DE710401C - Arrangement for controlling a DC motor fed by a reversing converter and guided by a master motor - Google Patents

Description

Anordnung zur Steuerung eines über einen Umkehrstromrichter gespeisten, von einem Leitmotor geführten Gleichstrommotors Bei der Gleichlaufsteuerung von Motoren kommt es darauf an, mindestens zwei Motoren miteinander in strengem Gleichlauf zu halten. Beispielsweise kommt eine derartige Steuerung für Walzenstraßen mit mehreren in geringem Abstand aufeinanderfolgenden Gerüsten, aber auch für Papier- und Spinnmaschinen in Betracht: In vielen Fällen, besonders bei Motoren größerer Leistung, reichen die Regelgeschwindigkeiten, begrenzt durch die Trägheit der großen Magnetfelder, nicht aus, um Reißen oder Schlingenbildung des Materials zu vermeiden.Arrangement for controlling an inverter fed via a reversing converter, DC motor guided by a master motor For synchronous control of Motors, it is important to have at least two motors in strict synchronization with each other to keep. For example, such a control comes for rolling mills with several closely spaced scaffolds, but also for paper and spinning machines Consideration: In many cases, especially in the case of engines with greater power, are sufficient the control speeds, limited by the inertia of the large magnetic fields, to avoid tearing or looping of the material.

Zur Behebung dieser Schwierigkeiten ist es bereits bekannt, Stromrichter, die mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken arbeiten, für die Speisung der Motoren vorzusehen, und zwar regelt man die Ankerspannung durch die Gittersteuerung. Diese Regelung geht fast trägheitslos vor sich. Soll in rascher Folge hochgefahren und gebremst werden, so verwendet man einen Umkehrstromrichter, d. h. einen Stromrichtei mit zwei Gruppen gittergesteuerter Dampf-oder Gasentladungsstrecken, von denen jeweils die eine Gruppe als Gleichrichter, die andere Gruppe als Wechselrichter arbeitet. Dabei bevorzugt man die sogenannte Kreuzschaltung, bei der bekanntlich die Kathode des die eine Gruppe darstellenden mehranodigen Entladungsgefäßes mit dem Sternpunkt der Transformatorwicklung für das die andere Gruppe darstellende mehranodige Entladungsgefäß verbunden ist. Die Steuerung des abhängigen Motors erfolgt durch die Gittersteuerung, die durch die Drehzahl der Leitmaschine beeinflußt wird.To overcome these difficulties, it is already known to use power converters, that work with grid-controlled steam or gas discharge paths for the supply of the motors, namely the armature voltage is regulated by the grid control. This regulation is almost inertial. Should be started up in quick succession and braked, a reversing converter is used, i. H. a converter with two groups of grid-controlled steam or gas discharge paths, each of which one group works as a rectifier, the other group as an inverter. The so-called cross connection, in which the cathode is known, is preferred of the multi-anode discharge vessel with the star point, which represents a group the transformer winding for the multi-anode discharge vessel representing the other group connected is. The dependent motor is controlled by the grid control, which is influenced by the speed of the master machine.

Der an sich bekannte Gedanke, die Drehzahlen beider Maschinen miteinander zu vergleichen und ihre Differenz zur Steuerung zu verwenden, ist in den Fällen nicht durchführbar, in denen die abhängige Maschine mit der Leitmaschine über das Walzgut praktisch starr gekuppelt ist, wie es beispielsweise bei Walzgerüsten mit geringem Abstand und starken Brammen zutrifft. Dort hat nämlich der Regler keine Veranlassung nachzustellen, obwohl die geführte Maschine an sich unter Umständen eine abweichende Drehzahl annehmen kann.The well-known idea, the speeds of both machines with each other to compare and their difference to the control too use is not feasible in cases in which the dependent machine is connected to the master machine is coupled practically rigidly over the rolling stock, as is the case, for example, with roll stands applies with close spacing and thick slabs. The regulator has none there Cause to readjust, although the guided machine itself may under certain circumstances can assume a different speed.

