DE1463266A1 - Schaltung zur Regelung der Drehzahl und zur UEberwachung des Ankerstroms eines aus einer Wechselstromquelle gespeisten,konstant erregten Gleichstrommotors - Google Patents

Schaltung zur Regelung der Drehzahl und zur UEberwachung des Ankerstroms eines aus einer Wechselstromquelle gespeisten,konstant erregten Gleichstrommotors

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Description

P 14 63 266.7 (G 41 398 VIIIb/21c) 19.. August 1968
General Electric Company ReK-Gu-4024
Schaltung zur Regelung der Drehzahl und zur Überwachung des Ankerstroms eines aus einer Wechselstromquelle gespeisten, konstant erregten Gleichstrommotors
Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Regelung der Drehzahl und zur Überwachung des Ankerstroms eines aus einer Wechselstromquelle gespeisten, konstant erregten Gleichstrommotors durch Steuerung des Stromflußwinkels eines im Ankerstromkreis des Motors liegenden steuerbaren Gleichrichters in Abhängigkeit von der Drehzahlregelabweichung, der zum Verschieben der Phasenlage einer der Steuerelektrode des steuerbaren Gleichrichters über eine Zündschaltung zugeführten Zündspannung eine Wechselspannung überlagert ist (Vertikalsteuerung).
Bei dieser bekannten Schaltung wird die Drehzahl des Gleichstrommotors dadurch geregelt, daß der Zündzeitpunkt des steuerbaren Gleichrichters im Verlauf einer Periode der Speisewechselspannung in Abhängigkeit von der die Drehzahlregelabweichung darstellenden Differenz einer Drehzahlsollwertspannung und einer DrehzaIistwertspannung derart gesteuert, daß der durch den Gleichrichter fließende Strom größer wird, wenn die Drehzahl absinkt, oder kleiner wird, wenn die Drehzahl ansteigt, so daß die Drehzahl konstant bleibt. Diese Regelschaltung hat jedoch den Nachteil, daß, wenn die Drehzahlsollwertspannung eine höhere Drehzahl fordert, aber die Motordrehzahl und die Drehzahlistwertspannung niedrig sind (wie beim Anlauf oder unter
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Last), der Zündzeitpunkt dee steuerbaren Gleichrichters so verschoben wird, daß der mittlere Ankerstrom vergrößert wird. Unter bestimmten Bedingungen, z.B. bei geringer Motordrehzahl, kann diese Erhöhung des Ankerstromes unzulässig hoch werden.
Gemäß der Erfindung wird dieser Nachteil ausgehend von dieser bekannten Schaltung dadurch beseitigt, daß eine Strombegrenzungsschaltung eine zweite Wechselspannung liefert, die in Abhängigkeit von einem bei einer vorgegebenen Gegen-EMK des Motorankers maximal zulässigen Ankerstrom vorgespannt ist, und daß die Zündspannung nur dann erzeugt wird, wenn beide Wechselspannungen einen vorbestimmten Wert oberhalb eines Bezugspotentials erreichen.
Diese Schaltung ist vorzugsweise dadurch weitergebidet, daß die beiden Wechselspannungen gleiche Frequenz haben, ihre gegenseitige Phasenlage durch Schaltungsbauelemente einstellbar ist, die eine Wechselspannung von der zweiten vorgespannt ist und die Zündschaltung die Zündspannung in Abhängigkeit von der relativen Größe der beiden vorgespannten Wechselspannungen erzeugt.
Vorzugsweise werden die beiden Wechselspannungen jeweils an eine von zwei Sekundärwicklungen eines primärseitig an der Wechselstromquelle liegenden Transformators abgegriffen.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Zündschaltung derart ausgebildet, daß sie mindestens einen mit der Steuerelektrode des steuerbaren Gleichrichters verbundenen Transistor enthält, der das Zünden des steuerbaren Gleichrichters verhindert, wenn die zweite Wechselspannung einen einem vorbestimmten Wert der Gegen-EMK entsprechenden Wert annimmt, wodurch der Ankerstrom begrenzt wird.
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Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nun an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
J?ig. 1 zeigt das Schaltbild eines bevorzugten Ausführungs- beispie\6 der Erfindung und
Pig. 2 verschie ene Kurvenforauen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Pig. 1.
