Anordnung zur gleichzeitigen Verstellung der Stromrichter-Steuereinrichtungen
für Gleichrichterbetrieb und Wechselrichterbetrieb bei elektromotorischen Antrieben
Es ist bereits ein elektromotorischer Antrieb mit Gleichstrommotoren vorgeschlagen
worden, die über steuerbare Stromrichter an ein Wechselstromnetz angeschlossen sind,
bei dem im Steuerstromkreis eines gleichstromseitig umschaltbaren Stromrichters
zwei voneinander getrennte Steuereinrichtungen vorgesehen sind, von denen die eine
für Gleichrichterbetrieb, die andere dagegen für Wechselrichterbetrieb bestimmt
ist. Blei der Regelung des Motors werden durch den Steuerhebel stets beide Steuereinrichtungen
gleichzeitig betätigt. Je nach der beabsichtigten Drehrichtung des Antriebs wird
aber jeweils nur die eine oder die andere der beiden Steuereinrichtungen eingeschaltet,
d. h. für die Stromrichter zur Wirksamkeit gebracht. Es wird nun bei derartigen.
Antrieben verlangt, däß jederzeit ein völlig störungsloser, d. .h. ohne Spannungsstöße
vor sich gehender übergang von der- einen Betriebsart zu der anderen möglich ist.
An sich. ließe sich. ein spannungsstoßloses Umschalten dadurch erreichen, daß die
beiden Steuereinrichtungen so miteinander gekuppelt werden" daß sie, wenn man einmal
von den Spannungsabfällen in den Stromrichtern absieht, stets beide
den
gleichen Aussteuerungsgrad festlegen. Das läßt sich aber nur durchführen, solange
es sich um niedrige Aussteuerungsgrade handelt. Für höhere Aussteuerungen von mehr
als etwa 85 %, des vollen. Aussteuerungsgrades ist dieses Verfahren jedbch nicht
mehr anwendbar. Der Grund hierfür liegt darin, däß aus Gründen (der Zündsicherheit
ein Stromrichter bei Wechselrichterbetrieb maximal nur bis etwa 85% ausgesteuert
werden. darf. Will man also bei Gleichrichterbetrieb die volle Aussteuerung ausnutzen,
so ist eine Übereinstimmung von Gleichrichter- und Wechselrichterspannung über den
ganzen Regelbereich nicht mehr ohne weiteres erzielbar.Arrangement for the simultaneous adjustment of the converter control devices
for rectifier operation and inverter operation with electromotive drives
An electric motor drive with direct current motors has already been proposed
which are connected to an alternating current network via controllable converters,
with the one in the control circuit of a converter that can be switched over on the DC side
two separate control devices are provided, one of which
for rectifier operation, while the other is intended for inverter operation
is. Both control devices are always controlled by the control lever when regulating the engine
operated simultaneously. Depending on the intended direction of rotation of the drive
but only one or the other of the two control devices is switched on,
d. H. brought into effect for the converters. It is now with such.
Drives require that a completely trouble-free, i. .H. without voltage surges
ongoing transition from one operating mode to the other is possible.
Per se. could be. achieve a voltage surge switching that the
both control devices are so coupled together "that they, once
apart from the voltage drops in the converters, always both
the
set the same level of modulation. But that can only be done so long
it is a matter of low levels of modulation. For higher output levels of more
than about 85%, of full. However, this method does not have a degree of modulation
more applicable. The reason for this is that for reasons (ignition reliability
a converter with inverter operation is only controlled up to a maximum of about 85%
will. allowed. So if you want to use the full modulation with rectifier operation,
so there is a match of rectifier and inverter voltage over the
entire control range can no longer be achieved without further ado.
Diese Schwierigkeit wird gemäß der Erfindung dadurch überwunden.,
daß die Bewegungen der beiden Steuereinrichtungen in: eine derartige Ab-
hängigkeit
voneinander gebracht werden, daß der Aussteuerungsgrad :des Stromrichters, der durch,
dies en Wechselrichterbetrieb beherrschende Steuereinrichtung gegeben ist, bei jeder
Einstellung in einem bestimmten Verhältnis kleiner ist als der durch die Gleichrichtersteuerungseinrichtung
festgelegte Aussteuerungsgrad, insbesondere daß er etwa 85% von :diesem beträgt.
Gewisse Schwierigkeiten bei der Durchführung .des Erfindungsgedankens ergeben sich
dann, wenn zur Veränderung der Stromrichterspannung in dem Steuerstromkreis drehbare
Regelorgane, wie z. B. Drehtransformatoren., verwendet werden. Es besteht nämlich
bekanntlich zwischen dem Aussteuerungsgrad eines Stromrichters und der Verstellung
eine 'drehbaren Regelorgans in seinem Steuerkreis eine Abhängigkeit, die einem Cosinusgesetz
folgt. Es ist also nicht ohne weiteres möglich, eine Kupplung zwischen beiden Regelorganen
Aderart ,auszugestalten, daß ihre Verdrehungswinkel stets in dem vorgegebenen Verhältnis
zueinander stehen.This difficulty is overcome in accordance with the invention in that the movements of the two control devices in. Are such dependence brought from one another, that the drive level: the power converter, which, it might en inverter operation dominant control device is given by, at each setting in a certain ratio is smaller than the modulation level determined by the rectifier control device, in particular that it is about 85% of: this. Certain difficulties in the implementation .des invention result when to change the converter voltage in the control circuit rotatable control elements such. B. Rotary transformers. Be used. As is well known, there is a dependency between the modulation level of a converter and the adjustment of a 'rotatable regulating member in its control circuit, which follows a cosine law. It is therefore not easily possible to design a coupling between the two control elements, wire type, so that their angles of rotation are always in the specified relationship to one another.
