DE10028492B4 - System for controlling a mains AC synchronous motor - Google Patents

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Abstract

System zum Steuern eines in einer von einer Netzfrequenz (fN) abhängigen Synchrondrehzahl (nS) netzgeführten Wechselstrom-Synchronmotors mit einem permanentmagnetischen Rotor (1), mit einer den Motor bezüglich seiner jeweiligen Istdrehzahl (nist) überwachenden und zumindest im Falle einer über eine bestimmte Zeit bestehenden Abweichung der Istdrehzahl (nist) von der Synchrondrehzahl (nS) steuerungstechnisch auf den Motor einwirkenden Steuereinheit (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (1) des Wechselstrom-Synchronmotors mit einer Last verbunden oder zu verbinden ist, deren Drehmoment progressiv mit der Drehzahl steigt, wobei die Steuereinheit (4) derart ausgelegt ist, dass nach einer bestimmten Zeit einer Abweichung der Istdrehzahl (nist) von der Synchrondrehzahl (nS) der Motor in einem asynchronen Notbetrieb mit einer bezüglich seiner Synchrondrehzahl reduzierten Drehzahl (nU) betrieben wird, wobei der Notbetrieb mit einem gegenüber dem Synchronbetrieb reduzierten Wicklungsstrom erfolgt, wobei die Reduzierung des Wicklungsstromes durch eine Reduzierung der Wicklungsspannung infolge drehzahlabhängiger Phasenanschnittsteuerung sowie Ausblendung von bestimmten, z. B. zweiten oder dritten Netzhalbwellen und/oder...System for controlling a in one of a mains frequency (f N ) dependent synchronous speed (n S ) mains AC synchronous motor with a permanent magnet rotor (1), with a motor with respect to its respective actual speed (n is ) monitoring and at least in the case of over a certain time existing deviation of the actual speed (n) of the synchronous speed (n S) of control technology on the engine acting control unit (4), characterized in that the rotor (1) of the alternating current synchronous motor connected to a load or is to be connected, the torque of which progressively increases with the speed, wherein the control unit (4) is designed so that after a certain time of deviation of the actual speed (n is ) from the synchronous speed (n S ), the motor in an asynchronous emergency operation reduced with respect to its synchronous speed Speed (n U ) is operated, wherein the emergency operation with a relation to the synchronous operation red Induced winding current, wherein the reduction of the winding current by reducing the winding voltage due to speed-dependent phase control and suppression of certain, z. B. second or third half-waves and / or ...

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Steuern eines permanenterregten, in einer von einer Netzfrequenz abhängigen Synchrondrehzahl netzgeführten Wechselstrom-Synchronmotors mit einem permanentmagnetischen Rotor, mit einer den Motor bezüglich seiner jeweiligen Ist-drehzahl überwachenden und zumindest im Falle einer über eine bestimmte Zeit bestehenden Abweichung der Istdrehzahl von der Synchrondrehzahl steuerungstechnisch auf den Motor einwirkenden Steuereinheit.The The present invention relates to a system for controlling a permanently excited, in a dependent of a mains frequency synchronous speed line-commutated AC synchronous motor with a permanent magnetic rotor, with a motor with respect to his respective actual speed monitoring and at least in case of over a certain time existing deviation of the actual speed of the Synchronous speed control technology acting on the motor Control unit.

Ein solches gattungsgemäßes System ist prinzipiell in der Veröffentlichung JP 56 035 696 A mit englischer Zusammenfassung aus Patent Abstracts of Japan beschrieben. Es handelt sich um eine Steuerschaltung für einen Synchronmotor, wobei in einem Fehlerfall (Außer-Tritt-Fallen) eine Auslösewicklung über ein Oder-Glied erregt wird. Ein Außer-Tritt-Fallen wird über ein Relais festgestellt. Dies wird von einer Speichereinheit gespeichert, und es wird ein „field cutting device" ausgelöst. Dabei werden ein Kontakt geschlossen und ein Zeitgeber eingeschaltet. Wenn der Motor dann nicht innerhalb einer durch den Zeitgeber vorgegebenen Zeit startet, wird die Auslösewicklung durch den Ausgang des Zeitgebers eingeschaltet. Somit ist in dieser Veröffentlichung ausschließlich eine Fehlerbehandlung mit Startversuch beschrieben, wie aber weitere Vorgänge verlaufen, bleibt völlig offen.Such a generic system is in principle in the publication JP 56 035 696 A with English abstract from Patent Abstracts of Japan. It is a control circuit for a synchronous motor, wherein in case of failure (out-kick) a trip winding is energized via an OR gate. An out-of-tread fall is detected via a relay. This is stored by a memory unit and a field-cutting device is triggered, closing a contact and turning on a timer, and if the motor does not start within a timer-specified time, the trip winding will be triggered by the timer's output Thus, in this publication, only an error handling with start attempt is described, but how other processes are, remains completely open.

Die JP 62 077 086 A beschreibt lediglich ein Alarmgerät zur Anzeige eines Außer-Tritt-Fallens eines Synchronmotors. Mehr ist dieser Druckschrift nicht zu entnehmen. Insbesondere wird nichts darüber gesagt, was mit dem Motor geschieht, wenn er nicht mit Synchrondrehzahl betrieben werden kann.The JP 62 077 086 A merely describes an alarm device for indicating an out-of-step falling of a synchronous motor. More is not to be found in this document. In particular, nothing is said about what happens to the engine if it can not be operated at synchronous speed.

Die US 4,430,681 A beschreibt einen Reihenschlussmotor mit Bürsten, also einen mechanischen Kommutator, über den eine korrekte Kommutierung stets sichergestellt ist. In einem Überlastfall erfolgt lediglich eine Absenkung der Spannung, wobei sich die Drehzahl reduziert. Auf Grund des mechanischen Kommutators ist der Kommutierungszeitpunkt immer noch richtig. Ein Außer-Tritt-Fallen ist hier nicht möglich. Insofern stellt sich hier gar nicht die Problematik, eine von der Synchrondrehzahl abweichende Drehzahl auszuregeln.The US 4,430,681 A describes a series motor with brushes, so a mechanical commutator, via which a correct commutation is always ensured. In an overload case, only a lowering of the voltage, whereby the speed is reduced. Due to the mechanical commutator the commutation time is still correct. An out-kicking is not possible here. In this respect, this does not raise the problem of correcting a speed deviating from the synchronous speed.

