DE2824474A1 - Induction motor stator voltage controller - matches applied voltage to torque demand on rotor using discriminator to check frequency of coupled HF generator - Google Patents

Abstract

The applied stator voltage is adjusted in response to changing load demand so that, at low loads, motor iron and copper losses are reduced. A typical application is to lifting machines. Rotor speed is given by a coupled h.f. generator whose output frequency is checked by a discriminator. Falling frequency indicates rising slip, and hence torque, and a slip proportional d.c. voltage is fed to an oscillator. The latter controls the triggering of a triac in the motor supply, thus regulating the voltage applied to the motor winding to match the torque demand.

Description

Steuerschaltung zum Betrieb eines Induktionsmotors Control circuit for operating an induction motor

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung zum Betrieb eines Induktionsmotors.The invention relates to a control circuit for operating an induction motor.

Bei konventionellen Induktionsmotoren liegt über der Statorwicklung die volle Sinuswelle der Spannung an, gleichgültig wie groß das Lastmoment ist. In den Fällen, wo das Lastmoment in weiten Grenzen sich verändert, beispielsweise wenn der Motor bei Hebezeugen eingesetzt wird, dann ist die meiste Zeit der Motor nicht dem vollen Lastmoment ausgesetzt. In solchen Fällen sind die Eisenverluste in dem Stator im wesentlichen die gleichen, wenn der Motor mit geringer oder mit voller Leistung arbeitet. Auch sind infolge des geringen Leistungsfaktors in solchen Fällen der Statorstrom hoch und die Kupferverluste sind wesentlich.In conventional induction motors, this is above the stator winding the full sine wave of the voltage, no matter how large the load torque is. In those cases where the load torque changes within wide limits, for example if the engine is used on hoists then most of the time it is the engine not exposed to the full load torque. In such cases the iron losses are in the stator essentially the same when the motor is low or high works at full power. Also due to the low power factor are in such The stator current falls high and the copper losses are substantial.

Wenn ein konventioneller Induktionsmotor mit geringer Leistung arbeitet, dann würde ein Teil der Sinuswelle der Spannung ausreichen, um das auf ihn wirkende Lastmoment zu überwinden. Ein solches Beschneiden der Sinusspannung würde sich in einer beträchtlichen Verminderung der Eisen-und Kupferverluste und einer geringeren Erwärmung des Stators auswirken. Die sich ergebende geringere Arbeitstemperatur würde zusätzlich die Kupferverluste im Motor infolge des geringeren Ohm'schen Widerstandes verringern. Diese Faktoren zusammengefaßt führen zu einer beträchtlic'hen Verminderung des Energieverbrauchs des Induktionsmotors. Eine Verminderung der Betriebskosten ist die Folge.When a conventional induction motor operates at low power, then a part of the sine wave of tension would suffice to detect what is acting on it To overcome load torque. Such clipping of the sinusoidal voltage would result in a considerable reduction in iron and copper losses and a smaller one Effect heating of the stator. The resulting lower Working temperature would also reduce the copper losses in the motor due to the lower ohmic resistance to decrease. Taken together, these factors result in a considerable reduction the energy consumption of the induction motor. A reduction in operating costs is the consequence.

Die vorliegende Erfindung geht aus von der Kenntnis der vorerwähnten Faktoren und hat eine Steuerschaltung zum Inhalt, die bewirkt, daß die dem Stator zugeführte elektrische Energie und die Flußdichte im Stator eines üblichen Wechselstrominduktionsmotors jeder Zeit dem Lastmoment entspricht. In Abhängigkeit des prozentualen Schlupfs des Motors wird ein größerer oder kleinerer Anteil der Sinuswelle der Spannung von der Speisespannungsquelle dem Stator zugeführt. In anderen Worten wird die dem Stator zugeführte Sinuswelle der Spannung modifiziert entsprechend dem vorhandenen Lastmoment. Das Ergebnis ist eine Verminderung der Eisen-und Kupferverluste.The present invention is based on the knowledge of the aforementioned Factors and contains a control circuit which causes the stator supplied electrical energy and the flux density in the stator of a conventional AC induction motor corresponds to the load torque at all times. Depending on the percentage of slip of the motor becomes a greater or lesser proportion of the sine wave of the voltage of the supply voltage source fed to the stator. In other words, it becomes the stator The supplied sine wave of the voltage is modified according to the existing load torque. The result is a reduction in iron and copper losses.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Stator eines konventionellen Wechselstrominduktionsmotors mit einer Sinuswelle beaufschlagt, welche modifiziert ist, derart, daß der Anteil jedes Zyklusses der Sinuswelle, die von der Speisespannungsquelle dem Stator zugeführt -wird, variiert wird aufgrund eines Steuersignals, das von einem Detektor abgeleitet wird, der die Belastung des Motors erfaßt, wobei dieser Detektor gekoppelt ist mit dem Rotor des Motors und wobei das erzeugte Steuersignal sich verändert mit den Veränderungen der auf den Motor wirkenden Last.According to the present invention, the stator becomes a conventional one AC induction motor applied with a sine wave, which modified is such that the proportion of each cycle of the sine wave emitted by the supply voltage source is fed to the stator, is varied on the basis of a control signal sent by a detector is derived, which detects the load on the engine, said Detector is coupled to the rotor of the motor and where the generated control signal changes with changes in the load on the engine.

Bei dem Detektor, der die Belastung des Motors erfaßt, kann es sich um einen verhältnismäßig kleinen Wechselstromgenerator handeln, der mit dem Rotor des Motors gekoppelt ist und ein Wechselstromsignal erzeugt, dessen Frequenz sich mit dem Lastmoment, das auf den Motor wirkt, verändert, wobei diese Frequenzänderungen umgesetzt werden in Amplitudenänderungen eines Gleichstromsteuersignals, mit dem die Sinuswelle verändert wird. Die Umsetzung der Frequenzänderungen in ein Gleichstromsteuersignal kann bewirkt werden durch eine Frequenzdiskriminatorschaltung, deren Ausgang verbunden ist mit einem Signal vorgespannten Gleichstromverstärker, der die Größe des resultierenden Gleichstromsteuersignals vermindert, wenn die Wechselstromfrequenz des Generators ansteigt, was bedeutet, daß der Motorschlupf abnimmt. Umgekehrt nimmt die Größe des Gleichstromsteuersignals zu, wenn die Wechselstromfrequenz des Generators abnimmt, was der Fall ist, wenn der Motorschlupf zunimmt. Die Veränderung der Sinusform wird vorgenommen durch einen normalerweise inoperativen Impulsgenerator, wie beispielsweise ein Multivibrator, der im Betriebszustand einen Impulszug erzeugt, während eines Teils jedes Zyklusses, der zugeführten Sinuswelle. Die Zeitdauer, während der der Impulsgenerator in Betrieb ist, um Ausgangsimpulse zu erzeugen, wird bestimmt durch das vorerwähnte Gleichstromsteuersignal und hängt demgemäß ab von der auf den Motor wirkenden Last, d.h. von der Leistungsabgabe des Motors. Wird ein Impulszug erzeugt, steuert dieser die Schließzeiten eines Leistungsschalters, wie beispielsweise eines Triac. Dieser Leistungsschalter ist angeordnet zwischen der Speisespannungsquelle und dem Stator des Motors. Dieser Schalter bestimmt somit den Teil der Sinuswelle, der dem Stator des Motors zugeführt wird und demgemäß die Felddichte der Statorwicklung, die sich mit dem Lastmoment, das auf den Motor wirkt, verändert.The detector that detects the load on the engine can be be a relatively small alternator connected to the rotor of the motor is coupled and generates an alternating current signal whose frequency varies changes with the load torque acting on the motor, these frequency changes are converted into amplitude changes of a direct current control signal, with the the sine wave is changed. The conversion of the frequency changes into a direct current control signal can be effected by a Frequency discriminator circuit whose Output connected to a signal biased DC amplifier, the the magnitude of the resulting DC control signal decreases when the AC frequency of the generator increases, which means that the motor slip decreases. Conversely takes the magnitude of the DC control signal increases when the AC frequency of the generator decreases, which is the case as the motor slip increases. The change in the shape of the sinus is made by a normally inoperative pulse generator such as a multivibrator that generates a train of pulses when in operation, during a Part of each cycle, the supplied sine wave. The length of time the Pulse generator is in operation to produce output pulses is determined by the aforementioned DC control signal and accordingly depends on the on the motor acting load, i.e. the power output of the engine. If a pulse train is generated, it controls the closing times of a circuit breaker such as one Triac. This circuit breaker is arranged between the supply voltage source and the stator of the motor. This switch thus determines the part of the sine wave, which is fed to the stator of the motor and accordingly the field density of the stator winding, which changes with the load torque acting on the motor.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild der Steuerschaltung; Fig. 2 eine schematische Darstellung eines bevorzugten Schaltkreises der Ausführungsform nach Fig. 1 und Fig. 3 ein Schaltdiagramm einer alternativen Steuerschaltung.An exemplary embodiment is explained in more detail below with reference to the drawings explained. 1 shows a block diagram of the control circuit; Fig. 2 a schematic representation of a preferred circuit of the embodiment according to FIG Figures 1 and 3 are a circuit diagram of an alternative control circuit.

