DE4425547C2

DE4425547C2 - Verfahren zum Beeinflussen der Frequenz eines umrichtergespeisten Motors

Info

Publication number: DE4425547C2
Application number: DE4425547A
Authority: DE
Inventors: Tsunehiro Endo; Tsuyoshi Sasaki; Hiroshi Fujii; Seiji Ishida
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-07-20
Filing date: 1994-07-19
Publication date: 1998-08-27
Anticipated expiration: 2014-07-20
Also published as: KR100321465B1; DE4425547A1; KR950004716A; JP3070341B2; US5574352A; JPH0739183A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beeinflussen der Frequenz eines umrichtergespeisten Motors gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 3. Entsprechende Verfahren sind aus dem Artikel von H. W. Lütjens, "Frequenzumrichter mit sinusbewerteter Pulsdauer modulation ..." in der DE-Z "Feinwerktechnik und Meßtechnik", 1980, Heft 4, Seiten 183 bis 188 bekannt.

Beim Betrieb von Elektromotoren mit variabler Drehzahl mit Hilfe eines Wechselrichters, der Gleichstrom in Wechselstrom variabler Spannung und variabler Frequenz umrichtet, besteht die Möglichkeit, daß, wenn die zum Einstellen der Drehzahl vorgegebene Zeit in bezug auf die Größe oder Trägheit einer zu beschleunigenden oder zu verzögernden Last zu kurz ist, ein Überstrom durch den Wechselrichter fließt und insbesonde re bei Verzögerungsbetrieb kinetische Energie (Trägheitsenergie) von der Lastseite her so auf der Gleichspannungsseite rückgewonnen wird, daß die Spannung dort zu hoch wird. Um derartige Schwierigkeiten zu vermeiden, wurde bisher bei allen Antriebsvorrichtungen, die herkömmliche Wechselrichter verwenden, so vorgegangen, daß die Beschleunigungs- und Verzögerungsperioden vorab ein gestellt wurden.

Andererseits kann auch im Stationärbetrieb bei konstanter Frequenz ein Überstrom auftreten, wenn die Last so stark an steigt, daß es zu einer Überlastung kommt, sei es allmählich oder schnell.

Als Maßnahme zum Schutz des Wechselrichters vor Überstrom und Überspannung, wie sie aufgrund fehlerhafter Einstellung bei der Beschleunigung oder Verzögerung oder bei einem Lastwech sel auftreten können, ist ein Verfahren bekannt, das den Wechselrichter abschaltet, wenn der Strom oder die Spannung einen ersten Grenzwert überschreitet. Zusätzlich zu diesem Verfahren wurde das folgende Verfahren ausgeübt, das einen weitgehend kontinuierlichen Betrieb des Wechselrichters ohne sofortiges Abschalten bei jeder geringen Überlast ermöglicht.

Gemäß diesem Verfahren wird beim Beschleunigungsbetrieb die Frequenz nicht weiter erhöht, wenn der Strom über einen zwei ten Stromgrenzwert steigt, der niedriger als der vorstehend genannte erste Grenzwert ist. Auch beim Verzögerungsbetrieb wird die Frequenz nicht weiter verringert, wenn der Strom über einen vorgegebenen zweiten Stromgrenzwert ansteigt oder wenn die Spannung über einen zweiten Spannungsgrenzwert steigt, der kleiner als der vorstehend genannte erste Span nungsgrenzwert ist. Ferner wird dafür gesorgt, um Schutz ge gen jegliche Überlastung beim Stationärbetrieb zu erzielen, daß die Frequenz mit einer vorab vorgegebenen und eingestell ten Verzögerungsrate verringert wird, wenn der Strom über dem zweiten Stromgrenzwert liegt, der kleiner als der erste Grenzwert ist. Als Beispiele für solche Regelungen sind be reits entsprechende Universalwechselrichter auf dem Markt.

In der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 3-265480 ist darüberhinaus ein Schutzsystem beschrieben, das darauf gerichtet ist, ein Motorversagen aufgrund einer zu schnellen Beschleunigung oder Verzögerung zu verhindern, was dadurch realisiert wird, daß eine Sollbeschleunigung derart korri giert wird, daß der Motorstrom unter einem vorgegebenen zu lässigen Motorstromwert bleibt, wann immer erkannt wird, daß der Motor beschleunigt oder verzögert. Zur Korrektur wird die Differenz oder das Verhältnis zwischen dem tatsächlichen Mo torstrom und dem zulässigen Strom verwendet.

Ein weiteres Schutzsystem ist in der japanischen Patent- Offenlegungsschrift Nr. 57-135699 beschrieben, die einen Wechselrichterregler zum Ansteuern von Wechselstrommotoren offenbart, bei dem dann, wenn der Laststrom über einem vorge gebenen Wert liegt, die Beschleunigungsrate verringert wird, wenn der Motor unter Aufnahme von Leistung läuft, und bei dem die Verzögerungsrate verringert wird, wenn der Motor unter Leistungsabgabe läuft.

Darüber hinaus sind in den japanischen Patent-Offenlegungs schriften Nr. 61-207179 und 61-207180 Regelverfahren für Wechselrichter vom Impulsbreitenmodulationstyp offenbart, die die dem Wechselrichter zuzuführende Gleichspannung durch ei nen Gleichrichter einstellen, wobei zum Einstellen der Verzö gerungszeit ein Vergleich zwischen der Gleichspannung und einer Bezugsspannung gezogen oder ein Überstrom erfaßt wird.

Der eingangs genannte Artikel beschreibt einen umrichterge speisten Motor mit Überlastbegrenzung im Beschleunigungsbe trieb, im normalen Motorbetrieb und im Bremsbetrieb. Im Be schleunigungsbetrieb und im Motorbetrieb wird die Frequenz bei Überstrom abgesenkt. Im Bremsbetrieb wird bei Überstrom oder Überspannung die Frequenz erhöht.

Die JP 3-15298 zeigt darüberhinaus eine Fuzzy-Regelung für einen Schrittmotor. Dem Fuzzy-Regler wird sowohl die Drehmo ment-Soll-Istwert-Differenz als auch deren zeitliche Ablei tung aus einem Differenzierer zugeleitet. Der Ausgangswert des Fuzzy-Reglers ist ein Strom. Ein Schrittmotor ist zwar kein umrichtergespeister Motor, aber er benötigt ebenfalls eine wechselrichterähnliche Schaltung, um die Motorwicklungen sequentiell zu bestromen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Frequenzregel verfahren mit optimaler Beschleunigung bzw. Verzögerung bei Beschleunigungs- oder Verzögerungsvorgängen zu schaffen, wo bei dies auch für das Einstellen der Verzögerung bei Überlast im Stationärbetrieb gelten soll.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Patentan spruch 1 bzw. Patentanspruch 3 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Frequenz regelverfahrens sind in den Unteransprüchen 2 und 4 bis 7 angegeben.

Erfindungsgemäß werden somit einer Fuzzyregelung nicht nur das Differenz-Eingangssignal und dessen Zeitdifferential zu geführt (was an sich für eine Schrittmotorsteuerung aus der oben genannten JP 3-15298 bereits bekannt ist), sondern es erfolgt dann noch eine Weiterverarbeitung der Ausgangsgröße, bei der die Fuzzyregelung indirekt über zwei Integratoren auf die Frequenz einwirkt.

Das erfindungsgemäße Regelverfahren ist somit in der Lage, durch eine automatische Korrektur die zeitaufwendigen, mühse ligen Vorgänge zu umgehen, wie sie zum manuellen Einstellen der Beschleunigungs- und Verzögerungszeiten erforderlich sind, außerdem ist es in der Lage, zu verhindern, daß der Strom und die Spannung Grenzwerte überschreiten, bei denen der Wechselrichter abgeschaltet wird.

Erfindungsgemäß wird im Beschleunigungsbetrieb abhängig vom Ausgangssignal der Fuzzyregelung, die als Eingangsdaten die Differenz zwischen einem Stromgrenzwert und einem gemessenen Strom sowie den Wert der Änderung dieser Differenz erhält, die Beschleunigung so eingestellt, daß der Strom in der Nähe des Stromgrenzwerts gehalten wird, wobei in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen einer ersten Fuzzyregelung, die als Ein gangsdaten die Differenz zwischen dem Stromgrenzwert und dem gemessenen Strom sowie den Änderungswert dieser Differenz erhält, und einer zweiten Fuzzyregelung, die als Eingangsda ten die Differenz zwischen dem Spannungsgrenzwert und der gemessenen Spannung sowie den Änderungswert dieser Differenz erhält, die Verzögerung so eingestellt wird, daß die Spannung unter dem Spannungsgrenzwert und gleichzeitig der Strom in der Nähe des Stromgrenzwerts bleibt.

Wenn der Strom wahrscheinlich bis in die Nähe des Stromgrenz werts steigt, während eine Beschleunigung mit vorgegebener Beschleunigungsrate erfolgt, wird erfindungsgemäß die einge stellte Beschleunigungs/Verzögerungsrate abhängig vom Aus gangssignal einer Fuzzyregelung korrigiert, die als Eingangs signale die Differenz zwischen dem Stromgrenzwert und dem gemessenen Strom sowie das Ausmaß der Änderung dieser Diffe renz erhält, so daß der Strom in der Nähe des Stromgrenzwerts und unter diesem gehalten werden kann, wobei andererseits, wenn die Spannung wahrscheinlich den Spannungsgrenzwert über steigt, während mit einer vorgegebenen Verzögerungsrate ver zögert wird, die vorgegebene Verzögerungsrate eine Korrektur abhängig vom Ausgangssignal der Fuzzyregelung erfährt, die als Eingangssignale die Differenz zwischen dem Spannungs grenzwert und der gemessenen Spannung sowie das Ausmaß der Änderung dieser Differenz erhält, damit die Spannung in der Nähe des Spannungsgrenzwerts und unter diesem bleibt, wobei, wenn der Strom wahrscheinlich bis in die Nähe des Stromgrenz werts steigt, zusätzlich eine weitere Korrektur an der vorge gebenen Beschleunigungsrate vorgenommen wird, um aktualisier te Daten abhängig vom Ausgangssignal der Fuzzyregelung zu erzeugen, die als Eingangssignale die Differenz zwischen dem Stromgrenzwert und dem gemessenen Strom sowie das Ausmaß der Änderung dieser Differenz erhält.

Wenn der Strom bei Stationärbetrieb wahrscheinlich über den Stromgrenzwert steigt, wird erfindungsgemäß eine optimale, aktualisierte Beschleunigungs/Verzögerungsrate in Abhängig keit vom Ausgangssignal einer Fuzzyregelung erzeugt, die als Eingangssignale die Differenz zwischen dem Stromgrenzwert und dem gemessenen Strom sowie das Ausmaß der Änderung dieser Differenz erhält, so daß der Strom in der Nähe des Strom grenzwerts bleibt.

Die bei der Erfindung verwendete Fuzzyregelung ist so ausge bildet, daß sie für die Frequenz einen Inkrement- oder einen Dekrementwert in Abhängigkeit von der jeweiligen Differenz zwischen dem Strom oder der Spannung und dem zugehörigen Grenzwert und dessen Annäherungsrate so bestimmt, daß der Strom oder die Spannung in der Nähe des zugehörigen Grenzwer tes oder darunter gehalten werden kann. Da die Frequenz auf der Grundlage von Information bestimmt wird, zu der die Dif ferenzen für die Ströme oder Spannungen gehören, ist es mög lich, eine vorausschauende Frequenzregelung auszuführen, wo durch es möglich wird, den Strom oder die Spannung in der Nähe des eingangs genannten zweiten Grenzwerts oder darunter zu halten, bevor sie den eingangs genannten ersten Grenzwert erreichen, über dem der Wechselrichter abgeschaltet werden muß.

