DE3223655A1

DE3223655A1 - DEVICE FOR CONTROLLING AN AC INDUCTION MOTOR

Info

Publication number: DE3223655A1
Application number: DE19823223655
Authority: DE
Inventors: Nicholas G. Palm Harbor Fla. Muskovac
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1981-06-24
Filing date: 1982-06-24
Publication date: 1983-01-13
Also published as: FR2508737B1; FR2508737A1; JPS586091A; GB2100894A; GB2100894B

Description

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Einrichtung zur Regelung eines Wechselstrom- InduktionsmotorDevice for controlling an alternating current induction motor

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung der einem Wechselstrom-Induktionsmotor zugeführten Leistung.The invention relates to a device for regulating the amount supplied to an AC induction motor Power.

Die Umwandlung elektrischer Energie findet bei der Entwicklung und Anwendung von Wechselstrommotoren zunehmend größere Beachtung. Um einen besseren Wirkungsgrad beim Betrieb derartiger Motore zu erhalten, werden immer feinere Regelsysteme verwendet, wie sie z. B. aus der US-PS 4- 052 64-8 bekannt sind. Diese Druckschrift beschreibt eine Regelschaltung, mit welcher die Leistungsverluste bei einem Wechselstrom-Induktionsmotor unter Verwendung der abgetasteten Verlustleistung bzw. der Phasennacheilung zwischen Spannung und Strom verringert werden. Diese abgetastete Information wird dazu benutzt, um die mittlere, an den Motor angelegte Spannung zu ändern und einen konstanten optimalen Leistungsfaktor bei ändernder Last und ändernder Netzspannung aufrechtzuerhalten. The conversion of electrical energy takes place increasingly in the development and application of AC motors greater attention. In order to obtain better efficiency when operating such motors, are ever finer control systems are used, such as those used in B. from US-PS 4- 052 64-8 are known. This publication describes a control circuit with which the power losses in an AC induction motor under Use of the sampled power loss or the phase lag between voltage and current is reduced will. This sampled information is used to calculate the average voltage applied to the motor change and maintain a constant optimal power factor to be maintained with changing load and changing mains voltage.

Die in dieser Druckschrift beschriebenen Modifikationen führen zu einer größeren Anwendungsmöglichkoit von Regelschaltungen zur Beeinflussung des LeistungsfaktorsThe modifications described in this document lead to a greater application of Control circuits to influence the power factor

WS330P-2501 und fernerWS330P-2501 and further

und ferner zu einem wesentlich besseren Schutz der geregelten Motore. Weitere wünschenswerte Maßnahmen sollten den Einschaltstrom begrenzen, die Überstromkapazität und Abschaltung verbessern und einen geregelten Anlauf bzw. die Feststellung von Phasenverlusten ermöglichen. Unter bestimmten Bedingungen wie z. B. extrem hohen Lasten und starken Laständerungen ist es möglich, daß der Regler durch Abtasten der Änderung des Leistungsfaktors nicht in der Lage ist, einen zufriedenstellenden Betrieb zu gewährleisten, so daß der Motor unter Umständen stehenbleibt. Außerdem ergeben sich Stabilitätsprobleme bei bestimmten Lastzuständen, wenn der Motorregler mit dem Leistungsfaktor arbeitet. Um diese Stabilitätsprobleme zu verringern und auf ein Minimum herabzudrü'cken, wird für die meisten auf dem Leistungsfaktor beruhenden Reglern die Ansprechzeit begrenzt. Es ist daher wünschenswert, einen Regler zu schaffen, der ein stabiles Verhalten über einen großen Betriebsbereich gewährleistet und auch auf Laständerungen rasch anspricht. In bestimmten industriellen Umgebungen ergeben sich sehr häufig Überspannungen im Netz. Aufgrund dieser Überspannungen wird in laufenden Motoren eine größere Energie verbraucht als für den lastabhängigen Antrieb benötigt wird. Es ist daher wünschenswert, einen Regler vorzusehen, der den Energieverbrauch in einem Elektromotor unter diesen Bedingungen einer Netzüberspannung reduziert.and also to a much better protection of the regulated motors. Other desirable measures should limit the inrush current, improve the overcurrent capacity and shutdown and a regulated Allow start-up or the determination of phase losses. Under certain conditions such as B. extremely high loads and large load changes, it is possible that the controller by sensing the change of the power factor is not able to produce a satisfactory Ensure operation so that the engine may stop. Also surrendered stability problems under certain load conditions when the motor controller works with the power factor. In order to reduce these stability problems and keep them to a minimum, most of them will use The response time is limited by controllers based on the power factor. It is therefore desirable to have a regulator to create that ensures stable behavior over a large operating range and also to load changes responds quickly. Surges are very common in certain industrial environments in the web. Because of these overvoltages, running motors consume more energy than the load-dependent drive is required. It is therefore desirable to provide a regulator that controls energy consumption in an electric motor under these conditions a mains overvoltage is reduced.

Für bestimmte Anwendungen, z. B. im Bergwerksbetrieb und in der Industrie, können Lastbedingungen auftreten, die ein Überdrehen oder Überholen des Motors auslösen. Diese Fälle treten z. B. auf, wenn das an einem Kran hängende Gewicht auf den Motor derart einwirkt, daßFor certain applications, e.g. B. in mining operations and in industry, load conditions can occur which cause the engine to overspeed or overtake. These cases occur e.g. B. on when the hanging on a crane weight acts on the engine in such a way that

WS33OP-25O1 dieser sichWS33OP-25O1 this yourself

dieser sich mit einer größeren Drehzahl als der Synchrondrehzahl zu drehen versucht. Regler, welche auf dem Leistungsfaktor basieren, lassen den Motor gelegenheitlich unter solchen Bedingungen in unerwünschten Zuständen laufen. Deshalb ist es wünschenswert, einen Motorregler zu schaffen, der in der Lage ist, ein lastabhängiges Überdrehen vorteilhaft auszunützen, um dadurch Energie zu sparen und Leistung ins Netz Zurückzuspeisen. Ein derartiger Regler soll für viele unterschiedliche Anwendungsfälle einsetzbar sein und mit geringem Aufwand eine verbesserte Motorregelung möglich machen.this is at a higher speed than the synchronous speed tried to turn. Regulators based on the power factor leave the engine on occasion run in undesirable states under such conditions. That is why it is desirable to have a motor controller to create that is able to take advantage of a load-dependent overspeeding to thereby generate energy to save and feed power back into the grid. Such a controller is intended for many different applications be applicable and make an improved motor control possible with little effort.

