DE3006034C2 - Motorsteuersystem für einen bürstenlosen Elektromotor - Google Patents

Motorsteuersystem für einen bürstenlosen Elektromotor

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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)

Patentansprüche:
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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Applications Claiming Priority (1)

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JP1872779A JPS55111677A (en) 1979-02-20 1979-02-20 System for starting commutatorless motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3006034A1 DE3006034A1 (de) 1980-08-21
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022203198A1 (de) 2022-03-31 2023-10-05 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Ansteuerschaltung zum Bereitstellen eines potentialfreien Steuersignals und Schaltvorrichtung

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5610094A (en) * 1979-07-03 1981-02-02 Toshiba Corp Controlling device for commutatorless electric motor
DE3142185C2 (de) * 1981-10-22 1985-08-22 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Schaltungsanordnung zum Betrieb von Drehstrommaschinen höherer Spannung mit variabler Drehzahl mittels eines über Transformatoren angepaßten Zwischenkreisumrichters
US4536692A (en) * 1983-02-22 1985-08-20 Cgee Alsthom Circuit for energizing and controlling a synchronous rotary machine operating at variable speed
CA1244077A (en) * 1984-05-04 1988-11-01 Akio Hirata Load-commutated inverter for operating synchronous motor
DE3525421A1 (de) * 1985-07-12 1987-01-22 Licentia Gmbh Verfahren und schaltungsanordnung zur herabsetzung der drehmoment-welligkeit eines stromrichtermotors im bereich kleiner drehzahlen
US4783728A (en) * 1986-04-29 1988-11-08 Modular Power Corp. Modular power supply with PLL control
JPS63314195A (ja) * 1987-01-30 1988-12-22 Nippon Digital Equip Kenkyu Kaihatsu Center Kk 三相直流ブラシレスモ−タの駆動方法および装置
US4849870A (en) * 1988-01-25 1989-07-18 Westinghouse Electric Corp. Method of operating a-c drive with parallel connected d-c link power converters
US4814964A (en) * 1988-01-27 1989-03-21 Westinghouse Electric Corp. Variable speed a-c drive
DE8810279U1 (de) * 1988-08-12 1988-10-06 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Umrichter aus parallelen Teilumrichtern mit Gleichstromkreis
US4994684A (en) * 1989-01-30 1991-02-19 The State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University Doubly fed generator variable speed generation control system
JPH0728555B2 (ja) * 1989-06-02 1995-03-29 三菱電機株式会社 可変速駆動装置
US5028804A (en) * 1989-06-30 1991-07-02 The State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University Brushless doubly-fed generator control system
US5239251A (en) * 1989-06-30 1993-08-24 The State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University Brushless doubly-fed motor control system
US5214366A (en) * 1989-11-13 1993-05-25 Siemens Aktiengesellschaft Three-phase converter for polyphase induction motors
US5083077A (en) * 1990-07-31 1992-01-21 The State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University Brushless doubly-fed generation system for vehicles
US5070440A (en) * 1990-08-14 1991-12-03 General Electric Company Power conversion scheme employing paralleled units
EP0577980B1 (de) * 1992-06-10 1997-09-10 Fuji Electric Co., Ltd. Wechselstrom-Antriebseinrichting mit veränderbarer Geschwindigkeit und Elektrofahrzeug hierfür
FR2733863B1 (fr) * 1995-05-05 1997-06-06 Schneider Electric Sa Procede de commande d'un gradateur et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede
US6281664B1 (en) * 1999-01-13 2001-08-28 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Generator and generator apparatus
US6392905B1 (en) * 2001-01-06 2002-05-21 Ford Global Technologies, Inc. Method and circuit for reducing battery ripple current in a multiple inverter system of an electrical machine
DE10112818A1 (de) * 2001-03-16 2002-10-02 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Reduzierung der Schaltfrequenz bei verkoppelten Maschinenwindungen elektrischer Drehfeldmaschinen
US6809484B2 (en) * 2001-09-25 2004-10-26 Siemens Vdo Automotive Inc. Multiple electronically commutated motor control apparatus and method
US6665158B2 (en) * 2002-02-15 2003-12-16 Black & Decker Inc. Alternator/inverter with dual H-bridge and automatic voltage regulation
EP1515421B1 (de) * 2003-09-12 2009-07-22 Abb Research Ltd. Verfahren zum Betrieb einer dreiphasigen Umrichterschaltung
US7023171B2 (en) * 2003-11-12 2006-04-04 Ut-Battelle Llc Integrated inverter for driving multiple electric machines
US7161257B2 (en) * 2004-03-08 2007-01-09 Ingersoll-Rand Energy Systems, Inc. Active anti-islanding system and method
EP1973760B1 (de) * 2006-01-17 2009-07-22 ABB Schweiz AG Kraftstoffelektrisches antriebssystem
JP2008289322A (ja) * 2007-05-21 2008-11-27 Toshiba Corp 制御装置
JP5350034B2 (ja) * 2009-03-25 2013-11-27 日本ムーグ株式会社 電動機システム
FI122159B (fi) * 2009-04-02 2011-09-15 Vacon Oyj Taajuusmuuttajan käynnistys
DE102011013885A1 (de) * 2011-03-04 2012-09-06 C. & E. Fein Gmbh Elektrischer Antrieb
US10056855B2 (en) * 2013-02-08 2018-08-21 Delta Electronics, Inc. Variable-frequency motor device and fan thereof
US9065377B2 (en) * 2013-03-15 2015-06-23 General Electric Company Load commutated inverter drive systems for high power drive applications
DE102013208544A1 (de) * 2013-05-08 2014-11-13 Lenze Drives Gmbh Antriebssystem
DE102015216007A1 (de) * 2015-08-21 2017-02-23 Lenze Drives Gmbh Antriebssystem
DE202016000217U1 (de) * 2016-01-13 2016-02-02 Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh Vakuumpumpenantrieb mit zwei Frequenzumrichtern
US11515825B2 (en) 2017-10-10 2022-11-29 Johnson Controls Tyco IP Holdings LLP Systems and methods for a dual-supply variable speed drive
US11799403B2 (en) * 2017-11-21 2023-10-24 Magna Electronics Inc. BLDC motor with reduced EMC behavior
CN112042103B (zh) * 2018-05-07 2024-04-12 三菱电机株式会社 旋转机的控制装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2415347A1 (de) * 1973-03-31 1974-10-17 Sansui Electric Co Gleichstrommotor mit eigenerregung
DE2743699A1 (de) * 1976-09-29 1978-03-30 Mitsubishi Electric Corp Motorantriebssystem

