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"Verfahren zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl von Asynehron#
notoreug. Das Hauptpatent (Pate-Am. L 40 476) betrifft ein Verfahren zur Steuerung
oder Regelung der Drehzahl von Asynchronmotoren mit Schleitringläufern, wobei die
Läuferspannung gleichgeer, richtet wird und auf einen Widerstand arbeitet.dessen
Obmwert fest ist. Die Größe des Gleichstroms wird durch intermittierenden Kurzschließen
oder Abschalten des Widerstandes mit elektronischen Schaltelementen gesteuert oder
geregelt.
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Das Zusatzpatent.......ooo.o(Pat.-Am. L 144 276) betrifft eir
Verfahren, bei dem in Reihe mit dem Widerstand ein Kondensator geschaltet wird und
beide von einem steuerbaren, Insbesondere durch Kondensatorstromstoß löschbaren
Halbleiterelement Überbrückt werden.
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Ein Verfahren vorstehender Art wird gemäß der vorliegenden Erfindung
dadurch vorteilhaft weitergebildet, daß für mehrere getrennt steuerbare Notoren
ein gemeinsamer Kondensator vorgesehen wird.
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Das Hauptpatent Zeht von dem Bekannten aus, daß sich die Drel: zahl
einen Asynchronnotors durch Widerstände im Läuferkrein beeinflusgen läßt. Dabei
hängt jedoch die sich einstellende Drehzahl in stark« Manne von dem jeweiligen Drehmoment
an der Motorwelle
ab. Um bei gegebenen äußeren DrehmOmentverhältnissen
bestimmte Drehzahlen zu erhalteni hat man daher bislang in den Rotorkreis
Xiderstände geschaltet# die durch Schütze in Stufen Seeteuert wurden oder auch als
Ulasserwiderstände ausgeführt worden sind. Es
ist auch schon der aus der Rotorwicklung
kommende Strom zunächst gleichgerichtet und dann in einen 1G1derstand geführt worden.wobei
ihm eine von einer weiteren Spannungsquelle erzeugte Spannung entgegengeschaltet
wurde. Der Betrag des Widerstandes-sollte Im wesentlichen unverändert bleiben.
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An Hand einer Zeichnung sei ein schematisches Ausführungsbe.-I.spiel
der Erfindung beschrieben. Die Fig. 1 und 2 erläutern den Gegenstand des
Hauptpatentes, während die Fig- 3 den Gegenstand des Zusatzpatentes klärend
darstellt.
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In Fig, 1 ist eine Schaltung zur Durchfühiung des Verfahrens
dargestellt. U ist eine aus der Rotorspannliag mit Hilfe einen' Gleichrichters
erzeugte Gleichspannung. Solange die gasteuerten Halbleiterdioden D , und
D2 gesperrt sind" fließt der Gleiah.
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strom I durch den Widerstand R" Es gilt: I - i 2c> I.fird
die Halbleiterdiode D, gezündet, so ist der 12iderstand R praktisch ka rz. geschlossen,
und es stellt sich ein sehr viel größerer Strom 1 ein$ der im wesentlichon
nur durch den Widerstand r der Läuferwicklung, begrenzt ist. Infolge des größeren
Läuferstromes stellt sich bei gegebenem Drehmoment eine andere Drehzahl des Motors
ein. Wird die Diode D, wieder gelöscht" so #_#eht der Strom I auf den kleineren
Wert
zui4!ck-. Erfolg'_ das Öffnen und Schl-#.Jessen der Di I-ntc..emittierend mit genügend
hoher Frequenz, so stellt sich ein Strom I ein, welcher zwischen den beiden oben
genannten Extremwertert liegt, und zwar beträgt der wirksame Wider3tard
wobei T 2 und T 1 die Stromflußdauern im Widerstand R bzw. In der Halbleiterdiode
D, bedeuten. Infolge der Wirkung einer Drossel L kann dabei der Strom I zeitlich
praktisch 1.2-instant sein,. d.h. er enthält nur wenig Oberwellen. Der Strom in
der Läuferwicklung hat Infolgedessen die von der Theorie der Gleichrichter bekaante
Blockform, die sich mit zunehmender Phasenzahl des Gleiahrichtern der Sinusform
annäher'910-. In Fig. 1 ist angedeutet,. wie in bekannter Weise mit Hilfe
eines Mschkondensators C, der gesteuerten Löschdiode D und der Diode
D mit TlmladedroAsel L' 2 3
die Hauptdiode D, intermittierend
durch Impulse auf«das Gitter. der Diode D2 gelöscht werden kann.
