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Title:
SWITCHING DEVICE AND METHOD FOR TERMINATING A BRAKING PROCESS OF A THREE-PHASE AC MOTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/065637
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a switching device (18) and to a method for terminating a braking process of a three-phase AC motor (1). In order to reduce the waiting time between the end of a braking process of an AC motor and possible restarting of the motor in the case of the AC motor (1), the invention proposes that the braking process of the AC motor (1) is performed by means of a first and second thyristor (5, 6), wherein, during the braking process of the AC motor (1), in a first step the first thyristor (5) is actuated in such a way that a braking current (20) is fed to the AC motor (1), and therefore a torque which brakes the AC motor (1) is produced, and in a second step the second thyristor (6) is actuated in such a way that, when the first thyristor (5) is quenched, the braking current (20) is taken on by the second thyristor (6) and the braking torque is maintained, wherein the two steps are repeated during the braking process, wherein the second step is suppressed during the braking process after a last actuation of the first thyristor (5).

Inventors:
HERTZ, Dirk (Am Riedholz 9, Fichtenhof, 92260, DE)
SEITZ, Johann (Im Drillingsfeld 14, Amberg, 92224, DE)
ZITZLER, Stefan (Prissather Weg 17, Schwandorf, 92421, DE)
Application Number:
EP2010/067660
Publication Date:
May 24, 2012
Filing Date:
November 17, 2010
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Wittelsbacherplatz 2, München, 80333, DE)
HERTZ, Dirk (Am Riedholz 9, Fichtenhof, 92260, DE)
SEITZ, Johann (Im Drillingsfeld 14, Amberg, 92224, DE)
ZITZLER, Stefan (Prissather Weg 17, Schwandorf, 92421, DE)
International Classes:
H02P3/24
Foreign References:
DE2855330A1
DE3816449A1
US4741415A
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Postfach 22 16 34, München, 80506, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Beenden eines Abbremsvorgangs eines dreipha¬ sigen Drehstrommotors (1), wobei der Abbremsvorgang des Dreh- strommotors (1) mittels eines ersten und zweiten Thyristors (5, 6) erfolgt, wobei während des Abbremsvorgangs des Dreh¬ strommotors (1) in einem ersten Schritt der erste Thyristor (5) derart angesteuert wird, dass ein Bremsstrom (20) in den Drehstrommotor (1) eingespeist wird, so dass ein den Dreh- strommotor (1) bremsendes Moment entsteht, und in einem zwei¬ ten Schritt der zweite Thyristor (6) derart angesteuert wird, dass bei einem Löschen des ersten Thyristors (5) der Brems¬ strom (20) vom zweiten Thyristor (6) übernommen wird und das bremsende Moment aufrechterhalten wird, wobei sich die beiden Schritte während des Abbremsvorgangs wiederholen, wobei wäh¬ rend des Abbremsvorgangs nach einem letzten Ansteuern des ersten Thyristors (5) der zweite Schritt unterbleibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Abbremsvorgang des Drehstrommotors (1) mittels eines Schaltgerätes (18) erfolgt, wobei das Schaltgerät (18) eine erste, zweite und dritte Drehstrommotorleitung (2,3,4), eine erste und zweite Versorgungsleitung (7,8) und den ersten und zweiten Thyristor (5,6) umfasst, wobei die erste, zweite und dritte Drehstrommotor- leitung (2,3,4) mit dem Drehstrommotor (1) verbunden ist, wobei der erste Thyristor (5) mit der ersten Versorgungsleitung (7) und mit der ersten Drehstrommotorleitung (3) verbunden ist, der zweiter Thyristor (6) mit der ersten Drehstrommotorleitung (3) und der zweiten Drehstrommotorleitung (4) verbun- den ist und die zweite Drehstrommotorleitung (4) mit der zweiten Versorgungsleitung (9) verbunden ist, wobei in dem ersten Schritt der erste Thyristor (5) derart angesteuert wird, dass über die erste und zweite Versorgungsleitung (7,9) ein Bremsstrom (20) in den Drehstrommotor (1) eingespeist wird, so dass das den Drehstrommotor (1) bremsende Moment entsteht .

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ansteuern des ersten und/oder zweiten Thyristors (5,6) jeweils für ein voreingestelltes Zeitfenster oder einen voreingestellten Strom erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste und zweite Schritt jeweils innerhalb einer Periode des über dem ersten Thyristor (5) liegenden Stroms erfolgt. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zünden des zweiten Thyristors (6) gleichzeitig mit der Zündung des ersten Thyristors (5) erfolgt.

6. Schaltgerät (18) zum Beenden eines Abbremsvorgangs eines dreiphasigen Drehstrommotors (1), wobei das Schaltgerät (18) eine erste, zweite und dritte Drehstrommotorleitung (2,3,4), eine erste und zweite Versorgungsleitung (7,8) und einen ers¬ ten und zweiten Thyristor (5, 6) umfasst, wobei die erste, zweite und dritte Drehstrommotorleitung (2,3,4) mit dem Dreh- strommotor (1) verbindbar ist, wobei der erste Thyristor (5) mit der ersten Versorgungsleitung (7) und mit der ersten Drehstrommotorleitung (3) verbunden ist, der zweiter Thyristor (6) mit der ersten Drehstrommotorleitung (3) und der zweiten Drehstrommotorleitung (4) verbunden ist und die zwei- te Drehstrommotorleitung (4) mit der zweiten Versorgungsleitung (9) verbunden ist, wobei die Ansteuerung des ersten und zweiten Thyristors (5, 6) durch eine Verarbeitungseinheit des Schaltgerätes (18) erfolgt, mit welcher der erste und zweite Thyristor (5, 6) derart ansteuerbar ist, dass innerhalb des Abbremsvorgangs des Drehstrommotors (1) nach einem letzten

Ansteuern des ersten Thyristors (5) eine Zündung des zweiten Thyristors (6) unterbleibt.

