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zeigen Fig. 1 ein Schaltbild einer erfindungsgemässen Drehzahl-Steuereinrichtung, Fig. 2 einen auf der Motorwelle angeordneten drehbaren Transformator im Schnitt, Fig. 3 die Läuferwicklung des Motors mit drei Thyristoren in Dreieckschaltung, Fig. 4 die Läuferwicklung des Motors mit drei Thyristoren in Sternschaltung, Fig. 5 einen axialen Schnitt durch den Motor, und die Fig. 6a bis 6d Vektordiagramme der elektromotorischen Spannungen der Steuerwicklungen des die induktive Steuerstufe bildenden Induktionsphasenumformers.
In Fig. 1 ist die Läuferwicklung--2--des Läufers--24--eines Asynchronmotors über einen drehbaren Transformator --10-- mit der Erregerwicklung--20--eines Induktionsphasenumformers--4--
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einen weiteren drehbaren Transformator--15--zum Läufer--24--des Asynchronmotors übertragen wird.
Auf dem Läufer --24-- des Asynchronmotors --1-- sind Phasenkondensatoren --8-- und ein Halbleiterventilsteller --3-- angeordnet, während der Induktionsphasenumformer--4--mit der Läuferwicklung --2-- und dem Halbleiterventilsteller --3-- entsprechend über die beiden drehbaren Transformatoren-10 und 15-verbunden ist.
Der Magnetleiter (Kern) des drehbaren Transformators-10- (Fig. 2) wird pro Phase von zwei
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12--mit--14-- angeordnet.
Der drehbare dreiteilige Transformator --15-- mit Ständerwicklung --18-- und Läuferwicklung --19-- ist analog aufgebaut.
Die Verbindung der Läuferwicklung --2-- mit dem Halbleiterventilsteller--3--, bei dem die Thyristoren entsprechend in Dreieck- und Sternverbindung stehen, ist in den Fig. 3 und 4 gezeigt, wobei im Falle der Sternverbindung der Thyristoren gemäss Fig. 4 der Stromkreis über einen Widerstand--6--geschlossen ist.
Die Anordnung der drehbaren Transformatoren-10, 15-der Phasenkondensatoren--8--und des Halbleiterventilstellers--3--ist in der Konstruktion von Fig. 5 gezeigt. Auf der Welle des Asynchronmotors sind auf der einen Seite des Läufers--24--der Halbleiterventilsteller--3--und der drehbare Transformator --15--, und auf der andern Seite die Phasenkondensatoren-8--und der drehbare Transformator-10-befestigt.
In den in Fig. 6a, b, c und d gezeigten Vektordiagrammen sind die elektromotorischen Spannungen Ei und E2 der Ständer-und Läufersteuerwicklungen--20, 21-und die Steuerspannung Uy des Induktionsphasen- umformers --4-- für einen Läufer dargestellt, der um 180,135, 34 und 00 elektrisch verschoben ist. Die Steuerspannung Uy hat die Frequenz der Läuferspannung des Motors, während ihr Wert bei der Regelung fast unveränderlich bleibt.
Die Wirkungsweise der dargestellten Vorrichtung ist folgende : Der Läufer des Induktionsphasenumformers --4-- wird auf Null gestellt. Beim Einschalten des Motors sind die Vektoren-Ei und E --der Spannungen der Steuerwicklungen--20 und 21--in Gegenphase, während die Steuerspannung Uy in Gegenphase mit der Läuferspannung ist. Die Thyristoren im Halbleiterventilsteller --3-- sind gesperrt. Durch die Läuferwicklung--2--fliesst kein Strom. Mit dem Verdrehen des Läufers des Induktionsphasenumformers --4-- ändert sich die Phase der Steuerspannung Uy, es fliesst Strom durch die Läuferwicklung --2-- und der Motor erhält Energie.
Mit der Lage des Läufers des Induktionsphasenumformers --4-- wird die gewünschte Drehzahl des Motors eingestellt, die bei einem um 1800 elektrisch verschobenen Läufer maximal ist (Fig. 8d).
