DE2826332B2 - Anordnung zur Drehzahlsteuerung einer über einen Gleichspannungs-Zwischenkreisumrichter gespeisten Wechselstrommaschine - Google Patents
Anordnung zur Drehzahlsteuerung einer über einen Gleichspannungs-Zwischenkreisumrichter gespeisten WechselstrommaschineInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf· eirte Anordnung zur
Drehzahlsteuerung einer Wechselstrommaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine derartige Anordnung ist bekannt aus der Philips Application Information Nr. 468, 1973, Seiten 8 bis 19
und 28.
Eine der Situationen, die mit einer derartigen Anordnung gesichert werden soll, ist die Abbremsung
des Motors. Wird beim Abbremsen des Motors die von der Frequenzsteuerschaltung vorgeschriebene Motor
drehzahl niedriger als die Istdrehzahl des Motors, so
fängt der Motor an, als Generator zu wirken. Eine maximale Bremsung ist dabei dann möglich, wenn die
erzeugte Energie in die Speisung zurückgeleitet werden kann. Dies erfordert jedoch komplizierte und kosispie-
liege Speisungen. So kann z. B. bei einem über eine einfache Gleichrichterbrücke aus dem Wechselstromnetz gespeisten Motor diese erzeugte Energie nicht
zurückgeleitet werden und muß im Motor, den Leistungsschaltern und der Regelschaltung verbraucht
so werden. Es sei hier bemerkt, daß aus der US-PS
19 873 eine Begrenzungsschaltung bekannt ist. Dabei erzeugt ein Istwertgeber ein Signal, daε ein Maß für die
jeweilige Betiebsgröße ist, und eine Vergleicherschaltung vergleicht dieses Signal mit einem Bezugssignal.
Dabei ist der Ausgang des Vergleichers mit dem Eingang des Integrators einer Frequenzsteuerschaltung
verbunden. Mit einer solchen Begrcnzungsschaltung kann man z. B. den Motorstrom messen und. sobald
dieser Strom einen bestimmten Pegel erreicht, das
Freqftenzstewersignal derart abändern, daß eine erhebliche Verringerung des Motorstroms erhajten wird, Es
versteht sich, daß dieser bestimmte Pegel nicht höher als der Strom sein darf, der maximal durch den Motor und <-,
die Schaltungen fließen, darf. Daraus folgt, daß der
Motor zum Abbremsen verhältnismäßig viel Zeit benötigt. Außerdem bat eine solche Sicherung den
Nachteil, daß zuvor die Betriebsbedingungen bekannt sein müssen, um eine optimale Regelung zu entwerfen
und herzustellen.
Da bei derartigen Anordnungen neben dem Integrator auch die Kapazität der Gleichspannungsquelle einen
weiteren Integrator bildet, enthält die Spannungsgegenkopplungsschleife praktisch zwei in Reihe geschaltete is
Integratoren, was zu Instabilitäten führt
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine
Anordnung der im Oberbegriff angegebenen Art
dahingehend zu verbessern, daß Instabilitäten vermieden und die Abbremsung in sehr kurzer Zeit ermöglicht ?_o
werden. Dies geschieht erfindungsgemäß durch die
Anwendung der im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Maßnahmen.
Dadurch, daß auf diese Weise die Spannungsgegenkopplungsschleife in die sehr stabile Stromgegenkopp- 2",
Iungsschleife eingreift, treten Instabilitäten nicht mehr
auf. Wenn auch der Motorstrom den genannten, vorherbestimmten Wert nicht erreicht hat, wird
dennoch diese Stromgegenkopplungsschleife derart aktiviert, daß die Spannung über der Gleichspannungs- to
quelle auf einen bestimmten Wert begrenzt wird.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Di« Erfindung wird nachstehend beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt η
F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Frequenzsteuerschaltung für eine Drehzahlsteuerung nach der Erfindung,
F i g. 2a, 2b und 2c einige Signalformen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fi g. 1,
F i g. 3a und 3b schematisch einen möglichen Verlauf der Amplitude des Motorstromes und der Spannung
über der Gleichspannungsspeisequelle als Funktion der
Zeit, wenn der Motor während des Bremsvorganges als Generator zu wirken beginnt ή
F i g. 4 ein Ausführungsbeispiel des Motorstromdetektors in F i g. I,
Fig.5 ein Ausführungsbeispiel einer Gleichspannungsquelle für die Speisung eines Motors über
Leistungsschalter, w
F i g. I zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Frequenzsteuerschaltung für eine Drehzahlsteuerung nach der
Erfindung. Diese Schaltung enthält einen Frequenzbezugseingang 1, dem eine Spannung Vm zugerührt wird.
