DE1463266C3

DE1463266C3 - Schaltungsanordnung zur Regelung der Drehzahl und zur Begrenzung des Ankerstroms eines aus einer Wechselstromquelle gespeisten, konstant erregten Gleichstromnebenschlußmotors

Info

Publication number: DE1463266C3
Application number: DE1463266A
Authority: DE
Inventors: Edward Herman Waynesboro Va. Dinger (V.St.A.)
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1963-09-20
Filing date: 1964-08-28
Publication date: 1974-10-17
Also published as: GB1069577A; DE1463266A1; US3286151A; DE1463266B2

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Regelung der Drehzahl und zur Begrenzung des Ankerstromes eines aus einer Wechselstromquelle gespeisten, konstant erregten Gleichstromnebenschlußmotors durch Anschnittsteuerung eines in seinem Ankerstrom liegenden steuerbaren Gleichrichters in Abhängigkeit von einer dessen Steuersatz zugeführten, der Drehzahlregelabweichung zumindest annähernd proportionalen Gleichspannung, der eine Wechselspannung mit der Frequenz der Wechselstromquelle überlagert ist.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus der deutschen Patentschrift 942 288 bekannt. Bei dieser Schaltungsanordnung wird zum Anlauf eine zusätzliche Vorgabespannung verwendet, die einem gewünschten Drehzahlsollwert entspricht und im Stillstand des Motors gerade den gewünschten Anlaufstrom zur Folge hat. Diese Schaltungsanordnung birgt die Gefahr in sich, daß bei zunehmendem Belastungsmoment besonders im oberen Drehzahlbereich ein unerwünschtes Anwachsen des Ankerstroms auftreten kann, wenn man für die Vorgabespannung einen brauchbaren Anlaufwert auswählt. Um dieses unerwünschte Anwachsen des Ankerstroms zu verhindern, wird eine gegenüber der Vorgabespannung in entgegengesetzter Richtung wirkende Stromkomponente eingefügt, die vom Ankerstrom mit Hilfe eines Strommeßglieds abgeleitet wird. Wenn nun beim Hochlauf des Motors der Motorstrom zu stark anwächst, dann setzt er die Vorgabespannung gegenüber der Motorspannung etwas herunter, so daß ein übermäßiges Anwachsen des Ankerstroms vermieden wird. Diese Kompensation wirkt jedoch nachlaufend, da die Vorgabespannung immer erst dann herabgesetzt wird, wenn der Strom bereits einen zu großen Wert erreicht hat. Bei. einer solchen Wirkungsweise lassen sich rasche Anstiege des Ankerstroms nur unzureichend, und zwar insbesondere nicht mit ausreichender Geschwindigkeit verhindern, so daß Beschädigungen der Schaltungsanordnung durch zu große Ankerströme auftreten können.

Eine Schaltungsanordnung, die ein ähnliches Prinzip zur Begrenzung des Ankerstroms ausnutzt, ist in der USA.-Patentschrift 3 095 534 beschrieben. Diese Strombegrenzungsschaltung tastet die Spannung an einem in dem Ankerstromkreis liegenden Widerstand ab. Wenn die an dem Widerstand abfallende Spannung zu groß ist, dann wird die Strombegrenzungsschaltung wirksam, indem sie den Ankerstrom mittels eines auf den steuerbaren Gleichrichter im Ankerstromkreis wirkenden Transistors vermindert. Auch mit dieser Anordnung können zu große und schnelle Ankerstromänderungen nicht ausreichend vermieden werden, weil der Ankerstrom erst gemessen werden muß.