Diese Aufgabe löst die Erfindung durch eine Schlupferfassungsschaltung, mit welcher in Abhängigkeit von dem Schlupf des Motors ein Schlupfsignal erzeugt wird, ein Bezugsspannungswerk, welches ein dem gewünschten Motorbetriebszustand entsprechendes Signal liefert, eine Rückkopplungsschaltung, welche mit der Schlupferfassungsschaltung und dem Bezugsspannungsnetzwerk verbunden ist und das Schlupfsignal mit dem Bezugssignal für den Motorbetriebszustand vergleicht, um ein der Differenz entsprechendes Ansteuerungssignal zu liefern, und Steuereinrichtungen, welche in Serie zwischen den Phasenleitungen und dem Motor liegen und die mittlere, an den Motor angelegte Spannung in Abhängigkeit von dem Ansteuerungssignal einstellen.This object is achieved by the invention by a slip detection circuit, with which a slip signal is generated depending on the slip of the motor, a reference voltage system which supplies a signal corresponding to the desired engine operating state, a feedback circuit connected to the slip detection circuit and is connected to the reference voltage network and the slip signal is connected to the reference signal compares for the engine operating state in order to deliver a control signal corresponding to the difference, and control devices, which are in series between the phase lines and the motor and the middle, Adjust the voltage applied to the motor depending on the control signal.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von weiteren Ansprüchen.Further refinements of the invention are the subject matter of further claims.

Der Regler wird vorzugsweise für einen Dreiphasen-Induktionsmotor verwendet, wobei in jeder Phase ein antiparallel geschaltetes Thyristorpaar iingeordnet ist. Die Spannung, welche an den Thyristoren anliegt, wird gleichgerichtet und integriert. Die miteinanderThe controller is preferably used for a three-phase induction motor, with one in each phase thyristor pair connected in anti-parallel is. The voltage applied to the thyristors is rectified and integrated. The one with each other

W5330P-2501 verknüpften SpannungenW5330P-2501 linked voltages

verknüpften Spannungen bilden das Schlupfsignal. Ferner wird über Stromwandler der jeder Phase des Motors zugeführt e Strom gemessen, welcher nach einer Gleichrichtung als Gleichstromsignal zur Verfugung steht. Das Schlupfsignal und das GJ.eichstromsignal werden mit einem Bezugsspannungssignal, welches von der Netzspannung abgeleitet wird, verknüpft, um ein Rückkopplungssignal zu liefern, das über eine Triggerschaltung auf die Thyristoren wirkt. Eine derartige Thyristorschaltung kann gemäß der US-Patentanmeldung 161 327 aufgebaut sein.linked voltages form the slip signal. Further the current supplied to each phase of the motor is measured via current transformers, which is measured after rectification is available as a direct current signal. The slip signal and the GJ. calibrated current signal are compared with a reference voltage signal, which is derived from the mains voltage, linked to provide a feedback signal, which acts on the thyristors via a trigger circuit. Such a thyristor circuit can according to U.S. Patent Application 161,327.

Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird ein Gleichstrom-Netzbezugssignal vorgesehen, welches proportional der von der Stromversorgung gelieferten Netzspannung ist. Diese von der an den Thyristoren liegenden Spannung abgeleitete Gleichspannung wird vom Netzbezugssignal subtrahiert und liefert das Schlupfsignal .In an alternative embodiment of the invention, a direct current grid reference signal is provided which is proportional to the mains voltage supplied by the power supply. This from the one on the thyristors The direct voltage derived from the voltage is subtracted from the reference signal and supplies the slip signal .

Eine nach den Merkmalen der Erfindung aufgebaute Regelung ermöglicht eine sehr genaue Regelung eines Wechselstrom-Motors, ohne daß dieser ausfällt, selbst wenn sehr extreme Lastzustände und insbesondere Lastwechsel vom lastfreien zum Vollastbetrieb auftreten. Bei sehr hohen Lasten bewirkt der Regler einen sehr wirtschaftlichen ' und sicheren Betrieb des Motors. Überdies läßt sich auch bei einer den Motor überdrehenden Last regenerative Energie gewinnen und ins Netz zurückspeisen.A control system based on the features of the invention enables very precise control of an alternating current motor, without this failing, even if very extreme load conditions and especially load changes from occur load-free to full load operation. At very high loads, the controller provides a very economical ' and safe operation of the engine. Moreover, can regenerative even when the engine is over-revving Generate energy and feed it back into the grid.

Die Erfindung mit ihren Vorteilen und Merkmalen wird anhand von auf die Zeichnung bezugnehmenden Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen The invention with its advantages and features will be explained in more detail with the aid of exemplary embodiments referring to the drawing. Show it

Fig. I eine Kurvenschar, aus der die SrIi I upf geschwindigkeit in Abhängigkeit der Motorl<u;t hei sich ändernder Mo tor spannung hervorgeht;Fig. I a family of curves from which the SrIi I upf speed depending on the engine speed changing engine voltage shows;

WS33OP-25O1 I ig. 2 WS33OP-25O1 I ig. 2

Fig. 2 in graphischer Darstellung den Verlauf der Motorspannung in Abhängigkeit von der Last des Motors, welcher gemäß der Erfindung geregelt ist;2 shows a graph of the course of the motor voltage as a function of the load of the motor regulated according to the invention;

Fig. 3 ein Prinzipschaltbild der Motorregelung gemäß der Erfindung;3 shows a basic circuit diagram of the motor control according to the invention;

Fig. 4· ein Prinzipschaltbild einer dreiphasigen Motorregelung gemäß der Erfindung;4 shows a basic circuit diagram of a three-phase motor control according to the invention;

I i (|. ¹J c I π Seht) i 1.1) i I (I der Sch I up l'cr l'.i;. .suini.'.s I u Cc , des Sch I up fs J giid 1 generators _l des Uezugsspdnnunqsnetzwerkes und der Stromerfassungsstufe gemäß Fig. 4-;I i (|. ¹ J c I π Seht) i 1.1) i I (I der Sch I up l'cr l'.i ;. .suini. '. S I u Cc, des Sch I up fs J giid 1 generator _{l of} the transmission voltage network and the current detection stage according to FIG. 4-;

I iq. f'i ild'j Si'hii M 1)11 d einer riickgckoppe J t eti Verstärkerstufe, an welcher die Schaltung gemäß Fig. angeschlossen ist.I iq. f'i ild'j Si'hii M 1) 11 d a back-open J t eti amplifier stage, to which the circuit according to FIG. Is connected.

Der nachfolgend beschriebene energiesparende Regler wird zusammen mit einem Wechselstrom-Induktionsmotor betrieben, bei welchem der Schlupf gemessen und ein Signal entsprechend dem Motorschlupf erzeugt wird. Dieses Schlupfsignal wird mit einer Bezugsspannung verglichen und das sich daraus ergebende Verqleichssignal zur Änderung der an den Motor angelegten Spannung benutzt, um den Motor auf einer verhältnismäßig schlupfkonstanten Geschwindigkeit zu halten.The energy-saving controller described below is used in conjunction with an AC induction motor operated, in which the slip is measured and a signal corresponding to the motor slip is generated. This slip signal is compared with a reference voltage and the resulting comparison signal used to change the voltage applied to the motor to keep the motor at a relatively constant slip Keep speed.

