DE1077307B - Einrichtung zur UEberwachung oder Regelung der Drehzahl von Elektromotoren - Google Patents
Einrichtung zur UEberwachung oder Regelung der Drehzahl von ElektromotorenInfo
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- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
- H02H7/093—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against increase beyond, or decrease below, a predetermined level of rotational speed
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements 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
- H02P25/10—Commutator motors, e.g. repulsion motors
- H02P25/12—Commutator motors, e.g. repulsion motors with shiftable brushes
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- Stopping Of Electric Motors (AREA)
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
DEUTSCHES
In der elektrischen Antriebstechnik liegt häufig die Aufgabe vor, die Drehzahl eines Elektromotors entweder
konstant zu halten oder zu überwachen und beim Über- oder Unterschreiten einer Grenzdrehzahl den
Motor auszuschalten. Bei der Drehzahlregelung wird meist eine durch eine Tachometermaschine gewonnene
drehzahlabhängige Istspannung mit einer Sollspannung verglichen. Bei der Drehzahlüberwachung hat man
bisher Drehzahl- oder Bremswächter verwendet, die beim Über- oder Unterschreiten der bestimmten Grenzdrehzahl
den Motor stillsetzen. Die Grenzdrehzahl kann dabei entweder eine Maximal- oder eine Mimmaldrehzahl
sein. Auch bei solchen Drehzahlwächtern werden häufig Tachometermaschinen zur Erfassung
der Drehzahl verwendet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Überwachung oder Regelung der
Drehzahl von Elektromotoren mit Hilfe von kontaktlosen logischen Elementen (Gattern) zu schaffen, bei
der eine Tachometermaschine nicht erforderlich ist. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch eine fremdgesteuerte Kippstufe zur Erzeugung einer rechteckförmigen
Signalspannung mit drehzahlabhängiger Frequenz, eine monostabile Kippstufe (Zeitglied) mit
einstellbarer Kipplänge, die von jeder Periode der Signalspannung angestoßen wird, und durch Mittel
zur Erzeugung eines nach Größe und Richtung von der Differenz zwischen der Halbperiodendauer der Signalspannung
und der Kipplänge abhängigen Stelleinflusses.
Wenn es sich um einen Gleichstrommotor handelt, so kann zur Steuerung der fremdgesteuerten Kippstufe
eine bekannte Einrichtung herangezogen werden, bei der mit Hilfe eines magnetfeldabhängigen Widerstandes,
insbesondere eines Hallgenerators, mit periodischer Magnetisierung durch einen mit der Motorwelle
gekuppelten Permanentmagneten eine Spannung mit konstanter Amplitude und drehzahl abhängiger
Frequenz erzeugt wird. Diese Spannung muß nur so groß sein, daß sie zum Anstoßen der fremdgesteuerten
Kippstufe ausreicht.
Besondere Bedeutung hat die Erfindung bei Drehstrommotoren, bei denen eine Spannung mit drehzahlabhängiger
Schlupf frequenz zur Verfügung steht. Dies ist vor allem bei der Regelung und Überwachung niedriger
Drehzahlen vorteilhaft.
Zur Bildung der Stellgröße können Undgatter herangezogen werden, die bereits in verschiedenen Formen
bekannt sind. In einem solchen Undgatter werden das über eine Umkehrstufe geführte Ausgangssignal der
fremdgesteuerten und das Ausgangssignal der monostabilen Kippstufe, in einem weiteren Undgatter das
Ausgangssignal der fremdgesteuerten und das über eine andere Umkehrstufe geführte Ausgangssignal der
Einrichtung zur überwachung
oder Regelung der Drehzahl
von Elektromotoren
Anmelder:
Siemens-Schuckertwerke
Aktiengesellschaft,
Berlin und Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
Dipl.-Ing. Helmut Müller, Nürnberg,
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
monostabilen Kippstufe zusammengesetzt. Die Undgatter geben bekanntlich nur dann ein Ausgangssignal
ab, wenn beide Eingangssignale vorhanden sind. Dies trifft im vorliegenden Fall abwechselnd je nach der
Richtung der Regelabweichung immer nur bei einem Undgatter zu. Das eine Gatter kann also den positiven,
das andere Gatter den negativen Regelabweichungen zugeordnet werden. Zum Zwecke der Abschaltung der
Motoren bei einer Grenzdrehzahl braucht nur ein Undgatter vorhanden zu sein, das dann die Abschaltung
bewirkt. Ist bei den Kippstufen ein komplementärer Ausgang zugänglich, der ein Umkehrsignal abgibt, so
werden die Umkehrstufen entbehrlich.