Der Erfindung liegt die. Aufgabe zugrunde, bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art unzulässig hohe Ankerströme zu vermeiden, ohne daß der Ankerstrom gemessen werden muß.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Steuersatz eine weitere Wechselspannung mit der Frequenz der Wechselstromquelle und mit einer unterlagerten, der Ankerspannung oder der Istdrehzahl proportionalen Gleichspannung zugeführt ist, deren Phasenlage gegenüber der Spannung der Wechselstromquelle so verschoben ist, daß der Gleichrichter so verzögert gezündet wird, daß höchstens ein Ankerstrom maximal zulässiger Größe fließt, und daß der Steuersatz so ausgebildet ist, daß er eine Zündspannung für den steuerbaren Gleichrichter nur dann liefert, wenn die Augenblickswerte der einen überlagerten Spannungen und der anderen überlagerten Spannungen größer bzw. kleiner als die Zündspannung des steuerbaren Gleichrichters sind.

Mit einer derartigen Anschnittsteuerung läßt sich der Ankerstrom begrenzen, bevor er unzulässig hohe Werte erreicht. Damit wird ein unerwünschtes Anwachsen des Ankerstroms zuverlässig vermieden.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird vorzugsweise dadurch weitergebildet, daß der Steuersatz mindestens einen mit der Steuerelektrode des steuerbaren Gleichrichters verbundenen Transistor

enthält, dessen Steuerkreis die weitere Wechselspannung mit der ihr unterlagerten Gleichspannung zugeführt ist. Vorzugsweise werden die beiden Wechselspannungen mit Hilfe von zwei Sekundärwicklungen eines primärseitig an der Wechselstromquelle liegenden Transformators gebildet. Ferner ist es bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zweckmäßig, daß die Phasenlage der beiden Wechselspannungen durch an die Sekundärwicklungen angeschlossene i?C-Glieder wählbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigt

F i g. 1 das Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und

F i g. 2 verschiedene Kurvenverläufe zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine Wechselstromquelle 115 dargestellt. Diese Wechselstromquelle 115 ist an eine Leitung 12 und eine Leitung 13 gelegt; die Leitung 13 kann geerdet sein. Der Anker eines Gleichstrom-: nebenschlußmotors, dessen Drehzahl geregelt werden soll, ist mit 10 und seine Erregerwicklung mit 11 bezeichnet. Die Erregerwicklung 11 wird über eine Diode 14, deren Anode mit der Leitung 12 und deren Kathode mit einem Ende der Erregerwicklung 11 verbunden ist, mit Gleichstrom gespeist. Das andere Ende der Erregerwicklung 11 ist mit der Leitung 13 verbunden. Eine weitere Diode 15 ist parallel zur Erregerwicklung 11 gelegt. Der Anker 10 erhält über einen steuerbaren Gleichrichter 20 Gleichstrom. Die Anode des Gleichrichters 20 ist mit der Leitung 12 und die Kathode mit dem einen Anschluß des Ankers 10 verbunden. Der andere Anschluß des Ankers 10 ist mit der Leitung 13 verbunden. Die Regelanordnung enthält eine Zündschaltung G, eine Strombegrenzungsschaltung CLC und eine Drehzahlsollwertgeberschaltung 5PC. Diese drei Schaltungen sind in den gestrichelten Kästchen angeordnet. Ein Tansformator dient zur Einspeisung verschiedener Spannungen in die drei Schaltungen. Dieser Transformator ist mit einer Primärwicklung 16, die zwischen den Leitungen 12 und 13 liegt, sowie mit drei Sekundärwicklungen 17, 18 und 19 versehen. Die Sekundärwicklung 17 liegt in der Zündschaltung G und dient zur Einspeisung einer Zündspannung, die Sekundärwicklung 18 liegt in der Strombegrenzungsschaltung CLC und gibt eine Strombegrenzungsspannung ab, während die Sekundärwicklung 19 in der Drehzahlsollwertschaltung SPC liegt und eine Drehzahlsollwertspannung einspeist. Die relativen Polaritäten der an den Wicklungen 16,17,18 und 19 erscheinenden Spannungen sind durch Polaritätspunkte gekennzeichnet. Diese Punkte bezeichnen diejenigen Enden der verschiedenen Wicklungen, die in einem bestimmten Zeitpunkt die gleiche Polarität haben.