Wie die Fig. 1 zeigt, weist der übliche Wechselstrominduktionsmotor 10 eine Statorwicklung 11 und einen Rotor auf, an dessen Welle 12 ein Lastmoment wirkt. Die Wechselstromspeisespannungsquelle ist normalerweise mit der Statorwicklung 11 verbunden, wie dies durch die gestrichelte Linie 13 a angedeutet ist. Die Bestromung der Statorwicklung führt zu einer Drehung des Rotors und damit der Welle 12. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist diese normale Bestromung unterbrochen und die Speisespannungsquelle 13 ist nicht direkt mit der Statorwicklung 11 verbunden, sondern bei 13b mit einer Seite eines Festkörperleistungsschalters 14, dessen andere Seite 14a mit der Statorwicklung 11 verbunden ist. Bei dem Schalter 14 kann es sich beispielsweise um einen Triac handeln oder um einen gesteuerten Siliciumgleichrichter, der gesteuert wird durch einen Wellenmodifikator 15, der seinerseits gesteuert wird durch ein Gleichstromsteuersignal der Leitung 16 am Ausgang des Frequenzdiskriminators 17, dessen Steuerspannung eine Funktion der Belastung des Motors 10 ist.As shown in Fig. 1, the usual AC induction motor 10 a stator winding 11 and a rotor, on whose Wave 12 a load moment acts. The AC supply voltage source is usually with connected to the stator winding 11, as indicated by the dashed line 13 a is. The energization of the stator winding leads to a rotation of the rotor and thus of the shaft 12. According to the present invention, this normal current flow is interrupted and the supply voltage source 13 is not directly connected to the stator winding 11, but at 13b with one side of a solid-state circuit breaker 14, the other Page 14a is connected to the stator winding 11. The switch 14 can be for example a triac or a controlled silicon rectifier, which is controlled by a wave modifier 15, which in turn is controlled by a direct current control signal on line 16 at the output of the frequency discriminator 17, the control voltage of which is a function of the load on the motor 10.

Ein kleiner Wechselstromgenerator 18 ist mit seinem Rotor über eine Welle 19 mit der Welle 12 des Induktionsmotors 10 verbunden.A small alternator 18 is with its rotor over a Shaft 19 is connected to shaft 12 of induction motor 10.

Der Generator 18 erzeugt ein hochfrequentes Wechselstromsignal von beispielsweise 1800 Hz, dessen Frequenz sich verändert mit der Drehzahl der Rotorwelle 12. Eine Frequenzänderung des Wechselstromsignals am Ausgang 20 des Generators ist eine Funktion des Motorschlupfes und damit eine Funktion des auf dem Rotor des Motors wirkenden Lastmoments. Das Wechselstromsignal liegt am Eingang des Frequenzdiskriminators 17, der das Wechselstromsignal der Leitung 20 in ein Gleichstromsteuersignal der Leitung 16 umwandelt, wobei die Größe dieses Signals eine Funktion der Frequenz des Wechselstromsignals ist.The generator 18 generates a high frequency AC signal from for example 1800 Hz, the frequency of which changes with the speed of the rotor shaft 12. There is a change in frequency of the alternating current signal at the output 20 of the generator a function of the motor slip and thus a function of the on the rotor of the motor acting load torque. The alternating current signal is at the input of the frequency discriminator 17, which converts the AC signal on line 20 into a DC control signal of Line 16 converts, the size of this signal being a function of frequency of the AC signal.

Das Gleichspannungssteuersignal der Leitung 16 dient zur Steuerung der Arbeitsweise des Wellenmodifikators 15. Die Agbeitsweise und der schaltungstechnische Aufbau dieses. Wellenmodifikators wird im einzelnen anhand der Fig. 2 beschrieben. Im Augenblick genügt es, zu vermerken, daß das Gleichspannungssteuersignal der Leitung 16 dem Wellenmodifikator 15 zugeführt wird, der einen Gattertrigger- Generator aufweist, der im Arbeitszustand für eine bestimmte Zeitdauer innerhalb jedes Zyklusses der sinusförmigen Wechsel spannung Impulse erzeugt. Die Dauer der Impulserzeugung durch den Gattertrigger-Generator ist eine Funktion der Amplitude des Wechselstromsteuersignals in der Leitung 16 und damit eine Funktion des am Motor 12 wirkenden Lastmoments. Die Impulse werden dem Steueranschluß eines Festkörperleistungsschalters 14 zugeführt, der eine entsprechende Zeitdauer innerhalb jedes Zyklusses der sinusförmigen Speisespannung schließt. Als Ergebnis wird ein größerer oder kleinerer Anteil jedes Spannungszyklusses der sinusförmigen Wechselspannung über den Anschluß 14a der Statorwicklung 11 des Motors 10 in Abhängigkeit der Belastung des Motors zugeführt. Nimmt das Lastmoment zu, dann wird demgemäß die Magnetfelddichte im Stator des Motors erhöht. Vermindert sich das Lastmoment, dann wird in entsprechender Weise die Magnetfelddichte des Stators vermindert.The DC voltage control signal on line 16 is used for control the mode of operation of the wave modifier 15. The mode of operation and the circuitry Build this up. Wave modifier is described in detail with reference to FIG. For the moment it suffices to note that the DC voltage control signal of the line 16 is fed to the wave modifier 15, which has a gate trigger generator has, which is in the working state for a certain period of time within each cycle the sinusoidal alternating voltage generates pulses. The duration of the pulse generation by the gate trigger generator is a function of the amplitude of the AC control signal in line 16 and thus a function of the load torque acting on motor 12. The pulses are fed to the control connection of a solid state circuit breaker 14, of a corresponding period of time within each cycle of the sinusoidal supply voltage closes. As a result, there will be a greater or lesser proportion of each stress cycle the sinusoidal alternating voltage via the terminal 14a of the stator winding 11 of the Motor 10 supplied as a function of the load on the engine. Takes the load torque to, then the magnetic field density in the stator of the motor is increased accordingly. Reduced If the load torque changes, then the magnetic field density of the Stator decreased.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Steuerschaltung ist in Fig. 2 gezeigt. Der Einfachheit halber wird vorausgesetzt, daß es sich bei dem Wechselstrominduktionsmotor 11 um ein Einphasen-Induktionsmotor handelt, wobei in Fig. 2 gezeigt ist, wie die Flussdichte des Stators gesteuert werden kann als Funktion des Lastmoments in dieser einen Phase. Mehr Phasenmotoren arbeiten in der gleichen Weise unter Verwendung von zwei oder mehr Steuerschaltungen derart, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist.A preferred embodiment of the control circuit is shown in FIG shown. For the sake of simplicity, it is assumed that it is the AC induction motor 11 is a single-phase induction motor, and FIG. 2 shows how the Flux density of the stator can be controlled as a function of the load torque in this a phase. Using more phase motors work in the same way from two or more control circuits such as shown in FIG.

