Anordnung zur Drehzahlsteuerung eines Gleichstrommotors Es ist bereits
bekannt, die Drehzahl eines Gleichstrommotors der aus einer Gleichspannungsquelle
gespeist wird, dadurch zu steuern, daß man zwischen der Gleichspannungsquelle und
der Ankerwicklung des Gleichstrommotors eine aus Transistoren aufgebaute Brückenschaltung
vorsieht, durch deren Aussteuerung Drehzahl und Drehrichtung des Gleichstrommotors
verstellt werden können. Diese Anordnungen haben jedoch den Nachteil, daß nur Motoren
geringer Leistung und niedriger Nennspannung verwendet werden können. Soll der Gleichstrommotor
beispielsweise von der Fahrdrahtspannung eines Bahnnetzes gespeist werden, dann
sind die bekannten Anordnungen dazu nicht in der Lage. Aufgabe der Erfindung ist
es, eine einfache Anordnung zur Drehzählsteuerung eines Gleichstrommotors zu schaffen,
die die erwähnten Mängel nicht aufweist.Arrangement for speed control of a DC motor It is already
known, the speed of a DC motor from a DC voltage source
is fed, to be controlled by switching between the DC voltage source and
the armature winding of the DC motor is a bridge circuit made up of transistors
provides, by controlling the speed and direction of rotation of the DC motor
can be adjusted. However, these arrangements have the disadvantage that only motors
low power and low rated voltage can be used. Should the DC motor
for example, fed by the contact wire voltage of a rail network, then
the known arrangements are not able to do this. The object of the invention is
it is to create a simple arrangement for speed counting control of a DC motor,
which does not have the defects mentioned.
Demzufolge betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Drehzahlsteuerung
eines aus einer Gleichspannungsquelle gespeisten Gleichstrommotors, dessen Ankerwicklung
allein oder in Reihe mit seiner Erregerwicklung in der Gleichstromdiagonalen einer
Gleichrichterbrückenschaltung angeordnet ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß die anderen Eckpunkte der Gleichrichterbrückenschaltung einerseits über eine
Drossel mit der Verbindungsleitung zweier Kondensatoren und andererseits mit der
Verbindungsleitung zweier steuerbarer Halbleiterventile verbunden sind und daß die
in Reihe liegenden Kondensatoren parallel zu den in Reihe liegenden steuerbaren
Halbleiterventilen an die Gleichspannungsquelle angeschlossen sind.Accordingly, the invention relates to an arrangement for speed control
a DC motor fed from a DC voltage source, its armature winding
alone or in series with its field winding in the direct current diagonal one
Rectifier bridge circuit is arranged. The invention is characterized in that
that the other corner points of the rectifier bridge circuit on the one hand via a
Choke with the connecting line of two capacitors and on the other hand with the
Connecting line of two controllable semiconductor valves are connected and that the
in series capacitors parallel to the controllable ones in series
Semiconductor valves are connected to the DC voltage source.
In der Zeichnung ist ein schematisches Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt. Mit 1 und 2
sind zwei in Reihe geschaltete Leistungskondensatoren
und mit 3 eine Drossel bezeichnet. Letztere ist mit den beiden Kondensatoren auf
Resonanz abgestimmt. 4 und 5 stellen zwei in Serie geschaltete, als Schalter wirkende,
als Thyristoren bezeichnete steuerbare Halbleiterventile dar. Dazu antiparallelliegende
Halbleiterelemente - sie entsprechen an sich bekannten Blindlastventilen - haben
die Ziffern 6 und 7. Die vier Trockengleichrichter einer Gleichrichterbrückenschaltung,
die mit ihren Wechselstromanschlüssen zwischen der Verbindungsleitung der gesteuerten
Halbleiter 4, 5 und der Drossel 3 liegt, sind mit 8 bis 11 bezeichnet. 12 ist die
Ankerwicklung und 13 die Erregerwicklung eines Gleichstrommotors. Die Anordnung
ist an eine speisende Gleichspannung Ug angeschlossen.A schematic embodiment of the invention is shown in the drawing. With 1 and 2 two power capacitors connected in series and with 3 a choke are designated. The latter is tuned to resonance with the two capacitors. 4 and 5 represent two series-connected, switch-acting, controllable semiconductor valves known as thyristors. In addition, anti-parallel semiconductor elements - they correspond to reactive load valves known per se - have the numbers 6 and 7. The four dry rectifiers of a rectifier bridge circuit, which with their AC connections between the Connection line of the controlled semiconductors 4, 5 and the choke 3 is denoted by 8 to 11. 12 is the armature winding and 13 is the excitation winding of a DC motor. The arrangement is connected to a feeding direct voltage Ug.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist etwa folgende: Angenommen, der
linke Kondensator 1 sei geladen, so wird zuerst der Thyristor 4 gezündet.