In der Zündschaltung G wird die an der Sekundärwicklung 17 liegende Spannung durch eine Diode 21 gleichgerichtet und durch einen ohmsehen Widerstand 22 und einen Kondensator 23 geglättet. Diese gleichgerichtete und geglättete Spannung ist gegenüber einer Bezugsleitung 32, die mit der Kathode des steuerbaren Gleichrichters 20 und dem einen Anschluß des Ankers 10 verbunden ist, positiv. Diese positive Spannung wird einem ohmschen Widerstand 27 zugeführt, der mit einer Diode 30 verbunden ist. Die Diode 30 ist mit dem Steueranschluß des steuerbaren Gleichrichters 20 verbunden. Diese positive Gleichspannung stellt also die Steuerspannung des Gleichrichters 20 dar. Die Zündschaltung G enthält ferner zwei npn-Transistoren 24 und 29. Bei Umkehr der Polaritäten der Spannungen in der Schaltung können auch pnp-Transistoren verwendet werden. Die Emitter-Kollektor-Strecke des einen Transistors 24 wird mit der gleichgerichteten und geglätteten Spannung über einen ohmschen Widerstand 26 gespeist. Der Emitter-Kollektor-Strecke des anderen Transistors 29 wird die gleichgerichtete und geglättete Spannung über den ohmschen Widerstand 27 zugeführt. Der Kollektor des einen Transistors 24 ist über eine Entkopplungsdiode 28 mit der Basis des anderen Transistors 29 so verbunden, daß der Basis des einen Transistors 24 zugeführte Sinale verstärkt und der Basis des anderen Transistors 29 zugeführt werden. Zwischen dem Steueranschluß und der Kathode des steuerbaren Gleichrichters 20 liegt ein Kondensator 31, der eine unbeabsichtigte Zündung des steuerbaren Gleichrichters 20 durch in der Leitung zum Steueranschluß auftretende Streuspannungen verhindert. Zwischen Emitter und Basis des einen Transistors 24 liegt eine Diode 25, die verhindert, daß eine zu hohe Vorspannung zwischen Basis und Emitter dieses einen Transistors 24 auftritt.

In der Strombegrenzungsschaltung CLC liegt die von der Sekundärwicklung 18 abgegebene Spannung an einer aus einem ohmschen Widerstand 35 und einem Kondensator 36 bestehenden Reihenschaltung. Zwischen der Leitung 13 und dem Verbindungspunkt 37 von ohmschem Widerstand 35 und Kondensator 36 erscheint eine sich ändernde Spannung, die der Spannung zwischen den Leitungen 12 und 13 in der Phasenlage um einen Winkel vorauseilt. Die Strombegrenzungsschaltung enthält auch einen Spannungsteiler mit zwei ohmschen Widerständen 33 und 34, die miteinander in Reihe und zum Anker 10 parallel geschaltet sind. Der Verbindungspunkt dieser Widerstände 33, 34 ist mit dem einen Anschluß der Sekundärwicklung 18 und mit dem Widerstand 35 verbunden. Am Widerstand 33 liegt eine Gleichspannung, deren Augenblicksgröße proportional der Ankerspannung ist. Diese Gleichspannung ist der sich ändernden Spannung zwischen dem Verbindungspunkt 37 und der Leitung 13 als Vorspannung überlagert. Die phasenverschobene Wechselspannung von der Sekundärwicklung 18 bildet zusammen mit der vom Motoranker 10 gelieferten Gleichspannung die Strombegrenzungsspannung. Diese Spannung wird der Basis des Transistors 29 über eine Entkopplungsdiode 38 zugeführt und bewirkt, daß der Transistor 29 leitend wird, wenn die Wechselspannung so hoch vorgespannt ist, daß sie das Bezugspotential der Leitung 32 während eines Teils jeder positiven Halbwelle der Speisewechselspannung überschreitet. Der Zündzeitpunkt des steuerbaren Gleichrichters 20 wird durch entsprechende Wahl der Widerstände 33 und 34 bestimmt. Diese Wahl der Widerstandswerte erfolgt bei Ankerdrehzahl Null, bei der der Ankerstrom bei einem vorgegebenen Drehzahlsollwert ein Maximum erreicht. Wenn die Werte dieser Widerstände einmal bestimmt sind, wird der maximal zulässige Ankerstrom bei jedem gewählten Drehzahlsollwert begrenzt.

