DE1563833C3

DE1563833C3 - Schaltungsanordnung zum Konstanthalten der Drehzahl eines Wechselstrommotors

Info

Publication number: DE1563833C3
Application number: DE19661563833
Authority: DE
Inventors: Bernd 8500 Nuernberg Jonatat; Karl-Heinz 8950 Kaufbeuren Mueller
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1966-10-29
Filing date: 1966-10-29
Publication date: 1975-09-25
Also published as: GB1195982A; DE1563833A1; DE1563833B2; NL6714615A; BE705812A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Konstanthalten der Drehzahl eines Wechselstrommotors, der über antiparallel in der Zuleitung liegende, nach dem Anschnittprinzip arbeitende steuerbare Gleichrichter gespeist wird.

Es ist bekannt, Wechselstromkreise und auch Wechselstrommotoren mittels steuerbarer Halbleitergleichrichter zu steuern. Bekanntlich können steuerbare Halbleitergleichrichter durch Anlegen geeigneter Impulse an die Steuerelektrode in; den leitenden Zustand umgeschaltet werden. Es sind auch bereits steuerbare Halbleitergleichrichter bekannt, bei denen sowohl die Umschaltung in den leitenden, als auch in den sperrenden Zustand mittels geeigneter Impulse durchgeführt werden kann. Schließlich gibt es steuerbare Gleichrichter, die durch geeignete Impulse in beiden Richtungen in den leitenden Zustand umschaltbar sind. Mit allen diesen steuerbaren Gleichrichtern ist eine Steuerung in der Weise möglich, daß der Gleichrichter zu einem geeigneten Zeitpunkt in den leitenden Zustand geschaltet und dadurch die dem Motor zugeführte Spannungszeitfläche verändert wird. In gleicher Weise ist es auch möglich, vor dem Abklingen einer Halbwelle, früher oder später, in geeigneter Weise den sperrenden Zustand herbeizuführen und auch auf diese Weise eine Regelung zu erreichen.

Wenn man die zeitliche Lage der Impulse zur Steuerung der steuerbaren Halbleitergleichrichter geeignet wählt, und abhängig von der Drehzahl bzw. der Belastung des Motors macht, dann kann auf diese Weise die dem Motor zugeführte Leistung so verändert werden, daß die Drehzahl konstant bleibt.

In der USA.-Zeitschrift »Direct Current« Januar 1962, S. 20 und 21 ist eine Schaltungsanordnung zur Drehzahlregelung eines Wechselstrommotors der eingangs genannten Art beschrieben, bei der als Ist-Wert der Regelung die Spannung einer mit dem Motor

gekuppelten Tachomaschine verwendet wird.

In der deutschen Auslegeschrift 12 15 803 ist eine Anordnung zur untersynchronen Drehzahlsteuerung eines Asynchronmotors beschrieben, bei der jeder ersten Halbwelle einer Periode des Wechselstromes von einem dem Laststrom proportionalen Strom eine Regelgröße gebildet wird, mit der der in der zweiten Halbwelle der gleichen Periode fließende Strom durch Beeinflussung des steuerbaren Gleichrichters gesteuert wird. In diesem Falle handelt es sich aber nicht um eine Phasenanschnittsteuerung, sondern der steuerbare Gleichrichter wird nur entweder gezündet oder nicht gezündet.

Schließlich ist in der deutschen Zeitschrift »Elektronik«, 15. Jahrgang (1966), Heft 3, S. 71 bis 73, das kontaktlose Ein- und Ausschalten von kleinen Asynchronmotoren beschrieben. Hierbei wird für jede Phase die Antiparallelschaltung von zwei steuerbaren Gleichrichtern verwendet, von denen der eine über eine Flip-Flop-Schaltung bei Beginn der zugehörigen Spannungswelle eingeschaltet wird, während der antiparallel hierzu angeordnete steuerbare Gleichrichter, abhängig von der Spannung eines Kondensators, der durch den Spannungsabfall eines vom Motorstrom in der ersten Halbwelle durchflossenen Widerstandes geladen wird, gezündet wird. Hierbei handelt es sich aber nicht um eine Schaltungsanordnung zur Drehzahlregelung.

■ Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum Konstanthalten der Drehzahl eines Wechselstrommotors bei unterschiedlicher Belastung zu schaffen, welche nur einen geringen Aufwand an elektrischen Bauelementen hat und mit der eine genauere und schnellere Drehzahlregelung möglich ist.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von der Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art, dadurch gelöst, daß in der Zuleitung die Parallelschaltung eines Einweggleichrichters und eines Widerstandes liegt und der am Widerstand bei jeweils einer ersten Halbwelle einer Periode des Wechselstromes entstehende Spannungsabfall die Phasenlage der Zünd- und Löschimpulse für die steuerbaren Gleichrichter in der jeweils zweiten Halbwelle einer Periode des Wechselstromes beeinflußt.

Im Gegensatz zu der aus der USA.-Zeitschrift »Direkt Current« bekannten Schaltungsanordnung wird bei der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung keine Tachomaschine zur Bildung des Ist-Wertes benötigt, sondern dieser wird aus dem Motorstrom einer Halbwelle abgeleitet, wodurch sich eine wesentliche Verringerung des Aufwandes ergibt.

Bei der in der deutschen Auslegeschrift 12 15 803 beschriebenen Schaltungsanordnung wird zwar auch eine vom Motorstrom in jeweils einer Halbwelle abhängige Regelgröße gebildet, durch die ein steuerbarer Gleichrichter die jeweils andere Halbwelle beeinflußt. Abgesehen von dem hierzu erforderlichen speziellen Übertrager wird nur beim Unterschreiten eines bestimmten Stromwertes die folgende entgegengesetzte Halbwelle vollständig gesperrt, während bei Stromerhöhung (Drehzahlabfall infolge höherer Belastung) keinerlei Regelwirkung eintritt. Das Steuerintervall umfaßt daher immer mehrere Halbweilen und wird bei Leerlauf noch größer.

