DE1638097C3 - Schaltungsanordnung zum Regeln der Drehzahl eines Gleichstrommotors - Google Patents
Schaltungsanordnung zum Regeln der Drehzahl eines GleichstrommotorsInfo
- Publication number
- DE1638097C3 DE1638097C3 DE1638097A DEO0013030A DE1638097C3 DE 1638097 C3 DE1638097 C3 DE 1638097C3 DE 1638097 A DE1638097 A DE 1638097A DE O0013030 A DEO0013030 A DE O0013030A DE 1638097 C3 DE1638097 C3 DE 1638097C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- motor
- armature
- speed
- circuit
- size
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
- B66B1/00—Control systems of elevators in general
- B66B1/24—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration
- B66B1/28—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical
- B66B1/30—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical effective on driving gear, e.g. acting on power electronics, on inverter or rectifier controlled motor
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/34—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using Ward-Leonard arrangements
- H02P7/347—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using Ward-Leonard arrangements in which only the generator field is controlled
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S388/00—Electricity: motor control systems
- Y10S388/923—Specific feedback condition or device
- Y10S388/93—Load or torque
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Regeln der Drehzahl eines Gleichstrommotors, dessen
Belastung schwankt in Abhängigkeit von der Größe der an die Ankerwicklung angelegten Klemmenspannung,
wobei die Größe der Klemmenspannung von einer Steuereinrichtung bestimmt wird, die ihrerseits durch
das Vergleichsresultat verschiedener Signale angesteuert wird, von denen eines der Drehzahlsollwert, ein
anderes der von einer drehzahlabhängigen Signalquelle gelieferte Drehzahlistwert ist und weitere Signale die
erste und zweite Ableitung der Istdrehzaiil nach der Zeit
darstellen, wobei die Signale, welche diesen die Ableitungen bestimmenden Komponenten der Klemmenspannung
entsprechen, durch einen darauf ansprechenden Steuerkreis erzeugt werden.
Es ist bereits eine Schaltungsanordnung der erwähnten Art zur Steuerung der Drehzahl eines Elektromotors
aus der US-PS 26 00 308 bekannt. Diese enthält einen Tachogenerator, der ein die tatsächliche Drehzahl
des Motors wiedergebendes Signal erzeugt. Dieses Signal wird differenziert, um dadurch ein die tatsächliche
Beschleunigung des Motors wiedergebendes Signal zu erhalten. Darüber hinaus wird ein die Lastkomponente
wiedergebendes Korrektursignal erzeugt und einer Kompensationswicklung zugeführt, um dadurch die
Wirkung von Lastschwankungen auszuschalten, so daß die Beschleunigung, Verzögerung und Geschwindigkeit
des Motors im wesentlichen einheitlich gestallet werden. Dieser Motor wird bevorzugt in Aufzugsanlagen
eingesetzt.
Eine weitere Schaltungsanordnung ist aus der US-PS 28 58 493 bekannt. Bei dieser wird die Wirkung der
Trägheit während der Beschleunigung und der Verzögerung kompensiert. Dabei wird eine Zwangsfunktion
einer bestimmten Größe und Vorzeichen abgeleitet, die dann, wenn sie dem Motorstrom hinzugefügt wird, eine
ausreichende Stromänderung durch den Ankerkreis des Motors bewirkt, um dadurch ein zusätzliches Drehmoment
zu erzeugen, wenn dieses während der Perioden einer Drehzahländerung benötigt wird.
Aus der US-PS 29 18 987 ist es schließlich bekannt, einen Aufzugsantrieb derart zu steuern, daß der
Abstand und die Zeit der Beschleunigungsbewegung und der Verzögerung konstant bleibt, und zwar
unabhängig von der Last bei jedem Bewegungszyklus. Dabei wird eine Kompensationswicklung mit einem
Signal beschickt, welches durch Differenzieren des Ausgangsstromes des Motors abgeleitet wird, wodurch
jegliche Abweichung aufgrund von Laständerungen ausgeschaltet wird.
Bei den bekannten Anordnungen wird ein die Drehzahl des Motors wiedergebendes Signal entweder
mit Hilfe eines Tachogenerators oder durch Ableiten eines Signals erzeugt, welches die Gegen-EMK. des
Motors wiedergibt.
Diese bekannten Anordnungen sind jedoch zum Regeln der Drehzahl von Fahrstuhlmotor aus folgenden
Gründen nicht geeignet:
Anordnungen, bei denen ein der Drehzahl des Motors entsprechendes Signal mit Hilfe eines Tachogenerators
gewonnen wird, arbeiten nicht zufriedenstellend, da die Ausgangssignale des Tachogenerators einen hohen
Anteil von Störfrequenzen aufweisen. Die Wirkungen dieser Störfrequenzen werden um so schwerwiegender,
wenn die Ausgangssignale des Tachogenerators einmal oder zweimal differenziert werden, um das Beschleunigungssignal
und das Signal entsprechend der Änderung der Beschleunigung zu erzeugen.
Vorrichtungen, bei denen die Gegen-EMK-Signale zum Ableiten der Drehzahl-, Beschleunigungs- und
Beschleunigungsänderungssignale verwendet werden, sind zwar nicht mit diesen Störfrequenzen behaftet, sind
jedoch auf die Verwendung von einfachen flC-Schaltungen
oder Differentialübertragern anstelle dieser WC-Schaltungen zum Ableiten dieser Steuersignale beschränkt.