In dem Diagramm gemäß Fig. 1 ist der Schlupf des Motors über der Last für eine Vielzahl von Motorspannungen aufgetragen. Ein nach den Merkmalen der Erfindung ausgebildeter Regler kann die mit b bezeichnete I3etriebskurveIn the diagram according to FIG. 1, the slip of the motor is plotted against the load for a large number of motor voltages. A controller designed according to the features of the invention can use the operating curve designated by b

WS330P-2501 einstellen, beiSet WS330P-2501, at

einstellen, bei welcher dir an den Motor angelegte Spannung zwischen 100 % bei 100 % Last bis 40 % im lastfreien Zustand veränderbar ist. Der Schlupf des Motors ändert sich also nur etwa zwischen 5 % und etwa 3 %. Die Minimalspannung im lastfreien Zustand wird durch die Einstellung der Bezugsspannung bestimmt, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. Der Verlauf der Motorspannung in Abhängigkeit von der Last geht auch aus Fig. 2 hervor.set the voltage applied to the motor between 100 % with 100 % load and 40 % with no load. The slip of the motor therefore only changes between approximately 5 % and approximately 3 %. The minimum voltage in the no-load condition is determined by setting the reference voltage, as will be explained in more detail below. The course of the motor voltage as a function of the load can also be seen from FIG.

In Fig. 3 ist ein Prinzipschaltblld eines Dreiphasen-Induktionsmotors dargestellt, der mit einem Regler gemäß der Erfindung zusammenarbeitet. Die Dreiphasenleitungen A, B und C sind an entsprechende Wicklungen des Dreiphasen-Induktionsmotors 50 angeschlossen. In jeder Phase ist ein antiparallel geschaltetes Thyristorpaar vorgesehen, welche mit den Bezugszeichen 42 bis 47 versehen sind. Das Gate 10 jedes der Thyristoren 42 bis 47 wird von einer Triggerschaltung 40 beaufschlagt, die in geeignetem Takt Gateimpulse an die Thyristoren überträgt, um die mittlere, von jeder Phase aus dem Induktionsmotor 50 zugeführte Spannung einzustellen. In Fig. 3 is a schematic diagram of a three-phase induction motor shown, which cooperates with a controller according to the invention. The three-phase lines A, B and C are connected to respective windings of the three-phase induction motor 50. In an anti-parallel connected thyristor pair is provided for each phase, which are denoted by the reference numerals 42 to 47 are provided. The gate 10 of each of the thyristors 42 to 47 is acted upon by a trigger circuit 40, which transmits gate pulses to the thyristors at a suitable rate, to the middle, of each phase to adjust the voltage supplied from the induction motor 50.

Diese mittlere Spannung kann in bekannter Weise für jede Phase des Motors durch Ändern des Tastverhältnisses der Thyristoren geregelt werden. Um die volle Netzspannung der Phase dem Induktionsmotor 50 zuzuführen, werden die Gates von der Triggerschaltung aus derart angesteuert, daß ein voller 360 -Zyklus der Wechselstromschwingung anliegt. Die mittlere Spannung kann durch eine entsprechende Reduzierung des Tastverhältnisses der Thyristoren dadurch verringert, werden, dal? nur während einem Bruchteil einer Periode die Wechselstrom-This mean voltage can be adjusted in a known manner for each phase of the motor by changing the duty cycle the thyristors are regulated. To supply the full line voltage of the phase to the induction motor 50, the gates are controlled by the trigger circuit in such a way that a full 360 cycle of the alternating current oscillation is present. The mean voltage can be increased by reducing the duty cycle accordingly the thyristors are thereby reduced, dal? only during a fraction of a period the alternating current

WS330P-2501 - spannung anliegt.WS330P-2501 - voltage is present.

spannung anliegt. Die Schwingungsform einer am Motor 5u wirksamen Phase ist in Fig. 3 dargestellt und mit dem Bezugszeichen 12 gekennzeichnet. Diese Spannung V^ liegt an den Thyristoren 4-6 und 57 der Phase C an.voltage is applied. The waveform of a on the engine 5u The effective phase is shown in FIG. 3 and identified by the reference symbol 12. This voltage V ^ is applied to phase C thyristors 4-6 and 57.

Diese Spannung V~ ist proportional dem Motorschlupf.This voltage V ~ is proportional to the motor slip.

Wie man aus dem mit 15 bezeichneten Detail der Fig. 3 entnehmen kann, verursacht ein hoher Schlupfwert für den Motor 50 einen entsprechend hohen Wert der Spannung V',As can be seen from the detail denoted by 15 in FIG. 3, a high slip value causes the motor 50 a correspondingly high value of the voltage V ',

Diese Spannung V₁- wirkt auf einen Transformator 17 und wird auf einen Wert heruntertransformiert, der eine Verarbeitung durch logische Schaltungen nach einer Gleichrichtung möglich macht. Die Gleichrichtung erfolgt mit Hilfe eines Brückengleichrichters 19, so daß am Ausgang des Gleichrichters eine Impulsfolge entsteht, wie sie aus 15a in Fig. 3 hervorgeht. Diese Impulse werden an den negativen Eingang eines Verstärkers A angelegt, dessen positiver Eingang mit einem Bezugsspannungsnetzwerk 21 verbunden ist, an welchem die Netzspannung V liegt. Die nach der Gleichrichtung erhaltenen Impulse werden durch den Verstärker A1 von der Bezugsspannung des Netzwerkes 21 subtrahiert. Das Ergebnis wird durch den Verstärker A1 invertiert und ausgangsseitig zum Verbindungspunkt 23 übertragen. Eine Abstimmstufe 22 für die Motorspannung liefert ein Bezugssignal über ein Potentiometer 18 ebenfalls an den Verbindungspunkt 23. Von einem Stromwandler 25 aus kann an den Verbindungspunkt 23 eine Stromrückkopplung \orgesehen sein, welche über eine Diode 27, einen Verstärker A2 und ein Potentiometer 29 sowie eine Diode 31 auf den Verbindungspunkt wirkt. Das Ausgangssignal des Verstärkers A2 wird mit Hilfe des Potentiometers 29 eingestellt, um die maximale Motorspannung festzulegen, welche unterThis voltage V ₁ - acts on a transformer 17 and is stepped down to a value which enables processing by logic circuits after rectification. The rectification takes place with the aid of a bridge rectifier 19, so that a pulse train is produced at the output of the rectifier, as can be seen from 15a in FIG. These pulses are applied to the negative input of an amplifier A, the positive input of which is connected to a reference voltage network 21 to which the mains voltage V is applied. The pulses obtained after the rectification are subtracted from the reference voltage of the network 21 by the amplifier A1. The result is inverted by the amplifier A1 and transmitted to the connection point 23 on the output side. A tuning stage 22 for the motor voltage supplies a reference signal via a potentiometer 18 to the connection point 23 Diode 31 acts on the connection point. The output signal of the amplifier A2 is adjusted with the aid of the potentiometer 29 in order to determine the maximum motor voltage, which is below

WS330P-2501 Vollast demWS330P-2501 full load dem

Vollast dem Motor zugeführt wird. Diese Spannung kann von der Netzspannung verschieden sein, da der Induktionsmotor 50 überdimensioniert sein kann und wesentlich wirtschaftlicher mit einer verringerten Spannung läuft. Damit läßt sich zusätzlich Energie sparen.Full load is supplied to the engine. This voltage can be different from the mains voltage as the induction motor 50 can be oversized and runs much more economically with a reduced voltage. This also saves energy.