Dieser Eingang 1 führt über einen Verstärkungseinstell- η
widerstand R1 und einen Wechselbehälter S1, abhängig
von der Lage dieses Wechselschalters Si, zu dem invertierenden ( —) oder dem nichtin vertierenden ( + )
Eingang eines Operationsverstärkers Ai. Beide Eingänge sind mit Erdungswiderständen R2 bzw. Rj versehen, mi
Der Ausgang des Verstärkers A, führt über die Reihenschaltung von Widerständen R* und R5 zu dem
invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers A2,
der dadurch, daß der Ausgang 8 dieses Operationsverstärkers über den Kondensator Q mit diesem Eingang >>■>
verbunden ist, als Integrator geschaltet ist. Der Ausgang 8 dieses Integrators ist über einen Widerstand Rb in
gegenkoppelndem Sinnt mit dem nichtinvertierenden
Eingang des Operationsverstärkers A\ wnd mit einem spsnnungsgesteuerten Oszillator VCO verbunden, der
ein Taktsignal einer Impulsbreitenmodulationsscna!-
timg PWM zuföbrt, mit deren Hilfe Impulse erzeugt
werden, durch die I sistungsschalter geschaltet werden.
Der Verbindungspunkt 7 der Widerstände Λ4 und Rs
ist über die Anodep.rKathoden-Strecke einer Diode D,
mit dem Ausgang eines Operationsverstärkers Az mit Verstärkungseinstellwiderständen Rj wd Ra verbunden,
dessen invertierender Eingang mit einem an Bezugspotentiaj
liegenden Punkt Vr2 verbunden ist, während
dieser Punkt 7 über die Kathoden-Anoden-Strecke einer Diode ft mit dem Ausgang eines Operationsverstärkers A4 mit Verstärkungseinstellwiderständen R9
und R\o verbunden ist wobei der invertierende Eingang dieses Verstärkers A4 zu einem auf Bezugspotential
liegenden Punkt Kr3 führt Weiter enthält die Schaltung
nach Fi g. 1 eine Schaltung 9 zur Betätigung des Schalters Su wobei diese Schaltung 9 die Spannung V0
am Ausgang 8 des Integrators und die Bezugsspannung Vr 1 als Eingangssignal empfängt, vM deren Hilfe der
Schalter Si zu dem Zeitpunkt umgelegt wird, zu dem die
Spannung Va gleich 0 V wird, wenn die Polarität der Spannung Vr 1 geändert ist Die dargestellte Lage des
Schalters Si gehört in eingeschwungenem Zustand zu einer positiven Spannung Vr ι und die andere Lage zu
einer negativen Spannung Vr 1.
Zur Erläuterung der Wirkungsweise des oben beschriebenen Teiles der Schaltung nach F i g. 1 zeigt
Fig.2a ein beispielsv/eise gewähltes Frequenzsteuersignal Vr ι als Funktion der Zeit und zeigen F i g. 2b und
2c die Spannung Vx und die Spannung Vo als Reaktion
auf die Spannung Vm.
Zum Zeitpunkt fi wird eine konstante Drehzahl
vorausgesetzt. Der Schalter Si nimmt dabei die dargestellte Lage ein und die Spannung Vr 1 ist positiv.
Diese Spannung Vr 1 wird über den Spannungsteiler Ri,
Rj an den nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers
/41 angelegt an den auch über den Spannungsteiler Rb.
Rj die Ausgangsspannung des Integrators A2 angelegt
wird. Die Ausgangsspannung des Verstärkers A\ hat den Kondensator C\ derart aufgeladen, daß die erhaltene
Eingangsdifferenzspannung des Verstärkers A\ und somit auch die Ausgangsspannung V1 am Punkt 7 gleich
0 V ist. Die Ausgangsspannung Vo am Integrator, die ein
Maß für die Solldrehzahl des Motors ist wird dadurch durch die Spannung Vr 1 bestimmt und ist in diesem
Beispiel stets negativ.
