LU81948A1 - Nachbildung der klemmenspannung an einem stromrichtergespeisten motor - Google Patents

Description

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Nachbildung der Klemmenspannung an einem stromrichtergespeisten Motor

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.

Bislang wird der Ist-Wert der Klemmenspannung direkt am Motor abgegriffen. Das ist verhältnismäßig aufwendig, da es in der Regel notwendig ist, die Größe (z.B. für die Regelung) potentialmäßig vom Lastkreis zu trennen und herabzusetzen, was über Isolierverstärker und Proportionalabschwächer erfolgt.

Die Erfindung bezweckt, diesen Aufwand zu vermeiden und stellt sich deshalb die Aufgabe, die Klemmenspannung lediglich nachzubilden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch das im Patentanspruch 1 angegebene Kennzeichen gelöst.

Die ohnehin für die Steuerung vorhandene, der Sekundärspannung am Stromrichtertransformator proportionale Spannung wird also i * * - 2 - im Takt der Zündung und für die Zeit, in der jeweils die Stromrichterventile stromführend sind, zur Nachbildung der Klemmenspannung herangezogen. Der Aufwand an zusätzlichen elektronischen Geräten ist dabei gering.

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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den.Unteransprüchen· angegeben. Bei mehreren Stromrichterbrücken in Folgeschaltung wird für jede Brücke zunächst getrennt die herabgesetzte SekundärSpannung am Stromrichtertransformator in Blöcke entsprechend der Stromführungsdauer der einzelnen Ventile zerlegt. Ist der ohmsche Spannungsabfall im Lastkreis nicht vernachlässigbar klein, kann er z.B. über einen Stromwandler für den Laststrom mit nachgeschaltetem, dem ohmschen Widerstand des Lastkreises nachbildendem Proportionalglied erfaßt und der aus der Transformator-SekundärSpannung abgeleiteten. Größe hinzugefügt werden, um tatsächlich eine der Klemmenspannung am Motor entsprechende Größe zu bilden. Vorteilhaft ist die Nachbildung der Klemmenspannung u.a. wegen des geringen Raumbedarfs, insbesondere bei der Regelung oder Begrenzung der Motorspannung für Fahrmotoren einsetzbar.

* Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung näher erläutert werden.

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Figur 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines

Regelkreises zur Begrenzung der Fahrmotorspannung .

Figuren 2a zeigen die Spannungsverläufe an den bis 2h verschiedenen Stellen des Regelkreises nach Figur 1.

In Figur 1 ist ein Gleichstrommotor M mit den Ankerklemmen A-B und seiner Feldwicklung 22 zwischen den Anschlüssen E-F dargestellt. Der Gleichstrommotor M wird über nur mit den Sekundärwicklungen 18 und 19 gezeigte Stromrichtertransformatoren und in FolgeSchaltung angeordnete halbgesteuerte Stromrichterbrücken 23 und 24 gespeist, wobei zur Glättung im Lastkreis eine Drosselspule 21 angeordnet ist. Die steuerbaren Stromrichterventile werden über zwei Steuereinrichtungen 4 und 5 gezündet. Dabei soll die Stromflußdauer der steuerbaren Ventile der Brücke 23, wenn diese im.Betrieb ist, über die gesamte Halbperiode reichen, während die steuerbaren Ventile der Brücke 24 über die Steuereinrichtung 5 je nach Bedarf auch nur während eines Teils der Halbperiode in den leitenden Zustand versetzt werden können.

Die Stromrichtertransformator-Sekundärspannungen werden durch Abgriff an den Wicklungen 18 und 19 erfaßt. In den Trennwandlern 15 und 16 erfolgt dann eine Potentialtrennung und (falls nötig) eine proportionale Herabsetzung der jeweiligen - 4 - i S'

Spannung. In den Gliedern 13 und 14 werden die jeweiligen Wechselspannungen gleichgerichtet. Die gleichgerichteten Spannungen werden den impulsbildenden Steuereinrichtungen 4 und 5 als Verriegelungssignale zugeführt.

, Die Erweiterung des bis hierher bekannten Systems besteht nach der Erfindung darin, daß in dem beschriebenen Anwendungsfall die gleichgerichtete Spannung der ersten Stromrichterbrücke 23 einem Summierverstärker 9 direkt zugeführt wird. Die gleichgerichtete Spannung der zweiten Stromrichterbrücke 24 wird über einen schaltbaren Verstärker 11 gegeben.