Der Generator 18 nach Fig. 1 weist einen gezahnten Läufer 18a auf, der über die Welle 19 mit der Welle des Induktionsmotors 10 verbunden ist. Dieser gezahnte Rotor 18a wirkt mit einem Stator 18b zusammen, dessen Wicklung 18c über einen Widerstand 30 mit der positiven Klemme einer Gleichstromspeisespannungsquelle 31 verbunden ist. Der gezahnte Läufer 18a und der Stator 18b bilden zui sammen einen kleinen Wechselstromgenerator, dessen Ausgangsfrequenz bestimmt wird durch die Drehzahl des Rotors 18a und die Anzahl der Zähne dieses Rotors. Die Ausgangsfrequenz des Generators ist ein ganzzahlig mehrfaches der Drehzahl des Induktionsmotors 10 und kann beispielsweise das 60-fache der Umdrehungszahl des Motors sein.The generator 18 according to FIG. 1 has a toothed rotor 18a, which is connected to the shaft of the induction motor 10 via the shaft 19. This toothed rotor 18a cooperates with a stator 18b, the winding 18c over a resistor 30 to the positive terminal of a DC supply voltage source 31 is connected. The toothed rotor 18a and the stator 18b together form one small alternator, the output frequency of which is determined by the speed of the rotor 18a and the number of teeth of this rotor. The output frequency of the Generator is an integral multiple of the speed of the induction motor 10 and can for example 60 times the speed of the engine.

Zur Verdeutlichung sei vorausgesetzt, daß der Rotor des Induktionsmotors mit 30 Umdrehungen pro Sekunde sich dreht, so daß dann demgemäß die Wechselausgangsfrequenz des Generators 1800 Hz beträgt. Es ist natürlich klar, daß zur Erzeugung der Wechselstromfrequenz auch andere Mittel dienen können und daß die Signalfrequenz eine andere als vorerwähnt sein kann.For clarification it is assumed that the rotor of the induction motor rotates at 30 revolutions per second, so that then accordingly the alternating output frequency of the generator is 1800 Hz. It is of course clear that to generate the alternating current frequency other means can also serve and that the signal frequency is different from that mentioned above can be.

Das Ausgangssignal des Wechselstromgenerators 18a bis 18c liegt an einem LC-Kreis 32, der einen breiten Resonanzbereich bei der Generatorfrequenz aufweist, so daß eine nahezu sinusförmige Ausgangsfrequenz erhalten wird. Das resultierende Wechselstromsignal wird über einen Kondensator 33 der Basis eines Transistors 34 zugeführt, dessen Kollektor über einen Widerstand 35 mit dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle 31 verbunden ist. Irgendwelche Veränderungen der Amplitude des Signals vom Wechselstromgenerator 18 wird eliminiert durch die Klemmdiode 36 und die Begrenzerwirkung der Basisemitterstrecke des Transistors 34.The output of the alternator 18a to 18c is present an LC circuit 32, which has a wide resonance range at the generator frequency, so that a nearly sinusoidal output frequency is obtained. The resulting AC signal is applied to the base of a transistor 34 through a capacitor 33 fed, the collector of which via a resistor 35 to the positive pole of the DC voltage source 31 is connected. Any changes in the amplitude of the signal from the alternator 18 is eliminated by the clamping diode 36 and the limiting effect of the base-emitter path of transistor 34.

Infolge der positiven und der negativen Klemmwirkungen wird die Kurvenform an der Basis und am Kollektor des Transistors 34 abgeflacht. Diese flachen Impulse werden einem Resonanzkreis 37 mit hohem Gütefaktor zugeführt, der hierdurch angeregt wird und abgestimmt ist auf eine Frequenz oberhalb der Generatorfrequenz, d.h.As a result of the positive and negative clamping effects, the curve shape becomes at the base and collector of transistor 34 are flattened. These flat impulses are fed to a resonance circuit 37 with a high quality factor, which is thereby excited and is tuned to a frequency above the generator frequency, i.e.

auf beispielsweise 1850 Hz. Die Ausgangsfrequenz des Wechselstromgenerators tritt in der Flanke der Resonanzkurve des Schaltkreises 37 auf, so daß dieser Resonanzschaltkreis 37 praktisch als Frequenzdiskriminator arbeitet, d.h. die über den Schaltkreis 37 auftretende Spannung ändert sich bezüglich ihrer Amplitude mit der Frequenz des Signals, das vom Transistor 34 zugeführt wird.for example 1850 Hz. The output frequency of the alternator occurs in the edge of the resonance curve of the circuit 37, so that this resonance circuit 37 practically works as a frequency discriminator, i.e. via the circuit 37 occurring voltage changes with respect to its amplitude with the frequency of the Signal supplied by transistor 34.

Das über den Resonanzschaltkreis 37 auftretende Signal wird über einen veränderbaren Widerstand 38 und einen Kondensator 39 einem Gleichstromverstärker zugeführt, der aus dem Transistor 40 besteht. Der Transistor 40 wird durch eine negative Ladung vorgespannt, die im Kondensator 39 gespeichert ist. Diese Vorspannung, die im wesentlichen gleichbleibend ist, wird erzeugt durch den Durchgang des Wechsel stromes durch den Kondensator 39 und wird nachfolgend gleichgerichtet durch den Transistor 40. Durch diese Vorspannung wird die Belastung des Resonanzschaltkreises 37 durch den Transistor 40 gering gehalten. Die Zenerdiode 41, welche zwischen der Anode der Diode 42 und Masse geschaltet ist, wirkt als niederohmiger Entladungsweg für den Kondensator 39 während der negativen Signalspannungsspitzen, wenn diese die dortige Schwellwertspannung übersteigen. Die Diode 42 verhindert, daß die positiven Signale über die Zenerdiode 41 nach Masse abgeleitet werden.The signal appearing via the resonance circuit 37 is via a variable resistor 38 and a capacitor 39 a DC amplifier which consists of the transistor 40 is supplied. The transistor 40 is through a negative charge biased, which are stored in the capacitor 39 is. This bias, which is essentially constant, is generated by the passage of the alternating current through the capacitor 39 and is subsequently rectified by transistor 40. This bias increases the load of the resonance circuit 37 is kept low by the transistor 40. The zener diode 41, which is connected between the anode of the diode 42 and ground, acts as a lower resistance Discharge path for the capacitor 39 during the negative signal voltage peaks, if these exceed the threshold voltage there. The diode 42 prevents that the positive signals are derived via the Zener diode 41 to ground.

