DE3790865C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zwischenkreisumrichter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiger Zwischenkreisumrichter ist in Fig. 1 u. 2 dargestellt.

Allgemein wird bei einem Wechselstrommotor in dem Fall, daß der Motor gebremst wird, eine Spannung von dem Motor regeneriert, und die Spannung eines Glättungskondensa­ tors, der an dem Eingang des Wechselrichters vorgesehen ist, steigt an, und gelegentlich übersteigt die Spannung die zulässige Spannung des Kondensators.

Daher ist ein Verfahren bekannt, bei dem bei Ansteigen der Spannung in dem Glättungskondensator die Spannung erfaßt wird und der Kondensator über eine Entladungsschaltung entladen wird, wobei der Spannungsanstieg an dem Glättungskondensator beschränkt wird.

Die Druckschrift Jenschur, Niesel: "Miniverter - Ein Pulsum­ richtersystem mit Leistungstransistoren" in Technische Mit­ teilungen AEG-Telefunken, Bd. 69 (1979), Heft 5/6, S. 197- 201 zeigt einen umrichtergespeisten Drehstrommotor, in dessen Gleichstromzwischenkreis eine Entladeschaltung mit Tran­ sistorschalter und Entladewiderstand angeordnet ist. Der Schalter wird zugeschaltet, wenn die gemessene Zwischenkreis­ spannung wegen der Energierücklieferung im Bremsbetrieb einen Schwellwert U _dm überschreitet. Außerdem ist eine Schutz­ schaltung vorgesehen, die die gemessene Zwischenkreisspannung als Eingangssignal erhält und die bei Netzausfall oder Kurz­ schluß (d. h. Unterspannung) oder bei unzulässig hoher Zwi­ schenkreisspannung den Wechselrichter sperrt.

Aus der GB-PS 21 67 252 ist eine Schutzschaltung bekannt, bei welcher der Strom durch den Entladezweig mit einem Wandler gemessen und dadurch die Leistung in einem Widerstand über­ wacht wird. Übersteigt die Leistung den zulässigen Wert, so werden Maßnahmen zu dessen Begrenzung getroffen.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein der Anmelderin als interner Stand der Technik bekanntes Motor­ steuergerät erläutert.

Fig. 1 zeigt die Bauweise des bekannten Motorsteuergeräts.

Bezugnehmend auf Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 eine Wech­ selspannungsquelle, Bezugszeichen 2 einen Gleichrichter, Be­ zugszeichen 3 einen Glättungskondensator, Bezugszeichen 4 einen Wechselrichter, Bezugszeichen 5 einen Servomotor, der durch den Wechselrichter 4 gespeist wird, Bezugszeichen 6 eine Spannungserfassungsschaltung, die an den Zwischenkreis angeschlossen ist, Bezugszeichen 7 eine Entladungsschaltung des Glättungskondensators 3, Bezugszeichen 8 eine Schutz­ schaltung der Entladungsschaltung 7, Bezugszeichen 9 eine Überspannungsschutzschaltung zum Sperren des Wechselrichters 4, wenn die Zwischenkreisspannung einen vorbestimmten Pegel übersteigt, Bezugszeichen 10 eine Unterspannungsschutzschal­ tung zum Sperren des Wechselrichters 4, wenn die Zwischen­ kreisspannung unter einen vorbestimmten Pegel abfällt.

Die Betriebsweise dieser Motortreiberschaltung wird nachfol­ gend erläutert.

Fig. 2 zeigt die Spannungs-Erfassungspegel Va, Vb, Vc der Spannungserfassungsschaltung 6, der Überspannungsschutzschal­ tung 9 und der Unterspannungsschutzschaltung 10. In der glei­ chen Figur bezeichnet V _DC die am Glättungskondensator anlie­ gende Zwischenkreisspannung.

Wenn der Motor in den Bremszustand übergeht, steigt V _DC all­ mählich an, und die Spannungserfassungsschaltung 6 wird bei Erreichen von V _DC größer Va aktiviert, und die Entladungs­ schaltung 7 ist verbunden mit dem Glättungskondensator 3, und dadurch wird der Glättungskondensator 3 entladen. V _DC wird reduziert und die Entladungsschaltung wird wieder abgeschal­ tet. Wenn V _DC größer Vb durch einen plötzlichen Spannungsan­ stieg erreicht wird, wird die Überspannungsschutzschaltung 9 aktiviert, der Wechselrichter 4 wird gesperrt und V _DC wird reduziert. Auch wenn die Spannung des Glättungskondensators 3 z. B. bei dem Start des Motors 5 V _DC kleiner Vc wird, hält die Unterspannungsschutzschaltung 10 den Wechselrichter 4 und verhindert einen weiteren Spannungsabfall am Glättungskonden­ sator 3.

