CH504806A - Einrichtung zur Messung der Winkelstellung des Läufers eines elektrischen Synchronmotors und Verwendung derselben in einem Stromrichtermotor - Google Patents

Einrichtung zur Messung der Winkelstellung des Läufers eines elektrischen Synchronmotors und Verwendung derselben in einem Stromrichtermotor

Info

Publication number
CH504806A
CH504806A CH295570A CH295570A CH504806A CH 504806 A CH504806 A CH 504806A CH 295570 A CH295570 A CH 295570A CH 295570 A CH295570 A CH 295570A CH 504806 A CH504806 A CH 504806A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
motor
rotor
switched
angular position
phase
Prior art date
Application number
CH295570A
Other languages
English (en)
Inventor
Grigorievich Eremenko Vladimir
Original Assignee
Mo Energeticheskij Institut
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mo Energeticheskij Institut filed Critical Mo Energeticheskij Institut
Priority to CH295570A priority Critical patent/CH504806A/de
Publication of CH504806A publication Critical patent/CH504806A/de

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/022Synchronous motors
    • H02P25/024Synchronous motors controlled by supply frequency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description


  
 



  Einrichtung zur Messung der Winkelstellung des Läufers eines elektrischen Synchronmotors und Verwendung derselben in einem   Stronrrichtermotor   
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Messung der Winkelstellung des Läufers eines elektrischen Synchronmotors mit Mitteln zur Ermittlung der Grösse der Hüllkurve des Hochfrequenzstromes, der durch mindestens eine an eine HF-Spannungsquelle angeschlossene Phasenwicklung des Motors fliesst, sowie eine Verwendung der Einrichtung in einem Stromrichtermotor zur Steuerung der Kommutierung in Abhängigkeit von der Winkelstellung des   Motorläufers.   



   Bekannt sind Einrichtungen zur Messung der Winkelstellung des Läufers eines Synchronmotors, welche einen besonderen Geber für die Läuferstellung, zum Beispiel einen transformatorischen bzw. induktiven Geber enthalten, der auf der gleichen Welle mit dem Motor sitzt. In diesen Einrichtungen wird die Grösse der Hüllkurve des HF-Stromes gemessen, der durch die Wicklungen des Stellungsgebers fliesst.



   Bekannt sind auch   Stromrichtermotoren,    welche einen Mehrphasen-Synchronmotor, einen ringförmigen Kommutator für die Kommutierung des Stromes in den Phasenwicklungen des Motors in Abhängigkeit von der   Läufer stellung    und eine Einrichtung   übl,icherAusführung    zur Messung der Winkelstellung des Läufers enthalten (A. A. Dubensky  Kontaktlose Gleichstrommotoren , Verlag  Energija , Moskau, 1967, S. 11-20).



   Der Nachteil der bekannten Einrichtungen besteht darin, dass in diesen ein besonderer Geber für die   Läu-    ferstellung des Motors verwendet wird, was ihre Konstruktion komplizierter macht und die Betriebssicherheit verringert.



   Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung des genannten Nachteils.



   Der Erfindung ist die Aufgabe zugrunde gelegt, eine Einrichtung zur Messung der Winkelstellung des Läufers eines elektrischen Synchronmotors zu schaffen, welche ihrer Konstruktion nach einfacher als die bekannten Einrichtungen dieser Art ist und zur Steuerung der Kommutierung bei einem Stromrichtermotor verwendet werden kann.



   Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in einer Einrichtung zur Messung der Winkelstellung des Läufers eines elektrischen Synchronmotors mit Mitteln zur Ermittlung der Grösse der Hüllkurve des Hochfrequenzstromes, der durch mindestens eine an die HF-Spannungsquelle angeschlossene Phasenwicklung des Motors fliesst, erfindungsgemäss in den durch die Phasenwicklung des Motors und die HF-Spannungsquelle gebildeten Stromkreis ein Niederfrequenz-Sperrfilter und in den entsprechenden, durch die Phasenwicklung des Motors und eine, die Energiequelle bildende NF-Spannungsquelle gebildeten Stromkreis ein HF-Sperrfilter eingeschaltet ist.



   Die Verwendung dieser erfindungsgemässen   Einrich-    tung in einem einen elektrischen Mehrphasen-Synchronmotor und einen Kommutator für die Kommutierung des Stromes in den Phasenwicklungen enthaltenden Stromrichtermotor zur Steuerung der Kommutierung in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Motorläufers ist dadurch gekennzeichnet, dass rnittels einer Umschaltvorrichtung die Phasenwicklungen des Motors in zyklischer Folge mit der HF-Spannungsquelle verbunden werden.