Im Gegensatz hierzu wird bei der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung bei jeder zweiten Halbwelle ein Regelfluß ausgeübt, und zwar abhängig von der Stromaufnahme des Motors in der vorhergehenden

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Im Gegensatz hierzu wird bei der Schaltungsan- steuerbaren Halbleitern T, die beispielsweise aus Ordnung gemäß der Erfindung bei jeder zweiten antiparallel geschalteten Thyristoren bestehen kön-Halbwelle ein Regeleinfluß ausgeübt und zwar ab- nen. Es können aber auch andere steuerbare Halbhängig von der Stromaufnahme des Motors in der leitergleichrichter bekannter Art verwendet werden, vorhergehenden Halbwelle. Mit der Anschnittsteue- 5 beispielsweise solche, die durch geeignete Zündimrung ist der Regeleinfluß wesentlich besser dosier- pulse in jeder Richtung in den leitenden Zustand bar als mit der Ein- und Ausschaltung einer ganzen umgeschaltet werden können.
Halbwelle und die Wirkung tritt stets schon bei der Der durch den Motor M fließende Laststrom folgenden Halbwelle ein. durchfließt die Parallelschaltung der Diode D mit Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung io dem Widerstand R_M. Weiter ist das Zündgerät Z vorwird der Widerstand parallel zu dem Einweggleich- gesehen, in dem in an sich bekannter Weise Zündrichter durch eine Lichtquelle ersetzt, die jeweils in impulse erzeugt werden, mit denen der oder die der ersten Halbwelle einer Periode des Wechsel- steuerbaren Gleichrichter T in den leitenden und/oder stromes vom Laststrom beeinflußt ist und über licht- sperrenden Zustand umgeschaltet werden. Das Zündempfindliche Elemente die Phasenlage der Steuer- 15 gerät Z enthält weitere Mittel, um die Zündimpulse impulse beeinflußt. Auf diese Weise kann das Zünd- in ihrer Phase zu verschieben, und zwar abhängig gerät elektrisch vom Motorstromkreis getrennt wer- von der Spannung an dem Widerstand R_M. Zur Einden. Dadurch wird eine Beschädigung des Zünd- stellung einer bestimmten Drehzahl des Motors ist gerätes bei einem Defekt an dem Widerstand ver- der veränderliche Widerstand R_s vorgesehen, durch mieden. 20 den das Zündgerät Z so beeinflußt wird, daß in der Es wird also in jedem Falle in der ersten Halb- ersten Halbwelle jeder Periode die Zündimpulse eine welle jeder Periode des Wechselstromes eine dem bestimmte Lage haben.

Strom proportionale Regelgröße (Spannung, Licht- Der Spannungsabfall an dem Widerstand R_M ist

strom) gebildet und abhängig von dieser Regelgröße proportional dem Laststrom. Abhängig hiervon wer-

in jeder zweiten Halbwelle einer Periode des Wechsel- 25 den die Zündimpulse für die zweite Halbwelle so

stromes der Zünd- und/oder Löschzeitpunkt der verschoben, daß die Drehzahl des Motors konstant

steuerbaren Gleichrichter in ihrer Phase so verscho- gehalten wird.

ben, daß dadurch die Drehzahl des Motors konstant Es wird auf diese Weise eine bestimmte Kenngehalten wird. linie des Motors erzwungen. Bei einer Erhöhung der Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung 30 Belastung des Motors sinkt dessen Drehzahl ab und sind Mittel zum Einstellen der Phasenlage der Steuer- gleichzeitig wird der aufgenommene Strom größer, impulse für die jeweils erste Halbwelle einer Periode Diese Stromänderung wirkt sich so aus, daß der des Wechselstromes vorgesehen, so daß der Wert für Spannungsabfall an dem Widerstand R_M sich erhöht die konstant zu haltende Drehzahl eingestellt werden und das Zündgerät Z so beeinflußt wird, daß dem kann. 35 Motor in der zweiten Halbwelle eine größere Spanin der Figur ist ein Ausführungsbeispiel für die nungszeitfläche zugeführt wird, d. h. daß die Motor-Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung darge- drehzahl wieder auf ihren ursprünglicher Wert anstellt und wird im folgenden näher beschrieben. steigt. Das gleiche gilt in umgekehrter Weise bei Der Wechstrommotor M liegt in Reihe mit den einer Verminderung der Last am Motor.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Konstanthalten der Drehzahl eines Wechselstrommotors, der über antiparallel in der Zuleitung liegende, nach dem Anschnittprinzip arbeitende steuerbare Gleichrichter gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuleitung die Parallelschaltung eines Einweggleichrichters (D) und eines Widerstandes (Rm) liegt und der am Widerstand bei jeweils einer ersten Halbwelle einer Periode des Wechselstromes entstehende Spannungsabfall die Phasenlage der Zünd- oder Löschimpulse für die steuerbaren Gleichrichter (T) in der jeweils zweiten Halbwelle einer Periode des Wechselstromes beeinflußt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand durch eine Lichtquelle ersetzt ist, die jeweils in der ersten Halbwelle einer Periode des Wechselstromes vom Laststrom beeinflußt ist und über lichtempfindliche Elemente die Phasenlage der Steuerimpulse beeinflußt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Einstellung der Phasenlage der Steuerimpulse für die jeweils erste Halbwelle des Wechselstromes am Zündgerät (Z) vorgesehen sind.