In Pig. 1 ist ei upeise-Wechselstromquelle 115, z.B. mit 115 V und 60 Hz, dargestellt. Diese Wechselstromquelle 115 kann an eine Leitung 12 und eine Bezugsleitung 13 gelegt sein, und die Bezugsleitung kann geerdet sein. Der Anker des Gleichst rommotors, dessen Drehzahl geregelt werden soll, ist mit 10 und seine Erregerwicklung mit 11 bezeichnet. Die Erregerwicklung 11 kann über einen Gleichrichter 14 mit Gleichstrom gespeist werden, dessen Anode mit d^r Leitung 12 und dessen Katode mit einen! Ende der Erregerwicklung 11 verbunden ist. Das andere Ende der Erregerwicklung 11 ist mit der Leitung 13 verbunden. Ein weiterer Gleichrichter 15 kann parallel zur Erregerwicklung 11 gelegt sein. Der Anker 10 erhält über einen steuerbaren Gleichrichter 20 Gleichstrom. Dieser steuerbare Gleichrichter 20 hat eine Anode, eine Katode und einen Steueranschluß. Zwischen der Anode und der Katode des steuerbaren Gleichrichters 20 liegt der Hauptstrompfad des Gleichrichters 20. Die Anode des Gleichrichters 20 ist mit der Leitung 12 und die Katode mit dem einen Anschluß des Ankers 10 verbunden. Der andere Anschluß des Ankers 10 ist mit der Leitung 13 verbunden. Die Regelschaltung enthält eine Zündschaltung G, eine Strombegrenzungsschaltung CLC und eine Drehzahlsollwertgeberschaltung SPC^ Diese drei Schaltungen sind in den gestrichelten Kästchen angeordnet· Ein Transfornator dient zur Einspeisung verschiedener Spannungen in die drei Schaltungen. Dieser Trans-
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formator ist mit einer Primärwicklung 16, die zwischen der Leitung 12 und der Leitung 13 liegt, sowie mit drei Sekundärwicklungen 17,18 und 19 versehen. Die Sekundärwicklung 17 liegt in der Zündschaltung G und dient zur Einspeisung einer Zündspannung, die Sekundärwicklung 18 liegt in der Strombegrenzungsschaltung GLC und gibt eine Strombegrenzungsspannung ab, während die Sekundärwicklung 19 in der Drehzahlsollwertschaltung SPC liegt und eine Drehzahlsollwertspannung einspeist. Die relativen Polaritäten der an den Wicklungen 16,17,18 und erscheinenden Spannungen sind durch Polaritätspunkte gekennzeichnet. Diese Punkte bezeichnen diejenigen Enden der verschiedenen Wicklungen, die in einem bestimmten Zeitpunkt die gleiche Polarität haben.
In der Zündschaltung G wird die an der Sekundärwicklung 17 liegende Spannung durch einen Gleichrichter 21 gleichgerichtet und durch einen Widerstand 22 und einen Kondensator 23 geglättet. Diese gleichgerichtete und geglättete Spannung ist gegenüber einer Bezugsleitung 32, die mit der Katode des steuerbaren Gleichrichters 20 und dem einen Anschluß des Ankers 10 verbunden ist, positiv. Diese positive Spannung wird einem Widerstand 27 zugeführt, der mit einem Gleichrichter 30 verbunden ist. Der Gleichrichter 30 ist mit dem Steueranschluß des Gleichrichters 20 verbunden. Diese positive Gleichspannung Stellt also die Steuerspannung des Gleichrichters 20 dar. Die Zündschaltung enthält ferner zwei npn-Transistoren 24 und 29. Bei Umkehr der Polaritäten der Spannungen in der Schaltung können auch pnp-Transistoren verwendet werden. Die Emitter-Kollektor-Strecke des einen Transistors 24 wird mit der gleichgerichteten und geglätteten Spannung über einen Widerstand 26 gespeist. Der Emitter-Kollektor-Strecke des anderen Transietors 29 wird die gleichgerichtete und geglättete Spannung über den Widerstand 27 zugeführt. Der Kollektor des einen Tranaistors 24 ist über eine Entkopplungsdiode 28 mit der Basis
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des anderen Transistors 29 so verbunden, daß der Basis des einen Transistors 24 zugeführte Signale verstärkt und der Basis des anderen Transistors 29 zugeführt werden. Zwischen dem Steueranschluß und der Katode des steuerbaren Gleichrichters 20 liegt ein Kondensator 31, der eine unbeabsichtigte Zündung des steuerbaren Gleichrichters 20 durch in der Leitung zum Steueranschluß auftretende Streuspannungen verhindert. Zwischen Emitter und Basis des einen Transistors 24 liegt eine Diode 25, die verhindert, daß eine zu hohe Vorspannung zwischen Basis und Emitter dieses einen Transistors 24 auftritt.