   Jeder der NF-Sperrfilter kann aus einem Kondensator bestehen, wobei zweckmässig ist, die Kapazität des Kondensators so zu bemessen, dass der Sperrfilter mit dem Minimalwert der Induktivität der zugehörigen Phasenwicklung des Motors im HF-Bereich in Resonanz ist.



  Dadurch kann der Bereich der Änderung des HF-Stromes erweitert werden.



   Bei Verwendung der Einrichtung zur Kommutierungssteuerung kann die Umschaltvorrichtung zum aufeinanderfolgenden Verbinden der Phasenwicklungen des Motors mit der HF-Spannungsquelle synchron mit dem Kommutator zur Kommutierung des Stromes in den Phasenwicklungen des Motors betätigbar sein.



   Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:  
Fig. 1 das elektrische Prinzipschaltbild einer erfindungsgemässen Einrichtung zur Messung der Winkelstellung des Läufers eines elektrischen Synchronmotors, der als kollektorloser Gleichstrommotor arbeitet;
Fig. 2 das Prinzipschaltbild eines Stromrichtermotors, bei dem die Einrichtung nach der Erfindung verwendet ist, und
Fig. 3 den Verlauf der Änderung der Hüllkurve des HF-Stromes in den verschiedenen Phasenwicklungen des Motors als Funktion des Drehwinkels seines Läufers.



   Die im Prinzipschaltbild in Fig. 1 dargestellte Einrichtung zur Messung der Winkelstellung des Läufers eines elektrischen Synchronmotors enthält die Phasenwicklungen 1. 2 und 3 des Motors, an die über je einen, ein Niederfrequenz-Sperrfilter darstellenden Kondensator 4, 5 und 6 die Sekundärwicklungen 7, 8 und 9 eines Trenntransformators angeschlossen sind, dessen Primärwicklung 10 an eine Hochfrequenz-Spannungsquelle 11 angeschlossen ist. In Reihe mit den Sekundärwicklungen   7    8, 9 des Trenntransformators sind Schalter 12, 13 und 14 einer   Umschaltvorrichtung    geschaltet, über die die Phasenwicklungen 1, 2 und 3 des Motors aufeinanderfolgend mit der HF-Spannungsquelle 11 verbunden werden, sowie Nullorgane 15, 16 und 17 geschaltet, welche den HF-Strom mit einem vorgegebenen Stromwert vergleichen.



   Die Kraftquelle für die NF-Spannung bildet eine Gleichspannungsquelle 18, die an die Phasenwicklungen 1, 2 und 3 durch Schalter 19, 20 und 21 des Kommutators angeschlossen wird. In die durch die Gleichspannungsquelle 18 und die Phasenwicklungen 1, 2 und 3 gebildeten Stromkreise   sind HF-Sperrfllter 22,23    und 24 eingeschaltet, von welchen jedes aus einer Induktivitätsspule und einem parallel geschalteten Kondensator besteht.



   Die Schalter 12, 13 und 14 der Umschaltvorrichtung und die Schalter 19, 20 und 21 des Kommutators sind paarweise, und zwar der Schalter 12 mit dem Schalter
19, der Schalter 13 mit dem Schalter 20   und    der Schalter 14 mit dem Schalter 21 gekoppelt, wobei jedes Paar durch ein Signal von den Ausgangsklemmen 25, 26 und 27 der Nullorgane 15, 16, 17 synchron umgeschaltet wird.



   Um den Bereich der   Änderung    des HF-Stromes zu erweitern sind die Kapazitäten der Kondensatoren 4, 5 und 6 so gewählt, dass sie mit dem minimalen Wert der Induktivität der entsprechenden Phasenwicklungen 1, 2 bzw. 3 in Resonanz sind.



   Am deutlichsten treten die Vorteile der vorgeschlagenen Einrichtung zur Messung der Winkelstellung des Läufers bei ihrer Verwendung in der Schaltung eines Stromrichtermotors zum Vorschein, der einen elektrischen Mehrphasen-Synchronmotor mit den Phasenwicklungen 1, 2 und 3 (Fig. 2) enthält, an welche über die die NF-Sperrfilter darstellenden Kondensatoren 4, 5 und 6 die Sekundärwicklungen 7, 8 und 9 des Trenntransformators angeschlossen sind. Die Primärwicklung 10 dieses Transformators ist an die HF-Spannungsquelle (auf Fig. 2 nicht wiedergegeben) angeschlossen. Der Kommutator des Stromrichtermotors enthält Kommutator Schaltvorrichtungen, von welchen jede eine Diode 28 bzw. 29 bzw. 30, einen Thyristor 31 bzw. 32 bzw. 33 und einen Kommutierungskondensator 34 bzw. 35 bzw.



