LU81947A1 - Regelung eines stromrichtergespeisten fahrmotors im feldschwaechbereich - Google Patents
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Description
_ 1 _
Regelung eines stromrichtergespeisten Fahrmotors im Feldschwächbereich
Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Das Fremdfeld wird demnach nach der Reihenschlußcharakteristik geregelt. Bei Betrieb des Fahrmotors im Feldschwächbereich erfolgt bekanntermaßen eine Reduzierung der Geganspanirung des Motors, in deren Folge dann der Ankerström ansteigt. Wird ein so großer Feldschwächgrad über den Fahrschalter eingestellt, daß der Ankerstrom den vorgegebenen Maximalwert erreicht, so wird der Stromregler eingreifen und durch Rücknahme der Stromrichterausgangsspannung den Ankerstrom begrenzen. Diese Rücknahme der Stromrichteraussteuerung ist aber im Bereich der v Feldschwächung nicht erwünscht, da sie eine Verschlechterung des Leistungsfaktors und eine Verminderung der Antriebs-leistung bedeutet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regelung für den Fahrmotor anzageben, durch die eine Beeinflussung der Aussteuerung des Ankerstromrichters von der Feldschwächung vermieden wird.
- 2 “
Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die Einführung der zusätzlichen Größe erlaubt es, den Sceuer-1 winkel der Ventile des Ankerstromrichters im Bereich der Feldschwächung in einem optimalen Bereich bezüglich des Wirk- und Blindleistungsbedarfs des Antriebs zu erhalten.
Dem Fahrzeugführer ist es im Feldschwächbereich nicht mehr möglich, über den Fahrschalter eine Fehlbedienung der Feldschwächung einzuleiten. Die größtmögliche Zugkraft und ein maximaler Leistungsfaktor sind gewährleistet.
Eine vorteilhafte Ausbildung der Regelung nach Anspruch 1 ist im Kennzeichen des Anspruchs 2 angegeben. Die Begrenzung ist zweckmäßig, um den Divisor nicht zu groß werden zu lassen oder ihn kleiner eins zu machen (da ja sonst eine Verstärkung auftritt).
Die Erfindung soll anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels nunmehr näher beschrieben werden.
In der einzigen Figur ist eine einfache Ausführung eines Regelkreises für einen stromrichtergespeisten Fahrmotor dargestellt, wobei für den Ankerkreis das Prinzip der Spannungsregelung mit unterlagerter Stromregelung gewählt wurde.
f * - 3 -
Der Anker 19 des Fahrmotors mit den Klemmen A-B wird über eine Glättungscrossei 21 von einem Ankerstromrichter 7 gespeist, während die Feldwicklung 20 des Fahrmotors mit den Klemmen E-F an einen Felstromrichter 17 angeschlossen ist. j ·*
Die Aussteuerung des Ankerstromrichters 7 über den Steuerwinkel seiner Ventile erfolgt über die Spannungsregelung, für die die Regelgröße x^ über einen potentialtrennenden Wandler 24 aus der Ankerklemmenspannung gewonnen wird. Die Führungsgröße w für die Ankerspannung wird curch einen verstellbaren Geber 1 bereitgestellt. Die Regelabweichung aus den Größen xu und wu wird einem Spannungsregler 4 zugeführt, dessen Ausgangsgröße entsprechend der unterlagerten Stromregelung die Führungsgröße w.. für den Ankerstrom darstellt.
Die Regelgröße x.-A für den Ankerstrom leitet sich über einen Stromwandler 22 mit nachgeschaltetem Meßwertumformer 8 ab.
Die Regelabweichung aus den Größen und x^A wird einem Stromregler 5 zugeführt, dessen Ausgangsgröße die Steuerspannung ust für die Zündimpulse für die Ventile des Anker-> Stromrichters 7 ist. Die SteuerSpannung ust bewirkt über ein
Impulsform-Glied 6 die gewünschte Ansteuerung der Ventile des Ankerstromrichters 7.