Die Abstimmstufe 22 legt eine Spannung an den Verbindungspunkt 23 an, welche dieselbe Polarität wie das motorstromabhängige Ausgangssignal des Verstärkers A2 hat. Durch die Abstimmung mit Hilfe des Potentiometers 18 wird die minimale Motorspannung eingestellt, für den Fall, daß der Motor im wesentlichen lastfrei läuft.The tuning stage 22 applies a voltage to the connection point 23, which has the same polarity as the motor current-dependent Output signal of amplifier A2 has. By tuning using the potentiometer 18 the minimum motor voltage is set for which Case that the engine is running essentially without load.

Das Ausgangssignal des Rückkopplungsverstärkers 20 ist eine positiv verlaufende analoge Gleichstromspannung, welche als Eingangssignal für die Triggerschaltung A-O Verwendung findet. 3e größer diese Spannung ist, umsomehr werden die Thyristoren 4-2 bis 4-7 eingeschaltet und umso höher ist die mittlere, an den Induktionsmotor angelegte Spannung.The output signal of the feedback amplifier 20 is a positive running analog direct current voltage, which is used as an input signal for the trigger circuit AO. 3e higher this voltage, the more the thyristors 4-2 to 4-7 are switched on and the higher the mean voltage applied to the induction motor.

Die Verstärker A1 und A2 werden auch zum Filtern der Rückkopplungsspan nun gen benutzt, so daß eine Spannung mit geringer Welligkeit dem Rückkopplungsverstärker zugeführt wird. Die Grenzfrequenz und die Übertragungszeit wird derart ausgewählt, daß die gewünschte Stabilität für alle Betriebsbedingungen des Induktionsmotors erhalten werden.The amplifiers A1 and A2 are also used to filter the Feedback voltage is now used, so that a voltage with low ripple to the feedback amplifier is fed. The cut-off frequency and the transmission time are selected so that the desired stability can be obtained for all operating conditions of the induction motor.

Obwohl das Rückkopp lungs signal vom Verstärke r A ?. für die Wirkungsweise der Erfindung nicht erforderlich ist, kann die Stabilität und der Betriebsbereich des Motors mit Hilfe dieses Signals verbessert wer ei on.Although the feedback signal from the amplifier r A ?. is not required for the operation of the invention, the stability and the operating range of the engine can be improved with the help of this signal who ei on.

WS330P-2501 In \ U]. k WS330P-2501 In \ U]. k

In Fig. 4 ist in einem Blockdiagramm ein Mο torregler nach den Merkmalen der Erfindung gezeigt, der eine dreiphasige Prüf- und Schutzschaltung hat. Die dreiphasige Schaltung führt im wesentlichen die gleiche Funktion wie die einphasige Schaltung gemäß Fig. 3 aus, so daß gleiche, jedoch mit dem Buchstaben a gekennzeichnete Bezugszeichen Verwendung finden können.In Fig. 4, a motor controller is shown in a block diagram according to the features of the invention, which has a three-phase test and protection circuit. The three-phase circuit performs essentially the same function as the single-phase circuit according to FIG. 3, so that the same reference symbols, which are identified by the letter a, can be used.

Der Dreiphasen-Induktionsmotor 50 gemäß Fig. 4- kann im Stern- oder Dreieckbetrieb angeschlossen sein. Abweichend von bekannten Reglern muß der Regler gemäß der Erfindung nicht zwischen die logische Masse und den Nulleiter im Sternbetrieb geschaltet sein. Deshalb braucht der Nulleiter des Motors auch rticht aus diesem herausgeführt und an die Systemmasse bzw. an Erdmasse angelegt werden. In jeder Phase liegt ein antiparallel geschaltetes Thyristorpaar, wobei das Gate der Thyristoren von der Triggerschaltung 40 angesteuert wird. Die Lastseite der Thyristorpaare ist mit A¹, B¹ und C' bezeichnet und mit einer Schlupferfassungsstufe 13a verbunden. Diese Schlupferfassungsstufe 13a liegt ferner an der Netzseite der Thyristorpaare und tastet damit die Spannung V~ an jedem Thyristorpaar ab. Dieses Dreiphasensignal wird gleichgerichtet, so daß man nach einer entsprechenden Filterung ein Gleichstromsignal erhält, welches den Motorschlupf repräsentiert. Das Bezugsspannungsnetzwerk 21a für die Netzfrequenz ist ebenfalls auf der Netzseite mit den Thyristorpaaren verbunden. Dieses Bezugsspannungsnetzwerk 21a liefert ein Bezugssignal in Form einer Netzgleichspannung an den Schlupfsignalgenerator 33. Dieser Schlupfsignalgenerator 33 subtrahiert das von der Schlupferfassungsstufe 13a gelieferte Signal von dem Signal des Bezugsspannungsnetzwerkes 21a und liefert ein Sch 1 up friick-The three-phase induction motor 50 according to FIG. 4- can be connected in star or delta operation. In contrast to known regulators, the regulator according to the invention does not have to be connected between the logical ground and the neutral conductor in star operation. Therefore, the neutral conductor of the motor also needs to be led out of this and connected to the system ground or to earth ground. In each phase there is an anti-parallel connected thyristor pair, the gate of the thyristors being activated by the trigger circuit 40. The load side of the thyristor pairs is labeled A ¹ , B ¹ and C 'and is connected to a slip detection stage 13a. This slip detection stage 13a is also on the network side of the thyristor pairs and thus samples the voltage V ~ at each thyristor pair. This three-phase signal is rectified so that, after appropriate filtering, a direct current signal is obtained which represents the motor slip. The reference voltage network 21a for the network frequency is also connected to the thyristor pairs on the network side. This reference voltage network 21a supplies a reference signal in the form of a DC line voltage to the slip signal generator 33. This slip signal generator 33 subtracts the signal supplied by the slip detection stage 13a from the signal of the reference voltage network 21a and supplies a Sch 1 up friick-

WS330P-2501 kopplunq.·;:· iWS330P-2501 coupling. ·;: · I

kopplungssignal, welches über den Verbindungspunkt 2 dem Rückkopplungsverstärker 20 zugeführt wird. Das von der Abstimmstufe 22 für die Motorspannung gelieferte Signal wird ebenfalls dem Rückkopplungsverstärker über den Verbindungspunkt 23 zugeführt. Ein Statussignal für den Rückkopplungsverstärker 20 kann durch ein Verknüpfen des SchlupfSignals mit dem Ausgangssignal der Stromerfassungsstufe 16 gebildet werden, welche über Stromwandler 25 lastseitig an die Phasenleitungen A¹, B' und C' angeschlossen ist. Diese Stromwandler können selbstverständlich auch netzseitig angekoppelt werden.coupling signal which is fed to the feedback amplifier 20 via the connection point 2. The signal supplied by the tuning stage 22 for the motor voltage is also fed to the feedback amplifier via the connection point 23. A status signal for the feedback amplifier 20 can be formed by linking the slip signal with the output signal of the current detection stage 16, which is connected to the phase lines A ¹ , B 'and C' on the load side via current transformers 25. These current transformers can of course also be connected to the mains.