Diese Vorrichtungen sind aber insofern nachteilig als die abgeleiteten Beschleunigungssignale
zumindest mit der Lastkomponente des Motorankerstroms behaftet sind.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Regelung der Drehzahl eines Elektromotors
der eingangs definierten Art zu schaffen, welche auf möglichst einfache Weise Signale erzeugen kann, die
die erste und die zweite Ableitung der Motordrehzahl wiedergeben, die jedoch nicht mit Störsignalen oder der
Laststromkomponente des Motors behaftet sind.
Diese Aufgabe wird ausgehend von der Schaltungsanordnung der eingangs definierten Art erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß der Stenerkreis einen parallel zur Ankerwicklung gefalteten Stromkreis aufweist und
durch eine aus Sum: ,anden bestehende Übertragungsfunktion definiert ■ i, deren einer Summand eine
Funktion der Trägheit des Ankers und der von diesem angetriebenen Massen ist, wenn auf den Motor eine Last
einwirkt, deren zweiter Summand eine Funktion der Induktivität der Ankerwicklung und deren dritter
Summand eine Funktion des Widerstands der Ankerwicklung
ist.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den
Ansprüchen 2 bis 8.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigt
F i g. I ein Ausführungebeispiel der Erfindung,
Fig. 2eine Abwandl'-nr-von Fi g. I.
Gemäß Fig. I ist eine laufrolle TS für die Hebeseile
10 einer Fahrstuhlkabine CA und deren Gegengewicht CW auf einer Welle montiert, welche mittelbar oder
unmittelbar mit dem Anker M eines im Leonardsatz betriebenen Gleichstrommotors verbunden ist Der
Bremsschuh BR deutet eine mechanische Bremse an. Die Erregerwicklung 14 des Motors ist an eine durch
eine Batterie 15 angedeutete Konstantspannungsquelle angeschlossen. Der Stromkreis des Motorankers 11
wird durch einen Gleichstromgeneretor gespeist, dessen Anker 16 auf der gleichen Welle sitzt wie der Rotor 18
tu eines Wechselstrommotors. Die Erregerwicklung 20 des Generators liegt in Reihe mit einem Widerstand RDG
zwischen der Mittelanzapfung der Sekundärwicklung eines Transformators 23 und dem Ausgang einer
vollgesteuerten Gleichrichterbrücke 22 mit Thyristoren.
r> Der Eingang der Gleichrichterbrücke 22 liegt über
Leitungen Sl und 52 an der Sekundärwicklung des
Transformators 23, dessen Primärwicklung über Leitungen 01 und 02 an eine einphasige Wechselstromquelle
angeschlossen ist An die gleiche Stromquelle ist auch der Eingang einer Steuereinrichtung 24 angeschlossen,
welche ein Magnetverstärker sein kann i-nd deren
Ausgang an die Steueflrelcktroden der Thyristoren der Brücke 22 angeschlossen ist. Die Ansteuerung d^r
Steuereinrichtung 24 erfolgt durch einen Treiberver-
y, stärker 26, an dessen Eingang ein Summationsglied 28
angeschlossen ist, das einen mit Halbleitern bestückten Operationsverstärker aufweisen kann. An den beiden
Eingängen des Summationsglieds 28 liegt einmal über einen Widerstand RCFdas Potential der Erregerwick-
ID lung 2( des Gleichstromgenerators und zum anderen
f'ber ei ie Schaltung 31 zur Phasenstabilisierung der
Ausgang eines Vergleichers 30. Dieser Vergleicher 30 kann ebenfalls einen mit Halbleitern bestückten
Operationsverstärker beinhalten und weist drei Eingän-
ii ge auf, von denen der eine an eine Drehzahl-Programmsteuerung
33, der zweite über einen Widerstand RT an den Ausgang eines Tachogenerators 44 und der dritte
über den Verstärker 37 sowie über einen Wioerstawd /?^fund einen parallel zu diesem liegenden Kondensa-
•tii tor Caf an einen Steuerkreis 48 angeschlossen ist,
weichet seinerseits das Potential des Ankers 11 des Gleichstrommotors abgreift.
Die Drehzahl-Programmsteuerung 33 kann eine Potentialquelle sein, deren Ausgangsgröße sich in einem
vorbestimmten Ablauf ändert, so daß der Gleichstrom-Tiotor
auf beliebige Weise gesteuert werden kann. Bei jedem Anlauf der Fahrstuhlkabine wird z. B. durch die
programmgesteuerte Führungsgröße der Motor zunächst schnell aus dem Stillstand auf seine Betriebsdreh-
,ii zahl beschleunigt und dann auf dieser konstant gehalten,
ohne hierbei Beschleunigungs- oder Verzögerungswerte zu erreichen, welche das Wohlbefinden der Fahrgäste
beein'rächtigen könnten.