Die Sperrung und Freigabe des Verstärkers 11 geschieht mit jeweils dem Zündimpuls U. der zweiten Stromrichterbrücke, der imp 7 zu diesem Zwecke der Steuereinrichtung 5 zusätzlich entnommen wird. Das Ausgangssignal des Verstärkers 11 ist somit das Abbild der Gleichspannung der zweiten Brücke 24. Diese Ausgangsspannung des Verstärkers 11 wird ebenfalls auf den Summierverstärker 9 gegeben. Als weiterer Wert wird - sofern er nicht zu vernachlässigen ist - der ohmsche Spannungsabfall des Last- | kreises dem Summierpunkt zugeführt. Dieser ohmsche Spannungsabfall ist ein vom Laststrom proportional abhängiger Wertj er kann demnach direkt von der Regelgröße des Laststromes abgeleitet werden, die über einem Stromwandler 20 mit nachgeschaltetem Analogwandler 17 erfaßt wird. Über ein Proportionalglied 12 wird die proportional den zuvor einmalig ermittelten - 5 - ' ohmschen Spannungsabfällen im Lastkreis veränderte Regelgröße

X.. des ’Laststromes evenfalls dem Summierverstärker 9 zuge-1A

führt. In einem Glied 8 wird aus der Ausgangsgröße des Summierverstärkers 9 der Mittelwert der Gleichspannung ge-v bildet. Dieser Viert entspricht der gesuchten, am Motor M

anliegenden Klemmenspannung. Er wird hier als Regelgröße Xu dem Spannungsregelkreis für die Motorspannung zugeführt. Die Pührungsgröße für die Motorspannung ist als Festwert für den Motorspannungs-Maximalwert von einem Geber 7 vorgegeben.

Die Regelabweichung wird dann in üblicher Weise einem· Spannungsregler 6 eingegeben, dessen Ausgangsgröße einem Kleinstwertauslese-Glied 3 zugeführt ist. Der zweite Eingang des Kleinstwertauslese-Gliedes 3 ist mit einem Stromregler 2 verbunden, dem die Regelabweichung aus der Regelgröße X^A und der von einem Geber 1 variabel vorgegebenen Führungsgröße W^A des Ankerstromes des Motors eingegeben wird. Der Ausgang des Kleinstwertauslese-Gliedes 3 ist mit den Steuereinrichtungen 4 und 5 für die steuerbaren Ventile der Stromrichterbrücken verbunden.

In Figur 2a bis h sind die zeitlichen Verläufe der Spannungen an den Ausgängen bestimmter Elemente des Regelkreises gezeigt. Die Spannungen und U^g liegen an den Sekundärwicklungen 19 und 18 des Stromrichtertransformators an. Am Ausgang der Elemente 13 und 14 ergeben sich infolge der gleichrichtenden

* I

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Wirkung dieser Elemente die Verläufe der Spannungen und U^. Infolge des zeitlichen Verlaufs der Zündimpulsspannungen U. für die steuerbaren Ventile der Stromrichterbrücke 24 xmp ergibt sich am Ausgang des im Takte der Spannungen ge- » schalteten Verstärkers 11 der Spannungsverlauf U^. Der

Summierverstärker liefert dann den Spannungsverlauf als Summe der Spannungen und U^. Der Einfluß durch das Proportionalglied 12 infolge des ohmschen Spannungsabfalls des Lastkreises ist hier vernachlässigt.

U

Der Mittelwert der Gleichspannung /am Ausgang des Gliedes 8 als nachgebildete Klemmenspannung des Motors M ist dann in Figur 2 h dargestellt (Spannung Ug).

Claims (3)

1. Verfahren zur Erstellung einer Größe, die der Klemmenspannung eines stromrichtergespeisten Gleichstrommotors proportional ist, wobei die SekundärSpannung eines dem Stromrichter vorgeschalteten Stromrichtertransforinators proportional abgegriffen und gleichgerichtet als Verriegelungssignal für die Impulsbildung in der Steuerung für die Stromrichterventile benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, , daß die gleichgerichtete, der Sekundärspannung des Strom richtertransformators proportionale Spannung entsprechend der Zündphase der Stromrichterventile auf einen Verstärker gegeben und gleichgerichtet wird. - 2 - » »

2· Verfahren nach Anspruch l für eine Folgeschaltung von Stromrichterbrücken, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichgerichteten, proportional herabgesetzten Sekundärspannungen der den einzelnen Stromrichterbrücken * zugeordneten Stromrichtertransformatoren jeweils ent sprechend den Zündphasen der Stromrichterventile der einzelnen Brücke über einen Summierverstärker geführt und dann gleichgerichtet werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem ohmschen Spannungsabfall im Gleichstrom-Motorkreis proportionale Spannung ermittelt und über einen Summierverstärker zugeführt wird. 1 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Verwendung der Größe als Regelgröße für den Spannungsregelkreis eines Fahrmotors.