In der Strombegrenzungsschaltung CLC liegt die von der Sekundärwicklung 18 abgegebene Spannung an einer aus einem Widerstand 35 und einem Kondensator 36 bestehenden Reihenschaltung. Am Verbindungspunkt 37 von Widerstand 35 und Kondensator 36 erscheint eine sich ändernde Spannung, die die gleiche Frequenz wie die Speisewechselspannung hat. Wenn die Polaritätspunkte der Primärwicklung 16 und der Sekundärwicklung 18 berücksichtigt Werden und der Widerstand 35 und der Kondensator 36 bestimmte Werte haben, ergibt sich, daß die Spannung am Verbindungspunkt 37 der Spannung an der Leitung 12 in der Phasenlage um etwa 90° vorauseilt. Die Strombegrenzungsschaltung enthält auch ein Spannungsteilernetzwerk mit zwei Widerständen 33 und 34, die miteinander in fieihe und zum Anker 10 paral-Ie!geschaltet sind. Der Verbindungspunkt dieser Widerstände 33,34 ist mit dem einen Anschluß der Sekundärwicklung 18 und mit einem Widerstand 35 verbunden. Die Widerstände 33 und 34 ergeben eine Gleichspannung an ihrem Verbindungspunkt, deren Augenblicksgröße proportional der Gegen-EMK ist, die vom Anker 10 erzeugt wird. Diese Gleichspannung ist der sich ändernden Spannung am Verbindungspunkt 37 als Vorspannung überlagert. Die phasenverschobene Wechselspannung von der Sekundärwicklung 18 bildet zusammen mit der vom Motoranker 10 gelieferten Gleichspannung die Strombegrenzungsspannung. Diese
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Spannung wird der Basis des Transistors 29 über eine Entkopplungsdiode 38 zugeführt und bewirkt, daß der Transistor 29 leitend wird, wenn die Wechselspannung so hoch vorgespannt ist, daß sie das Bezugspotential der Leitung 32 während eines Teils jeder positiven Halbwelle der Speisewechselspannung überschreitet. Der Zündzeitpunkt des steuerbaren Gleichrichters 20 wird durch entsprechende Wahl der Widerstände 33 und 34 bestimmt. Diese Wahl der Widerstandswerte erfolgt bei Ankerdrehzahl Null, bei der der Ankerstrom bei einem vorgegebenen Drehzahlsollwert ein Maximum erreicht. Wenn die Werte dieser Widerstände einmal bestimmt sind, wird der maximal zulässige Ankerstrom bei jedem gewählten Drehzahlsoliwert begrenzt.
In der Drehzahlsollwertgeberschaltung SPC wird eine an der Sekundärwicklung 19 erscheinende Spannung einer aus einem Widerstand 29 und einem Kondensator 50 bestehenden Reihenschaltung zugeführt. Am Verbindungspunkt 51 von Widerstand 59 und Kondensator 50 erscheint eine sich ändernde Spannung (also eine Wechselspannung), die die gleiche JPrequenz wie die Speisewechse!spannung hat. Bei dem durch die Polaritätspunkte angegebenen Wickelsinn der Primärwicklung 16 und der Sekundärwicklung 19 und geeigneter Bemessung des Widerstands 49 und des Kondensators 50 kann die Spannung am Verbindungspunkt 51 gegenüber der Spannung an der Leitung 12 um 90° nacheilen. Diese Spannung ist über einen Widerstand 52 mit einer Ausgangsleitung 53 verbunden. Die Ausgangsleitung 53 ist mit der Basis des einen Transistors 24 in der Zündschaltung verbunden. Der sich ändernden Spannung an der Ausgangsleitung 53 ist eine über einen verstellbaren Abgriff 44 eines Potentiometers 43 abgenommene Gleichspannung als Vorspannung überlagert., Diese Gleichspannung stellt eine erste Vorspannung dar und wird, durchweinen Gleichrichter 40 bewirkt, der mit der, Leitung 12 verbunden ist. Die gleichgerichtete Spannung wird ,durch einen s
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Widerstand 41 und einen Kondensator 42 geglättet, die zwischen den Gleichrichter.40 und die Leitung 13 geschaltet sind. Das Potentiometer 43 liegt zwischen dem unteren Anschluß des Widerstandes 41 und der Leitung 13. Diese erste Vorspannung liegt in Reihe mit einer zweiten (Drehzahl-Null-)Gleichvorspannung, die einen Kondensator 47 über zwei Gleichrichter und 46 zugeführt wird, die zwischen den Anschlüssen der Sekundärwicklung 19 und dem Abgriff 44 liegen. Diese zweite Spannung ist eine negative Vorspannung und gewährleistet, daß der Transistor 24 und mithin der steuerbare Gleichrichter 20 bei Drehzahl Null gesperrt ist. Die aus der sich ändernden Spannung (Wechselspannung) und den beiden überlagerten Vorspannungen gebildete Spannung stellt die Drehzahlsollwertspannung dar. Wenn der Abgriff 44 am Potentiometer 43 verstellt wird, wird dadurch der Zündzeitpunkt des steuerbaren Gleichrichters 20 entsprechend vor oder zurückverlegt.