Bei jedem Motor-Regelsystem ist das Ausmaß, in
,, welchem der Motor dei Stellgröße folgt, eine Furktion
der Verstärkung von Führungsgröße und Rückführgröße — bzw. der Stellgröße. Im allgemeinen nimmt bei
einem derartigen System die Stabilität bei Erhöhung des Verstärkungsfaktors ao. Sowohl mit direkter Ankerspannungs=
Rückführung als auch mit Rückführung über einen Tachometergenerator arbeitende Regelkreise
werfen stets Schwierigkeiten entweder bezüglich der Betriebsgenauigkeit oder der Stabilität auf, wobei die
Höhe des Verstärkungsgrads im Rückführungskreis den
■ ausschlaggebenden Faktor darstellt. Die bei Tachogenerator-Rückführsystemen
auftretenden Stabilisierungsprobleme lassen sich lösen, wenn aus Beschleunigungswerten
differenziert eine Rückführgröße gewonnen
wird. Das Problem der Genauigkeit bei Ankerspannung-Rückführsystemen
läßt sich lösen, wenn die Lastkomponente aus der Rückführgröße ausgeschtiltet werden kann. Bei den beschriebenen Anordnungen wird
der Steuerkreis 48 zur Erfüllung dieser beiden Funktionen verwendet. Er stellt eine zweckmäßige
Einrichtung zur Erzeugung von Signalen dar, die in Tachogenerator-Rückführsystemen unmittelbar zur
Stabilisierung des Systems und in Ankerspannungs-Rückführsystemen zur Erhöhung der Betriebsgenauigkeit
des Motors im Betrieb unter veränderlicher Belastung Anwendung finden kann.
Bei beiden Systemen besitzen die Größen der
Bauteile des Steuerkreises 48 feste, für die jeweilige Anlage charakteristische Werte. Wenn diese Größen
auf die nachstehend erläuterte Weise einwandfrei ausgewählt werden, isl der im Sleuerkreis bei einer
PnniKnkllnn D nln €· I , , m-w flinOnnrln
·*€>*- " U'"11·" IJVlOJlUItJ,
praktisch äquivalent der Beschleunigungskomponente des in der Ankerwicklung fließenden Stroms. Bei
stabilen, anderen Belastungen als der einen ausgewählten, nimmt die Gleichartigkeit von Steuerstrom und
Beschleunigungskomponente geringfügig ab, trotzdem gibt der im Steuerkreis 48 fließende Strom über einen
verhältnismäßig weiten Bereich von Laständerurigen, wie sie bei einem Fahrstuhl-Hebewerk auftreten, in
ausreichendem Ausmaß die Beschlennip'ine^kompu
nente des Ankerstroms wieder, so dau nierdurch die
Arbeitsweise der vorher beschriebenen Anordnung wesentlich verbessert werden kann.
Bei einer Fahrstuhlanlage wird die Geschwindigkeitsänderung
des Motorankers durch eine Komponente des Anker-Gesamtstroms bestimmt. Diese im folgenden als
Beschleunigungskomponente bezeichnete Komponente ist eine Funktion des Widerstands und der Induktivität
im Motoranker sowie der Trägheit sowohl des Motorankers als auch der durch ihn angetriebenen
Massen. Diese Komponenten des Widerstands, der Induktivität und der Masse bilden ein elektromechanisches
System, das mathematisch durch eine Differentialgleichung zweiter Ordnung beschrieben werden kann.
Entsprechend diesem elektromechanischen System stellt auch ein »RLC«-Kre\s ein allerdings rein
elektrisches System dar. welches den mathematischen Gesetzen einer Ableitung zweiter Ordnung gehorcht.
Vergleichsweise entspräche bei einer solchen » RLC«- Kombinationder
elektrische Widerstand R dem elektrischen Widerstand des Motorankers,
die Induktivität L der Niederfrequenz-Induktivität des Motorankers und
die Kapazität C der mechanischen Trägheit des Motorankers und der von ihm bei der vorgegebenen
Belastung getragenen Massen.
Unter der Annahme, daß die »ausgewählte bzw. vorgegebene Belastung« der unbelastete, also der Zustand des Massenausgleichs der Fahrstuhlanlage ist, wird die Größe der Kapazität durch den Quotienten aus dem Gesamt-Trägheitsmoment des Moiorankers und der angetriebenen Massen und dem Produkt von Drehmoment pro Ampere und der erzeugten elektromotorischen Kraft pro Bogeneinheit bzw. Winkelgrad der Drehung des Motors bestimmt. Die notwendige Größe der Induktivität läßt sich durch einen Niederfrequenz-Ansprechversuch des Moiors bestimmen. Nach Bode kann der Logarithmus des Amplitudenverlaufs über dem Logarithmus der Frequenz aufgetragen werden. Aus dieser sogenannten »Bode-Kurve« kann in bekannter Weise aus dem Schnittpunkt der Asymptoten für ο)-» O bzw. o)-* oo die sogenannten »F.ckfrequenz« ermittelt werden. In einem solchen System zweiter Ordnung, wie es das vorliegende darstellt, entspricht diese »Eckfrequenz« der ungedämpften natürlichen Frequenz des Motors. Die Größe der der Trägheit der rotierenden Motorteile äquivalenten kapazitiven Reaktanz ist bei »Eckfrequenz« gleich der Größe der induktiven Reaktanz des Motors. Bei bekanntem Trägheitsmoment des Motorläiifers i'ml biv.i.mmter »Eckfrequenz« ist mithin der Wert der Induktivität des Ankers ohne weiteres bestimmbar. Die Größe der analogen induktiven Komponente für das vorgenannte clektromechanische System ist gleich der auf uiese Weise bestimmten induktivität. Die Größe der Analog-Widcrstandskomponentc ist selbstverständlich gleich dem gemessenen Widerstand des Motorankers.
