DE2508497A1

DE2508497A1 - DC braking system for high-speed machines - controls several star-connected three-phase hysteresis motors in parallel

Info

Publication number: DE2508497A1
Application number: DE19752508497
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl Ing Maass
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1975-02-27
Filing date: 1975-02-27
Publication date: 1976-09-02
Also published as: DE2508497B2

Abstract

the DC braking system is suitable for high speed rotating machines such as centrifuges. A number of parallel hysteresis motors with star-connected three-phase windings are normally supplied from a 300 volt 1 kHz frequency converter source. A series of switches open circuits to one of the three windings of each motor. Another bank of switches disconnects the motors from the AC supply and connects the remaining two windings of each motor in series with each other and with all other motor windings. These series-connected windings are then fed with a control current to provide continuous or progressive braking of each motor.

Description

t'Verfahren zum Abbremsen mit Gleichstrom von mehreren parallelgeschalteten Hysteresemotoren einer Anlage" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abbremsen mit Gleichstrom von mehreren, über ein Verteilungsnetz parallelgeschalteten Itsteresemotoren einer Anlage, die mit Hilfe von einem Frequenzrichter kontinuierlich oder stufenweise hochgefahren werden und schnellaufende Maschinen antreiben, insbesondere Zentrifugen.t'Procedure for braking with direct current from several parallel-connected Hysteresis motors of a system "The invention relates to a method for braking with direct current from several itsteresis motors connected in parallel via a distribution network a system that works continuously or in stages with the help of a frequency converter start up and drive high-speed machines, especially centrifuges.

Das Verteilungsnetz einer derartigen Anlage ist im allgemeinen für den Hochfahrvorgang und den Nennbetrieb der Hysteresemotoren ausgelegt, die mit Spannungen von 300 V und Mittelfrequenzen um 1 KHz betrieben werden. Es gestattet daher lediglich, daß alle Motoren gleichzeitig mit Hilfe von einem oder mehreren, aus Gleich- und Wechselrichtern bestehenden Frequenzumrichtern entweder kontinuierlich oder stufenweise hochgefahren und dann betrieben werden können. Wegen der hohen Betriebsdrehzahlen, die über 60000 U/min liegen, benötigen frejauslaufende Maschinen mehr als 10 Stunden bis zum Stillstand. Solch lange Auslaufzeiten sind in der Praxis unerwünscht.The distribution network of such a system is generally for the start-up process and the rated operation of the hysteresis motors are designed with Voltages of 300 V and medium frequencies around 1 KHz can be operated. It allowed therefore only that all motors simultaneously with the help of one or more, frequency converters consisting of rectifiers and inverters either continuously or can be started up in stages and then operated. Because of the high Operating speeds in excess of 60,000 rpm require machines that run freely more than 10 hours to a standstill. Such long run-out times are in practice undesirable.

Um die Auslaufzeiten von einzelnen Hysteresemotoren abzukürzen, sind verschiedene Abbremsverfahren bekannt. Im oberen Drehzahlbereich erfolgt die Abbremsung durch übersynchronen Betrieb der Motoren, bei dem die generatorisch erzeugte Energie ins speisende Netz zurückgespeist oder in Wärme umgewandelt wird. Im unteren Drehzahlbereich, besonders im Bereich bis Null, wird die sogenannte Gleichstrombremsung verwendet, da in diesem Drehzahlbereich kritische Drehzahlen auftreten, die bei einem in diesem Bereich verwendeten übersynchronen Betrieb angeregt werden können. Zur Bremsung mit Gleichstrom werden kleine Spannungen und große Ströme benötigt, da die Wicklungsstränge der Motoren infolge der hohen Frequenzen und Spannungen wenige Wicklungen besitzen und somit kleine ohmsche Widerstände haben.In order to shorten the run-down times of individual hysteresis motors, various braking methods known. Braking takes place in the upper speed range through oversynchronous operation of the motors, in which the energy generated as a generator fed back into the supply network or converted into heat. In the lower speed range, especially in the range up to zero, the so-called direct current braking is used, since critical speeds occur in this speed range, which in this Area used over-synchronous operation can be excited. For braking with direct current, small voltages and large currents are required because the winding phases the motors have few windings due to the high frequencies and voltages and thus have small ohmic resistances.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem die Auslaufzeit von mehreren, über ein Vertei-Iungsnetz parallelgeschalteten Hysteresemotoren einer Anlage verkürzt wird.The invention is now based on the object of creating a method with which the run-out time of several, connected in parallel via a distribution network Hysteresis motors of a system is shortened.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß im Verteilungsnetz eine Umschaltung der Hysteresemotoren bzw. Hysteresemotorgruppen von Parallel- in Serienbetrieb erfolgt und daß der für den Abbremsvorgang benötigte Gleichstrom durch den Gleichrichter des Frequenzumrichters, durch Gleichrichtung der Mittelfrequenzspannung oder durch einen zusätzlichen Gleichrichter zur Verfügung gestellt wird.The object is achieved according to the invention that in the distribution network a switchover of the hysteresis motors or hysteresis motor groups from parallel to Series operation takes place and that the direct current required for the braking process through the rectifier of the frequency converter, by rectifying the medium frequency voltage or made available by an additional rectifier.