Nähere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in
der Zeichnung schematisch dargestellt sind.
Fig. 1 zeigt in einpoliger Darstellung das Blockschaltbild einer Einrichtung zur Drehzahlregelung
eines aus einem Drehstromnetz 1 gespeisten Drehstromwendermotors 2. Eine von ihm abgenommene
Spannung mit Schlupffrequenz /0 stößt in jeder Halbperiode
eine fremdgesteuerte Kippstufe 3 an, an deren Ausgang eine rechteckförmige Signalspannung erscheint.
Von jeder Periode dieser Signalspannung wird eine monostabile Kippstufe 4 angestoßen, dieeine
rechteckförmige Spannung einstellbarer Kipplänge tk
abgibt. Dieses Ausgangssignal wird in einem Undgatter 5 mit dem auch über eine Umkehrstufe 7 geführten
Ausgangssignal der fremdgesteuerten Kippstufe 3 zusammengesetzt. Das Undgatter 5 gibt, wie
auch noch an Hand der Fig. 2 und 3 näher erläutert wird, nur dann ein Ausgangssignal ab, wenn die monostabile Kippstufe 4 ein Ausgangssignal, die fremd-
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gesteuerte Kippstufe 3 jedoch kein Ausgangssignal erzeugt.
Analog wird außerdem in einem anderen Undgatter 6 das Ausgangssignal der fremdgesteuerten Kippstufe 3
mit dem über eine andere Umkehrstufe 8 geführten Ausgangssignal der monostabilen Kippstufe 4 zusammengesetzt.
Demzufolge gibt, wie Fig. 2 zeigt, das Undgatter 6 nur dann ein Ausgangssignal ab, wenn
die fremdgesteuerte Kippstufe 3 ein Ausgangssignal, die monostabile Kippstufe 4 jedoch kein Ausgangssignal
erzeugt. An die Ausgänge der Undgatter 5 und 6 ist ein Stellglied 9 angeschlossen, das den
Bürstensatz oder Drehregler des Motors 2 betätigt. In Fig. 1 sind gestrichelt die Schaltverbindungen für
Kippstufen mit komplementärem Ausgang angedeutet.
Fig. 2 zeigt ein Zeitdiagramm der von den einzelnen Stufen gelieferten Signale. In der Zeile α ist die Ausgangsspannung
der fremdgesteuerten Kippstufe 3 dargestellt. Es handelt sich um eine Rechteckspannung
mit Schlupffrequenz. Die Zeile b zeigt das Ausgangssignal der monostabilen Kippstufe 4, die von jeder
Periode der Ausgangsspannung der fremdgesteuerten Kippstufe 3 angestoßen wird und für eine einstellbare
Kipplänge tk positiv bleibt. Am Ausgang der Umkehrstufe
8 entsteht gemäß Zeile c das dazu komplementäre Signal. Demzufolge liefert das Undgatter 6 bei gleichzeitigem
Vorhandensein der Signale α und c Kommandoimpulse
gemäß Zeile d.- Das Undgatter 5 gibt dagegen keine Ausgangsspannung ab, da die Ausgangsspannung
der monostabilen Kippstufe 4 (Zeile b) und die von der Umkehrstufe 7 gemäß Zeile e abgegebene
Signalspannung niemals gleichzeitig einen Signalwert aufweisen. Das fehlende Ausgangssignal
des Undgatiers 5 zeigt die Zeile /.
In Fig. 3 ist ein Zeitdiagramm für eine Schlupffrequenz
angedeutet, deren Halbperiodendauer kleiner als die eingestellte Kipplänge i„ der monostabilen
Kippstufe 4 ist. Man erkennt ohne weiteres, daß nunmehr die umgekehrten Verhältnisse wie beim Betrieb
nach Fig. 2 vorliegen, so daß das Undgatter 6 ohne Ausgangsspannung bleibt und nur das Undgatter 5
Stellimpulse abgibt.
Zur Abschaltung eines Drehstrommotors beim Über- oder Unterschreiten einer bestimmten Grenzdrehzahl
kann man die gleiche Schaltung wie bei der Regelung verwenden, jedoch wirkt das Stellglied9
nicht auf einen Bürstensatz oder Drehregler, sondern schaltet den Motor vom Netz ab und kann gegebenenfalls
eine Bremse betätigen. Dabei ist eines der Undgater mit der zugehörigen Umkehrstufe entbehrlich.