Die Phasenkondensatoren--8--verbessern das Arbeiten der Vorrichtung, insbesondere bei niedrigen Motordrehzahlen, was beispielsweise für Montage-Kräne sehr wichtig ist.
Durch die Anordnung des den vollen Läuferstrom führenden Halbleiterventilstellers--3--auf dem Läufer --24-- selbst werden keine Schleifringe und Bürsten benötigt, da gemäss der Erfindung die Steuersignale über drehbare Transformatoren übertragen werden. Dadurch weist der Motor keine einem starken Verschleiss unterworfenen Bauteile auf.
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1 shows a circuit diagram of a speed control device according to the invention, FIG. 2 shows a rotatable transformer arranged on the motor shaft in section, FIG. 3 shows the rotor winding of the motor with three thyristors in delta connection, FIG. 4 shows the rotor winding of the motor with three thyristors in star connection 5 shows an axial section through the motor, and FIGS. 6a to 6d are vector diagrams of the electromotive voltages of the control windings of the induction phase converter forming the inductive control stage.
In Fig. 1 the rotor winding - 2 - of the rotor - 24 - of an asynchronous motor via a rotatable transformer --10-- with the excitation winding - 20 - of an induction phase converter - 4--
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another rotatable transformer - 15 - is transferred to the rotor - 24 - of the asynchronous motor.
On the rotor --24-- of the asynchronous motor --1-- phase capacitors --8-- and a semiconductor valve actuator --3-- are arranged, while the induction phase converter - 4 - with the rotor winding --2-- and the Semiconductor valve actuator --3-- is connected accordingly via the two rotatable transformers-10 and 15-.
The magnetic conductor (core) of the rotatable transformer-10- (Fig. 2) is per phase of two
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12 - arranged with - 14 -.
The rotatable three-part transformer --15-- with stator winding --18-- and rotor winding --19-- has an analogue structure.
The connection of the rotor winding --2-- with the semiconductor valve actuator - 3--, in which the thyristors are accordingly in triangular and star connection, is shown in FIGS. 3 and 4, whereby in the case of the star connection the thyristors according to FIG. 4 the circuit is closed via a resistor - 6 -.
The arrangement of the rotatable transformers - 10, 15 - the phase capacitors - 8 - and the semiconductor valve actuator - 3 - is shown in the construction of FIG. On the shaft of the asynchronous motor are on one side of the rotor - 24 - the semiconductor valve positioner - 3 - and the rotating transformer --15 -, and on the other side the phase capacitors - 8 - and the rotating transformer - 10-attached.
In the vector diagrams shown in Fig. 6a, b, c and d, the electromotive voltages Ei and E2 of the stator and rotor control windings - 20, 21 - and the control voltage Uy of the induction phase converter --4 - are shown for a rotor, which is electrically shifted by 180, 135, 34 and 00. The control voltage Uy has the frequency of the rotor voltage of the motor, while its value remains almost invariable during regulation.
The mode of operation of the device shown is as follows: The rotor of the induction phase converter --4-- is set to zero. When the motor is switched on, the vectors Ei and E - the voltages of the control windings - 20 and 21 - are in antiphase, while the control voltage Uy is in antiphase with the rotor voltage. The thyristors in the semiconductor valve actuator --3-- are blocked. No current flows through the rotor winding - 2 -. When the rotor of the induction phase converter --4-- is turned, the phase of the control voltage Uy changes, current flows through the rotor winding --2-- and the motor receives energy.
With the position of the rotor of the induction phase converter --4--, the desired speed of the motor is set, which is the maximum with a rotor electrically displaced by 1800 (Fig. 8d).
The phase capacitors - 8 - improve the functioning of the device, especially at low engine speeds, which is very important for assembly cranes, for example.
The arrangement of the semiconductor valve actuator - 3 - carrying the full rotor current - on the rotor --24-- itself means that no slip rings and brushes are required, since according to the invention the control signals are transmitted via rotatable transformers. As a result, the engine does not have any components that are subject to severe wear.