Aus dem DE 299 17 700 U1 ist es bei einer elektronischen Starteinrichtung für Synchronmotoren ebenfalls bekannt, eine Überwachung des Synchronbetriebes vorzunehmen. Im Falle einer Abweichung der jeweiligen Motordrehzahl von der Synchrondrehzahl, einem sog. Außer-Tritt-Fallen, wird ein erneuter Anlauf mit dem Ziel versucht, den Motor wieder in den Synchronismus zurückzuführen. Nach einem vergeblichen Startversuch können auch periodisch weitere Startversuche durchgeführt werden, und zwar stets mit dem Ziel, wieder den Synchronbetrieb zu erreichen. Zudem kann der betroffene Motor eventuell auch nach einer gewissen maximalen Anzahl von vergeblichen Anlaufversuchen gänzlich abgeschaltet werden. Es können Betriebsbedingungen vorliegen, die ein Erreichen des Synchronismus unmöglich machen. Deshalb würden die bekannten Maßnahmen nach einer bestimmten Zeit letztendlich doch zwangsläufig zum vollständigen Abschalten des Motors führen.From the DE 299 17 700 U1 It is also known in an electronic starting device for synchronous motors to perform a monitoring of the synchronous operation. In the case of a deviation of the respective engine speed from the synchronous speed, a so-called. Out-of-treading falling, a restart is attempted with the aim of returning the engine back to synchronism. After a futile attempt to start further periodic start attempts can be carried out, always with the aim to achieve synchronous operation again. In addition, the affected motor may eventually be switched off completely even after a certain maximum number of failed start-up attempts. There may be operating conditions that make synchronism impossible. Therefore, the known measures would eventually inevitably lead to a complete shutdown of the engine after a certain time.

Bei vielen Anwendungen, beispielsweise in der Kältetechnik, wäre aber eine völlige Abschaltung des Motors mit Nachteilen durch beispielsweise zusätzlich erforderliche Überwachungseinrichtungen oder Redundanz verbunden.at many applications, such as in refrigeration, but would be a complete one Shutdown of the engine with disadvantages by, for example, additionally required monitoring devices or Redundancy connected.

Auch aus der EP 0 666 639 A1 ist es bekannt, eine nicht korrekt im Synchronismus laufende Maschine wieder bis zur Synchrondrehzahl zu beschleunigen. Reicht die Versorgungsspannung für den Synchronbetrieb nicht aus oder ist die Belastung zu hoch, bleibt der Motor in diesem Beschleunigungsbetrieb, ohne aber tatsächlich beschleunigen zu können. Dies kann in bestimmten Fällen zu einer thermischen Überbelastung und so zum Ausfall führen.Also from the EP 0 666 639 A1 It is known to accelerate a not correctly in synchronism running machine again up to the synchronous speed. If the supply voltage for synchronous operation is insufficient or if the load is too high, the motor will remain in this acceleration mode without, however, actually being able to accelerate. In certain cases, this can lead to thermal overload and thus failure.

Aus der EP 0 872 949 A2 ist es bekannt, den Anlaufvorgang eines Synchronmotors in 4 Phasen aufzuteilen:

  • 1. Ausrichten des Rotors in eine definierte Drehstellung,
  • 2. Starten des Rotors zur anfänglichen Rotation in eine gewünschte Drehrichtung durch Ansteuerung mit Spannungs-(oder Strom-)Impulsen,
  • 3. Stabilisierungsphase mit einer unterhalb des Synchronismus liegenden Drehzahl und
  • 4. Synchronisierungsphase.
From the EP 0 872 949 A2 it is known to divide the startup process of a synchronous motor in 4 phases:
  • 1. Aligning the rotor in a defined rotational position,
  • 2. starting the rotor for initial rotation in a desired direction of rotation by driving with voltage (or current) pulses,
  • 3. stabilization phase with a lying below the synchronism speed and
  • 4. Synchronization phase.

Dabei ist die 3. Phase optional und wird eingefügt, falls die Last eine anfängliche Stabilisierung bei einer kleineren Drehzahl als die Synchrondrehzahl erfordert. Als Beispiel für eine solche Last wird eine Pumpe genannt. Offensichtlich wird diese dritte Betriebsphase zum Zweck einer Optimierung des Hochlaufs des Motors bei bestimmten Lasten eingeführt. Jedenfalls laufen die drei oder vier Phasen stets sukzessive nacheinander ab mit dem Ziel, den Motor jedenfalls bis in den Synchronismus zu bringen.there the 3rd phase is optional and will be inserted if the load is an initial one Stabilization at a lower speed than the synchronous speed requires. As an example for such a load is called a pump. Obviously this will third operating phase for the purpose of optimizing the run - up of the Motors introduced at certain loads. Anyway, the run three or four phases successively successively with the aim of In any case, to bring the engine into sync.

Die DE 197 018 56 A1 beschreibt eine weitere elektronische Anlauf- und Betriebssteuerung für einen Einphasen-Synchronmotor. Auch hierbei sind verschiedene Betriebsphasen definiert, und zwar Anlauf, Hochlauf und Synchronlauf. Bei einem Auftreten einer Überlastung im Synchronlauf kann die Drehzahl absinken. In diesem Fall sollen die Steuergesetze des Synchronlaufes abgeschaltet und die des Hochlaufes eingeschaltet werden. Eventuell wird nachfolgend noch auf die Steuergesetze für den Anlauf umgeschaltet. Somit soll auch hier der Motor wieder beschleunigt und in den Synchronismus zurückgeführt werden.The DE 197 018 56 A1 describes another electronic start-up and operation control for a single-phase synchronous motor. Here, too, different operating phases are defined, namely startup, startup and synchronous operation. If overload occurs in synchronous operation, the speed may drop. In this case, the tax returns of synchronous operation are switched off and those of the startup are switched on. Possibly will be switched to the tax laws for startup below. Thus, here too, the engine should be accelerated again and returned to synchronism.

In der EP 0 574 823 B1 ist eine Startvorrichtung für einen Synchronmotor beschrieben, wobei der Anlauf über einen entsprechend gesteuerten statischen Schalter, z. B. Triac, erfolgt. Der Motorfluß kann optional dadurch vergrößert werden, daß die Versorgungsspannung während der Anlaufphase an eine Anzapfung der Motorwicklung geschaltet wird. Nach einer vorgegebenen Zeit wird der entsprechende Schalter abgeschaltet, und der Schalter, der die ganze Motorwicklung ans Netz schaltet, wird eingeschaltet. Ein Lagesensor ermöglicht auch die Überwachung der Drehzahl. Nach dem Ablauf der vorgegebenen Anlaufzeit wird die Drehzahl kontrolliert. Wurde die Synchrondrehzahl nicht erreicht, wird der Motor vom Netz getrennt. Um den Motor nachfolgend noch einmal starten zu können, muß das Motorsystem und die elektronische Schaltung für eine kurze Zeitspanne ganz von der Wechselspannungsspeisequelle abgetrennt werden.In the EP 0 574 823 B1 is described a starting device for a synchronous motor, wherein the start-up via a correspondingly controlled static switch, for. B. triac occurs. The motor flux can optionally be increased by switching the supply voltage to a tap of the motor winding during the start-up phase. After a predetermined time, the corresponding switch is turned off, and the switch that turns the whole motor winding to the mains is turned on. A position sensor also allows the monitoring of the speed. After the predetermined start-up time, the speed is checked. If the synchronous speed has not been reached, the motor is disconnected from the mains. In order to start the engine again below, the engine system and the electronic circuit must be completely disconnected from the AC supply source for a short period of time.

