DE2065765C3

DE2065765C3 - Anordnung zur Steuerung der Drehzahl und der Drehrichtung eines Gleichstrommotors

Info

Publication number: DE2065765C3
Application number: DE2065765A
Authority: DE
Inventors: Noriaki Kyoto Makino (Japan)
Original assignee: NIPPON YUSOKI CO Ltd KYOTO (JAPAN)
Current assignee: NIPPON YUSOKI CO Ltd KYOTO (JAPAN)
Priority date: 1969-12-10
Filing date: 1970-12-08
Publication date: 1979-07-26
Also published as: DE2060429A1; GB1291617A; US3727118A; DE2065765A1; DE2065765B2

Description

Wicklung 59Λ 595 aufweisenden Spartransformator 59 i;nd eine Umladediode 60, die zueinander in Reihe und parallel zum Hilfsthyristor 56 geschaltet sind, eine Gleichstromquelle 1, deren Minuspol mit der zweiten Wicklung 595 des Spartransformators 59 und deren Pluspol mit dem Anker des Gleichstrommotors 49 verbunden ist, eine Diode 61, die zwischen der Anode der Gleichstromquelle 1 und der Anode der Sperrdiode 52 geschaltet ist, eine Diode 62, die zwischen dem Pluspol der Gleichstromquelle 1 und der Anode der Sperrdiode 53 geschaltet ist, einen Impulsgenerator 45 mit Ausgangsanschlüssen a, b und c, von denen der AusgangsanschluB a zum Zünden des Hauptthyristors 54, der AusgangsanschluB b zum Zünden des Hauptthyristors 55 und der AusgangsanschluB c zum Zünden des Hilfsthyristors 56 dient, einen Kippgenerator 47 mit Ausgangsanschlüssen a, b und c, von denen der AusgctngsanschluB a zum Zünden des Hauptthynstors 54, der AusgangsanschluB b zum Zünden des Ilauptthyristors 55 und der Ausgangsanschluß czum Zünden des Hilfsthyristors 56 dient, einen Detektor 46 mit zwei Eingangsanschlüssen, welche jeweils an die Anoden der Hauptthyristoren 54 und 55 angeschlossen sind, und mit einem Ausgangsanschluß, welcher an den Kippgenerator 47 angelegt ist

Im Betrieb des Gleichstrommotors 49, 50,51 wird in der einen Stellung eines Vorwärts-Rückwärts-Schalters 48 ein ON-Impuls am AusgangsanschluB a des Impulsgenerators 45 und ein OFF-Impuls am Ausgangsanschluß cdes Impulsgenerators 45 geliefert Unter der Annahme, daß der Impulsgenerator 45 den OFF-Impuls am Ausgangsanschluß c vor dem ON-Impuls am AusgangsanschluB a erzeugt, wird der Hilfsthyristor 56 mit OFF-Impulsen gezündet, so daß die Löschkondensatoren 57 und 58 in einer als positiv bezeichneten Richtung geladen werden. Wenn die Löschkondensatoren 57 und 58 aufgeladen worden sind, schaltet der Hilfsthyristor 56 von selbst ab. Wenn dann der ON-Impuls am AusgangsanschluB a des Impulsgenerators 45 erzeugt wird, wird der Hauptthyristor 54 gezündet, so daß ein Strom von der Gleichstromquelle 1 durch den Anker 49 des Gleichstrommotors die Reihenfeldwicklung 50, die Sperrdiode 52, den Hauptthyristor 54 und durch die zweite Wicklung 595 des Spartransformators 59 fließt Zur gleichen Zeit wird das Potential des Löschkondensators 57 durch den Schwingkreis umgekehrt, der aus dem Löschkondensator 57, dem Hauptthyristor 54, die erste Wicklung 59A des Spartransformators 59 und die Umladediode 60 gebildet ist, wodurch der Löschkondensator 57 umgeladen wird. Wenn dann der OFF-Impuls am Ausgangsanschluß c des Impulsgenerators 45 auftritt wird die Spannung des Löschkondensators 57 in bezug auf die des Hauptthynstors 54 umgekehrt so daß der Hauptthyristor 54 abgeschaltet wird. Der Löschkondensator 57 wird entladen und in positiver Richtung aufgeladen. Auf diese Weise ist mit Hilfe der ON- und OFF-Impulse die Geschwindigkeitssteuerung des Gleichstrommotors 49 möglich.