Zum Zeitpunkt U wird eine höhere Solldrehzahl
vorgeschrieben infolge der Tatsache, daß die Spannung Vr 1 einen höheren Wert erhält. Dadurch erhält die
Ausgangsspannung V1 einen positiven Wert, der über
die Diode D\ von der Ausgangsspannung des Operations-. e.fstärkers Aj begrenzt wird, wobei diese Ausgangsspannung durch die Bezugsspannung Vr 2 und die
Werte der Widerstände Ry und R» bestimmt wird;
Infolge dieses Spannungssprungs wird der Kondensator G aufgeladen und nimmt die Spannung Vo ab, bis sie
zum Zeitpunkt ,'2 dem neuen Wert der Spannung Vr1
entspricht und die Spannung V, wieder gleich 0 V wird. Die Geschwindigkeit, mit der die Spannung Vo abnimmt
(Beschleunigung des Motors), kann mit der BezLgsspannung Vr 2 eingestellt werden.
Zum Zeitpunkt /3 wird eine Umkehr der Drehrichtung des Motors dadurch vorgeschrieben, daß die Spannung
Vr 1 auf einen negativen Wert gebracht wird. Dadurch
erhält die Spannung V, einen negativen Wert, der über die Diode Vh von der Ausgangsspannung des Opera-
tionsverstärkers At begrenzt wird, wobei diese Ausgangsspannung
durch die Bezugsspannung Vr > und die Werte der Widerstände Rn und Rio bestimmt wird.
Infolge dieses Spannungssprungs wird der Kondensator Ci entladen und nimmt die Spannung V0 zu (Verzögerung
des Motors) mit einer Geschwindgkeit, die mit aer Bezugsspannung VHi eingestellt werden kann. Zum
Zeitpunkt U ist die Spannung Vo gleich 0 V geworden,
was bedeutet, daß die Ausgangsfrequenz des Oszillators VCO gleich 0 geworden ist. Dies wird von der Schall ung
9 detektiert und weil die Polarität der Spannung Vr, nicht mehr mit der Lage des Schalters Si übereinstimmt,
wird letzterer in die nicht dargestellte Lage umgelegt, während außerdem ein Signal CW/CCW Rechts/Linkslauf
an die Schaltung PWM geliefert wird, um über logische Schaltungen die Drehrichtung umzukehren.
Um den Motor in der umgekehrten Drehrichtung wieder zu beschleunigen, soll die Spannung V0 wieder
abnehmen. Dies erfolgt durch das Umlegen des Schalters .Si, so daß die Spannung VÄ ι dem invertierenden
Eingang des Verstärkers A\ zugeführt wird. Dadurch wird die Spannung V, gleich dem positiven
Grenzwert und nimmt die Spannung V0 ab. bis sie zum
Zeitpunkt is wieder dem (negativen) Wert der Spannung
Vr ι entspricht und die Spannung V, gleich 0 V ist.
Die Schaltung nach Fig. I enthält weiter eine .Stromgegenkopplungsschleife. Diese besteht aus einem
Istwertgeber Il zum Messen des Motorstroms und zum Erzeugen eines in diesem Beispiel positiven Ausgangssignals
V1 an einem Ausgang 10. das ein Maß für den
Absolutwert des Motorstroms ist. Dieses Signal V1 wird mit einer negativen Bezugsspannung V/?i>
über Widerstände /?ii und /?i2 summiert und dem invertierenden
Eingang eines Operationsverstärkers Αί mit einem
Verstärkungseinstellwiderstand /?n zugeführt. Der Ausgang
des Operationsverstärkers As führt über einen von
einer Einrichtung 13 gesteuerten doppelten Schalter Sh
einen Widerstand Rao und die Kathoden-Anoden-Strekke einer Diode Dj zu dem Eingang des Verstärkers Ai.
der einen virtuellen Erdungspunkt bildet. Ebenso wird das Signal V1 mit einem Grenzwertsignal Vr--, über
Widerstände R\a und R\s summiert und dem nichtinvertierenden
Eingang eines Operationsverstärkers Ab mit einem Verstärkungseinstellwiderstand Rib zugeführt.
Der Ausgang dieses Operationsverstärkers führt über den Schalter 5j, den Widerstand Rr>
und die Anoden-Kathoden-Strecke einer Diode D» zu dem Eingang des
Operationsverstärkers A2.