Schließlich beschreibt auch die EP 0 682 404 A2 eine Anlaufsteuerung für einen einphasigen Synchronmotor mit Permanentmagneten. Durch eine bestimmte Ansteuerung soll der Motor beschleunigt werden, bis die Synchronisation mit der Netzspannung und damit die maximale Drehzahl erreicht ist, die bekanntlich eine Funktion der Netzfrequenz und der Polzahl des Motors ist. Dabei wird erwähnt, daß es möglich ist, mit einer bestimmten Ansteuerung die Drehzahl zu reduzieren und auf einer geringeren Synchrondrehzahl zu stabilisieren. Mögliche Synchrondrehzahlen ergeben sich durch Division der maximalen Synchrondrehzahl durch eine ganze Zahl (2, 3, ...)Finally, also describes the EP 0 682 404 A2 a start-up control for a single-phase permanent magnet synchronous motor. By a certain control, the motor should be accelerated until the synchronization with the mains voltage and thus the maximum speed is reached, which is known to be a function of the mains frequency and the number of poles of the motor. It is mentioned that it is possible to reduce the speed with a certain control and to stabilize at a lower synchronous speed. Possible synchronous speeds result from dividing the maximum synchronous speed by an integer (2, 3, ...)

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerungssystem der genannten Art zu schaffen, mit dem auch in problematischen Betriebssituationen, insbesondere bei Überlast, ein vollständiger Ausfall des Motors bzw. ein zwangsweises Abschalten weitgehend vermieden wird.Of the present invention is based on the object, a control system of the type mentioned, with which even in problematic operating situations, especially in case of overload, a complete one Failure of the engine or a forced shutdown largely avoided becomes.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 erreicht. Demnach ist der Synchronmotor dazu konzipiert, mittels des Rotors eine Last anzutreiben, deren Drehmoment progressiv mit der Drehzahl steigt. Dies ist insbesondere bei Ventilatoren und Pumpen der Fall. Dazu ist die Steuereinheit derart ausgelegt, dass nach einer bestimmten Zeit einer Abweichung der Istdrehzahl von der Synchrondrehzahl der Motor in einem asynchronen Notbetrieb mit einer bezüglich seiner Synchrondrehzahl reduzierten Drehzahl betrieben wird, wobei der Notbetrieb mit einem gegenüber dem Synchronbetrieb reduzierten Wicklungsstrom erfolgt, wobei die Reduzierung des Wicklungsstromes durch eine Reduzierung der Wicklungsspannung infolge drehzahlabhängiger Phasenanschnittsteuerung sowie Ausblendung von bestimmten, z. B. zweiten oder dritten Netzhalbwellen und/oder durch eine Wicklungsumschaltung auf eine größere Windungszahl erfolgt, wobei die Steuereinheit den Motor über mindestens einen statischen Schalter, wie Triac und/oder Thyristor, ansteuert und zumindest während des Notbetriebs eine von der Rotorlage bezüglich der aktuellen Phasenlage der Netzfrequenz abhängige Ansteuerung des statischen Schalters durch die Steuereinheit im Sinne einer Drehmomentbildung in die gewünschte Richtung erfolgt.According to the invention this is achieved by the features of claim 1. Accordingly, the Synchronous motor designed to drive a load by means of the rotor, whose torque increases progressively with the speed. This is especially true at Fans and pumps are the case. For this purpose, the control unit is such that after a certain time a deviation of the Actual speed of the synchronous speed of the motor in an asynchronous Emergency operation with a re its synchronous speed reduced speed is operated, the Emergency operation with one opposite the synchronous operation reduced winding current takes place, the reduction the winding current by reducing the winding voltage as a result of speed-dependent Phase control and suppression of certain, z. B. second or third half-waves and / or by a winding switch to a larger number of turns takes place, wherein the control unit, the engine via at least one static Switch, such as triac and / or thyristor, controls and at least while of the emergency operation one of the rotor position with respect to the current phase position the mains frequency dependent Control of the static switch by the control unit in Meaning of torque formation in the desired direction.

Die Steuereinheit überwacht somit den Anlauf und den Synchronbetrieb und greift dann ein, wenn beim Start die Synchrondrehzahl nicht erreicht wird oder der Motor später aus dem Synchronismus fällt. Die Steuereinheit kann dann eventuell noch eine bestimmte Anzahl von Anlaufversuchen unternehmen. Wenn es aber auch dann nicht möglich ist, den Motor in den Synchronismus zu bringen bzw. im Synchronismus zu halten, schaltet die Steuereinheit erfindungsgemäß auf Notbetrieb um. In diesem Betrieb arbeitet der Motor asynchron, ähnlich wie beim Anlauf, jedoch nicht mit dem Ziel, bis zur Synchrondrehzahl zu beschleunigen. Um in diesem erfindungsgemäßen Notbetrieb eine Überhitzung zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn der Notbetrieb mit einem gegenüber der Beschleunigungsphase reduzierten Wicklungsstrom erfolgt. Diese Reduzierung des Wicklungsstromes kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung durch eine insbesondere durch Phasenanschnitt bewirkte Reduzierung der Wicklungsspannung erfolgen. Alternativ oder aber zusätzlich kann eine Reduzierung des Stroms auch durch eine Wicklungsumschaltung auf eine größere Windungszahl erfolgen.The Control unit monitored thus startup and synchronous operation and then intervenes when when starting the synchronous speed is not reached or the engine later falls out of synchronism. The control unit can then possibly still a certain number start-up attempts. But if it is not possible then to bring the engine into synchronism or in synchronism to keep the control unit according to the invention switches to emergency operation around. In this mode the motor works asynchronously, much like at start-up, but not with the target, up to the synchronous speed to accelerate. To overheat in this emergency operation according to the invention To avoid, it is advantageous if the emergency operation with a across from the acceleration phase reduced winding current occurs. These Reduction of the winding current can in an advantageous embodiment by a reduction in particular caused by phase gating the winding voltage. Alternatively or in addition, a Reduction of the current also by a winding switch on a larger number of turns take place.

