Verfahren zum Betrieb eines asynchronen Käfigläufermotors Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines asynchronen Käfigläufermotors extrem kleiner
Streuung und extrem kleinen Läuferwiderstandes über einen Wechselrichter mit veränderlicher
Frequenz f, dessen Spannung U durch Pulsbetrieb von U = 0 bei f = 0 bis.
U = U"e"" bei f = fitenn steuerbar ist.Method for operating an asynchronous squirrel cage motor The invention relates to a method for operating an asynchronous squirrel cage motor with extremely small scatter and extremely small rotor resistance via an inverter with a variable frequency f, the voltage U of which is from U = 0 at f = 0 to through pulsed operation. U = U "e""when f = fitenn is controllable.
Das Problem, aus einer Gleichspannung eine Wechsel- oder Drehspannung
veränderlicher Frequenz und veränderlicher Spannung zu machen, hat im Laufe der
Zeit immer größere praktische Bedeutung erlangt, beispielsweise für die Speisung
kollektorloser, in der Drehzahl steuerbarer Motoren aus einer konstanten Gleichspannungsquelle.
Verlangt wird in diesen Fällen ein selbstgeführter Wechselrichter, d. h. ein Wechselrichter,
der nicht auf eine schon vorhandene Wechselspannung arbeitet, sondern diese aus
sich selbst heraus erzeugen muß. Derartige Wechselrichter sind verwirklicht worden
mit Hilfe von Thyratrons, Transistoren oder gesteuerten Halbleiterzellen, wobei
die Kommutierung durch Kondensatoren sichergestellt wurde. Handelt es sich um Verbraucher
mit induktiver Stromkomponente, so hat man parallel zu den Wechselrichterventilen
antiparallele Ventile geschaltet, welche vorübergehende Rücklieferung von Strom
in die Gleichstromquelle ermöglichen.The problem of converting a direct voltage into an alternating or three-phase voltage
Changing frequency and voltage has to be made in the course of the
Time becomes more and more practical, for example for the supply
Brushless motors with controllable speed from a constant DC voltage source.
In these cases, a self-commutated inverter is required, i. H. an inverter,
which does not work on an already existing alternating voltage, but from it
must generate itself out. Such inverters have been implemented
with the help of thyratrons, transistors or controlled semiconductor cells, whereby
the commutation was ensured by capacitors. Are they consumers
with inductive current components, so you have parallel to the inverter valves
antiparallel valves switched, which temporary return of electricity
into the DC power source.
Um die Frequenz der erzeugten Drehspannung zu ändern, wird man den
Rhythmus der Zünd- und Löschimpulse der Ventile des Wechselrichters entsprechend
wählen. Dabei ergibt sich eine Drehspannung von rechteckigem Verlauf während der
Halbwelle, wobei die Amplitude der Drehspannung gleich der Spannung der speisenden
Gleichstromquelle ist. Will man bei abnehmender Frequenz der Mehrphasenmaschine
eine entsprechende kleinere Spannung zuführen, so kann man die Ventile des Wechselrichters
jeweils während ihrer 120° C Brenndauer nicht dauernd einschalten, sondern nach
dem Prinzip der Pulsregelung nur mit einem bestimmten veränderlichen Einschaltverhältnis.
Auf diese Weise überlagert sich der erzeugten Frequenz f des Drehstroms eine Pulsfrequenz,
welche wesentlich höher ist und beispielsweise durch einen aus Induktivitäten und
Kapazitäten aufgebauten Tiefpaß vom Verbraucher abgeriegelt werden kann.In order to change the frequency of the generated three-phase voltage, one becomes the
Corresponding to the rhythm of the ignition and extinguishing pulses of the inverter valves
Select. This results in a three-phase voltage with a rectangular profile during the
Half-wave, the amplitude of the three-phase voltage being equal to the voltage of the feeding
DC power source is. One wants with decreasing frequency of the polyphase machine
Apply a correspondingly lower voltage, so you can open the inverter's valves
Do not switch on continuously during their burning time of 120 ° C, but afterwards
the principle of pulse control only with a certain variable duty cycle.
In this way, a pulse frequency is superimposed on the generated frequency f of the three-phase current,
which is much higher and, for example, by one of inductors and
Capacities built up low-pass filter can be sealed off by the consumer.
Es sind bereits Anordnungen zum Betrieb kollektorloser Mehrphasenmaschinen
durch selbstgeführte Stromrichter bekanntgeworden. Bei diesen bekannten Anordnungen
sind ebenfalls im Speisestromkreis wirksame Drosseln vorgesehen. So ist beispeilsweise
in jeder Verbraucherphase derartiger Einrichtungen eine Drosselspule angeordnet.