  36 enthält.



   Die Umschaltvorrichtung, welche die Phasenwicklungen des Motors aufeinanderfolgend mit der HF Spannungsquelle verbindet, weist für jede Phasenwicklung einen Magnetverstärker 37 bzw. 38 bzw. 39 auf, der jeweils zwischen die zur betreffenden Phasenwicklung gehörende Sekundärwicklung 7, 8, 9 des Transformators und einem Referenzelement eingeschaltet ist. Jedes der Referenzelemente enthält eine Diode 40 bzw. 41 bzw. 42 und einen zu ihr parallel geschalteten Transistor 43 bzw. 44 bzw. 45. Der Stromwert der Dioden 40, 41, 42 wird durch Widerstände 46, 47 und 48 vorgegeben.



   Jede der   Referenzelement-Dioden    40, 41, 42 ist durch einen Sperrstromkreis in Form eines Kondensators 49 bzw. 50 bzw. 51 eines mit diesen in Reihe geschalteten Widerstandes 52 bzw. 53 bzw. 54 mit der entsprechenden Diode 28 bzw. 29 bzw. 30 der Kommutator-Schaltvorrichtung verbunden.



   Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung zur Messung der Winkelstellung des Läufers beruht auf der Änderung des induktiven Widerstandes der Phasenwicklung des elektrischen Synchronmotors für die HF Ströme als Funktion des Läuferdrehwinkels gegenüber der Phasenwicklung.



   Es sei angenommen, dass die Schalter 12 und 19   (Fig. 1)    eingeschaltet sind. Dann fliesst durch die Phasenwicklung 1 des Motors NF-Strom aus der Gleichspannungsquelle 18 und infolge der Spannung an der Sekundärwicklung 7 des Transformators auch HF Strom.



   Die Stärke des NF-Stromes ist hierbei viel grösser als die des HF-Stromes und das elektromagnetische Moment des Motors wird daher durch die Zusammenwirkung des Feldes des Motorläufers (auf der Zeichnung nicht wiedergegeben) mit dem durch die NF Strom-Komponente hervorgerufenen Feld der Phasenwicklung   1 des    Motors bestimmt. Der Motorläufer wird sich unter Einwirkung dieses Moments drehen und infolge der Drehung wird sich die Induktivität der Motorphase und entsprechend auch der durch das Nullorgan 15 fliessende HF-Strom ändern. Wegen des vorhandenen HF-Sperrfilters 22 fliesst der HF-Strom nicht durch die Gleichspannungsquelle 18 und seine Stärke wird durch den Wert des induktiven Widerstandes der Phasenwicklung 1 des Motors bestimmt.

  Je grösser die Differenz zwischen den induktiven Widerständen in der Längsachse Xd und der Querachse Xq des Motors ist, desto grösser wird der Änderungsbereich des   HF-Stro-    mes sein. Um diesen Bereich zu erweitern, ist die Kapazität des Kondensators 4 des NF-Sperrfilters so gewählt, dass dieses auf Resonanz mit dem minimalen Wert der Induktivität der Phasenwicklung 1 des Motors abgestimmt ist.



   Die   Anderung    des HF-Stromes kann für die   Ände-    rung der Läuferstellung ausgenutzt werden. Die Drehung des Läufers um eine Polteilung entspricht einer Periode der Änderung des HF-Stromes.

 

   Um ein Signal zu erhalten, das den Zeitpunkt des Passierens des Motorläufers durch die vorgegebene Winkelstellung charakterisiert, vergleicht man den HF Strom mit dem vorgegebenen Stromwert, wobei man die Zeitpunkte ihrer Gleichheit mit Hilfe des Nullorgans 15, zum Beispiel den Zeitpunkt t3 (Fig. 3) der Uberschreitung des vorgegebenen Stromwertes   1o    durch den HF-Strom   Ii    der Phase fixiert.



   Man kann also bei der Zuführung der HF-Spannung zu einer Phase des Motors das Passieren des Läufers durch nur einen Punkt auf der Polteilung der Maschine fixieren.



   Bei der Verwendung eines beliebigen Verfahrens zur Messung der Läufer-Winkelstellung für die Steuerung  des Kraftkommutators eines Stromrichtermotors braucht man zwischengelagerte Punkte auf der Polteilung, die um   60     bzw. 1200 verschoben sind. Dazu werden die Wicklungen anderer Phasen des Motors ausgenutzt, die über die entsprechenden, den in Fig. 1 gezeigten ähnlichen Filter und Nullorgane an die Mehrphasen-HF Spannungsquelle angeschlossen sind.