Ein Vorteil der Erfindung liegt neben der Verkürzung der Auslaufzeiten der Motoren um etwa 70 bis 80 96 in der äußerst wirtschaftlichen Ausnutzung von bereits installierten Versorgungsnetzen.One advantage of the invention lies in addition to the shortening of the run-out times of the engines by about 70 to 80 96 in the extremely economical utilization of already installed supply networks.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen Figur 1 e ne Schaltungsanordnung zur Spannungsversorgung von mehreren parallel geschalteten Hysteresemotoren, die Figuren 2a bis 2c Schaltbilder zum Abbremsen mit Gleichstrom von einzelnen Hysteresemotoren und die Figuren 3 und 4 zwei Schaltungsanordnungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.In the drawing, exemplary embodiments according to the invention are shown, and specifically show FIG. 1 a circuit arrangement for supplying voltage to several Hysteresis motors connected in parallel, FIGS. 2a to 2c are circuit diagrams for braking with direct current from individual hysteresis motors and FIGS. 3 and 4 show two circuit arrangements for carrying out the method according to the invention.

In Figur 1 werden mehrere parallelgeschaltete Hysteresemotoren bzw. 1rsteresemotorgruppen H1 bis Hn einer Anlage über ein dreiphasiges Verteilungsnetz und einen Frequenzumrichter 1 gespeist, der aus einem Gleichrichter 2 und einem Wechselrichter 3 besteht.In Figure 1, several parallel-connected hysteresis motors or Initial motor groups H1 to Hn of a system via a three-phase distribution network and a frequency converter 1 fed, which consists of a rectifier 2 and a Inverter 3 exists.

Die Hysteresemotoren, die mit Spannungen von 300 V und Mittelfrequenzen um 1 K betrieben werden, können mit Hilfe des Fret quenzumrichters 1 kontinuierlich oder stufenweise hochgefahren werden.The hysteresis motors with voltages of 300 V and medium frequencies be operated by 1 K, can be used with the Fret quenzumrichters 1 continuously or be started up in stages.

Die in den Figuren 2a, 2b und 2c dargestellten Schaltbilder zeigen, wie die Wicklungsstränge einzelner Hysteresemotoren zur Abbremsung mit Gleichstrom geschaltet sein können. Während die Figuren 2a und 2b jeweils ein Schaltbild für eine Sternschaltung eines Hysterevemotors zeigen, sind die Wicklungsstränge des tyrteresemotors gemäß Figur 2c im Dreieck geschaltet. Die Wicklungsstränge der Hysteresemotoren besitzen wenige Windungen und haben somit kleine ohmsche Widerstände, so daß für einen Bremsvorgang mit Gleichstrom kleine Spannungen und große Ströme benötigt werden.The circuit diagrams shown in Figures 2a, 2b and 2c show like the winding phases of individual hysteresis motors for braking with direct current can be switched. While Figures 2a and 2b are each a circuit diagram for show a star connection of a hysteresis motor, the winding phases of the tyrteresemotors connected in a triangle according to Figure 2c. The winding phases of the hysteresis motors have few turns and thus have small ohmic resistances, so that for a braking process with direct current, small voltages and large currents are required.