In der Drehzahlsollwertgeberschaltung SPC wird die an der Sekundärwicklung 19 erscheinende Wechselspannung einer aus einem ohmschen Wider-

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stand 49 und einem Kondensator 50 bestehenden leitung 53. Die Differenz zwischen diesen beiden Reihenschaltung zugeführt. Zwischen der Leitung Größen (Drehzahlfehlerspannung) entspricht der 13 und dem Verbindungspunkt 51 -/on Widerstand Ankerspannungsregelabweichung und ist proportio-49 und Kondensator 50 erscheint eine phasenver- nal der Drehzahlregelabweichung. Die Differenz der schobene Wechselspannung, die die gleiche Fre- 5 Drehzahlsollwertspannung zwischen der Leitung 13 quenz wie die Speisewechselspannung hat. Bei dem und der Ausgangsleitung 53 ist gegenüber der Drehdurch die Polaritätspunkte angegebenen Wickelsinn zahlistwertspannung zwischen der Leitung 13 und der Primärwicklung 16 und der Sekundärwicklung der Bezugsleitung 32 positiv, wenn die Istdrehzahl 19 und geeigneter Bemessung des ohmschen Wider- des Motorankers 10 unter der Solldrehzahl liegt, stands 49 und des Kondensators 50 kann die Span- io Unter dieser Voraussetzung leitet der Transistor 24, nung zwischen dem Verbindungspunkt 51 und der der Transistor 29 ist gesperrt, und die Zündspannung, Leitung 13 gegenüber der Spannung zwischen den die zwischen dem Steueranschluß und der Kathode Leitungen 12 und 13 um 90° nacheilen. Der Ver- des steuerbaren Gleichrichters 20 zugeführt wird, bindungspunkt 51 ist über einen ohmschen Wider- bewirkt, daß der Gleichrichter 20 leitend wird. Dastand 52 mit einer Ausgangsleitung 53 verbunden. 15 durch wird die Ankerdrehzahl erhöht.
Die Ausgangsleitung 53 ist mit der Basis des einen Wenn die Ankerspannung des Motorankers 10 Transistors 24 in der Zündschaltung G verbunden. ausreichend groß ist, wie dies der Fall ist, wenn der Der Wechselspannung zwischen der Leitung 13 und Motor mindestens mit der eingestellten Solldrehzahl der Ausgangsleitung 53 ist eine über einen verstell- läuft, ist die Spannung an der Bezugsleitung 32 gleich baren Abgriff 44 eines Potentiometers 43 abgenom- 20 der oder größer als die Spannung an der Ausgangsmene Gleichspannung als Vorspannung überlagert. leitung 53, jeweils relativ zur Leitung 13. In diesem Diese Gleichspannung stellt eine erste Vorspannung Falle wird der Transistor 24 gesperrt, der Transistor dar und wird durch einen Gleichrichter 40 bewirkt, 29 leitend und der steuerbare Gleichrichter 20 geder mit der Leitung 12 verbunden ist. Die gleich- sperrt. Dadurch fällt die Ankerdrehzahl. Wenn der gerichtete Spannung wird durch einen Widerstand 25 Motor belastet ist, leitet der steuerbare Gleichrichter 41 und einen Kondensator 42 geglättet, die zwischen 20 eine bestimmte Zeit lang während jeder zweiten den Gleichrichter 40 und die Leitung 13 geschaltet Halbwelle, wenn das Potential der Leitung 12 gegensind. Das Potentiometer 43 liegt zwischen dem unte- über dem der Leitung 13 positiv ist. Diese Zeitspanne ren Anschluß des Widerstandes 41 und der Leitung hängt von dem Unterschied der Drehzahlsollwert-13. Diese erste Vorspannung liegt in Reihe mit einer 30 spannung an der Ausgangsleitung 53 relativ zur zweiten, für die Drehzahl Null bestimmten Gleich- Größe der Spannung an der Bezugsleitung 32 jeweils Stromvorspannung, die einem Kondensator 47 über relativ zur Leitung 13 ab, die durch die Ankerspanzwei Gleichrichter 45 und 46 zugeführt wird, die nung des Motorankers 10 bestimmt wird. Daraus zwischen den Anschlüssen der Sekundärwicklung 19 ergibt sich, daß dann, wenn die Drehzahlsollwert- und dem Abgriff 44 des Potentiometers 43 liegen. 35 geberschaltung SPC der Zündschaltung G eine Span-Diese zweite Spannung ist eine negative Vorspannung nung zuführt, der steuerbare Gleichrichter 20 nor- und gewährleistet, daß der Transistor 24 und mithin malerweise gezündet wird, so daß die Motordrehzahl der steuerbare Gleichrichter 20 bei der Drehzahl auf der Größe gehalten wird, die durch die Einstel-NuIl gesperrt ist. Die aus der phasenverschobenen lung des Abgriffs 44 am Potentiometer 43 bestimmt Wechselspannung und den beiden überlagerten Vor- 40 ist.

