und die Impulse der Frequenz des Wechselrichters entsprechen.

35. Wechselrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 Ms 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom-Meßvorrichtung (10) ein Verstärker (55) mit einstellbarem Yerstärkungsgrad (A) zugeordnet ist, der das Strommeßsignal (I) abgibt.

36. Wechselrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß das Strom-Meßsignal (I) der Rechenschaltung (15) über ein Zeitglied (56), insbesondere RC-Glied, zugeführt wird.

37. Wechselrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 36, gekennzeichnet durch eine Begrenzungsschaltung (63), welche die Schlupffrequenz (f₂) auf etwa die doppelte Nennschlupffrequenz begrenzt.

38. Wechselrichterschaltung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß in den Weg des Frequenzsignals, insbesondere des Frequenzeingabesignals (f),eine Begrenzungsschaltung (63) gelegt ist.

39. Wechselrichterschaltung nach einem der Ansprüche 16 - 38, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannungsmeßsignal (E) über einen Bandpaßfilter (57) zugeführt wird, dessen Ausgangssignal gleichsinnig mit dem Strommeßsignal (I) in den dritten Vergleicher (46) eingespeist wird.

40. Wechselrichterschaltung nach einem der Ansprüche 17 - 39, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schlupfkompensierungssignalgeber (64) vorgesehen ist, der ein Schlupfkompensierungssignal (Sk) abgibt, das bis etwa zur Nennfrequenz

des Wechselrichters Null ist und darüber einen mit der Frequenz ansteigenden Wert hat.

41. Wechselrichterschaltung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlupfkompensierungssignalgeber (64) von derselben Eingangsgröße gesteuert wird wie das den zur Schlupffrequenz proportionalen Faktor (1/k^) bestimmende Rechenorgan (38).

42. Wechselrichterschaltung nach Anspruch 40 oder 41, gekennzeichnet durch eine Additionsschaltung (66), in der ein erstes Schlupfkompensationssignal (Ski) dem Frequenzsignal, insbesondere dem Frequenzeingabesignal (f), hinzugefügt wird.

43. Wechselrichterschaltung nach einem der Ansprüche 40 - 42, gekennzeichnet durch eine Additionsschaltung (68), in der ein zweites Schlupfkompensationssignal (Sk2) dem einstellbaren Momentwert (M_max), der dem dritten Vergleicher (46) zugeführt wird, hinzugefügt wird.

44. Wechselrichterschaltung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Schlupfkompensationssignal (Sk2) über einen Verstärker (67) geleitet ist, dessen Verstärkungsgrad in Abhängigkeit vom einstellbaren Momentwert (M ) wenigstens zwei Stufen (I, II) einnehmen kann, wobei die höhere Stufe (II) einem höheren Momentwert zugeordnet ist.

45. Wechselrichterschaltung nach einem der Ansprüche 39 - 44, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des ersten Vergleichers (14) der Ausgang eines sechsten Vergleichers (59) geschaltet ist, der dem dritten Vergleicher (46) entspricht, aber auf den höchstzulässigen Stromwert () fest eingestellt ist.

§09817/0410