   In diesem Falle werden am Ausgang der Nullorgane 15, 16 und 17 Signale in den Zeitpunkten auftreten, die bei der Läuferdrehung des Motors um 600 bzw. 1200 verschoben sind. Die   Mehrphasen-HF-Spannungsquelle    hat jedoch eine komplizierte Schaltung. Die gleichzeitige Verbindung der Phasenwicklungen des Motors mit der Einphasen-HF-Spannungsquelle (die Schalter 12, 13 und 14 sind gleichzeitig geschlossen) führt bei gegenläufiger Richtung der magnetomotorischen Kräfte der drei Phasen zum Verschwinden der Modulation des Phasenstromes bei   Änderung    der Winkelstellung des Läufers und bei gleichsinniger Richtung der magnetomotorischen Kräfte erfolgt die Verschiebung der Hüllkurve des HF Stromes   1'    und I'3   (Fig.

   3)    in zwei Phasen des Motors um   30".    Dies ist dadurch hervorgerufen, dass die Achse der Phasenwicklungen 2 und 3 (Fig. 1) in letzteren Falle in einem Winkel von 600 gegenüber der Resultierenden der Achse der magnetomotorischen Kraft des Motors stehen wird.



   Um dies zu vermeiden, schlägt man vor, die HF Spannung aufeinanderfolgend den einzelnen Phasenwicklungen des Motors zuzuführen, wozu die Schalter 12, 13 und 14 nacheinander geschlossen werden. In diesem Falle werden sich bei vorgegebenem Strom   1o    (Fig. 3) die Zeitpunkte seiner Gleichheit mit dem HF Strom dreier Phasen   Ij,      12 und      18    nach dem Drehwinkel des Läufers über   60     verteilen.

  Bei der Verwendung der vorgeschlagenen Einrichtung zur Messung der Winkelstellung des Läufers in der Schaltung des Stromrichtermotors ist es notwendig, die Umschaltung der Schalter 12, 13 und 14 (Fig. 1) mit der Umschaltung der Schalter 19, 20 und 21 des Kraftkommutators des Motors zu synchronisieren, da in diesem Falle die Voraussetzung zur Gewährleistung des maximalen elektromagnetischen Momentes des Motors geschaffen wird.



   Die Läuferdrehung wird in diesem Falle von der Verschiebung des HF-Messfeldes und von der Verschiebung des elektromagnetischen NF-Kraftfeldes begleitet.



   In Fig. 1 ist die Schaltung der Einrichtung zur Messung der Winkelstellung des Läufers eines kollektorlosen Gleichstrommotors dargestellt, in der der induktive Widerstand der Phasenwicklung in der Längsachse Xd kleiner als der induktive Widerstand der Phasenwicklung in der Querachse Xq (Xd  <  Xq) ist, zum Beispiel eines Motors mit einem Läufer aus Dauermagnet in Sternschaltung mit   Aluminiumfüllung.   



   Es sei angenommen, dass die Einschaltung der Schalter 12 und 19 in dem Zeitpunkt   t1    (Fig. 3) erfolgte. Unter Einwirkung des elektromagnetischen Momentes wird sich der Motorläufer drehen und das Moment sich vergrössern und seinen Maximalwert dann erreichen, wenn sich die Leiter der Phasenwicklung 1 (Fig. 1) unter der Polachse befinden, also in der Stellung, welche der Messung des induktiven Widerstandes in der Querachse Xq des Motors entspricht. Da   Xd  < X < i    ist, kommt es zur Stromverminderung im Reihenmesskreis: Motorwicklung 1, Kondensator 4,   Trausformatorwicklung    7, Nullorgan 15.

  Infolge der   Resonanzabstimrnung    des Kondensators 4 und des induktiven Widerstandes Xd in der Längsachse wird sich der HF-Strom beträchtlich verkleinern und der Strom   Ij    wird viel kleiner als der vorgegebene Wert des Stromes   sein.   



   Bei der weiteren Drehung des Läufers beginnt sich ab dem Zeitpunkt t2 der HF-Strom   It    wiederum zu vergrössern und in dem Zeitpunkt   t8    kommt es zur Uberschreitung des vorgegebenen Stromwertes   1o    durch diesen HF-Strom   I.    Im Augenblick des Überschreitens, d. h. im Zeitpunkt   t3    tritt am Ausgang 25 des Nullorgans 15 das Signal, durch das die Schalter 13 und 20 ein- und die Schalter 19 und 12 ausgeschaltet werden, woraufhin das elektromagnetische Moment des Motors wieder ansteigt, der Läufer sich in der gleichen Richtung dreht und die Arbeitsvorgänge in der Phasenwicklung 2 sich solange wiederholen, bis durch das Signal am Ausgang 26 des Nullorgans 16 die Schalter 14 und 21 ein- und die Schalter 13 und 20 ausgeschaltet werden.