Der erfindungsgemäße Notbetrieb eines netzgeführten Synchronmotors betrifft somit in erster Linie Anwendungen im Bereich Ventilatoren und Pumpen. Hier steigt das Drehmoment mit der dritten Potenz der Drehzahl, weshalb im Bemessungspunkt des Motors, d. h. bei höchster Drehzahl, das größte Drehmoment auftritt. Bei nicht erreichbarem Synchronismus ist dadurch ein Betrieb bei kleinerer Drehzahl möglich, ohne den Motor thermisch zu überlasten.Of the Emergency operation according to the invention a net-guided Synchronous motor thus relates primarily to applications in the field Fans and pumps. Here the torque increases with the third power the speed, which is why at the design point of the engine, d. H. at the highest speed, the biggest torque occurs. With unavailable synchronism is thereby an enterprise at lower speed possible, without thermally overloading the engine.

Man ist hinsichtlich des Erreichens eines hohen Motorwirkungsgrades bestrebt, die Motordimensionierung so vorzunehmen, daß der Wirkungsgrad beim Bemessungsmoment maximal wird. Dies hat jedoch zur Folge, daß die Sicherheit gegenüber einem Außer-Tritt-Fallen des Motors bei kurzzeitiger Überlastung oder kurzzeitigem Absinken der Netzspannung verhältnismäßig klein ist.It is with regard to the achievement of high engine efficiency endeavors to make the motor dimensioning so that the efficiency at the rated torque is maximum. However, this has the consequence that the security against an out-of-step falling of the engine in case of short-term overload or temporary drop in Netzspan is relatively small.

Eine Überdimensionierung des Motors zur sicheren Vermeidung solcher Fälle hätte eine Verschlechterung des Motorwirkungsgrades zur Folge. Der Motorwirkungsgrad ist jedoch einer der entscheidenden Vorteile eines permanenterregten netzgeführten Synchronmotors. Besonders bei Synchronmotoren kleiner Leistung, die mit kostengünstigen Spaltpol- oder Kondensatormotoren konkurrieren müssen, wäre eine solche Maßnahme neben der Reduzierung des Wirkungsgrades mit einem wirtschaftlichen Nachteil durch einen größeren Materialeinsatz verbunden.An oversizing the engine to safely avoid such cases would have worsened the Motor efficiency result. The engine efficiency is however one of the decisive advantages of a permanently excited line-commutated synchronous motor. Especially for low-power synchronous motors, which are equipped with cost-effective shading poles. or capacitor motors would have to compete, such a measure would be in addition the reduction of the efficiency with an economic disadvantage connected by a larger material usage.

Durch den erfindungsgemäßen Notbetrieb können die genannten Nachteile des Standes der Technik vermieden werden. Der Motor kann mit minimaler Reserve für einen maximalen Wirkungsgrad unter Nennbedingungen ausgelegt werden. Ist der Synchronbetrieb durch kurzzeitige Überlast oder zu kleine Netzspannung nicht mehr möglich, dann wird in den beschriebenen Notbetrieb mit verminderter Drehzahl und Drehmoment übergegangen. In diesem temporären Fehlerfall sinkt zwar der Wirkungsgrad gegenüber dem Synchronbetrieb, der Motor ist jedoch noch in der Lage, auch hier die geforderte minimale (Luft-)Leistung zu liefern.By the emergency operation according to the invention, the mentioned disadvantages of the prior art can be avoided. Of the Motor can with minimal reserve for maximum efficiency below Rated conditions are designed. Is the synchronous operation by short-term overload or too small mains voltage is no longer possible, then in the described Emergency operation with reduced speed and torque passed. In this temporary In the event of a fault, the efficiency drops compared to synchronous operation, the However, engine is still able, even here, the required minimum To deliver (air) power.

Die Erfindung hat demnach wesentliche technische und wirtschaftliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik.The Invention therefore has significant technical and economic Advantages over that State of the art.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale sind in den Unteransprüchen sowie in der folgenden Beschreibung enthalten.Further advantageous design features are in the dependent claims and included in the following description.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielhaft genauer erläutert werden. Dabei zeigen:Based the drawing, the invention will be explained in more detail by way of example. Showing:

1 ein schematisches Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäßen Systems in einer ersten Ausführungsform eines netzgeführten, permanenterregten Synchronmotors, 1 FIG. 2 shows a schematic block diagram of a system according to the invention in a first embodiment of a line-commutated, permanently excited synchronous motor, FIG.

2 ein ähnliches Prinzipschaltbild mit einem Synchronmotor mit einer Wicklungsanzapfung für den Hochlauf, 2 a similar block diagram with a synchronous motor with a winding tap for the run-up,

3 ein Diagramm des Wicklungsstrom-Verlaufs in einem möglichen quasisynchronen Betriebspunkt für den Notbetrieb (beispielsweise 16 2/3 Hz) und 3 a diagram of the winding current course in a possible quasi-synchronous operating point for emergency operation (for example, 16 2/3 Hz) and

4 ein beispielhaftes Flußdiagramm zur Erläuterung der Funktionen des erfindungsgemäßen Systems. 4 an exemplary flowchart for explaining the functions of the system according to the invention.

In den 1 und 2 ist von einem permanenterregten Wechselstrom-Synchronmotor jeweils die Motorwicklung 2 und der permanentmagnetische Rotor 1 dargestellt. Bei der Ausführung nach 1 liegt ein statischer Schalter Tr1 in Reihe zu der Motorwicklung 2, und diese Reihenschaltung liegt an einer Netz-Wechselspannung, d. h. an einem Phasenleiter L1 und einem Null-Leiter N. Der statische Schalter Tr1 wird von einer Steuereinheit 4 angesteuert. Bei der Ausführung nach 2 besitzt die Motorwicklung 2 eine Anzapfung 6, über die ein Teil der Motorwicklung 2 mittels eines ersten statischen Schalters Tr1 ansteuerbar ist. Die gesamte Motorwicklung 2 ist über einen zweiten statischen Schalter Tr2 ansteuerbar. Beide Schalter Tr1 und Tr2 werden wahlweise von der Steuereinheit 4 angesteuert. Bei den statischen Schaltern kann es sich insbesondere um Triac oder Thyristoren handeln.In the 1 and 2 is of a permanent-magnet AC synchronous motor in each case the motor winding 2 and the permanent magnetic rotor 1 shown. In the execution after 1 is a static switch Tr 1 in series with the motor winding 2 , and this series circuit is connected to a mains AC voltage, ie to a phase conductor L 1 and a neutral conductor N. The static switch Tr 1 is controlled by a control unit 4 driven. In the execution after 2 owns the motor winding 2 a tap 6 , about which part of the motor winding 2 by means of a first static switch Tr 1 is controlled. The entire motor winding 2 is controlled by a second static switch Tr 2 . Both switches Tr 1 and Tr 2 are optionally from the control unit 4 driven. The static switches may in particular be triac or thyristors.