7. Schaltgerät (18) nach Anspruch 6, wobei die Verarbeitungs- einheit während des Abbremsvorgangs des Drehstrommotors (1) ferner dazu ausgebildet ist:

in einem ersten Schritt den erste Thyristor (5) derart anzusteuern, dass über die erste und zweite Versorgungslei- tung (7,9) ein Bremsstrom (20) in den Drehstrommotor (1) eingespeist wird, so dass ein den Drehstrommotor (1) bremsendes Moment entsteht,

in einem zweiten Schritt den zweiten Thyristor (6) derart anzusteuern, dass bei einem Löschen des ersten Thyristors

(5) der Bremsstrom (20) vom zweiten Thyristor (6) übernommen wird, so dass das bremsende Moment aufrechterhalten wird,

die beiden Schritte zu wiederholen.

8. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 7, wobei der erste und zweite Thyristor (5,6) jeweils mit seinen Kathoden oder jeweils mit seinen Anoden an der erste Drehstrommotorleitung (3) anliegt.

9. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die dritte Drehstrommotorleitung (2) mit der ersten oder dritten Versorgungsleitung (7,9) verbunden ist. 10. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei der zweite Thyristor (6) und/oder erste Thyristor (5) für ein voreingestelltes Zeitfenster ansteuerbar ist.

11. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei die erste Versorgungsleitung (7) ein erstes Schaltelement (10) umfasst, wobei der erste Thyristor (5) mit der ersten Versorgungsleitung (7) derart verbunden ist, dass im geöffneten Zustand des ersten Schaltelements (10) ein Strom über den ers¬ ten Thyristor (5) fließen kann.

12. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 11 wobei die dritte Drehstrommotorleitung (2) mit der ersten Versorgungsleitung (7) verbunden ist und die zweite Versorgungsleitung (8) ein drittes Schaltelement (12), insbesondere zwei gegen- läufige Thyristoren, umfasst.

Description:
Beschreibung

Schaltgerät sowie Verfahren zum Beenden eines Abbremsvorgangs eines dreiphasigen Drehstrommotors

Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät sowie eine Verfahren zum Beenden eines Abbremsvorgangs eines dreiphasigen Drehstrommotors . Für verschiedene Antriebszwecke werden häufig Drehstrommoto ¬ ren verwendet. Diese werden von verschiedenen mechanischen oder elektronischen Schaltgeräten gestartet und teilweise auch wieder aktiv abgebremst. Typische Anwendungen solcher Kombinationen aus Anlauf- und Abbremsgeräten oder Geräten die beide Funktionen erfüllen, finden sich vor allem in der holzverarbeitenden Industrie. Hier besteht aus Sicherheitsgründen die Forderung, die teilweise erheblichen Schwungmassen der Maschinen, z.B. Fräsen, Hobelmaschinen und Kreissagen, nach dem Abschalten in einer bestimmten Zeit zum Stillstand zu bringen. Diese Forderung kann meist nur durch aktives Abbremsen erfüllt werden.

Zum aktiven Abbremsen von Drehstrommotoren bieten sich verschiedene Verfahren an. Ein häufig verwendetes Verfahren ist das Gleichstrom-Bremsen. Dieses kann unter anderem über eine Phasenanschnittsteuerung mittels einer Thyristorschaltung erfolgen, wobei der Drehstrommotor zum Abbremsen mit einem pulsierenden Gleichstrom aus dem Drehstromnetz beaufschlagt wird. Dieses Verfahren wird besonders effektiv, wenn die Schaltung einen Freilaufkreis enthält, über den der Brems ¬ strom wahrend der negativen Halbwelle der treibenden Spannung weiter fließen kann. Hierbei wird mithilfe eines ersten Thyristors ein Bremsstrom in den Motor eingeprägt. Über einen zweiten Thyristor wird bei einem Nulldurchgang der am ersten Thyristor anliegenden Spannung der Freilaufkreis geschlossen, so dass der Drehstrommotor weiterhin abgebremst wird. Das Ab ¬ bremsen des Drehstrommotors erfolgt periodisch durch Schal ¬ tung der beiden Thyristoren. FIG 3 zeigt einen zeitlichen Verlauf eines Bremsstroms 20 ei ¬ nes Drehstrommotors während seines Abbremsvorgangs, wobei der Drehstrommotor mittels einer Thyristorschaltung mit zwei Thyristoren abgebremst wird. Hierbei wird mithilfe eines ersten Thyristors der Bremsstrom 20 in den dreiphasigen Drehstrommotor eingeprägt. Der zeitliche Verlauf der Ansteuerung des ersten Thyristors ist mittels der ersten Thyristorkurve 22 visualisiert . Hierbei sind die Zündungen 23 des ersten Thy ¬ ristors gegenüber des vorliegenden Bremsstroms 20 aufgezeigt. Ebenso ist der zeitliche Verlauf der Ansteuerung des zweiten Thyristors mittels der zweiten Thyristorkurve 21 visuali ¬ siert. Hierbei sind ebenso die Zündungen 24 des zweiten Thy ¬ ristors gegenüber des vorliegenden Bremsstroms 20 aufgezeigt. Während des gezündeten Zustandes 23,24 des ersten und zweiten Thyristors liegt ein leitender Zustand des jeweiligen Thy ¬ ristors vor. Mittels des ersten Thyristors wird während des gezündeten Zustands 23 des ersten Thyristors ein Bremsstrom in Drehstrommotor eingeprägt. Mittels des zweiten Thyristors wird bei einem Nulldurchgang der am ersten Thyristor anlie- genden Spannung ein Freilaufkreis geschlossen, so dass weiterhin ein Teil des eingespeisten Bremsstroms dem Drehstrommotor zugeführt wird und somit diesen abbremst. Das Abbremsen des Drehstrommotors erfolgt periodisch durch Schaltung der beiden Thyristoren. Zum Beenden des Bremsvorganges werden der erste und anschließend der zweite Thyristor nicht mehr ange ¬ steuert, insbesondere gezündet. Nach diesem Zeitpunkt fließt der Strom im Freilaufkreis weiter bis der Haltestrom des zweiten Thyristors unterschritten wird. Bis zur Unterschrei ¬ tung des Haltestroms ist der zweite Thyristor leitfähig und überbrückt zwei Motorwicklungen des Drehstrommotors, so dass ein Freilaufkreis vorliegt. Ein neuerlicher Start des Dreh ¬ strommotors ist somit nicht sofort möglich, da dies einen Kurzschluss über den zweiten Thyristor (Freilaufthyristor) verursachen würde. Bis zum Start des Drehstrommotors muss al- so eine Wartezeit eingehalten werden, die über eine zeitliche Verriegelung gewährleistet werden muss. Da die minimale War ¬ tezeit von mehreren Parametern, wie z.B. Drehmotor, Bremsstrom und Temperatur, abhängt, muss sie mit ausreichender Si- cherheitsreserve ausgebildet sein und kann somit bis zu meh ¬ rere Sekunden betragen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung für einen Dreh- strommotor die Wartezeit zwischen dem Ende seines Abbremsvorgangs und einem neuen möglichen Motorstart zu verkürzen.