Zum Abbremsen mit Gleichstrom von mehreren, über ein Verteilungsnetz nach Figur 1 parallelgeschalteten Hysteresemotoren H1 bis H weist das Verteilungsnetz der in Figur 3 dargestellten Schaln tungsanordnung zusätzliche Schaltmittel 4 bis 7 auf, die zwischen dem Verteilungsnetz und den Hysteresemotoren H1 bis H bzw.For braking with direct current from several, via a distribution network according to Figure 1 parallel-connected hysteresis motors H1 to H has the distribution network the circuit arrangement shown in Figure 3 additional switching means 4 to 7 between the distribution network and the hysteresis motors H1 to H or

n Hysteresemotorgruppen angeordnet sind. Die Schaltmittel stellen sicher, daß die tysteresemotoren 111 bis II bzw. Hysteresemotorn gruppen der Anlage, die im Betriebsfall parallel zueinander geschaltet sind, für den Abbremsvorgang in Reihe liegen und jeweils zwei Wicklungsstränge eines Motors von einem Gleichstrom 1gl durchflossen werden. Zur Umschaltung der dargestellten Motoren von Parallelbetrieb auf Serienbetrieb werden im Verteilungsnetz die Schaltmittel 4 bis 7 geöffnet. Damit werden die nicht für den Abbremsvorgang benötigten Wicklungsstränge abgeschaltet und die anderen Wicklungsstränge in Reihe geschaltet. Die Anzahl der Schaltmittel ist durch die Anzahl der verwendeten Hysteresemotoren bzw. Hysteresemotorgruppen bestimmt. Der für den Abbremsvorgang erforderliche Gleichstrom 1 kann durch den Gleichrichter 2 des gl Frequenzumrichters 1, durch Gleichrichtung der Mittelfrequenzspannung oder durch einen zusätzlichen Gleichrichter geliefert werden, wobei die Zufuhr des Gleichstromes 1 über weitere gl zwischen dem Frequenzumrichter 1 und dem Verteilungsnetz angeordnete Schaltmittel erfolgt. n hysteresis motor groups are arranged. Set the switching means sure that the tysteresis motors 111 to II or hysteresis motor groups of the system, which are connected in parallel to each other during operation, for the braking process are in series and each two winding phases of a motor from a direct current 1gl are traversed. For switching the shown motors from parallel operation In series operation, the switching means 4 to 7 are opened in the distribution network. In order to the winding phases that are not required for the braking process are switched off and the other phases of the winding are connected in series. The number of switching means is determined by the number of hysteresis motors or hysteresis motor groups used certainly. The direct current 1 required for the braking process can be passed through the Rectifier 2 of the gl frequency converter 1, by rectifying the medium-frequency voltage or supplied by an additional rectifier, the supply of the Direct current 1 via further gl between the frequency converter 1 and the distribution network arranged switching means takes place.

Bei der in Figur 4 dargestellten Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens fehlen die im Verteilungsnetz der in Figur 3 gezeigten Schaltungsanordnung vorgesehenen Schalter 4 bis 7. Stattdessen sind für den Abbremsvorgang gestrichelt gezeichnete Zusatzverbindungen 9 und 11 vorgesehen, die zusammen mit den Schaltmitteln 8 und 10 eine Reihenschaltung der Hysteresemotoren und ein Durchfließen jeweils zweier Wicklungsstränge eines Hysteresemotors Hi bis H bzw. Hysteresemotorn gruppen von dem für den Abbremsvorgang erforderlichen Gleichstrom 1 gl gewährleisten.In the circuit arrangement shown in Figure 4 for implementation of the method according to the invention, those shown in FIG. 3 are missing in the distribution network Circuit arrangement provided switches 4 to 7. Instead, are for the braking process Additional connections 9 and 11 shown in dashed lines are provided, the together with the switching means 8 and 10, a series connection of the hysteresis motors and a flow through two phases of a hysteresis motor Hi bis H or hysteresis motor groups from the direct current required for the braking process 1 gl.

Claims

PATENT CLAIM

Method of braking with direct current from several, via a distribution network parallel-connected hysteresis motors of a system, which with the help of a frequency converter be started up continuously or in stages and high-speed machines drive, in particular centrifuges, characterized in that in the distribution network a switchover of the hysteresis motors (H1, H2..Hn) or hysteresis motor groups from Parallel series operation takes place and that the direct current required for the braking process (I) through the rectifier (2) of the gl frequency converter (1), through rectification the medium frequency voltage (f> B) or by an additional rectifier is made available.