Der Rückkopplungsverstärker 20 liefert über den Verbindungspunkt 30 ein Steuersignal an die Triggerschaltung A-O. Die Betriebsspannung für den Induktionsmotor 50 im lastfreien Zustand wird mit Hilfe des Potentiometers 18 eingestellt, welches das von der Abstimmstufe 22 für die Motorspannung an den Rückkopplungsverstärker 20 angelegte Signal verändert. Die maximale Motor spannung für den Vollastbetrieb wird mit Hilfe des Potentiometers 29 eingestellt, welches der Stromerfassungsstufe 16 zugeordnet ist. Damit wird eine gewisse mittlere Spannung an den Induktionsmotor 50 für den Vollastbetrieb über die Thyristoren 4-2 bis 4-7 angelegt. Im lastfreien Zustand tendiert der Schlupf des Motors 50 und der dadurch gezogene Strom dazu, abzunehmen. Die Änderung des Schlupfes manifestiert sich selbst als Änderung der Spannung V^ an den Thyristoren 4-2 bis 47. Diese Spannungsänderung wird von der Schlupferfassungsstufe abgetastet, die die an den Schlupfsignalgenerator angelegte Spannung verringert.·Damit vergrößert sich das durch den Schlupfsigna].generator 33 an den Verbindungspunkt 23 angelegte Signal. In entsprechender Weise The feedback amplifier 20 provides over the connection point 30 a control signal to the trigger circuit A-O. The operating voltage for the induction motor 50 In the no-load state, the potentiometer 18 is used to set which the tuning stage 22 for the motor voltage applied to the feedback amplifier 20 signal is changed. The maximum motor voltage for full load operation, the potentiometer 29 is used to set which of the current detection stage 16 is assigned. This provides a certain mean voltage to the induction motor 50 for full load operation applied across the thyristors 4-2 to 4-7. In the unencumbered In this condition, the slip of the motor 50 and the current drawn thereby tends to decrease. The change of the slip manifests itself as a change in the voltage V ^ across the thyristors 4-2 to 47. This Voltage change is determined by the slip detection stage scanned, the applied to the slip signal generator Tension decreases. This increases it Signal applied to the connection point 23 by the slip signal generator 33. In a corresponding way

WS330P-2501 wird derWS330P-2501 becomes the

wird der Rückgang des Stromes durch die Motorv\icklungen mit Hilfe der Stromwandler 25 erfaßt. Diese Information wird der Stromerfassungsstufe 16 zugeführt. Damit wird ein größeres Signal über den Verbindungspunkt 23 an den Rückkopplungsverstärker 20 angelegt. Dies wiederum erzeugt ein größeres Rückkopplungssignal über den Verbindungspunkt 30 an der Triggerschaltung 40_; Diese Triggerschaltung 4-0 erzeugt in Abhängigkeit von der Änderung des Rückkopplungssignals ein entsprechendes Impulsmuster zur Ansteuerung der Gate 10 der Thyristorpaare 42 bis 47, um den Anteil der Wechselstromnetzspannung, welcher über die Thyristoren fließt, zu verkleinern. Damit reduziert sich die mittlere Spannung an den Wicklungen des Induktionsmotors 50 und der Energieverbrauch des Motors während geringer Lastzustände.the decrease in the current through the motor windings is detected with the aid of the current transformer 25. This information is fed to the current detection stage 16. A larger signal is thus applied to the feedback amplifier 20 via the connection point 23. This in turn creates a larger feedback signal via connection point 30 on trigger circuit 40 _; As a function of the change in the feedback signal, this trigger circuit 4-0 generates a corresponding pulse pattern for controlling the gate 10 of the thyristor pairs 42 to 47 in order to reduce the portion of the AC line voltage which flows through the thyristors. This reduces the mean voltage on the windings of the induction motor 50 and the energy consumption of the motor during low load conditions.

Eine Anzahl weiterer Betriebs- und Schutzmaßnahmen werden durch den Regler gemäß Fig. 4 vorgesehen. So ist z. B. der während der Anlaufzeit des Motors gezogene Strom um ein Vielfaches größer als der Strom bei der normalen Vollast. Dies löst nicht nur die bekannten unerwünschten Effekte einer momentanen Reduzierung der Spannung an den Dreiphasenleitungen des Motors aus, sondern kann auch zu einer wesentlichen Vergrößerung der Energiekosten durch Triggerung höherer Lastanforderungen führen, die durch elektrische Geräte ausgelöst sind. Der Strombegrenzer 34 reduziert den Einschaltstrom, welcher durch den anlaufenden Motor ausgelöst wird, indem ein Signal an den Verbindungspunkt 32 gegeben wird, welches mit anderen Signalen verkoppelt wird, um zusätzlich über den Verbindungspunkt 30 die Triggerschaltung 40 zu beeinflussen.A number of further operational and protective measures are provided by the controller according to FIG. 4. So is z. B. the current drawn during the start-up time of the motor is many times greater than the current at the normal full load. This not only solves the known undesirable effects of a momentary reduction the voltage on the three-phase cables of the motor, but can also lead to a substantial increase The energy costs result from triggering higher load demands triggered by electrical devices are. The current limiter 34 reduces the inrush current, which is triggered by the starting motor by sending a signal to connection point 32 which is coupled with other signals to additionally activate the trigger circuit via connection point 30 40 influence.

WS330P-2501 Der Strombegren/erWS330P-2501 The current limiter

Der Strombegrenzer 34 ist mit einer Auslöseschaltung verbunden, die das Auftreten gefährlicher Überlastzustände feststellt, welche die Wicklungen des Motors beschädigen könnten. Beim Ermitteln derartiger Zustände erzeugt die Auslöseschaltung 36 ein augenblicklich wirksames Auslösesignal über die Verbindungspunkte 32 und 30, welches an der Triggerschaltung 40 wirksam ist und unmittelbar die Erregung des Motors abschaltet. Unter diesen gefährlichen Überlastbedingungen kann die Auslöseschaltung 36 auch ein verzögertes Auslösesignal erzeugen, welches über eine entsprechende Zeitschaltung 28 eine Abschaltung des Motors bewirkt, jedoch erst nach dem Ablauf einer vorgegebenen Verzögerung. Die Zeitschaltung 28 stellt einen Anlaufzustand des Motors fest und läßt die Abschaltfunktion der Auslöseschaltung 36 während Anlaufzustände des Motors nicht wirksam werden, wenn der vom Motor gezogene Strom normalerweise größer als der übliche Vollaststrom ist. Von einer Stromversorgung 24 aus wird der für den Betrieb des Reglers notwendige Strom zur Verfugung gestellt.The current limiter 34 has a trip circuit which detects the occurrence of dangerous overload conditions affecting the windings of the motor could damage. Upon detecting such conditions, the trigger circuit 36 generates an instantaneous effective trigger signal via the connection points 32 and 30, which is effective at the trigger circuit 40 and the excitation of the motor is switched off immediately. Under these dangerous overload conditions, the trigger circuit 36 also generate a delayed trigger signal, which via a corresponding timing circuit 28 causes the motor to shut down, but only after a specified delay has elapsed. The timer circuit 28 represents a start-up state of the Motor fixed and does not allow the shutdown function of the trigger circuit 36 during start-up states of the motor take effect when the current drawn by the motor is normally greater than the usual full load current. from a power supply 24 is provided with the power required to operate the controller.

