DE714527C - Steuerung fuer einen elektromotorischen Gleichstromantrieb, der ueber einen bei Energierichtungswechsel gleichstromseitig umschaltbaren Stromrichter mit einem Wechselstromnetz verbunden ist - Google Patents

Description

• Steuerung für einen elektromotorischen Gleichstromantrieb, der über -einen bei Energierichtungswechsel gleichstromseitig umschaltbaren Stromrichter mit einem Wechselstromnetz verbunden ist Wenn ein Gleichstrommotor, an dein zeitweilig Beien Energieüberschuß auftritt, über einen Stromrichter aus einem Wechselstromnetz gespeist werden soll, so muß man für das Rückarbeiten entweder ein besonderes Wechselrichtergefäß vorsehen oder en Stromrichter bei einem Energied-chtungs: ,vechsel im Gleichstromnetz umschalten. Gleichzeitig mit der Umschaltung der Stromrichberanschlüsse an den Motor ist aber auch .ein Wechsel in der Steuerung erforderlich, da der Wechselrichterbetrieb eine andere Phasenlage der Zündzeitpunkte in bezug auf die Anodenspannungen erfordert als der Gleichrichterbetrieb.
• Während bei Gleichrichterbetrieb die Aussteuerung von Null bis zu dem Zustand unbeeinflußter Anodenspannungen verändert werden kann, liegen. beim Wechselrichterbetrieb mit Rücksicht auf die erforderliche Entionisierungszeit in dieser Hinsicht gewisse Beschränkungen vor. Man darf den Wechselrichter nicht voll aussteuern, da sonst wegen der endlichen Entionisierungsgeschwindigkeit der Lichtbogen keine Möglichkeit mehr findet, auf die nächstfolgende Anode überzugehen und somit eine sog. Durchzündung erfolgt. Es muß also der Zündzeitpunkt immer um einen gewissen Winkel vor dem Zeitpunkt der theoretisch höchsten Aussteuerung liegen. Hieraus :ergeben sich aber wiederum Schwierigkeiten beim Übergang vom Gleichrichter- zum Wechselrichterbe:-trieb, die bereits bei ,einer bekannten Anordnung Veranlassung gegeben haben, die Spannungsstromkennlinie der Gleichstrommaschineim Bremsbetrieb mittels Feldschwächung zu .erniedrigen. Die bekannte Anordnung geht davon aus, daß beim Übergang von Gleichrichter- auf Wechselrichterbetrieb die Aussteuerung des Stromrichters aus den obenerwähnten Gründen herabgesetzt werden muß, so daß sich für letzteren im Wechselrichterbereich eine tiefer liegende Kennlinie ergibt als im Gleichrichterbereich. Dann würde aber der Schnittpunkt der Stromrichterketuilinie im Wechselrichterbetrieb mit der Kennlinie der Maschine erst bei sehr großen Strömen liegen, was einen unerwünscht harten Einsatz der Bremsung bedingen würde. Durch die belastimgsabhängi ge Feldschwächung der Maschine wird dieser Schnittpunkt bei der bekannten Anordnung auf niedrigere Stromtverte verlegt, so daß eiai weiche-rer Einsatz der Bremsung erreicht wird.
• Die vorliegende Lrizndung baut sich nun auf der Errienntnis auf, dai5 eine Herabs-,tzung der Auas:euerung beim Übergang von Gleichrichter- auf We,#hselrichterbecrieb nur im p,ereich hö..ierer Aussteuerungsgrade @erforderlich ist, tvährend man bei geringeren Auss.euerungsgraden ohne inderung des gerade eingestel.ten Aussteuerungsgrades von der einen Betriebsart auf die andere übergehen kann. Bei niedrigeren Aussteuerungsgrad-en ist man nämlich ohnehin weit genug von der Tri.tgrenze des Wechselrichters entfernt, d. h. von derjenigen Lage des Zündzeitpunktes, bei cler-die Gefahr einer Durchzündung auftritt. Eine Beibehaltung des Aus,-steuerungsgrades beim Energierichtungswechsel ist aber wünschenswert, da jede nicht unbedingt erforderliche Herabsetzung der Auss:euerung eine schlechtere Ausnutzung des Entladungsgefäßes bedeutet. Beim Durchgang durch die Leerlauf achse wird dann zwar ein kleiner Sprung in der Gesamtkennlinie auftreten, der jedoch nur dem doppelten Spannungsabfall in dem Entladungsgefäß entspricht und bei höheren Betriebsspannungen praktisch bedeutungslos ist.
