DE1588106A1 - Electronic device for controlling and regulating the speed of an asynchronous motor with a resistance rotor - Google Patents
Electronic device for controlling and regulating the speed of an asynchronous motor with a resistance rotorInfo
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Description
PatentanwaltPatent attorney
8501 Schwaig/Nümoerg8501 Schwaig / Nümoerg
Sehr.-IJr. 1956/57Very.-IJr. 1956/57
uucien.Glaret, 92 Colombes, Frankreichuucien.Glaret, 92 Colombes, France
Elektronische Vorrichtung zur Steuerung und Regelung- der Geschwindigkeit eines Asynchronmotors mit VliderstandsrotorElectronic device for controlling and regulating the speed an asynchronous motor with a resistance rotor
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische üi teuer- und ße^uliervorriclitun^ der Geschwindigkeit eines Asynchronmotors und insbesondere eines Asynchronmotors mit "wide rs tandsrot or.The present invention relates to an electronic üi expensive and ße ^ uliervorriclitun ^ the speed of a Asynchronous motor and in particular an asynchronous motor with "wide rs tandsrot or.
Bei derartigen Motoren ist im besonderen ihre Drehmomentänderun.j, die mit ihrem Anlauf drehmoment zusammenhängt von Interesse. Andererseits hat bei einer bestimmten Speisespannung ihre Geachwindiökeits-Drehmoment-Charakteristik eine gewisse Ähnlichkeit rn'1 t der eines Serien- oder universellen Motors, obgleich ihre Geschwindigkeit im Leerlauf niedriger als die Snchronisiergeschwindigkeit ist.In such motors, their change in torque, which is related to their starting torque, is of particular interest. On the other hand, at a given supply voltage has its Geachwindiökeits-torque characteristic rn some similarity 't 1 of a series or universal motor, although their speed during idling is lower than the Snchronisiergeschwindigkeit.
Man kann solche Motoren z.B. Einphasenmotoren mit Hilfe einer Hauptphase über einen festen Kondensator und mit Hilfe einer Hilfsphase mit variabler Spannung speisen, wobei diese Hilfsphase die Holle einer Steuerphase spielt.Such motors can e.g. single-phase motors with the help of a main phase via a fixed capacitor and with the help of a Feed the auxiliary phase with variable voltage, this auxiliary phase playing the role of a control phase.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Speisung der Steuerphase eines Asynchronmotors mit einer veränderlichen Spannung zu schaffen die automatisch und ohne Ver zögerung auf Änderungen des Widerstandsmomentes und der Speise-The purpose of the present invention is to create a device for feeding the control phase of an asynchronous motor with a variable voltage , which automatically and without delay to changes in the drag torque and the feed
BADORfQ(NAL ■■, . ~2~BADORfQ (NAL ■■,. ~ 2 ~
OO08SO/OS2«OO08SO / OS2 «
spannung reagiert.voltage reacts.
Die vorliegende Erfindung hat zum Gegenstand:The subject of the present invention is:
Eine automatische Steuer- und Heguliervorrichtung für die Geschwindigkeit eines Asynchronmotors, vom Typ eines Motors mit Y/iderstandsrotor, der von einer Phase mit konstanter bpannung und von einer Phase mit variabler Spannung gespeist wird, wobei eine der beiden Phasen Mittel zur Phasenverschiebung aufweist, mit den folgenden Kennzeichen:An automatic speed control and regulation device an asynchronous motor, of the type with a Y / resistance rotor, driven by a phase with constant voltage and is fed by a phase with variable voltage, one of the two phases having means for phase shifting, with the following characteristics:
Mittel zur stabilisierten Speisung; Mittel zur Lieferung einer Spannung proportional zur ttotations^eschwindigkeit des Motoroj Mittel zum Einstellen einer Bezugsspannung, Mittel zum Feststellen des Abstandes zwischen diesen beiden Spannungen; Verstärke mittel; Mittel zur Synchronisierung und zur Auslösung mit Lieferung von Impulsen; Steuermittel zur Speisung von wenigstens einer der Motorphasen, derart, daß für jede Halbwelle die Feststellung eines Abstandes zwischen den beiden Spannungen dio Auslösung der Speisung von wenigstens einer der Motorphasen nach sich zieht, wobei der Speisezeitraum umso größer wird, je größer der festgestellte Spannungsabstand ist.Means for stabilized feeding; Means of delivery of a Voltage proportional to the rotational speed of the motor Means for setting a reference voltage, means for determining the distance between these two voltages; Reinforce middle; Means for synchronizing and triggering with delivery of pulses; Control means for feeding at least one of the motor phases in such a way that for each half-wave the determination of a distance between the two voltages is triggered the feeding of at least one of the motor phases entails, wherein the feeding period becomes larger, the larger is the determined voltage gap.