Zur Erfassung der Rotordrehzahl ist ein Rotor-Positionssensor 3 vorgesehen, bei dem es sich vorzugsweise um einen Hall-Sensor handelt, der das magnetische Feld des Rotors erfasst.To detect the rotor speed is a rotor position sensor 3 is provided, which is preferably a Hall sensor that detects the magnetic field of the rotor.

Die Ermittlung der Rotordrehfrequenz ist nicht, wie vereinfachend in 1 oder 2 dargestellt, auf die Anwendung eines Rotorpositionssensors beschränkt, sondern kann auch sensorlos geschehen. Bei dieser Ausführungsform ist anstatt des Rotorpositionssensors (3) eine geeignete sensorlose Erfassungsschaltung vorgesehen, die der Steuereinheit (4) Informationen über die Drehfrequenz des Rotors liefert, indem eine direkte Messung des Verlaufs der vom rotierenden permanentmagnetischen Polrad (1) in der Motorwicklung (2) induzierten Spannung erfolgt, oder indem eine indirekte Bestimmung über die Messung von Wicklungsströmen und Spannungen vorgesehen ist.The determination of the rotor rotational frequency is not as simplistic in 1 or 2 shown limited to the application of a rotor position sensor, but can also be done sensorless. In this embodiment, instead of the rotor position sensor ( 3 ) provided a suitable sensorless detection circuit, the control unit ( 4 ) Provides information about the rotational frequency of the rotor by measuring directly the course of the rotating permanent magnet rotor ( 1 ) in the motor winding ( 2 ) or by indirectly determining the measurement of winding currents and voltages.

In Anlehnung an das in 4 dargestellte Flußdiagramm soll zunächst die Erfindung für die Ausführung nach 1 ohne Wicklungsanzapfung für den Hochlauf-Vorgang erläutert werden.Based on the in 4 illustrated flow chart is first to the invention for the execution of 1 without winding tapping for the run-up procedure are explained.

Für den Hochlauf eines netzgeführten, permanenterregten Synchronmotors ist im Allgemeinen ein höherer Fluß erforderlich als für den Synchronbetrieb. Die Wicklungsauslegung des Motors muß deshalb so erfolgen, daß bei maximal zulässiger mechanischer Last und bei minimal zulässiger Netzspannung der Hochlauf noch sicher möglich ist. Der Hochlauf ist ein temporärer Vorgang, der im Allgemeinen nicht lange andauert. In vielen Fällen erfolgt die Auslegung der Wicklung daher so, daß der Hochlauf einen Überlastfall darstellt. Der für den Hochlauf erforderliche große Fluß wird im Synchronbetrieb, um einen guten Wirkungsgrad zu erreichen, durch Phasenanschnitt der Netzspannung vermindert. Vorteilhaft wird die effektive Wicklungsspannung lastabhängig angepaßt, so daß in einem weiten Bereich ein hoher Wirkungsgrad erzielt wird.For the run-up a net-guided, permanently excited synchronous motor, a higher flux is generally required as for the synchronous operation. The winding design of the motor must therefore done so that at maximum permissible mechanical load and at minimum permissible mains voltage the run-up still possible is. The run-up is a temporary one Process that generally does not last long. In many cases the design of the winding therefore so that the run-up an overload case represents. The for the run-up required large River becomes in synchronous operation to achieve good efficiency, through Phase cut of the mains voltage reduced. Advantageously, the adapted effective winding voltage load dependent, so that in a wide range high efficiency is achieved.

Bei zu großer mechanischer Belastung und/oder bei einer zu kleinen Netzspannung kann der Motor außer Tritt fallen. Ein solcher Fall wird erfindungsgemäß von der Steuereinheit 4 erkannt. Vorteilhaft kann dies erfolgen, indem ein Vergleich der z. B. über den Rotorpositionssensor 3 erfassten Drehfrequenz des Motors mit der Netzfrequenz der Versorgungswechselspannung erfolgt und eine Abweichung festgestellt wird. Daraufhin können zunächst erneute Hochlaufversuche eingeleitet werden.If the mechanical load is too high and / or the mains voltage is too low, the motor may fall out of step. Such a case is inventively by the control unit 4 recognized. This can advantageously be done by a comparison of z. B. via the rotor position sensor 3 detected rotational frequency of the motor with the mains frequency of the AC supply voltage and a deviation is detected. Subsequently, new startup attempts can be initiated.

