DE1101596B

DE1101596B - Zwei- oder mehrphasiger ueber eine Transistoranordnung angeschlossener Induktionsmotor

Info

Publication number: DE1101596B
Application number: DES56922A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Walter Engel; Dipl-Ing Dr-Ing Walter Hartel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1958-02-12
Filing date: 1958-02-12
Publication date: 1961-03-09

Description

Zwei- oder mehrphasiger über eine Transistoranordnung angeschlossener Induktionsmotor Die Erfindung, die besondere Bedeutung für Kleinmotoren besitzt, bezieht sich auf einen zwei- oder mehrphasigen Induktionsmotor, der sich als Universalmotor sowohl zum Betrieb mit Wechsel- als auch mit Gleichstrom eignet. Die gebräuchlichen Universalmotoren sind im allgemeinen als Kommutatormotore ausgebildet und weisen einen Kollektor auf, so daß sie in ihrem Aufbau einem Gleichstrommotor ähneln.
Es sind auch schon kollektorlose Induktionsmotoren mit hoher Drehzahl bekanntgeworden, die aus dem Wechselstromnetz unter Zwischenschaltung eines Frequenzumformers gespeist werden. Diese Motoren machen einen Kollektor, dessen Vorhandensein für viele Anwendungsgebiete unerwünscht ist, entbehrlich. Der Frequenzumformer der bekannten Ausführung ist aus Transistoren aufgebaut, die als Schalter arbeiten und dem Motor eine rechteckförmige Spannung zuführen. Ein Anschluß der Antriebseinrichtung an beliebige Speisequellen, also eine universelle Anwendung, ist jedoch nicht möglich, da zum Betrieb mit Gleichspannung die Vorschaltung eines besonderen Wechselrichters erforderlich wäre.
Es ist auch eine Anordnung bekanntgeworden, bei der der Betrieb eines Zwei- oder Mehrphasenmotors an einem Gleichstromnetz erfolgen kann. Bei der Speisung eines Zweiphasenmotors wird zur Drehfelderzeugung im Motor ein Transistorwechselrichter verwendet, der mit einem zweiten Transistorwechselrichter zur Erzeugung einer den ersten um 90 e1. Grade nacheilenden Spannung zusammenarbeitet. Bei einem Dreiphasenmotor sind drei Wechselrichter vorgesehen. Diese bekannteAntriebsvorrichtung bedingt einen sehr großen Aufwand an Mitteln.
Die Erfindung bringt eine vorteilhafte Verbesserung an einem zwei- oder mehrphasigen Induktionsmotor, insbesondere Kurzschlußläufer, dessen Ständerwicklung über eine Transistoranordnung an ein Gleichstrom- bzw. Wechselstromnetz angeschlossen ist. Gemäß der Erfindung ist jeder Ständerphasenwicklung mindestens ein strahlungsgesteuerter Transistor im Sinne einer Drehfelderzeugung vorgeschaltet. Gegenüber der bekannten mit Transistoren in Wechselrichterschaltung betriebenen Anordnung ermöglicht die Erfindung bei einem Zweiphasenmotor eine Drehfelderzeugung mit nur zwei Transistoren. Weiter ist bei derAnordnung nach der Erfindung nicht nur die Speisung aus einem Gleichstrom-, sondern auch aus einem Wechselstromnetz möglich. Zweckmäßig steht die Steuerung der strahlungsgesteuerten Transistoren in Abhängigkeit von der Drehbewegung des Läufers. Hierdurch erhält der Motor eine Drehzahlcharakteristik, wie sie etwa einem Reihenschlußmotor entspricht. Zur Steuerung der strahlungsgesteuerten Transistoren kann man, soweit nicht das Tageslicht selbst hierzu herangezogen werden kann, eine künstliche Lichtquelle in Gestalt einer Glühlampe od. dgl. verwenden. In Anbetracht der bei Phototransistoren zu erzielenden Empfindlichkeit im roten und infraroten Strahlungsgebiet kann es gegebenenfalls zweckmäßig sein, an Stelle einer Glühlampe einen Glühdraht zu verwenden, der nur bis auf schwache Rotglut gebracht ist. Zur Abdeckung der Strahlung können Lochscheiben, Schlitzwalzen oder ähnliche Einrichtungen verwendet werden.
