DE942575C

DE942575C - Anordnung zur gleichzeitigen Verstellung der Stromrichter-Steuereinrichtungen fuerGleichrichterbetrieb und Wechselrichterbetrieb bei elektromotorischen Antrieben

Info

Publication number: DE942575C
Application number: DES5092D
Authority: DE
Inventors: Ernst Roder
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1936-07-15
Filing date: 1936-07-15
Publication date: 1956-05-03

Description

Anordnung zur gleichzeitigen Verstellung der Stromrichter-Steuereinrichtungen für Gleichrichterbetrieb und Wechselrichterbetrieb bei elektromotorischen Antrieben Es ist bereits ein elektromotorischer Antrieb mit Gleichstrommotoren vorgeschlagen worden, die über steuerbare Stromrichter an ein Wechselstromnetz angeschlossen sind, bei dem im Steuerstromkreis eines gleichstromseitig umschaltbaren Stromrichters zwei voneinander getrennte Steuereinrichtungen vorgesehen sind, von denen die eine für Gleichrichterbetrieb, die andere dagegen für Wechselrichterbetrieb bestimmt ist. Blei der Regelung des Motors werden durch den Steuerhebel stets beide Steuereinrichtungen gleichzeitig betätigt. Je nach der beabsichtigten Drehrichtung des Antriebs wird aber jeweils nur die eine oder die andere der beiden Steuereinrichtungen eingeschaltet, d. h. für die Stromrichter zur Wirksamkeit gebracht. Es wird nun bei derartigen. Antrieben verlangt, däß jederzeit ein völlig störungsloser, d. .h. ohne Spannungsstöße vor sich gehender übergang von der- einen Betriebsart zu der anderen möglich ist. An sich. ließe sich. ein spannungsstoßloses Umschalten dadurch erreichen, daß die beiden Steuereinrichtungen so miteinander gekuppelt werden" daß sie, wenn man einmal von den Spannungsabfällen in den Stromrichtern absieht, stets beide den gleichen Aussteuerungsgrad festlegen. Das läßt sich aber nur durchführen, solange es sich um niedrige Aussteuerungsgrade handelt. Für höhere Aussteuerungen von mehr als etwa 85 %, des vollen. Aussteuerungsgrades ist dieses Verfahren jedbch nicht mehr anwendbar. Der Grund hierfür liegt darin, däß aus Gründen (der Zündsicherheit ein Stromrichter bei Wechselrichterbetrieb maximal nur bis etwa 85% ausgesteuert werden. darf. Will man also bei Gleichrichterbetrieb die volle Aussteuerung ausnutzen, so ist eine Übereinstimmung von Gleichrichter- und Wechselrichterspannung über den ganzen Regelbereich nicht mehr ohne weiteres erzielbar.
Diese Schwierigkeit wird gemäß der Erfindung dadurch überwunden., daß die Bewegungen der beiden Steuereinrichtungen in: eine derartige Ab- hängigkeit voneinander gebracht werden, daß der Aussteuerungsgrad :des Stromrichters, der durch, dies en Wechselrichterbetrieb beherrschende Steuereinrichtung gegeben ist, bei jeder Einstellung in einem bestimmten Verhältnis kleiner ist als der durch die Gleichrichtersteuerungseinrichtung festgelegte Aussteuerungsgrad, insbesondere daß er etwa 85% von :diesem beträgt. Gewisse Schwierigkeiten bei der Durchführung .des Erfindungsgedankens ergeben sich dann, wenn zur Veränderung der Stromrichterspannung in dem Steuerstromkreis drehbare Regelorgane, wie z. B. Drehtransformatoren., verwendet werden. Es besteht nämlich bekanntlich zwischen dem Aussteuerungsgrad eines Stromrichters und der Verstellung eine 'drehbaren Regelorgans in seinem Steuerkreis eine Abhängigkeit, die einem Cosinusgesetz folgt. Es ist also nicht ohne weiteres möglich, eine Kupplung zwischen beiden Regelorganen Aderart ,auszugestalten, daß ihre Verdrehungswinkel stets in dem vorgegebenen Verhältnis zueinander stehen.