Unter der Annahme, daß die »ausgewählte bzw. vorgegebene Belastung« der unbelastete, also der Zustand des Massenausgleichs der Fahrstuhlanlage ist, wird die Größe der Kapazität durch den Quotienten aus dem Gesamt-Trägheitsmoment des Moiorankers und der angetriebenen Massen und dem Produkt von Drehmoment pro Ampere und der erzeugten elektromotorischen Kraft pro Bogeneinheit bzw. Winkelgrad der Drehung des Motors bestimmt. Die notwendige Größe der Induktivität läßt sich durch einen Niederfrequenz-Ansprechversuch des Moiors bestimmen. Nach Bode kann der Logarithmus des Amplitudenverlaufs über dem Logarithmus der Frequenz aufgetragen werden. Aus dieser sogenannten »Bode-Kurve« kann in bekannter Weise aus dem Schnittpunkt der Asymptoten für ο)-» O bzw. o)-* oo die sogenannten »F.ckfrequenz« ermittelt werden. In einem solchen System zweiter Ordnung, wie es das vorliegende darstellt, entspricht diese »Eckfrequenz« der ungedämpften natürlichen Frequenz des Motors. Die Größe der der Trägheit der rotierenden Motorteile äquivalenten kapazitiven Reaktanz ist bei »Eckfrequenz« gleich der Größe der induktiven Reaktanz des Motors. Bei bekanntem Trägheitsmoment des Motorläiifers i'ml biv.i.mmter »Eckfrequenz« ist mithin der Wert der Induktivität des Ankers ohne weiteres bestimmbar. Die Größe der analogen induktiven Komponente für das vorgenannte clektromechanische System ist gleich der auf uiese Weise bestimmten induktivität. Die Größe der Analog-Widcrstandskomponentc ist selbstverständlich gleich dem gemessenen Widerstand des Motorankers.
- ι ' Jn *V»rtl
4 * * \ 1 ,. . a /J J"1
und RP, eine Induktivität LF und eine Kapazität CF.
deren Werte vorzugsweise so gegenüber den wie vorsteü^id beschrieben ermittelten, analogen Widerstands-,
Induktivitäts- und Kapazitätswerten proportioniert sind, daß sich bei .lusbelanzierten Massen von
Fahrstuhl und Gegengewicht der durch den Steuerkreis 48 fließende, von der abgegriffenen Klemmenspannung
hervorgerufene ^nom praktisch analog zum Strom
durch i-n Motoranker 11 verhält. In diesem lastfreien
Zustand enthält der Ankerstrom nur eine Beschleunigungskomponente und ist der durch den Steuerkreis 48
fließende Strom proportional z>> dieser bzw. zur
Beschleunigung oder Verzögerung cics Motorankers.
Bei Auswahl der Größen der Widerstände RF und
RP, der Induktivität /.Fund der Kapazität CF im Fall
des unbelasteten Motors nach obigen Grundsätzen kann ein bekanntes Vorausregelverfahren angewandt
werden. Zunächst wird die Größe der Induktivität LFso
gewählt, daß sie in einem passenden Verhältnis auf die Induktivität des Motorankers 11 abgestimmt ist. Die
Größe der Kapazität CF wird dann so gewählt, daß sie um den Reziprokwert dieses Faktors der Größe der
Kapazität entspricht, welche der Trägheit des Motorankers 11 und der von ihm angetriebenen, aber
ausbalanzierten Massen äquivalent ist. Das Produkt von Induktivität LF und Kapazität CF ist dann gleich dem
Produkt aus Induktivität LFund Kapazität CFist dann
gleich dem Produkt aus Induktivität und Kapazität des /?LC-Kreises bei lastfreiem Motor. Die Gesamtgröße
der Widerstände /?Fund RP wird so gewählt, daß sie
sich im selben Verhältnis, wie es für die Auswahl der Induktivität benutzt wurde, zur Größe des Wid -Standes
des Motorankers 11 befinden, so daß das Produkt aus Kapazität CF und Gesamtgröße der Widerstände
RF und RP gleich dem Produkt aus Kapazität und Widerstand des Analog-/?CZ.-Kreises bei lastfreiem
Motor ist.
Der durch den Steuerkreis 48 fließende Strom ist damit unabhängig von den verschiedenen konstanten
Größen der Lastkomponente der Motoranker-Klemmspannungen, ändert sich aber mit der Beschleunigungskomponente dieser Spannungen. Mittels einer am
Widerstand RP vorgesehenen Anzapfung wird über einen Widerstand Rafein dem durch den Steuerkreis 40
fließenden Strom proportionales Signal geliefert, welches die Beschleunigung oder Verzögerung, also die
ersie Ableitung der Drehzahl des fviotorankers 11 nach
der Zeit wiedergibt.
Ein die Änderungsgeschwindigkeit der Beschleunigung oder Verzögerung, d. h. die zweite Ableitung der
Motordrehzahl nach der Zeit darstellendes Signal wird
von einer zum Widerstand Raf parallelgeschalteten
Kapazität CUrgeliefert.