Der Abbremsvorgang des Drehstrommotors ist insbesondere die Zeitspanne des Drehstrommotors, in welcher ein Bremsstrom am Drehstrommotor anliegt. Das Ende des Abbremsvorgangs ist ins ¬ besondere der Zeitpunkt, an welchem kein Bremsstrom an dem Drehstrommotor anliegt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, d.h. durch ein Verfahren zum Beenden eines Abbremsvorgangs eines dreiphasigen Drehstrommotors, wobei der Abbremsvorgang des Drehstrommotors mittels eines ersten und zweiten Thy ¬ ristors erfolgt, wobei während des Abbremsvorgangs des Dreh ¬ strommotors in einem ersten Schritt der erste Thyristor der- art angesteuert wird, dass ein Bremsstrom in den Drehstrommo ¬ tor eingespeist wird, so dass ein den Drehstrommotor bremsendes Moment entsteht, und in einem zweiten Schritt der zweite Thyristor derart angesteuert wird, dass bei einem Löschen des ersten Thyristors der Bremsstrom vom zweiten Thyristor über- nommen wird und das bremsende Moment aufrechterhalten wird, wobei sich die beiden Schritte während des Abbremsvorgangs wiederholen, wobei während des Abbremsvorgangs nach einem letzten Ansteuern des ersten Thyristors der zweite Schritt unterbleibt, und eine Vorrichtung gemäß Anspruch 6, d.h.

durch ein Schaltgerät zum Beenden eines Abbremsvorgangs eines dreiphasigen Drehstrommotors, wobei das Schaltgerät eine ers ¬ te, zweite und dritte Drehstrommotorleitung, eine erste und zweite Versorgungsleitung und einen ersten und zweiten Thyristor umfasst, wobei die erste, zweite und dritte Drehstrom- motorleitung mit dem Drehstrommotor verbindbar ist, wobei der erste Thyristor mit der ersten Versorgungsleitung und mit der ersten Drehstrommotorleitung verbunden ist, der zweiter Thyristor mit der ersten Drehstrommotorleitung und der zweiten Drehstrommotorleitung verbunden ist und die zweite Drehstrommotorleitung mit der zweiten Versorgungsleitung verbunden ist, wobei die Ansteuerung des ersten und zweiten Thyristors durch eine Verarbeitungseinheit des Schaltgerätes erfolgt, mit welcher der erste und zweite Thyristor derart ansteuerbar ist, dass innerhalb des Abbremsvorgangs des Drehstrommotors nach einem letzten Ansteuern des ersten Thyristors eine Zündung des zweiten Thyristors unterbleibt. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 5 sowie 7 bis 12 angegeben.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, dass am Ende des Abbremsvorgangs des Drehstrommotors der Bremsstrom schneller zu Null geht und somit ein Neustart des Drehstrom ¬ motors früher begonnen werden kann. Dadurch, dass der zweite Thyristor nicht den Bremsstrom nach dem letzten Ansteuern des ersten Thyristors übernimmt, kommt es zu keinem Freilaufkreis des Bremsstroms und der Bremsstrom geht schneller gegen Null. Da der Bremsstrom schneller zu Null geht, kann der Drehstrommotor auch früher für einen Neustart frei geschaltet werden, ohne dass ein Kurzschluss riskiert wird.

Das letzte Ansteuern des ersten Thyristors ist insbesondere ein letztes Ansteuern des ersten Thyristors innerhalb des Ab ¬ bremsvorgangs. Nach diesem letzten Ansteuern des ersten Thyristors erfolgt hinsichtlich des durchgeführten Abbremsvorgangs des Drehstrommotors keine weitere Zündung des ersten Thyristors .

