ETiT IV-Praktikum Versuch Gleichstromsteller - Institut für ...

Schalter S1 geschlossen ist, fließt der Strom von der Batterie in die Maschine und treibt sie
an. Wird der Schalter S1 geöffnet, so versuchen die Induktivitäten (Glättungsinduktivität Ld
und Induktivität der GM) den Strom weiter in positiver Richtung fließen zu lassen. Der
Lastkreis ist über die Freilaufdiode D2 kurzgeschlossen und die Induktivitäten geben einen
Teil ihrer gespeicherten Energie wieder ab. Nach einem Signal der Steuerung schließt
Schalter S1 wieder, so daß der Laststrom id dann ansteigt. Der GS für den Ein-Quadrantenbetrieb
wird Tiefsetzsteller genannt, weil bei ihm der Leistungsfluß von der Seite der
höheren Spannung (Batterie) zur Seite mit der tieferen Spannung (GM) gerichtet ist.
2.2.2 Der Zwei-Quadrantenbetrieb
Ausgehend vom Ein-Quadrantensteller läßt der Zwei-Quadrantenbetrieb entweder negativen
Strom (Zwei-Quadrantensteller mit Stromumkehr: I. und II. Quadrant) oder negative Spannung
(Zwei-Quadrantensteller mit Spannungsumkehr: I. und IV. Quadrant) zu. Im folgenden
ist unter dem Begriff „Zwei-Quadrantensteller / -betrieb“ immer derjenige mit Stromumkehr
gemeint, da nur diese Variante im Praktikum möglich ist.
Der Betrieb im ersten Quadranten wurde im letzten
Abschnitt erklärt. Die GM arbeitet als Motor und
kann z. B. ein Fahrzeug antreiben (Bild 2.5: mA > 0).
Im II. Quadranten bleibt die Drehrichtung der GM
erhalten, da die Spannung weiterhin positiv ist. Sie
wird jedoch von der hier als Last verwendeten
Asynchronmaschine (ASM) mechanisch angetrieben Bild 2.5: Definition der Momente
(Bild 2.5: mA < 0). Mit dem Schalter S2 wird die
Spannung u2 so eingestellt, daß sich die gewünschte Drehzahl einstellt. Bei geschlossenem
Schalter S2 ist die Maschine kurzgeschlossen. Es fließt ein negativer Strom, der dem Betrag
nach linear ansteigt. Nach dem Öffnen kommutiert er auf die Freilaufdiode D1 und die Induktivitäten
geben bis zum nächsten Einschaltzeitpunkt von S2 einen Teil ihrer gespeicherten
Energie ans Netz ab (generatorisches Bremsen). Bei konstanter Drehzahl gilt das Momenten-
Gleichgewicht und es gibt dann auch kein resultierendes Moment (mel - mA = mres = 0). Dies
wird bei Belastung mit der ASM angenommen.
Im Zwei-Quadrantenbetrieb kann die GM also angetrieben oder abgebremst werden. Es dürfen
aber niemals beide Schalter S1 und S2 gleichzeitig geschlossen sein, damit ein netzseitiger
Kurzschluß vermieden wird. Dies wird durch die Verriegelungseinheit in der Elektronik
gewährleistet.
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