Hochlaufversuche und ÜberwachungStart-up tests and monitoring

Ein Hochlaufversuch mit hohem Fluß erfolgt solange, bis eine vorgegebene Zeitdauer t1 verstrichen ist und die Synchrondrehzahl nS während dieser Zeit nicht erreicht werden konnte. Daraufhin wird der Motor für eine festgelegte Zeitdauer t2 vom Netz getrennt, um eine Überhitzung der Wicklung zu vermeiden. Nach dem Ablauf von t2 wird ein erneuter Hochlauf mit hohem Fluß durchgeführt. Konnte nach einer festgelegten Anzahl Z1 von nacheinander ausgeführten Hochlaufversuchen die Synchrondrehzahl nicht erreicht werden, was über den Vergleich der Rotordrehfrequenz, die z. B. über den Rotorpositionssensor 3 erfasst wird, mit der bekannten Netzfrequenz festgestellt wird, so wird der erfindungsgemäße Notbetrieb aktiviert. Insbesondere bei Anwendungen des Motors als Antrieb für Gebläse oder Pumpen ist es vorteilhaft, wenn trotz eines bestehenden Fehlerfalls, z. B. mechanische Überlast oder Netzunterspannung, noch eine gewisse, vom jeweiligen Fehlerfall abhängige Förderleistung erbracht wird, d. h. der Motor nicht ganz ausfällt. Beim Notbetrieb erfolgt eine Ansteuerung des Motors derart, daß im asynchronen, d. h. untersynchronen Betrieb die Wicklung trotz eines eventuell bestehenden Überlastfalls nicht unzulässig hohe Temperaturen annimmt. Dies geschieht bevorzugt durch Reduzierung der angelegten Wicklungsspannung. Bevorzugt wird die Wicklungsspannung über Phasenanschnitt der Netzspannung gegenüber dem regulären Hochlaufvorgang vermindert. Gemäß dem gewünschten Phasenanschnitt wird von der Steuereinheit 4 der statische Schalter Tr1 angesteuert. Der Phasenanschnittwinkel wird hierbei vorteilhafterweise als Funktion der Drehzahl des Motors bei der maximal zulässigen Netzspannung so festgelegt, daß die Motorwicklungen keine unzulässig hohe Temperatur annimmt. Jeder Motordrehzahl, d. h. bestimmten Drehzahlbereichen, wird so ein bestimmter Phasenanschnittwinkel zugeordnet, bei dem die Wicklung gerade noch nicht überhitzt. Diese Zuordnung wird in der Steuereinheit 4, vorzugsweise in einem Mikrocontroller in Form einer Drehzahl-Anschnittwinkel-Tabelle abgelegt. Während des Notbetriebs wird die aktuelle Motordrehzahl von der Steuereinheit 4 fortlaufend über den Rotorpositionssensor 3 erfasst und der entsprechende Phasenanschnittwinkel zur Reduzierung der an die Wicklung geschalteten Spannung angewendet. Auf diese Weise kann trotz sich ändernder Belastung eine Überhitzung der Motorwicklung während des Notbetriebs in einem weiten Lastbereich vermieden werden.A run-up test with a high flux takes place until a predetermined time t 1 has elapsed and the synchronous speed n S could not be reached during this time. Then, the motor for a predetermined period of time t 2 is isolated from the mains in order to avoid overheating of the coil. After the expiration of t 2 , a renewed start-up with high flow is performed. Could not be reached after a specified number Z 1 of successive run-up tests, the synchronous speed, which by comparing the rotor rotational frequency, the z. B. via the rotor position sensor 3 is detected, is detected with the known network frequency, the emergency operation according to the invention is activated. In particular, in applications of the motor as a drive for blowers or pumps, it is advantageous if, despite an existing fault, z. As mechanical overload or mains undervoltage, nor a certain, depending on the respective error case flow rate is provided, ie the engine is not completely failed. In emergency operation, the motor is controlled such that in asynchronous, ie undersynchronous operation, the winding does not assume unacceptably high temperatures despite a possibly existing overload case. This is preferably done by reducing the applied winding voltage. Preferably, the winding voltage is reduced via phase control of the mains voltage compared to the regular startup process. According to the desired phase angle is from the control unit 4 the static switch Tr 1 is activated. The phase angle is advantageously set as a function of the speed of the motor at the maximum permissible mains voltage so that the motor windings does not assume an unacceptably high temperature. Each engine speed, ie specific speed ranges, is so assigned a certain phase angle, in which the winding just barely overheated. This assignment is in the control unit 4 , preferably stored in a microcontroller in the form of a speed gate angle table. During emergency operation, the current engine speed is determined by the control unit 4 continuously via the rotor position sensor 3 detected and applied the corresponding phase angle for reducing the voltage connected to the winding. In this way, despite changing load overheating of the motor winding can be avoided during emergency operation in a wide load range.

Zusätzlich wird eine untere Grenzdrehzahl nGrenz1 definiert, um den Motor während des Notbetriebs auch gegenüber starker Überlastung zu schützen. Sinkt die Motordrehzahl infolge eines großen Lastmomentes unterhalb nGrenz1, dann erfolgt die Abschaltung des Motors und ggf. ein neuer Anlaufversuch.In addition, a lower limit speed n Grenz1 is defined in order to protect the motor during emergency operation, even against heavy overload. If the engine speed drops below n limit 1 as a result of a large load torque, the engine is switched off and, if necessary, a new startup attempt .

Besonders günstig für den beschriebenen Notbetrieb sind sog. quasisynchrone Drehzahlen, beispielsweise 1/2 oder 1/3 Synchrondrehzahl (vgl. dazu 3). Hier arbeitet der Motor mit einem besseren Wirkungsgrad als bei den sonstigen untersynchronen Drehzahlen. Bei dieser Ausführung werden zusätzlich zur Reduzierung der effektiven Wicklungsspannung, z. B. wie oben beschrieben über Phasenanschnitt, Netzhalbwellen von der Steuereinheit 4 gezielt ausgeblendet, um eine Grundschwingung mit niedriger Frequenz als die Netzspannung zu erzeugen. Dadurch ergibt sich eine kleinere Drehzahl des Motors als bei Synchronismus mit der Netzfrequenz und – unter Annahme eines mit der Drehzahl steigenden Lastmomentes, wie es stets bei Lüftern oder Gebläsen vorliegt – eine kleinere Belastung des Motors. Für halbe Netzfrequenz können z. B. zwei aufeinanderfolgende, auch angeschnittene Netzhalbwellen auf die Motorwicklung geschaltet werden, wohingegen die beiden nachfolgenden Netzhalbwellen gesperrt werden. Dieses Verfahren wird vorteilhaft für den Notbetrieb eingesetzt.Particularly favorable for the emergency operation described are so-called quasi-synchronous speeds, for example 1/2 or 1/3 synchronous speed (cf. 3 ). Here, the engine works with a better efficiency than the other subsynchronous speeds. In this embodiment, in addition to reducing the effective winding voltage, z. B. as described above via phase control, mains half-waves from the control unit 4 specifically faded out to produce a fundamental frequency lower than the mains voltage. This results in a smaller speed of the motor than in synchronism with the mains frequency and - assuming a rising with the speed load torque, as is always the case with fans or blowers - a smaller load on the engine. For half mains frequency z. B. two consecutive, even truncated mains half-waves are switched to the motor winding, whereas the two subsequent network half-waves are blocked. This method is advantageously used for emergency operation.

Anlaufversuche und ÜberwachungStart-up attempts and monitoring

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Hochlaufversuch noch durch eine im folgenden beschriebene Maßnahme ergänzt, um auch extreme Überlastfälle während des Anlaufs sicher abzudecken. Ist der Rotor stark gebremst oder gar vollständig blockiert, was von der Steuereinheit 4 dadurch erkannt wird, daß trotz Bestromung der Wicklung, während einer festgelegten Zeitdauer t3 die kürzer als t1 ist, eine untere Grenzdrehzahl nGrenz2, die wiederum kleiner als nGrenz1 ist, nicht erreicht werden kann, so wird der Motor abgeschaltet. Hierbei erfolgen in wiederkehrenden Zeitabständen t4 erneute Anlaufversuche. Kann nach einer Anzahl Z2 aufeinanderfolgend ausgeführter Anlaufversuche keine Drehzahl größer nGrenz2 erreicht werden, so wird der Motor dauerhaft abgeschaltet. Kann aber innerhalb von t3 die Grenzdrehzahl nGrenz2 überschritten werden, erfolgen Hochlaufversuche und eine Überwachung nach dem oben bereits beschriebenen Verfahren.In an advantageous embodiment of the invention, the run-up test is supplemented by a measure described below, to cover even extreme overloads during startup safe. Is the rotor severely braked or even completely blocked, resulting from the control unit 4 is detected, that despite energization of the winding, during a fixed period t 3 which is shorter than t 1 , a lower limit speed n Grenz2 , which in turn is smaller than n Grenz1 , can not be achieved, the engine is switched off. In this case, repeated start-up tests are carried out at recurring intervals t 4 . If, after a number of Z 2 consecutive start-up attempts , no speed greater than limit 2 can be reached, the motor is switched off permanently. However, if the limit speed n limit 2 can be exceeded within t 3 , run-up tests and monitoring take place according to the method already described above.