Es läßt sich in der Schaltung der Fig. 1 der wirksame Widerstand R
e im Bereich 0 bis R variieren. Dabei kann R beispielsweise das
5- bis 10-fache des Läuferwiderstandes r sein, so daß nach der Theorie der
Asynchronmotoren bereits ein großer Geschwindigkeits- bzw. Drehmomentbereich beherrscht
wird* .Will man#noch größere wirksame Uderstände R",h erzieleng so kann die
Schaltung der Fig. 2 verwendet werden. Hier liegt in Gegensatz zu.Fig.
1 die Diode D, in Reihe mit dem Widerstand 3,
so daß
sich w3rksame Widerstände ergeben:
Hier überstreicht der wirksame Widerstand R den Bereich von vo bis R. Der Ke.,.adensator
C 0 ist erforderlich, um beim Sperren von Di eine Überspannung zu'unt,erdrücken.
Er kann um so kleiner sein, mit je höherer Frequenz die intermittierende
Zuschaltung des Widerstandes R erfolgt. Bei Verwendung der heute bekannten Vierschichtantrioden
mit kleiner Entionisierungszeit lassen sich requenzen von einigen Kilohertz ohne
weiteres erreichen.
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Die Fig" 3 der Zeichnung veranschaulicht eine Itteiterbildung
des Verfahrens nach dem Hauptpatent durch das Zusatzpatent.
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Es ist ein aus einem Dreiphasonnetz R, Sq T gespeister Asynein-onmo
tor An dargestelltg dessen Läuferströme-in einem Gleichrichtör
G
gleichgerichtet werden. Zwischen den Ausgangsklemmen dieses' Gleich
richters
herrscht dann die Gleichspannung U. Mit L ist eine,Induktivität bezeichnet.
In Reilie mit dem Widerstand R ist ein Kondensator C 1
L geschaltet. Der Strom
über die Reihenschaltung dieser beiden Elemente wird durch das steuerbare Halbleiterelement
Ta gesteuert. An dem Kondensator 0 L stellt sich selbsttätig eine Gegenspannung
einsdie den wirksamen Wert der Widerstanäagröße des mit einem festen Ohmwert versehenen
Widerstandes in der dargestellten-Tantschaltung erweitert,
Ausgehend
von den Verfahren des Hauptpatentes und des entsprechenden Zusatzpatenten
erläutert die Fig. 4 das vorliegende erfinderische Verfahrenp Es sei angenommen,
daß mehrere getrennt stauerbare Motoren An aus einem Dreiphasennetz R,S,T
gespeist werden. Ihre Läuferstr8me werden In Gleichrichtern G gleichgerichtet.
Drosseln L und steuerbareg durch Kondensatorstromatoß löschbare Halbleiterelemente
Tr stellen die wesentlichen Bausteine einer bereits vorgeschlagenen Tastgehaltung
dar. Die ohmschon Widerstände R, bis X sind di.e Belastung des Läuferkreises.
Entsprechend der Erfindung ist für die Läuferkreise der verschiedenen# getrennt
eteuerbaren Motoren ein gemeinsamer Kondensator C vorgesehen.
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In einer litleiterbildung den erfinderischen Verfahrens worden die
Pulazeiten der verschiedenen Motoren derart zueinander synebronisiert, daß die Spannungsschwankungen.
am Kondensator klein worden. Es müssen also die Zeiten der Stromleitfähigkeit
in den einzelnen steuerbaren Halbleiterelementen so aufeinander abgestimm werden,
daß beispielsweise die Trioden nicht alle gleichzeitig gezündet sind. Ein derartigen
Steuerprogramm laßt sich mit an sich bekannten Mitteln durohführen und ist
in der Zeichnun S nur symboliaoh durch einzelne Geber St und deren Verbindungen
veranachaulioht.
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Die Spannung am Kondensator wird insbesondere dann klein,
wenn.die einzelnen Ventile zueinander gegenphasig arbeiten-. Im Yalle von zwei steuerbar
betriebenen Motoren wäre dieser Umstand .da= gegebenwenn das Ralbleiterelement
des'einen Läuferkreiaes
immer dann geschlossen" d.h. nicht
leitind bleibt, wenn das andere gezündet ist.
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Selbst für den Fall, daß mehrere Motoren mit aufeinander nicht abgestimmten
Läuferkreisen auf einen Kondensat-or arbeiten-, ergibt sich bereite eine vorteilhaftere
statistische Belastung der vorhandenen Kapazität, verglichen mit dem Fall mehrerer
einzeln arbeitender Kondensatoren.