DE1238990B

DE1238990B - Arrangement for controlling or regulating the speed of a three-phase slipring rotor motor

Info

Publication number: DE1238990B
Application number: DE1962L0041173
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Heinz Guenter Lott
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1962-02-08
Filing date: 1962-02-08
Publication date: 1967-04-20
Also published as: GB953045A

Description

Anordnung zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl eines Drehstrom-Schleifringläufermotors Es ist bekannt, die Drehzahl eines Asynchronmotors mit Schleifringläufer dadurch zu steuern, daß die Schleifringspannung über einen Dreiphasengleichrichter und eine Drossel einem elektronisch gesteuerten Widerstand zugeführt wird. Ein derartiger Widerstand kann beispielsweise dadurch verwirklicht werden, daß parallel zu einem ohmschen Widerstand eine löschbare Halbleitertriode angeordnet ist. Das Verhältnis von Durchlaßzeit zu Sperrzeit bestimmt dann die Größe des wirksamen Widerstandes im Läuferstromkreis.Arrangement for controlling or regulating the speed of a three-phase slip ring motor It is known to reduce the speed of an asynchronous motor with a slip ring rotor to control that the slip ring voltage via a three-phase rectifier and a Choke is fed to an electronically controlled resistor. One of those Resistance can be realized, for example, that in parallel with a ohmic resistance an erasable semiconductor triode is arranged. The relationship from the passage time to the blocking time then determines the size of the effective resistance in the rotor circuit.

Diese bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß infolge der ohmschen Spannungsfälle im Dreiphasengleichrichter, in der Drossel und in der löschbaren Halbleitertriode der vollständige Kurzschluß des Läuferstromkreises nicht möglich und daher die Erreichung des kleinsten Schlupfes des Asynchronmotors, d. h. des Nennschlupfes, nicht möglich ist.This known arrangement has the disadvantage that due to the ohmic Voltage drops in the three-phase rectifier, the choke and the erasable Semiconductor triode a complete short-circuit of the rotor circuit is not possible and therefore the achievement of the smallest slip of the asynchronous motor, d. H. of Nominal slip, is not possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen.The invention is based on the object of eliminating this disadvantage.

Es ist bekannt, bei der Speisung eines Gleichstrommotors in die Zuleitung von der Speisespannungsquelle zum Motor einen Gleichstromgenerator einzufügen, der mit konstanter Drehzahl angetrieben wird und dessen Erregerwicklung von dem Speisestrom des Motors durchflossen wird. Diese Anordnung hat die Aufgabe, die Drehzahl des Gleichstrommotors von der jeweiligen Belastung unabhängig zu machen, indem durch den Gleichstromgenerator der lastabhängige ohmsche Spannungsfall in der Ankerwicklung des Motors kompensiert wird. Diese bekannte Anordnung dient somit einem anderen Zweck als die der Erfindung zugrunde liegende Anordnung. Bei der letzteren soll nicht die Drehzahl eines Gleichstrommotors lastunabhängig gestaltet werden, sondern es soll die Drehzahl eines Drehstrom-Schleifringläufermotors gesteuert oder geregelt werden. Bei der bekannten Anordnung dient die Einfügung einer Gleichspannungsquelle in den Speisekreis zur Kompensation der in der Maschine auftretenden Spannungsfälle. Bei der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe kommt es dagegen darauf an, die Spannungsfälle in dem nicht mehr zur Maschine selbst gehörenden Teil des Läuferstromkreises zu kompensieren. Schließlich ist in der bekannten Anordnung die Verwendung einer umlaufenden Maschine zur Spannungskompensation sehr aufwendig und störanfällig.It is known when feeding a DC motor into the supply line insert a direct current generator from the supply voltage source to the motor, the is driven at constant speed and its excitation winding from the supply current of the motor is flowing through. This arrangement has the task of controlling the speed of the To make DC motor independent of the respective load by the direct current generator the load-dependent ohmic voltage drop in the armature winding of the motor is compensated. This known arrangement thus serves another Purpose than the arrangement on which the invention is based. The latter is supposed to not the speed of a DC motor can be made load-independent, but it should control or regulate the speed of a three-phase slipring motor will. In the known arrangement, a DC voltage source is inserted in the supply circuit to compensate for the voltage drops occurring in the machine. In the case of the object on which the invention is based, on the other hand, it depends on the Voltage drops in the part of the rotor circuit that no longer belongs to the machine itself to compensate. Finally, in the known arrangement, the use of a rotating machine for voltage compensation is very complex and prone to failure.