Die zur Steuerung des Transistors bzw. der Transistoren benötigten Strahlungen können verschiedenartigen Strahlungsquellen entnommen werden. So kann man z. B. daran denken, radioaktive Substanzen, Leuchtmassen od. dgl. heranzuziehen, wobei diese strahlungsaussendenden Körper oder Schichten gegebenenfalls an Stellen des Motors anzubringen sind, welche umlaufen, so daß eine Abdeckung durch Lochscheiben od. dgl. nicht erforderlich ist, vielmehr die strahlungsaussendenden Teile jeweils bei bestimmten Läuferstellungen die Phototransistoren beeinflussen.
An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel in seinen für die Erfitidung wesentlichen Teilen in stark vereinfachter, schematischer Darstellung. Es handelt sich hierbei um die schematische Darstellung eines Läufers, welchem zwei Phototransistoren zugeordnet sind.
Die beiden Transistoren 1 und 2 sind als Silizium-Phototransistoren durch Lichtstrahlen steuerbar, welche in Richtung der Pfeile 3 und 4 auf die Transistoroberflächen auffallen. Die Lichtstrahlung geht von einem oder mehreren Glühdrähten oder Lampen aus, welche sich innerhalb oder oberhalb des Läufers 6 befinden. Es kann zweckmäßig sein, einen oder mehrere Glühdrähte in Achsrichtung, d. h. längs der Linie 7 anzuordnen. Zur Abdeckung dienen halbkreisförmige Segmente 8 und 9, welche um 90° versetzt angebracht sind, so daß in der dargestellten Lage der Phototransistor 1 gerade mit Licht beaufschlagt wird, während der Phototransistor 2 @ abgedunkelt ist. Um die Anlaufbedingungen eines solchen Motors zu verbessern, können an Stelle von Zweiphasenwicklungen entsprechende mehrphasige Wicklungsanordnungen vorgesehen sein. Dementsprechend ist auch die Anzahl der Phototransistoren gegebenenfalls zu erhöhen. Ein solcher Motor zeichnet sich durch den Wegfall eines Kollektors dadurch aus, daß keine Bürstenabnutzung und kein Kohlenstaub auftrifft, daß Kontaktverluste am Kollektor nicht entstehen können und daß schließlich ein solcher Motor keine Funkstörungen verursacht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Zwei- oder mehrphasiger Induktionsmotor, insbesondere Kurzschlußläufermotor, dessen Ständerwicklung über eine Transistoranordnung an ein Gleichstrom- bzw. Wechselstromnetz angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ständerphasenwicklung mindestens ein strahlungsgesteuerter Transistor im Sinne einer Drehfelderzeugung vorgeschaltet ist.
2. Zwei- oder mehrphasiger Induktionsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der strahlungsgesteuerten Transistoren in Abhängigkeit steht von der Drehbewegung des Läufers.
3. Zwei- oder mehrphasiger Induktionsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung von Lichtimpulsen eine oder mehrere feststehende Lichtquellen vorgesehen sind und zwischen Lichtquelle und zugehörigem Phototransistor eine mit der Drehzahl sich rhythmisch öffnende Abdeckung angeordnet ist.
4. Zwei- oder mehrphasiger Induktionsmotor nach Anspruch 3, :dadurch gekennzeichnet, daß als Abdeckungen Lochscheiben, Schlitzwalzen od. dgl. vorgesehen sind.
5. Zwei- oder mehrphasiger Induktionsmotor nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung von Strahlungs-,insbesondere Lichtimpulsen mit dem Motor umlaufende Strahlungsquellen vorgesehen sind.
6. Zwei- oder mehrphasiger Induktionsmotor nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Strahlungsquellen Glühlampen, Glühdrähte od. dgl. vorgesehen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Elektronik, 1957, S. 17; Elektro-Anzeiger, Essen, 1957, S. 156; AIEE Transactions, November 1955, S. 587; Proceedings of the IRE, November 1952, S. 1510.