spannungen gebildete Spannung stellt die Drehzahl- Der steuerbare Gleichrichter 20 kann jedoch nur sollwertspannung dar. Wenn der Abgriff 44 am dann gezündet werden, wenn die Strombegrenzungs-Potentiometer 43 verstellt wird, wird dadurch der schaltung CLC der Zündschaltung G eine dieses zu-Zündzeitpunkt des steuerbaren Gleichrichters 20 zur lassende Spannung zuführt. Die Strombegrenzungs-Drehzahlregelung entsprechend zeitlich vor- oder 45 schaltung CLC gibt diese Spannung zu einem Zeitzurückverlegt. punkt ab, der von der Ankerspannung des Ankers Der steuerbare Gleichrichter 20 zündet, wenn das 10 abhängt. Dieser Zeitpunkt ist vorzugsweise so Potential seiner Anode gegenüber dem seiner Ka- gewählt, daß der Ankerstrom auf den gewünschten thode positiv ist und an seinen Steueranschluß ein Wert begrenzt wird, wenn der Motoranker 10 blokgegenüber dem Kathodenpotential positives Poten- 50 kiert ist bzw. sich nicht dreht. Die Strombegrenzungstial gelegt wird. Wenn der steuerbare Gleichrichter spannung aus der Strombegrenzungsschaltung tritt 20 leitend ist, bleibt er so lange leitend, bis die Span- zwischen dem Verbindungspunkt 37 und der Bezugsnung zwischen seiner Anode und seiner Kathode leitung 32 auf. Wenn die Ankerspannung verhältnisetwa auf Null abgesunken ist oder sich umpolt. Wenn mäßig niedrig ist, was der Fall ist, wenn der Anker der Transistor 29 leitend ist, schließt er die Steuer- 55 10 ziemlich langsam umläuft, ist die Strombegrenstrecke zwischen dem Steueranschluß und der Ka- zungsspannung zwischen dem Verbindungspunkt 37 thode des steuerbaren Gleichrichters 20 praktisch und der Bezugsleitung 32 verhältnismäßig hoch und kurz, so daß der steuerbare Gleichrichter 20 nicht bewirkt, daß der Transistor 29 stromleitend wird, gezündet werden kann. Wenn der Transistor 29 da- Dies verhindert, daß der steuerbare Gleichrichter 20 gegen gesperrt ist, kann die Zündspannung angelegt 60 gezündet wird. Wenn die Ankerspannung verhältnis- und der steuerbare Gleichrichter 20 gezündet werden. mäßig hoch ist, was der Fall ist, wenn der Anker 10 Der Transistor 29 wird leitend, wenn der Transistor ziemlich schnell umläuft, ist die Strombegrenzungs-24 gesperrt ist, und wird gesperrt, wenn der Tran- spannung zwischen dem Verbindungspunkt 37 und sistor 24 leitend ist. Der Transistor 24 bleibt gesperrt der Bezugsleitung 32 relativ niedrig und bewirkt, daß oder leitend, je nach der Größe der Motoranker- 65 der Transistor 29 gesperrt wird, so daß dadurch spannung zwischen der Leitung 13 und der Bezugs- dem steuerbaren Gleichrichter 20 das Zündsignal zuleitung 32 relativ zur Größe der Drehzahlsollwert- geführt werden kann und dieser leitend wird,
spannung zwischen der Leitung 13 und der Ausgangs- Die Wirkungsweise der Strombegrenzungsschaltung