Steuert man die beiden Drehregler, die für die beiden Teile des Umkehrstromrichters erforderlich sind, in Abhängigkeit von der Leitmaschine, so sind nur die Leerlaufspannung und -drehzahl der abhängigen Maschine festgelegt. Da die Maschine bei Belastung eine erheblich abweichende Drehzahl annimmt, ist ein Gleichlauf unmöglich. Außer dein Spannungsabfall infolge des Belastungsstromes kommt hinzu, daß der Umkehrstromrichter im allgemeinen eine Spannungsstufe beim Übergang vom Gleichrichterbetrieb zum Wechselrichterbetrieb aufweist. Stellt man nämlich beide Gruppen auf gleich große Gleichspannung ein, so tritt bekanntlich wegen der zeitlich verschiedenen Lage der Kommutierungen der beiden Gruppen von Entladungsstrecken und der dadurch bedingten zeitweiligen Abweichungen der Augenblickswerte der beiden Gleichspannungen ein Kreisstrom zwischen den beiden Gruppen auf. Eine Begrenzung des Kreisstromes durch Drosseln ist zwar möglich, jedoch zu teuer. Die Spannungsstufe in der Belastungskennlinie hat die Aufgabe, den Kreisstrom möglichst zu vermeiden, und dies gelingt um so besser, je größer die Spannungsstufe ist. Ist nun durch die Gittersteuerung eine gewisse Leerlaufspannung des Gleichrichters eingestellt, so bewirkt die Kennlinienstufe zusammen mit dem Spannungsabfall einen starken Drehzahlabfall des abhängigen Motors oder verhindert in ungünstigen Fällen sogar den rechtzeitigen Anlauf. Zur Einhaltung bestimmter Drehzahlen muß der Einfluß cier Belastung ausgeschaltet werden.One controls the two rotary controls for the two parts of the reversing converter are required, depending on the host machine, only the no-load voltage and speed of the dependent machine. Because the machine is under load assumes a significantly different speed, synchronization is impossible. Except your voltage drop due to the load current is added to the fact that the reversing converter generally a voltage level in the transition from rectifier operation to inverter operation having. If you set both groups to the same DC voltage, as is known, because of the temporally different position of the commutations, the both groups of discharge paths and the resulting temporary deviations of the instantaneous values of the two DC voltages, a circulating current between the two Groups on. Limiting the circulating current by throttling is possible, however too expensive. The task of the voltage level in the load characteristic is the circulating current to be avoided as far as possible, and this succeeds the better, the higher the voltage level is. There is now a certain open circuit voltage of the rectifier due to the grid control is set, the characteristic stage together with the voltage drop causes a sharp drop in speed of the dependent motor or prevented in unfavorable cases even the timely start-up. In order to maintain certain speeds, the influence cier load can be switched off.