Gemäß der weiteren Erfindung läßt sich auch diese Schwierigkeit dadurch-
vermeiden, daß zwischen das Regelorgan und ein Zahnrad ein Getriebe eingeschaltet
wird, welches die Cosinusabhängigkeit der Aussteuerung von dem Regelorgan in eine
lineare Abhängigkeit zwischen Ausstewerungsgrad und Verdrehungswinkel des Zahnrades
übersetzt. Die beiden zu den Steuereinrichtungen gehörigen Zahnräder,^di:e miteinander
im Eingriff stehen" erhalten dann Zähnezahlen, die untereihander in, dem gewünschten
Verhältnis der Aussteuerungsgrade stehen. Sinngemäß läßt sich diese'Anordnung auch
für andere als drehbare Regelorgane verwenden, zwischen :deren Bewegung und dem
Aussteuerungsgrad ähnliche Gesetzmäßigkeiten voliegen.According to the further invention, this difficulty can also be
avoid that a gear is switched on between the control element and a gear
is, which the cosine dependence of the modulation of the control organ in a
linear dependency between the degree of evaluation and the angle of rotation of the gearwheel
translated. The two gears belonging to the control devices, ^ di: e with one another
are in mesh "then get the number of teeth, which are in, the desired
Relationship of the modulation levels are. This arrangement can also be used analogously
use for other than rotating control elements, between: their movement and the
The degree of modulation follows similar principles.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
A1 sei die Welle des Drehtransformators für Gleichriehtersteuerung und A2 die Welle
des Drehtransformators für Wechselrichtersteuerung. Um die Aussteuerung von o bis
ioo% zu verändern, sei sowohl beim Wechselrichter als auch beim Gleichrichter eine
Verdrehung :das Drehreglers um 9o° räumlich erforderlich. Die Kupplung zwischen
den Bewegungen-der beiden Drehregler muß also so sein, daß einer Stellung von iao°/a
Aussteuerung bei dem Drehregler des Gleichrichters eine solche von nur 85'% Aussteuerung
bei dem Drehregler :des Wechselrichters entspricht. Zu diesem Zweck ist jeder Drehregler
mit einer Kurbel versehen, an deren Kurbelzapfern P, bzw. P2 eine Schubstange S1
bzw. S2 angreift. Die Schubstange hat die Aufgabe, die Cosinusabhängigkeit zwischen
Aussteuerungsgrad und Betätigungsorgan der Steuerung zu beseitigen. Es lassen sich
nun Kreisbogen. K1 bzw. K2 finden, auf :denen sich die anderen Endpunkte Ui bzw.
D2 der Schubstangen nach einem Cosinusgesetz in Abhängigkeit von der Bewegung :der
Punkte P1 bzw. P2 auf dem Kreisbogen um A, bzw. A2 bewegen. Treibt man also die
Schubstangen durch Kurbeln an, deren Kurbelzapfen D1, D2 sich auf K1 bzw. K2 bewegen,
so besteht Proportionalität zwischen der Verdrehung dieser Kurbeln und dem Aussteuerungsgrad.
Diese Kurbeln werden nun mit Zahnrädern Z1 und: Z2 gekuppelt, die miteinander im
Eingriff stehen und, deren Zähnezahlen zueinander in dem gegebenen Verhältnis der
Aussteuerungsgrade stehen.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.
A1 is the shaft of the rotary transformer for synchronous control and A2 is the shaft
of the rotary transformer for inverter control. To adjust the level from o to
Changing 100% is one thing for both the inverter and the rectifier
Rotation: the rotary control by 90 ° spatially required. The coupling between
the movements of the two rotary controls must be such that a position of iao ° / a
Modulation with the rotary regulator of the rectifier such a level of only 85 '%
for the rotary control: of the inverter. For this purpose, each is a rotary knob
provided with a crank, on whose crank pin P or P2 a push rod S1
or S2 attacks. The push rod has the task of the cosine dependence between
Eliminate the degree of modulation and actuation element of the control system. It can be
now circular arc. Find K1 or K2 on: which the other endpoints Ui or
D2 of the push rods according to a cosine law depending on the movement: the
Move points P1 and P2 on the arc around A or A2. So if you drive that
Push rods on by cranks whose crank pins D1, D2 move to K1 or K2,
so there is proportionality between the rotation of these cranks and the degree of modulation.
These cranks are now coupled with gears Z1 and: Z2, which are connected to each other in the
Are engaged and, the number of teeth to each other in the given ratio of
Levels of modulation are available.
Die Anwendung der Erfindung ist nicht beschränkt auf die Fälle, in
denen nur ein: Entladungsgefäß vorhanden ist, es kommt dafür nur darauf an, daß
für Gleichrichter- und für Wechs:elrichterbetrieb je eine besondere Regeleinrichtung
vorgesehen ist.The application of the invention is not limited to the cases in
where there is only one: discharge vessel, it just depends on that
a special control device each for rectifier and inverter operation
is provided.