Die Arbeitsweise der Erfindung läßt sich am besten unter der Annahme erläutern, daß der Fahrstuhl an
einem der Stockwerke F\ — F5 angehalten hat und die Fahrb'.ühlanlage ein Signal erhält, den Fahrstuhl in einer
vorgegebenen Bewegungsrichtung in Bewegung zu setzen. Beim Schließen der Fahrstuhltüren beginnt die
Drehzahl-Programmsteuerung 33 des Drehzahlsollwertsignal zu erzeugen. Dieses Signal gelangt an das
Summationsglied 30 und während der Fahrstuhl noch bewegungslos bleibt, wird es unbeeinflußt zur Schaltung
31 weitergeleitet. Das von letzterer abgegebne Signal
wird dann der Steuereinrichtung 24 aufgeprägt, wo es die Erzeugung von Sperr- oder Durchlaßimpulsen
bewirkt, welche an die Steuerelektroden der Siliziumgieiuni
iciiici uci Gieienr icinei utiiuke 22
werden. Diese Impulse steuern die Entstehung und die Dauer He* an die Erregerwicklung 20 des Gleichstromgenerators angelegten Gleichstroms. Ein diesem Strom proportionales Signal wird über den Widerstand RGF zum Summationsglied 28 zurückgeführt, um die Zeitkonstante der Haupt-Feldwicklung 20 zu kompensieren. Die Erregung des Generators hat eine Spannung am Generatoranker 16 zur Folge, so daß Strom über den Anker 11 des Fahrstuhl-Hebemotors fließt und letzterer zum Bewegen der Fahrstuhlkabine in Drehung versetzt wird.
werden. Diese Impulse steuern die Entstehung und die Dauer He* an die Erregerwicklung 20 des Gleichstromgenerators angelegten Gleichstroms. Ein diesem Strom proportionales Signal wird über den Widerstand RGF zum Summationsglied 28 zurückgeführt, um die Zeitkonstante der Haupt-Feldwicklung 20 zu kompensieren. Die Erregung des Generators hat eine Spannung am Generatoranker 16 zur Folge, so daß Strom über den Anker 11 des Fahrstuhl-Hebemotors fließt und letzterer zum Bewegen der Fahrstuhlkabine in Drehung versetzt wird.
D^ Amplitude und die Polarität des an die
Steuereinrichtung 24 angelegten verstärkten Signals bestimmen den Zeitpunkt, zu welchem die Sperr- bzw.
Durchlaßimpulse während jeder Periode des an den Gleichrichterkreis 22 angelegten Wechselstroms erzeugt
werden, und steuern somit die Zeitspanne, während welcher die Siliziumgleichrichter des Gleichrichterkreises
22 leiten. Auf diese Weise steuert das vom Vergleicher 30 abgegebene Ausgangssignal die Größe
und die Polarität des über die Erregerwicklung 20 fließenden Stroms und die Ausgangsspannung des
Gleichstromgenerators und damit die Drehzahl des Fahrstuhl-Hebemotors.
Während des Betriebs des Motors wird das vom Vergleicher 30 gelieferte Signal aus den von der
Programmsteuerung 33 kommenden und den an den beiden anderen Eingängen des Vergleichers 30 anliegenden
Signalen gebildet. Der eine dieser beiden Eingänge ist über den Widerstand RT an den
Tachogenerator 44 angeschlossen und empfängt Signale, welche der Drehzahl des Motorankers 11 proportional
sind, während der andere Eingang über den Parallelkreis RAf— Caf und den Verstärker 37 an den
Steuerkreis 48 angeschlossen ist, von welchem er Signale erhält, welche der ersten und zweiten Ableitung
der Motoranker-Drehzahl nach der Zeit entsprechen. Die von diesen beiden Stromkreisen gelieferten Signale
werden mit der entgegengesetzten Polarität des Signals der Drehzahl-Programmsteuerung an den Vergleicher
30 angelegt. Wenn der Vergleicher 30 ein Signal abgibt, so zeigt dies an, daß die Drehzahl des Motorankers nicht
in Obereinstimmung mit der durch das Signal der Drehzahl-Programmsteuerung 33 geforderten Drehzahl
steht, und bewirkt eine Erhöhung oder Verminderung der Ankerdrehzahl, bis eine Übereinstimmung
hergestellt ist.
Die Schaltungsanordnung gemäß F i g. 2 enthält die in den Steuerkreisen gemäß F i g. 1 enthaltenen Bauteile
sowie einige zusätzliche Bauteile eines Regelsystems mit Ankerspannungsrückführung. Unter Vernachlässigung
der Gemeinsamkeiten der beiden Anordnungen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 sind folgende Unterschiede
zwischen beiden Anordnungen zu berücksichtigen: Der Generator 44 ist bei der dargestellten Ausführungsform
über einen Widerstand RT an den Eingang 42 eines Summationsglieds 35 angeschlossen, während der
Steuerkreis 48 ebenfalls über eine Parallelschaltung Raf—Caf und einen Umkehrverstärker 50 an den
to zweiten Eingang 46 des Summationsjplieds 35 angeschlossen
ist. Ein dritter Eingang 40 des Summationsglieds 35 greift über einen parallel zum Anker 11 des
Motors geschalteten Spannungsteiler RDV2 dessen Klemmenspannung ab.
Der Ausgangskreis des Summationsglieds 35 ist über einen Umkehrverstärker 38 und ein Filter 36 an den
Eingang 34 des Vergleichers 30 angeschlossen, dessen Zweiter Eingang 32 üuci ilen parallel ium Anker 11 ucs
Motors geschalteten Widerstand RDVX dessen Klemmenspannung
abgreift.
Wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird die Drehzahl des Motors auch bei
dieser Ausführungsform durch das resultierende Ausgangssignal des Vergleichers 30 gesteuert, welches sich
aus dem Signal der Drehzahl-Programmsteuerung 33 und den Signalen der an den beiden anderen Eingängen
liegenden Rückführgrößen zusammensetzt. Wie erwähnt, ist dabei der Eingang 34 über das Filter 36 und
den Umkehrverstärker 38 an das Summationsglied 35 angeschlossen. Die am Eingang 34 erscheinenden
Signale resultieren aus den an die drei Eingänge des Summationsglieds 35 angeschlossenen Signalspannungen.
Der erste dieser Eingänge 40 ist an den Spannungsteiler RDV2 angeschlossen und liefert
J5 Signale proportional der Klemmenspannung des Motorankers
11. Bekanntlich enthält die Motoranker-Klemmenspannung Komponenten, welche die Drehzahl
des Motors sowie die Ableitung dieser Drehzahl nach der Zeit bestimmen, sowie eine Komponente, welche
das Drehmoment erzeugt, welches zur Überwindung des auf den Motoranker infolge einer Belastung
einwirkenden Drehmoments erforderlich ist. Darüber hinaus wird ein Teil der Anker-Klemmenspannung zur
Deckung von Leistiingsverlusten benötigt. Die durch den Spannungsteiler RDV2 erzeugten und dem
Summationsglied 35 eingegebenen Rückführsignale enthalten Komponenten, welche die Drehzahl des
Ankers, die Ableitung dieser Drehzahl nach der Zeit, die vom Motor angetriebene Last und die Motorverluste
angeben.
Am Eingang 42 des Summationsglieds 35 liegen Signale, welche die Drehzahl des Ankers wiedergeben.
Die Signale am Eingang 46 entsprechen der ersten und zweiten Ableitung der Ankerdrehzahl nach der Zeit. Die
Signalspannungen an diesen beiden Eingängen weisen entgegengesetzte Polarität auf wie die am Eingang 40
liegende Spannung. Auf diese Weise werden durch das Summationsglied 35 diejenigen Komponenten der am
Eingang 40 liegenden Signalspannung unterdrückt, welche der Drehzahl und deren erster und zweiter
Ableitung nach der Zeit entsprechen. Die vom Summationsglied 35 abgegebenen Signale enthalten
demnach nur diejenigen Komponenten der am Eingang 40 liegenden Signale, welche die vom Motor angetriebene
Last und die Motorverluste darstellen. Diese Komponenten gelangen durch den Umkehrverstärker
38 und das Filter 36 an den Eingang 34 des Vergleichers 30.
Der Vergleicher 30 erhält am Eingang 32 weiterhin die Anker-Klemmenspannungssignale vom Spannungsteilerkreis
RDVi. Wie die vom Spannungsteiler RDW 2
gelieferten Signale enthalten auch diese Signale Komponenten, welche die Drehzahl des Ankers, die
Ableitungen dieser Drehzahl nach der Zeit, die vom Motor angetriebene Last und die Motorverluste
darstellen. Durch Anlegung dieser beiden Rückführsignale mit entgegengesetzter Polarität an den Vergleicher
30 löschen die am Eingang 34 liegenden Signale diejenigen Komponenten der am Eingang 32 ankommenden
Signale, welche die vorn Motor angetriebene Last und die Motorverluste darstellen. Das Ergebnis
10
besteht darin, daß di? an den Vergleicher 30 angelegten, aus den Eingängen 32 und 34 resultierenden Rückführsignale
nur die Drehzahl und deren erste und zweite Ableitung nach der Zeit angeben. Diese Signale
erscheinen im Vergleicher 30 mit einer Polarität, welche der von der Drehzahlprogrammsteuerung 33 gelieferten
Bezugsspannung entgegengesetzt ist. Jedes vom Vergleicher 30 abgegebene Ausgangssignal bedeutet,
daß die Drehzahl des Motorankers nicht in Überein-Stimmung mit der durch die Drehzahlprogrammsteuerung
33 geforderten Drehzahl ist, so daß die Ankerdrehzahl erhöht oder vermindert wird, bis eine
solche Übereinstimmung vorliegt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Schaltungsanordnung zum Regeln der Drehzahl eines Gleichstrommotors, dessen Belastung
schwankt in Abhängigkeit von der Größe der an die Ankerwicklung angelegten Klemmenspannung, wobei
die Größe der Klemmenspannung voi. einer Steuereinrichtung bestimmt wird, die ihrerseits
durch das Vergleichsresultat verschiedener Signale angesteuert wird, von denen eines der Drehzahlsollwert,
ein anderes der von einer drehzahlabhängigen Signalquelle gelieferte Drehzahlistwert ist und
weitere Signale die erste und zweite Ableitung der Istdrehzahl nach der Zeit darstellen, wobei die
Signale, welche diesen die Ableitungen bestimmenden Komponenten der Klemmenspannung entsprechen,
durch einen darauf ansprechenden Steuerkreis erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß der Steaedcreis (48, 37, RAF, CAF) einen
parallel zur Ankerwicklung geschalteten Stromkreis (RF, RP, CF, LF) aufweist und durch eine aus