Die Erfindung wird genauer durch die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeich nung erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsge mäßen Beschleunigungsreglers;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Hardware eines er findungsgemäßen Wechselrichters;

Fig. 3 ein Diagramm für die Zustandsübergänge der Betriebsmo di bei der Erfindung;

Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Betriebsmodi von Schlüsselkomponenten der Erfindung;

Fig. 5 ein Diagramm der Stromschutzpegel bei der Erfindung;

Fig. 6 ein schematisches Diagramm für eine Fuzzyregelung bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 7 ein Diagramm, das ein erfindungsgemäßes Berechnungs verfahren für Ströme oder Spannungen veranschaulicht;

Fig. 8 ein Diagramm, das Zugehörigkeitsfunktionen (Mitgliedsfunktionen) und linguistische Variable veranschaulicht, wie sie bei der erfindungsgemäßen Fuzzyregelung verwendet werden;

Fig. 9 erläutert Ausführungsbedingungen zum Betreiben ver schiedener Fuzzyregelungen;

Fig. 10 erläutert ein Abstandsvorhersageverfahren für den Strom oder die Spannung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 11 ist ein schematisches Diagramm normaler Beschleuni gungsregelung mit Schutz durch die erfindungsgemäße Fuzzyre gelung;

Fig. 12 zeigt eine Regeltabelle, wie sie in der durch Fuzzy regelung geschützten Einheit für normale Beschleunigung ver wendet wird;

Fig. 13 zeigt Betriebsvorgänge der durch Fuzzyregelung ge schützten Einheit für normale Beschleunigung;

Fig. 14 ist ein schematisches Diagramm einer automatischen Beschleunigungsregelungseinheit mit Fuzzyregelung;

Fig. 15 erläutert eine Regeltabelle, wie sie bei der automa tischen Beschleunigungseinheit mit Fuzzyregelung verwendet wird;

Fig. 16 erläutert Betriebsabläufe einer erfindungsgemäßen automatischen Beschleunigungseinheit mit Fuzzyregelung;

Fig. 17 ist ein schematisches Diagramm einer durch Fuzzyrege lung geschützten Regelungseinheit für normale Verzögerung;

Fig. 18 veranschaulicht die Regeltabelle für den Strom, wie sie bei der durch Fuzzyregelung geschützten Einheit für nor male Verzögerung verwendet wird;

Fig. 19 veranschaulicht die Regeltabelle für die Spannung, wie sie bei der durch Fuzzyregelung geschützten Einheit für normale Verzögerung verwendet wird;

Fig. 20 veranschaulicht die Betriebsvorgänge der durch Fuzzy regelung geschützten Einheit für normale Verzögerung;

Fig. 21 ist ein schematisches Diagramm einer automatischen Verzögerungseinheit mit Fuzzyregelung;

Fig. 22 ist eine Regeltabelle für die Spannung, wie sie bei der automatischen Verzögerungseinheit mit Fuzzyregelung ver wendet wird;

Fig. 23 ist eine Regeltabelle für den Strom, wie sie bei der automatischen Verzögerungseinheit mit Fuzzyregelung verwendet wird;

Fig. 24 veranschaulicht die Betriebsvorgänge der automati schen Verzögerungseinheit mit Fuzzyregelung;

Fig. 25 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsge mäßen automatischen Überlastungs-Fuzzyreglers; und

Fig. 26 veranschaulicht die Regeltabelle, wie sie im automa tischen Überlastungs-Fuzzyregler verwendet wird.

Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen werden nach folgend bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung im ein zelnen beschrieben.

1. Hardwarearchitektur

1. Die Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das einen Wechsel richter gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veran schaulicht. Eine dreiphasige Wechselspannungsquelle 1 liefert Spannung an einen Gleichrichter 2, der in Verbindung mit ei nem Glättungskondensator C eine Gleichspannung erzeugt. Ein dreiphasiger Pulswechselrichter 4 erzeugt daraus eine drei phasige Wechselspannung mit variabler Spannungsamplitude und variabler Frequenz, um einen Induktionsmotor 5 zu betreiben. Ferner ist, um zu verhindern, daß auf der Gleichspannungssei te aufgrund der zurückgewonnenen Energie beim Verzögern eine übermäßig hohe Spannung entsteht, eine Bremsschaltung 3 vor handen, die solche zurückgewonnene Energie verbraucht.
2. Die Reglereinheit 9 ist eine Schlüsselkomponente des er findungsgemäßen Wechselrichters, sie besteht hauptsächlich aus Mikrocomputern. An der Peripherie der Reglereinheit 9 befinden sich, mit dieser verbunden, eine Spannungsmeßeinheit 7, eine Motorstrom-Meßeinheit 8, eine Treiberschaltung 6 und eine Bedienkonsole 10.
Die Spannungsmeßeinheit 7 mißt die Zwischenkreis-Gleich spannung und überträgt den Wert an eine Spannungsverarbei tungseinheit 97 im Regler 9. Die Spannungsverarbeitungsein heit 97 erzeugt dann einen Spannungsmeßwert ED, der propor tional zur gemessenen Gleichspannung ist.
Ferner wird ein Motorstromsignal über die Motorstrom-Meßein heit 8 in eine Stromverarbeitungseinheit 96 im Regler 9 über tragen. Die Stromverarbeitungseinheit 96 erzeugt dann einen Strommeßwert IM, der proportional zum gemessenen Motorstrom ist.
Die Bedienkonsole 10 ist eine E/A-Einheit für diesen Wechsel richter, über die verschiedene Parameter und Betriebsmodi vorgegeben werden, und es wird Information über den Betrieb des Wechselrichters auf ihr dargestellt. Betriebsdaten, die über die Bedienkonsole 10 eingegeben werden, werden über eine Schnittstelle 91 im Regler 9 an eine Parameter/Modus-Vorgabe einheit 92 gegeben.
Die Treiberschaltung 6 steuert die Schaltelemente des Wech selrichters 4 abhängig von einem Signal von einer PWM-(Pulse Width Modulation = Impulsbreitenmodulation)-Signalgenerator einheit 95 innerhalb des Reglers 9 an.
3. Die Beschleunigungs/Verzögerungs-Regeleinheit 93 inner halb des Reglers 9 ist eine Schlüsselkomponente der Erfin dung, in die der vorstehend genannte Spannungsmeßwert ED, der Strommeßwert IM wie auch verschiedene Vorgabedaten und Modus daten von der Parameter/Modus-Vorgabeeinheit 92 eingegeben werden und die eine Sollfrequenz (Bezugsfrequenz) f1 ausgibt. Auf diese Bezugsfrequenz f1 hin erzeugt eine Spannung/Fre quenz-Regelungseinheit 94 geeignete Pulsmuster.
Ferner wird eine Schutzeinheit 98 aktiv und hält den Wechsel richter 4 an, wenn der Strommeßwert IM oder der Spannungsmeß wert ED einen ersten Grenzwert überschreiten, oder sie sorgt dafür, daß die Bremswiderstandschaltung (Bremse) 3 arbeitet, wenn der Spannungsmeßwert einen dritten Grenzwert überschreitet.

2. Beschleunigungs/Verzögerungs-Regeleinheit 2.1 Aufbau der Beschleunigungs/Verzögerungs-Regeleinheit

1. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird nachfolgend ein Block schaltbild der Beschleunigungs-Verzögerungs-Regeleinheit 93 beschrieben, die die Grundkomponente zum Realisieren der Er findung ist. In Fig. 1 sind die Inhalte eines Vorgangs, der durch Software zu realisieren ist, durch Hardwarebilder aus gedruckt.
Diese Beschleunigungs/Verzögerungs-Regeleinheit 93 weist drei Regelungsuntereinheiten auf, und zwar eine Beschleunigungsre geleinheit 931, eine Verzögerungsregeleinheit 932 und eine Regeleinheit 933 für den stationären Zustand. Das Umschalten zwischen diesen drei Regeleinheiten wird durch einen Schalter SW3 in Verbindung mit einer Beschleunigungs/Verzögerungs- Beurteilungseinheit 934 ausgeführt, die die vorgegebene Fre quenz fr von der Parameter/Modus-Vorgabeeinheit 92 mit einer von der Beschleunigungs/Verzögerungs-Regeleinheit 93 ausgege benen Bezugsfrequenz f1 vergleicht und davon abhängig sowie abhängig vom Überlastsignal einer später zu beschreibenden Überlastbeurteilungseinheit 935 den Schalter SW3 betätigt.
2. Die Beschleunigungsregeleinheit 931 ist mit einem Teil für Normalbeschleunigung mit einem Fuzzy-Begrenzungsregler 931a sowie mit einer Einheit mit automatischer Beschleuni gungsermittlung 931b über einen Fuzzyregler versehen. Auch ist die Verzögerungsregeleinheit 932 mit einem Normalverzöge rungsteil mit Fuzzy-Begrenzungsregler 932a und einer Einheit mit automatischer Verzögerungsermittlung 932b über einen Fuz zyregler versehen. Ferner ist die Regeleinheit 933 für Sta tionärbetrieb mit einem Betriebsteil 9331 für normale, kon stante Drehzahl und mit einem Überlastbetriebsteil 9332 ver sehen, und zwischen diesen zwei Betriebsteilen 9331 und 9332 wird durch einen Schalter SW4 hin- und hergeschaltet. Die Überlastbeurteilungseinheit 935, in die ein Stromgrenzwert und der Strommeßwert IM eingegeben werden, betätigt den Schalter SW4. Der vorstehend genannte Überlastbetriebsteil 9332 ist ferner mit einem Regelteil 9332a zum Einstellen der Verzögerung bei Überlast und einem automatischen Überlastre gelteil 9332b mit Fuzzyregelung versehen.
3. Es werden drei Kombinationsmöglichkeiten mit jeweils zwei der vorstehend genannten Einheiten betrachtet, und zwar die Kombination 931a und 931b, die Kombination 932a und 932b so wie die Kombination 9332a und 9332b, von denen die ersten beiden Kombinationen durch einen Schalter SW1 umgeschaltet werden, während die letzte durch einen Schalter SW2 umge schaltet wird. Diese zwei Schalter SW1 und SW2 werden abhän gig von der Betriebsart bestimmt, die eine Bedienperson über die Bedienkonsole 10 und über die Schnittstelleneinheit 91 eingibt.
4. Gemäß Fig. 1 umfassen die Eingangssignale für jede Regel einheit eine vorgegebene Beschleunigungsrate Δfa*, eine vor gegebene Verzögerungsrate Δfd* und eine vorgegebene Verzöge rungsrate Δfdo* bei Überlast und die Datenwerte, die von der Bedienperson eingestellt und von der Bedienkonsole 10 erhal ten werden, etwa die vorstehend genannte Vorgabefrequenz fr. Ferner wird angenommen, daß ein Beschleunigungsstrom-Grenz wert IlimA für die Beschleunigung, ein Verzögerungsstrom- Grenzwert IlimD für die Verzögerung und ein Spannungsgrenz wert Vlim vorgegeben werden. Auch der Strommeßwert IM und der Spannungsmeßwert ED von der Stromverarbeitungseinheit 96 und der Spannungsverarbeitungseinheit 97 sind Eingangssignale für die Regeleinheiten.

2.2 Überblick über den Betrieb der Beschleunigungsregelein heit 931

1. Die Beschleunigungsregeleinheit 931 wird vom Schalter SW3 ausgewählt, wenn die Vorgabefrequenz fr größer als die Be zugsfrequenz f1 ist (was bei Überlast nicht notwendigerweise der Fall ist). Dabei wird eine geeignete Beschleunigungsrate derart festgelegt, daß der Strommeßwert IM nicht in die Nähe des Stromgrenzwerts IlimA kommt oder darüber ansteigt, und die Beschleunigung erfolgt mit der so festgelegten Beschleu nigungsrate.
Beispielsweise ist die Einheit 931 für normale Beschleunigung mit der Fuzzy-Schutzeinheit 931a so ausgebildet, daß sie die vorgegebene Beschleunigungsrate Δfa* derart korrigiert, daß der Strommeßwert in der Nähe des Stromgrenzwerts oder darun ter bleibt, wenn die Möglichkeit besteht, daß der Strommeß wert IM den Stromgrenzwert IlimA übersteigt, wenn die Be schleunigung mit der vorgegebenen (unkorrigierten) Beschleu nigungsrate Δfa* erfolgen würde. Dabei erzeugt die automati sche Beschleunigungseinheit 931b mit Fuzzyregelung automa tisch eine geeignete Beschleunigungsrate, die gewährleistet, daß der Strommeßwert IM in der Nähe des Stromgrenzwerts IlimA bleibt.

2.3 Überblick über den Betrieb der Verzögerungsregeleinheit 932

1. Die Verzögerungsregeleinheit 932 wird vom Schalter SW3 Funktion ausgewählt, wenn die Vorgabefrequenz fr kleiner als die Bezugsfrequenz f1 ist. Dann wird eine geeignete Verzöge rungsrate derart bestimmt, daß der Strommeßwert IM nicht in die Nähe des Stromgrenzwerts kommt oder darüber steigt und daß der Spannungsmeßwert ED nicht die Nähe des Spannungs grenzwerts Vlim kommt.
2. Wenn mit der vorgegebenen Verzögerungsrate Δfd* verzögert wird und hierbei die Möglichkeit besteht, daß der Strommeß wert IM den Stromgrenzwert IlimD übersteigt, oder wenn der Spannungsmeßwert ED wahrscheinlich den Spannungsgrenzwert Vlim übersteigt, ist, um gegensteuern zu können, die mit der Fuzzy-Schutzeinheit versehene normale Verzögerungseinheit 932a so ausgebildet, daß sie die vorgegebene Verzögerungsrate Δfd* derart korrigiert, daß die Meßwerte von Strom und Span nung in der Nähe ihrer Grenzwerte oder darunter gehalten wer den können. Die automatische Beschleunigungs/Verzögerungs- Einheit mit Fuzzyregelung erzeugt dabei automatisch eine sol che Verzögerungsrate, daß der Strommeßwert IM in der Nähe des Stromgrenzwerts IlimD gehalten werden kann, wenn der Span nungsmeßwert ED wesentlich unter dem Spannungsgrenzwert Vlim liegt, und daß außerdem der Spannungsmeßwert ED den Span nungsgrenzwert nicht überschreitet und in dessen Nähe gehal ten wird.