Die Einrichtung 13 stellt fest, ob der Motor als Generator oder als Motor wirksam ist, und steuert den
Schalter S? derart, daß sich der Schalter beim
Motorbetrieb J.i der dargestellten Lage und beim Generatorbetrieb in der nicht dargestellten Lage
befindet.
Wenn beim Motorbetrieb der Motorstrom Null ist, liegt der Eingang des Operationsverstärkers A, auf
einem durch die Bezugsspannung VÄ6 bestimmten
negativen Wert und ist die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers As positiv, so daß die Diode Dj
gesperrt ist. Nimmt der Motorstrom und damit die Spannung Vc zu, so wird die Ausgangsspannung des
Operationsverstärkers abnehmen und wird, wenn der Motorstrom einen von der Bezugsspannung Vr6
einzustellenden Wert überschreitet, negativ werden, wodurch die Diode Di leitend wird und sich der
Kondensator C< entladen wird. Dies ergibt eine Zunahme der Spannung V0, d. h, da Vb negativ ist, eine
weniger negative Spannung und somit eine Verzögerung des Motors, wodurch der Motorstrom abnimmt.
Dadurch, daß die Stromgegenkopplung über die Widerstände /?»und Raci verläuft, deren Wert kleiner als
der Widerstandswert des Widerstandes /?-, ist. über den die Frequenzsteuerung stattfindet, ist die .Stromgegenkopplung
in bezug auf eine etwaige positive Spannung V, vorherrschend.
Beim Generatorbetrieb nimmt der Schalter S2 die
nicht dargestellte Lage ein und kann also nur über den Operationsverstärker At die Stromgegenkopplungsschleife
geschlossen werden. Nimmt beim Generalorbetrieb der Motorstrom zu, so wird auch die Spannung V1
zunehmen und wird der Einfluß der negativen Bezugsspannung Vr 5 abnehmen, wodurch die Ausgangsspannung
des Operationsverstärkers A* weniger negativ wird. Die Diode Da ist dabei gesperrt.
Überschreitet der Motorstrom einen mittels der Bezugsspannung Vm einzustellenden Wert, so wird die
Ausgangsspannung des Operationsverstärkers At, positiv
und wird die Diode Da leitend, wodurch die Spannung Vn am Ausgang des Komparalors zunimmt,
d. h. weniger negativ wird, was eine Herabsetzung der Abbremsung des Motors entspricht.
Die Schaltung nach Fig. I enthält auch eine Spannungsgegenkopplungsschleifc. Die Spannung über
der Gleichspannungsspeisung wird mit Hilfe eines Istwertgebers 12 detektiert und in eine in diesem
Beispiel negative Spannung Vb umgewandelt. Diese
Spannung Vf, wird mit einer positiven Bezugsspannung
Vra über Widerstände Rn und R^ summiert und dem
invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers Ai
mit Verstärkungssinstellwiderstand R^ zugeführt. Der
Ausgang des Verstärkers Ai führt über einen Widerstand
/?2ozudem Eingang des Operationsverstärkers Ab.
Wenn die Spannung über der Gleichspannungsspeisung einen durch die Bezugsspannung Vra bestimmten
Wert überschreitet, wird die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers Ai positiv und greift beim
Generatorbetrieb über den Operationsverstärker At, in die Stromgegenkopplung ein. Die Bezugsspannung VR5
wird gleichsam herabgesetzt.