Gemäß der Erfindung läßt sich eine verbesserte Steuerung dadurch erzielen, daß zur Gittersteuerung des Umkehrstrnmrichters die Differenz der Klemmenspannung des Umkehrstromrichters und der der Drehzahl des Leitmotors proportionalen Spannung verwendet wird.According to the invention, improved control can be achieved by that for grid control of the inverting converter, the difference in the terminal voltage of the inverter and the voltage proportional to the speed of the master motor is used.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgedanke beispielsweise veranschaulicht. Der Leitmotor i, von der der Anker -2 und das Feld 3 ohne Anschlüsse dargestellt sind, ist mit einer Tachoinetermaschine .I gekuppelt. Der abhängige Motor 5 weist eine Ankerwicklung 6 und eine Feldwicklung 7 auf. Der ;Anker liegt an dein Umkehrstromrichter, der aus dem Haupttransformator 8 und den beiden mehranodigen Entladungsgefäßen 9' und 9" besteht. Für die Gittersteuerung dieser beiden Entladungsgefäße sind die Drehtransformatoren iö und iö' vorgesehen, die durch den Verstellmotor i i den jeweiligen Betriebsverhältnissen entsprechend eingestellt werden. Die den Anker des Verstellinotors speisende Spannung ist die Differenz der Klemmenspannung des Umkehrstromrichters und der Spannung der Tachornetermaschine d. Falls die Klemmenspannung des Umkehrstromrichters zu hoch sein sollte, kann man mit Hilfe eines Spannungsteilers 12 die gewünschte Verringerung erzielen. Überwiegt die Spannung der Leitmaschine, so wird der im richtigen Sinne eingeschaltete Verstellinotor ;in Sinne einer Erhöhung der Klemmenspannung des Stromrichters verdreht, bis Spannungsgleichheit wieder erreicht ist. Überwiegt dagegen die Spannung des Stromrichters, so erhält der Verstellinotor Strom in umgekehrter Richtung und verstellt wiederum so lange, bis Spannungsgleichheit erreicht ist. Diese Art der Steuerung regelt sämtliche Spannungsabfälle im Stromrichter aus und stellt eine der Drehzahl des Leitmotors entsprechende Klemmenspannung ein.The idea of the invention is illustrated, for example, in the drawing. The master motor i, of which the armature -2 and the field 3 are shown without connections is coupled to a tachometer machine .I. The dependent motor 5 has an armature winding 6 and a field winding 7. The anchor is on your inverter, from the main transformer 8 and the two multi-anode discharge vessels 9 ' and 9 ". For the grid control of these two discharge vessels, the Rotary transformers iö and iö 'provided, which by the adjusting motor i i the respective Operating conditions can be adjusted accordingly. The anchor of the adjustable motor The feeding voltage is the difference in the terminal voltage of the reversing converter and the voltage of the tachometer machine d. If the terminal voltage of the inverter should be too high, you can with the help of a voltage divider 12 the desired Achieve reduction. If the tension of the lead machine predominates, it will be in the right one In the sense that the adjusting motor is switched on; in the sense of an increase in the terminal voltage of the converter rotated until the voltage equals again. Predominates on the other hand, the voltage of the converter, the adjustment motor receives current in reverse Direction and adjusts again until the voltage equals. This type of control regulates and regulates all voltage drops in the converter sets a terminal voltage corresponding to the speed of the master motor.

Auch in dem Falle, in dem zwei Walzgerüste durch eine Bramme starr gekuppelt sind, wird noch im richtigen Sinn geregelt. Nimmt man beispielsweise an, daß der Motor infolge der starren Kupplung genau die Drehzahl annimmt, bei der seine EMK . der von der Leitmaschine gelieferten Spannung gleich ist, dann nimmt er keinen Strom auf. Steigt nun die Leitdrehzahl und damit die Leitspannung, dann steigt infolge der starren Kupplung ebenfalls die EMK des abhängigen Motors. Es steigt aber zunächst nicht die Spannung des Umkehrstromrichters. Infolgedessen tritt ein Bremsstrom auf. Durch den Spannungsabfall im Motor unterscheiden sich nunmehr Leitspannung und EMK einerseits und Klemmenspannung bzw. Spannungsabgriff andererseits. Die Leitspannung überwiegt, und der Drehregler regelt aufwärts. wie es sein muß.Also in the case in which two roll stands are rigid by one slab are coupled, is still regulated in the correct sense. For example, suppose that the engine as a result of the rigid coupling assumes exactly the speed at which his EMK. is the same as the voltage supplied by the master machine, then it does not take any Electricity on. If the master speed and thus the master voltage increase, it increases as a result the rigid coupling also the EMF of the dependent motor. But it rises first not the voltage of the inverter. As a result, a braking current occurs. Due to the voltage drop in the motor, the master voltage and EMF now differ on the one hand and terminal voltage or voltage tap on the other. The control voltage predominates, and the rotary control regulates upwards. as it must be.