2.4 Überblick über den Betrieb der Überspannungsbetriebsein heit 9332

1. Die Regeleinheit 933 für den stationären Zustand wird über den Schalter SW3 ausgewählt, wenn die Vorgabefrequenz fr der Bezugsfrequenz f1 gleich ist, oder wenn, obwohl sie nicht gleich sind, von der Überlastbeurteilungseinheit 935 ein Überlastzustand angezeigt wird. Ferner wird in der Regelein heit 933 für den stationären Zustand im Fall des Vorliegens eines Überlastzustands der Überlastlauf-Regelteil 9332 über den Schalter SW4 ausgewählt, damit er tätig wird.
2. Die Überlastregelung 9332a zum Vorgeben einer Verzöge rungsrate, die einer der beiden Regler im Block 9332 ist, führt einen Verzögerungsvorgang bei einer für Überlast vorge gebenen Verzögerungsrate Δfo* aus, wenn ein Überlastzustand vorliegt. Die automatische Überlastregelung 9332b mit Fuzzy regelung erzeugt dabei automatisch geeignete Verzögerungs- und Beschleunigungsraten derart, daß der Stromgrenzwert IM in der Nähe des Überlaststrom-Grenzwerts Ilim0 gehalten wird.

2.5 Schaltbetrieb in jedem Regelteil in den Beschleunigungs- und Verzögerungsregeleinheiten

Wie vorstehend beschrieben, besteht die Beschleunigungs- und Verzögerungsregeleinheit 931 aus mehreren Regeleinheiten und Teilen, und eine von ihnen wird in Abhängigkeit von den Vor gaben durch die Bedienperson und den gemessenen Strom- oder Spannungswerten ausgewählt. Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 werden die Bedingungen zum Aktivieren dieser Regeleinheiten anhand eines Zustandsübergangsdiagramm beschrieben.

Das an die Bezugszahlen in der Fig. 3 angefügte Symbol S kennzeichnet einen speziellen Zustand, der durch eine be stimmte Regeleinheit der Fig. 1 zu realisieren ist, während das Symbol M auf entsprechende Weise einen wählbaren Be triebsmodus kennzeichnet.

Vom Modus mit konstanter Drehzahl ausgehender Übergang

1. Es sei angenommen, daß sich der Motor im Modus 933M mit konstanter Drehzahl befindet. Von diesem Modus wird, wenn die Vorgabefrequenz fr kleiner wird als die Bezugsfrequenz f1, in den Verzögerungsmodus 932M übergegangen, unabhängig davon, ob ein normaler Zustand oder ein Überlastzustand vor liegt. Vom normalen Zustand 9331S in diesem Modus für kon stante Drehzahl wird, wenn die Bezugsfrequenz f1 und die Vor gabefrequenz fr gleich sind oder wenn die Vorgabefrequenz fr größer wird als die Bezugsfrequenz f1, auf den Beschleuni gungsmodus 931M umgeschaltet. Ferner wechselt der Modus in den Überlastzustand 9332S im gleichen Modus für konstante Drehzahl, wenn der Normalzustand 9331S vorliegt und die Wahr scheinlichkeit besteht, daß der Strommeßwert IM den Überlast stromgrenzwert Ilim0 überschreitet.
2. Nachfolgend sei angenommen, daß im Überlastzustand 9332S die Regeleinheit 9332a zum Vorgeben einer Verzögerungsrate bei Überlast ausgewählt wird, wodurch der Überlastverzöge rungszustand 9332aS vorliegt. Wenn unter diesen Bedingungen der Strommeßwert IM in der Nähe des Überlaststrom-Grenzwerts Ilim0 und darunter liegt und wenn die Vorgabefrequenz fr grö ßer als die Bezugsfrequenz f1 ist, wechselt der Modus auf den Beschleunigungsmodus 931M, und wenn die Werte gleich sind, kehrt der Modus zum Normalzustand 9331S zurück.
Andererseits sei angenommen, daß im selben Überlastzustand 9332S die Überlastregeleinheit 9332b mit Fuzzyregelung ausge wählt wird, wodurch ein Überlast-Beschleunigungs/Ver zögerungszustand 9332bS vorliegt.
In diesem Fall wird im Zustand des Überlastbeschleunigungszu stands ein Zustandsübergang hin zum Beschleunigungsmodus oder zum Normalzustandsmodus in Abhängigkeit von der Wechselbezie hung zwischen drei miteinander in Beziehung stehenden Fre quenzen festgelegt, und zwar anhand der Einsatzbezugsfrequenz f1o0 beim Einsetzen der Überlastregelung, wie er zum Zeit punkt des Umschaltens vom normalen Zustand 9331S auf den ak tuellen Zustand abgespeichert wurde, der Vorgabefrequenz fr und der Bezugsfrequenz f1. Genauer gesagt, ist die Bedingung zum Zurückkehren in den Normalzustand, wenn eine Beschleuni gung mit Überlast vorliegt, dann erfüllt, wenn eine zunehmen de Bezugsfrequenz entweder mit der Einsatzbezugsfrequenz f1o0 beim Einsetzen der Überlast oder der Vorgabefrequenz fr gleich wird, abhängig davon, welche der Frequenzen kleiner ist. Andererseits ist die Bedingung für den Übergang in den Beschleunigungsmodus diejenige, daß, bei derselben Beschleu nigung mit Überlast, die Vorgabefrequenz fr größer als die Einsatzbezugsfrequenz f1o0 beim Einsetzen der Überlast wird.
3. Die Gesichtspunkte für den Übergang vom Überlastregelzu stand 9332bS mit Fuzzyregelung, wie vorstehend beschrieben, sind in der Fig. 4 als zeitliche Funktion der Bezugsfrequenz fr dargestellt. Gemäß den Fig. 4(a), (b) und (c) wechselt jeder Zustand vom Normalzustand 9331S zum Zeitpunkt t = t0 auf den Überlastregelzustand 9332bS mit Fuzzyregelung, um den Überlastverzögerungszustand einzunehmen, wodurch jede Bezugs frequenz allmählich derart verringert wird, daß die Strommeß werte IM in der Nähe des Überlaststrom-Grenzwerts Ilim0 blei ben. Dann wechselt der Zustand bei t = t1, wenn der Strommeß wert IM abnimmt, da die Belastung abnimmt, zum Überlastbe schleunigungszustand, wodurch die Bezugsfrequenz f1 allmäh lich so ansteigt, daß der Strommeßwert IM in der Nähe des Stromgrenzwerts Ilim0 gehalten werden kann.
Nun besteht bei t = t2 abhängig von einer Größer- oder Klei ner-Beziehung zwischen der Überlastregelungs-Einsatzbezugs frequenz f1o0 und der Vorgabefrequenz fr die Wahl zwischen drei verschiedenen Fällen (a) bis (c). Im Fall (a) änderte sich die Vorgabefrequenz fr wegen des Überlastregelbetriebs nicht und blieb der Überlastregelungs-Einsatzbezugsfrequenz f1o0 gleich, wodurch dann, wenn die Bezugsfrequenz f1 gleich diesen zwei Frequenzen wird, die gleich blieben, der Zustand zum Normalzustand 9331S zurückkehrt. Die Fig. 4(b) zeigt den Fall, daß die Vorgabefrequenz fr sich so änderte, daß sie kleiner als die Überlastregelungs-Einsatzfrequenz flo0 wurde, wodurch dann, wenn die Bezugsfrequenz f1 dieser veränderten Vorgabefrequenz fr gleich wurde, der Zustand zum Normalzu stand 9331S zurückkehrt. Schließlich wird im Fall von Fig. 4(c), wenn sich die Vorgabefrequenz fr auf einen größeren Wert, als ihn die Überlastregelungs-Einsatzbezugsfrequenz f1o0 darstellt, änderte, bewirkt, daß der Zustand unmittelbar nach dem Erkennen der Änderung der Vorgabefrequenz fr auf den Beschleunigungsmodus 931M wechselt.

Übergang vom Beschleunigungsmodus

Nun sei angenommen, daß im Beschleunigungsmodus 931M einer der Beschleunigungszustände 931aS oder 931bS vorliegt, wie er durch die Fuzzyregelung 931a für normale Beschleunigung bzw. die automatische Fuzzy-Beschleunigungsregelung 931b reali siert wird. Bei diesen Beschleunigungszuständen wird bewirkt, daß der Modus auf den Modus mit konstanter Drehzahl wechselt, wenn die Bezugsfrequenz f1 der Vorgabefrequenz fr gleich wird. Wenn dagegen die Vorgabefrequenz fr kleiner als die Bezugsfrequenz f1 wird, wechselt der Modus auf den Verzöge rungsmodus 932M.

Übergang vom Verzögerungsmodus

Ferner sei angenommen, daß im Verzögerungsmodus 932M einer der Verzögerungszustände 932aS oder 932bS der Fuzzyregelung 932a für normale Verzögerung oder der automatischen Fuzzy- Verzögerungsregelung 932b vorliegt. Bei diesen Verzögerungs zuständen wechselt der Modus auf den Modus mit konstanter Drehzahl, wenn die Bezugsfrequenz f1 der Vorgabefrequenz fr gleich wird. Andererseits wechselt der Modus auf den Be schleunigungsmodus 931, wenn die Vorgabefrequenz fr größer als die Bezugsfrequenz f1 wird.

2.6 Beziehungen zwischen dem ersten und zweiten Stromgrenz wert sowie dem ersten bis dritten Spannungsgrenzwert

In der Fig. 1 sind verschiedene Arten von Grenzwerten darge stellt, d. h. ein Stromgrenzwert IlimA bei Beschleunigung, ein Stromgrenzwert IlimD bei Verzögerung, ein Überlaststromgrenz wert Ilim0 und ein Spannungsgrenzwert Vlim, die alle geeigne te Grenzwerte sind, die vorgegeben werden, um einen kontinu ierlichen Betrieb des Wechselrichters ohne Unterbrechung zu gewährleisten und die jeweils als zweite Grenzwerte definiert sind. Zusätzlich zu diesen hier definierten zweiten Grenzwer ten sind auch erste Strom- oder Spannungsgrenzwerte festge legt, wobei der Wechselrichter seinen Betrieb einstellt, wenn der Strom oder die Spannung diese Punkte überschreiten, und es ist ein dritter Spannungsgrenzwert festgelegt, der be wirkt, daß die Bremse 3 in Aktion tritt, wenn er überschrit ten wird. Diese Grenzwerte und ihre Größer- und Kleiner- Beziehungen werden genauer anhand der Fig. 5 beschrieben.

Die Fig. 5(a) gibt die Stromgrenzwerte an. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Spezifizierung dergestalt, daß dann, wenn der Nennstrom des Wechselrichters zu 100% spezi fiziert ist, der erste Stromgrenzwert zu 200% vorgegeben wird und der zweite Stromgrenzwert unter dem ersten Strom grenzwert im Bereich zwischen 40% und 150% liegt. Ferner zeigt die Fig. 5(b) die Spannungsgrenzwerte. Beim vorliegen den Ausführungsbeispiel ist der erste Spannungsgrenzwert mit 400 V vorgegeben, der dritte Spannungsgrenzwert ist mit 350 V vorgegeben und der zweite Spannungsgrenzwert liegt mit 380 V zwischen diesen beiden Grenzwerten.

4. Gemeinsamkeiten aller fünf durch Fuzzyregelung unterstütz ten Regeleinheiten

Bei der Erfindung wird die Fuzzyregelung bei jeder der fol genden Einheiten angewendet: Für die Regeleinheit 931a für normale Beschleunigung; für die automatische Beschleunigungs regeleinheit 931b; für die Einheit 932a für normale Verzöge rung; für die automatische Verzögerungsregeleinheit 932b und für die Überlastregeleinheit 9332b. Die Gemeinsamkeiten der in diesen Regeleinheiten verwendeten Fuzzy-Regelungseinheiten FZYB werden unter Bezugnahme auf die Fig. 6 bis 9 beschrie ben.

4.1 Die Fuzzy-Regelungseinheit Aufbau der Fuzzy-Regelungseinheit und ihrer Peripherie

Die Fig. 6 zeigt den Aufbau einer Fuzzy-Regelungseinheit FZYB und ihrer Eingangsseite. Eingangssignale für diese Fuzzy- Regelungseinheit FZYB sind der Abstand FD und die Annähe rungsrate FS, und das Ausgangssignal ist eine Größe FO, die die Bezugsfrequenz f1 betrifft, wie Beschleunigungs/Ver zögerungs-Raten.

Der Abstand FD betrifft die Abweichung des Spannungs- oder Strommeßwerts vom zugehörigen Grenzwert. Die Annäherungsrate FS, d. h. die zeitliche Ableitung der Abweichung, wird auf der Grundlage der Differenzen von Werten berech net, die bei mehreren Abtastvorgängen in einzelnen Zeitintervallen (Zeit schlitzen) des Abstands FD durch eine Raten-Berechnungseinheit FSPD auf eine später zu beschreibende Weise erfaßt werden. Dann wird durch diese Differenz die Annäherungsgeschwindig keit für einen Meßwert berechnet, mit der er sich seinem Grenzwert annähert. Beispielsweise entspricht diese Differenz der Zeitdifferenz in einem kontinuierlichen Regelungssystem, das durch Analogschaltungen zu realisieren ist.