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CLC und der Drehzahlsollwertgeberschaltung SPC eine Ankerspannung von 100 % unterschreitet die wird nun an Hand der in F i g. 2 dargestellten Kurven Strombegrenzungsspannung überall die Zündlinie, näher erläutert. Der steuerbare Gleichrichter 20 wird aber auch in Der zeitliche Verlauf der Spannung zwischen den diesem Falle erst im Zeitpunkt t₃ gezündet, da die Leitungen 12 und 13 ist durch die strichpunktierte 5 Drehzahlfehlerspannung die Zündlinie in diesem Kurve U₁₂_₁₃ dargestellt. Diese Spannung hat eine Augenblick überschreitet. Der steuerbare Gleichsolche Frequenz, daß die Dauer jeder Halbwelle .richter20 bleibt dann wieder bis zum Zeitpunkt t_s, gleich der Zeit von t_a bis t₅ ist. Die Drehzahlfehler- dem Ende der Halbwelle, gezündet bzw. leitend. Die spannung zwischen der Ausgangsleitung 53 und der Kurven nach F i g. 2 stellen einige Beispiele von Bezugsleitung 32 ist durch die gestrichelte Kurve io vielen möglichen Betriebszuständen dar. Der Verlauf ^53-32 fü^{f euie} willkürliche Drehzahlsollwertspan- der Drehzahlfehlerspannung t/_5S.₃₂ kann durch Vernung, die am verstellbaren Abgriff 44 eingestellt ist, stellen des Abgriffs 44 und der Verlauf der Stromdargestellt. Diese Drehzahlfehlerspannung hat die begrenzungsspannung U₃₇_₃₂ kann durch Ändern der gleiche Frequenz wie die Spannung J7₁₂.₁₃ zwischen Relativwerte der Widerstände 33 und 34 in der Darden Leitungen 12 und 13, eilt dieser jedoch um 90° 15 stellung nach F i g. 2 nach oben oder unten vernach. Durch die voll ausgezogenen Kurven U₃₇_₃₂ schoben werden.