Der Kondensator 1 entlädt sich über den Thyristor 4, die Bauelemente 11, 13,
12, 8 und 3 in Form eines Teiles einer angenäherten Sinuskurve, bis der Strom den
Wert 0 erreicht hat. Ist noch etwas Energie in dem Kreis vorhanden, so wird diese
über das Halbleiterelement 6 dem Kondensator 1 zugeführt, so daß sich die Polarität
der am Kondensator 1 liegenden Spannung umpolt. Mit der Abnahme der Spannung am
Kondensator 1 hat inzwischen die Spannung am Kondensator 2 zugenommen. Nach Zündung
des Thyristors 5 entlädt sich der Kondensator 2 über die Bauelemente 3, 9, 13, 12,
10 und 5. Schließlich ist auch in diesem Fall der Stromnullwert wieder erreicht,
bei welchem der Strom im Thyristor 5 aussetzt und das Halbleiterelement 7 den Strom
kurzzeitig übernimmt. Man erkennt, daß die Thyristoren 4 und 5 abwechselnd
gezündet werden müssen.The mode of operation of the arrangement is roughly as follows: Assuming that the left capacitor 1 is charged, the thyristor 4 is triggered first. The capacitor 1 discharges through the thyristor 4, the components 11, 13, 12, 8 and 3 in the form of part of an approximate sinusoidal curve until the current has reached the value 0. If there is still some energy in the circuit, it is fed to the capacitor 1 via the semiconductor element 6, so that the polarity of the voltage across the capacitor 1 is reversed. With the decrease in the voltage across capacitor 1, the voltage across capacitor 2 has increased in the meantime. After triggering the thyristor 5, the capacitor 2 discharges via the components 3, 9, 13, 12, 10 and 5. Finally, in this case too, the current zero value is reached again, at which the current in the thyristor 5 and the semiconductor element 7 the current briefly takes over. It can be seen that the thyristors 4 and 5 must be ignited alternately.
Mit der obigen Anordnung ist es möglich, die Drehzahl eines Gleichstromreihenschlußmotors,
z. B. beim Antrieb eines Fahrzeuges, zu steuern. Um die Drehzahl zu ändern, ist
es erforderlich, die einzelnen Stromhalbwellen seltener durch die Anordnung zu schicken,
wodurch der belastete Motor langsamer läuft. Verändert man die Impulszahl z. B.
im Verhältnis 1 : 10, so ist damit eine Steuerung der Drehzahl angenähert von Nenndrehzahl
bis auf 10 % davon möglich.With the above arrangement, it is possible to control the speed of a direct current series motor,
z. B. when driving a vehicle to control. To change the speed is
it is necessary to send the individual current half-waves through the arrangement less often,
whereby the loaded motor runs more slowly. If you change the number of pulses z. B.
in a ratio of 1:10, control of the speed approximates the nominal speed
possible up to 10% of this.
In Weiterführung des Erfindungsgedankens ist es denkbar, in gleicher
Weise die Drehzahl eines Gleichstromnebenschlußmotors zu steuern. Die Drehzahl hängt
dann von der zugeführten Spannung ab. Für den Leerlaufbetrieb würden sich die Stromimpulse
sehr lange hinziehen. In diesem Falle erweist es sich als vorteilhaft, einen Kondensator
14 parallel zur Ankerwicklung des Motors zu schalten. Dies ist in der Zeichnung
gestrichelt angedeutet. Der Kondensator 14 würde dann in die Stromversorgung
mit einbezogen
sein und sich in gewissen Zeitabständen immer wieder
aufladen.In a continuation of the inventive concept, it is conceivable to control the speed of a direct current shunt motor in the same way. The speed then depends on the voltage supplied. For idle operation, the current pulses would drag on for a very long time. In this case it proves to be advantageous to connect a capacitor 14 in parallel to the armature winding of the motor. This is indicated by dashed lines in the drawing. The capacitor 14 would then be included in the power supply and would be charged again and again at certain time intervals.