Summanden bestehende Übertragungsfunktion definiert ist, deren einer Summand eine Funktion der
Trägheit des Ankers und der von diesem angetriebenen Massen ist, wenn auf den ivlotor eine Last
einwirkt, deren zweiter Summand eine Funktion der Induktivität der Ankerwicklung und deren dritter
Summand eine Funktion des Widerstands der Ankerwicklung ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch einen Verg„'?icher ,'0O) zum Differenz
bildenden Vergleich des Prehzahlsollwertes von einer Drehzahlprogrammsteuerunf (33) mit dem
Drehzahlistwcrt an einem Widerstand (RT)und den
durch den Steuerkreis (48,37, RAF, CAF)erzeugten
Signalen zum Erzeugen eines die Klemmenspannung bestimmenden Signals.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch !,gekennzeichnet
durch zwei parallel zur Ankerwicklung angeordnete Spannungsteiler (RDV2, RDVi),
durch ein Summationsglied (35) zur Bildung eines der augenblicklichen Motorbclastung entsprechenden
Signals (34) aus dem vom ersten Spannungsteiler (RDV2) gelieferten Signal, dem Drehzahlistwert
und den durch den Steuerkreis (48, 50, RAF, CAF) erzeugten Signalen und durch einen Vergleicher (30)
zum Vergleich des vom zweiten Spannungsteiler (RDVX) gelieferten Signals und der der augenblicklichen
Motorbelastung entsprechenden Signale mit dem von einer Drehzahlprogrammsteuerung (33)
gelieferten Drehzahlsollwert zum Erzeugen eines die Klemmenspannung bestimmenden Signals.
4.Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch
gekennzeichnet, daß der Steuerkreis (RP, RF, LF, CF) eine elektrische Nachbildung des Motorankers
und der von diesem angetriebenen Massen bei Einwirkung auf die vorgegebene Last enthält.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis (RP, RF, CF,
LF) einen Widerstand (RP, RF), eine Induktivität (LF) und eine Kapazität (CF) aufweist, die in Reihe
miteinander geschaltet sind, und daß die Größe des Widerstands auf den Widerstand des Motorankers,
die Größe der Induktivität auf die Induktivität des Motorankers und die Größe der Kapazität auf die
Trägheit des Motorankers und der von diesem angetriebenen Massen bei vorgegebener Last
abgestimmt sind.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt aus Induktivität
(LF) und Kapazität (CF) des Steuerkreises (RP, RF, LF, CF)praktisch gleich dem Produkt aus der Größe
der Induktivität des Motorankers und der Größe einer Kapazität ist, welche der Trägheit des
Motorankers und der von diesem bei vorgegebener Last angetriebenen Massen äquivalent isL
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt aus Widerstand
(RP, RF) und Kapazität (CF) des Steuerkreises (RP; RF; CF; LF) praktisch gleich dem Produkt aus der
Größe des Widerstands des Motorankers und der Größe der Kapazität ist, welche der Trägheit des
Motorankers und der von diesem bei vorgegebener Last angetriebenen Massen äquivalent ist.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis einen ÄC-Parallelkreis
(RAF, CAF) aufweist, welcher mit dem Ausgang des aus der Reihenschaltung des Widerstands,
der Induktivität und der Kapazität bestehenden Stromkreises (RP; RF; CF; LF) in Reihe
geschaltet ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US62153567A | 1967-03-08 | 1967-03-08 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1638097A1 DE1638097A1 (de) | 1970-06-11 |
DE1638097B2 DE1638097B2 (de) | 1979-01-18 |
DE1638097C3 true DE1638097C3 (de) | 1979-09-06 |
Family
ID=24490558
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1638097A Expired DE1638097C3 (de) | 1967-03-08 | 1968-02-09 | Schaltungsanordnung zum Regeln der Drehzahl eines Gleichstrommotors |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3470438A (de) |
BE (1) | BE710542A (de) |
BR (1) | BR6897414D0 (de) |
CA (1) | CA920248A (de) |
CH (1) | CH477121A (de) |
DE (1) | DE1638097C3 (de) |
ES (1) | ES350219A1 (de) |
FR (1) | FR1557983A (de) |
GB (1) | GB1177601A (de) |
NL (1) | NL162033C (de) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3532950A (en) * | 1969-03-03 | 1970-10-06 | Gen Electric | Voltage regulator for direct current motor with drive current control |
JPS5330563A (en) * | 1976-08-31 | 1978-03-22 | Mitsubishi Electric Corp | Safety device for elevator |
US4161235A (en) * | 1978-05-19 | 1979-07-17 | Westinghouse Electric Corp. | Elevator system |
US4331263A (en) * | 1979-11-30 | 1982-05-25 | Christopher Scientific Co., Inc. | Control unit for use in a vibratory feeder system |
JPS57137275A (en) * | 1981-02-12 | 1982-08-24 | Mitsubishi Electric Corp | Controller for speed of elevator |
