Zur Berechnung dynamischer Vorgänge bei von einem Drehstromsteller gespeisten Antrieben mit Asynchronmaschinen und mehreren gekoppelten Massen mittels Finite-Differenzen-Zeitschrittrechnung

Abstract

Die zeitlichen Verläufe des von der Drehmomentmeßwelle angezeigten Drehmomentes, der Drehzahl und der Klemmenspannung sowie des Ständerstromes werden für unterschiedliche Hochläufe berechnet und mit Messungen verglichen. Hierbei liegt ein Schwerpunkt auf der Hochlaufgefährdung durch parasitäre synchrone Drehmomente, ein anderer auf der Berechnung von Torsionsschwingungen, insbesondere in Resonanz. Zum Hochlaufverhalten werden zusätzlich speziell für den Einlauf in synchrone Drehmomentsättel Rechnungen mit einer praktischen Näherung bei sinusförmiger Klemmenspannung durchgeführt. Es ergibt sich eine höhere Hochlaufgefährdung bei einem Keilriemenantrieb gegenüber der direkten Kupplung. Mit Drehstromsteller zeigt sich, daß bei verzerrter Klemmenspannung und Strom fast ausschließlich die Grundschwingungen zur Entwicklung von Drehmoment und Leistungen beitragen. Eine Dimensionierung des Antriebes ist daher nicht nach dem Effektivwert, sondern nach den Grundschwingungen von Klemmenspannung und Strom vorzunehmen. Beim Antrieb mit einer zusätzlichen Schwungmasse über Keilriemen kann eine bislang unbekannte "quasisynchrone Schleichdrehzahl" rechnerisch und experimentell nachgewiesen werden.

The time-functions of the torque indicated by a torque-measuring-shaft, the speed and the terminal voltage as well as the stator-currents are calculated for different running up tests and compared to measurements. Herein one focal point lies on the danger of a running up inhibited by parasitic synchronous torques, another one is given by the calculation of torsional vibrations, in particular in resonance. Concerning the running up behaviour additional calculations using a practical approximation at sinusoidal voltage are carried out especially for the incoming in synchronous torques. As a result a higher endangering of the running up is found for the V-belt drive compared to a drive with a direct coupling. With a three phase ac power controller it appears that almost exclusively the fundamental harmonics of the distorted terminal voltage and current contribute to the generation of torque and power. Therefore a dimensioning of the drive cannot be done according to the rms-values but must be done according to the fundamental harmonics of terminal voltage and current. With the drive having an additional fly-wheel driven via V-belt a so far unknown "quasi-synchronous" creeping speed can be proved numerically and experimentally.