Wie beschrieben, findet eine Begrenzung des Motorstroms und eine Begrenzung der Spannung der
Gleichspannungsspeisung statt. Dabei gibt es ein Gebiet, in dem auf eine Kombination der beiden Größen
begrenzt wird und das u. a. durch die relative Stärke der Spannungen V/, und V0 die Verstärkung des Operationsverstärkers
Ai und das Verhältnis der Werte der Widerstände Rn und Λ20 bestimmt wird. Um dafür zu
sorgen, daß dieses Gebiet klein ist. mit anderen Worten, daß die Spannungsgegenkopplung sehr stark wirksam
wird, wenn ein bestimmter Wert der Spannung über der
Gleichspannungsquelle überschritten wird, während dies unterhalb dieses Wertes nicht der Fall ist, sind eine
Anzahl von Möglichkeiten verfügbar. So kann die Verstärkung des Operationsverstärkers Ai sehr groß
gewählt werden, derart, daß der Verstärker A7 bei
Nennspannungen stark in Sättigung gesteuert ist und erst dann außer Sättigung gerät, wenn ein bestimmter
Wert dieser Spannung erreicht wird. Eine andere Möglichkeit ist die in Fig. 1 gestrichelt dargestellte
Diode Dy. Ist die Eingangsspannung des Operationsverstärkers
Ai positiv, so klemmt die Diode Ds die
Ausgangsspannung des Verstärkers Aj auf einen Spannungspegel von nahezu 0 V. Wenn die (negative)
Spannung Vb derart abgefallen ist, daß die Eingangsspannung
des Operationsverstärkers A1 negativ und die
Ausgangsspannung positiv wird, sperrt die Diode Ds
und kann die Spannungsregelung wirksam werden.
Fig.3a und 3b zeigen schematisch einen möglichen
Verlauf der Amplitude des Motorstroms In, und der
Spannung V^, der Gleichspannungsspeisung als Funktion
der Zeil, wenn der Motor beim Abbremsen als Generator zu wirken beginnt. Zum Zeitpunkt /ι fängt
der Motor an, Energie zu liefern, und der Motorstrom lädt die in der Gleichspannungsspeisung vorhandenen
;. ipazitäten auf, so daß die Spannung Vcb vom
Nennwert Vn an zunimmt, bis im Zeitpunkt h ein
Höchstwert Vm„ erreicht ist. Zwischen den Zeitpunkten
t\ und ti wird der Strom lm auf einen Ivlaximalwert In,,,
begrenzt. Zum Zeitpunkt fr wird die Spannungsgegenkopplung wirksam und begrenzt'über die Stromgegenkopplungsschleife
den Motorstrom derart, daß die Spannung Vcb auf den Wert Vmjl begrenzt wird. Dabei
kann der Motorstrom bei abnehmender Drehzahl zunehmen. Es wird keine Energie mehr in den
genannten Kapazitäten gespeichert und der Motor :c*.vic die Schaltungen leiten die gelieferte Energie sb,
wobei diese Ableitung groß ist, weil die Spannung maximal, z. B. gleich dem 2,5fachen der Nennspannung,
ist, bei welcher Spannung der Motor meistens im Sättigungszustand sein wird, so daß dieser Motor viel
Energie verbraucht. Zu diesem Zeitpunkt U ist die Drehzahl soweit abgefallen, daß die vom Motor
gelieferte Energie nicht mehr genügend ist, um die Spannung Vcb maximal zu halten. Die Spannung Vcb
nimmt ab und der Motorstrom In, kann gegebenenfalls
nach wie vorzunehmen.
Fig.4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Istwcrtgeh'.'rs
It nach Fig. 1 und ist für Dreiphasenwechselstrommessung eingerichtet. Der Geber enthält sechs
mit je einer Primär und einer Sekundärwicklung versehene Toroide 15a... 176 mit Kernen mit einer
hohen Permeabilität, wobei das Verhältnis der Anzahl primärer und sekundärer Windungen z. B. 1 : 50 ist. Die
Primärwicklungen der Toroide 15a und 156, 16a und 166,17a und 176 sind jeweils in Reihenanordnung in die
Motorstromzufuhrleitungen aufgenommen, in denen die Ströme Ir, Is und /r fließen. Die Sekundärwicklungen
sind jeweils gegensinnig in Reihe geschaltet, und diese gegensinnigen Reihenschaltungen sind parallel zwischen
einem Impulsgenerator 18 und einem Widerstand /?2o angeordnet. Parallel zu dem Widerstand Rm ist ein
Glättungsfilter mit einer Diode D6, einem Kondensator C2und einem Widerstand /?2i angeordnet. Die Spannung
über dem Widerstand /?2i wird dem nichtinvertierenden
Eingang eines Operationsverstärkers As mit Einstellwiderständen
/?22. /?23 und /?24 zugeführt Der Ausgang
dieses Operationsverstärkers As liefert das Stromsignal
Vcan den Ausgang 10 des Istwertgebers 11.
Durch die hohe Permeabilität des Kernmaterials der Toroide werden die Kerne bei bestimmten Werten der
Phasenströme Ir, /5 und /r, weiche Werte unterhalb des Maximalwertes liegen sollen, in Sättigung geraten.