Bei dem Löschen des ersten Thyristors erfolgt insbesondere der Nulldurchgang der über dem ersten Thyristor anliegenden Spannung. Insbesondere ab diesem Moment fließt über den ers ¬ ten Thyristor kein Bremsstrom zu dem Drehstrommotor. Damit der zweite Thyristor den Bremsstrom übernehmen kann und somit ein Freilaufkreis erzeugt wird sollte der zweite Thyristor insbesondere ab dem Nulldurchgang gezündet sein. In dem zwei ¬ ten Schritt, in welchem der zweite Thyristor den Bremsstrom „übernimmt" und wieder in den Drehstrommotor einspeist, wird ein sogenannter Freilaufkreis gebildet. Das am Drehstrommotor anliegende bremsende Moment kann hierdurch zumindest teilwei ¬ se aufrechterhalten werden.

Bei dem Schaltgerät erfolgt die Energieversorgung des Dreh ¬ strommotors über die Drehstrommotorleitungen sowie den Versorgungsleitungen. Jede Phase des dreiphasigen Drehstrommotors und des Schaltgerätes umfasst eine Drehstrommotorleitung und eine Versorgungsleitung, welche elektrisch leitend miteinander verbunden ist oder verbindbar ist.

Mittels der Verarbeitungseinheit kann während eines Abbrems ¬ vorgangs des Drehstrommotors bei einem letzten Zünden des ersten Thyristors gezielt die Ansteuerung des zweiten Thyristors unterbleiben. Auf diese Weise wird vermieden, dass einen zeitgleiche oder nachgeschaltete Zündung des zweiten Thyristors nach der Zündung des ersten Thyristors zu einem Freilaufkreis des Bremsstroms führt. Ein durch den zweiten Thyristor ermöglichter Freilaufkreis des Bremsstroms wird so ¬ mit am Ende des Abbremsvorgangs unterbunden. Der Bremsstrom in der ersten und zweiten Drehstrommotorleitung geht somit schneller zu Null. Die Drehstrommotorleitungen umfasst vorzugsweise jeweils ein ausgansseitiges Anschlussmittel, an welches eine Phase des Drehstrommotors anschließbar ist. Ferner umfasst vorzugsweise die Versorgungsleitung jeweils ein eingangsseitiges An ¬ schlussmittel, an welches eine Phase eines Versorgungsnetzes anschließbar ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erfolgt der Abbremsvorgang des Drehstrommotors mittels eines Schalt ¬ gerätes, wobei das Schaltgerät eine erste, zweite und dritte Drehstrommotorleitung, eine erste und zweite Versorgungslei ¬ tung und den ersten und zweiten Thyristor umfasst, wobei die erste, zweite und dritte Drehstrommotorleitung mit dem Drehstrommotor verbunden ist, wobei der erste Thyristor mit der ersten Versorgungsleitung und mit der ersten Drehstrommotorleitung verbunden ist, der zweiter Thyristor mit der ersten Drehstrommotorleitung und der zweiten Drehstrommotorleitung verbunden ist und die zweite Drehstrommotorleitung mit der zweiten Versorgungsleitung verbunden ist, wobei in dem ersten Schritt der erste Thyristor derart angesteuert wird, dass über die erste und zweite Versorgungsleitung ein Bremsstrom in den Drehstrommotor eingespeist wird, so dass das den Drehstrommotor bremsende Moment entsteht. Dadurch, dass nach der letzten Zündung des ersten Thyristors und insbesondere nach dem letzten Löschen des ersten Thyristors kein gezündeter (leitender) zweiter Thyristor vorliegt, wird das Entstehen eines Freilaufkreises unterbunden, so dass der Strom in der ersten und zweiten Drehstrommotorleitung schneller zu Null und somit ein früherer Neustart des Drehstrommotors ermög ¬ licht wird.

Das Schaltgerät kann innerhalb oder außerhalb des Drehstrom ¬ motors ausgebildet sein. Der erste Thyristor ist vorzugsweise für einen voreingestellten Strom oder ein voreingestelltes Zeitfenster leitend. Im nichtleitenden Zustand wird der

Stromfluss, bis auf das Ende des Abbremsvorgangs, während des Abbremsvorgangs durch den gezündeten leitenden zweiten Thyristor aufrechterhalten. Sobald der erste Thyristor wieder angesteuert und somit leitend wird, wird erneut ein Brems ¬ strom von der ersten Versorgungsleitung in den Drehstrommotor eingespeist. Dieser Vorgang wird vorzugsweise mehrfach wie ¬ derholt. Bei dem letzten Zünden des ersten Thyristors unterbleibt eine gleichzeitige oder darauf folgende Ansteuerung des zweiten Thyristors. Der zweite Thyristor wird folglich nicht mehr in einen leitenden Zustand geschaltet. Er hält so ¬ mit den nichtleitenden Zustand inne, so dass der Strom in der ersten und zweiten Drehstrommotorleitung und somit im Drehstrommotor schneller zu Null wird.

Während des Abbremsvorgangs ist vorzugsweise die dritte Dreh ¬ strommotorleitung nicht elektrisch leitend mit einer Versorgungsleitung verbunden. Insbesondere liegt während des Ab- bremsvorgangs kein Stromfluss innerhalb der dritten Dreh ¬ strommotorleitung vor. Die Ansteuerung des ersten und zweiten Thyristors erfolgt vorzugsweise durch eine Verarbeitungsein ¬ heit. Die Verarbeitungseinheit steuert insbesondere den Zeit- punkt der Ansteuerung des ersten und zweiten Thyristors.