Es sind jedoch Fälle denkbar, in denen nicht bestimmungsgemäß geregelt wird. Es empfiehlt sich dann, Vorkehrungen zu treffen. um einen ordnungsmäßigen Betrieb sicherzustellen. Wenn beispielsweise die Walzen des von der Leitmaschine angetriebenen Gerüstes zu stark angestellt sind, kommt das Material aus ihnen mit einer größeren Stablänge heraus, als dem eingestellten Drehzahlverhältnis des geführten zum leitenden Walzenpaare entspricht. Die Motoren des zweiten Gerüstes werden also entlastet oder gar geschoben. Die Spannung an den Klemmen steigt über die Leitspannung, und der Regler steuert in falscher Richtung, nämlich im Sinne niedrigerer Spannung. Dabei tritt ein Bremsstrom auf. Diesen Bremsstrom benutzt man gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, um die Tachometermaschine des Leitmotors zu kompoundieren. Dies kann beispielsweise in der Weise geschehen, daß die zusätzliche Feldwicklung 13 an die Klemmen eines Widerstandes 14, der vom Strom der abhängigen Maschine durchflossen wird, angeschlossen ist. Die Tachometermaschine liefert, wenn der Bremsstrom groß genug geworden ist, mehr Spannung, so daß der Regler höher stellt und dadurch den Bremsstrom vermindert.However, cases are conceivable in which regulation is not carried out as intended. It is then advisable to take precautions. to ensure proper operation. If, for example, the rollers of the stand driven by the master machine are set too hard, the material comes out of them with a longer rod length than corresponds to the set speed ratio of the guided to the conductive roller pairs. The motors of the second stand are relieved or even pushed. The voltage at the terminals rises above the control voltage, and the controller controls in the wrong direction, namely in the sense of lower voltage. A braking current occurs. According to a further development of the invention, this braking current is used to compound the tachometer machine of the master motor. This can be done, for example, in such a way that the additional field winding 13 is connected to the terminals of a resistor 14 through which the current from the dependent machine flows. When the braking current has become large enough, the tachometer machine delivers more voltage, so that the controller increases the setting and thereby reduces the braking current.

Die beschriebene Ausführungsmöglichkeit hat keine Richtkraft. Der Verstellmotor mit den Drehreglern kehrt nämlich nicht in die Nullage zurück, wenn abgeschaltet und der Leitkreis durch den Kontakt 15 des Schalters 16 unterbrochen wird, sondern behält die Stellung, in der er beim Abschalten gerade gestanden hat. Um ihm eine sichere Nullage zu geben, wird er gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung durch einen Drehmagneten 17 in die Nullage hineingezogen. Der Speisekreis des Drehmagneten wird erst eingeschaltet, . wenn beide. Spannungen abgeschaltet sind, und kann beispielsweise mittels eines Kontaktes 18 erfolgen, der durch den Schalter 16 gesteuert wird.The described implementation option has no straightening force. Of the The adjusting motor with the rotary controls does not return to the zero position if switched off and the control circuit interrupted by contact 15 of switch 16 but keeps the position in which it was standing when it was switched off. In order to give him a safe zero position, he is trained according to another further training of the invention drawn into the zero position by a rotary magnet 17. The feed circuit of the rotary solenoid is only switched on,. if both. Voltages switched off are, and can be done for example by means of a contact 18 through the Switch 16 is controlled.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Steuerung eines über einen Umkehrstromrichter gespeisten, von einem Leitmotor geführten Gleichstrommotors, wobei beide Motoren zu einem gemeinsamen Antrieb gehören und über das Arbeitsgut praktisch starr miteinander gekuppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gittersteuerung des Umkehrstromrichters die Differenz der Klemmenspannung des Umkehrstromrichters und der der Drehzahl des Leitmotors proportionalen Spannung verwendet wird. PATENT CLAIMS: i. Arrangement for controlling one via a reversing converter fed by a master motor guided DC motor, both motors belong to a common drive and are practically rigid with one another via the work piece are coupled, characterized in that for grid control of the reversing converter the difference between the terminal voltage of the inverter and the speed of the Master motor proportional voltage is used. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Leitmotor (2) gekuppelte Tachometermaschine eine zusätzliche Erregung (i3) durch den vom geführten Motor (5) gelieferten Bremsstrom erhält.. 2. Arrangement according to claim i, characterized in that the tachometer machine coupled to the master motor (2) an additional excitation (i3) by the braking current supplied by the guided motor (5) receives .. 3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehmagnet (i7) vorgesehen ist, der die für die Gittersteuerung vorgesehenen Drehregler (io', io") beim Abschalten in die Nullage bewegt.3. Arrangement according to claim i, characterized in that a rotary magnet (i7) is provided, which controls the rotary controls (io ', io ") moved to the zero position when switching off.