• Gemäß der wird vorgeschlagen. das Maß, um das die Spannungsstromkennlinie der Gleichstrommaschine beim überlang zuin Bremsbetrieb nach .abwärts verschoben wird, um so kleiner zu halten, je kleiner der Aussteuerungsgrad des Stromrichters im Augenblick des Energierichtungswechsels ist, bei dem der Übergang von Motor- auf Generatorbetrieb .erfolgt. Eine Herabsetzung erfolgt also in dem durch den jeweiligen Auss:euerungsgrad gegebenen, unbedingt erforderlichen AlaLe und kann, schließlich ganz fortfallen, sobald man sich im Bereich geringerer Aussteuerungsgrade befindet. Dadurch wird es möglich, die ursprüngliche Kennlinie der Maschine ihrer Form nach beizubehalten, was wiederum für die Ausmit-Lun g der Anlage von großem Vorteil ist. Fällt nämlich, wie bei der bekannten Anordnung, die Maschirenkennlinie im Generatorbereich mit wachsendem Strom stark ab, so wird dadurch die Bremsleistung bei gegebenem Bremsstrom wegen der verminderten Spannung h erabge--e.zt, d. 1a. ci.n bestimmtes Bremsnioment - e rtordert einen höheren Strom, als es bei unbeeinflußter Kennlinienform der Fall wäre. Die erfindungsgemäße Anordnung bietet außerdem den Vorteil, daß man die Bremsung noch weicher, d.la. mit noch geringeren Strömen einsetzen lassen tann, als das bei der bekannten Anordnung möglich ist. Der Bremsvorgang spielt sich dabei so ab. daß zunächst der Schnittpunkt der Maschinenkennlinie im Motorbereich mit der Gleichrichterkennlinie bis an die Leerlaufachse heranrückt, worauf dann nach Umschaltung des S.romrichters auf Wechselrichterbetrieb durch ein gering:ügiges Herabregeln der Aussteuerung der Bremss:rom von Null an beginnend einse:zt und durch weiseres Herabs;:tzen &r Auss:euerung allmählich erhöht 1@-erden kann. Durch die aussteuerungsgradabhängige Verschiebung der M.aschinenkennlinic wird erreicht, daß sich dieser Regelvorgang bei allen Aussteu:erungsgraden, bei denen die Umschaltung gerade .erfolgt, in annähernd der gleichen Weise abspielt.
• In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung .ein elektromotorischer Antrieb mit einem über einen Stromrichter gespeisten Gleichstrommotor i dargestellt. bei dem im Steuerkreis des Stromrichter in an sich bekannter Weise zwei getrennte Regler 6 und 7 vorgesehen sind. Der eine Regler 6 ist für Wechselrichterbetrieb, drr andere, ;, für Gleichrichterbetrieb bestimmt. F?eide werden stets gleichzeitig betätigt, j@-doch it je nach der gerade vorhandenen -Detriebsart jeweils nur der eine oder der atndere eingeschaltet, d. h. für den Stromrichter wirksam. Unter Umständen kann es sogar zT.:eckmäßig sein, für die beiden verschiedenr:i Petriebsarten zwei vollständig getrennte Steuerapparaturen vorzusehen, von denen dann die eine oder die andere an die Steuergitter ang:esciiaItet wird.