   Bei der Verwendung eines elektrischen Motors, in dem Xd    >     Xq ist, werden für die Konstanthaltung des elektromagnetischen Moments die Schalter 19 und 13, 20 und 14, 21 und 12 gleichzeitig eingeschaltet und der Ausgang 25 des Nullorgans 15 muss mit dem Schalterpaar 19, 13, der Ausgang 26 des Nullorgans 16 mit dem Schalterpaar 20, 14 und der Ausgang 27 des Nullorgans 17 mit dem Schalterpaar 21, 12 verbunden werden.



   Der Stromrichtermotor (Fig. 2) arbeitet wie folgt: Beim Einschalten des Motors enthält irgendeiner der Thyristoren 31, 32, 33 des Kraftkommutators von der   Anlassvorrichtung    (in der Schaltung nicht gezeigt) einen Auslöseimpuls. Es wird eine Phase des Motors, zum Beispiel die erste, eingeschaltet. Dabei sättigt sich der Magnetverstärker 37, dessen   Steuerwicklung    in den Stromkreis des Thyristors 31 eingeschaltet ist. Der Motorläufer ist bestrebt, die Stellung einzunehmen, in der die Achsen der magnetomotorischen Kraft des Ständers und des Läufers zusammenfallen.

  Beim Ankommen in dieser Stellung - Zeitpunkt t3   (Fig.    3) - übersteigt jedoch der HF-Strom des Messkreises der Motorphase die Stromgrösse   1o    des Stromes, der durch die Diode 40   {(Fig.    2) fliesst, und fängt an,   durch    den   EmitterzBasis-    Übergang des Transistors 43 zu fliessen, wobei er diesen öffnet und einen Steuerimpuls an den Thyristor 32 der benachbarten Phase abgibt. Durch den   Steuerimpuis    wird der Thyristor dieser Phase aufgeschaltet und sein Strom sättigt den Magnetverstärker 38 und 32, und der Thyristor 31 schaltet sich vermittels des Kommutierungskondensators 34 ab. Das Motormoment hat dasselbe Vorzeichen wie früher und die Drehung erfolgt in der gleichen Richtung. 

  Im ersten Augenblick nach der Einschaltung des Thyristors 32 vergrössert der Ladestrom des aus Widerstand 53 und Kondensator 50 bestehenden Sperrkreises den Strom der Diode 41, was eine Fehlöffnung des Transistors 44 verhindert. Es erfolgt also eine zyklische Umschaltung der Kraft- und Steuerstromkreise. Die Zeitpunkte der Umschaltung des Kraftkommutators des Umschalters der Einrichtung zur Messung der Winkelstellung des Läufers werden durch den Strom der Dioden 40, 41, 42 fixiert. Das Referenzelement dient hier gleichzeitig als Leistungsverstärker.



  Die Regelung der Motordrehzahl erfolgt durch die Anderung der Gleichspannung bzw. des Stromes des Referenzelementes durch Änderung der Widerstände 46, 47, 48.  



   Für eine wirtschaftliche Regelung der Drehzahl des Motors kann der Steuerblock mit einem zusätzlichen Referenzelement, das gegenüber dem Hauptreferenzelement eine umgekehrte Einschaltung aufweist, und der Kraftkommutator mit einem zusätzlichen, den Motor von dem Netz abschaltenden Schalter (in der Zeichnung nicht wiedergegeben) versehen werden.



   In diesem Fall wechseln die Zeitpunkte der Einschaltung der Phasenwicklungen 1, 2, 3 des Motors mit den Zeitpunkten ab, in denen sich der Motor ganz von dem Stromnetz abschaltet.



   Zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit der Regelung muss die Mitte der Zeitspanne, in der die Phase abgeschaltet ist, auf die Zeitpunkte t1, t2, t3 fallen, wo die Phasen- und Läuferpolachse senkrecht zueinander stehen. In diesem Falle erfolgt die Einschaltung der Motorphasen in den Zeitpunkten   t5,      t7,      t9      (Fig. 3)    durch das zusätzliche Referenzelement, und die Abschaltung des Motors von dem Stromnetz sowie die Umschaltung des Umschalters der Einrichtung zur Messung der Winkelstellung des Läufers erfolgt durch das Hauptreferenzelement in den Zeitpunkten   t6,      t8.   



   Bei einer solchen Regelung des Motors werden der   Kraftkommutator    und der Umschalter der Einrichtung zur Messung der Winkelstellung des Läufers getrennt ausgeführt, da die Messkreise der Einrichtung zur Messung der Winkelstellung des Läufers nicht ganz von dem Motor abgeschaltet werden dürfen.