sind Strombegrenzungsspannungen zwischen dem Die F i g. 2 zeigt, daß selbst dann, wenn keine Verbindungspunkt 37 und der Bezugsleitung 32 für Ankerspannung vorhanden ist, der Anker und andrei Fälle gezeigt, nämlich für eine Ankerspannung dere Schaltungselemente durch die Strombegrenvon 0%, 50% und 100% der Nennspannung. Diese 20 zungsspannung gegen zu hohen Ankerstrom geschützt sind willkürlich gewählt und stellen den Betrag der werden, was für den dargestellten Zustand bis zum Ankerspannung dar, die auftritt, wenn der Motor Zeitpunkt i₄ der Fall ist. Wenn man die Werte der blockiert wird, wenn der Motor mit einer bestimmten Schaltungselemente auf die von den Strombegren-Zwischendrehzahl läuft und wenn der Motor mit zungszuständen bei einer Ankerspannung von 0% seiner Nenndrehzahl läuft. Die Strombegrenzungs- 25 bestimmten Werte einstellt, dann kann der steuerspannungen t/₃₇.₃₂ haben die gleiche Frequenz wie bare Gleichrichter 20 früher in einer Halbwelle gedie Spannung U₁₂_₁₃ zwischen den Leitungen 12 und zündet werden, wenn die Ankerspannung ansteigt. 13, doch eilen sie dieser in der Phase um einen be- Der Ankerstrom wird trotzdem noch begrenzt, denn stimmten Winkel vor. obwohl der steuerbare Gleichrichter 20 bei Ansteigen Der Spannungswert, bei dem der steuerbare 30 der Ankerspannung früher leitend werden kann, Gleichrichter 20 in Abhängigkeit von der Drehzahl- bleibt der Gesamtankerstrom praktisch derselbe, weil fehlerspannung t/₅₃.₃₂ und der Strombegrenzungs- die Ankerspannung dem durch das frühere Zünden spannung J7₃₇.₃₂ gezündet wird, ist durch eine hon- des steuerbaren Gleichrichters 20 erhöhten Ankerzontale strichpunktierte Zündlinie U₂₀ dargestellt, strom entgegenwirkt und ihn dadurch verringert,
deren Höhe willkürlich und in bezug auf die Null- 35 Zusammenfassend ergibt sich, daß die Stromlinie etwas positiv gewählt ist. Bei der praktischen begrenzungsschaltung eine verbesserte Drehzahlrege-Ausführung einer erfindungsgemäßen Schaltung kann lung ergibt und zur Begrenzung des Ankerstroms der Wert, bei dem der steuerbare Gleichrichter 20 in auf einen vorbestimmten Wert über den vollen Dreh-Abhängigkeit von der Drehzahlfehlerspannung ge- zahlbereich verwendbar sein kann. Dies wird durch zündet wird, verschieden von dem Wert sein, bei dem 40 geeignete Auswahl der Bauelemente in der Stromder Gleichrichter 20 in Abhängigkeit von der Strom- begrenzungsschaltung nach Fig. 1, vorzugsweise für begrenzungsspannung gezündet wird. den Fall, daß die Drehzahl Null ist, erreicht. Diese In der Zeit von t₀ bis t₅ kann der steuerbare Strombegrenzungsschaltung greift in Abhängigkeit Gleichrichter 20 nur dann gezündet werden, wenn von der Ankerspannung des Motorankers ein. Die die Strombegrenzungsspannung i/₃₇.₃₂ unterhalb die- 45 Strombegrenzungsschaltung benötigt kein Signal, das ser horizontalen Linie und die Drehzahlfehlerspan- vom Ankerstrom abgeleitet ist. Ein solches Signal nung t/₅₃.₃₂ oberhalb dieser horizontalen Zündlinie müßte durch eine entsprechende Siebschaltung ge- U₂₀ liegt. glättet werden, die zu unerwünschten Verzögerungs-Wenn der Motor blockiert ist, verhindert die Tat- zeiten im Regelkreis führt, so daß dieser instabil sache, daß die Strombegrenzungsspannung t/₃₇.₃₂ bei 50 werden könnte oder die Drehzahl nicht mit der geeiner Ankerspannung von 0 °/o bis zum Zeitpunkt t₄ wünschten Genauigkeit regeln könnte. Eine Verzögenicht unter die Zündlinie CZ_2n des steuerbaren Gleich- rungszeit ist auch deshalb nicht erwünscht, weil emprichters fällt, daß der Gleichrichter 20 vor dem Zeit- findliche Bauelemente bereits von dem Überstrom punkt i₄ gezündet wird, obwohl die Drehzahlfehler- zerstört sein können, bevor die Strombegrenzung spannung U_s3_₃₂ im Zeitpunkt t_s die Zündlinie U₂₀ 55 wirksam wird.