• Wenn bei der in der Zeichnundargestellten Anlage ein Wechsel in der Energierichtung auftritt, so wird selbsttätig der im Gleichstromkreis des Stromrichters liegende Umschalter 3 sowie das Relais 5 tungeSchaltet. Bei Wechselrichterbetrieb ist das Relais angezogen und verbindet über seine Kontaktcto den für Wechselrichterbetrieb bestimmten Regler 6 mit der Steuerungsapparatur . des Stromrichters. Im abgefallenen Zus:and schließt es seine Kontakte i i -und bringt dementsprechend deal für Gleiclirichterbetrieb bestimmten Regler 7 zur Wirkung. Die Regelung des Motors :erfolgt im vorliegenden Fall so, daß bei vollem Erregerfeld die Ankerspannung durch Erhöhung der Aussteuerung des Stromrichters erhöht wird und d:aß dann bei Erreichung der höchsten Aussteuerung die weitere Regelung durch Feldschwächung erfolgt. Zur Feldschwächung dient dabei der in dem Erregerstromkreis des Motors liegende, mit den beiden Reglern e@ und 7 gekuppelte RegelivitierstandB. U m raun beim Übergang vom Gleichrichterbetrieb auf Wechselrichterbetrieb die Feldschwächung des Motors durchführen zu können, ist das Relais 5 noch mit einem weiteren Kontaktpaar 12 versehen, das iin abgefallenen Zustande, d. h. älso in der Gleichrichterstellung, geschlossen und in der Wechselrichterstellung geöffnet ist. Wenn das Kontaktpaar 12 geschlossen ist, so schließt .es den ebenfalls als Regelwiderstand ausgcbildeten, in Reihe mit dem Feldregelwiderstand 8 geschalteten Zustazwiderstand 9 kurz, so daß dieser also nur bei Wechselrichterbetrieb in den Erregerstromkreis des Motors eingeschaltet ist. Man erkennt, daß der Zusatzwiderstand 9 erst bei höheren Aussteuerungsgraden, aber _ bereits vor Exreichm des höchsten Aussteuerungsgrades .zur Wirkung kommt. Von der Feldschwächungwird also ,erst dann Gebrauch gemacht, wenn die beim Umschalten von einer Betriebsart auf die andere auftretenden Spannungsdifferenzen eine. unzulässige Größe annehmen. In dem oberen Ausstenerungsb.ereich -wird dann die Feldschwächung mit zunehmender Aussteuerung erhöht.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Steuerung für einen ielektromotorischien Gleichstromantrieb, der über einen bei Energierichtungswechsel gleichstromseitig umschaltbaren, vorzugsweise- mit zwei miteinander gekuppelten und für Gleichrichter- und Wechselrichterbetrieb bestimmten Steuereinrichtungen ausgerüsteten Stromrichter mit einem Wechselstromnetz verbunden ist, und dessen Spannungsstramkennlinie beim Übergang von Motor- auf Generatorbetrieb durch Feldsch-vächung herabgesetzt -wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß, um das die Spannungsstromkennlini@e beim übergang vom Motor- zum Generatorbetrieb nach abwärts verschoben -wird, um so geringer ist, je kleiner der Aussteuerungsgrad des Stromrichters im Augenblick des Energierichtungswechsels ist.
2. 2. Steuerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintritt der Abwärtsverschiebung der Spannungsstromkennlinie der Gleichstrommaschine auf einen Aussteuerungsbereich des Stromrichters oberhalb eines bestimmten Minimalurertes beschränkt ist.
3. 3. Steuerung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit den auf die Gittersteuerung einwirkenden Regel-or garen (6, 7) der bewegliche Abgriff eines bei Wechselrichterbetrieb im Erregerkreis des Motors liegenden, bei Gleichrichterbetrieb überbrückten Regelwiderstandes (9) derart gemeinsam verstellbar gekuppelt ist, .daß in dein Aussteueru;ngsb.ereich oberhalb des Minimal--v ertes ein - mit wachsendem Aüssteuerungsgrad steigender Widerstandswert abgegriffen wird.