Der steuerbare Gleichrichter 20 zündet, d.h. wird stromleitend, wenn das Potential seiner Anode gegenüber dem seiner Katode positiv ist und an seinem Steueranschluß ein gegenüber dem Katodenpotential positives Potential gelegt wird. Wenn der steuerbare Gleichrichter einmal leitend ist, bleibt er so lange leitend, bis die Spannung zwischen seiner Anode und seiner Katode etwa auf Null abgesunken ist oder sich umpolt. Wenn der Transistor 29 leitend ist, schaltet er die Spannung zwischen dem Steueranschluß und der Katode des steuerbaren Gleichrichters 20 praktisch kurz, so daß der steuerbare Gleichrichter 2Ö nicht gezündet werden kann. Wenn der Transistor 29 dagegen gesperrt ist, kann die Zündspannung angelegt und der steuerbare tleicnrichter gezündet werden. Der Transistbs? 29 ' wird iieitendi^wefaö der Transistor 24 gesperrt ist, unä gesperrt» Wenn1^er"Iraniistor 24 leitend ist♦ Der Transistor 24 bleibt gesperrtöd'er^ leitend'» je nach der Größe der Motor- " i an ^er^iBezugsieitung 32 relativ zur GrBlfc Λ
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der Drehzahlsollwertspannung auf der Ausgangsleitung 53. Der Unterschied bzw. die Differenz zwischen diesen beiden Größen wird als Drehzahlfehlerspannung bezeichnet und ist proportional der Drehzahlregelabweichung. Die Drehzahlsollwertspannung auf der Ausgangsleitung 53 ist gegenüber der Gegen-EMK auf der Bezugsleitung 32 positiv, wenn die Drehzahl des Ankers 10 unter die gewünschte Drehzahl fällt. Unter dieser Voraussetzung leitet der Transistor 24, der Transistor 29 ist gesperrt und die Zündspannung, die dem Steueranschluß und.- der Katode des steuerbaren Gleichrichters 20 zugeführt wird, bewirkt, daß der Gleichrichter 20 leitend wird. Dadurch wird die Ankerdrehzahl erhöht. Wenn die Gegen-EMK des Ankers 10 ausreichend groß ist, wie dies der EaIl ist, wenn der Motor mindestens mit der gewünschten Drehzahl läuft, wäre die Spannung an der Bezugsleitung 32 gleich der oder größer als die Spannung an der Ausgangsleitung 53. In diesem Falle würde der Transistor 24 gesperrt, der Transistor 29 leiten und der steuerbare Gleichrichter 20 gesperrt. Damit würde die Ankerdrehzahl fallen. Wenn der Motor belastet ist, leitet der steuerbare Gleichrichter 20 eine bestimmte Zeit lang während jeder Halbwelle, wenn das Potential der Leitung 12 gegenüber dem der Leitung 13 positiv ist. Diese Zeitspanne hängt von dem Unterschied der Drehzahlsollwertspannung an der Ausgangsleitung 53 relativ zur Größe der Spannung auf der Bezugsleitung 32 ab, die durch die Gegen-EMK des Motorankers 10 bestimmt wird. Daraus ergibt sich, daß dann, wenn die Drehzahlsollwertschaltung der Zündschaltung eine Spannung zuführt, der steuerbare Gleichrichter 20 gezündet wird, so daß die Motordrehzahl auf der Größe gehalten wird, die durch die Einstellung des Abgriffs 44 am Potentiometer 43 bestimmt wird.