Der erste Thyristor ist vorzugsweise eingangsseitig mit der ersten Versorgungsleitung und ausgangsseitg mit der ersten Drehstrommotorleitung verbunden. Der zweite Thyristor ist vorzugsweise eingangsseitig mit der zweiten Drehstrommotor ¬ leitung und ausgangsseitg mit der ersten Drehstrommotorlei ¬ tung verbunden.

Vorzugsweise liegt der erste und zweite Thyristor jeweils mit seinen Kathoden oder jeweils mit seinen Anoden an der erste Drehstrommotorleitung an.

Der erste und zweite Schritt wiederholt sich während des Ab ¬ bremsvorgangs, vorzugsweise jeweils innerhalb einer Periode der an dem ersten Thyristor anliegenden Spannung, mindestens einmal. Vorzugsweise Wiederholen sich die beiden Schritte in ¬ nerhalb eines Abbremsvorgangs fortlaufend, bis auf die letzte Ansteuerung des ersten Thyristors. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Ansteuern des ersten und/oder zweiten Thyristors jeweils für ein voreingestelltes Zeitfenster oder einen voreingestellten Strom. Insbesondere wird durch das Zeitfenster oder den Strom der Zeitraum des ersten und/oder zweiten Thy- ristors definiert, in welcher er gezündet und somit leitfähig ist. Auf diese Weise kann gezielt der Bremsstrom über den ersten Thyristor bzw. durch den zweiten Thyristor mittels des Freilaufkreises in den Drehstrommotor eingespeist werden, so dass ein den Drehstrommotor bremsendes Moment entsteht.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erfolgt der erste und zweite Schritt jeweils innerhalb einer Periode des über dem ersten Thyristor liegenden Stroms. Das Ansteuern (insbesondere Zünden) der Thyristoren erfolgt somit innerhalb einer Periode des Stroms und wird vorzugsweise wäh ¬ rend des Abbremsvorgangs bei jeder Perioden wiederholt durch ¬ geführt (bis auf die letzte Zündung des ersten Thyristors) . Insbesondere erfolgt die Zündung des zweiten Thyristors wäh ¬ rend des Nulldurchgangs des über dem ersten Thyristor anlie ¬ genden Stroms oder der über dem ersten Thyristor anliegenden Spannung . In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Zünden des zweiten Thyristors gleichzeitig mit der Zündung des ersten Thyristors. Hierbei ist unter Ansteu ¬ ern insbesondere das Zünden der Thyristoren gemeint. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Verarbeitungseinheit während des Abbremsvorgangs des Drehstrommotors ferner dazu ausgebildet:

in einem ersten Schritt den erste Thyristor derart anzusteuern, dass über die erste und zweite Versorgungsleitung ein Bremsstrom in den Drehstrommotor eingespeist wird, so dass ein den Drehstrommotor bremsendes Moment entsteht, in einem zweiten Schritt den zweiten Thyristor derart anzusteuern, dass bei einem Löschen des ersten Thyristors der Bremsstrom vom zweiten Thyristor übernommen wird, so dass das bremsende Moment aufrechterhalten wird,

die beiden Schritte zu wiederholen.

Insbesondere wird durch die Verarbeitungseinheit nach einem letzten Ansteuern des ersten Thyristors verhindert, dass der zweite Schritt erfolgt und es zu einem Freilaufkreis des

Bremsstroms kommt. Durch den Freilaufkreis wird das durch den ersten Thyristor herbeigeführte bremsende Moment zumindest teilweise aufrechterhalten. In dem ersten Schritt wird der erste Thyristor angesteuert

(gezündet) , so dass über die erste und zweite Versorgungslei ¬ tung ein Bremsstrom in den Drehstrommotor eingespeist wird und ein den Drehstrommotor bremsendes Moment entsteht. In dem zweiten Schritt wird der zweite Thyristor so angesteuert, dass bei einem Löschen des ersten Thyristors der Bremsstrom vom zweiten Thyristor übernommen wird, so dass das bremsende Moment zumindest teilweise aufrechterhalten wird. Dieser Vor- gang wird vorzugsweise während des Abbremsvorgangs mindestens einmal wiederholt. Vorzugsweise werden die beiden Schritte bis auf die letzte Zündung des ersten Thyristors periodisch bezüglich des am ersten Thyristor anliegenden Stroms durchgeführt. Bei dem letzten Zünden des ersten Thyristors während des Abbremsvorgangs des Drehstrommotors unterbleibt die gleichzeitige oder nachgeschaltete Zündung des zweiten Thy ¬ ristors, so dass kein Freilaufkreis entsteht. Hierdurch geht der Strom in der ersten und zweiten Drehstrommotorleitung schneller zu Null.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung liegt der erste und zweite Thyristor jeweils mit seinen Ka ¬ thoden oder jeweils mit seinen Anoden an der erste Drehstrommotorleitung an.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die dritte Drehstrommotorleitung mit der ersten oder dritten Versorgungsleitung verbunden. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die erste Versorgungsleitung ein erstes Schaltele ¬ ment, wobei der erste Thyristor mit der ersten Versorgungs ¬ leitung derart verbunden ist, dass im geöffneten Zustand des ersten Schaltelements ein Strom über den ersten Thyristor fließen kann. Das erste Schaltelement umfasst insbesondere zwei gegenläufige Thyristoren. Ferner ist vorzugsweise das erste Schaltelement mittels eins zweiten Schaltelements über ¬ brückbar . In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die dritte Drehstrommotorleitung mit dem ersten Schaltelement verbunden. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der zweite Thyristor und/oder erste Thyristor für ein voreingestelltes Zeitfenster ansteuerbar. Die Ansteuerung erfolgt vorzugsweise durch die Verarbeitungseinheit.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die dritte Drehstrommotorleitung mit der ersten Versorgungsleitung verbunden und die zweite Versorgungsleitung um- fasst ein drittes Schaltelement, insbesondere zwei gegenläu- fige Thyristoren. Vorzugsweise ist dem ersten Thyristor eine Kommutierungsdrossel vorgeschaltet. Die Kommutierung des Bremsstromes zwischen den beiden Thyristoren erfolgt vorzugsweise periodisch mit Hilfe der Kommutierungsdrossel. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die zweite Versorgungsleitung ein drittes Schaltele ¬ ment, insbesondere zwei gegenläufige Thyristoren. Das dritte Schaltelement ist vorzugsweise mittels eins vierten Schalt ¬ elements überbrückbar. Die zweite Drehstrommotorleitung um- fasst vorzugsweise ein fünftes Schaltelement, mit welchem der Stromfluss innerhalb der Leitung unterbrochen werden kann.