Dadurch, daß der Impulsgenerator 18 Hochfrequenzspannungsimpulse über den gegensinnig in Reihe
geschalteten Sekundärwicklungen anlegt, wird pro Phase stets einer der beiden Kerne weiterhin in
Sättigung bleiben und der andere außer Sättigung geraten. Die Ströme ir. is und i, in den Sekundärwicklungen
werden dann stets ein Maß für die Absolutwerte der Phasenströme Ir, /sbzw. /7-sein. Diese Ströme in /$und /,
werden in dem Widerstand /?2β summiert und in eine
Spannung umgewandelt, die mit dem Filter D^, Ci, Ä21 zu
einer Gleichspannung geglättet wird, die ein Maß für die
Amplitude des Motorstroms ist. Diese geglättete
Spannung wird mit dem Operationsverstärker Ag zu dem Stromsignal Vc verstärkt.
Fig.5 zeigt ein Ausfuhrungsbeispiel einer Gleichspannungsquelle
zur Speisung eines Motors über Leistungsschalter. Diese Quelle enthält Anschlüsse für
das Dreiphasenwechselstromnetz R, Sund Γ und eine
Gleichrichterbrücke mit Dioden Di, Dt, A, Dio, Dw und
D|2. Die gleichgerichtete Spannung über diesen Dioden
ist zur Glättung an einen Pufferkondensator G> gelegt.
Die Spannung Vrf, über diesem Pufferkondensator
wird über einen Zwischenkreisumrichter 19 mit Leistungsschaltern in einen Dreiphasenwechselstrom
mit einer von der Schaltung PWM gesteuerten Frequenz zur Speisung des Motors M umgewandelt.
Diese Ströme werden mit dem bereits beschriebenen Stromdetektor 11 detektiert. Die Schaltung PWM
empfängt ein Frequenzsteuersignal von einer Schaltung der in F i g. 1 dargestellten Art.
Die Gleichspannung Vcb wird über einen Gleichspannungswandler
iü eine niedrigere GrciCuäpäi'inüng V1 £llf
Speisung der unterschiedlichen Schaltungen umgewandelt. Grundsätzlich besteht dieser Wandler aus einem
Transformator 21 mit einer Primärwicklung 22, über der über einen von einem Oszillator 20 betätigten Schalter
S* die Gleichspannung Vcb angelegt ist. Eine Sekundärwicklung
23 dieses Transformators 21 ist mit einer Gleichrichterschaltung mit einer Diode Du und einem
Kondensator G verbunden.
Dadurch, daß der Schalter S4 mit hoher Frequenz ein-
und ausgeschaltet wird, wird die Gleichspannung Vcb in
einen Wechselstrom umgewandelt, der mit dem Transformator 21 umgewandelt und mit der Diode Du
und dem Kondensator G gleichgerichtet und zu der Gleichspannung V, geglättet wird. Diese Gleichspannung
V1 wird auf den Oszillator 20 rückgekoppelt, damit
dieser gestoppt wird, sobald die Spannung V5 über dem
Kondensator G einen bestimmten Wert aufweist, und damit dieser wieder gestartet wird, wenn diese
Spannung V1 zu niedrig wird. Auf diese Weise wird eine Gleichspannung V5 erhalten, die in hohem Maße von der
Spannung Vcb unabhängig ist. die z. B. zwischen 80 V und
800 V variieren kann. Auf diese Weise wird erreicht, daß ζ. B. beim Ausfallen der Netzspannung die Steuerschaltung
nach wie vor gespeist wird, solange die Spannung V^, am Pufferkondensator Coberhalb eines bestimmten
Wertes liegt. Dies hat zur Folge, daß die Leistungsschalter im Zwischenkreisumrichter 19 nach wie vor
gesteuert werden, solange eine Spannung V0* vorhanden
ist, die einen derartigen Wert aufweist, daß dadurch die Leistungsschalter beschädigt werden könnten, wenn
die Steuerschaltung PWM ausfallen würde. Dadurch bleibt z. B. eine sichere und kontrollierte Abbremsung
nach dem Ausfallen der Netzspannung möglich, wobei die Steuerschaltung mit der von dem Motor gelieferten
Energie gespeist wird.