Der steuerbare Gleichrichter 20 kann nur dann gezündet werden, wenn die Strombegrenzungsschaltung der Zündschaltung die er-
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forderliche Spannung zuführt. Die Strombegrenzungsschaltung gibt diese Spannung in einem Zeitpunkt ab, der von der Gegen-EMK des Ankers 10 abhängt. Dieser Zeitpunkt ist vorzugsweise so eingestellt, daß der Ankerstrom auf den gewünschten Wert begrenzt wird, wenn der Motoranker 10 blockiert ist bzw. sich nicht dreht. Die Strombegrenzungsspannung aus der Strombegrenzungsschaltung tritt an dem Verbindungspunkt 37 auf. Wenn die Gegen-EMK des Ankers 10 verhältnismäßig niedrig ist, was der Pail ist, wenn der Anker 10 ziemlich langsam umläuft, ist die Strombegrenzungsspannung an dem Verbindungspunkt 37 gegenüber der Spannung der Bezugsleitung 37 verhältnismäßig hoch (weniger negativ). Eine verhältnismäßig hohe Spannung am Verbindungspunkt 37 bewirkt, daß der Transistor 29 stromleitend wird, und dies verhindert, daß der steuerbare Gleichrichter 20 gezündet wird. Wenn die Gegen-EMK des Ankers 10 verhältnismäßig hoch ist, Was der Fall ist, wenn der Anker 10 ziemlich schnell umläuft, ist die Strombegrenzungsspannung zwischen dem Verbindungspunkt 37 und der Bezugsleitung 32 relativ niedrig (negativer). Eine verhältnismäßig niedrige Spannung zwischen dem Verbindungspunkt 37 und der Leitung 32 bewirkt, daß der Transistor 29 gesperrt wird, so daß dadurch dem steuerbaren Gleichrichter 20 das Zündsignal zugeführt werden kann und dieser leitend wird.
Die Wirkungsweise der Strombegrenzungsschaltung CLC und der Drehzahlsollwertgeberschaltung SPC werden an Hand der in Pig.2 dargestellten Kurven näher erläutert.Der Verlauf der Spannung zwischen der Leitung 12 und der Leitung 13 ist durch die strichpunktierte Kurve dargestellt. Diese Spannung hat eine solche Frequenz, daß die Dauer jeder Halbwelle gleich der Zeit von tQ bis tf- ist. Die Drehzahl fehl er spannung (das ist die Spannung zwischen der Leitung 53 und der Bezugsleitung 32) ist durch die gestrichelte Kurve für eine willkürliche Dreh-
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zahlsollwertspannung, die am verstellbaren Abgriff 44 eingestellt ist, dargestellt. Diese Drehzahlfehlerspannung hat die gleiche Frequenz wie die Speisewechselspannung, eilt dieser jedoch um 90° nach. Durch die voll ausgezogenen Kurven sind Strombegrenzungsspannungen (cas Potential des Verbindungspunktes 37 gegenüber dem Potential der Bezugsleitung 32) für drei Fälle gezeigt, nämlich für eine Gegen-EMK von Oft, 50$ und 100$. Diese sind willkürlich gewählt und stellen den Betrag der Gegen-EMK dar, die auftritt, wenn der Motor blockiert wird, wenn der Motor mit einer bestimmten Zwischendrehzahl läuft und wenn der Motor mit maximaler Drehzahl läuft. Die Strorobegrenzungsspannungen haben die gleiche Frequenz wie die Speisewechselspannung, doch eilen sie der Speisewechselspannung in der Phase um einen bestimmten Winkel vor. Der Wert, bei dem der steuerbare Gleichrichter 20 in Abhängigkeit von der Drehzahlfehlerspannung und der Strombegreiizungsspannung gezündet wird, ist durch eine horizontale stiichpunktierte Linie dargestellt, deren Höhe willkürlich eingestellt und in bezug auf die Nullachse etwas positiv gewählt ist. Bei der praktischen Ausführung einer erfindungsgemäßen Schaltung kann der Wert, bei dem der steuerbare Gleichrichter 20 in Abhängigkeit von der Drehzahlfehlerspannung gezündet wird verschieden von dem Wert sein, bei dem der Gleichrichter 20 in Abhängigkeit von der Strombegrenzungsspannung gezündet wird. In der Zeit