Eine Phasenfühlerstufe 26 ist netzseitig an die Leitungen A, B und C angeschlossen und stellt fest, wenn auf einer dieser Leitungen die Phase ausfällt. Die Phasenfühlerstufe 26 liefert ein entsprechendes Signal über den Verbindungspunkt 30 an die Triggerschaltung 40, um augenblicklich den Motor abzuschalten.A phase sensor stage 26 is connected to the lines on the network side A, B and C connected and detects if the phase fails on one of these lines. The phase sensor level 26 delivers a corresponding signal the connection point 30 to the trigger circuit 40 to instantly turn off the engine.

Der Regler gemäß Fig. 4 umfaßt somit verschiedene Stufen wie z. B. den Strombegrenzer 34, die Auslöseschaltung 36, die Zeitschaltung 28, die Stromversorgung 24, die Phasenfühlerstufe 26 und die Triggerschaltung 40.The controller according to FIG. 4 thus comprises various stages such. B. the current limiter 34, the trigger circuit 36, the timing circuit 28, the power supply 24, the Phase sensor stage 26 and the trigger circuit 40.

WS33OP-25O1 In Fig. 5WS33OP-25O1 in Fig. 5

In-Fig. 5 ist ein Detailschaltbild der Schlupferfassunq^- stufe 13a des Bezugsspannungsnetzwerkes 21a, des Schlupfsignalgenerators 33 und der Stromerfassungsstufe 16 dargestellt. Die Schlupferfassungsstufe 13a liegt über die Phasenleitungen A, B und C bzw. A', B¹ und C parallel zu den antiparallel geschalteten Th_\ ristorpaaren 42-43, 44-45 und 46-47. Die Netzleitungen bzw. Phasenleitungen sind über Endkopplungswiderstände 41 an die positiven bzw. negativen Anschlüsse der Verstärker 143, 145 und 147 angeschlossen. 3eder dieser Verstärker mit dem zugeordneten Netzwerk hat die Funktion des Transformators 17 gemäß Fig. 3 und bringt einen wesentlichen Kosten vor teil. Die positive und negative Versorgungsspannung für jeden der Verstärker ist gleich. Sie sind deshalb nur für den Verstärker T43 dargestellt. Ein Rückkopplungstransistor 49 liegt zwischen dem Ausgang des Verstärkers und dem negativen Eingang und dient der Einstellung der Verstärkung. Die Ausgangssignale der Verstärker 143, 145 und 147 werden über eine Diodenmatrix 51 gleichgerichtet, so daß diese impulsförmigen Ausgangssignale auf den Verstärker 53 wirken. Ausgangsseitig ist der Verstärker 53 über einen Widerstand 55 an den Schlupfsignalgenerator 33 angeschlossen. Die Verstärkung dieses Verstä'rkers wird ebenfalls durch einen Rückkopplungswiderstand 54 eingestellt. Ein Kondensator 58 ist parallel zu einem Widerstand 56 \orgesehen, um Spannungsspitzen zu unterdrücken und die Schwingungsform zu optimieren. In-Fig. 5 shows a detailed circuit diagram of the slip detection stage 13a of the reference voltage network 21a, the slip signal generator 33 and the current detection stage 16. The slip detection stage 13a is connected via the phase lines A, B and C or A ', B ¹ and C in parallel to the antiparallel-connected Th_ \ ristorpairs 42-43, 44-45 and 46-47. The power lines or phase lines are connected to the positive and negative connections of the amplifiers 143, 145 and 147 via end coupling resistors 41. 3 each of these amplifiers with the associated network has the function of the transformer 17 according to FIG. 3 and brings a substantial cost before part. The positive and negative supply voltages for each of the amplifiers are the same. They are therefore only shown for the T43 amplifier. A feedback transistor 49 is located between the output of the amplifier and the negative input and is used to adjust the gain. The output signals of the amplifiers 143, 145 and 147 are rectified via a diode matrix 51 so that these pulse-shaped output signals act on the amplifier 53. On the output side, the amplifier 53 is connected to the slip signal generator 33 via a resistor 55. The gain of this amplifier is also adjusted by a feedback resistor 54. A capacitor 58 is provided in parallel with a resistor 56 in order to suppress voltage peaks and to optimize the waveform.

Von dem Bezugsspannungsnetzwerk 21a wird ein die Netzspannung kennzeichnendes Bezugssignal geliefert. Die netzseitigen Phasenleitungen A, B und C sind an einen Transformator 57 angeschlossen, der ausgangssei tig Dioden 59 ansteuert und eine pulsierende GleichspannungA reference signal which characterizes the mains voltage is supplied by the reference voltage network 21a. the Line-side phase lines A, B and C are connected to a transformer 57, the output side Controls diodes 59 and a pulsating DC voltage

WS33OP-25O1 Jioft-rt, welcheWS33OP-25O1 Jioft-rt, which

liefert, welche proportional der an den Phasenleitern A, B und C liegenden Spannung ist. Diese Spannung wird ausgefiltert und mit Hilfe eines Kondensators 201 geglättet, der eingangsseitig im SchlupfSignalgenerator vorgesehen ist. Die an den SchlupfSignalgenerator angelegte,Spannung wird über eine Diode 60 an einen Spannungsteiler aus den Widerständen 61 und 63 angelegt, von welchem aus ein Verstärker 65 angesteuert wird. In diesem Verstärker 65 wird das von der Schlupferfassungsstufe 13a gelieferte Signal von der Netzbezugsspannung abgezogen, die vom Bezugsspannungsnetzwerk 21a aus angelegt wird. Auf diese Weise entsteht das Schlupfrückkopplungssignal, welches am Verbindungspunkt 23 anliegt. Dieses Schlupfrückkopplungssignal wird mit Hilfe der Widerstände 67, 69 und 71 sowie des Kondensators 73 geglättet und anschließend über die Diode 75 von dem Verbindungspunkt 23 dem Rückkopplungsverstärker 20 zugeführt.which is proportional to the voltage across phase conductors A, B and C. This voltage is filtered out and smoothed with the aid of a capacitor 201 which is provided on the input side in the slip signal generator. The voltage applied to the slip signal generator is applied via a diode 60 to a voltage divider made up of resistors 61 and 63, from which an amplifier 65 is controlled. In this amplifier 65, the signal supplied by the slip detection stage 13a is subtracted from the mains reference voltage, which is applied from the reference voltage network 21a. In this way, the slip feedback signal, which is present at connection point 23, arises. This slip feedback signal is smoothed with the aid of resistors 67, 69 and 71 as well as capacitor 73 and then fed via diode 75 from connection point 23 to feedback amplifier 20.