Zur Lösung der obengenannten Aufgabe wird nach der Erfindung eine Anordnung zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl eines Drehstrom-Schleifringläufermotors, dessen Schleifringspannung über einen Dreiphasengleichrichter und eine Drossel einen ohmschen Widerstand, zu dem ein steuerbares Halbleiterventil parallel geschaltet ist, oder ein anderes energieaufnehmendes Bauelement speist, vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß auf der Gleichstromseite des Dreiphasengleichrichters eine konstante Zusatzgleichspannung eingefügt ist, die den ohmschen Spannungsfall des in dem an die Schleifringe angeschlossenen Teil des Läuferstromkreises für einen bestimmten Läuferstrom kompensiert.To solve the above object is according to the invention a Arrangement for controlling or regulating the speed of a three-phase slipring motor, its slip ring voltage via a three-phase rectifier and a choke Ohmic resistance to which a controllable semiconductor valve is connected in parallel is, or feeds another energy-absorbing component, proposed the characterized in that on the direct current side of the three-phase rectifier a constant additional DC voltage is inserted, which reduces the ohmic voltage drop of the part of the rotor circuit connected to the slip rings for one compensated for a certain rotor current.

Die Spannungsquelle kann z. B. aus einem Brükkengleichrichter bestehen, der über einen Transformator an das den Motor speisende Drehstromnetz angeschlossen ist.The voltage source can, for. B. consist of a bridge rectifier, which is connected to the three-phase network supplying the motor via a transformer is.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Ein Drehstromnetz mit den Netzleitern R, S, T speist die Ständerwicklung 1 a eines Drehstrom-Schleifringläufermotors 1. Die Läuferwicklung ist an eine Dreiphasen-Gleichrichterbrückenschaltung 2 angeschlossen. Die Ausgangsspannung dieser Dreiphasen-Gleichrichterbrückenschaltung arbeitet über eine Einphasen-Gleichrichterbrückenschaltung 6 und eine Drossel 5 auf einen ohmschen Widerstand 4. Parallel zum Widerstand 4 liegt eine löschbare Halbleitertriode 3. Die Gleichrichterbrückenschaltung 6 ist wechselstromseitig über einen Transformator 7 an zwei Netzleiter des Drehstromnetzes angeschlossen. Die auf diese Weise in den Gleichstromkreis eingeführte Zusatzspannung wirkt in der gleichen Richtung wie die Gleichspannung der Drehstrom-Gleichrichterbrückenschaltung 2. Die löschbare Halbleitertriode 3 kann durch einen Gitterimpuls gezündet und durch einen Kondensatorstromstoß in negativer Richtung wieder gelöscht werden. Angedeutet ist diese doppelte Beeinflußbarkeit der Halbleitertriode 3 durch zwei Gitteranschlüsse a und b. Durch Beeinflussung der Zünd- und Löschimpulse der Triode 3, läßt sich der Strom im Läuferstromkreis und damit die Drehzahl des Motors bei gegebenem Drehmoment auf verschiedene Werte einstellen, oder es lassen sich, beispielsweise mit Hilfe einer logischen Steuervorrichtung, verschiedene Drehmomentkennlinien des Motors verwirklichen. Der Gleichrichter 6 nach der Erfindung ermöglicht es dabei, den Motor voll auszunutzen, d. h. eine größte Drehzahl zu erreichen. Wenn beispielsweise der Spannungsfall an der Drehstrom-Gleichrichterbrückenschaltung 2 V beträgt, der Spannungsfall an der Drossel 3 V und der Spannungsfall an der löschbaren Halbleitertriode l V, so müßte eine Gleichspannung von 6 V in den Läuferstromkreis eingefügt werden, um diese Spannungsfälle zu kompensieren und einen Kurzschlußstrom von gleicher Größe zu erreichen wie bei metallischem Kurzschluß der Schleifringe.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. A three-phase network with the mains conductors R, S, T feeds the stator winding 1 a of a three-phase slip ring motor 1. The rotor winding is connected to a three-phase rectifier bridge circuit 2. The output voltage of this three-phase rectifier bridge circuit works via a single-phase rectifier bridge circuit 6 and a choke 5 on an ohmic resistor 4. Parallel to the resistor 4 is an erasable semiconductor triode 3. The rectifier bridge circuit 6 is connected on the AC side via a transformer 7 to two mains conductors of the three-phase network. The additional voltage introduced into the DC circuit in this way acts in the same direction as the DC voltage of the three-phase rectifier bridge circuit 2. The erasable semiconductor triode 3 can be ignited by a grid pulse and canceled by a capacitor surge in the negative direction. This double influenceability of the semiconductor triode 3 is indicated by two grid connections a and b. By influencing the ignition and extinguishing pulses of the triode 3, the current in the rotor circuit and thus the speed of the motor can be set to different values for a given torque, or different torque characteristics of the motor can be realized, for example with the help of a logic control device. The rectifier 6 according to the invention makes it possible to fully utilize the motor, ie to achieve a maximum speed. If, for example, the voltage drop across the three-phase rectifier bridge circuit is 2 V, the voltage drop across the choke 3 V and the voltage drop across the erasable semiconductor triode l V, a DC voltage of 6 V would have to be inserted into the rotor circuit to compensate for these voltage drops Achieve short-circuit current of the same size as with a metallic short-circuit of the slip rings.

