DE3790865C2 - - Google Patents
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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- H02P23/06—Controlling the motor in four quadrants
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
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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.
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)
- 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.
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