   Bei der Verwendung der vorgeschlagenen Einrichtung zur Messung der Winkelstellung des Läufers werden zu dem Motor keine zusätzlichen Leiter zugeführt, es sind nur drei oder vier Leiter vorhanden. Synchronmaschinen mit ungleichen Widerstandswerten in der Längsachse Xd und Querachse Xq sind weit verbreitet.



  Die Verwendung der vorgeschlagenen Einrichtung in solchen Synchronmaschinen jedoch gestattet es, ihre Konstruktion zu vereinfachen.



   Ein mit der vorstehend beschriebenen Einrichtung zur Messung der Läuferwinkelstellung ausgestatteter Stromrichtermotor kann derart günstig konstruiert werden, dass er auch an schwerzugänglichen Stellen von elektrischen Geräten, wie z. B. Kreiselgeräten, Bohrgeräten usw., untergebracht werden kann.



      PATENTANSPROCH   
I. Einrichtung zur Messung der Winkelstellung des Läufers eines elektrischen Synchronmotors mit Mitteln zur Ermittlung der Grösse der Hüllkurve des Hochfrequenzstromes, der durch mindestens eine an eine HF-Spannungsquelle angeschlossene Phasenwicklung des Motors fliesst, dadurch gekennzeichnet, dass in den durch die Phasenwicklung (1 bzw. 2 bzw. 3) des Motors und die HF-Spannungsquelle (11) gebildeten Stromkreis ein Niederfrequenz-Sperrfilter (4 bzw. 5 bzw. 6), und in den entsprechenden durch die Phasenwicklung des Motors und eine die Energiequelle bildende NF-Spannungsquelle (18) gebiideten Stromkreis ein HF-Sperrfilter (22 bzw. 23 bzw. 24) eingeschaltet ist.



   II. Verwendung der Einrichtung nach Patentanspruch I in einem einen elektrischen Mehrphasen-Synchronmotor und einen Kommutator für die Kommutierung des Stromes in den Phasenwicklungen enthaltenden Stromrichtermotor zur Steuerung der Kommutierung in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Motorläufers, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Umschaltvorrichtung (12, 13, 14) die Phasenwicklungen (1, 2, 3) des Motors in zyklischer Folge mit der HF-Spannungsquelle (11) verbunden werden.



   UNTERANSPRÜCHE
1. Einrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der NF-Sperrfilter aus einem Kondensator (4, 5, 6) besteht, dessen Kapazität so gewählt ist, dass der Sperrfilter mit dem Minimalwert der Induktivität der zugehörigen Phasenwicklung (1, 2, 3) des Motors im HF-Bereich in Resonanz ist.



   2. Verwendung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltvorrichtung (12, 13, 14) zum aufeinanderfolgenden Verbinden der Phasenwicklungen (1, 2, 3) des Motors mit der HF-Spannungsquelle (11) synchron mit dem Kommutator (19, 20, 21) zur Kommutierung des Stromes in den Phasenwicklungen des Motors betätigbar ist.



   3. Verwendung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltvorrichtung (12, 13, 14) zum aufeinanderfolgenden Verbinden der Phasenwicklungen des Motors mit der HF-Spannungsquelle (11) Magnetverstärker (37, 38, 39) enthält und dass die Steuerwicklung eines jeden der Magnetverstärker in den Stromkreis des Kommutators eingeschaltet und seine Wechselstromwicklung mit ihrem einen Ende über die HF-Spannungsquelle (7, 8, 9, 10, 11) und das NF-Sperrfilter (4, 5, 6) an die entsprechende Phasenwicklung (1, 2, 3) des Motors und mit ihrem anderen Ende an ein Referenzelement (40, 41, 42) angeschlossen ist, parallel zu welchem ein durch den Kommutator gesteuerter Halbleiterschalter   (43,    44, 45) geschaltet ist.

 

   4. Verwendung nach Patentanspruch II oder Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beseitigung von durch die Schaltvorgänge in dem Stromkreis der HF-Spannungsquelle (11) hervorgerufenen Fehlauslösungen für jede Phase jedes der Referenzelemente (40, 41, 42) ihm zugehörigen Kommutierungsschalter des Kommutators durch eine RC-Sperrkette (49, 52) verbunden wird.

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.