Derartige Drosseln dienen jedoch lediglich dazu, gewisse Oberschwingungen auf der
Wechselstromseite zu dämpfen.There are already arrangements for operating brushless multiphase machines
made known by self-commutated converters. In these known arrangements
effective chokes are also provided in the supply circuit. So is for example
A choke coil is arranged in each consumer phase of such devices.
However, such chokes only serve to reduce certain harmonics on the
To attenuate AC side.
Es sind weiterhin Anordnungen bekanntgeworden, bei denen ein Wechselstrommotor
von einem festen Netz gespeist wird und bei der eine Kombination von Drosselspulen
und Kodensatoren einerseits den Anlaufstrom bei niedrigen Drehzahlen begrenzen und
im Fall der Kondensatoren für eine überkompensation des Lehrlaufstroms Sorge tragen.There are also arrangements become known in which an AC motor
is fed by a fixed network and in which a combination of reactors
and capacitors on the one hand limit the starting current at low speeds and
in the case of the capacitors, ensure that the no-load current is overcompensated.
Die bekannten Anordnungen ermöglichen jedoch in keinem Fall den Betrieb
eines Asynchronmotors, gespeist aus einem selbstgeführten Wechselrichter bei veränderlicher
Drehzahl, derart, daß mit diesem ein ruckfreier Drehmomentenverlauf und eine hohe
Wirtschaftlichkeit infolge des Einsatzes eines durch kleine Kurzschlußreaktanz charakterisierten
Antriebsaggregates erzielt werden können.However, the known arrangements do not allow operation in any case
an asynchronous motor, fed from a self-commutated inverter with variable
Speed, such that with this a smooth torque curve and a high
Economy due to the use of a characterized by small short-circuit reactance
Drive unit can be achieved.
Die Aufgabe der Erfindung besteht demzufolge darin, diesen Mangel
zu beheben.The object of the invention is therefore to address this deficiency
to fix.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines asynchronen
Käfigläufermotors extrem kleiner Streuung und extrem kleinen Läuferwiderstandes
über einen Wechselrichter mit veränderlicher Frequenz f, dessen Spannung U durch
Pulsbetrieb von U = 0 bei f = 0 bis U = U"e"" bei f ° fnenn
steuerbar ist. Eine Erfindung wird darin gesehen, daß während des Hochlaufs der
Maschine im Bereich kleiner Frequenzen eine Drossel in jeder Zuleitung zur Maschine
eingeschaltet, später bei einer Frequenz von etwa 0,9 f"enn kurzgeschlossen und
im Augenblick des überganges der Maschine vom Antreiben
zum Bremsen,
d. h. bei j f @"ax, stromlos wieder eingeschaltet wird.The invention relates to a method for operating an asynchronous squirrel cage motor with extremely small scatter and extremely small rotor resistance via an inverter with variable frequency f, the voltage U of which is fnenn by pulsed operation from U = 0 at f = 0 to U = U "e""at f ° An invention is seen in the fact that during the start-up of the machine in the range of low frequencies a choke is switched on in each supply line to the machine, later short-circuited at a frequency of about 0.9 and at the moment the machine is switched from driving for braking, ie when jf @ "ax, is switched on again without current.
Der Vorteil des erfinderischen Verfahrens zeigt sich in einem ruckfreien
Drebmomentverlauf, wie er besonders für den Antrieb von Fahrzeugen, Aufzügen und
Kranen wünschenswert ist.The advantage of the inventive method shows itself in a jerk-free
Torque curve, as it is especially for the drive of vehicles, elevators and
Cranes is desirable.
Als Maschine zur Durchführung des Verfahrens dient ein asynchroner
Käfigläufermotor, der eine extrem kleine Streuung und einen extrem kleinen Läuferwiderstand
besitzt: An Hand einer Zeichnung sei ein schematisches Ausführungsbeispiel der Erfindung
beschrieben.An asynchronous machine is used as the machine for carrying out the method
Squirrel cage motor with an extremely small dispersion and an extremely small rotor resistance
has: A schematic embodiment of the invention is based on a drawing
described.
Aus einer Gleichstromquelle 1 wird über einen selbstgeführten Wechselrichter
2 der Käfigläufermotor 3 mit extrem kleinen Läuferwiderstand und extrem kleiner
Streuung betrieben. In seinen Zuleitungen 4, 5, 6 sind nach der Erfindung Drosseln
7, 8 und 9 geschaltet. Letztere lassen sich durch Schalter 10, 11 und
12 im Sinne des vorgeschlagenen Verfahrens überbrücken und stromlos wieder
einschalten.The squirrel cage motor 3 is operated from a direct current source 1 via a self-commutated inverter 2 with extremely low rotor resistance and extremely small scatter. According to the invention, throttles 7, 8 and 9 are connected in its supply lines 4, 5, 6. The latter can be bridged by switches 10, 11 and 12 in the sense of the proposed method and switched on again without current.