DE1130503B - Anordnung zur Speisung eines Wechselstrommotors ueber einen elektronischen Leistungsverstaerker - Google Patents

Anordnung zur Speisung eines Wechselstrommotors ueber einen elektronischen Leistungsverstaerker

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DE1130503B
DE1130503B DES50110A DES0050110A DE1130503B DE 1130503 B DE1130503 B DE 1130503B DE S50110 A DES50110 A DE S50110A DE S0050110 A DES0050110 A DE S0050110A DE 1130503 B DE1130503 B DE 1130503B
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DE
Germany
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Application number
DES50110A
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English (en)
Inventor
Dipl-Ing Fritz Irro
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • 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
    • H02P25/16Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring
    • H02P25/32Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring using discharge tubes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Ac-Ac Conversion (AREA)

Description

  • Anordnung zur Speisung eines Wechselstrommotors über einen elektronischen Leistungsverstärker In zunehmendem Maße werden zur Speisung von Wechselstrommotoren elektronische Leistungsverstärker herangezogen, insbesondere dann, wenn man den Motor mit höherer als der Netzfrequenz betreiben oder durch eine Frequenzänderung eine Drehzahländerung bei Asynchronmotoren erreichen will. Die gewünschte Frequenz wird hierbei dem Steuerstromkreis des Leistungsverstärkers zugeführt, dessen Endstufe in ihrem Anodenkreis die Motorwicklung enthält.
  • Die Endstufe derartiger Leistungsverstärker zur Speisung von Wechselstrommotoren wurde bisher a_1-gemein in der sogenannten Kathodenbasisschaltung ausgeführt, bei der die Kathode der Röhre wechselstrommäßig geerdet ist. Die von einer solchen Endstufe gelieferte Spannung UA bzw. NA ist in Fig. 1 schematisch dargestellt, und zwar als Funktion des Widerstandes RA der Motorwicklung. Man erkennt, daß bei einem bestimmten optimalen Widerstand (RA "t.) die Leistung ein Maximum erreicht, während mit steigendem Widerstand RA die Spannung UA zunimmt. Ist der Widerstand RA klein, so ist auch die abgegebene Leistung NA gering.
  • Bei der Speisung eines Wechselstrommotors durch einen Verstärker mit dem angedeuteten Verhalten ergibt sich ein sehr ungünstiges Betriebsverhalten im Anlauf und bei Laststößen. Beim Einschalten stellt nämlich die Motorwicklung einen Kurzschluß dar, so daß der Verstärker an sie nur eine sehr kleine Leistung abgibt. Diese reicht unter Umständen nicht einmal zum Aufbringen der nötigen Beschleunigungsarbeit aus, so daß der Motor seine Nenndrehzahl, die der eingestellten Frequenz entspricht, nicht erreichen kann. Noch schwieriger ist das Anlaufen unter Last. Ähnlich wirkt auch die hohe Stromaufnahme des Motors bei einer plötzlichen Lastzunahme, wobei die Verstärkerspannung abnimmt und der Betriebspunkt auf der Leistungskurve wieder nach sehr niedrigen Werten abwandert. Es besteht dabei die Gefahr, daß der Motor stehenbleibt, sobald der Widerstand RA kleiner als RA onr. wird. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn ein vom Motor angetriebenes Werkzeug an einem Werkstück angreift. Der Motor kann dann von selbst nicht mehr hochlaufen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Speisung eines Wechselstrommotors über einen elektronischen Leistungsverstärker und einen an dessen Ausgangsklemmen liegenden Transformator zu schaffen, der die obengenannten Nachteile nicht aufweist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Endstufe des Leistungsverstärkers in Anodenbasisschaltung geschaltet und der Mittelpunkt der Primärwicklung des Transformators geerdet ist. Die Anodenbasisschaltung ist an sich bekannt und wird insbesondere dann verwendet, wenn niederohmige Verbraucher an Röhren gekoppelt werden sollen. Wegen des sehr niedrigen Innenwiderstandes einer Verstärkerstufe in Anodenbasisschaltung wird die Ausgangsspannung vom Strom und damit von der Last nur noch in sehr geringem Maß abhängig. In Fig. 2 ist schematisch zum Vergleich wieder die Lastspannung und die abgegebene Leistung als Funktion des Außenwiderstandes dargestellt. Man erkennt, daß bei niedrigem Außenwiderstand - was einem hohen Motorstrom entspricht - trotz der etwas gesunkenen Spannung die abgegebene Leistung größer ist als im Normalbetrieb.
  • Besonders vorteilhaft ist es für die Speisung von Wechselstrommotoren, eine Gegentaktschaltung in der Endstufe vorzusehen, und zwar vorzugsweise in AB-oder B-Betrieb. Dadurch kann man relativ hohe Leistungen bei niedrigem Ruhestrom und kleinem Klirrfaktor, d. h. wenig verzerrter Ausgangsspannung, erhalten.
  • Ein Beispiel für eine solche Anordnung ist schematisch in Fig. 3 dargestellt. Darin sind mit 1 und 2 zwei Elektronenröhren bezeichnet, die in Gegentaktschaltung zwischen der positiven Anodenspannung an der Klemme 3 und dem Nullpunkt an der Klemme 4 liegen. Der Nullpunkt kann hierbei geerdet sein. Zwischen den beiden Kathoden der Röhre ist noch der Ausgangstransformator 5 angeordnet, dessen Mittelanzapfung mit dem Nullpunkt 4 verbunden ist. Die Sekundärwicklung des Transformators 5 speist die Motorwicklung 6. Die Steuerspannung für die Steuergitter der beiden Röhren wird über einen Transformator 7 zugeführt, dessen Sekundärwicklung eine Mittelanzapfung aufweist. Dieser Anzapfung wird über die Klemme 8 in an sich bekannter Weise die Gittervorspannung für beide Röhren gemeinsam zugeführt. Die Röhren 1 und 2 sind als Tetroden dargestellt, da es besonders vorteilhaft ist, Röhren mit hoher Leerlaufverstärkung zu verwenden. Auf diese Weise erreicht man bekanntlich, daß der Innenwiderstand besonders klein wird und daß das Verhältnis zwischen Ausgangs- und Eingangsspannung sich dem Wert 1 immer mehr nähert. Die Schirmgitter der Tetroden erhalten über die Klemme 9 und die Entkopplungsglieder 10, 11, 12 und 13 die erforderliche Vorspannung. Noch günstiger als Tetroden sind Pentoden, die in bekannter Weise noch ein mit der Kathode verbundenes Bremsgitter zwischen Schirmgitter und Anode besitzen.
  • In Fig. 4 ist dargestellt, wie die Verbraucherspannung vom Verbraucherstrom abhängig ist. Hierbei gilt die Kurve I für die übliche Kathodenbasisschaltung, die Kurve 1I für die Anodenbasisschaltung. Man sieht, daß bei der Anodenbasisschaltung auch bei relativ hohen Anodenströmen JA die Spannung UA nur wenig abgesunken ist, was auf den sehr kleinen Innenwiderstand der Endstufe zurückzuführen ist.
  • Selbstverständlich muß man beim Aufbau der Schaltung nach der Erfindung die bekannten Vorschriften, diefürAnodenbasisschaltungenbestehen, entsprechend berücksichtigen. Beispielsweise muß die Heizspannung für die in der Figur nicht dargestellten Heizwicklungen aus getrennten, gegeneinander gut isolierten Heizwicklungen abgenommen werden. Da die Ausgangsspannung niemals größer sein kann als die Eingangsspannung, wird es im allgemeinen erforderlich sein, die letztere auf den erforderlichen Wert hochzutransformieren. Als Vorteil der Schaltung ergibt sich noch, daß der Ausgangstransformator nicht am Hochspannungspotential liegt, sondern geerdeten Mittelpunkt aufweist, so daß geringe Anforderungen an die Wicklungsisolation gestellt werden können. Um bei dauerndem Kurzschluß des Ausgangsstromkreises die Röhren vor Zerstörung zu schützen, kann es vorteilhaft sein, in den Anodenstromkreis eine träge Sicherung zu legen. Falls es erforderlich ist, einen Drehstrom höherer, gegebenenfalls steuerbarer Frequenz zu erzeugen, wird entweder je eine Gegenkontaktschaltung pro Phase mit entsprechend phasenverschobenen Steuerspannungen vorgesehen, oder man verwendet zwei Endstufen mit um 90° verschobener Aussteuerung und setzt ihre Ausgangsspannungen mittels der bekannten Scott-Schaltung zu einem Dreiphasensystem zusammen. Ferner ist es auch möglich, eine Scott-Schaltung im Steuerkreis vorzunehmen, um die jeweils um 120° phasenverschobenen Steuerspannungen zu erhalten.
  • Die Speisung eines Wechselstrommotors nach der Erfindung führt zu einem besonders stabilen Arbeiten trotz schwankender Last.