von t~ bis tr kann der steuerbare Gleichrichter 20 nur dann O ο
gezündet werden, wenn die Strombegrenzungsspannung unterhalb dieser horizontalen Linie und die Drehzahlfehlerspannung oberhalb dieser horizontalen Linie liegt. Wenn der Motor blockiert wird, verhindert die Tatsache, daß die Strombegrenzungsspannung bei einer Gegen-EMK von 0$ bis zum Zeitpunkt t. nicht ..-·..,. unter die Zündlinie des steuerbaren Gleichrichters fällt, daß der Gleichrichter 20 vor dem Zeitpunkt t, gezündet wird, (obwohl die Drehzahlfehlerspannung im Zeitpunkt t* die Ziind-
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linie des Gleichrichters 20 überschreitet). Wenn die Strombegrenzungsspannung im Zeitpunkt t, unter die Zündlinie des Gleichrichters 20 fällt, kann der Gleichrichter 20 bis zum Zeitpunkt tr für den übrigen Teil der Halbwelle stromleitend sein. Eine etwas andere Bedingung gilt für die Strombegrenzungsspannung für eine Gegen-MK von 50$. In diesem lalle fällt die Strombegrenzungsspannung im Zeitpunkt t2 unter die ZUndlinie. Der steuerbare Gleichrichter 20 wird jedoch erst im Zeitpunkt t, gezündet, wenn die Drehzahlfehlerspannung die Ztindlinie überschreitet, und bleibt bis zum Ende der ersten Halbwelle leitend. Für eine Gegen-EMK von 100$ unterschreitet die Strombegrenzungsspannung die Zündlinie im Zeitpunkt t... Deshalb wird der steuerbare Gleichrichter 20 auch in diesem Falle erst im Zeitpunkt t, gezündet, da die Drehzahlfehlerspannung die Zündlinie in diesem Augenblick überschreitet. Der steuerbare Gleichrichter 20 bleibt dann wieder bis zum Zeitpunkt tr, dem Ende der Halbwelle gezündet bzw. leitend. Die Kurven nach Fig. 2 stellen einige Beispiele von vielen möglichen Betriebszuständen dar. Der Verlauf der Drehzahlfehlerspannung kann durch Verstellen des Abgriffs 44 oder die Strombegrenzerspannung durch Ändern der Helativwerte der Widerstände 33 und 34 nach oben oder unten (in der Darstellung nach Fig. 2) verschoben werden.
Das Diagramm nach Fig. 2 zeigt, daß selbst dann, wenn keine Gegen-EMK vorhanden ist, der Anker und andere Schaltungsele-r mente durch die StrombegrenzungBspannung gegen zu hohen Strom geschützt werden, was für den dargestellten Zustand bis zum Zeitpunkt t. der Fall ist. Wenn man die Werte der Sehaltungselesente auf die von den Strombegrenzungszuständen bei einer Gegen-EMK von O^ bestimmten Werte einstellt, dann kann der steuerbare Gleichrichter 20 früher in einer Halbwelle gezündet werden, wenn die Gegen-EMK anstigt. Der Ankerstroa wird trotzdem noch begrenzt, denn obwohl der steuerbare Gleichrich-
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ter 20 bei Ansteigen der Gegen-EMK früher leitend werden kann, bleibt der Gesamtankerstrom praktisch derselbe, weil die Gegen-EMK dem durch das frühere Zünden des steuerbaren Gleichrichters 20 erhöhten Ankerstrom entgegenwirkt und ihn dadurch verringert. Bei Erreichen des maximal zulässigen Stroms fällt die Drehzahl wegen des plötzlichen Eingreifens der Strombegrenzung praktisch sprungartig (d.h. bei gleichem Strom) von der maximalen Drehzahl auf die Drehzahl Mull ab.