des Gleichrichters 20 bereits überschreitet. Wenn die Da die Erfindung nur an Hand eines speziellen Strombegrenzungsspannung U_S7_₃₂ im Zeitpunkt t_i Ausführungsbeispiels erläutert wurde, lassen sich unter die Zündlinie des Gleichrichters 20 fällt, kann auch andere Anordnungen ausbilden. So können beider Gleichrichter20 bis zum Zeitpunkt^ für den spielsweise andere Anordnungen zur Bildung der übrigen Teile der Halbwelle stromleitend sein. Eine 60 verschiedenen Spannungen in der Zündschaltung, in etwas andere Bedingung gilt für die Strombegren- der Strombegrenzungsschaltung oder in der Drehzungsspannung für eine Ankerspannung von 50%. zahlsollwertgeberschaltung verwendet werden. An In diesem Falle fällt die Strombegrenzungsspannung Stelle der Ankerspannung kann auch die Ausgangsim Zeitpunkt t₂ unter die Zündlinie. Der steuerbare spannung eines von der Welle des Ankers 10 ange-Gleichrichter 20 wird jedoch erst im Zeitpunkt t₃ 65 triebenen Tachometers als Drehzahlistwertsignal gezündet, wenn die Drehzahlfehlerspannung die verwendet werden. Die Phasenverschiebung in der Zündlinie überschreitet, und bleibt bis zum Ende Drehzahlsollwertgeberschaltung kann auch einen der ersten Halbwelle im Zeitpunkt t₅ leitend. Für anderen Wert als 90° annehmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 409 512/92

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Regelung der Drehzahl und zur Begrenzung des Ankerstromes eines aus einer Wechselstromquelle gespeisten, konstant erregten Gleichstromnebenschlußmotors durch Anschnittsteuerung eines in seinem Ankerstromkreis liegenden steuerbaren Gleichrichters in Abhängigkeit von einer dessen Steuersatz zugeführten, der Drehzahlregelabweichung zumindest annähernd proportionalen Gleichspannung, der eine Wechselspannung mit der Frequenz der Wechselstromquelle überlagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Steuersatz (G) eine weitere Wechselspannung mit der Frequenz der Wechselstromquelle (115) und mit einer unterlagerten, der Ankerspannung oder der Istdrehzahl proportionalen Gleichspannung zugeführt ist, deren Phasenlage gegenüber der Spannung der Wechselstromquelle (115) so verschoben ist, daß der Gleichrichter (20) so verzögert gezündet wird, daß höchstens ein Ankerstrom maximal zulässiger Größe fließt, und daß der Steuersatz (G) so aus-, gebildet ist, daß er eine Zündspannung für den steuerbaren Gleichrichter (20) nur dann liefert, wenn die Augenblickswerte der einen überlagerten Spannungen (CZ₅₃.,.,) und der anderen überlagerten Spannungen (£/₃₇._3a) größer bzw. kleiner als die Zündspannung (i/.,₀) des steuerbaren Gleichrichters (20) sind. "

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuersatz (G) mindestens einen mit der Steuerelektrode des steuerbaren Gleichrichters (20) verbundenen Transistor (29) enthält, dessen Steuerkreis die weitere Wechselspannung mit der ihr unterlagerten Gleichspannung zugeführt ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wechselspannungen mit Hilfe von zwei Sekundärwicklungen (18, 19) eines primärseitig an der Wechselstromquelle (115) liegenden Transformators gebildet sind.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenlage der beiden Wechselspannungen durch an die Sekundärwicklungen (18, 19) angeschlossene /?C-Glieder (49, 50; 35, 36) wählbar ist.