In Fig. 5 ist auch die Stromerfassungsstufe 16 dargestellt. Die Signale von den Stromwandlern 25 werdenThe current detection stage 16 is also shown in FIG. 5. The signals from the current transformers 25 are

als Ströme I , I, und I über Dioden 77 zugeführt und a D csupplied as currents I, I, and I via diodes 77 and a D c

für die Einspeisung in den Verstärkern 79 gleichgerichtet. Eine Widerstandsbank 81 liegt zwischen dem Ausgang des Verstärkers 79 und einem Eingang, um dessen Verstärkung auf verschiedene Werte einstellen zu können. Auf diese Weise ist eine Anpassung an die Toleranz der Transformatoren und die Leistung des Motors möglich. Um am Ausgang des Verstärkers 19 für verschiedene Motorleistungen bei 100 % Last dieselbe Spannung zu erhalten, werden entsprechende Widerstände zugeschaltet. Das Ausgangssignal des Verstärkers 79 wird über Widerstände 83 und 85 an den negativen Eingang eines Verstärkers 87rectified for feeding into amplifiers 79. A resistor bank 81 is located between the output of the amplifier 79 and an input in order to be able to set its gain to different values. In this way it is possible to adapt to the tolerance of the transformers and the output of the motor. In order to obtain the same voltage at the output of the amplifier 19 for different engine powers at 100% load, corresponding resistors are switched on. The output signal of the amplifier 79 is fed to the negative input of an amplifier 87 via resistors 83 and 85

WS33OP-25O1 anqesch1ossen .WS33OP-25O1 connected.

angeschlossen. Dieser Verstärker filtert und formt das Signal und kehrt dessen Polarität um, so daß ein Anstieg des Motorstromes ein Stromruckkopplungssignal an den Rückkopplungsverstärker 20 auslöst, weiches die Triggerschaltung in der Weise beeinflußt, daß das Tastverhältnis der Transistorpaare vergrößert wird und entsprechend die mittlere, an die Wicklungen des Motors angelegte Spannung zunimmt. In gleicher Weise wird eine Schlupfzunähme des Motors festgestellt, indem die Schlupferfassungsschaltung 13a ein Signal über den Schlupfsignalgenerator 33 erzeugt und an den Rückkopplungsverstärker 20 überträgt. Dieses hat entsprechenden Einfluß über die Triggerschaltung 40 auf die Thyristorpaare, um die mittlere, an den Motor angelegte Spannung zu vergrößern.connected. This amplifier filters and shapes the signal and reverses its polarity so that an increase in the motor current creates a current feedback signal to the feedback amplifier 20, which affects the trigger circuit in such a way that the Duty cycle of the transistor pairs is increased and accordingly the average, to the windings of the Motor applied voltage increases. In the same way, an increase in the slip of the motor is determined by the slip detection circuit 13a generates a signal via the slip signal generator 33 and transmits it to the feedback amplifier 20. This has corresponding Influence via the trigger circuit 40 on the Thyristor pairs to increase the average voltage applied to the motor.

Ein Anstieg der Netzspannung auf den Phasenleitungen A, B und C wird durch das Bezugsspannungsnnetzwerk 21a festgestellt. Dieses Netzwerk beeinflußt den Schlupfsignalgenerator 33 und bewirkt über das dem Rückkopplungsverstärker 20 und der Triggerschaltung ^O zugeführte Signal eine Änderung des Tastverhältnisses der antiparallel geschalteten Thyristorpaare um die mittlere, an die Wicklung des Motors angelegte Spannung zu verringern. Damit hat eine Erhöhung der Netzspannung keine entsprechende Zunahme der an den Motor angelegten Spannung zur Folge, so daß der Wirkungsgrad des Motors, verglichen mit einer die Maßnahmen der Erfindung nicht verwirklichenden Regelung, verbessert wird.An increase in the mains voltage on phase lines A, B and C is caused by the reference voltage network 21a noted. This network influences the slip signal generator 33 and causes via the feedback amplifier 20 and the trigger circuit ^ O supplied Signal a change in the duty cycle of the thyristor pairs connected in anti-parallel around the middle, reduce the voltage applied to the winding of the motor. This means that there is no increase in the line voltage result in a corresponding increase in the voltage applied to the motor, so that the efficiency of the motor, compared with a regulation which does not realize the measures of the invention.

Die Stromrückkopplung von der Stromerfassungsstufe 16 und das Schlupfsignal von dem Schlupfsignalqenerator werden im Verbindungspunkt 23 zusammengefaßt und demThe current feedback from the current sensing stage 16 and the slip signal from the slip signal generator are summarized in connection point 23 and the

WS330P-2501 Eingang desWS330P-2501 input of the

Eingang des Rückkopplungsverstärkers 20 zugeführt, der in Fig. 6 im Detail dargestellt ist. Wie man aus dieser Darstellung entnehmen kann, wird das Rückkopplungssignal vom Verbindungspunkt 23 aus dem negativen Eingang des Verstärkers 89 /ugeführt. Mit diesem negativen Eingang ist auch ein die Motorspannung abstimmendes Bezugssignal verbunden, das als geregeltes Gleichstromsignal von der Stromversorgung 24 gemäß Fig. 4 aus zugeführt wird. Dieses die Motorspannung abstimmende Bezugssignal wird mit Hilfe des Potentiometers 29 eingestellt, um eine minimale Durchschnittsspannung für die Ansteuerung des Motors 50 während lastfreien Zuständen vorzusehen. Mit Hilfe des Widerstandes 203 wird die Verstärkung des Verstärkers 89 eingestellt. Der Widerstand 202 und der Kondensator 204 dienen der Kompensation einer von der Motorzeitkonstante verursachten Nacheilung. Der Kondensator 205 stellt ein Tiefpaßfilter dar, mit dem eine Grenzfrequenz bei etwa 60 Hz eingestellt wird. Der positive Eingang des Verstärkers 89 ist über einen Widerstand 206 an die logische Masse bzw. Systemmasse angeschlossen.Input of the feedback amplifier 20, which is shown in Fig. 6 in detail. How to get out As can be seen from this illustration, the feedback signal from connection point 23 is derived from the negative input of the amplifier 89 / ugled. With this negative input there is also a motor voltage matching Reference signal connected as a regulated direct current signal from the power supply 24 according to FIG is fed. This reference signal, which adjusts the motor voltage, is set with the aid of the potentiometer 29, a minimum average voltage for driving the motor 50 during no-load conditions to be provided. The gain of the amplifier 89 is set with the aid of the resistor 203. The resistor 202 and the capacitor 204 are used Compensation for one caused by the motor time constant Lagging. The capacitor 205 represents a low-pass filter with a cut-off frequency at about 60 Hz is set. The positive input of amplifier 89 is connected to logic ground via resistor 206 or system ground connected.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 89 wird über einen Widerstand 91 an den Eingang der Triggerschaltung 40 angelegt. Wenn die Last am Motor 50 ansteigt, fällt der Wert des an den rieq.it i ν cn Firnianq den Verstärkers <iiu|c· I c(| I cn Signal a <ib, wom.il .iti.sqanqsse i t i q ein q r ϋ ti ν. r o.;; Ausgangssignal für die Triggerschaltung 40 entsteht. Damit erhöht sich die Leitfähigkeit der Thyristorpaare und entsprechend steigt die mittlere, an den Motor •mqeleqte Spannung an. In gleicher Weise führt eine Verrintjcrung der L ei s t iim Motor !> 0 / u einem ansteigenden Wert, dci) <in den neq<i L i ven I inq.inq (Ic;; Ver s Lei rk«? rs 89The output signal of the amplifier 89 is applied to the input of the trigger circuit 40 via a resistor 91. When the load on motor 50 increases, the value of the rieq.it i ν cn Firnianq the amplifier <iiu | c · I c (| I cn signal a <ib, wom.il .iti.sqanqsse itiq a qr ϋ ti ν. r o. ;; Output signal for the trigger circuit 40. This increases the conductivity of the thyristor pairs and the average voltage that is capable of being connected to the motor rises accordingly 0 / u an increasing value, dci) <in the neq <i L i ven I inq.inq (Ic ;; Ver s Lei rk «? Rs 89