Das rechtzeitige Abschalten eines Elektromotors beim Unterschreiten einer Mindestdrehzahl ist insbesondere
beim Gegenstrombremsen wichtig, wobei im Stillstand oder kurz davor die Stromzuführung
rasch unterbrochen werden soll, damit der Motor nicht in entgegengesetzter Richtung wieder anläuft.
Die nahezu trägheitslose Arbeitsweise der Einrichtung nach der Erfindung gestattet es, bei der Gegenstrombremsung
den Bremsvorgang genau beim Motorstillstand zu beenden. Von Vorteil ist hierbei, daß im
Stillstand ein starkes definiertes Signal vorliegt, da die Schlupffrequenz dann gleich der Netzfrequenz ist.
Die verschwindende Ausgangs spannung einer Tachometerinaschine
bringt in diesem Fall grundsätzliche - Schwierigkeiten.
Die Ausgestaltung der einzelnen kontaktlosen Elemente (Gatter) ist für die Erfindung nicht wesentlich.
Die Kippstufen können magnetisch oder elektronisch aufgebaut sein. Aus Gründen der Raumersparnis wird
man zweckmäßig Transistorkippschaltungen verwenden. Als Umkehrstufe kann in bekannter Weise ein
Transistor dienen, während als Undgatter im allgemeinen die bekannten Diodenschaltungen zweckmäßig
sind. ■
Claims (7)
1. Einrichtung zur Überwachung oder Regelung der Drehzahl von Elektromotoren mit Hilfe von
. kontaktlosen logischen Elementen (Gattern), gekennzeichnet
durch eine fremdgesteuerte Kippstufe (3) zur Erzeugung einer rechteckförmigen Signalspannung
mit drehzahlabhängiger Frequenz (f0), eine monostabile Kippstufe (Zeitglied 4) mit einstellbarer
Kipplänge (tn), die von jeder Periode der Signalspannung angestoßen wird, und Mittel
zur Erzeugung eines nach Größe und Richtung von der Differenz zwischen der Halbperiodendauer
der Signalspannung und der Kipplänge (i„) abhängigen
Stelleinflusses.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Undgatter (5) das über
eine Umkehrstufe (7) geführte Ausgangssignal der fremdgesteuerten Kippstufe (3) und das Ausgangssignal
der monostabilen Kippstufe (4) zusammengesetzt werden.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem weiteren Undgatter
(6) das Ausgangssignal der fremdgesteuerten Kippstufe (3) und das über eine Umkehrstufe (8)
geführte Ausgangssignal der monostabilen Kippstufe (4) zusammengesetzt werden.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der Undgatter
(5, 6) als Steuersignale für ein Stellglied (9) dienen.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3 zur Abschaltung eines Elektromotors bei einer Grenzdrehzahl,
dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Undgatter vorhanden ist und die Abschaltung bewirkt.
6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5 bei Überwachung oder Regelung der Drehzahl eines Drehstrommotors,
dadurch gekennzeichnet, daß seine Schlupffrequenzspannung der fremdgesteuerten Kippstufe (3) zugeführt wird.
7. Einrichtung nach Ansprüche bei Drehzahlregelung
eines Drehstromwendermotors, dadurch gekennzeichnet, daß sein Bürstensatz oder Drehregler
vom Stellglied (9) betätigt wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
■© 909 759/328 3>.60
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES58147A DE1077307B (de) | 1958-05-08 | 1958-05-08 | Einrichtung zur UEberwachung oder Regelung der Drehzahl von Elektromotoren |
CH7270659A CH373093A (de) | 1958-05-08 | 1959-04-29 | Einrichtung zur Überwachung bzw. Regelung der Drehzahl von Motoren |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES58147A DE1077307B (de) | 1958-05-08 | 1958-05-08 | Einrichtung zur UEberwachung oder Regelung der Drehzahl von Elektromotoren |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1077307B true DE1077307B (de) | 1960-03-10 |
Family
ID=7492347
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DES58147A Pending DE1077307B (de) | 1958-05-08 | 1958-05-08 | Einrichtung zur UEberwachung oder Regelung der Drehzahl von Elektromotoren |
Country Status (2)
Country | Link |
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CH (1) | CH373093A (de) |
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- 1958-05-08 DE DES58147A patent/DE1077307B/de active Pending
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1959
- 1959-04-29 CH CH7270659A patent/CH373093A/de unknown
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