Erneute Hochlaufversuche nach dauerhafter Abschaltung oder bei NotbetriebRenewed startup attempts after permanent shutdown or emergency operation

Erneute Anlauf- und Hochlaufversuche werden erst dann wieder gestartet, wenn die Betriebsspannung kurzzeitig ausgeschaltet wird, oder wenn – wie bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung realisiert – über einen in 1 und 2 nicht dargestellten Stelleingang der Steuereinheit 4 ein entsprechender Befehl hierfür gegeben wird.Renewed startup and startup attempts are only restarted when the operating voltage is switched off for a short time, or when - as realized in a preferred embodiment of the invention - via a in 1 and 2 not shown control input of the control unit 4 a corresponding command is given for this.

Periodisch initiierte HochlaufversuchePeriodically initiated startup attempts

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung unterbricht die Steuereinheit 4 periodisch den Notbetrieb oder die Abschaltung des Motors in festgelegten Intervallen t5 bzw. t6, die länger sind als t2 und t3, und leitet erneute Start- bzw. Hochlaufversuche ein. Gelingt es weiterhin nicht, die Synchrondrehzahl zu erreichen, setzt die Steuereinheit 4 den Notbetrieb fort oder schaltet den Motor wieder ab, je nach vorliegendem Lastfall.In a particularly advantageous embodiment, the control unit interrupts 4 periodic emergency operation or shutdown of the engine at predetermined intervals t 5 and t 6 , which are longer than t 2 and t 3 , and initiates renewed start-up or run-up attempts. If it still fails to reach the synchronous speed, the control unit continues 4 the emergency operation or switches off the engine again, depending on the present load case.

Zu den bisherigen Erläuterungen wird nochmals auf das Flußdiagramm in 4 hingewiesen, worin die beschriebenen Abläufe und Bedingungen veranschaulicht sind.The previous explanations will be made again to the flowchart in 4 which illustrates the described procedures and conditions.

Es wird jetzt die Erfindung für die Ausführung nach 2 mit Wicklungsanzapfung 6 für den Hochlaufvorgang beschrieben.It will now be the invention for the execution 2 with winding tap 6 described for the startup process.

Wie bereits erwähnt wurde, ist für den Hochlauf eines netzgeführten, permanenterregten Synchronmotors ein höherer Fluß erforderlich als für den Synchronbetrieb. Dazu kann die Wicklungsanzapfung 6 vorgesehen sein. Der Hochlaufvorgang wird dann mit kleinerer Windungszahl über die Anzapfung 6 durchgeführt, wodurch ein größerer Fluß entsteht. Um eine gute Motorausnutzung zu erreichen, erfolgt üblicherweise die Auslegung der Wicklung so, daß der Betrieb während des Hochlauf mit der kleineren Windungszahl einen Überlastfall darstellt. Bei Synchronbetrieb wird dann die gesamte Wicklung eingeschaltet. Aufgrund der größeren Windungszahl ergibt sich dann ein kleinerer Wicklungsstrom und dadurch ein kleinerer Fluß als beim Hochlauf, woraus ein hoher Wirkungsgrad resultiert.As already mentioned, a higher flux is required for the run-up of a mains-controlled, permanent-magnet synchronous motor than for synchronous operation. This can be the winding tap 6 be provided. The startup process is then with a smaller number of turns on the tap 6 carried out, creating a larger river. In order to achieve a good engine utilization, usually the design of the winding is done so that the operation during startup with the smaller number of turns represents an overload case. In synchronous operation then the entire winding is turned on. Due to the larger number of turns then results in a smaller winding current and thus a smaller flux than at run-up, resulting in a high efficiency results.

Die oben beschriebenen Maßnahmen zur Überwachung des Synchronbetriebs und des Anlaufs bzw. Hochlaufs können uneingeschränkt auch für diesen Motortyp mit Anzapfung 6 angewandt werden. Kann der Motor seine Synchrondrehzahl nicht erreichen, wird der Notbetrieb aktiviert, bei dem er mit geringerer Drehzahl, d. h. mit geringerer mechanischer Belastung, arbeitet, wenn ein mit der Drehzahl ansteigendes Lastmoment vorliegt. Um die Wicklung bei untersynchronem Betrieb, wobei der Motor einen schlechteren Wirkungsgrad besitzt als bei Synchronbetrieb, vor einer Überhitzung zu schützen, müssen die Ströme begrenzt werden. Dies kann entweder wie oben beschrieben durch Reduzierung der Wicklungsspannung oder hier durch eine größere Windungszahl erreicht werden. Erfindungsgemäß kann auch beides erfolgen, d. h. eine Reduzierung der Wicklungsspannung und eine Vergrößerung der Windungszahl zur Begrenzung der Wicklungsströme während des Notbetriebs bei untersynchronen Drehzahlen.The above-described measures for monitoring the synchronous operation and the start-up or run-up can also be unrestricted for this type of motor with tap 6 be applied. If the engine can not reach its synchronous speed, the emergency mode is activated, in which it operates at a lower speed, ie with a lower mechanical load, when there is a load torque increasing with the speed. In order to protect the winding from overheating during under-synchronous operation, whereby the motor has a lower efficiency than in synchronous operation, the currents must be limited. This can either be achieved as described above by reducing the winding voltage or here by a larger number of turns. According to the invention, both can be done, ie a reduction of the winding voltage and an increase in the number of turns for limiting the winding currents during emergency operation at subsynchronous speeds.

Bei dem aktiven Notbetrieb (untersynchrone Drehzahl) kann bevorzugt eine Bestromung der gesamten Motorwicklung wie beim Synchronbetrieb erfolgen anstatt nur eines Wicklungsteils über die Anzapfung wie beim Hochlauf. Durch die größere Windungszahl (= größere Impedanz und Polradspannung) werden die Ströme in der Wicklung gegenüber dem Hochlaufvorgang reduziert.at the active emergency operation (subsynchronous speed) may be preferred an energization of the entire motor winding as in synchronous operation instead of just one winding part over the tapping as in Run-up. Due to the larger number of turns (= greater impedance and Polradspannung) are the currents in the winding relative to the Startup process reduced.

Für Motoren mit kleinerer Leistung ist diese Maßnahme in vielen Fällen ausreichend, um die Ströme auf einen genügend kleinen Wert zu bringen, damit der Motor in Verbindung mit dem oben beschriebenen Verfahren vor Überhitzung geschützt werden kann. Für Motoren mit größerer Leistung wird zusätzlich die Wicklungsspannung vermindert, um den Strom weiter zu verkleinern.For engines with smaller power this measure is sufficient in many cases around the streams on one enough to bring small value to the engine in conjunction with the above described method against overheating protected can be. For Engines with greater power will be added reduces the winding voltage to further reduce the current.

Zur Durchführung der erfindungsgemäßen Maßnahmen weist die Steuereinheit 4 eine entsprechende Steuerlogik auf, die z. B. einen programmierbaren Baustein, Mikroprozessor oder Mikrocontroller enthalten kann.For carrying out the measures according to the invention, the control unit 4 a corresponding control logic on the z. B. may contain a programmable device, microprocessor or microcontroller.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungs- und Anwendungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen.The The invention is not limited to the illustrated and described embodiments. and application examples limited, but includes also all the same in the context of the invention embodiments.

Claims (8)

System zum Steuern eines in einer von einer Netzfrequenz (fN) abhängigen Synchrondrehzahl (nS) netzgeführten Wechselstrom-Synchronmotors mit einem permanentmagnetischen Rotor (1), mit einer den Motor bezüglich seiner jeweiligen Istdrehzahl (nist) überwachenden und zumindest im Falle einer über eine bestimmte Zeit bestehenden Abweichung der Istdrehzahl (nist) von der Synchrondrehzahl (nS) steuerungstechnisch auf den Motor einwirkenden Steuereinheit (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (1) des Wechselstrom-Synchronmotors mit einer Last verbunden oder zu verbinden ist, deren Drehmoment progressiv mit der Drehzahl steigt, wobei die Steuereinheit (4) derart ausgelegt ist, dass nach einer bestimmten Zeit einer Abweichung der Istdrehzahl (nist) von der Synchrondrehzahl (nS) der Motor in einem asynchronen Notbetrieb mit einer bezüglich seiner Synchrondrehzahl reduzierten Drehzahl (nU) betrieben wird, wobei der Notbetrieb mit einem gegenüber dem Synchronbetrieb reduzierten Wicklungsstrom erfolgt, wobei die Reduzierung des Wicklungsstromes durch eine Reduzierung der Wicklungsspannung infolge drehzahlabhängiger Phasenanschnittsteuerung sowie Ausblendung von bestimmten, z. B. zweiten oder dritten Netzhalbwellen und/oder durch eine Wicklungsumschaltung auf eine größere Windungszahl erfolgt, wobei die Steuereinheit (4) den Motor über mindestens einen statischen Schalter (Tr1 oder Tr2), wie Triac und/oder Thyristor, ansteuert und zumindest während des Notbetriebs eine von der Rotorlage bezüglich der aktuellen Phasenlage der Netzfrequenz abhängige Ansteuerung des statischen Schalters (Tr1 oder Tr2) durch die Steuereinheit (4) im Sinne einer Drehmomentbildung in die gewünschte Richtung erfolgt.System for controlling a synchronous speed (n S ) of a line-commutated AC synchronous motor which is dependent on a mains frequency (f N ) and which has a permanent magnet rotor ( 1 ), with a control of the engine with respect to its respective actual speed (n is ) and at least in the case of over a certain time existing deviation of the actual speed (n is ) from the synchronous speed (n S ) control technology acting on the engine control unit ( 4 ), characterized in that the rotor ( 1 ) of the AC synchronous motor is connected to a load or to be connected, whose torque progressively increases with the speed, wherein the control unit ( 4 ) is designed such that after a certain time of a deviation of the actual speed (n is ) from the synchronous speed (n S ) of the engine in an asynchronous emergency operation with a speed reduced with respect to its synchronous speed (n U ) is operated, wherein the emergency operation is carried out with respect to the synchronous operation reduced winding current, the reduction of the winding current by reducing the winding voltage due to speed-dependent phase control and suppression of certain, z. B. second or third half-waves and / or takes place by a winding switch to a larger number of turns, wherein the control unit ( 4 ) controls the motor via at least one static switch (Tr1 or Tr2), such as triac and / or thyristor, and at least during the emergency operation by the control unit dependent on the rotor position with respect to the current phase position of the mains frequency control of the static switch (Tr1 or Tr2) ( 4 ) in the sense of torque formation in the desired direction. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor einer Aktivierung des Notbetriebes und/oder nach Ablauf einer bestimmten Zeit (t6) nach einer Aktivierung des Notbetriebs von der Steuereinheit (4) wenigstens ein Synchronisierungsversuch, insbesondere periodisch eine bestimmte Anzahl (Z1/Z2) von mehreren Versuchen nacheinander unternommen wird, um den Motor wieder auf die Synchrondrehzahl (nS) zu bringen.System according to claim 1, characterized in that before activation of the emergency operation and / or after a certain time (t 6 ) after activation of the emergency operation by the control unit ( 4 ) at least one synchronization attempt, in particular periodically a certain number (Z 1 / Z 2 ) of several attempts is made in succession to bring the engine back to the synchronous speed (n S ). System nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer bestimmten Anzahl von vergeblichen Synchronisierungsversuchen der Notbetrieb fortgesetzt oder der Motor vollständig abgeschaltet wird.System according to one of claims 1 or 2, characterized that after a certain number of failed synchronization attempts the emergency operation continues or the engine is completely switched off. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (4) zur Drehzahlüberwachung die jeweilige Drehfrequenz (fD) des Motors mit der Netzfrequenz (fN) vergleicht.System according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control unit ( 4 ) for speed monitoring the respective rotational frequency (f D ) of the motor with the mains frequency (f N ) compares. System nach einer der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (4) die Drehfrequenz (fD) des Motors durch einen Rotorpositionssensor, insbesondere einen mit dem permanentmagnetischen Rotorfeld gekoppelten Hall-Sensor (3), erfaßt.System according to one of claims 1 to 4, characterized in that the control unit ( 4 ) the rotational frequency (f D ) of the motor by a rotor position sensor, in particular a coupled to the permanent magnetic rotor field Hall sensor ( 3 ), detected. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduzierung der Wicklungsspannung durch Phasenanschnitt bewirkt wird.System according to one of claims 1 to 5, characterized that the reduction of the winding voltage by phase control is effected. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Untersynchrondrehzahl (nU) im Notbetrieb eine definierte, vorzugsweise quasisynchrone Drehzahl von beispielsweise 1/2 oder 1/3 der Synchrondrehzahl gewählt wird.System according to one of claims 1 to 6, characterized in that as sub-synchronous speed (n U ) in emergency operation, a defined, preferably quasi-synchronous speed of, for example 1/2 or 1/3 of the synchronous speed is selected. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Rotor (1) verbundene oder zu verbindende Last ein Ventilator oder eine Pumpe ist.System according to one of claims 1 to 7, characterized in that the with the rotor ( 1 ) connected or to be connected load is a fan or a pump.
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