   

Claims (1)

  1. **WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **.
    Für eine wirtschaftliche Regelung der Drehzahl des Motors kann der Steuerblock mit einem zusätzlichen Referenzelement, das gegenüber dem Hauptreferenzelement eine umgekehrte Einschaltung aufweist, und der Kraftkommutator mit einem zusätzlichen, den Motor von dem Netz abschaltenden Schalter (in der Zeichnung nicht wiedergegeben) versehen werden.
    In diesem Fall wechseln die Zeitpunkte der Einschaltung der Phasenwicklungen 1, 2, 3 des Motors mit den Zeitpunkten ab, in denen sich der Motor ganz von dem Stromnetz abschaltet.
    Zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit der Regelung muss die Mitte der Zeitspanne, in der die Phase abgeschaltet ist, auf die Zeitpunkte t1, t2, t3 fallen, wo die Phasen- und Läuferpolachse senkrecht zueinander stehen. In diesem Falle erfolgt die Einschaltung der Motorphasen in den Zeitpunkten t5, t7, t9 (Fig. 3) durch das zusätzliche Referenzelement, und die Abschaltung des Motors von dem Stromnetz sowie die Umschaltung des Umschalters der Einrichtung zur Messung der Winkelstellung des Läufers erfolgt durch das Hauptreferenzelement in den Zeitpunkten t6, t8.
    Bei einer solchen Regelung des Motors werden der Kraftkommutator und der Umschalter der Einrichtung zur Messung der Winkelstellung des Läufers getrennt ausgeführt, da die Messkreise der Einrichtung zur Messung der Winkelstellung des Läufers nicht ganz von dem Motor abgeschaltet werden dürfen.
    Bei der Verwendung der vorgeschlagenen Einrichtung zur Messung der Winkelstellung des Läufers werden zu dem Motor keine zusätzlichen Leiter zugeführt, es sind nur drei oder vier Leiter vorhanden. Synchronmaschinen mit ungleichen Widerstandswerten in der Längsachse Xd und Querachse Xq sind weit verbreitet.
    Die Verwendung der vorgeschlagenen Einrichtung in solchen Synchronmaschinen jedoch gestattet es, ihre Konstruktion zu vereinfachen.
    Ein mit der vorstehend beschriebenen Einrichtung zur Messung der Läuferwinkelstellung ausgestatteter Stromrichtermotor kann derart günstig konstruiert werden, dass er auch an schwerzugänglichen Stellen von elektrischen Geräten, wie z. B. Kreiselgeräten, Bohrgeräten usw., untergebracht werden kann.
    PATENTANSPROCH I. Einrichtung zur Messung der Winkelstellung des Läufers eines elektrischen Synchronmotors mit Mitteln zur Ermittlung der Grösse der Hüllkurve des Hochfrequenzstromes, der durch mindestens eine an eine HF-Spannungsquelle angeschlossene Phasenwicklung des Motors fliesst, dadurch gekennzeichnet, dass in den durch die Phasenwicklung (1 bzw. 2 bzw. 3) des Motors und die HF-Spannungsquelle (11) gebildeten Stromkreis ein Niederfrequenz-Sperrfilter (4 bzw. 5 bzw. 6), und in den entsprechenden durch die Phasenwicklung des Motors und eine die Energiequelle bildende NF-Spannungsquelle (18) gebiideten Stromkreis ein HF-Sperrfilter (22 bzw. 23 bzw. 24) eingeschaltet ist.
    II. Verwendung der Einrichtung nach Patentanspruch I in einem einen elektrischen Mehrphasen-Synchronmotor und einen Kommutator für die Kommutierung des Stromes in den Phasenwicklungen enthaltenden Stromrichtermotor zur Steuerung der Kommutierung in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Motorläufers, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Umschaltvorrichtung (12, 13, 14) die Phasenwicklungen (1, 2, 3) des Motors in zyklischer Folge mit der HF-Spannungsquelle (11) verbunden werden.
    UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der NF-Sperrfilter aus einem Kondensator (4, 5, 6) besteht, dessen Kapazität so gewählt ist, dass der Sperrfilter mit dem Minimalwert der Induktivität der zugehörigen Phasenwicklung (1, 2, 3) des Motors im HF-Bereich in Resonanz ist.
    2. Verwendung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltvorrichtung (12, 13, 14) zum aufeinanderfolgenden Verbinden der Phasenwicklungen (1, 2, 3) des Motors mit der HF-Spannungsquelle (11) synchron mit dem Kommutator (19, 20, 21) zur Kommutierung des Stromes in den Phasenwicklungen des Motors betätigbar ist.
    3. Verwendung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltvorrichtung (12, 13, 14) zum aufeinanderfolgenden Verbinden der Phasenwicklungen des Motors mit der HF-Spannungsquelle (11) Magnetverstärker (37, 38, 39) enthält und dass die Steuerwicklung eines jeden der Magnetverstärker in den Stromkreis des Kommutators eingeschaltet und seine Wechselstromwicklung mit ihrem einen Ende über die HF-Spannungsquelle (7, 8, 9, 10, 11) und das NF-Sperrfilter (4, 5, 6) an die entsprechende Phasenwicklung (1, 2, 3) des Motors und mit ihrem anderen Ende an ein Referenzelement (40, 41, 42) angeschlossen ist, parallel zu welchem ein durch den Kommutator gesteuerter Halbleiterschalter (43, 44, 45) geschaltet ist.
    4. Verwendung nach Patentanspruch II oder Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beseitigung von durch die Schaltvorgänge in dem Stromkreis der HF-Spannungsquelle (11) hervorgerufenen Fehlauslösungen für jede Phase jedes der Referenzelemente (40, 41, 42) ihm zugehörigen Kommutierungsschalter des Kommutators durch eine RC-Sperrkette (49, 52) verbunden wird.
CH295570A 1970-02-27 1970-02-27 Einrichtung zur Messung der Winkelstellung des Läufers eines elektrischen Synchronmotors und Verwendung derselben in einem Stromrichtermotor CH504806A (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH295570A CH504806A (de) 1970-02-27 1970-02-27 Einrichtung zur Messung der Winkelstellung des Läufers eines elektrischen Synchronmotors und Verwendung derselben in einem Stromrichtermotor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH295570A CH504806A (de) 1970-02-27 1970-02-27 Einrichtung zur Messung der Winkelstellung des Läufers eines elektrischen Synchronmotors und Verwendung derselben in einem Stromrichtermotor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH504806A true CH504806A (de) 1971-03-15