Zusammenfassend ergibt sich, daß die Strombegrenzungsschaltung eine verbesserte Drehzahlregelung ergibt und zur Begrenzung des Ankerstroms auf einen vorbestimmten Wert über den vollen Drehzahlbereich verwendbar ist. Dies wird durch geeignete Auswahl der Bauelemente in der Strombegrenzungsschaltung nach Pig. 1t vorzugsweise für den Pail, daß die Drehzahl Null ist, erreicht. Diese Strombegrenzungsschaltung greift sofort in Abhängigkeit von der Gegen-EMK des Motorankers ein. Die Strombegrenzungsschaltung benötigt kein Signal, das vom Ankerstrora abgeleitet ist. Ein solches Signal müßte durch eine entsprechende Siebschaltung geglättet werden, die zu unerwünschten Verzögerungszeiten in Regelkreis führt, so daß dieser instabil werden kann oder die Drehzahl nicht mit der gewünschten Genauigkeit regelt. Eine Verzögerungszeit ist auch deshalb nicht erwünscht, weil empfindliche Bauelemente bereits von dem Überstrom zerstört sein können, bevor die Strombegrenzung wirksam wird. Die Strombegrenzungsschaltung kann mit oder ohne Drehzahlsollwertgeberschaltung verwendet werden, es wird jedoch bevorzugt, sie zusammen mit einer solchen Drehzahlsollwertgeberschaltung zu verwenden. Bei dieser Anordnung bestimmen sowohl die Strombegrenzungsschaltung als auch die Drehzahlsollwertgeberschaltung den Zündzeitpunkt des steuerbaren Gleichrichters 20. Da die Erfindung nur an Hand eines speziellen Ausführungsbeispiels erläutert wurde, lassen sich auch andere.Anordnungen ausbilden. So können beispielsweise andere
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Anordnungen zur Bildung, der verschiedenen Spannungen in der Zündschaltung, in der Strombegrenaungasehaltung oder in der Eareh^hlsollwsrtgeberschaltung verwendet werden. So kann auch, anstelle der G.egen-EM£des Ankers 10 die, Ausgangsspannung eines von der Welle des Ankers. ,10 angetriebenen Sachoijaeters als B?ehz&hliatwertsignal verwendet werden. !Ferner können die iZüadBchaltang, Me Strombegrenzungsschaltung, und die Erehzahlsollwertgeberseha^tung aodifiziert oder anders ausgebildet werden und dennoch den gewünschten Zweck erfüllen und die beschriebene Wirkung haben,.. Die Phasenverschiebung in der, DreiLzahl§»ellw&rtge,bers,Gha.ltung kann auch, einen anderen Wert als 90° annehmen. ..·... . ,

Claims (4)

  1. U63266
    Patentansprüche
    ( 1.) Schaltung zur Regelung der Drehzahl und zur Überwachung des >»»***. ■ ·■ · ■ ·■ . . ■ * . .. . ■ , . . . -Ankerstroms eines aus einer Wechselstiomquelle gespeisten, konstant erregten Gleichstrommotors durch Steuerung des Stromflußwinkeis eines im Ankerstromkreis des Motors liegenden Bteuerbaren Gleichrichters in Abhängigkeit von der Brehzahiregelabweichung, der zum Verschieben der Phasenlage einer der Steuerelektrode des steuerbaren Gleichrichters über eine Zündschaltung zugeführten Zündspannung eine Wechselspannung überlagert ist (Vertikalsteuerung), dadurch gekennzeichnet , daß eine Strombegrenzungsschaltung (CLC) eine zweite Wechselspannung liefert, die in Abhängigkeit von einem bei einer vorgegebenen Gegen-EMK des Motorankers (10) maximal zulässigen Ankerstrom vorgespannt ist, und daß die Zündspannung nur dann erzeugt wird, wenn beide Wechselspannungen einen vorbestimmten Wert oberhalb eines Bezugspotentials (32) erreichen.
  2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Wechselspannungen gleiche Frequenz haben, ihre gegenseitige Phasenlage durch Schaltungsbauelemente (49»50, 35,36) einstellbar ist, die eine Wechselspannung von der zweiten vorgespannt ist und die Zündschaltung (G) die Zündspannung in Abhängigkeit von der relativen Größe der beiden vorgespannten Wechselspannungen erzeugt.
  3. 3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Wechselspannungen jeweils an einer von zwei Sekundärwicklungen (18,19) eines primärseitig an der Wechselstromquelle liegenden Transformator abgegriffen werden.
    Neue Unterlagen
    80981 1/06:37:
  4. 4. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet t daß die Zündschaltung mindestens einen Bit der Steuerelelctrode des steuerbaren Gleichrichters verbundenen Transistor (29) enthält, der das Zünden des steuerbaren Gleichrichters verhindert, wenn die zweite Wechselspannung einen eines vorbestimmten Wert der Gegen-EMK entsprechenden Wert annisrat, wodurch der Ankerstroe begrenzt wird.
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