Da die Amplitude der Wechselspannung über den Resonanzschaltkreis 37 sich verändert mit einer Veränderung der dort angelegten Frequenz, verändert sich die Vorspannung am Transistor 40 entsprechend und der Anteil der Sinuskurve, der den Transistor 40 in den leitenden Bereich überführt, verändert sich dementsprechend. Bei einem Anwachsen der Amplitude der Wechselspannung über den Resonanzkreis 37 führt zu einem Anwachsen des Stromflusses durch den Widerstand 43, was zu einer Vergrößerung des Spannungsabfalls längs dieses Widerstandes 43 und damit zu einer Verminderung der Spannung am Kollektor des Transistors 40 führt. Umgekehrtes gilt, wenn die Amplitude der Wechselspannung abnimmt. Dieser Teil der Schaltung arbeitet also im Ergebnis wie ein inverser Signalgenerator, d.h. eine Umkehrung der Amplitudenendung tritt zwischen Basis und Kollektor des Transistors 40 auf. Der Kollektor des Transistors 40 ist mit einer Seite eines Kondensators 44 verbunden, dessen andere Seite an Masse liegt. Der-Kondensator 44 wird über einen Widerstand 43 über einen Teil der Zeit aufgeladen, d.h. wenn der Transistor 40 nichtleitend ist und über den Transistor 40 und dem Widerstand 45 entladen, wenn sich der Transistor 40 im leitenden Zustand befindet.Because the amplitude of the alternating voltage across the resonance circuit 37 changes with a change in the frequency applied there, changes the bias voltage on transistor 40 and the proportion of the sine curve, which converts the transistor 40 into the conductive region changes accordingly. With an increase in the amplitude of the alternating voltage across the resonance circuit 37 leads to an increase in the current flow through the resistor 43, which leads to a Enlargement of the voltage drop along this resistor 43 and thus to a Reduction in the voltage at the collector of transistor 40 leads. The opposite is true, when the amplitude of the alternating voltage decreases. This part of the circuit works So the result is like an inverse signal generator, i.e. a reversal of the amplitude ending occurs between the base and collector of transistor 40. The collector of the transistor 40 is connected to one side of a capacitor 44, the other side to ground lies. The capacitor 44 is connected through a resistor 43 for part of the time charged, i.e. when transistor 40 is non-conductive and across the transistor 40 and the resistor 45 are discharged when the transistor 40 is in the conductive state is located.

Die Zeitkonstante des RC-Kreises 43, 44 ist im Vergleich zu den 1800 Hz sehr groß, wodurch die Brummspannung längs des Kondensators 44 eine geringe Amplitude aufweist. Als Ergebnis ergibt sich eine Spannung längs des Kondensators 44, deren Gleichspannungsamplitude sich umgekehrt verhält zur Veränderung der Amplitude der Spannung über den Resonanzschaltkreis 37.The time constant of the RC circuit 43, 44 is compared to the 1800 Hz very large, so that the ripple voltage across the capacitor 44 has a low amplitude having. The result is a voltage across the capacitor 44 whose DC voltage amplitude behaves inversely to change the amplitude of the voltage across the resonance circuit 37.

Die Spannung über dem Kondensator 44 entspricht dem Gleichstromsteuersignal in Leitung 16 der Fig. 1. Es wird über eine Diode 46 und einem Widerstand 47 einem weiteren Kondensator 48 zugeführt, der den Eingang des Wellenmodifikators 15 gemäß Fig. 1 darstellt.The voltage across capacitor 44 corresponds to the DC control signal in line 16 of FIG. 1. It is via a diode 46 and a resistor 47 a further capacitor 48 is fed to the input of the wave modifier 15 according to FIG Fig. 1 represents.

Die Diode 46 verhindert, daß dem Kondensator 44 irgendwelche Ladungen vom Modifikator zugeführt werden.The diode 46 prevents the capacitor 44 from carrying any charges can be supplied by the modifier.

Ein Transformator 50, dessen Primärwicklung beispielsweise mit einem Abgriff der Wechselspannungsspeisequelle 13 verbunden ist, liefert ein Signal geringen Potentials von beispielsweise 12,6 Volt und einer Frequenz von 60 Hz, einem Zweiweg-Gleichrichter 51, der an die Sekundärwicklung angeschlossen ist. Der Gleichrichter 51 ist so gepolt, daß seine Ausgänge negativ sind, wie dies durch die Bezugszahl 51a angedeutet ist. Diese negativen Impulse werden der Basis eines Transistors 52 zugeführt, der als Nulldurchgangsrückstellschalter arbeitet, d.h. die dem Transistor 52 zugeführten negativen Impulse führen diesen Transistor 52 während des größten Teils jedes Zyklusses in den nichtleitenden Zustand, wobei dieser Zustand nur geändert wird beim Nulldurchgang jeder 60 Hz-Welle.A transformer 50, the primary winding of which, for example, with a Tap of the AC voltage supply source 13 is connected, provides a signal low Potential of, for example, 12.6 volts and a frequency of 60 Hz, a two-way rectifier 51 connected to the secondary winding. The rectifier 51 is polarized so that its outputs are negative, as indicated by reference number 51a. These negative pulses are applied to the base of a transistor 52, known as Zero cross reset switch operates, i.e., those applied to transistor 52 negative pulses drive this transistor 52 for most of each cycle into the non-conductive state, which state is only changed when it crosses zero every 60 Hz wave.

Die Basis des Transistors 52 wird nicht nur mit den negativen Impulsen vom Gleichrichter 51 beaufschlagt, sondern an der Basis dieses Transistors liegt auch eine positive Vorspannung an und zwar über den Widerstand 53, der mit dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle 31 verbunden ist. Diese Vorspannung bewirkt eine Sättigung der Kollektor-Emitter-Strecke im Transistor 52 während des Nulldurchganges und während dieser Zeit liegt die Verbindungsstelle der Widerstände 57 und 54 und des Kondensators 48, die mit dem Kollektor des Transistors 52 verbunden ist, nahezu an Massepotential von näherungsweise 0,1 Volt Gleichspannung. Nachdem die Wechselspannung durch 0 hindurchgegangen ist,sinkt die vom Gleichrichter 51 gelieferte Spannung in Richtung des negativen Werts von näherungsweise -12 Volt ab. Wenn die resultierende Spannung an der Basis des Transistors 52 unter näherungsweise +0,7 Volt Gleichspannung fällt. sperrt die Kollektor-Emitter-Strecke. Der Transistor 52 bleibt gesperrt, bis die Spannung an seiner Basis erneut auf +0,7 Volt Gleichspannung ansteigt infolge der über den Widerstand 53 bewirkten Vorspannung und des Auftretens des nächsten Nulldurchgangs.The base of transistor 52 is not only used with the negative pulses acted upon by the rectifier 51, but is at the base of this transistor also a positive bias voltage via the resistor 53, which is connected to the positive Pole of the DC voltage source 31 is connected. This bias causes saturation the collector-emitter path in transistor 52 during the zero crossing and during this time is the junction of the resistors 57 and 54 and the capacitor 48, which is connected to the collector of transistor 52, is almost at ground potential of approximately 0.1 volts DC. After the alternating voltage has been reduced by 0 has passed through, that of the rectifier will drop 51 delivered Voltage decreases towards the negative value of approximately -12 volts. If the resulting voltage at the base of transistor 52 below approximately +0.7 Volts DC voltage drops. blocks the collector-emitter path. The transistor 52 remains blocked until the voltage at its base increases again to +0.7 volts DC increases due to the bias caused across the resistor 53 and the occurrence of the next zero crossing.

Daher ist der Transistor 52 während der größten Zeit des Wechselstromzyklusses gesperrt und leitet lediglich kurz bevor und während und geringfügig nach dem Nulldurchgang der Wechselstromkurve. Die Dauer, während der der Transistor 52 leitend ist, beträgt näherungsweise 1 ms.Therefore, transistor 52 is off for most of the AC cycle locked and only conducts shortly before and during and slightly after the zero crossing the AC curve. The duration during which the transistor 52 is conductive is approximately 1 ms.

Ist der Transistor 52 leitend, dann entlädt sich der Kondensator 48.If the transistor 52 is conductive, then the capacitor 48 discharges.

Ist dagegen der Transistor 52 gesperrt, wie oben beschrieben, dann lädt sich der Kondensator 48 über den Widerstand 47 auf auf ein Potential, das bestimmt ist durch die Steuergleichspannung, welche vom Kondensator 44 geliefert werden. Das resultierende Signal wird über einen Widerstand 54 der Basis eines Transistors 55 zugeführt, der hierdurch leitend wird, jedoch ist der Leitzustand des Transistors 55 verzögert in Bezug auf die Spannung, welche in diesem Augenblick an der positiven Seite des Kondensators 48 ansteht. Der Transistor 55 bleibt nichtleitend, bis die Spannung über den Kondensator 48, der über den Widerstand 54 mit der Basis des Transistors 55 verbunden ist, näherungsweise eine Spannung von +0,7 Volt Gleichspannung erreicht, wonach dann der Transistor 55 über seine Emitter-Kollektor-Strecke Strom leitet. Diese Schaltung wirkt also als Triggerverzögerungsschalter.If, however, the transistor 52 is blocked, as described above, then The capacitor 48 is charged via the resistor 47 to a potential that determines is by the DC control voltage supplied by the capacitor 44. The resulting signal becomes the base of a transistor via a resistor 54 55 is supplied, which becomes conductive as a result, but is the conductive state of the transistor 55 delayed in relation to the voltage which at that moment is at the positive Side of the capacitor 48 is present. The transistor 55 remains non-conductive until the Voltage across capacitor 48, connected through resistor 54 to the base of the transistor 55 is connected, approximately reaches a voltage of +0.7 volts DC, after which the transistor 55 then conducts current via its emitter-collector path. So this circuit acts as a trigger delay switch.

Der Transistor 55 ist mit dem Emitter eines Transistors 56 verbunden, der mit einem weiteren Transistor 57 zusammenarbeitet, sowie mit einer Reihe von Kondensatoren und Widerständen, die zusammen einen astabilen Multivibrator bekannter Bauart bilden. Hierbei besteht lediglich eine Ausnahme, indem der Emitter des Transistors 57 direkt an Masse liegt, der Emitter des Transistors 56 jedoch nicht mit Masse verbunden ist, sondern über den Transistor 55 an Masse gelegt werden kann. Deshalb wird die typische Multivibratorarbeitsweise der Transistoren 56 und 57 unterbunden, bis der Transistor 55 leitend ist und die Verbindung des Emitters des Transistors 56 mit Masse herstellt. Sobald der Transistor 55 im gesättigten Zustand ist, arbeitet der astabile Multivibrator in bekannter Weise. Der Start des Gatter-Trigger-Generators 56, 57 wird beschleunigt durch einen Kondensator 58, der den Startimpuls vom Ausgang des Generators zum Transistorschalter 55 zurückführt.The transistor 55 is connected to the emitter of a transistor 56, which cooperates with another transistor 57, as well as with a number of Capacitors and resistors that together make an astable multivibrator known Form construction. The only exception to this is the emitter of the transistor 57 is directly connected to ground, but the emitter of transistor 56 not is connected to ground, but can be connected to ground via transistor 55. Therefore, the typical multivibrator mode of operation of transistors 56 and 57 is prevented, until the transistor 55 is conductive and the connection of the emitter of the transistor 56 manufactures with mass. As soon as the transistor 55 is in the saturated state, operates the astable multivibrator in a known manner. The start of the gate trigger generator 56, 57 is accelerated by a capacitor 58, the start pulse from the output of the generator to the transistor switch 55 returns.

Die Werte des Multivibrators 56, 57 sind so gewählt, daß der Multivibrator mit näherungsweise 20 kHz arbeitet. Das Ausgangssignal, das der Multivibrator erzeugt, wenn er arbeitet, ist in Fig. 2 mit 25a bezeichnet, d.h. es entstehen Triggerimpulse, von denen jeder Impuls eine Dauer von 25 ms aufweist, wobei diese Impulse über eine maximale Zeitdauer von 7 ms pro Zyklus der Wechselstromspeisespannungsquelle 13 auftreten. Die Dauer des Auftretens dieser Impulse wird bestimmt durch die Zeitdauer, während der der Transistor 55 leitend ist.The values of the multivibrator 56, 57 are chosen so that the multivibrator works at approximately 20 kHz. The output signal that the multivibrator generates when it is working, it is designated by 25a in Fig. 2, i.e. trigger pulses are generated, of which each pulse has a duration of 25 ms, these pulses over a maximum duration of 7 ms per cycle of the AC supply voltage source 13 appear. The duration of the occurrence of these impulses is determined by the duration during which the transistor 55 is conductive.

Nachdem der Transistor 55 in Sättigung gebracht ist durch die kombinierte Wirkung der Vorspannung durch den Kondensator 58 und die positive Vorspannung von der Basis des Transistors über den Kondensator 58 vom Ausgang des Triggergenerators 25, wird dieser Transistor 55 in diesem Schaltzustand für den Rest der Wechselspannungskurve der Speisespannung durch diese kombinierte Vorspannung gehalten. Die positiven Spannungsimpulse 25a am Ausgang des Triggergenerators werden über einen Widerstand 59 einem Gatter-Trigger-Verstärker zugeführt, der einen Transistor 60, einen Transformator 61 und Schutzdioden 61a aufweist. Dieser Verstärker wandelt die positiven Spannungsimpulse 25a in Impulse höheren Stroms um, welche ihrerseits der Gatterelektrode bzw. dem Steueranschluß 62 einer Triacschaltung 63 zugeführt werden. Diese Triacschaltung 63 ist geschaltet zwischen die Wechselstromspeisespannungsquelle 13 und der Statorwicklung 11 des Induktionsmotors 10. Die Schutzdioden 61a verhindern einen positiven Gatterstromfluß und begrenzen die Umkehrgatterspannung auf näherungsweise 2 Volt, da die Dioden als Klemmdioden wirken.After transistor 55 is brought into saturation by the combined Effect of bias by capacitor 58 and the positive bias of the base of the transistor via capacitor 58 from the output of the trigger generator 25, this transistor 55 is in this switching state for the rest of the AC voltage curve the supply voltage held by this combined bias. The positive voltage pulses 25a at the output of the trigger generator become a gate trigger amplifier via a resistor 59 fed to a transistor 60, a transformer 61 and protection diodes 61a having. This amplifier converts the positive voltage pulses 25a into pulses higher current, which in turn of the gate electrode or the control terminal 62 are fed to a triac circuit 63. This triac circuit 63 is connected between the AC supply voltage source 13 and the stator winding 11 of the induction motor 10. The protection diodes 61a prevent a positive gate current flow and limit the reverse gate voltage to approximately 2 volts because of the diodes act as clamping diodes.

Die Triacschaltung 63 wird eingeschaltet bei Ankunft des ersten Impulses einer Reihe von Impulsen vom Gattertriggerverstärker 60 an der Gatterelektrode der Triacschaltung.-Danach werden kontinuierliche Impulse der Gatterelektrode der Triacschaltung 63 zugeführt, die eine sichere Leitfähigkeit der Triacschaltung 63 sicherstellen, unabhängig von Spannungsstößen, welche durch unterschiedliche Lastmomente am Motor 10 entstehen könnten und welche zu Verstimmungen führen könnten.The triac circuit 63 is switched on when the first pulse arrives a series of pulses from the gate trigger amplifier 60 at the gate electrode of the Triac circuit.-Thereafter, continuous pulses of the gate electrode of the triac circuit 63 supplied, which ensure reliable conductivity of the triac circuit 63, regardless of voltage surges caused by different load torques on the motor 10 could arise and which could lead to resentment.

Wenn der Stator 11 des Einphasen-Induktionsmotors 10 mit der Triacschaltung 63 wie in der Zeichnung gezeigt verbunden ist und wenn die Speisespannungsquelle 13 an die.Triacschaltung wie gezeigt angeschlossen ist, dann -liegen-als erstes keine 1800 Hz Ausgangsfrequenz vom Generator 18a bis 18c an, aufgrund des Umstandes, daß der Motor 10 noch nicht begonnen hat, sich zu drehen. Dies bewirkt, daß eine maximale positive Gleichstromsteuerspannung in der Leitung 16 auftritt. Diese hohe Gleichstromausgangsspannung bewirkt, daß der Transistor 55 ohne Verzögerung- nach jedem Nulldurchgang leitend wird, so daß der Triggergenerator 56, 57 sofort zu arbeiten beginnt, so daß wiederum die Triacschaltung 63 ohne Verzögerung leitend wird. Hierdurch läßt die Triacschaltung Strom in beiden Richtungen durch, so daß die Statorwicklung 11 des Motors 10 die vollen Sinuswellen der 60 Hz Speisespannung erhält, wodurch der Rotor 12 zu drehen beginnt. Erreicht der Motor 10 seine volle Drehzahl, dann steigt die Ausgangsfrequenz des Wechselstromgenerators 18a bis 18c in Richtung der Resonanzfrequenz des Schwingkreises 37.When the stator 11 of the single-phase induction motor 10 with the triac circuit 63 is connected as shown in the drawing and when the supply voltage source 13 is connected to the triac circuit as shown, then-lie-first no 1800 Hz output frequency from generator 18a to 18c due to the fact that the motor 10 has not yet started to rotate. This causes a maximum positive DC control voltage occurs on line 16. This high DC output voltage causes transistor 55 to turn on without delay every zero crossing becomes conductive, so that the trigger generator 56, 57 to work immediately begins, so that again the triac circuit 63 is conductive without delay. Through this lets the triac circuit through current in both directions, so that the stator winding 11 of the motor 10 receives the full sine waves of the 60 Hz supply voltage, whereby the rotor 12 begins to rotate. If the motor 10 reaches its full speed, then the output frequency of the alternator 18a to 18c increases in the direction of FIG Resonance frequency of the oscillating circuit 37.

Der Gleichstrom-Steuerspannungsgenerator 40 vermindert somit die Gleichstromsteuerspannung, welche über den Kondensator 44 erzeugt wird,mit dem Ergebnis, daß der Kondensator 48 nicht ausreichend Zeit hat, seine volle Ladung aufzunehmen, bevor er periodisch durch den Transistor 52 entladen wird. Demgemäß ist die Spannung über dem Kondensator 48 nicht ausreichend hoch zu Beginn der Ladung, um unmittelbar den Schwellwert des Transistors 55 zu erreichen, um den Triggergenerator 56, 57 zu starten. Hierdurch startet die Triacschaltung 63 nicht zu Beginn eines Spannungszyklusses der Speisespannungsquelle 13, sondern wird erst später leitend, d.h. zu einem Zeitpunkt, welcher nach dem Beginn eines Sinuswellen-Spannungszyklusses der Speisespannungsquelle 13 liegt.The DC control voltage generator 40 thus reduces the DC control voltage, which is generated across the capacitor 44, with the result that the capacitor 48 does not have sufficient time to absorb its full charge before periodically by the transistor 52 is discharged. Accordingly, the voltage across the capacitor is 48 not high enough at the beginning of the charge to immediately reach the threshold of the To reach transistor 55 in order to start the trigger generator 56, 57. Through this the triac circuit 63 does not start at the beginning of a voltage cycle of the supply voltage source 13, but only becomes conductive later, i.e. at a point in time after the The beginning of a sine wave voltage cycle of the supply voltage source 13 is located.

Die Triacschaltung 63 sperrt, sobald die Stromrichtung umgekehrt wird. Dies tritt auf kurzzeitig, nachdem die Spannungswelle durch 0 hindurchgeht infolge der Induktanz der Statorwicklung 11, die einen Nachlauf der Stromwelle bewirkt. Die Energie, welche dem Stator über die Triacschaltung 63 zugeführt wird, stellt demgemäß nur einen Teil der Sinuswelle der Speisespannungsquelle 13 dar.The triac circuit 63 blocks as soon as the current direction is reversed. This occurs shortly after the voltage wave passes through zero as a result the inductance of the stator winding 11, which causes the current wave to lag. The energy which is supplied to the stator via the triac circuit 63 represents accordingly represents only part of the sine wave of the supply voltage source 13.

Erhöht sich das Lastmoment am Motor, dann erhöht sich der Schlupf des Motors 10 und seine Drehzahl nimmt ab. Dies wirkt sich in einer Verminderung der Frequenz der Impulse des Wechselstromgenerators 18a bis 18c aus, was wiederum zu einem Anwachsen des Gleichstromsteuerpotentials am Kondensator 48 führt, wodurch der Transistor 55 seinen Leitzustand früher erreicht und die Triacschaltung 63 mehr zu Beginn eines Spannungszyklusses zu leiten beginnt, was dazu führt, daß der Stator des Motors 10 mehr Energie erhält. In einem Ausführungsbeispiel mit einem vierpoligen 60 Hz Motor von 1 PS wird die volle Sinuswelle dem Stator des Motors bei einer Drehzahl unterhalb von etwa 1750 U.p.M. zugeführt. Nimmt das Bremsmoment am Motor ab, dann nimmt auch der Schlupf des Motors ab und die Drehzahl erhöht sich.If the load torque on the motor increases, the slip increases of the motor 10 and its speed decreases. This translates into a reduction the frequency of the pulses from the alternator 18a to 18c, which in turn leads to an increase in the DC control potential across capacitor 48, whereby the transistor 55 reaches its conductive state earlier and the triac circuit 63 more at the beginning of a voltage cycle begins to conduct, which leads to the stator of the motor 10 receives more power. In one embodiment with a four-pole 60 Hz motor of 1 hp will send the full sine wave to the stator of the motor at one speed below about 1750 r.p.m. fed. If the braking torque on the motor decreases, then the slip of the motor also decreases and the speed increases.

Dies führt zu einer Erhöhung der Ausgangsfrequenz des Wechselstromgenerators 18a bis 18c, wodurch, wie zuvor beschrieben, der Anteil der zugeführten Wechselstromkurve abnimmt und damit auch die Leistungsaufnahme des Motors.This leads to an increase in the output frequency of the alternator 18a to 18c, whereby, as previously described, the proportion of the supplied alternating current curve decreases and with it the power consumption of the motor.

In Fällen von sehr großen Motoren werden vorzugsweise zwei gesteuerte Siliciumgleichrichter verwendet als Leistungsschalter anstelle der Triacschaltung infolge der Leistungsgrenze der Triacs.In the case of very large motors, two controlled ones are preferred Silicon rectifier used as a power switch instead of the triac circuit due to the performance limit of the triacs.

Die Fig. 3 zeigt schematisch ein solches Ausführungsbeispiel.3 schematically shows such an exemplary embodiment.