Falls die Lösung des Hauptthyristors 54 als Folge irgendeines Fehlers versagt bzw. falls der Hauptthyristor 54 — als Folge des Ausbleibens der Löschung durch den Hilfsthyristor 56 — jedoch nicht abgeschaltet wird, führt der Detektor 46 einen Vergleich zwischen dem vom Impulsgenerator 45 erzeugten OFF-Impuls und dem Anodenpotential des Hauptthyristors 54 durch, wodurch der Kippgenerator 47 betätigt wird. Wenn der ON-Impuls am Ausgangsanschluß a des Kippgenerators 47 erzeugt wird, treten Impulse aufeinanderfolgend an den Ausgangsanschlüssen c, b und c auf. Durch den Impuls am AusgangsanschluB b wird der Hauptthyristor 55 gezündet und mit Hilfe der über die Löschkondensatoren 57 und 58 an den Hauptthyristor 54 angelegten Spannung wird der Hauptthyristor 54 abgeschaltet Durch die Zündung des Hauptthynstors 55 fließt ein Strom von der Gleichstromquelle 1 durch den Anker 49 des Gleichstrommotors, die Reihenfeldwicklung 51, die

Sperrdiode 53, den Hauptthyristor 55 und durch die zweite Wicklung 58Z) des Spartransformators 59. Durch diesen Stromfluß wird ein Drehmoment in Rückwärtsrichtung erzeugt Zur gleichen Zeit wird die Spannung am Löschkondensator 58 durch den Schwingkreis umgekehrt, der aus dem Löschkondensator 58, dem Hauptdiyristor 55, der ersten Wicklung 59Λ des Spartransformators 59 und der Umladediode 60 besteht Daraufhin wird durch den OFF-Impuls am Ausgangsanschluß c des Kippgenerators 47 der Hilfsthyristor 56 gezündet, so daß die Spannung des Löschkondensators 58 als eine Umkehrspannung in bezug auf die des Hauptthyristors 55 angelegt wird, so daß der Hauptthyristor 55 abgeschaltet wird und der Detektor 46 den Kippgenerator 47 abschaltet Nach der Störung kann der Impulsgenerator 45 die Steuerung des Hauptthyristors 54 in der beschriebenen Art und Weise ohne weiteres wieder aufnehmen. Das umgekehrte Drehmoment ist nur während einer extrem kurzen Zeit wirksam, und entsprechend treten keine Probleme im Betrieb des

Gleichstrommotors auf.

Falls der Vorwärts-Rückwärts-Schalter 48 in die Rückwärtsstellung geschaltet ist wird der ON-Impuls am Ausgangsanschluß b und der OFF-Impuls am Ausgangsanschluß c des Impulsgenerators 45 erzeugt Entsprechend wird der Hauptthyristor 55 geschaltet und er arbeitet wie der Hauptthyristor 54 bei Vorwärtsdrehrichtung. Bei Abschaltversagen des Hauptthyristors 55 gibt der Kippgenerator 47 Signale in der Folge c-a-c ab. Es folgt, daß der Ausgangsanschluß a an die Stelle des Ausgangsanschluß b getreten ist. Die Steuerung bei Abschaltversagen ist ebenfalls die gleiche wie diejenige bei Vorwärtsdrehrichtung.

In F i g. 2 sind unter D die Ausgänge des Impulsgenerators 45 gezeigt Unter E sind Störsignale gezeigt, die

4^r> auf den mit dem Hauptthyristor 54, dem Hauptthyristor 55 und dem Hilfsthyristor 56 verbundenen Leitungen auftreten können. F zeigt die Ausgänge des Kippgenerators 47. G zeigt den Verlauf der Spannung am Hauptthyristor 54 und H den Verlauf der Spannung am Hauptthyristor 55. / zeigt symbolisch den Ladezustand des Löschkondensators 57. Mit A, Bund Csind einzelne Störungsfälle bezeichnet und zwar je nach dem, ob ein Störsignal auf dem Ausgangsanschluß b, c oder a auftritt. Die senkrechten gestrichelten Linien kenn zeichnen den Zeitpunkt an dem der Detektor 46 betätigt wird.

Im Fall A wird der Hauptthyristor 54 durch einen bei Da gezeigten Impuls des Impulsgenerators 45 gezündet und soll durch einen bei Dc gezeigten Impuls des

W Impulsgenerators 45 abgeschaltet werden. Der Löschkondensator 57 erreicht den unter /mit Xbezeichneten Ladezustand. Durch das bei Eb gezeigte Störsignal wird der Hauptthyristor 55 gezündet, wodurch der Kippgeneraior 47 über den Detektor 46 betätigt wird, so daß

'■ i der Hauptthyristor 55 über den bei Fc gezeigten Impuls des Kippgenerators 47 ausgeschaltet wird. Der Löschkondensator 57 befindet sich auf dem mit Y bezeichneten Ladezustand.

ImFaIl B wird der Hauptthyristor 54 durch den bei Da gezeigten Impuls des Impulsgenerators 45 gezündet und durch den bei Dc gezeigten Impuls des Impulsgenerators 45 abgeschaltet Der Löschkondendator nimmt den Ladezustand X an. Nach dem Abschalten wird der Hauptthyristor 54 durch das bei Ea gezeigte Störsignal gezündet, wodurch der Kippgenerator 47 betätigt wird und den Hauptthyristor 54 durch den bei Fc gezeigten Impuls ausschaltet. Der Löschkondensator 57 befindet sich auf dem Ladezustand X.

Im Fall Cwerden der Hauptthyristor 54 durch den bei Da gezeigten Impuls des Impulsgenerators 45 und der Hilfsthyristor 56 durch das Störsignal Ec gezündet. Tritt das: Störsingal Ec auf, bevor der Löschkondensator 57 vollständig umgeladen worden ist, so kann der Hauptthyristor 54 nicht abgeschaltet werden. Der Löschkondensator 57 wird nun nicht durch den bei Dc gezeigten Impuls des Impulsgenerators 45 in umgekehrter Richtung geladen und der Hauptthyristor 54 wird nicht abgeschaltet, so daß der Kippgenerator 47 über den Detektor 46 betätigt wird. Jedoch wird der Hauptthyristor 54 nicht einmal durch den bei Fc gezeigten Impuls des Kippgenerators 47 abgeschaltet. Der Hauptthyristor 55 jedoch wird durch den nachfolgenden bei Fb gezeigten Impuls gezündet und der Hauptthyristor 54 abgeschaltet, da die Löschkondensatoren 57 und 58 zusammengenommen die entsprechende Ladungsmenge zur Verfügung stellen. Der Löschkondensator 58 wird in entgegengesetzter Richtung geladen und der Hauptthyristor 55 wird durch den bei Fc gezeigten Impuls ausgeschaltet. Der Löschkondensator befindet sich auf dem mit Y bezeichneten Ladezustand.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Anordnung zur Steuerung der Drehzahl und der Drehrichtung eines aus einer Gleichstromquelle impulsweise gespeisten Gleichstrommotors mit zwei entgegengesetzt magnetisierenden Reihenfeldwicklungen, zu denen je ein unter Verwendung einer Löscheinrichtung zwangsweise löschbarer Hauptthyristor in Reihe liegt, wobei die Löscheinrichtung >o aus einer parallel zum Hauptthyristor liegenden Reihenschaltung von Löschkondensator und Löschthyristor sowie einer parallel zum Löschthyristor liegenden Umladeeinrichtung besteht, die eine zum Löschthyristor entgegengesetzt gepolte Umlade- '5 diode und in Reihe dazu eine erste Wicklung eines Spartransformators aufweist, dessen zweiie Wicklung ün Hauptstromkreis liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Loschkondensatoren (57,58) der beiden Hauptthyristoren (54,55) in Reihe zwischen den Anoden der Hauptthyristoren (54,55) angeordnet sind, ein einziger Löschthyristor (56) und die Umladeeinrichtung (59, 60) am gemeinsamen Verbindungspunkt der beiden Löschkondensatoren (57,58) angeschlossen sind, zwischen jeder Erregerwicklung (50,51) und dem zugehörigen Hauptthyristor (54,55) mit Durchlaßrichtung zu diesem je eine Diode (52, 53) angeordnet ist und daß eine selbsttätige Einrichtung zum Löschen des gezündeten Hauptthyristors (54 oder 55) bei Abschaltversa- 'to gen der Löscheinrichtung vorgesehen ist, deren Versagen durch einen Detektor (46) festgestellt ist, um einen Kippgenerator (47) zu erregen, durch dessen Ausgangssignal der noch ungezündete Hauptthyristor (55 oder 54) gezündet wird, wodurch ein Stromkreis von der Gleichspannungsquelle (1) durch den Anker des Gleichstrommotors (49), die bislang nicht stromdurchflossene Reihenfeldwicklung (51 oder 50), die damit in Reihe angeordnete Sperrdiode (53 oder 52), den bislang angezündeten Hauptthyristor (55 oder 54) und durch die zweite Wicklung (59B) des Spartransformators (59) hergestellt wird, um nach einem kurzen Zeitraum durch Zünden des Löschthyristors (56) wieder gelöscht zu werden.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur ^r>o Steuerung der Drehzahl und der Drehrichtung eines aus einer Gleichstromquelle impulsweise gespeisten Gleichstrommotors mit zwei entgegengesetzt magnetisierenden Reihenfeldwicklungen, zu denen je ein unter Verwendung einer Löscheinrichtung zwangsweise löschbarer Hauptthyristor in Reihe liegt, wobei die Löscheinrichtung aus einer parallel zum Hauptthyristor liegenden Reihenschaltung von Löschkondensator und Löschthyristor sowie einer parallel zum Löschthyristor liegenden Umladeeinrichtung besteht, die eine zum ^Wl Löschthyristor entgegengesetzt gepolte Umladediode und in Reihe dazu eine erste Wicklung eines Spartransformators aufweist, dessen zweite Wicklung im Hauptstromkreis liegt.

Eine derartige Einrichtung ist bekannt (DE-OS ""> 00 823), sie hat jedoch den Nachteil, daß bei Auftreten einer Störung, nämlich wenn ein Thyristor nicht abgeschaltet wird, die Anordnung zur Steuerung von Hand wieder in den normalen Betriebszustand zurückgebracht werden muß. Dies wird üblicherweise durch einen Stromkreisunterbrecher durchgeführt

Dem gegenüber soll durch die Erfindung eine Löscheinrichtung für eine Anordnung zur Steuerung der Drehzahl und der Drehrichtung der eingangs genannten Art geschaffen werden, die versagungssicher arbeuet und selbsttätig nach Störungen in den normalen Betriebszustand zurückführt Dies wird dadurch erreicht, daß die Löschkondensatoren der beiden Hauptthyristoren in Reihe zwischen den Anoden der Hauptthyristoren angeordnet sind, ein einziger Löschthyristor und die Umladeeinrichtung am gemeinsamen Verbindungspunkt der beiden Löschkondensatoren angeschlossen sind, zwischen jeder Erregerwicklung und dem zugehörigen Hauptthyristor mit Durchlaßrichtung zu diesem je eine Diode angeordnet ist und daß eine selbsttätige Einrichtung zum Löschen des gezündeten Hauptthyristors bei Abschaltversagen der Löscheinrichtung vorgesehen ist, deren Versagen durch einen Detektor festgestellt ist, um einen Kippgenerator zu erregen, durch dessen Ausgangssignal der noch ungezündete Hauptthyristor gezündet wird, wodurch ein Stromkreis von der Gleichspannungsquelle durch den Anker des Gleichstrommotors, die bislang nicht stromdurchflossene Reihenfeldwicklung, die damit in Reihe angeordnete Sperrdiode, den bislang ungezündeten Hauptthyristor und durch die zweite Wicklung des Spartransformators hergestellt wird, um nach einem kurzen Zeitraum durch Zünden des Löschthyristors wieder gelöscht zu werden.

Bei der Anordnung zur Steuerung der Drehzahl und der Drehrichtung gemäß der Erfindung ist sichergestellt, daß der normale Betriebszustand ohne weitere Maßnahmen nach einem Störungsfall wieder hergestellt wird. Insbesondere ist es nicht erforderlich, irgendeine von Hand zu betätigende Einrichtung zum Rückstellen der Steuerung vorzusehen.

Es ist bekannt, bei einem Wechselrichter (US-PS 33 49 314) Löschkondensatoren zu den Hauptthyristoren in Reihe zwischen die Anoden der Hauptthyristoren zu schalten und für die Hauptthyristoren einen gemeinsamen Löschthyristor zwischen die Verbindungsstelle der Löschkondensatoren und die Kathoden der Hauptthyristoren zu schalten.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert

F i g. 1 zeigt die Schaltung einer Ausführungsform der Anordnung zur Steuerung der Drehzahl und der Drehrichtung gemäß der Erfindung;

F i g. 2 zeigt den zeitlichen Verlauf von Signalen der Anordnung zur Steuerung der Drehzahl und der Drehrichtung nach F i g. 1.

Gemäß F i g. 1 weist eine Anordnung gemäß der Erfindung die folgenden Schaltungselemente auf: einen Anker 49 eines Gleichstrommotors, zwei Reihenfeldwicklungen 50 und 51, die voneinander getrennt und gegensinnig gewickelt sind, eine an die Reihenfeldwicklung 50 angeschlossene Sperrdiode 52, einen Hauptthyristor 54 in Reihe mit der Sperrdiode 52, eine an die Reihenfeldwicklung 51 angeschlossene Sperrdiode 53, einen Hauptthyristor 55 in Reihe mit der Sperrdiode 53, zwei Löschkondensatoren 57 und 58, die zueinander in Reihe an die Anoden der Hauptthyristoren 54 und 55 angeschlossen sind, einen Hilfsthyristor 56, der zwischen die Verbindungsstelle der beiden Löschkondensatoren 57 und 58 und die Kathoden der Hauptthyristoren 54 und 55 geschaltet ist, einen eine erste und eine zweite