Der Transformator 21 enthält weiterhin eine zweite Sekundärwicklung 24 parallel zu der Reihenschaltung
einer Diode DM und eines Kondensators G- Die
Spannungsimpulse mit einer Amplitude Vrt über der Primärwicklung 22 werden in eine Gleichspannung Vb
über dem Kondensator G umgewandelt, wobei diese Gleichspannung Vb, wenn der Kondensator G nicht
oder nahezu nicht belastet ist, der Spannung Vd, über
dem Pufferkondensator G proportional ist Dieser Teil
der Schaltung nach Fi g. 5 bi'det also eine Schaltung 12
nach F i g. 1 zur Lieferung einer Spannung V^, die ein
Maß für die Spannung V^ ist.
Die Schaltung nach Fig.5 zeigt auch ein Ausfüh-
rungsbeispiel der Einrichtung, die in F i g. 1 mit 1.3 bezeichnet ist. Diese Schaltung enthält die Dioden Di5,
D\t und D\u die zusammen mit den Dioden Di0, Di 1 und
Dn eine Gleichrichterbrücke bilden. Parallel zu dieser
Gleichrichterbrücke sind zur Glättung der gleichgerichteten Spannung ein Widerstand R-u, und ein Kondensator Cn angeordnet. Die Spannung Vn über diesem
Kondensator ist dann die gleichgerichtete Netzspannung, die nicht, iv« die Spannung VCb, beim Generatorbetrieb zunimmt.
Dadurch, daß den beiden Gleichrichterbrücken die Dioden Dio, Du und Dn gemeinsam sind, sind die beiden
Kondensatoren Ct und Cn auf einer Seite gleichstrommäßig miteinander verbunden. Zwischen den anderen
Elektroden dieser Kondensatoren Cs und Cn ist ein
Spannungsteiler mit Widerständen R21 und Rn angeord-
10
net, der den Unterschied zwischen den Spannungen V1*
und Vn nach Schwächung dem Basis-Emitter-Übergang
eines Transistors Γ führt, dessen Kollektor über einen Widerstand /?» mit einer positiven Speisespannung
verbunden ist.
Nimmt beim Generatorbetrieb die Spannung V1* zu,
so wird bei einer durch den Spannungsteiler Rv, Rn
bestimmten Zunahme der Transistor Γ leitend werden. Die dann auftretende Spannungsänderung über dem
Kollektorwiderstand Rn ist eine Anzeige für Generatorbetrieb und kann z. B. über eine optische Kopplung
für gleichstrommäßige Trennung und über logische Gatter den Schalter S2 (Fig. 1) betätigen. Auf diese
Weise wird eine einfache Detektion des Generatorbetriebs erhalten, die von Netzspannungsänderungen
unabhängig ist.
Claims (5)
- Patentansprüche;23 26 332L Anordnung zur Drehzahlsteuerung einer über einen einen GJättungskondenimtor enthaltenden Gleichspannungs-Zwischenkreisumrichter gespeisten WechselstrommaEchine mit einer Freqnenzsteuerschaltung, bestehend aus einem Verstärker mit Ausgangssignalbegrenzung, dessen Eingang ein Frequenzbezugssignal zugeführt ist und dessen Ausgangssignal dem Eingang eines Integrators zugeführt ist, wobei der Ausgang des Integrators ein Signal zur Steuerung der Frequenz des Umrichters liefert und auf den Eingang des Verstärkers rückgekoppelt ist, d a d u r c h g e ke η η ζ e ic h -η e t, daß vorgesehen sind:a) Istwertgeber (11 bzw. 12) für Maschinenstrom und Spannung (Vet) des Gleichspannungszwischenkreises,b) ein/c-ster Vergleicher (Aj, Rtj, R\a, Rib) für die Spannungsbegrenzung^ dessen erstem Eingang das Ausgangssignal (Vb) des Istwertgebers (12) für die Spannung (V^) und dessen zweitem Eingang ein Grenzwertsignal (Vrα) zugeführt ist,c) ein zweiter Vergleicher (A^ Rn, Rx, Äis, Äie, R]% Ο«) für die Strombegrenzung, dessen erstem Eingang das Ausgangssignal (Vc) des Istwertgebers (U) für den Strom und dessen zweitem Eingang ein Grenzwertsignal (Vr5) zugeführt ist, und daßd) das Ausgangssignal des ersten Vergleichers dem dritten Eingang du zweiten Vergleichers zugeführt ist,c) am Ausgang des zweiten" ergleichers nur dann ein Signal auftritt, wenn Grenzwertüberschreitung vorliegt,f) eine Einrichtung (13), die zwischen generatorischem und motorischem Betrieb unterscheidet und das Ausgangssignal des zweiten Vergleichers so auf den Eingang des Integrators (Ai) der Frequenzsteuerschaltung schaltet, daß bei generatorischem Betrieb eine Frequenzerhöhung und bei motorischem Betrieb eine Frequenzerniedrigung bewirkt wird.