JP3673128B2 (ja) * | 1999-11-16 | 2005-07-20 | 株式会社マキタ | プリセット速度実現スイッチ付き動力工具 |
EP3943430A1 (de) * | 2018-08-23 | 2022-01-26 | KONE Corporation | Signalisierungsgerät für aufzug |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1200242A (fr) * | 1957-08-28 | 1959-12-18 | Starkstrom Anlagenbau Erfurt | Dispositif de commande électrique de machines d'extraction de mines à groupe léonard |
US3350612A (en) * | 1964-02-19 | 1967-10-31 | Imp Electric Company | Jerkless pattern signal for motor acceleration |
US3297110A (en) * | 1965-02-10 | 1967-01-10 | Serge Elevator Company Inc | Generator starter used in an elevator motor drive |
-
1967
- 1967-03-08 US US621535A patent/US3470438A/en not_active Expired - Lifetime
- 1967-12-27 CA CA008503A patent/CA920248A/en not_active Expired
-
1968
- 1968-01-08 GB GB01227/68A patent/GB1177601A/en not_active Expired
- 1968-02-06 ES ES350219A patent/ES350219A1/es not_active Expired
- 1968-02-08 BE BE710542D patent/BE710542A/xx not_active IP Right Cessation
- 1968-02-09 CH CH195668A patent/CH477121A/de not_active IP Right Cessation
- 1968-02-09 DE DE1638097A patent/DE1638097C3/de not_active Expired
- 1968-02-16 FR FR1557983D patent/FR1557983A/fr not_active Expired
- 1968-03-05 BR BR197414/68A patent/BR6897414D0/pt unknown
- 1968-03-08 NL NL6803401.A patent/NL162033C/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1177601A (en) | 1970-01-14 |
ES350219A1 (es) | 1969-05-01 |
BR6897414D0 (pt) | 1973-03-13 |
DE1638097A1 (de) | 1970-06-11 |
NL162033B (nl) | 1979-11-15 |
BE710542A (de) | 1968-06-17 |
FR1557983A (de) | 1969-02-21 |
NL162033C (nl) | 1980-04-15 |
CH477121A (de) | 1969-08-15 |
US3470438A (en) | 1969-09-30 |
CA920248A (en) | 1973-01-30 |
NL6803401A (de) | 1968-09-09 |
DE1638097B2 (de) | 1979-01-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2748373C2 (de) | Torsions-Schutzeinrichtung | |
DE2857198A1 (de) | Regelsystem und verfahren zum verringern des zahnungsdrehmoments fuer stromrichterantriebe mit wechselstrommotoren | |
EP0043973A1 (de) | Drehfeldmaschinenantrieb mit einer umrichtergespeisten Drehfeldmaschine und einer mit zwei Wechselspannungsintegratoren und einer Rechenmodellschaltung verbundenen Umrichtersteuerung | |
CH657947A5 (de) | Verfahren und vorrichtung zum regulieren eines wechselstrommotors. | |
EP0007550A1 (de) | Wechselspannungsintegrator zur Bildung eines einer Flusskomponente in einer Drehfeldmaschine proportionalen Spannungssignals, Verwendung zweier derartiger Wechselspannungsintegratoren bei einem Drehfeldmaschinenantrieb und Verfahren zum Betrieb eines derartigen Drehfeldmaschinenantriebs | |
DE3222634C2 (de) | ||
DE3708261A1 (de) | Einrichtung zum steuern eines dreiphasen-wechselrichters zur versorgung des wechselstrommotors einer aufzugsanlage | |
DE2639567A1 (de) | Drehzahlregeleinrichtung fuer induktionsmotor | |
DE1638097C3 (de) | Schaltungsanordnung zum Regeln der Drehzahl eines Gleichstrommotors | |
DE3406269C2 (de) | ||
EP0469177B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Wiederanlassen eines Induktionsmotors | |
DE1613512C3 (de) | Schaltung zur Speisung eines Drehfeldmotors | |
DE1919716C3 (de) | Anordnung zur Regelung der Drehzahl eines Asynchron-KurzschluOläufermotors | |
DE2509343B2 (de) | Einrichtung zur regelung der drehzahl von umlaufenden maschinen | |
EP1049243A2 (de) | Verfahren zum Zuschalten eines Umrichters an einen Asynchronmotor und Umrichter mit einer Steuer- und Regelelektronik | |
DE2601924B2 (de) | Kaskadenanordnung einer mit einer Synchronmaschine gekuppelten Drehstromschleifringläufermaschine | |
DE2418322B2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur stufenlosen steuerung der drehzahl einer drehstrom-asynchronmaschine | |
DE767702C (de) | Einrichtung zur Herstellung einer der Fehlergeschwindigkeit proportionalen Wechselspannung aus der veraenderlichen Wegfehlerwechselspannung, die in einer elektrischen UEbertragungseinrichtung entsteht | |
DE1638599A1 (de) | Verfahren zur Steuerung der Drehzahl und Drehrichtung einer Drehstrommaschine | |
DE1563366C3 (de) | ||
AT339436B (de) | Drehzahlregeleinrichtung fur einen asynchronmotor eines hebezeuges, aufzuges, kranes od.dgl. | |
DE975462C (de) | Widerstandsschweissmaschine | |
DE2646893A1 (de) | Elektrischer regelantrieb | |
DE2150117C3 (de) | Anordnung zur Regelung der Geschwindigkeit eines an ein Wechselstromnetz angeschlossenen Mehrphasen-Asynchron-Schleif ringlauf ermotors | |
DE2615972A1 (de) | Verfahren und anordnung zum ansteuern von hysteresemotoren |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |