DE3006034C2 - Motorsteuersystem für einen bürstenlosen Elektromotor - Google Patents
Motorsteuersystem für einen bürstenlosen ElektromotorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Motorsteuersystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruches!. Ein solches
System dient besonders bei einem bürstenlosen Motor zur Verringerung von Drehmomentschwankungen
beim Anfahren oder Anlassen.
Für das Anfahren eines bürstenlosen Gleichstrom-Motors ist ein Verfahren bekannt, bei dem Strom während
einer Periode von 120° beim Anfahren nacheinander durch die einzelnen Motorwicklungen geleitet wird.
Ein Beispiel für dieses auch als Strom-EIN/AUS-Anfah-Gkichspannungsausgang
über eine Gleichspannungs-Drosselspule zu einem Thyristor-Wechselrichter geleitet
wird, dessen Ausgangssignal wiederum einem bürstenlosen Motor zugeführt wird, der angefahren oder
angeiassen wird, indem der Gleichstrom vom regelbaren Thyristor-Gleichrichter intermittierend ein- und
ausgeschaltet wird. Bei diesem Verfahren kann der Gleichrichter bei jeder Kommutierung des bürstenlosen
Motors vorübergehend als Stromregenerationsschaltung arbeiten, d. h. sein Gleichstrom wird während der
Anfahrperiode des Motors in jedem Kommutierungsmoment vorübergehend auf Null reduziert. Das Verhältnis
der Periode des Null-Stroms vom Gleichrichter zur Kommutierungsperiode vergrößert sich daher mit
zunehmender Motordrehzahl. Hieraus ergeben sich Nachteile, wie Abnahme des Motordrehmoments bei
Verringerung des dem Motor zugeführten Mittelwertstroms und Zunahme der Drehmomentschwankungen
aufgrund der EIN/AUS-Steuerung des Gleichstroms.
Aus der DE-OS 27 43 699 ist ein bürstenloser Elektromotor,
bestehend aus einer ersten statischen Kommutierungsschaltung mit einem ersten regelbaren Thyristorgleichrichter,
einem ersten Thyristorwechselrichter und einer in einen Gleichstromzwischenkreis zwischen
Gleichrichter und Wechselrichter eingeschalteten ersten Gleichstromdrosselspule und einer zweiten statisehen
Kommutierungsschaltung, mit einem zweiten regelbaren Thyristorgleichrichter, einem zweiten Thyristorwechselrichter
und einer in einen Gleichstromzwischenkreis zwischen Gleichrichter und Wechselrichter
eingeschalteten Gleichstromdrosselspule bekannt. Dieser bürstenlose Elektromotor weist einen Stromquellentransformator
zur Lieferung einer Dreiphasenwechselspannung mit einer ersten Phase zum ersten Thyristorgleichrichter
sowie einer solchen Spannung und mit einer gegenüber der ersten Phase um 30° phasenversetzten
zweiten Phase zum zweiten Thyristorgleichrichter auf. Als Last dient ein bürstenloser Motor zur Abnahme
der Ausgangssignale der beiden Thyristorgleichrichter. Weiterhin ist aus der DE-OS 24 15 347 ein kollektorloser
Gleichstrommotor mit Detektorelementen zur Feststellung der Startlager des Rotors, die am Stator im
gleichen Abstand zueinander um eine Verlängerung der Welle des Rotors 1 angeordnet sind, bekannt. Ferner ist
eine Servoschaltung vorgesehen, welche die Drehzahl des Rotors aus den elektromagnetischen Kräften feststellt,
die in Ankerspulen induziert werden. Dadurch kann ein Servosignal, welches der Drehzahl entspricht,
einem Stromsteuerelement zugeführt werden. Der Strom von einer Gleichstromquelle wird von dem
Stromsteuerelement gesteuert und jeweiligen Feldspulen zugeführt. Die einen Klemmen der Feldspulen sind
jeweils mit den Kollektorelektroden von Verstärkertransistoren verbunden, während die anderen Klemmen
gemeinsam an die Ausgangsklemme des Stromsteuerelementes angeschlossen sind.
Dieser bekannte Gleichstrommotor arbeitet so, daß beim Start des Servosignals, welches durch die Servoschaltung
erzeugt wird, das Stromsteuerelement betätigt wird. Dann werden die positiven Halbperioden des
Lagesignals über eine Diode und einen entsprechenden Transistor der Verstärkertransistoren verstärkt. Das
Ausgangssignal aus diesem Transistor wird der entsprechenden Spule der Feldspulen zugeführt, so daß die
Drehung des Rotors eingeleitet wird. Wenn sich der
Rotor dreht, werden die Ausgangssignale aus dem entsprechenden
Lagefeststellelement und der Ankerspule durch den entsprechenden Verstärkertransistor verstärkt,
wodurch allmählich der Rotor beschleunigt wird, bis eine vorher festgelegte konstante Drehzahl unter
dem Befehl des Servosignals erreicht isu
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Motorsteuersystem für einen bürstenlosen
Motor der eingangs definierten Art derart zu verbessern, daß lirehmomentschwankungen beim Anfahren
des Motors unterdrückt werden können.
Diese Aufgabe wird bei einem Motorsteuersystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß
durch die in dessen kennzeichnendem Teil enthaltenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Patentansprüchen 2 und 3.
Die Erfindung schafft insbesondere ein Anfahrsystem für einen bürstenlosen Motor, bei welchem zwei statische
Kommutierungsschaltungen, die jeweils Zwischen-Gleichspannungskreise aufweisen, abwechselnd an
Spannung gelegt werden, um eine Zwölfphasen-Kommutierung des Motors mit den Ausgangssignalen dieser
beiden statischen Kommutierungsschaltungen durchzuführen, und mit welchem die Drehmomentschwankungen
beim Anfahren des Motors unterdrückt werden können.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigt F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Motorsteuersystems,
Fig. 2A bis 2D ein Zeitsteuerdiagramm zur Veranschaulichung
der Arbeitsweise des Systems nach F i g. 1,
F i g. 3 schematische Darstellungen der Statorwicklung eines bürstenlosen Motors gemäß Fig. 1 und der
erzeugten magnetomotorischen Kräfte, und
Fig.4 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform
der Erfindung.
Gemäß F i g. 1 sind Dreiphasen-Wechselstromquellenleitungen 1 an in Dreieckschaltung vorliegende Primärwicklungen
eines Stromquellen-Transformators 2 angeschlossen, der zwei Sekundärwicklungen aufweist,
von denen die erste in Sternschaltung und die andere in Dreieckschaltung angeordnet ist. Zwischen den Phasenspannungen
an den beiden Sekundärwicklungen ist ein Phasenunterschied entsprechend einem elektrischen
Winkel von 30° vorhanden. Eine erste statische Kommutierungsschaltung umfaßt einen ersten steuerbaren
Thyristor-Gleichrichter 3, einen ersten Thyristor-Wechselrichter 4 und eine in einen Gleichspannungskreis zwisehen
den Gleichrichter 3 und den Wechselrichter 4 eingeschaltet Gleichstrom·Drosselspule 5. E'-ne zweite
statische Kommutierungsschaltung umfaßt einen zweiten steuerbaren Thyristor-Gleichrichter 6, einen zweiten
Thyristor-Wechselrichter 7 und eine in einen Gleich-Stromkreis zwischen den Gleichrichter 6 und den Wechselrichter
7 eingeschaltete Gleichstrom-Drosselspule 8. Der erste Wechselrichter 4 besitzt einen sechsarmigen
Aufbau mit /. B. gesteuerten Silizium-Gleichrichtern
(SCR) UPl- WN 1. Der Gleichrichter 3 besitzt einen ähnlichen sechsarmigen Aufbau, obgleich er durch einen
einzigen gesteuerten Silizium-Gleichrichter (SCR) dargestellt ist. Der zweite Wechselrichter 7 besitzt gleichfalls
einen sechsarmigen Aufbau mit z. B. gesteuerten Silizium-Gleichrichtern UP2—WN2, und der Gleichrichter
6 ist ebenfalls sechsarmig ausgelegt, doch nur durch einen einzigen gesteuerten SiliziunvGleichrichter
veranschaulicht. Die in Sternschaltung vorliegenden Sekundärwicklungen des Transformators 2 sind über einen
Stromtransformator CTi an den Gleichrichter 3 angeschlossen, während die in Dreieckschaltung vorliegenden
Sekundärwicklungen über einan Stromtransformator CT2 mit dem Gleichrichter 6 verbunden sind. Eine
Last 9 (d. h. ein Synchronmotor bei der dargestellten Ausführungsform) besteht aus einem einzigen bürsteniosen
Motor. Der Stator des Motors weist erste Wicklungen Ui, Vl und Wi in Sternschaltung sowie zweite
Wicklungen i/2, V2 und W2 in Sternschaltung auf,
wobei die einander entsprechenden Wicklungen, z. B. die Wicklungen Ul und £72, zueinander um 30° außer
Phase sind. Die Erregerwicklungen des Motors 9 sind nicht dargestellt. Ein Stellungsdetektor 10 dient zur Bestimtnung
der Rotorsteilung des Motors 9, während ein Regler 11 ein Steuersignal zur Steuerelektrode jedes
gesteuerten Silizium-Gleichrichters nach Maßgabe des Ausgangssignals des Stellungsdetektors 10 liefert. In
F i g. 1 sind die Ausgangsströme von erstem und zweitem Gleichrichter 3 bzw. 6 mit /01 bzw. 1Ό2 und ihre
Ausgangsspannungen mit Vb 1 bzw. Vd 2 bezeichnet.
Im Regler 11 sind mit 12, 13 und 15 ein Motordrehzahl-Befehlssignal,
das Ausgangssignal des Stellungsdetektors 10 und ein Istdrehzahlsignal bezeichnet. Das Signal
13 wird an einen Drehzahldetektor 14 angekoppelt, und ein Drehzahlregler 16 vergleicht das Drehzahlbefehlssignal
12 mit dem Istdrehzahlsignal 15 und verstärkt das resultierende Signal zur Lieferung eines Ausgangssignals,
das als Strombefehlssignal 16a Stromreglern 17 und 18 eingespeist wird. Der Stromregler 17
vergleicht das Strombefehlssignal 16a mit dem durch den Stromtransformator CTl gemessenen Strom
zwecks Lieferung eines resultierenden Differenzsignals, durch welches die Phasen von den Steuerelektroden der
gesteuerten Gleichrichter des ersten Gleichrichters 3 aufgeprägten Steuer- oder Tor-Impulsen gesteuert werden.
Der Stromdetektor 18 vergleicht das Strombefehlssignal 16a mit einem vom Stromtransformator CT2 gemessenen
Strom zur Lieferung eines resultierenden Differenzsignals, durch welches die Phasen der den Steuerelektroden
der gesteuerten Silizium-Gleichrichter des zweiten Gleichrichters 6 aufgeprägten Steuerimpulse
gesteuert werden. Ein Steuer-Regler 19 empfängt das Rotorstellung-Meßsignal 13 und steuert die Phasen der
an die Steuerelektroden der gesteuerten Silizium-Gleichrichter von erstem und zweitem Wechselrichter 4
bzw. 7 angelegten Steuer- oder Tor-Impulse. Außerdem gibt er einen Regel- oder Steuerimpulse 19a für jeden
30°-Drehwinkel des Rotors des Motors 9 an einen Wechselleitregler 20 ab, um auf die in Verbindung mit
den F i g. 2A bis 2D noch näher zu beschreibende Weise eine Wechselleitsteuerung beim Anfahren des Motors
durchzuführen. Dieser Regler 20 besteht z. B. aus einem Flip-Flop-Kreis, der entsprechend dem Steuersignal 19a
ein Signal mit einem logischen Pegel »1« oder »0« an die Stromregler 17 und 18 abgibt. Die Ausgangssignale der
Stromregler 17 und 18 werden an die Steuerelektroden der gesteuerten Silizium-Gleichrichter der Gleichrichter
3 und 6 angelegt, um die Wechselleitsteuerung der beiden Gleichrichter 3 und 6 bei jeder 30° -Drehung des
Motorrotors zu bewirken. Zu diesem Zeitpunkt werden die Ausgangsströme /Ot und 1Ό2 der Gleichrichter so
gesteuert, daß ihre vorbestimmten Anstiegs- und Abfallperioden einander praktisch gleich sind.
Im folgenden ist die Arbeitsweise des Systems nach F i g. 1 anhand der F i g. 2A bis 2D näher erläutert. Beim
Anfahren des bürstenlosen Motors mit einem System mit einem Zwischengleichstromkreis ist die Drehzahl
des Motors 9 so niedrig, daß während dieser Anfahrperiode kein Laststrom in den Motor fließt. Zu diesem
Zweck wurde das eingangs erläuterte sog. Strom-EIN/ AUS-Anfahrverfahren angewandt, bei dem die Kommutierung
der die Wechselrichter 4 und 7 bildenden gesteuerten Silizium-Gleichrichter (SRCs) beim Anfahren
des Motors durch Ein- und Ausschalten des Gleichrichterstroms gesteuert wird. Wie erwähnt, gibt dieses
(4i bisherige Verfahren zu Problemen dahingehend Anlaß,
daß aufgrund der Verringerung des dem Motor eingespeisten Mittelwertstroms bei zunehmender Motordrehzahl
eine Verringerung des Motordrehmoments eintritt und daß infolge der Ein- und Ausschaltsteuerung
des Gleiehrichtersiröüis Drehmomentschwankungen
eingeführt werden. Diese Nachteile werden, wie aus der folgenden Beschreibung hervorgeht, durch die Erfindung
ausgeschaltet. Gemäß den F i g. 2A bis 2D werden zu einem Zeitpunkt fo unmittelbar nach dem Anfahren
des Motors die gesteuerten Silizium-Gleichrichter UP 1 und VTV1 des ersten Wechselrichters 4 durch ein Signal
durchgeschaltet., das vom Steuer-Regler 19 in Abhängigkeit von dem Signal 13 vom Stellungsdetektor 10
geliefert wird. Infolgedessen kann der Ausgangssirom i'd ι des ersten Gleichrichters 3 von dessen Plusklemme
über die Drossel 5, den SCR UP 1, die Statorwicklung UX, die Statorwicklung Vl und den SCR VTVl zur
Minusklemme des Gleichrichters fließen. Der Rotor wird aufgrund der Wechselwirkung des durch die Wicklungen
U1 und V1 fließenden Stroms mit dem Magnetfluß
der Erregungs-Magnetpole (nicht dargestellt) des Motors 9 über einen elektrischen Winkel von 30° gedreht.
Zum Zeitpunkt ίο wird das Ausgangssignal des
Stromreglers 18, d. h. das Strombefehlssignal zu den gesteuerten Silizium-Gleichrichtern (SCRs) des Gleichrichters
6, durch das Ausgangssignal 20a des Wechselleitreglers 20 zu Null gemacht Die Gate-Spannungsphase
des zweiten Gleichrichters 6 wird damit auf über 90° eingestellt, so daß der Gleichrichter 6 in die Wechselrichtbetriebsart
umgesteuert wird. Demzufolge gelangt der zweite Gleichrichter 6 schließlich in den nichtleitenden
bzw. Sperrzustand.
Zu einem Zeitpunkt fi, zu welchem der Rotor sich
über 30° gedreht hat, wird — wie erwähnt — der logische Pegel des Ausgangssignals 20a des genannten Reglers
20 von »0« auf »1« umgekehrt, so daß sich das Strombefehlssignal vom Stromregler 18 innerhalb einer
vorbestimmten Anstiegsperiode vom Pegel Null auf den Pegel des Ausgangssignals 16a des Drehzahlreglers 16
erhöht Zwischenzeitlich wird der Stromregler 17 entsprechend dem Ausgangssigriäi 2Oi) des Reglers 20 angesteuert,
wobei sein Strombefehlssignal vom Pegel des Ausgangssignals 16a des Drehzahlreglers 16 in einer
vorbestimmten Abfallperiode auf Null verkleinert wird. Weiterhin wird zum Zeitpunkt ii ein Steuer- oder Torsignal
zum Durchschalten der SCR UP2 und V7V2 vom Gate-Regler 19 an den zweiten Wechselrichter 7 abgegeben.
Mit dem Strombefehlssignal vom Stromregler 17 v.ifd der erste Gleichrichter 3 in die Wechselrichtbetnebsart
umgeschaltet, während der vorher anliegende Strom innerhalb einer vorbestimmten Abfallperiode auf
Null reduziert wird, so daß der erste Gleichrichter 3 zum Sperren gebracht wird. Der zweite Gleichrichter 6
wird in die Vorwärtsrichtbetriebsart gebracht wobei sein Strom von seiner Plusklemme über die Drossel 8,
den SCR UP 2, die Statorwicklung U 2. die Statorwicklung
V 2 und den SCR VTV 2 zu seiner Minusklemme fließt Dieser Strom wird innerhalb einer vorbestimmten
Anstiegszeit auf den durch das Signal 16a vorgegebenen Pegel erhöht und dann auf diesem Pegel gehalten. Demzufolge
dreht sich der Rotor weiter über 30° bis zum Zeitpunkt f2. Die vorstehend beschriebene Sequenz des
abwechselnden Leitens der ersten und zweiten statisehen Kommutierung wiederholt sich bei jedem
30°-Drehwinkel des Rotors.
F i g. 2A veranschaulicht die Leitbetriebsart der SCRs bzw. gesteuerten Silizium-Gleichrichter des ersten und
des zweiten Wechselrichters. F i g. 2B zeigt die Wellenformen der Ausgangsgleichströme ιΌ ι und /»2 des ersten
bzw. zweiten Gleichrichters. Fig.2C veranschaulicht die Wellenformen der Stator-Eingangsströmc des bürstenlosen
Motors 9 für eine Phase, z. B. die Eingangss'.rörne/(.·,
und /,',^,während Fig. 2D die Wellenformcn
der Ausgangsspannungen VDl und VD2 von erstem und zweitem Gleichrichter 3 bzw. 6 zeigt Obgleich dies
nicht dargestellt ist, eilen die Ströme /Vi und iw\ den
Strömen iu\ und /v2um jeweils 120° nach, und sie besitzen
dieselbe Wellenform wie der Strom iuu während
die Ströme 1Ύ2 und /1V2 den Strömen iu2 und ivi um 120°
nacheilen und dieselbe Wellenform besitzen wie der Strom /f 2. Die Wellenform 22 gemäß Fig.2D gibt an,
daß der erste Gleichrichter 3 zwischen den Zeitpunkten ti und h in der Wechselrichtbetriebsart arbeitet, und die
Wellenform 23 zeigt, daß der zweite Gleichrichter 6 zwischen den Zeitpunkten i0 und ii in der Wechselrichtbetriebsart
arbeitet. In Fig.2B sind die Anstiegs- und Abfallperioden der Ströme /di und /02 dargestellt, die
einander praktisch gleich sind, was sich durch entsprechende Auslegung der Stromregler 17 und 18 nach bekannter
Technik erreichen läßt. Indem diese beiden Perioden gleich groß eingestellt werden, können Drehmomentschwankungen
oder -pulsationen im Motor zum Zeitpunkt der Wechselrichtregelung minimal gehalten
werden.
Ein erster, mit der Erfindung erzielbarer Vorteil besteht darin, daß die gesteuerten Silizium-Gleichrichter
zuverlässig abgeschaltet werden können, weil die Periode, in welcher die Ströme io\ und /02 praktisch Null
betragen, einer Drehung des Rotors über 30° entspricht. Ein zweiter Vorteil besteht darin, daß Drehmomentschwankungen
im Vergleich zum beschriebenen, bisherigen Verfahren reduziert werden können. Dies ist darauf
zurückzuführen, daß durch abwechselndes Leitendmachen des ersten und des zweiten Kommutierungskreises die resultierende magnetomotorische Kraft, die
durch alle Statorwicklungen des Motors 9 erzeugt wird, unterbrechungsfrei mit einem Schrittwinkel von 30° der
Drehung des Rotors in Synchronisation mi» diesem ge-
5ö dreht wird, obgleich der Strom in jeder Wicklung ober
30° intermittierend fließt Genauer gesagt: in der Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten ίο und ii fließt ein
Strom durch die Wicklungen U1 und V1 in der angegebenen
Richtung, so daß eine in der angegebenen Richtung (F i g. 3) wirkende magnetomotorische Kraft 24a
erzeugt wird; zwischen den Zeitpunkten fi und fe fließt
der Strom durch die Wicklungen U 2 und V2 in der angegebenen Richtung, so daß eine magnetomotorische
Kraft 246 erzeugt wird; zwischen den Zeitpunkten ft und f3 fließt Strom durch die Wicklungen Ui und Wl
im dargestellten Sinn unter Erzeugung einer magnetomotorischen Kraft 24c usw. Auf diese Weise wird der
Strom durch die einzelnen Wicklungen so geleitet daß die magnetomotorische Kraft mit einem Schrittwinkel
von 30° im Uhrzeigersinn umläuft Dies stellt ein Merkmal der Zwölfphasenkommutierung dar.
Die beschriebene Wechselrichtsteuerung beim Anfahren des Motors wird fortgesetzt bis die Motordreh-
zahl eine Größe erreicht hat, bei welcher die Lastkommutierung oder Eigenkommutierung möglich ist (bei
5—10% der Nenndrehzahl). Bei diesem Drehzahlwert wird die Last- oder Eigenkommutierung, wie beim beschriebenen,
bisherigen Verfahren, durch den Regler U eingeleitet. Danach besitzt der jede Statorwicklung
durchfließende Strom eine 120°-Rechteckwellenform.
Während dieser Anfahrperiode wird der wohlbekannte Kommutierungsvoreilwinkel ßo auf praktisch 0° eingestellt
und beim Übergang auf die Lastkommutierung auf eine Größe umgeschaltet, bei welcher die Lastkommutierung
in an sich bekannter Weise stattfinden kann. Wenn der Motor nur mittels der genannten Wechselrichtsteuerung
betrieben wird, kann der verwendete Motor ein Induktionsmotor sein. Die Gleichstrom-Drosseln
5 und 8 können ggf. magnetisch miteinander gekoppelt sein.
Bei der abgewandelten Ausführungsform nach F i g. 4 werden anstelle des Einzelmotors 9 gemäß F i g. 1 ein
Lastiransformator 25 und ein Synchronmotor 9a benutzt. Mit Ausnahme der Last entsprechen die Teile von
Fig.4 denjenigen nach Fig. 1. Der Lasttransformator
25 besitzt erste und zweite Primärwicklungen, von denen die erste Wicklung in Sternschaltung und die zweiten
Wicklungen in Dreieckschaltung vorliegen; außerdem besitzt er Sekundärwicklungen in Dreieckschaltung.
Die Leitungsspannungen an ersten und zweiten Primärwicklungen sind jeweils gleich, während die Leitungsspannungen
an zwei entsprechenden Phasenwicklungen zueinander um 30° außer Phase sind. Die Sekundärwicklungen
sind an die betreffenden Statorwicklungen des Dreipnasen-Synchronmotors 9a angeschlossen.
Die Ausgangsströme des ersten und des zweiten Stromwandlers 4 bzw. 7 werden im Transformator 25 miteinander
kombiniert, und der Ausgangsstrom der Transformator-Sekundärwicklung
wird als zwölfphasiger, kommutierter Dreiphasen-Wechselstrom an die Statorwicklungen
des Synchronmotors 9a angelegt. Ein Merkmal dieser Ausführungsform liegt darin, daß die beiden
Kommutierungskreise sowie die Spannungs- und Stromnennwerte des Motors 9a bei entsprechender
Auslegung des Transformators 25 frei gewählt werden können. Selbstverständlich können dabei dieselben Wirkungen
erzielt werden wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1.
Die beiden Kommutierungsschaltungen gemäß F i g. 1 und 4 sind elektrisch gegeneinander isoliert, so
daß der Masse- oder Erdungspunkt beliebig gewählt werden kann. Üblicherweise ist allerdings der Neutralpunkt
in Sternschaltung-Statorwicklungen an Masse gelegt. Wenn in einer der beiden Kommutierungsschaltungen
eine Störung auftritt, kann der gestörte Kreis mittels eines Schutzschalters o. dgl. (nicht dargestellt) getrennt
werden, um den Motor mit der anderen, intakten Kommutierungsschaltung allein weiter zu betreiben.
Das erfindungsgemäße System ist besonders auf die Drehzahlregelung von Motoren anwendbar, die ein
niedriges Anfahrdrehmoment benötigen, z. B. auf solche
von Pumpen und Gebläsen oder Lüftern.
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Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Motorsteuersystem für einen bürstenlosen Elektromotor mit wenigstens einer dreiphasigen
Statorwicklung in Sternschaltung und weiteren Phasenwicklungen zur Erzeugung einer magnetomotorischen
Kraft, durch die der Rotor des Motors mit einem Schrittwinkel von 30° gedreht wird, bestehend
aus einer ersten statischen Kommutierungsschaltung mit einem ersten steuerbaren Thyristor-Gleichrichter,
einem ersten Thyristor-Wechselrichter und einer in einen Gleichstromkreis zwischen
Gleichrichter und Wechselrichter eingeschalteten ersten Gleichstrom-Drosselspule, einer zweiten statischen
Kommutierungsschaltung mit einem zweiten steuerbaren Thyristor-Gleichrichter, einem zweiten
Thyristor-Wechselrichter und einer in einen Gleichstromkreis zwischen Gleichrichter und Wechselrichter
eingeschalteten zweiten Gleichstrom-Drosselspule, einem Stromquellen-Transformator zur Lieferung
einer Dreiphasen-Wechselspannung mit einer ersten Phase zum ersten Thyristor-Gleichrichter sowie
einer solchen Spannung mit einer gegenüber der ersten Phase um 30° phasenversetzten zweiten Phase
zum zweiten Thyristor-Gleichrichter, wobei die Ausgangssignale der zwei Thyristor-Wechselrichter
eine Last mit dem bürstenlosen Motor speisen, d a durch gekennzeichnet, daß zum Anfahren
des bürstenlosen Motors eine Einrichtung (20, 17, 18) zur Steuerung des abwechselnden Leitens der
beiden Kommutierungsschaltungen (3, 4; 6, 7) in Synchronisation mit der 30°-Drehung des Rotors
des bürstenlosen Motors (9,9a) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Last einen Last-Transformator (25) mit ersten dreiphasigen PrimSrwicklungen in Sternschaltung,
zweiten dreiphasigen Primärwicklungen in Dreieckschaltung und dreiphasigen Sekundärwicklungen
in Dreieckschaltung sowie einen bürstenlosen Motor (9a) mit dreiphasigen Statorwicklungen
in Sternschaltung zur Abnahme des Ausgangs der Sekundärwicklungen des Last-Transformators
umfaßt, wobei der Ausgang des ersten Thyristor-Wechselrichters (4) den ersten und der Ausgang
des zweiten Thyristor-Wechselrichters (7) den zweiten Primärwicklungen zuführbar sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsströme der beiden regelbaren
Thyristor-Gleichrichter (3, 6) zum Zeitpunkt der Wechselrichtsteuerung der beiden Kommutierungsschaltungen
so gesteuert sind, daß ihre Anstiegs- und Abfallperioden im wesentlichen gleich sind.
ren bezeichnete Verfahren ist in der US-PS 3b 96 278 beschrieben, bei dem Wechselstrom zu einem steuerbaren
Thyristor-Gleichrichter geliefert wird, dessen
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