Innerhalb der Fuzzy-Regelungseinheit FZYB sind auf der Ein gangsseite eine Abstand-Vorskaliereinheit FPSD und eine Ra ten-Vorskaliereinheit FPSS angeordnet, und an der Ausgangs seite ist eine Nachskaliereinheit FPSO angeordnet, und dazwi schen liegt eine Einheit FCOR für grundlegende arithmetische Verarbeitungen. Jede der zwei Vorskaliereinheiten FPSD und FPSS setzt den Abstand oder die Annäherungsrate in eine nor mierte Zahl zwischen 0 und 15 um, die in die Einheit FCOR für grundlegende arithmetische Verarbeitungen eingegeben wird, während die ausgangsseitige Nachskaliereinheit FPSO ihrer seits jeden mit einer normierten Zahl zwischen 0 und 15 aus gegebenen Wert in eine entsprechende Größe umsetzt, die die Frequenz betrifft.

Die Einheit FCOR für grundlegende arithmetische Verarbeitun gen beinhaltet eine Arithmetikverarbeitungseinheit FPOR, die eine MIN-MAX-Schwerpunktsverarbeitung ausführt, die als Tech nik bei Fuzzyverarbeitung wohlbekannt ist, und sie beinhaltet vier verschiedene Tabellen, nämlich eine Zugehörigkeitsfunktions-Tabelle für den Abstand (Abstandseingabe- Mitgliedsfunktionstabelle) FDMT, eine Zugehörigkeitsfunktions-Tabelle für die Annäherungsgeschwindigkeit an den Grenzwert (Annäherungsrateneingabe- Mitgliedsfunktionstabelle) FSMT, eine Regeltabelle FRUT und eine Zugehörigkeitsfunktions-Tabelle für die Ausgangsvariable (Ausgangs-Mitgliedsfunktionstabelle) FOMT.

Raten-Berechnungsverfahren

Die in der Raten-Berechnungseinheit FSPD zu bestimmende Annä herungsrate FS wird durch die folgende Gleichung 1 berechnet:

FSn = {(FDn) - (FDn-2) + (FDn-1) - (FDn-3)}/(4Ts) (1).

Die Bedeutung der vorstehenden Gleichung 1 wird unter Bezug nahme auf Fig. 7 erläutert. In dieser Figur sind zeitliche Änderungen des Abstands dargestellt. In einer durchgezogenen Kurve, die tatsächliche Änderungen zeigt, sind durch Kreise die jeweiligen Abstände FDn, FDn-1, FDn-2 und FDn-3 darge stellt, die den Größen in Gleichung 1 entsprechen. Das heißt, die jeweiligen Abstände an den vier Abtastpunkten Ts, d. h. von nTs bis (n-3)Ts, entsprechen den Werten FDn bis FDn-3. Dann wird aus der obigen Gleichung die Annäherungsrate FSn als Mittelwert der zwei Gradienten der in der Zeichnung dar gestellten gestrichelten Linien berechnet: die eine ist zwi schen dem Abstand FDn, der bei der vorangehenden Abtastung erfaßt wurde, und dem Abstand FDn-2 gezeichnet, der vor der vorigen Abtastung oder bei der vorletzten erfaßt wurde, und die andere ist auf dieselbe Weise zwischen dem Abstand FDn-1, der bei der vorangehenden Abtastung erfaßt wurde, und dem Abstand FDn-3 eingezeichnet, der vor der vorletzten oder bei der drittletzten Abtastung erfaßt wurde.

Inhalt der Tabellen

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 8 der Inhalt der vier Tabellen im einzelnen beschrieben.

In der Fig. 8 ist in der Mitte der Zeichnung eine Regeltabel le dargestellt, die in ihrem oberen Teil fünf verschiedene Bereiche der Zugehörigkeitsfunktion für die Annäherungsgeschwin digkeit an den Grenzwert (Annäherungsrateneingabe-Mitgliedsfunktionen) aufweist, die durch die Symbole PL, PS, ZE, NS, NL gekennzeichnet sind, die entsprechend auf ihrer linken Seite fünf verschiedene Ab standseingabe-Mitgliedsfunktionen hat und die ebenfalls ent sprechend an ihrer Unterseite fünf verschiedene Ausgabe- Mitgliedsfunktionen umfaßt. Diese drei Sätze von Mitglieds funktionen für Abstandseingaben, Rateneingaben und Ausgaben werden unter einem entsprechenden Tabellennamen aufgelistet, um FDMT, FSMT bzw. FOMT zu bilden. Hierbei werden unter Hin zufügung von NLL in Bezug auf die Abstände gemäß den Fuzzy- Verarbeitungseinheiten innerhalb der automatischen Beschleu nigungseinheit 931b mit Fuzzyregelung und der automatischen Verzögerungseinheit 932b mit Fuzzyregelung sechs Funktionen zur Verfügung gestellt.

Regelausdrücke und Mitgliedsfunktionen

In der in Fig. 8 dargestellten Regeltabelle, die 25 Blöcke zwischen No. 0 und No. 24 aufweist, legt jeder Block eine von fünf verschiedenen Ausgabemitgliedsfunktionen PL, PS, ZE, NS und NL für fünf Fuzzyberechnungen fest, wie sie von der Be schleunigungs/Verzögerungs-Regelungseinheit 93 auszuführen sind. Ferner sind 30 Regeln für die Fuzzy-Berechnungs einheiten innerhalb der automatischen Beschleunigungseinheit 931b mit Fuzzyregelung und der automatischen Verzögerungsein heit 932b mit Fuzzyregelung vorhanden, was später im einzel nen unter Bezugnahme auf die dort erörterte Regelungseinheit beschrieben wird.

Dabei werden die Mitgliedsfunktionen so ausgedrückt, daß sie vier Niveaus von 0 bis 3 einnehmen.

4.2 Bedingungen zum Betreiben der Fuzzy-Regelungseinheiten

In Fig. 9 sind fünf verschiedene Bedingungen für die fünf verschiedenen Fuzzy-Regelungseinheiten dargestellt, damit diese ihre Aufgaben entsprechend der jeweiligen Regeleinheit ausführen, zu denen sie gehören.

1. Während des Betreibens der automatischen Beschleunigungs einheit, der automatischen Verzögerungseinheit und der auto matischen Überlastregelungseinheit werden die entsprechenden Fuzzy-Regelungseinheiten FCYB immer betrieben.
2. In der mit Fuzzy-Schutzeigenschaften versehenen Einheit für normale Beschleunigung und der mit Fuzzy-Schutz eigenschaften versehenen Einheit für normale Verzögerung un terliegen deren zwei Fuzzy-Regelungseinheiten FZYB denselben Bedingungen, um eine Routine zu beenden oder zu verlassen, wie sie für die Regelungseinheiten gelten, zu denen sie gehö ren. Andererseits ist eine Startbedingung, daß der Abstand kleiner als 0 ist oder daß die Wahrscheinlichkeit besteht, daß er kleiner als 0 wird, d. h., daß erkannt wird, daß der Meßwert bereits über dem Grenzwert liegt oder ein Vorhersage wert, der bei einem Abtastvorgang um k Schritte später vor aussichtlich festgestellt wird, der Voraussage nach größer als der Grenzwert ist.
3. Der vorausgesagte Abstandswert FDn + k nach dem k-ten Ab tastvorgang wird durch die folgende Gleichung berechnet:
FDn + k = (FSn).(kTs) + (FDn) (2).

Fig. 10 zeigt ein Beispiel unter Verwendung einer Mittelungs linie mit vier Punkten für Änderungen, die zusätzlich zu dem, was in Fig. 7 dargestellt ist, eingezeichnet ist. Es wird angenommen, daß sich bei einem Ratengradienten FSn, wie er zum Zeitpunkt des n-ten Abtastvorgangs gemäß Gleichung 1 be rechnet wird, der Abstand bis nach dem k-ten Abtastvorgang immer weiter ändert, und daß dann ein Voraussageabstand nach der Zeitspanne kTs durch die Gleichung 2 berechnet wird. In der Zeichnung ist ein Beispiel zum Erstellen der Ausführungs bedingung unter der Annahme k = 2 veranschaulicht, und der Meßwert überschreitet seinen Grenzwert, wodurch der vorausge sagte Abstand positiv wird.

5.1 Detaillierte Beschreibung der verschiedenen Regelungsein heiten

Jede der fünf Regelungseinheiten, also die durch Fuzzyrege lung geschützte Einheit 931a für normale Beschleunigung, die durch Fuzzyregelung geschützte automatische Beschleunigungs einheit 931b, die durch Fuzzyregelung geschützte Einheit 932a für normale Verzögerung, die automatische Verzögerungseinheit 932b mit Fuzzyregelung und die Überlastregelungseinheit 9332b mit Fuzzyregelung werden im folgenden im einzelnen beschrie ben.

5.1 Durch Fuzzyregelung geschützte normale Beschleunigung Regelungsarchitektur

Die durch Fuzzyregelung geschützte Einheit 931a für normale Beschleunigung weist eine Anordnung auf, wie sie in der Fig. 11 dargestellt ist, mit der in der Fig. 6 beschriebenen Fuz zy-Regelungseinheit FZYB1a im zentralen Bereich und weiteren zugehörigen Teilen in der Peripherie. Die Eingaben in diese Fuzzy-Regelungseinheit beinhalten den Abstand FD1a zwischen dem Strommeßwert IM und dem Stromgrenzwert IlimA während Be schleunigung sowie die Annäherungsrate FS1a von der Raten- Berechnungseinheit FSPD1a, die auf die unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschriebene Weise erzeugt wurde. Unter Verwendung derselben Eingänge wie vorstehend genannt führt die Fuzzyaus führungs-Beurteilungseinheit 931a2 eine Verarbeitung aus, um die bereits in bezug auf die Fig. 9 und 10 beschriebenen Aus führungsbedingungen zu bestimmen. In der Fig. 11 wird der Betrieb dieser Fuzzy-Regelungseinheit FZYB1a beispielsweise wie folgt wiedergegeben.

Wenn die Fuzzy-Regelungseinheit FZYB1a nicht betrieben wird, wird eine hypothetische Bezugsfrequenz f1SU als tatsächliche Bezugsfrequenz f1 ausgewählt. Diese Frequenz f1SU wird da durch erhalten, daß eine vorgegebene Beschleunigungsrate Δfa* in einem Integrierer 931a7 gemäß der folgenden Gleichung 3 integriert wird. Wenn die Betriebsbedingung erfüllt ist, wird der Schalter SW1a auf das Ausgangssignal von der Fuzzyausfüh rung-Beurteilungseinheit 931a2 hin so umgeschaltet, wie in Fig. 11 dargestellt, wodurch eine Fuzzy-Bezugsfrequenz f1F, die durch die Fuzzy-Regelungseinheit FZYB1 erzeugt wurde, als Bezugsfrequenz f1 ausgewählt wird.

Nachfolgend wird der Wert, der beim i-ten Abtastvorgang er halten wird, mit (i) am Ende jedes Symbols gekennzeichnet.

f1SU = Δfa*(n) + fiF(n-1) (3),

wobei f1SU das Ausgangssignal des Integrierers 931a7 ist.

Gleichung für die Bezugsfrequenz

Das Ausgangssignal F01a der Fuzzy-Regelungseinheit FZYB1a wird in Verbindung mit der vorgegebenen Beschleunigungsrate Δfa* und der hypothetischen Bezugsfrequenz f1SU durch einen Multiplizierer 931a3, zwei Integrierer 931a4 und 931a6 sowie einen Addierer 931a5 weiterverarbeitet, um die Fuzzy-Bezugs frequenz f1F gemäß den folgenden Gleichungen 4 bis 6 zu er zeugen:

ΔfaF(n) = Δfa* - sum{(Δfa*) × F01a(i)} (4),

wobei ΔfaF(n) das Ausgangssignal des Addierers 931a5 (Fuzzy- Beschleunigungsrate) ist;

f1FP = ΔfaF(n) + f1F(n-1) (5),

wobei f1FP das Ausgangssignal des Integrierers 931a6 ist;

f1F(n) = min(fiSu(n), f1FP(n)) = f1(n) (6)

wobei f1F(n) das Ausgangssignal eines Minimalwert-Auswählers 931a8 ist (Fuzzy-Bezugsfrequenz).

Genauer gesagt, wird die Fuzzy-Beschleunigungsrate ΔfaF in Gleichung 4 in solcher Weise erzeugt, daß das Ausgangssignal F01a einer Fuzzy-Regelungseinheit mit der vorgegebenen Be schleunigungsrate Δfa* multipliziert wird, und bei jedem Ab tastvorgang zum vorigen Wert addiert wird, wobei die Summe von der vorgegebenen Beschleunigungsrate abgezogen wird. Dann wird diese Fuzzy-Beschleunigungsrate versuchsweise zur vori gen Bezugsfrequenz addiert, um durch die Gleichung 5 eine vorskalierende Fuzzy-Bezugsfrequenz f1FP zu erzeugen. Wenn sich jedoch beim Abtastvorgang herausstellt, daß die vorska lierende Fuzzy-Bezugsfrequenz f1FP größer als die hypotheti sche Bezugsfrequenz f1SU ist, wird diese hypothetische Be zugsfrequenz durch Gleichung 6 als Bezugsfrequenz f1 ausge wählt.