Die in den Läuferstromkreis eingefügte Gleichspannung wird zweckmäßigerweise so bemessen, daß eine vollständige Kompensation der Spannungsfälle gerade bei Nennstrom vorliegt. Bei anderen Strömen ist die Abweichung in der Kompensation jedoch nicht erheblich, weil die Spannungsfälle an den im Läuferstromkreis befindlichen Halbleitern praktisch stromunabhängig sind. Ein Kompensationsfehler wird also lediglich durch den variablen ohmschen Spannungsfall an der Drossel 5 verursacht.The DC voltage inserted into the rotor circuit is expedient dimensioned so that a complete compensation of the voltage drops especially at nominal current is present. In the case of other currents, however, the deviation is not in the compensation considerable, because the voltage drops in the semiconductors in the rotor circuit are practically independent of electricity. A compensation error is only caused by caused the variable ohmic voltage drop across the choke 5.

Der Zusatzgleichrichter nach der Erfindung ist besonders lohnend bei Motoren größerer Leistung. Bei diesen Motoren ist es unerwünscht, die Schlupfleistung in einem Widerstand in Wärme umzuwandeln. Die Erfindung kann daher mit Vorteil auch in den Fällen angewendet werden, bei denen die Schlupfleistung nicht einem Widerstand, sondern einem anderen energieaufnehmenden Bauelement zugeführt wird, beispielsweise einer Akkumulatorenbatterie oder einem Wechselrichter, der auf das Drehstromnetz zurückarbeitet.The additional rectifier according to the invention is particularly worthwhile Motors of greater power. With these engines it is undesirable to reduce the slip power to convert it into heat in a resistor. The invention can therefore also be used to advantage are used in cases where the slip power does not correspond to a resistance, but is fed to another energy-absorbing component, for example an accumulator battery or an inverter that works on the three-phase network working back.

Statt des Gleichrichters 2 kann natürlich auch eine beliebige andere Gleichspannungsquelle, beispielsweise eine Batterie, verwendet werden.Instead of the rectifier 2, any other one can of course also be used DC voltage source, for example a battery, can be used.

Claims

Claims: 1. Arrangement for controlling or regulating the speed a three-phase slip ring motor, whose slip ring voltage is via a three-phase rectifier and a choke an ohmic resistor to which a controllable semiconductor valve is connected in parallel or feeds another energy-absorbing component, characterized in that on the DC side of the three-phase rectifier (2) a constant additional DC voltage is inserted, which reduces the ohmic voltage drop of the part of the rotor circuit connected to the slip rings for one compensated for a certain rotor current.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that a bridge rectifier (6) connected on the AC side via a transformer (7) to the three-phase network supplies the constant additional DC voltage. Considered publications: German patent application E 3783 21 c, 59I35 (published on November 6, 1952); "Electricite", November 1951, pp. 265 to 270.