Im Folgenden werden die Erfindung und Ausgestaltungen der Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungs- beispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

FIG 1 eine schematische Darstellung eines ersten Schalt ¬ gerätes zum Beenden eines Abbremsvorgangs eines dreiphasigen Drehstrommotors,

FIG 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Schalt ¬ gerätes zum Beenden eines Abbremsvorgangs eines dreiphasigen Drehstrommotors,

FIG 3 einen zeitlichen Verlauf eines Bremsstroms eines

Drehstrommotors während seines Abbremsvorgangs, wo- bei der Drehstrommotor mittels einer Thyristorschaltung mit zwei Thyristoren abgebremst wird, und

FIG 4 einen zeitlichen Verlauf eines Bremsstroms eines

Drehstrommotors während seines Abbremsvorgangs, wo- bei der Drehstrommotor mittels eines Schaltgerätes gemäß FIG 1 oder FIG 2 abgebremst wird.

FIG 1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten

Schaltgerätes 18 zum Beenden eines Abbremsvorgangs eines dreiphasigen Drehstrommotors 1. Das Schaltgerät 18 ist mit den einzelnen Phasen des dreiphasigen Drehstrommotors 1 elektrisch leitend verbunden. Das Schaltgerät 18 weist je Phase eine Versorgungsleitung 7,8,9 und eine Drehstrommotorleitung 2,3,4 auf. Die Versorgungsleitungen 7,8,9 sind eingangsseitig am Schaltgerät 18 angeordnet und sind einem Versorgungsnetz zugewandt und weisen vorzugsweise jeweils Anschlussmittel auf, so dass mittels externer Leitungen eine Verbindung zu dem Versorgungsnetz erfolgen kann. Die einzelnen Drehstrommo- torleitungen 2,3,4 sind ausgangsseitig am Schaltgerät 18 an ¬ geordnet und sind dem Drehstrommotor 1 zugewandt. Da das Schaltgerät 18 außerhalb des Drehstrommotors 1 angeordnet ist, weisen die Drehstrommotorleitungen 2,3,4 jeweils Anschlussmittel auf, so dass je Phase des Drehstrommotors 1 ei- ne Verbindung zu der zugehörigen Drehstrommotorleitungen 2,3,4 mittels externer Leitungen erfolgen kann.

Im Normalbetrieb wird der Drehstrommotor 1 über die einzelnen Phasen des Schaltgerätes mit Energie vom Versorgungsnetz ver- sorgt, so dass der Drehstrommotor 1 betrieben werden kann.

Das Schaltgerät 18 weist in seiner ersten Phase eine erste Versorgungsleitung 7, eine erstes Schaltelement 10 und eine dritte Drehstrommotorleitung 2 auf. Das erste Schaltelement 10 ist eingangsseitig mit der ersten Versorgungsleitung 7 verbunden. Ausgangsseitig ist an das erste Schaltelement 10 die dritte Drehstrommotorleitung 2 angeschlossen. Diese dritte Drehstrommotorleitung 2 wird letztendlich mit einer ersten Phase des Drehstrommotors 1 verbunden. Das erste Schaltele- ment 10 umfasst zwei gegenläufige Thyristoren und ist mittels eines zweiten Schaltelementes 11 überbrückbar. Die zweite Phase des Schaltgerätes 18 umfasst eine zweite Versorgungsleitung 8, ein drittes Schaltelement 12, ein viertes Schaltelement 13, und eine erste Drehstrommotorleitung 3. Das dritte Schaltelement 12, welches zwei gegenläufige Thy- ristoren umfasst, ist eingangsseitig mit der zweiten Versor ¬ gungsleitung 8 verbunden. Ausgangsseitig ist das dritte

Schaltelement 12 mit der ersten Drehstrommotorleitung 3 verbunden. Das dritte Schaltelement 12 ist mittels eines vierten Schaltelementes 13 überbrückbar. Die erste Drehstrommotorlei- tung 3 ist mit einer zweiten Phase des Drehstrommotors 1 ver ¬ bunden .

Die dritte Phase des Schaltgerätes 18 umfasst eine dritte Versorgungsleitung 9, ein fünftes Schaltelement 14 und eine zweite Drehstrommotorleitung 4. Die dritte Versorgungsleitung 9 ist mit der zweiten Drehstrommotorleitung 4 elektrisch leitend verbunden. Die zweite Drehstrommotorleitung 4 umfasst das fünfte Schaltelement 14, über welches die zweite Dreh ¬ strommotorleitung 4 geöffnet bzw. geschlossen werden kann. Während des Abbremsvorgangs des Drehstrommotors 1 ist das fünfte Schaltelement 14 geschlossen, so dass eine elektrisch leitende Verbindung vorliegt.