Family

ID=4245398

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH295570A CH504806A (de) 1970-02-27 1970-02-27 Einrichtung zur Messung der Winkelstellung des Läufers eines elektrischen Synchronmotors und Verwendung derselben in einem Stromrichtermotor

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH504806A (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3019903C2 (de)
DE2457838C3 (de) Anordnung zur Steuerung der Drehzahl eines Wechselstrommotors
DE1488096B2 (de) Wechselrichterschaltung
DE1964229A1 (de) Buerstenloser Gleichstrommotor
DE3013550A1 (de) Ansteuersystem fuer einen kommutatorlosen gleichstrommotor
EP0221939B1 (de) Schaltung zur steuerung eines bürstenlosen elektromotors
DE2351164B2 (de) Anordnung zur Bildung der Zündimpulse für die Thyristoren eines einen eigengetakteten Synchronmotors speisenden Umrichters
DE2236763C3 (de) Verfahren und Anordnung zur Steuerung der Lage des Ständerstromvektors einer über einen Umrichter mit eingeprägtem Zwischenkreisstrom gespeisten Drehfeldmaschine
DE2756575C2 (de)
DE1638104B1 (de) System zur umwandlung digitaler elektrischer steuersignale in diskrete, abgestufte winkelbewegungen in einem mehrphasigen elektrischen schrittmotor
DE69803885T2 (de) Steuerungsvorrichtung für elektrische motoren
EP0045951A2 (de) Verfahren zum Betrieb eines Umrichters mit Gleichstromzwischenkreis zur Speisung einer Drehfeldmaschine
AT300137B (de) Steuerschaltung für in einer Ringschaltung angeordnete Halbleiterschalter bei Phasenwicklungen eines Stromrichtermotors
CH504806A (de) Einrichtung zur Messung der Winkelstellung des Läufers eines elektrischen Synchronmotors und Verwendung derselben in einem Stromrichtermotor
DE2113040A1 (de) System und elektronische Vorrichtung zur elektrischen Bremsung von Induktionsmotoren
DE2129272A1 (de)
DE2922532A1 (de) Steuerschaltung fuer synchronmotoren mit thyristor-stromrichtern
DE2008032C3 (de) Steuerschaltung für in einer Ringschaltung angeordnete Halbleiterschaltelemente zur Schaltung der Ständerwicklungsstränge eines Stromrichte rmotors
DE2118954A1 (de) Steuerschaltung für Elektromotoren
DE1613691C3 (de) Schaltungsanordnung zur Begrenzung des Induktionsstromes in einem Induktions motor
DE1613104B2 (de) Steuerschaltung fuer induktionsmotoren mit elektronischer kommutierung
DE1800521C3 (de) Anordnung zur Steuerung der Drehzahl eines Mehrphasen-Asynchronmotors
DE2950907A1 (de) Antriebsanordnung mit einem frequenzumrichtergespeisten zweiphasigen synchronmotor
DE608790C (de) Schaltung zum Betrieb von Wechselstromkommutatorgeneratoren
DE1806276C3 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
PL Patent ceased