Das Fremdfeld des Fahrmotors wird nach der Reihenschlußcharakteristik geregelt, d.h. die Regelgröße x^A des Ankerstromes ist Führungsgröße w^p für das Feld. Wird die Führungsgröße w*ip über ein Dividier-Glied 14 geführt, so ist durch Variation - 4 - des Divisors y das Verhältnis zwischen xiA und w'ip einstellbar. Der Wert y wird vom'Fahrschalter 2 nach Freigabe durch einen Komparator 10 über einen ProportionalVerstärker 11 mit Minimal- und Maximalwertbegrenzung sowie ein Kleinstwertaus- v lese-Glied 13 vorgegeben. Der Komparator 10 wird als Kippstufe zu Beginn des Feldschwächbereichs durch die Ausgangsgröße eines Größtwertauslese-Gliedes 9 aktiviert, welches als Eingangsgrößen die Regelgröße xu der Ankerspannung und die Steuerspannung ugt für die Zündimpulse erhält.
Die Ausgangsgröße w^p des Dividier-Gliedes 14 ist die durch den Wert y dividierte Führungsgröße w'^p. Die Regelabweichung zwischen vnp und der Regelgröße des Feldstromes x^p, die über einen Stromwandler 23 ur.d einen Meßwertumformer 18 ermittelt ist, wird einem Feldstromregler 15 zugeführt. Dieser Feldstromregler 15 steuert einen Impulsbildner 16 für die Zündimpulse für die Ventile des Feldstromrichters 17.
Mit Ausnahme der noch zu erläuternden Funktion des Kleinst-* wertauslese-Gliedes 13 ist die beschriebene Regelungsweise üblich.
Durch Einleitung der Feldschwächung wird - wie oben erwähnt -die Gegenspannung des Motors reduziert, so daß der Ankerström ansteigt. Wird über den Fahrschalter 2 ein so großer Fald-schwächgrad eingestellt, daß die Führungsgröße für den Anker
^ J
_ 5 _ ström den Maximalwert wiAmax erreicht, greift bisher der Ankerstromregier 5 ein und begrenzt in unerwünschter Weise durch Rücknahme der Stromrichterausgangsspannung den Ankerstrom. Hier greift die Erfindung durch die Einführung einer * .
zusätzlichen Begrenzung des Wertes y in Abhängigkeit von der Regelgröße des AnkerStromes ein.
Von einem weiteren Geber 3 wird eine zusätzliche Führungsgroße vorgegeben, wobei das Signal, daß der Geber 3 abgibt, kleiner . als w., , also der Führungsgröße für den maximalen Ankerstrom sein soll. In einem Proportionalverstärker 12 mit Minimal- und Maxinalbegrensung wird -die Differenz zwischen dem Signal (Regelgröße des Ankerstromes) und dem vom Geber 3 vorgegebenen Signal verstärkt. Überschreitet der Viert des Signals x^ den vom Geber 3 vorgegebenen Wert, wird das Ausgangssignal des ProportionalVerstärkers 12 vermindert. Über das Kleinstwertauslese-Glied 13 bestimmt der Ausgang des Verstärkers 12 dann | den Wert y des Divisors, d.h. die Feldschwächung wird zurück-gestellt. Die Aussteuerung des Ankerstromrichters 7 wird also * von der Feldschwächung nicht beeinflußt, da der Ankerstromregier 5 nicht eingreifen muß.
Claims (2)
1. Regelung eines stromrichtergespeisten Fahrmotors, für dessen Fremdfeld die Regelgröße des Ankerstroms über ein Dividier-Glied geführt wird, dessen Divisor über den Fahrschalter eingestellt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß neben der über den Fahrschalter vorgegebenen Größe für * den Divisor einem dem Dividier-Glied vorgeschalteter. Kleinst- » wertausiese-Glied eine weitere Größe zugeführt wird, die * durch die Regelabweichung des Ankerstroms von einer zusätz lichen Führungsgröße für den minimalen Feldstrom im Feldschwächbereich bestimmt ist. 0 « - 2 - ' * *
2. Regelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, * daß sowohl die über den Fahrschalter vorgegebene Größe für den Divisor als auch die Regelabweichung des Ankerstroms von der zusätzlichen Führungsgröße vor dem Kleinswertaus- * • lese-Glied jeweils einem 'Proportionalverstärker mit Xinimal- und Maximalwertbegrenzung zugeführt werden. i i «
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