Gemäß der weiteren Erfindung läßt sich auch diese Schwierigkeit dadurch- vermeiden, daß zwischen das Regelorgan und ein Zahnrad ein Getriebe eingeschaltet wird, welches die Cosinusabhängigkeit der Aussteuerung von dem Regelorgan in eine lineare Abhängigkeit zwischen Ausstewerungsgrad und Verdrehungswinkel des Zahnrades übersetzt. Die beiden zu den Steuereinrichtungen gehörigen Zahnräder,^di:e miteinander im Eingriff stehen" erhalten dann Zähnezahlen, die untereihander in, dem gewünschten Verhältnis der Aussteuerungsgrade stehen. Sinngemäß läßt sich diese'Anordnung auch für andere als drehbare Regelorgane verwenden, zwischen :deren Bewegung und dem Aussteuerungsgrad ähnliche Gesetzmäßigkeiten voliegen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. A1 sei die Welle des Drehtransformators für Gleichriehtersteuerung und A2 die Welle des Drehtransformators für Wechselrichtersteuerung. Um die Aussteuerung von o bis ioo% zu verändern, sei sowohl beim Wechselrichter als auch beim Gleichrichter eine Verdrehung :das Drehreglers um 9o° räumlich erforderlich. Die Kupplung zwischen den Bewegungen-der beiden Drehregler muß also so sein, daß einer Stellung von iao°/a Aussteuerung bei dem Drehregler des Gleichrichters eine solche von nur 85'% Aussteuerung bei dem Drehregler :des Wechselrichters entspricht. Zu diesem Zweck ist jeder Drehregler mit einer Kurbel versehen, an deren Kurbelzapfern P, bzw. P2 eine Schubstange S1 bzw. S2 angreift. Die Schubstange hat die Aufgabe, die Cosinusabhängigkeit zwischen Aussteuerungsgrad und Betätigungsorgan der Steuerung zu beseitigen. Es lassen sich nun Kreisbogen. K1 bzw. K2 finden, auf :denen sich die anderen Endpunkte Ui bzw. D2 der Schubstangen nach einem Cosinusgesetz in Abhängigkeit von der Bewegung :der Punkte P1 bzw. P2 auf dem Kreisbogen um A, bzw. A2 bewegen. Treibt man also die Schubstangen durch Kurbeln an, deren Kurbelzapfen D1, D2 sich auf K1 bzw. K2 bewegen, so besteht Proportionalität zwischen der Verdrehung dieser Kurbeln und dem Aussteuerungsgrad. Diese Kurbeln werden nun mit Zahnrädern Z1 und: Z2 gekuppelt, die miteinander im Eingriff stehen und, deren Zähnezahlen zueinander in dem gegebenen Verhältnis der Aussteuerungsgrade stehen.
Die Anwendung der Erfindung ist nicht beschränkt auf die Fälle, in denen nur ein: Entladungsgefäß vorhanden ist, es kommt dafür nur darauf an, daß für Gleichrichter- und für Wechs:elrichterbetrieb je eine besondere Regeleinrichtung vorgesehen ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur bleichzeitigen Verstellung :der Stromrichtersteuereinrichturngen für Gleichrichterbetrieb und für WechselrichteTbetrieb bei elektromotorischen; Antrieben, insbesondere. für Arbeitsmaschinen m,it großem- Schwungmassen, wie z. B. Walzenstraßen, mit Gleichstrommotoren, die. über steuerbare Stromrichter an ein Wechselstromnetz angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen der beiden Steuereinrichtungen :derart voneinander abhängen, daß der durch die den Wechselrichterbetrieb beherrschende Steuereinrichtung gegebene Aussteuerungs:grad des Stromrichters bei jeder Einstellung in einem bestimmten Verhältnis kleiner ist als der durch die Gleichrichtersteuereinriehtung festgelegte Ausstenerungsgrad, :insbesondere daß er etwa. 85 % vom diesem beträgt:. a. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die :die einem Cosinusgesetz folgende Abhängigkeit zwischen im Steuerkreis liegende drehbare Regelorgane und dem Aussteuerungsgrad des Stromrichters in eine lineare Abhängigkeit des Aussteuerungsgrades von der Bewegung besonderer Getriebeteile, insbesondere von Zahnrädern, übersetzen, und d'aß die Bewegungen dieser Getriebeteile in konstantem Verhältnis zueinander stehen. 3. Anordnung nach Anspruch i und z bei Verwendung von drehbaren Regelorganen, z. B. vors Drehtransformatoren, für die Steuerung, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Regelorgan und das dazugehörige Zahnrad mit Kurbeln ausgerüstet sind, die untereinander durch je eine Schubstange verbunden sind, wobei die Längenverhältnisse und die gegenseitige Lage der Drehpunkte so gewählt sind, daß die von beiden Kurbelzapfen zurückgelegten Wege angenähert nach einem Cosinusgesetz voneinander abhängig sind. Angezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. i 96o g95.