Claims (4)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Anordnung zur Speisung eines Wechselstrommotors über einen elektronischen Leistungsverstärker und einen an dessen Ausgangsklemmen liegenden Transformator, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstufe des Leistungsverstärkers in Anodenbasisschaltung geschaltet und der Mittelpunkt der Primärwicklung des Transformators geerdet ist.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Elektronenröhren hoher Leerlaufverstärkung.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstufe in Gegentaktschaltung ausgeführt ist. 4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3 mit Erzeugung von Dreiphasenstrom höherer Frequenz für einen Drehstrommotor, gekennzeichnet durch die Anwendung der Scott-Schaltung im Steuerkreis oder im Leistungskreis der Endstufe. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 467134, 832 910, 839 656; Martin Kulp, »Elektronenröhren und ihre Schaltungen« (1951), S.177; »Funk und Ton«, 1951, Nr.
  4. 4, S.192.
DES50110A 1956-08-25 1956-08-25 Anordnung zur Speisung eines Wechselstrommotors ueber einen elektronischen Leistungsverstaerker Pending DE1130503B (de)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE467134C (de) * 1925-04-08 1928-11-02 Anschuetz & Co Gmbh Einrichtung zur unmittelbaren Steuerung von Drehfeldmotoren durch den Ausgangskreis von Elektronenroehren
DE832910C (de) * 1950-12-22 1952-03-03 Telefunken Gmbh Niederfrequenzverstaerker mit Leistungsendstufe

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE467134C (de) * 1925-04-08 1928-11-02 Anschuetz & Co Gmbh Einrichtung zur unmittelbaren Steuerung von Drehfeldmotoren durch den Ausgangskreis von Elektronenroehren
DE832910C (de) * 1950-12-22 1952-03-03 Telefunken Gmbh Niederfrequenzverstaerker mit Leistungsendstufe

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