- 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Vergleicher (A5, Ru, Rn, R13, Rw, D3) für die Strombegrenzung vorgesehen ist, der dem zweiten Vergleicher parallel geschaltet ist, daß der zweite Vergleicher bei Grenzwertüberschreitung ein positives Ausgangssignal abgibt und dadurch eine Frequenzerhöhung bewirkt, daß der dritte Vergleicher bei Grenzwertüberschreitung ein negatives Ausgangssignal abgibt und dadurch eine Frequenzerniedrigung bewirkt, und daß die Einrichtung (13) für die Betriebsuntersclieidung einen Schalter (S2) derart betätigt, daß bei Generatorbetrieb nur der Ausgang des zweiten Vergleichers und bei Motorbetrieb nur der Ausgang des dritten Vergleichers an den Eingang des Integrators (At) angeschlossen ist.
- 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (13), die zwischen generatorischem und motorischem Betrieb unterscheidet, einen Gleichrichter (D\a, Di2. ßis. Dit, Dm) mit Glättungsschaltung (Cu, Rv,) zur Bildung einer Be/.ugsspannung (Vn) durch Gleichrichtung einer Wechselspannung (R1 S, T), die auch den GleichspannHng.s-Zwischenkreisu.mrichter (19) speist, und einen Vergleicher mit Schwellwert (Rv, /fat, Ä», T) enthält, in dem ejn Vergleich zwischen der Spannung (V#) über dem Glättungskondensator (Cb) und der Bezugsspannung (V\i) erfolgt, wodurch eine Unterscheidung zwischen generatorischem und motorischem Betrieb möglich ist (F i g,5),
- 4. Anordnung nach einem der vorhei gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Istwertgeber (11) für Maschinenstrom in jeder PhasenzUfuhrleitung (h, /* /J des Wechselstrommotors die Primärwicklung (15,16,17) eines mehrphasl· gen Gleichströmtransformators mit gleichrichtenderv?.. Wirkung enthält, dessen Sekundärwicklungen parallel geschaltet und mit einem Glättungsfilter (R20, D6, C2) verbünden sind, das den Istwert (Vc) des Maschinenstroms liefert, wobei der Gleichstromtransformator nur Ströme einer bestimmten Polari- tat transformiert durch Sättigungssteuerung des Transformatorkernmaterials mittels Spannungsimpulsen(l8j.
- 5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein schal tender Gleichspannungswandler (20, 21, &) mit einem Transformator (21) vorgesehen ist, dessen Primärwicklung (22) in Reihe mit einem Schalter (S*) parallel zum Glättungskondensator (Cb) geschaltet ist, daß eine erste Sekundärwicklung (23) desw Transformators (21) über eine Gleichrichterschaltung (D13, Cjj zur Lieferung einer Speisespannung (V5) an die Frequenzsteuerschaltung (PWM) führt und daß eine zweite Sekundärwicklung (24) über eine weitere Gleichrichterschaltung (Du, Q) zursrt Lieferung des Istwertspannungssignals (Vb) führt
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL7706751A NL7706751A (nl) | 1977-06-20 | 1977-06-20 | Motorregelschakeling. |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2826332A1 DE2826332A1 (de) | 1978-12-21 |
DE2826332B2 true DE2826332B2 (de) | 1981-02-19 |
DE2826332C3 DE2826332C3 (de) | 1986-05-28 |
Family
ID=19828750
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2826332A Expired DE2826332C3 (de) | 1977-06-20 | 1978-06-16 | Anordnung zur Drehzahlsteuerung einer über einen Gleichspannungs-Zwischenkreisumrichter gespeisten Wechselstrommaschine |
Country Status (9)
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