In Fig. 3 sei vorausgesetzt, daß diejenigen Schaltungsbauteile vor dem Transformator 50 die gleichen sind wie in Fig. 2. Die Triacschaltung 63 ist jedoch ersetzt durch zwei gesteuerte Silicium-Gleichrichter 63a und 63b, deren Steuerelektroden 62, 62a einzeln gesteuert werden durch zwei Gattertriggerverstärker 60, 60a. Diese Anderung ist notwendig durch den Umstand, daß bei Verwendung einer Triacschaltung der dortigen Gatterelektrode Steuerimpulse zugeführt werden können ohne Beachtung der augenblicklichen Polarität der an der Triacschaltung anliegenden Speisespannung, da die angelegten Steuerimpulse den Leitzustand bewirken, in der einen oder anderen Halbwelle in Abhängigkeit von der vorhergehenden Polarität der Speisespannungsquelle. Wird dagegen ein gesteuerter Silicium-Gleichrichter verwendet, dann zerstören die Steuerimpulse den Gleichrichter, wenn sie der Gatterelektrode zugeführt werden und die an der Anode anliegende Spannung negativ ist, d.h. wenn der Strom durch den Gleichrichter blockiert wird. Demgemäß müssen Maßnahmen ergriffen werden, um die Steuerimpulse dem Gleichrichter nur dann zuzuführen, wenn der Gleichrichter Strom durchzulassen vermag. Aus diesem Grund sind gemäß Fig. 3 zur Erzeugung der Steuerimpulse zwei getrennte Transistoren 60, 60a vorgesehen, und zwar einer für jede Halbwelle, wobei diese beiden Transistoren wechselweise sperren, während den Zeiten, wo an den zugehörigen Gleichrichtern 63a und 63b eine Spannung entgegen der Durchlaßrichtung anliegt, also die Gleichrichter keinen Strom durchzulassen vermögen.In Fig. 3 it is assumed that those circuit components before the transformer 50 are the same as in Fig. 2. The triac circuit 63 is but replaced by two controlled silicon rectifiers 63a and 63b, their control electrodes 62, 62a are individually controlled by two gate trigger amplifiers 60, 60a. These Change is necessary due to the fact that when using a triac circuit control pulses can be fed to the gate electrode there without paying attention the instantaneous polarity of the supply voltage applied to the triac circuit, because the applied control impulses cause the conducting state in one way or the other Half-wave depending on the previous polarity of the supply voltage source. If, on the other hand, a controlled silicon rectifier is used, they will be destroyed Control pulses the rectifier when they are fed to the gate electrode and the voltage at the anode is negative, i.e. when the current flows through the Rectifier is blocked. Accordingly, measures must be taken to address the Feed control pulses to the rectifier only when the rectifier has current able to pass. For this reason are shown in FIG. 3 to generate the control pulses two separate transistors 60, 60a provided, one for each half-wave, with these two transistors blocking alternately during the times when on the associated rectifiers 63a and 63b a voltage opposite to the forward direction is applied, so the rectifiers are unable to let current through.

Die Schaltung gemäß Fig. 3 arbeitet wie folgt: Der Impulsausgang des Triggergenerators 56, 57 ist über einen Widerstand 59 mit zwei Trennwiderständen 64 und 65 verbunden, die als Eingänge von zwei Trigger-Verstärkungstransistoren 60 und 60a dienen. Weiterhin sind zwei Widerstände 66 und 67 an die Punkte x und y der Sekundärwicklung des Transformators 50 -angeschlossen und die Wechselspannung dieser Sekundärwicklung liegt über diese Widerstände 66 und 67 an der jeweiligen Basis zweier Transistoren 68 und 69 an, die bewirken, daß die Trigger-Verstärkertransistoren 60 und 60a wechselweise gesperrt sind. Im Einzelnen bedeutet dies, daß wenn der Transistor 68 leitend ist, die Basis des Transistors 60 an Masse liegt, so daß verhindert wird, daß Triggerimpulse während der negativen Halbwelle zur Gatterelektrode 62 des Gleichrichters 63a gelangen. In entsprechender Weise bewirkt ein Leitzustand des Transistors 63, daß die Basis des Transistors 60a an Masse liegt, wodurch verhindert wird, daß Triggerimpulse zur Gatterelektrode 62a des Gleichrichters 63b während der positiven Halbwelle gelangen. Die Gleichrichter 63a und 63b erhalten also nur Triggerimpulse, wen die zugehörige Anode positiv ist gegenüber der Kathode.The circuit according to FIG. 3 works as follows: The pulse output of the Trigger generator 56, 57 is via a resistor 59 with two isolating resistors 64 and 65 connected as inputs of two trigger amplification transistors 60 and 60a serve. There are also two resistors 66 and 67 at points x and y of the secondary winding of the transformer 50 -connected and the alternating voltage this secondary winding is connected to the respective resistors 66 and 67 Base of two transistors 68 and 69 which cause the trigger amplifier transistors 60 and 60a are alternately blocked. In detail, this means that when transistor 68 is conductive, the base of transistor 60 is grounded, so that it is prevented that trigger pulses during the negative half-wave to the gate electrode 62 of the rectifier 63a arrive. In a corresponding manner, a conducting state has the effect of transistor 63 that the base of transistor 60a is grounded, thereby preventing that trigger pulses to the gate electrode 62a of the rectifier 63b during reach the positive half-wave. The rectifiers 63a and 63b only receive Trigger pulses when the associated anode is positive compared to the cathode.

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Claims (10)