Das Schaltgerät 18 umfasst ferner einen ersten Thyristor 5 und einen zweiten Thyristor 6. Der erste Thyristor 5 ist eingangsseitig mit der ersten Versorgungsleitung 7 verbunden. Hierbei ist eine Kommutierungsdrossel 15 zwischengeschaltet. Ausgangsseitig ist der erste Thyristor 5 mit der ersten Dreh ¬ strommotorleitung 3 verbunden. Der zweite Thyristor 6 ist eingangsseitig mit der zweiten Drehstrommotorleitung 4 verbunden. Ausgangsseitig ist der zweite Thyristor 6 mit der ersten Drehstrommotorleitung 3 verbunden. Während eines Abbremsvorganges des Drehstrommotors 1 ist das erste Schaltele ¬ ment 10, das zweite Schaltelement 11, das dritte Schaltele- ment 12 und das vierte Schaltelement 13 geöffnet. Mittels ei ¬ ner nicht abgebildeten Verarbeitungseinheit kann der erste und zweite Thyristor 5, 6 derart angesteuert werden, dass ein Bremsstrom in den Drehstrommotor 1 eingespeist werden kann, so dass ein bremsendes Moment für den Drehstrommotor ent ¬ steht. Eine derartige Ansteuerung ist beispielsweise in FIG 4 gezeigt. Hierbei wird zunächst der erste Thyristor 5 gezün ¬ det, so dass ein Strom, in diesem Fall ein Bremsstrom, über die erste Versorgungsleitung 7 und die erste Drehstrommotorleitung 3 in den Drehstrommotor 1 eingespeist wird. Die dritte Phase weist hierbei ebenso einen leitenden Zustand auf. Sobald die Stromkurve des an der ersten Versorgungsleitung 7 anliegenden Stromes von der positiven Halbwelle den Null- durchgang hat, erlischt der erste Thyristor 5 und der in den Drehstrommotor 1 eingespeiste Bremsstrom würde abbrechen. Um jedoch weiterhin das den Drehstrommotor 1 bremsende Moment zumindest teilweise aufrecht zu erhalten, wird der zweite Thyristor 6 entweder zeitgleich mit der Zündung des ersten Thyristors 5 spätestens jedoch vor dem Nulldurchgang der

Stromkurve am ersten Thyristor 5 gezündet. Der zweite Thy ¬ ristor 6 kann somit den am Drehstrommotor 1 anliegenden

Bremsstrom über die zweite Drehstrommotorleitung 4 abgreifen und wieder über die erste Drehstrommotorleitung 3 dem Dreh- strommotor 1 zuführen. Es entsteht ein sogenannter Freilaufkreis 19. Erst wenn der erste Thyristor 5 erneut gezündet wird, wird über die erste Versorgungsleitung 7 erneut ein Bremsstrom dem Drehstrommotor 1 zugeführt. Die Steuerung der Zündzeitpunkte des ersten und zweiten Thyristors 5, 6 erfolgt durch die Verarbeitungseinheit, so dass ein optimales brem ¬ sendes Moment am Drehstrommotor 1 anliegt. Der Vorgang des Zündens des ersten Thyristors 5 und des zweiten Thyristors 6 wird wiederholt durchgeführt, so dass der Drehstrommotor 1 schrittweise abgebremst wird. Um ein möglich rasches Beenden des Abbremsvorgangs des Drehstrommotors 1 am Ende des Ab ¬ bremsvorgangs herbeizuführen, wird nach einem letzten Ansteuern des ersten Thyristors 5 der zweite Thyristor 6 nicht mehr angesteuert, so dass ein Freilaufkreis 19 unterbleibt. Hier ¬ durch geht der Bremsstrom am Drehstrommotor 1 schlagartig ge- gen Null. Würde hingegen der zweite Thyristor 6 gezündet wer ¬ den, so würde der Bremsstrom langsam absinken, bis der Bremsstrom im Freilaufkreis 19 den Haltestrom des zweiten Thyristors 6 unterschreitet. Dieser Vorgang kann jedoch einige Sekunden in Anspruch nehmen. Für einen neuerlichen Start des Motors darf jedoch kein Freilaufkreis 19 vorliegen, da ein Neustart des Drehstrommotors 1 und somit ein schließen des ersten und dritten Schaltelementes 10,13 zu einen Kurzschluss über den zweiten Thyristor führen würde. Bis zum Start des

Motors müsste somit eine Wartezeit eingehalten werden, welche sicherstellt, dass kein Freilaufkreis 19 vorliegt. Dadurch, dass nach dem letzten Ansteuern des ersten Thyristors 5 keine Zündung des zweiten Thyristors 6 und somit kein Freilaufkreis 19 erzeugt wird, kann sichergestellt werden, dass der Brems ¬ strom schlagartig gegen Null geht und somit unmittelbar nach dem Löschen des ersten Thyristors 5 ein Neustart des Dreh ¬ strommotors 1 ermöglicht wird. FIG 2 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten

Schaltgerätes 18 zum Beenden eines Abbremsvorgangs eines dreiphasigen Drehstrommotors 1. Das Schaltgerät 18 umfasst hierbei eine Schaltgeräteeinheit 17 für die Anlauffunktion des Drehstrommotors 1, eine Schaltgeräteeinheit 16 für die Bremsfunktion des Drehstrommotors 1, eine erste, zweite, dritte Versorgungsleitung 7,8,9 und eine erste, zweite, drit ¬ te Drehstrommotorleitung 2,3,4. Die Schaltgeräteeinheit 17 dient dem Neustart des mit dem Schaltgerät 18 verbundenen Drehstrommotors 1. Über einzelne Schaltelemente innerhalb der Schaltgeräteeinheit 17 können die einzelnen Phasen geöffnet bzw. geschlossen werden. Die Schaltgeräteeinheit 16 umfasst eine Kommutierungsdrossel 15, welche oberhalb der Schaltgerä ¬ teeinheit 17 mit der ersten Versorgungsleitung 7 verbunden ist. Ferner ist ein erster Thyristor 5 eingangsseitig mit der Kommutierungsdrossel 15 verbunden und ausgangsseitig mit der ersten Drehstrommotorleitung 3 verbunden. Ein zweiter Thyristor 6 ist eingangsseitig mit der zweiten Drehstrommotorleitung 4 verbunden und ausgangsseitig mit der ersten Drehstrommotorleitung 3 verbunden. Die Kommutierungsdrossel 15, der erste Thyristor 5 und zweite Thyristor 6 sind Komponenten der Schaltgeräteeinheit 16. Durch gezielte Ansteuerung des ersten Thyristors 5 kann ein Bremsstrom in den Drehstrommotor 1 eingespeist werden. Mittels des zweiten Thyristors 6 kann der Bremsstrom innerhalb des Drehstrommotors 1 aufrecht er ¬ halten werden, so dass ein Freilaufkreis 19 entsteht. Auf diese Weise kann über längere Zeit ein Bremsstrom dem Drehstrommotor 1 zugeführt werden, so dass ein den Drehstrommotor 1 bremsendes Moment entsteht. Damit am Ende des Abbremsvor ¬ gangs ein rascher Neustart des Drehstrommotors 1 erfolgen kann, erfolgt während des Abbremsvorgangs nach einem letzten Ansteuern des ersten Thyristors 5 keine Ansteuerung des zwei ¬ ten Thyristors 6, so dass ein Freilaufkreis 19 unterbleibt. Der Bremsstrom geht folglich rasch gegen Null.

FIG 3 zeigt einen zeitlichen Verlauf eines Bremsstroms 20 ei ¬ nes Drehstrommotors während seines Abbremsvorgangs, wobei der Drehstrommotor mittels einer Thyristorschaltung mit zwei Thy- ristoren abgebremst wird. Der zeitliche Verlauf der Ansteue ¬ rung des ersten Thyristors ist mittels der ersten Thyristorkurve 22 visualisiert . Hierbei sind die Zündungen 23 des ers ¬ ten Thyristors gegenüber des vorliegenden Bremsstroms 20 auf ¬ gezeigt. Ebenso ist der zeitliche Verlauf der Ansteuerung des zweiten Thyristors mittels der zweiten Thyristorkurve 21 vi ¬ sualisiert. Hierbei sind ebenso die Zündungen 25 des zweiten Thyristors gegenüber des vorliegenden Bremsstromes 20 aufge ¬ zeigt. Mittels des ersten Thyristors wird aus der Versor ¬ gungsleitung der Bremsstrom 20 in den Drehstrommotor einge- speist. Mittels des zweiten Thyristors wird der eingespeist Bremsstrom 20 „aufgegriffen" und erneut dem Drehstrommotor zugeführt. Es ist ersichtlich, dass nach einer letzten Zündung 23 des ersten Thyristors eine Zündung 24 des zweiten Thyristors 6 erfolgt. Nach diesem Zeitpunkt fließt der Brems- ström 20 im Freilaufkreis weiter, bis der Haltestrom des zweiten Thyristors unterschritten wird. Während dieser Zeit ist der zweite Thyristor leitfähig und überbrückt zwei Motorwicklungen. Der Bremsstrom 20 sinkt somit allmählich, bis der Haltestrom am zweiten Thyristor unterschritten wird. Dieser Vorgang kann je nach Ausbildung des zweiten Thyristors mehrere Sekunden dauern. Für einen Neustart des Drehstrommotors muss jedoch sichergestellt werden, dass kein Freilaufkreis und somit kein leitender Zustand am zweiten Thyristor vor- liegt, da dies einen Kurzschluss über den zweiten Thyristors verursachen würde. Bis zum Neustart des Drehstrommotors muss also eine Wartezeit eingehalten werden, die über eine zeitli ¬ che Verriegelung gewährleistet werden muss. Folglich muss nach dem letzten Zünden 23,24 des ersten und zweiten Thyristors eine Wartzeit erzwungen werden, um einen Kurzschluss am zweiten Thyristor zu vermeiden.

FIG 4 zeigt einen zeitlichen Verlauf eines Bremsstroms 20 ei- nes Drehstrommotors während seines Abbremsvorgangs, wobei der Drehstrommotor mittels eines Schaltgerätes gemäß FIG 1 oder 2 abgebremst wird. Im Vergleich zu FIG 3 erfolgt hierbei nach einer letzten Zündung 23 des ersten Thyristors keine Zündung des zweiten Thyristors. Folglich geht der Bremsstrom 20 rasch gegen Null, so dass ein Neustart des Drehstrommotors erfolgen kann. Im Vergleich zu einem Bremsvorgang gemäß FIG 3 kann somit ein schnellerer Neustart des Drehstrommotors erfolgen, ohne dass eine Gefahr eines Kurzschlusses vorliegt. In FIG 4 sind drei Zündungen 23 des ersten Thyristors 5 und drei Zün- düngen 24 des zweiten Thyristors 6 abgebildet. In FIG 3 sind drei Zündungen 23 des ersten Thyristors und vier Zündungen 24 des zweiten Thyristors abgebildet. Während der Zündung 23,24 liegt ein leitender Zustand am jeweiligen Thyristor vor.




 
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