WS330P-2501 angelegten SignalsWS330P-2501 applied signal

322365ο322365ο

angelegten Signals, wodurch eine verringerte mittler; Spannung dem Motor 50 zugeführt wird.applied signal, causing a decreased mean; Voltage is supplied to the motor 50.

Mit Hilfe des vorausstehend beschriebenen Reglers gemäß der Erfindung läßt sich die Betriebsweise eines Motors wesentlich verbessern. Insbesondere wird ein sehr effizienter Betrieb über eine große Variationsbreite der wirksamen Last erzielt, ohne daß der Motor kippt, d. h. seine Drehzahl zusammenbricht. Auch wird das Ansprechen auf Laständerungen wesentlich beschleunigt. Der Regler ist wesentlich stabiler für Motore mit geringeren Trägheitslasten. Außerdem wird der Betrieb während regenerativer oder überholender Lastzustände, bei welchen die Last versucht, den Motor mit einer größeren Synchrongeschwindigkeit zu drehen, verbessert. Unter diesen Bedingungen kann ein Motor entsprechend der beschriebenen Darstellung Energie zur Stromversorgung zurückliefern. Wenn eine Überhollast anliegt, liefert die Stromerfassungsstufe 16 gemäß Fig. 4- eine Spannung an den Rückkopplungsverstärker 20 und übersteuert das Schlupfrückkopplungssignal vom Schlupfsignalgenerator 33, womit ein größeres Signal vom Rückkopplungsverstärker 20 aus zur Verfügung steht. Dieses größere Signal veranlaßt die Triggerschaltung, die antiparallel geschalteten Thyristorpaare einzuschalten und ermöglicht eine Stromleitung zurück ins Netz. Oe stärker dieser Überholeffekt wirkt, umso mehr Strom können die Thyristoren ins Netz zurückspeisen.With the aid of the regulator described above in accordance with the invention can significantly improve the operation of an engine. In particular, it becomes a very efficient one Operation achieved over a wide range of effective load variations without stalling the engine, i.e. H. its speed collapses. The response to load changes is also significantly accelerated. The regulator is much more stable for motors with lower inertia loads. In addition, the operation during regenerative or overtaking load conditions in which the load tries to drive the motor at a greater synchronous speed to turn, improved. Under these conditions, a motor according to the described Representation of supplying energy back to the power supply. If an overtaking load is present, the current detection stage 16 supplies a voltage to the feedback amplifier as shown in FIG. 4- 20 and overrides the slip feedback signal from the slip signal generator 33, whereby a larger signal from the feedback amplifier 20 is available. This causes greater signal the trigger circuit to switch on the anti-parallel connected thyristor pairs and enables a current conduction back on the net. The stronger this overtaking effect, the more current the thyristors can insert Feed back into the grid.

Schließlich ist auch die Einsparung von mehr EnergieFinally, there is also the saving of more energy

möglich als dies bei herkömmlichen Reglern der Fallpossible than is the case with conventional controllers

ist, da der Motor mit geringeren Spannungen im niederenis because the motor with lower voltages in the lower

Lastzustand oder lastfreien Zustand betrieben werdenLoad state or no-load state can be operated

WS330P-2501 kann. AußerdemWS330P-2501 can. aside from that

kann. Außerdem kann der Energiebedarf im Vollastbetrieb reduziert werden, wenn eine hohe Netzspannung anliegt. Der vorausstehend beschriebene Regler gemäß der Erfindung zeichnet sich somit durch einen überragenden Vorteil gegenüber bekannten Maßnahmen aus.can. In addition, the energy requirement in full load operation can be reduced if there is a high mains voltage. The above-described controller according to the invention is thus characterized by an outstanding advantage over known measures.

WS330P-2501WS330P-2501

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Claims

1J device for controlling an alternating current induction motor supplied power, characterized by

- A slip detection circuit (13, 13a) with which a slip signal is generated as a function of the slip of the motor;

- A reference voltage work (21, 21a), which a dem the desired engine operating state supplies the corresponding signal;

- A feedback circuit (20) connected to the slip detection circuit (13, 13a) and the reference voltage network (21, 21a) is connected and the slip signal with the reference signal for the engine operating condition compares in order to deliver a control signal corresponding to the difference,

- and control devices (thyristors 42 to 47), which are in series between the phase lines (A, B, C) and the motor (50) and the middle to the motor applied voltage as a function of the control signal to adjust.

FS / B

2. Device according to claim 1, characterized in that

- That the slip detection circuit (13, 13a) comprises circuit devices which respond to the voltage applied to the control devices (thyristors k2 to 4-7) in order to derive an intermediate signal which represents the voltage appearing at the control devices.

3. Device according to claim 2, characterized in that

- That the slip detection circuit (13, 13a) with

the AC power source is connected to the control of the motor and derives a direct voltage from the applied alternating voltage,

- And that the slip detection circuit, the slip signal by subtracting the intermediate signal from that indicative of the voltage of the AC power source medium DC voltage.

4. Device according to claim 3, characterized in that

- That there are two antiparallel as control devices Find switched thyristors use.

5. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that

- That a current detection circuit (16) with the Rückkopplun'gsschal device is connected to sample the current flowing to the motor and a current representing this current Signal to deliver

- and that is the Hiifikko |>|> I ιιμ (| .ί nHi.i II uiiq the ¹ .es' ιίφι.ιΙ so in the control loop ei η stir L, that an increase in the current flowing to the motor a greater, causes medium voltage applied to the motor.

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