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS492928B1 (de) * 1969-11-25 1974-01-23
JPS5421522B2 (de) * 1973-02-16 1979-07-31
DE2321199C2 (de) * 1973-04-26 1975-04-24 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Umrichter
DE2419432C3 (de) * 1974-04-23 1985-05-09 Papst-Motoren GmbH & Co KG, 7742 St Georgen Kollektorloser Gleichstrommotor mit einem Stator und mit einem permanentmagnetischen Rotor
FR2260220A1 (en) * 1974-01-31 1975-08-29 Jeumont Schneider Variable speed drive for linear motor - uses multiple windings and individual variable frequency drivers
JPS591068B2 (ja) * 1976-03-09 1984-01-10 三菱電機株式会社 電力変換装置
JPS596156B2 (ja) * 1976-07-23 1984-02-09 三菱電機株式会社 無整流子電動機の制御装置
JPS5330718A (en) * 1976-09-03 1978-03-23 Hitachi Ltd Controller for motor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2415347A1 (de) * 1973-03-31 1974-10-17 Sansui Electric Co Gleichstrommotor mit eigenerregung
DE2743699A1 (de) * 1976-09-29 1978-03-30 Mitsubishi Electric Corp Motorantriebssystem

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022203198A1 (de) 2022-03-31 2023-10-05 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Ansteuerschaltung zum Bereitstellen eines potentialfreien Steuersignals und Schaltvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
US4392099A (en) 1983-07-05
JPS55111677A (en) 1980-08-28
JPS6243439B2 (de) 1987-09-14
DE3006034A1 (de) 1980-08-21

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