Anspruche 1.Steuerschaltung zum Betrieb eines Induktionsmotors zur Verminderung der Eisen-und Kupferverluste des Motors, mit einer Statorwicklung und einem mit einer Last verbundenen Rotor, einer Wechselstromspeisespannungsquelle mit sinusförmigem Spannungsverlauf, die an die Statorwicklung angeschlossen ist und deren Induktionsfeld die Drehung des Rotors bewirkt, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß eine Rückkopplungssteuerschleife vorgesehen ist, die die Stromzufuhr zur Statorwicklung in einem begrenzten Bereich nahe der vollen Drehzahl des Rotors regelt, wobei diese Rückkopplungssteuerschleife umfaßt einen Detektor zum Erfassen des am Rotor wirkenden Lastmoments, einen nachgeschalteten Gleichstromverstärker, dessen Gleichstromsteuerspannung in ihrer Amplitude sich umgekehrt zur Drehzahl des Motors ändert, einen mit dem Gleichstromverstärker verbundenen Wellenmodifikator, an dessen Ausgang der Steuereingang eines zwischen die Speisespannungsquelle und der Statorwicklung geschalteten Leistungsschalters liegt, dessen Leitzeit während jedes Zyklusses der Speisespannung gesteuert wird in Abhängigkeit der Amplitude der Gleichstromsteuerspannung, wobei der Wellenmodifikator die volle Sinuswelle der Speisespannung zur Statorwicklung durchläßt, wenn der Rotor startet und hochläuft und der nach Erreichen der vollen Rotordrehzahl den elektrischen Winkel jedes Zyklusses der Speisespannungsquelle verändert, derart, daß der Anteil jeder Sinuswelle der Speisespannung, der der Statorwicklung zugeführt wird, in Abhängigkeit der erforderlichen Leistungsabgabe des Motors verändert wird und die mittlere Stromaufnahme des Motors dem am Rotor wirkenden Lastmoment entspricht. Claims 1. control circuit for operating an induction motor Reducing the iron and copper losses of the motor, with a stator winding and a rotor connected to a load, an AC supply voltage source with a sinusoidal voltage curve that is connected to the stator winding and whose induction field causes the rotor to rotate, thereby g e -k e n n z E i c h n e t that a feedback control loop is provided that the power supply to the stator winding in a limited area close to the full speed of the rotor regulates, this feedback control loop comprising a detector for detection the load torque acting on the rotor, a downstream DC amplifier, the amplitude of which is inversely related to the speed of the direct current control voltage of the motor, a wave modifier connected to the DC amplifier, at the output of the control input between the supply voltage source and the stator winding switched circuit breaker is, its conduction time during each cycle of the supply voltage is controlled depending on the amplitude the DC control voltage, where the wave modifier is the full sine wave the supply voltage to the stator winding when the rotor starts and accelerates and after reaching full rotor speed, the electrical angle of each cycle the supply voltage source changed in such a way that the proportion of each sine wave of the Supply voltage, that of the stator winding is supplied, depending the required power output of the motor is changed and the average current consumption of the motor corresponds to the load torque acting on the rotor. 2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Detektor zum Erfassen des am Rotor wirkenden Lastmoments einen vergleichsweise kleinen Wechselstromgenerator umfaßt, dessen Rotor mit dem Rotor des Motors verbunden ist, wobei dieser Generator ein Wechselstromsignal erzeugt, dessen Frequenz sich mit dem am Rotor wirkenden Lastmoment verändert, dieser Generator und der Gleichstromverstärker mit einem Frequenzdiskriminator verbunden sind, wobei die Frequenzänderungen umgesetzt werden in Amplitudenänderungen des Gleichstromsteuersignals.2. Control circuit according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h -n e t that the detector for detecting the load torque acting on the rotor includes comparatively small alternator, whose rotor with the rotor of the motor is connected, this generator generating an alternating current signal, the frequency of which changes with the load torque acting on the rotor, this generator and the DC amplifier are connected to a frequency discriminator, wherein the frequency changes are converted into amplitude changes of the direct current control signal. 3. Steuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n ze i c hn e t , daß der Frequenzdiskriminator zwischen dem Ausgang des Wechselstromgenerators und dem Eingang des Gleichstromverstärkers geschaltet ist und dieser Gleichstromverstärker Schaltmittel zur Veränderung der Amplitude des Gleichstromverstärkers in Abhängigkeit von der Frequenz des Wechselstromsignals aufweist.3. Control circuit according to claim 2, characterized in that g e k e n n ze i c hn e t that the frequency discriminator between the output of the alternator and the input of the DC amplifier is connected and this DC amplifier Switching means for changing the amplitude of the direct current amplifier as a function on the frequency of the AC signal. 4. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c hn e t , daß der Leistungsschalter eine Triacschaltung aufweist, deren Eingang mit der Speisespannungsquelle und deren Ausgang mit der Statorwicklung verbunden ist, weiterhin eine Steuerschaltung vorgesehen ist, die mit dem Steuereingang der Triacschaltung verbunden ist und auf die Amplitude der Gleichstromsteuerspannung anspricht und den Leitzustand der Triacschaltung während jedes Zyklusses der Sinuswelle der Speisespannung steuert.4. Control circuit according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c hn e t that the circuit breaker has a triac circuit, the input of which with the supply voltage source and its output is connected to the stator winding, Furthermore, a control circuit is provided which is connected to the control input of the triac circuit is connected and responsive to the amplitude of the DC control voltage and the conducting state of the triac circuit during each cycle of the sine wave of the supply voltage controls. 5. Steuerschaltung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c hn e t , daß die Steuerschaltung zum Ansteuern des Steuereingangs der Triacschaltung einen Triggerimpulsgenerator umfaßt, der Triggerimpulse erzeugt und auf dem Gleichstromsteuerspannung ansprechende Schaltmittel zur Steuerung dieses Triggerimpulsgenerators vorgesehen sind, wobei die Triggerimpulse vom Ausgang des Triggerimpulsgenerators über einen Verstärker zum Steuereingang der Triacschaltung gelangen.5. Control circuit according to claim 4, characterized in that g e k e n n z e i c hn e t that the control circuit for driving the control input of the triac circuit comprises a trigger pulse generator which generates trigger pulses and is on the DC control voltage appealing Switching means are provided for controlling this trigger pulse generator, wherein the trigger pulses from the output of the trigger pulse generator via an amplifier get to the control input of the triac circuit. 6. Steuerschaltung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c hn e t , daß Gleichrichter vorgesehen sind, die auf den Nulldurchgang der Sinuswelle der Speisespannung ansprechen und den Beginn und das Ende des Auftretens der Triggerimpulse steuern. 6. Control circuit according to claim 5, characterized in that g e k e n n z e i c hn e t that rectifiers are provided, which on the zero crossing of the sine wave the supply voltage respond and the beginning and the end of the occurrence of the trigger pulses steer. 7. Steuerschaltung nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Gleichrichter aus zwei Dioden bestehen, die an die Basis eines Transistors angeschlossen sind, welche diesen Transistor gesperrt halten mit Ausnahme während des Nulldurchgangs der Sinuswelle der Speisespannung, wobei dieser Transistor verbunden ist mit dem Triggerimpulsgenerator und hierbei diesen Triggerimpulsgenerator ein-und ausschaltet. 7. Control circuit according to claim 6, characterized g e k e n n z e i c h -n e t that the rectifier consist of two diodes attached to the base of one Transistors are connected, which keep this transistor locked with the exception during the zero crossing of the sine wave of the supply voltage, this transistor is connected to the trigger pulse generator and this trigger pulse generator on and off. 8. Steuerschaltung nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c hn e t , daß ein Kondensator den Ausgang des Triggerimpulsgenerators mit diesem Transistor verbindet und der den Startimpuls vom Ausgang des Triggerimpulsgenerators an den Transistor zurückführt.8. Control circuit according to claim 7, characterized in that g e k e n n z e i c hn e t that a capacitor connects the output of the trigger pulse generator with this transistor connects and the start pulse from the output of the trigger pulse generator to the Transistor returns. 9. Steuerschaltung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c hn e t , daß der Triggerimpulsgenerator ein normalerweise nicht arbeitender Multivibrator ist, auf die Amplitude der Steuerspannung ansprechende Schaltmittel vorgesehen sind zur Steuerung der Zeit, während der der Multivibrator arbeitet in Bezug auf den Beginn jedes Zyklusses der Sinuswelle der Steuerspannung, wobei gleichzeitig die Triacschaltung in den leitenden Zustand überführt wird.9. Control circuit according to claim 5, characterized in that g e k e n n z e i c hn e t that the trigger pulse generator is a normally non-working multivibrator is, to the amplitude of the control voltage responsive switching means are provided to control the time during which the multivibrator operates in relation to the Beginning of each cycle of the sine wave of the control voltage, at the same time the Triac circuit is brought into the conductive state. 10. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Leistungsschalter aus zwei gesteuerten Silicium-Gleichrichtern besteht, über welche abwechselnd während wechselnder Polarität der Speisespannung Strom der Statorwicklung zugeführt wird, wobei eine Steuerschaltung zum Ansteuern der Gatterelektroden der Siliciumgleichrichter vorgesehen ist, welche auf die Amplitude der Gleichstromsteuerspannung anspricht und die Leitfähigkeit der gesteuerten Siliciumgleichrichter steuert.10. Control circuit according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h -n e t that the circuit breaker consists of two controlled silicon rectifiers consists of which alternate while alternating polarity the supply voltage is supplied with current of the stator winding, with a control circuit for driving the gate electrodes of the silicon rectifier is provided, which is responsive to the amplitude of the DC control voltage and the conductivity the controlled silicon rectifier controls.