Regeln

Die in der Fuzzy-Regelungseinheit FZYB1a verwendeten Regeln sind spezieller in Fig. 12 dargestellt. In der Zeichnung drückt die Regel No. 20 z. B. folgendes aus: "Wenn der Abstand PL ist und die Näherungsrate PL ist, dann ist die Ausgabe PL". D. h., "wenn der Strommeßwert seinen Grenzwert stark übersteigt und der Strom anfängt stark zu steigen, dann ist die Beschleunigungsrate stark zu verringern" (dies soll auch als ein nach unten gerichteter großer Pfeil verstanden wer den).

D. h., daß gemäß dieser Regel No. 20 ein Fuzzy-Ausgabewert F01a mit positivem Vorzeichen und relativ großem Absolutwert ausgewählt wird, wobei die Beziehung zu den anderen Regeln No. 15, 16 und 21 berücksichtigt wird, die die Regel No. 20 umgeben. Im Ergebnis wird die vom Addierer 931a5 gemäß Glei chung 3 ausgegebene Fuzzy-Beschleunigungsrate ΔfaF verrin gert, wodurch die Beschleunigungsrate verringert wird.

Betriebsvorgänge

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf Fig. 13 Änderungen beschrieben, wie sie im Lauf der Zeit bei den Strommeßwerten und den Bezugsfrequenzen auftreten. In Fig. 13 wird ein Be reich hinsichtlich des, Abstands zwischen (IlimA - δ) und (IlimA + δ), der den, Beschleunigungsstrom-Grenzwert IlimA in seiner Mitte enthält, als der durch die Fuzzyregelung abzu deckende Bereich bezeichnet, und er wird in der Abstand vorskaliereinrichtung FPSS innerhalb der Fuzzy-Regelungsein heit in 16 Niveaus von 0 bis 15 unterteilt.

Es sei angenommen, daß während des Betriebs gemäß einer Be zugsfrequenz f1L der Modus zu einem Zeitpunkt t0 auf den Be schleunigungsmodus gewechselt hat. Zu Beginn der Beschleuni gung steigt die Bezugsfrequenz mit der vorgegebenen Beschleu nigungsrate an, und demgemäß steigt der Strommeßwert schnell an. Es sei angenommen, daß zu einem Zeitpunkt t1 die Fuzzy- Regelungseinheit durch eine voraussagende Berechnung für den Strom in Aktion tritt. In der Folge wird die Fuzzy-Be schleunigungsrate bestimmt, wodurch die Beschleunigungsrate ΔfaF verringert wird und sich die Zunahme der Bezugsfrequenz verlangsamt. Das Ausmaß der Änderung hängt von der Größe des Zuwachses des Strommeßwertes und dem Ausmaß des Abstands zum Stromgrenzwert IlimA ab.

Nach dem Zeitpunkt t2 bis zum Zeitpunkt t4 wird, da der Strom einer sich nach unten verringernden Kurve folgt, die Be schleunigungsrate so geändert, daß sie erneut zunimmt. In der Zeitspanne vom Zeitpunkt t3 bis zum Zeitpunkt t4 wird jedoch angenommen, daß die zugehörige, für diese Zeitspanne berech nete Fuzzy-Bezugsfrequenz die vorausgesagte Bezugsfrequenz übersteigt, und es wird die vorausgesagte Bezugsfrequenz als Bezugsfrequenz ausgewählt.

Zum Zeitpunkt t5 ist die Bezugsfrequenz f1 so weit angestie gen, daß sie mit der Vorgabefrequenz fr zusammenfällt, die f1H entspricht, woraufhin der Beschleunigungsmodus verlassen wird.

5.2 Automatische Beschleunigung mit Fuzzyregelung Regleranordnung

Die automatische Beschleunigungseinheit 931a mit Fuzzyrege lung weist die in Fig. 14 dargestellte Anordnung auf. Die Eingaben in die Fuzzy-Regelungseinheit FZYB1b, die die Schlüsselkomponente dieser Einheit ist, beinhalten den Ab stand FD1b zwischen dem Strommeßwert IM und dem Stromgrenz wert IlimA während einer Beschleunigung sowie die Näherungs rate FS1b, die in der Raten-Berechnungseinheit FSPD1b erzeugt wird. Ferner wird in dieser automatischen Beschleunigungsein heit mit Fuzzyregelung die Fuzzy-Regelungseinheit immer be trieben, um eine Ausgabe F01a zu erhalten, die dann im Inte grierer 941b4 integriert wird, um eine Puzzy-Beschleuni gungsrate ΔfaF zu erhalten, die ihrerseits im Integrierer 931b6 integriert wird, um eine geeignete aktualisierte Be zugsfrequenz f1 zu erzeugen. ΔfaF und f1 zum Zeitpunkt des Abtastvorgangs n sind jeweils durch die folgende Gleichung 7 gegeben:
(Gleichung für die Bezugsfrequenz)

ΔfaF(n) = F01b(n) + ΔfaF(n-1),

wobei ΔfaF(n) das Ausgangssignal des Integrierers 931b4 ist;
(Bezugsfrequenz)

f1(n) = ΔfaF(n) + f1(n-1)

wobei f1(n) das Ausgangssignal des Integrierers 931b6 ist.

Regeln

In der Fig. 15 sind spezielle Regeln dargestellt, wie sie innerhalb der Fuzzy-Regelungseinheit FZYB1b verwendet werden. Wie vorstehend beschrieben, existieren für die automatische Beschleunigungseinheit mit Fuzzyregelung sechs Arten von Mit gliedsfunktionen hinsichtlich des Abstands, wodurch insgesamt 30 zu definierende Regeln vorhanden sind. Z. B. drückt die Regel No. 25 folgendes aus: "Wenn der Abstand PL ist und die Annäherungsrate PL ist, sollte die Ausgabe NL sein". D. h.: "Wenn der Strommeßwert seinen Grenzwert wesentlich übersteigt und der Strom wahrscheinlich stark ansteigen wird, sollte die Beschleunigungsrate entsprechend stark verringert werden".

Durch diese Regel No. 25 wird somit unter Berücksichtigung der Beziehungen zu den Regeln 20, 21 und 26, die direkt dane ben liegen, ein aktualisiertes Fuzzy-Ausgangssignal F01b er halten, das ein negatives Vorzeichen und einen größeren Abso lutwert aufweist. Im Ergebnis nimmt die Fuzzy-Beschleuni gungsrate ΔfaF, die das Ausgangssignal des Integrierers 931b4 ist, ab, wodurch sich die Beschleunigungsrate entsprechend verringert.

Betriebsvorgänge

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Fig. 16 zeitliche Änderungen des Strommeßwerts IM und des Bezugssignals f1 be schrieben. In Verbindung mit Fig. 13 wurde darauf hingewie sen, daß der Bereich unter dem oberen Niveau (IlimA + δ) der Abstandsbereich ist, der durch die Fuzzyregelung abzudecken ist, und daß der Bereich durch die Abstands-Vorskaliereinheit FPSS in der Fuzzy-Regelungseinheit in 16 Niveaus von 0 bis 15 unterteilt wird.

Es sei angenommen, daß zum Zeitpunkt to, während ein Betrieb mit der Bezugsfrequenz f1L erfolgt, bewirkt wird, daß der Modus auf den Beschleunigungsmodus wechselt und daß gleich zeitig die Fuzzy-Regelungseinheit betrieben wird. Zunächst wird ein schnelles Ansteigen des Stroms dadurch verhindert, daß allmählich beschleunigt wird, hauptsächlich gemäß den Regeln No. 1, 2, 6 und 7. Dann wird abhängig von diesen Re geln, wenn der Strommeßwert IM in die Nähe des Stromgrenz werts IlimA kommt, automatisch eine Fuzzy-Beschleunigungsrate ΔfaF bestimmt, die dazu geeignet ist, den Strommeßwert in der Nähe des Grenzwerts zu halten.

Zum Zeitpunkt t1 steigt die Bezugsfrequenz f1 so an, daß sie mit der Vorgabefrequenz f* übereinstimmt, die f1H entspricht, wodurch der Beschleunigungsmodus verlassen wird.

Realisierung der durch Fuzzyregelung geschützten normalen Beschleunigung

Bei der Anordnung der unter Bezugnahme auf die Fig. 11 be schriebenen, durch Fuzzyregelung geschützten Einheit 931a für normale Beschleunigung wurde die Vorgabebeschleunigungsrate Δfa* dazu verwendet, die Fuzzy-Beschleunigungsrate ΔfaF zu erzeugen. Dies stellt jedoch keine Einschränkung dar, und die automatische Beschleunigungseinheit 931a mit Fuzzyregelung, deren Anordnung in der Fig. 14 dargestellt ist, kann so ver ändert werden, daß derselbe Effekt erhalten wird. Bei der Anordnung der Fig. 14 können die Ausführungsbedingung zum Betreiben der Fuzzy-Regelungseinheit so abgeändert werden, daß sie an das angepaßt ist, was vorstehend für die durch Fuzzyregelung geschützte normale Beschleunigung beschrieben ist, wobei auch die durch die Fuzzyregelung erzeugte Bezugs frequenz (Fuzzy-Bezugsfrequenz) mit der vorausgesagten Be zugsfrequenz verglichen werden kann, um eine geeignete Be zugsfrequenz zu erhalten, abhängig davon, welche kleiner ist.

5.3 Durch Fuzzyregelung geschützte normale Verzögerung: Aus wahlverfahren

Für eine geeignete Frequenzregelung bei Verzögerung ist es erforderlich, sowohl den Strom als auch die Spannung zu be grenzen. Daher sind zwei verschiedene Fuzzy-Regelungs einheiten für den Verzögerungsbetrieb vorhanden, die zusammen eine geeignete Frequenz festlegen. Beispiele für derartige Kombinationen werden für zwei Verfahrenstypen beschrieben, dem Auswahltyp und dem seriellen Typ, wobei der erstere auf die durch Fuzzyregelung geschützte normale Verzögerung ange wandt wird und der letztere auf die automatische Verzögerung mit Fuzzyregelung, die später beschrieben wird. Alternative Kombinationen, d. h. durch Fuzzyregelung geschützte normale Beschleunigung unter Verwendung des seriellen Verfahrens so wie automatische Verzögerung mit Fuzzyregelung unter Verwen dung des Auswahlverfahrens sind auch möglich.

Regleranordnung

In der Fig. 17 ist ein schematisches Diagramm der durch Fuz zyregelung geschützten Einheit für normale Verzögerung darge stellt, die das vorstehend genannte Auswahlverfahren verwen det. Gemäß diesem Auswahlverfahren wird eines der Ausgangs signale der stromseitigen Fuzzy-Regelungseinheit bzw. der spannungsseitigen Fuzzy-Regelungseinheit so ausgewählt, daß die Verzögerungsrate so verändert werden kann, daß man auf der sicheren Betriebsseite liegt.

Zu den Eingangssignalen für die stromseitige Fuzzy-Regelungs einheit FZYB2aI gehören ein Abstand FD2aI, der die Differenz zwischen dem Strommeßwert IM und dem Stromgrenzwert IlimD bei Verzögerung ist, und eine Näherungsrate FS2aI, die durch eine Raten-Berechnungseinheit FSPD2aI auf der Grundlage der vor stehend genannten Differenz erzeugt wird. Zu den Eingangs signalen für die spannungsseitige Fuzzy-Regelungseinheit FZYB2aV gehören ein Abstand FD2aV, der die Differenz zwischen dem Spannungsmeßwert ED und dem Spannungsgrenzwert Flim ist, und eine Näherungsrate FS2aV, die von einer Raten- Berechnungseinheit FSPD2aV auf der Grundlage des vorstehend genannten Abstandes FD2aV erzeugt wird. Die beiden Ausgangs signale F02aI und F02aV dieser zwei Fuzzy-Regelungseinheiten werde in eine Auswahleinheit 932a7 eingegeben, die ihrerseits ein Ausgangssignal F02a erzeugt.

Die Vorgänge, die diese Fuzzy-Regelungseinheiten ausführen, sind dieselben, wie es für Fig. 9 beschrieben wurde, jedoch ist hier angenommen, daß dann, wenn eine der Ausführungsbe dingungen auf der Strom- oder Spannungsseite erfüllt ist, beide Fuzzy-Regelungseinheiten aktiviert werden, um ihre Fuz zyfunktionen auszuführen. Die Ausführungsbeurteilungseinheit ist zum Vereinfachen der Zeichnung in der Fig. 17 weggelas sen.

Wenn keine der zwei Fuzzy-Regelungseinheiten FZYB2aI und FZYB2aV aktiviert ist, wird die hypothetische Bezugsfrequenz fiSU als tatsächliche Bezugsfrequenz f1 ausgewählt. Diese Frequenz f1SU wird dadurch erhalten, wie dies unten rechts in Fig. 17 dargestellt ist, daß die vorgegebene Beschleunigungs rate Δfd* in einem Integrierer 932a7 entsprechend der folgen den Gleichung 8 in Negativrichtung integriert wird. Dann wird, wenn die Ausführungsbedingung einmal erfüllt ist, der Schalter SW2a so umgeschaltet, wie es in Fig. 17 dargestellt ist, daß die Bezugsfrequenz f2F auf Grundlage des Ausgangs signals F02a von der Auswahleinheit 932a7 erzeugt wird und als Bezugsfrequenz f1 ausgewählt wird:

f1SU = -Δfa*(n) + f1F(n-1) (8),

wobei f1SU das Ausgangssignal des Integrierers 932a7 ist.

Gleichung für die Bezugsfrequenz

Das Ausgangssignal F02a der Auswahleinheit 932a7 wird unter Verwendung der vorgegebenen Verzögerungsrate Δfd* und der vorausgesagten Bezugsfrequenz f1SU mittels eines Multiplizie rers 932a3, zweier Integrierer 932a4 und 932a6 sowie eines Addierers 932a5 gemäß den folgenden Gleichungen 9 bis 11 in die Bezugsfrequenz f1F verarbeitet:

ΔfdF(n) = Δfd* - sum{Δfd*) × F02a(i)} (9),

wobei ΔfdF(n) das Ausgangssignal des Addierers 932a5 ist (Fuzzy-Verzögerungsrate);

f1FP = -ΔfdF(n) + f1F(n-1) (10),

wobei f1FP das Ausgangssignal des Integrierers 932a6 ist (vorskalierende Fuzzy-Bezugsfrequenz);

f1F(n) = max(f1SU(n), f1FP(n)) = f1(n) (11),

wobei f1F(n) das Ausgangssignal der Maximalwert-Auswahlein richtung 932a8 ist (Fuzzy-Bezugsfrequenz).

Das Ausgangssignal F02a der Auswahleinrichtung wird somit mit der vorgegebenen Verzögerungsrate Δfd* multipliziert und das Ergebnis mit jedem Abtastvorgang zum vorigen Wert addiert, woraufhin eine Subtraktion von der vorgegebenen Verzögerungs rate erfolgt, um die Fuzzy-Verzögerungsrate AfdF zu erzeugen (Gleichung 9). Dann wird diese Verzögerungsrate negativ zur vorigen Bezugsfrequenz addiert, um versuchsweise eine vorska lierende Fuzzy-Bezugsfrequenz f1FP zu erzeugen (Gleichung 10). Wenn jedoch die vorskalierende Fuzzy-Bezugsfrequenz f1FP zum Zeitpunkt eines Abtastvorgangs kleiner als die hypotheti sche Bezugsfrequenz f1SU ist, wird die hypothetische Bezugs frequenz stattdessen als Bezugsfrequenz f1 gewählt (Gleichung 11).

Auswahlverfahren

Wie aus der Fig. 9 erkennbar ist, wird die Verzögerungsrate um so kleiner, je größer F02a (einschließlich des Vorzei chens) ist. Daher ist die Auswahleinrichtung 932a7 so ausge bildet, daß sie vom Ausgangssignal F02aI der stromseitigen Fuzzy-Regelungseinheit FZYB2aI und vom Ausgangssignal F02aV der spannungsseitigen Fuzzy-Regelungseinheit FZYB2aV das grö ßere auswählt.

Regeln

Die speziellen Regeln, die innerhalb der stromseitigen Fuzzy- Regelungseinheit FZYB2aI verwendet werden, sind in Fig. 18 dargestellt. In dieser Zeichnung drückt z. B. die Regel No. 20 folgendes aus: "Wenn der Abstand PL ist und die Näherungsrate PL ist, sollte die Ausgabe PL sein", was bedeutet: "Wenn der Strommeßwert seinen Grenzwert stark übersteigt und der Strom auch stark am steigen ist, sollte die Verzögerungsrate sofort wesentlich verringert werden".

Andererseits sind die speziellen Regeln, wie sie innerhalb der spannungsseitigen Fuzzy-Regelungseinheit FZYB2aV zu ver wenden sind, in Fig. 19 dargestellt. In dieser Zeichnung gibt z. B. die Regel No. 20 folgendes an: "Wenn der Abstand PL ist und auch die Näherungsrate PL ist, sollte die Ausgabe PL sein", was bedeutet: "Wenn der Spannungsmeßwert seinen Grenz wert stark übersteigt und die Spannung auch stark am steigen ist, sollte die Verzögerungsrate sofort stark verringert wer den".

Betriebsvorgänge

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Fig. 20 die zeit lichen Änderungen der Spannungsmeßwerte, der Strommeßwerte und der Bezugsfrequenzen beschrieben. In der Fig. 20 ist der Bereich zwischen (IlimD - δ) und (IlimD + δ) um den Verzöge rungsstrom-Grenzwert IlimD in der Mitte zwischen diesen Wer ten als Bereich des Abstands festgelegt, der durch die strom seitige Fuzzyregelung abzudecken ist, und dieser Bereich wird durch die Abstand-Vorskaliereinrichtung FPSS innerhalb der Fuzzy-Regelungseinheit in 16 Niveaus von 0 bis 15 unterteilt. Jedoch gehört der Bereich unter (IlimD - δ) zum Niveau 0 und der Bereich über (IlimD + δ) gehört zum Niveau 15. Auf ähnliche Weise ist der Bereich zwischen (Vlim - ε) und (Vlim + ε) um den in der Mitte zwischen diesen Werten liegenden Spannungsgrenz wert Vlim herum als Abstandsbereich festgelegt, der durch die spannungsseitige Fuzzyregelung abzudecken ist, und dieser Bereich wird durch die Abstand-Vorskaliereinrichtung FPSS innerhalb der Fuzzy-Regelungseinheit in 16 Niveaus von 0 bis 15 unterteilt. Jedoch ist der Bereich unter (Vlim - ε) im Ni veau 0 enthalten, und der Bereich über (Vlim + ε) ist im Niveau 15 enthalten. Die folgende Beschreibung erfolgt unter der Annahme, daß die in Fig. 2 dargestellte Bremse 3 nicht arbei tet.

Es sei angenommen, daß zu einem Zeitpunkt to, während ein Betrieb mit der Vorgabefrequenz f1 = f1H erfolgt, der Modus zum Verzögerungsmodus wechselt. Im Anfangsstadium der Verzö gerung nimmt die Bezugsfrequenz allmählich mit der vorgegebe nen Verzögerungsrate ab, jedoch steigt in Zusammenhang mit dieser Abnahme der Spannungsmeßwert stark an. Es sei angenom men, daß die Fuzzy-Regelungseinheit zu einem Zeitpunkt t1 ihren Betrieb startet, aktiviert durch die voraussagende Be rechnung der Spannung. Dadurch wird die auf der Spannungssei te erzeugte Fuzzy-Verzögerungsrate ausgewählt, um die Verzö gerungsrate ΔfdF zu verringern und um dadurch den Abfall der Bezugsfrequenz zu verlangsamen, bis der Abfall im wesentli chen endet. Im Ergebnis nimmt die Spannung ab einem Zeitpunkt t2 den Verlauf einer abfallenden Kurve (Betrieb mit Lei stungsaufnahme) ein, und dann wächst ab einem Zeitpunkt t3 die Verzögerungsrate erneut an, was bewirkt, daß die Spannung erneut ansteigt (Betrieb unter Leistungsabgabe). D. h., daß bei einer kontinuierlichen Einstellung der Verzögerungsrate abwechselnde Anstiege und Abnahmen der Spannung aufgrund des Laufens mit Energieabgabe und Energieaufnahme einander ab wechseln, um den Motor sicher zu verzögern. Wenn die mechani sche Trägheitsenergie zusammen mit dem Abfallen der Bezugs frequenz auf einen ausreichend kleinen Wert abgenommen hat, erfolgt anschließend kein Anstieg der Spannung bei einem Lauf mit Energieaufnahme mehr, und zwar selbst wenn eine große Verzögerungsrate verwendet wird (da die Trägheitsenergie als mechanischer Verlust und Wechselrichterverlust verbraucht wird), woraufhin eine Korrektur und Einstellung der Beschleu nigungs- und Verzögerungsrate von der Stromseite her möglich ist. In Fig. 20 ist dargestellt, daß dieser Effekt zwischen den Zeitpunkten t4 und t5 auftritt. Dadurch dauert die Verzö gerung abhängig von der Größe des Strommeßwerts bis zu einem Zeitpunkt t6 an, zu dem die Bezugsfrequenz f1 so ansteigt, daß sie mit der Vorgabefrequenz fr = f1L übereinstimmt, wo durch der Verzögerungsmodus verlassen wird. Ferner fällt, obwohl dies in Fig. 20 nicht dargestellt ist, in jedem Fall, in dem die Bezugsfrequenz f1 stark abfallen soll, diese nie unter die hypothetische Bezugsfrequenz f1SU, und sie wird durch den Betrieb der Maximalwert-Auswahleinrichtung 932a8 über dieser gehalten.

5.4 Automatische Verzögerung mit Fuzzyregelung: Serielles Verfahren

Im folgenden wird beispielhaft das serielle Verfahren für die automatische Verzögerungseinheit 932a mit Fuzzyregelung be schrieben, bei dem, wie oben angegeben, die spannungsseitige Fuzzy-Regelungseinheit und die stromseitige Fuzzy-Regelungs einheit in Reihe geschaltet sind.

Regleranordnung

Die automatische Verzögerungseinheit 932a mit Fuzzyregelung weist die in Fig. 21 dargestellte Anordnung auf. Zu Eingaben in die spannungsseitige Fuzzy-Regelungseinheit FZYB2bV gehö ren ein Abstandswert FD2bV, der die Differenz zwischen dem Spannungsmeßwert ED und dem zugehörigen Spannungsgrenzwert Vlim ist, und ein Annäherungsratenwert FS2bV, der auf der Grundlage der vorstehend genannten Differenz durch die Raten- Berechnungseinheit FSPD2bV erzeugt wird. Das Ausgangssignal F02bV der Fuzzy-Regelungseinheit wird in einem Multiplizierer 932b3 quadriert und dann in einem Integrierer 932b4 inte griert, um den Bezugsstrom-Grenzwert Ilim* durch einen Be grenzer 932b9 auf einen Wert unter dem Verzögerungsstrom- Grenzwert IlimD zu begrenzen. Der zwischen diesem Wert Ilim* und dem Strommeßwert IM liegende Abstandswert FD2bI und auch der Annäherungsratenwert FS2bI, der von der Raten-Berech nungseinheit FSPD2bI auf der Grundlage des Abstandswerts FD2bI erzeugt wird, werden in eine stromseitige Fuzzy- Regelungseinheit FZYB2bI eingegeben. Das Ausgangssignal F02bI der stromseitigen Fuzzy-Regelungseinheit FZYB2bI wird in ei nem Integrierer 932b6 aufaddiert, um eine Fuzzy-Verzögerungs rate ΔfdF zu erzeugen, die dann mit negativem Vorzeichen in einem Integrierer 932b7 aufaddiert wird, um die Bezugsfre quenz f1 zu erzeugen.

Die jeweilige Werte von Ilim*, ΔfdF und f1 zum Zeitpunkt des n-ten Abtastvorgangs werden durch die folgenden Gleichungen 12 erhalten.

Gleichung für die Bezugsfrequenz

Ilim*(n) = F02bV(n) × F02bV(n) + Ilim*(n-1),

wobei Ilim* das Ausgangssignal des Integrierers 932b4 ist;

ΔfdF(n) = F02bI(n) + ΔfdF(n-1),

wobei ΔfdF das Ausgangssignal des Integrierers 932b6 ist; und

f1(n) = -ΔfdF(n) + f1(n-1) (12),

wobei f1 das Ausgangssignal des Integrierers 932b7 ist.

Der Grund, weswegen der spannungsseitige Fuzzy-Ausgabewert F02bV quadriert wird, ist der, daß der Ausgabewert mit einem von 16 Pegeln vorliegt, die jeweils einen ziemlich kleinen Bereich umfassen, wobei es beabsichtigt ist, den erkennbaren Ausgangsbereich zu erweitern. Dieses Quadrierverfahren zur Erweiterung kann auch auf andere Fuzzy-Regelungseinheiten angewandt werden.

Regeln

Die Regeln, die innerhalb der spannungsseitigen Fuzzy-Rege lungseinheit FZYB2bV zu verwenden sind, werden speziell unter Bezugnahme auf die Fig. 22 beschrieben. In der Zeichnung gibt z. B. die Regel No. 20 folgendes an: "Wenn der Abstand PL ist und auch die Näherungsrate PL ist, sollte die Ausgabe PL sein", was folgendes bedeutet: "Wenn der Spannungsmeßwert seinen Grenzwert stark übersteigt und auch die Spannung stark ansteigt, sollte der Bezugsstrom-Grenzwert Ilim* wesentlich verringert werden". Obwohl bei den spannungsseitigen Regeln für die in Fig. 19 dargestellte, durch Fuzzyregelung ge schützte Einheit für normale Verzögerung, bei der, da sie auf einem Auswahlverfahren beruht, kein Erfordernis für das Be reitstellen von Mitteln zum Beibehalten der Spannung auf ei nem konstanten Wert besteht, die Regeln auf der Seite zum Unterdrücken eines Spannungsanstiegs ausgeprägter als die auf der Verringerungsseite sind, ist andererseits in Fig. 22 zum Erzielen variabler Einstellungen und Korrekturen durch Inkre mentieren oder Dekrementieren der Strombezugsfrequenz eine Anordnung mit im wesentlichen Punktsymmetrie um die Regel No. 12 herum ausgebildet.