Bei dem bekannten Gerät besteht die Gefahr, daß die Entla­ dungsschaltung durchbrennen kann, wenn die Entladungsschaltung 7 während einer langen Zeitdauer betätigt wird. Daher ist die Schutzschaltung 8 vorgesehen; jedoch tritt hier der Nachteil auf, daß der Wechselrichter 4 in die­ sem Zustand weiterhin arbeitet, so daß im Bremsbetrieb der Spannungsanstieg des Glättungskondensators 3 nicht beschränkt werden kann, bis V _DC größer Vb wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Motorsteuergerät derart zu verbessern, daß auch bei Verwen­ dung abschaltender Sicherungen nach deren Auslösung die An­ lage gegen unkontrolliertes Ansteigen der Zwischenkreisspan­ nung geschützt wird.

Die Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines bekannten Motorsteuer­ gerätes.

Fig. 2 ist eine erläuternde Betriebsdarstellung des Steuergerätes gemäß Fig. 3.

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm ei­ nes Motorsteuergerätes in einem Ausführungsbeispiel der vor­ liegenden Erfindung.

Fig. 4 ist eine Schaltung, die eine konkrete Bauweise des Hauptteiles des Steuergerätes gemäß Fig. 1 darstellt.

Fig. 5 ist eine erläuternde Betriebs­ darstellung des Steuergerätes gemäß Fig. 3.

Nachfolgend wird ein Motorsteuergerät gemäß einem Ausfüh­ rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung des Motorsteuergerätes in dem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Bezugszeichen 1-8 bezeichnen die gleichen Schaltungsteile wie in Fig. 1.

Bezugszeichen 16 bezeichnet eine Spannungserfassungsschal­ tung, die die Zwischenkreisspannung über die Schutzschaltung 8 erfaßt und die Entladungsschaltung 7 mit dem Glättungskondensator 3 verbindet, wenn die Spannung einen vorbestimmten Wert übersteigt. Bezugszeichen 19 bezeichnet eine Überspannungsschutzschaltung, die eine Überspannung des Zwischenkreises erfaßt und die den Wechselrichter 4 sperrt, und Bezugs­ zeichen 20 eine Unterspannungsschutzschaltung, die den Wechselrichter 4 (sic) sperrt, wenn die Zwischenkreisspannung unter einen vorbestimmten Pegel absinkt.

Bei der Motortreiberschaltung, die wie oben beschrieben auf­ gebaut ist, wird der Betrieb unter Verwendung der konkreten Schaltung gemäß Fig. 4 erläutert.

Wenn der Motor in den Bremszustand kommt, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, steigt V _DC allmählich an, und die erfaßte Span­ nung V _{DC 1}, die über Schutzschaltung (thermische Sicherung) 8 an den Schutz- und Erfassungsschaltungen ansteht, steigt ebenfalls auf den Wert V _DC ungefähr gleich V _{DC 1} an. Wenn daher V _{DC 1} größer als Va wird, wird die Spannungserfas­ sungsschaltung 16 ak­ tiviert und schaltet den Schalttransistor 21 ein, der in Reihe zu dem Entladungwiderstand 7 und zu der Schutzschal­ tung 8 liegt. Wenn der Zustand V _{DC 1} größer Va für eine lange Zeitdauer anhält, erwärmt sich die Entladungsschaltung 7, und die Schutzschaltung 8 wird aktiviert. Die Verbin­ dung der Entladungsschaltung 7 mit dem Glättungskondensator 3 wird unterbrochen. V _{DC 1} wird gleich 0, und die Unterspannungsschutzschaltung 20 wird aktiviert und bewirkt ein Sperren des Wechselrichters 4.

Industrielle Anwendbarkeit

Wie oben erwähnt wurde, kann bei der vorliegenden Erfindung die Sicherheit des Wechselrichters erhöht werden, da er nach Be­ tätigung der Schutzschaltung der Entladungsschaltung gesperrt wird, wo­ durch die Spannung des Glättungskondensators nicht so stark oder gar nicht ansteigt.

Claims (1)

1. Zwischenkreisumrichter für einen Motor mit einer Entla­ deschaltung, die parallel zum Zwischenkondensator liegt und aus einer Reihenschaltung eines Entladewiderstands, eines Schalters und einer Schutzschaltung besteht, mit einer Schaltung, die die Zwischenkreisspannung mißt, die den Schalter bei Überschreiten einer ersten Schwelle einschaltet und die den Wechselrichter des Um­ richters bei Überschreiten einer zweiten Schwelle oder Unterschreiten einer dritten Schwelle sperrt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschaltung bei Überstrom abschaltet und daß die Schaltung zur Messung der Zwi­ schenkreisspannung parallel zu der Reihenschaltung aus Entladewiderstand und Schalter unter Ausschluß der Schutzschaltung liegt.