Die innerhalb der stromseitigen Fuzzy-Regelungseinheit FZYB2bI zu verwendenden Regeln sind in der Fig. 23 darge stellt. Es gibt sechs verschiedene Mitgliedsfunktionen in bezug auf den Abstand, ähnlich wie in der oben beschriebenen automatischen Beschleunigungsregelungseinheit, wodurch insge samt 30 Regeln definiert sind. Z. B. drückt die Regel No. 25 folgendes aus: "Wenn der Abstand PL ist und auch die Nähe rungsrate PL ist, sollte die Ausgabe PL sein", was bedeutet: "Wenn der Strommeßwert seinen Grenzwert stark übersteigt und der Strom stärker ansteigt, sollte die Verzögerungsrate so fort wesentlich verringert werden". Die Regeln sind insgesamt so festgelegt, daß der Strommeßwert IM dem sich ändernden Bezugsstrom-Grenzwert Ilim* so folgt, daß er mit diesem zu sammenfällt.

Betrieb

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Fig. 24 die zeit lichen Änderungen des Spannungsmeßwerts ED, des Bezugsstrom- Grenzwerts Ilim*, des Strommeßwerts IM und der Bezugsfrequenz f1 beschrieben. In der Fig. 24 ist der Bereich zwischen (Vlim - ε) und (Vlim + ε) um den in der Mitte zwischen diesen Werten liegenden Spannungsgrenzwert Vlim herum als Abstands bereich spezifiziert, wie er durch die spannungsseitige Fuz zy-Regelungseinheit abzudecken ist, und der Bereich wird fer ner durch die Abstand-Vorskaliereinrichtung FPSS innerhalb der Fuzzy-Regelungseinheit in 16 Niveaus von 0 bis 15 unter teilt. Ferner ist der Bereich zwischen (Ilim* - δ) und (Ilim* + δ) um den in der Mitte zwischen diesen Werten liegen den Bezugsstrom-Grenzwert Ilim* herum als Abstandsbereich festgelegt, der durch die stromseitige Fuzzy-Regelungseinheit abzudecken ist, und dieser Bereich wird durch die Abstand- Vorskaliereinheit FPSS innerhalb der Fuzzy-Regelungseinheit in 16 Niveaus von 0 bis 15 unterteilt. Jedoch ist der Bereich unter (IlimD - δ) im Niveau 0 enthalten, und der Bereich über (IlimD + δ) ist im Niveau 15 enthalten. Auf ähnliche Weise ist der Bereich unter (Vlim - ε) im Niveau 0 enthalten, und der Bereich über (Vlim + ε) ist im Niveau 15 enthalten. Hierbei ist in der folgenden Beschreibung auch angenommen, daß die in Fig. 2 dargestellte Bremse 3 nicht arbeitet.

Es sei angenommen, daß während des Betriebs mit der Bezugs frequenz f1 = f1H der Modus zu einem Zeitpunkt to auf den Verzögerungsmodus geändert wird. In diesem Moment wird der Bezugsstrom-Grenzwert Ilim* für den Strommeßwert IM für die sen Zeitpunkt initialisiert. Zu Beginn der Verzögerung wird bewirkt, da der Spannungsmeßwert ED ausreichend unter seinem Grenzwert liegt, daß der Bezugsstrom-Grenzwert Ilim* an steigt, wodurch der Strommeßwert in Übereinstimmung damit ansteigt, wodurch der Spannungsmeßwert ansteigt. Wenn dann die Wahrscheinlichkeit besteht, daß die ansteigende Spannung ihren Grenzwert übersteigt oder sie diesen überschritten hat, wird der Bezugsstrom-Grenzwert Ilim* kontinuierlich und ver änderlich so eingestellt, daß er seinen Verlauf abhängig vom aktualisierten Abstand und dem Näherungsratenwert ändert, welchem verlauf der Strommeßwert anschließend folgen soll. Wie vorstehend beschrieben, wird die Bezugsfrequenz so fest gelegt, daß sie allmählich durch abwechselndes Wiederholen der Anstiege (Lauf mit Energieabgabe) und Abnahmen (Lauf mit Energieaufnahme) der Spannung abfällt.

Anschließend, wenn die mechanische Trägheitsenergie zusammen mit der Abnahme der Bezugsfrequenz ausreichend klein wird, tritt kein Spannungsanstieg mehr auf, selbst wenn eine große Verzögerungsrate angewandt wird. Dadurch kann die Verzöge rungsrate erhöht werden, da der Bezugsstrom-Grenzwert Ilim* ansteigen kann, wodurch der Strom entsprechend ansteigt. Dann steigt die Bezugsfrequenz f1 zu einem Zeitpunkt t6 so weit an, daß sie mit der Vorgabefrequenz fr = f1L übereinstimmt, woraufhin das Verlassen aus dem Verzögerungsmodus zugelassen wird. Ferner darf, obwohl dies in Fig. 24 nicht angegeben ist, der Bezugsstrom-Grenzwert Ilim* durch den Betrieb eines Begrenzers 932b9 maximal nur bis zum Niveau des Verzöge rungsstrom-Grenzwerts IlimD ansteigen.

Realisierung der durch Fuzzyregelung geschützten normalen Verzögerung

Hinsichtlich der unter Bezugnahme auf die Fig. 16 beschriebe nen Konfiguration der durch Fuzzyregelung geschützten Einheit 932a für normale Verzögerung ist beschrieben, daß die Fuzzy- Verzögerungsrate ΔfdF unter Verwendung der vorgegebenen Ver zögerungsrate Δfd* erzeugt wird, jedoch besteht keine Be schränkung hierauf, und die automatische Verzögerungseinheit 932a mit Fuzzyregelung, wie sie in Fig. 21 dargestellt ist, kann für denselben Zweck verändert werden. D. h., daß zusätz lich zur Konfiguration des Reglers gemäß Fig. 17 die Ausfüh rungsbedingung zum Betreiben der Fuzzy-Regelungseinheit so modifiziert werden kann, wie es vorstehend unter Bezugnahme auf die durch Fuzzyregelung geschützte normale Verzögerung beschrieben wurde, und beim Vergleich zwischen der auf der Seite der Fuzzyregelung erzeugten Bezugsfrequenz (Fuzzy-Be zugsfrequenz) und der hypothetischen Bezugsfrequenz kann der größere der beiden Werte als geeignete Bezugsfrequenz ausge wählt werden.

5.5 Automatische Überlast-Fuzzyregelung Regleranordnung

Die automatische Überlast-Fuzzyregelungseinheit 9332b verfügt über eine Anordnung, wie es in der Fig. 25 dargestellt ist. Zu den Eingangssignalen für die Fuzzy-Regelungseinheit FZYB32b, die einen Schlüsselabschnitt des Reglers bildet, gehören ein Abstandswert FD32b, der die Differenz zwischen dem Strommeßwert IM und dem zugehörigen Überlaststrom- Grenzwert Ilim0 ist, und ein Näherungsratenwert FS32b, der von einer Raten-Berechnungseinheit FSPD32b erzeugt wird. Das Ausgangssignal F032b wird in einem Integrierer 9332b4 aufin tegriert, um eine Fuzzy-Beschleunigungs- und -Verzögerungs rate ΔfadF zu erzeugen, die weiter in einem Integrierer 9332b6 aufsummiert wird, um eine Bezugsfrequenz f1 zu erhal ten. ΔfadF und f1, wie sie zum Zeitpunkt des n-ten Abtastvor gangs erhalten werden, werden durch die folgenden Gleichungen 13 wiedergegeben:
(Gleichung für die Bezugsfrequenz)

ΔfadF(n) = F032b(n) + ΔfadF(n-1),

wobei ΔfadF(n) das Ausgangssignal des Integrierers 9332b4 ist (Fuzzy-Beschleunigungs/Verzögerungs-Rate); und

f1(n) = ΔfadF(n) + f1(n-1) (13),

wobei f1(n) das Ausgangssignal des Integrierers 931b6 ist (Bezugsfrequenz).

Die Aktivierung dieser automatischen Überlast-Fuzzy-Rege lungseinheit erfolgt durch die Überlast-Beurteilungseinheit 935, wie oben beschrieben. Dann wird die Bezugsfrequenz f1 im Startmoment der Aktivierung in einer Startpunkt-Bezugsfre quenzspeichereinrichtung 9332b8 als f1oO abgespeichert. Die Beendigung des Betriebs dieser automatischen Überlast-Fuzzy- Regelungseinheit ist dieselbe, wie es unter Bezugnahme auf die Fig. 4(a), (b) und (c) beschrieben wurde. Zum Vornehmen dieser Beurteilung des Beendigens des Betriebs ist eine Ab schlußbeurteilung-Verarbeitungseinheit 9332b9 vorhanden, in die der vorstehend genannte Wert f1oO, die Bezugsfrequenz f1 und die Vorgabefrequenz fr eingegeben werden.

Regeln

Die speziellen Regeln, die in der Fuzzy-Regelungseinheit FZYB32b verwendet werden, sind in der Fig. 26 dargestellt. In der Zeichnung gibt z. B. die Regel No. 20 folgendes wieder: "Wenn der Abstand PL ist und auch die Näherungsrate PL ist, sollte die Ausgabe NL sein", was bedeutet: "Wenn der Strom meßwert seinen Grenzwert wesentlich überschreitet und der Strom wesentlich ansteigt, sollte die Beschleunigungs- oder Verzögerungsrate erheblich verringert werden". D. h., daß in dieser Regel No. 20 ein Wert mit negativem Vorzeichen und größerem Absolutwert als Fuzzy-Ausgangssignal F032b verwendet wird, wobei die Abhängigkeit von den anderen Regeln No. 15, 16 und 21 berücksichtigt wird, die um diese Regel herum ange ordnet sind. Im Ergebnis nimmt die Fuzzy-Beschleunigungs- und -Verzögerungsrate ΔfadF, wie sie vom Integrierer 9332b4 aus gegeben wird, ab. Durch Wiederholen dieser Verarbeitung wird die Beschleunigungs- und Verzögerungsrate in negativer Rich tung größer, wodurch die Verzögerung schneller wird.

Andererseits gibt die Regel No. 4 folgendes wieder: "Wenn der Abstand NL ist und die Näherungsrate NL ist, sollte die Aus gabe PL sein", was bedeutet: "Wenn der Strommeßwert unter seinem Grenzwert liegt und der Strom stark fällt, sollte die Beschleunigungs- und Verzögerungsrate wesentlich erhöht wer den". D. h., daß in dieser Regel No. 4 ein Wert mit positivem Vorzeichen und größerem Absolutwert als Fuzzy-Ausgangssignal F032b gewählt wird, wobei die Beziehung zu den anderen Regeln No. 3, 8 und 9 berücksichtigt wird, die direkt um diese Regel herum angeordnet sind. Im Ergebnis steigt die Fuzzy-Beschleu nigungs- und -Verzögerungsrate ΔfadF, wie sie vom Integrierer 9332b4 ausgegeben wird, an. Wenn dies wiederholt wird, steigt die Beschleunigungs- und Verzögerungsrate in positiver Rich tung an, und demgemäß wird die Beschleunigung schneller.

Die automatische Überlast-Fuzzy-Regelungseinheit ist daher so ausgebildet, daß sie eine solche Steuerung vornimmt, daß der Strommeßwert in der Nähe des Überlaststrom-Grenzwerts gehal ten wird, nämlich durch Verzögern, wenn der Strom ansteigt, und durch Beschleunigen, wenn der Strom abfällt.

Vorteile der Erfindung

1. Beim erfindungsgemäßen Frequenzregelverfahren zum Regeln eines Wechselrichters werden Fuzzy-Verarbeitungseinheiten bereitgestellt, die im Prinzip als Eingangssignale zwei Grö ßen erhalten, wie die Differenz zwischen einem Meßwert und dem zugehörigen Grenzwert für den Strom oder die Spannung sowie den Änderungswert dieser Differenz (wenn der Grenzwert konstant ist, kann es der Änderungswert des Stroms oder der Spannung sein), und die einen Korrektur- oder Einstellwert zum Korrigieren einer erzeugten oder einer vorgegebenen Be schleunigungs- und Verzögerungsrate ausgeben.
Diese Fuzzy-Verarbeitungseinheiten legen den Inkrement- oder Dekrementwert für die Frequenz abhängig vom Abstand vom Grenzwert für den Strom oder die Spannung und die Annähe rungsrate daran so fest, daß der Strom oder die Spannung in der Nähe des Grenzwerts oder unter diesem bleibt. Im Ergebnis wird es möglich, da die geeignete Frequenz unter Berücksich tigung der Differenzwerte für den Strom oder die Spannung bestimmt wird, die Frequenz auf vorausschauende Weise so ein zuregeln, daß der Strom oder die Spannung in der Nähe des zweiten Grenzwerts oder unter diesem gehalten werden kann, der niedriger als der erste Grenzwert ist, bei dessen Über schreiten der Wechselrichter abgeschaltet werden muß.
2. Gemäß der Erfindung ist kein Voreinstellen der Beschleu nigungsraten und der Verzögerungsraten wie bei den herkömmli chen Verfahren erforderlich, wodurch die Bedienperson von den herkömmlichen mühseligen, zeitaufwendigen Einstellungen für diese Raten befreit ist. Diese Vorteile der Erfindung werden durch folgendes Verfahren erhalten: Bei einem Lauf mit Be schleunigung wird automatisch eine geeignete Beschleunigungs rate auf der Grundlage des Ausgangssignals der Fuzzy-Verar beitungseinheit erzeugt, die die Differenz zwischen dem Stromgrenzwert und dem Strommeßwert erhält sowie den Wert der zugehörigen Änderung (im Fall eines konstanten Stromgrenz werts kann es der Strommeßwert sein), so daß der Strom in der Nähe des Stromgrenzwerts gehalten werden kann, und ferner wird bei einem Lauf mit Verzögerung automatisch eine geeigne te Verzögerungsrate als Kombination der Ausgangssignale einer ersten Fuzzy-Verarbeitungseinheit, die die Differenz zwischen dem Stromgrenzwert und dem Strommeßwert sowie den Wert der zugehörigen Änderung (im Fall eines konstanten Stromwerts kann es der Stromgrenzwert sein) erhält, und von der zweiten Fuzzy-Verarbeitungseinheit, die als Eingangsdaten die Diffe renz zwischen dem Spannungsgrenzwert und dem Spannungsmeßwert sowie den Wert der zugehörigen Änderung (wenn der Spannungs grenzwert konstant ist, kann es der Spannungsmeßwert sein) erhält, so daß die Spannung unter dem Spannungsgrenzwert ge halten werden kann und auch der Strom in der Nähe des Strom grenzwerts gehalten werden kann. Es läßt sich damit ein voll ständig unterbrechungsfreier Betrieb des Wechselrichters er halten, da die optimalen Beschleunigungs- und Verzögerungsra ten zum Gewährleisten eines solchen unterbrechungsfreien Be triebs automatisch in Abhängigkeit von der mechanischen Träg heit und der Belastung erzeugt werden.
3. Wenn der Strom wahrscheinlich bis in die Nähe des Strom grenzwerts steigt, während mit einer vorgegebenen Beschleuni gungsrate beschleunigt wird, wird die vorgegebene Beschleuni gungs- und Verzögerungsrate auf der Grundlage des Ausgangs signals der Fuzzy-Verarbeitungseinheit korrigiert, die als Eingangsdaten die Differenz zwischen dem Stromgrenzwert und dem Strommeßwert (wenn der Stromgrenzwert konstant ist, kann es der Strommeßwert selbst sein) erhält, so daß der Strom in der Nähe des Stromgrenzwerts und unter diesem gehalten werden kann. Wenn dagegen erwartet wird, daß die Spannung ihren Spannungsgrenzwert überschreitet, während ein Verzögern mit der vorgegebenen Verzögerungsrate erfolgt, wird die vorgege bene Verzögerungsrate so korrigiert, daß die Ausgangsspannung der Fuzzy-Verarbeitungseinheit, die als Eingangsdaten die Differenz zwischen dem Spannungsgrenzwert und dem Spannungs meßwert und einen Wert für deren Änderung (im Fall eines kon stanten Spannungsgrenzwerts kann es der Spannungsmeßwert selbst sein) erhält, in der Nähe des Spannungsgrenzwerts oder unter diesem gehalten werden kann, und es wird auch, wenn die Wahrscheinlichkeit besteht, daß der Strom bis über den Strom grenzwert steigt, eine Korrektur und Einstellung der vorgege benen Beschleunigungsrate abhängig vom Ausgangssignal der Fuzzy-Verarbeitungseinheit hinzugefügt, die als Eingangsdaten die Differenz zwischen dem Stromgrenzwert und dem Strommeß wert wie auch einen Wert zu deren Änderung (wenn der Strom grenzwert konstant ist, kann es der Strommeßwert selbst sein) erhält, so daß selbst dann, wenn die vorgegebene Beschleuni gungs- oder Verzögerungsrate fehlerhaft vorgegeben waren, kein Abschalten erfolgt, wodurch gewährleistet wird, daß die gewünschte Beschleunigung oder Verzögerung fortgesetzt wird. Ferner tritt, da ein Begrenzer für die Beschleunigungs- oder Verzögerungsfrequenzen vorhanden ist, kein tatsächlicher An stieg oder Abfall der Frequenzen über eine zulässige Anstieg- oder Abfallgrenze der Frequenz für die vorgegebenen Beschleu nigungs- und Verzögerungsraten auf, wodurch keine Beschleuni gung oder Verzögerung erfolgt, die stärker ist als eine ge eignet vorgegebene Beschleunigungs- oder Verzögerungsrate, die einer geeigneten Beschleunigungs- oder Verzögerungszeit spanne entspricht. Im Ergebnis kann eine übermäßig hohe Be schleunigung oder Verzögerung, die zu Beschädigung oder Zer störung des mechanischen Systems führen kann, vermieden wer den.
4. Wenn der Strom aufgrund eines Anstiegs der Belastung im Stationärbetrieb so ansteigt, daß er den Stromgrenzwert über steigt, wird eine aktualisierte Beschleunigungs- oder Verzö gerungsrate, mit der eine anschließende Verzögerung oder Be schleunigung ausgeführt werden sollte, auf der Grundlage des Ausgangssignals der Fuzzy-Verarbeitungseinheit erzeugt, die als Eingangsdaten die Differenz zwischen dem Stromgrenzwert und dem Strom wie auch einen Wert zu deren Änderung (im Fall eines konstanten Stromgrenzwerts kann es der Strommeßwert selbst sein) erhält, so daß der Strom in der Nähe des Strom grenzwerts gehalten werden kann und dadurch eine optimale Verzögerung bei optimaler Verzögerungsrate, die der Größe der erhöhten Belastung entspricht, ausgeführt werden kann. Ferner wird dann, wenn die Belastungszunahme wegfällt, eine Be schleunigung mit geeigneter Beschleunigungsrate abhängig von deren Größe automatisch zur Ausgangsfrequenz hin ausgeführt. Dadurch muß keine Einstellung der Verzögerungsraten für den Fall einer Überlastung mehr vorgenommen werden, was bei be kannten Verfahren erforderlich war.
5. Ein besonders vorgesehenes Beschleunigungs- und Verzöge rungsverfahren, das für eine spezielle Anwendung geeignet ist, kann dadurch realisiert werden, daß folgendes bereitge stellt wird: Eine Vorgabeeinrichtung für normale Beschleuni gung und Verzögerung zum Vorgeben der vorstehend genannten automatischen Beschleunigung und Verzögerung, wie im obigen Punkt (1) beschrieben, sowie der Beschleunigungs- und Verzö gerungsrate, wie im obigen Punkt (2) beschrieben, und eine Auswahleinrichtung für ein Beschleunigungs- und Verzögerungs verfahren zum Vornehmen einer Wahl zwischen den zwei vorste hend genannten Beschleunigungs- und Verzögerungseinrichtungen abhängig von einem speziellen Vorgabemodus, der von der Be dienperson in eine Vorgabeeinrichtung für den Beschleuni gungs- und Verzögerungsmodus eingegeben wird. D. h., daß bei einer Anwendung, bei der die Beschleunigungs- oder Verzöge rungszeit keine große Bedeutung hat, automatisch die Be schleunigung oder Verzögerung ausgewählt werden kann, wohin gegen bei einer Anwendung, bei der die Beschleunigungs- oder Verzögerungszeit sorgfältig eingestellt werden soll, die nor male Beschleunigung oder Verzögerung ausgewählt werden kann. In diesem Fall ist es von Vorteil, den Vorgang für automati sche Beschleunigung oder Verzögerung auszuführen, um die Be schleunigungsrate und die Verzögerungsrate vorab zu erhalten und dann den Betrieb mit normaler Beschleunigung oder Verzö gerung mit einer Beschleunigungs- oder Verzögerungsrate aus zuführen, die kleiner als die vorstehend genannte Beschleuni gungs- oder Verzögerungsrate eingestellt wird, die beim auto matischen Vorgang erhalten wurde, da dies die Einstellung der Beschleunigungs- oder Verzögerungsrate wesentlich verein facht.

Andererseits kann ein beliebig wählbares Betriebsverfahren für eine spezielle Anwendung dadurch realisiert werden, daß eine Anordnung bereitgestellt wird, die folgendes aufweist: die im obigen Punkt (3) beschriebene Überlast-Schutzein richtung, die bekannte Überlast-Schutzeinrichtung zum Ein stellen einer Verzögerungsrate und die Modusauswahleinrich tung für Überlastschutz, wobei in Kombination die Auswahlein richtung für das Überlastschutzverfahren bereitgestellt wird, um eine der zwei oben genannten Überlast-Schutzeinrichtungen abhängig vom Vorgabemodus auszuwählen, wie er von der Bedien person in die Modusauswahleinrichtung für Überlastschutz ein gegeben wurde.

Claims

1. Verfahren zum Beeinflussen der Frequenz eines umrichter gespeisten Motors, wenn der Motorstrom (IM) einen vorgegebe nen Grenzwert (IlimA, IlimD, Ilim*, Ilim0) überschreitet, da durch gekennzeichnet,
daß die Differenz (FD1a, FD1b, FD2aI, FD2bI, FD32b) aus dem gemessenen Motorstrom (IM) und dem Grenzwert gebildet wird,
daß diese Differenz und ihr Zeitdifferential (FS1a, FS1b, FS2aI, FS2bI, FS32b) fuzzifiziert (FZYB1a, FZYB1b, FZYB2aI, FZYB2b1, FZYB32b) und einer Entscheidungstabelle zu geführt werden,
daß das Ergebnis der Entscheidungstabelle defuzzifiziert und zur integrierenden Veränderung (931a4, 931b4, 932a4, 932b6, 9332b4) eines Beschleunigungs- bzw. Verzögerungs- Grenzwertes (ΔfaF, ΔfdF, ΔfadF) herangezogen wird, und
daß der Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsgrenzwert zu einem Frequenz-Grenzwert (f1FP, f1) integriert (931a6, 931b6, 932a6, 932b7, 9332b6) wird. (Fig. 11, 14, 17, 21, 25)

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgegebene Sollfrequenz (f1SU) durch den Frequenz- Grenzwert (f1FP) im Motorbetrieb nach oben und im Bremsbe trieb nach unten begrenzt (931a8, 932a8) wird. (Fig. 11, 17)

3. Verfahren zum Beeinflussen der Frequenz eines umrichter gespeisten Motors, wenn im Bremsbetrieb die Zwischenkreis spannung (ED) des Umrichters einen vorgegebenen Grenzwert (Vlim) überschreitet, dadurch gekennzeichnet,
daß die Differenz (FD2aV) aus der gemessenen Zwischen kreisspannung und dem Grenzwert gebildet wird,
daß diese Differenz und ihr Zeitdifferential (FS2aV) fuzzifiziert (FZYB2aV) und einer Entscheidungstabelle zuge führt werden,
daß das Ergebnis der Entscheidungstabelle defuzzifiziert wird und zur integrierenden Veränderung (932a4) eines Verzö gerungsgrenzwertes (ΔfdF) herangezogen wird, und
daß der Verzögerungsgrenzwert zu einem Frequenz-Grenz wert (f1FP) integriert (932a6) wird. (Fig. 17)

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgegebene Sollfrequenz (f1SU) durch den Frequenz- Grenzwert (f1FP) nach unten begrenzt (932a8) wird. (Fig. 17)

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, in Verbindung mit Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Ergebnissen (F02aI, F02aV) der in beiden Fuzzy-Entscheidungsschritten (FZYB2aI, FZYB2aV) verwendeten Entscheidungstabellen das größere (F02a) ausgewählt (932a7) wird. (Fig. 17)

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwert (Ilim*) für den Motorstrom dadurch gewonnen wird, daß
die Differenz (FD2bV) aus der gemessenen Zwischenkreis spannung (ED) des Wechselrichters und einem vorgegebenen Grenzwert (Vlim) für diese Zwischenkreisspannung gebildet wird,
diese Differenz und ihr Zeitdifferential (FS2bV) fuzzi fiziert und einer Entscheidungstabelle zugeführt werden, und
das Ergebnis der Entscheidungstabelle defuzzifiziert, integriert (932b4) und unter einem Verzögerungsstrom-Grenz wert (IlimD) gehalten (932b6) wird. (Fig. 21)

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vergleich einer vorgegebenen Grenzfrequenz (fr) mit dem ermittelten Frequenz-Grenzwert (f1) zur Auslösung einer Über lastregelung herangezogen wird. (Fig. 25)