An Hand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung noch näher erläutert. E3 zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. E3 show:
Figur 1: ein vereinfachtes Symbolchema eines Ausführungsbeispiels für eine Steuervorrichtung gemäß der ,Erfindung.Figure 1: a simplified symbol scheme of an embodiment for a control device according to the invention.
Figur 2: ein detailliertes Schaltbild der in Figur 1 symbolisch dargestellten Stromkreise.FIG. 2: a detailed circuit diagram of the circuits symbolically represented in FIG.
In Figur 2 haben die Untergruppen nach Fig. 1 die gleichen Bozugszeichen wie in Figur 1 erhalten. νIn FIG. 2, the subgroups according to FIG. 1 have the same reference symbols as obtained in Figure 1. ν
009850/0526 badqbiginaU _3_009850/0526 badqbiginaU _ 3 _
In den Figuren stellen dar: M einen Asynchronmotor mit einem Widorstantisrotor. Dieser Motor weist eine Hauptphase 1 auf, die- von einem Netz mit konstanter Spannung unter Zwischenschaltung eines Kondensators 2 gespeist wird, sowie eine Hilfsphase 3. Der Motor M treibt einen Wechselstromtachometer 5 an, der eine zu seiner Drehgeschwindigkeit proportionale Spannung lic-fert, die nach Gleichrichtung und Filterung dazu dient, die Speisung der Hilfsphase zu steuern.The figures show: M an asynchronous motor with a Widorstantis rotor. This engine has a main phase 1, die- from a network with constant voltage with interposition a capacitor 2 is fed, as well as an auxiliary phase 3. The motor M drives an alternating current tachometer 5, the voltage lic-fert proportional to its speed of rotation, which after rectification and filtering serves to generate the Control the supply of the auxiliary phase.
A ist ein Abstandsanzeiger, der die von dem Wechselstromtachometer nach Gleichrichtung und Filterung gelieferte Spannung mit der eingestellten Spannung vergleicht. Dieser Vergleich wird von einem Transistor T 1 vorgenommen.A is a distance indicator showing that of the AC tachometer compares the voltage supplied after rectification and filtering with the set voltage. This comparison is made by a transistor T 1.
Da dieser Transistor nicht ausreicht» um die folgenden Stufen durohsusteuern, werden die von dem Detektor A übertragenen Si.male von dem Verstärker B verstärkt, der einen Transistor T 2 aufweist, dessen leistung der Stabilisiervorrichtung D zugeführt wird.Since this transistor is not sufficient to control the following stages, those transmitted by detector A are transmitted Si.male amplified by the amplifier B, which is a transistor T 2, the power of which the stabilizing device D is supplied.
Die Vorrichtung zur Geschwindigkeitseinstellung G wird von einem Potentiometer gebildet» wobei die Geschwindigkeit durch die Stellung des Schiebers bestimmt wird.The device for setting the speed G is formed by a potentiometer »where the speed is through the position of the slide is determined.
Das Potentiometer kann beispielsweise ein Stufenpotentiometer sein, das von einer Einstelltastatur entsprechend der vorwählbaren Geschwindigkeit betätigt wird.The potentiometer can, for example, be a step potentiometer which is pressed from a setting keyboard according to the preselectable speed.
Die Stabilisierungsvorrichtung D enthält eine Gleiohrichter-Tarückfci die Stabilisierung wird durch Zenerdioden Z und einem Belastungswiderstand E gesichert, eine korrekte- Filterung wird durch einon Kondensator 4 erhalten.The stabilization device D contains a rectifier Tarückfci the stabilization is ensured by Zener diodes Z and a load resistor E, correct filtering is ensured obtained by a capacitor 4.
009850/052 8 ./,.., ,;r.009850/052 8. /, ..,, ; r .
Durch E werden oynchroniuiorung und Auslösung bei jeder ilalD-periode sichergestellt und zwar durch die Impulse beim iiulldurchgang der von D gelieferten Spannung und zwar auf Grund eines symmetrischen (unijunction) Transistors T 3, der von einem Kondensator 5 beaufschlagt wird, dessen üntladestromkreis beispielsweise von einem Impulstransformator 6 des 'Ferrittypes gebildet wird.With E, synchronization and triggering are carried out at each ilald period ensured by the impulses when crossing zero the voltage supplied by D due to a symmetrical (unijunction) transistor T 3, which is supplied by a capacitor 5 is applied, the discharge circuit for example from a pulse transformer 6 of the ferrite type is formed.
In F wird die Kraftsteuerun- durch eine Diodenbrücke verwirklicht, in deren Gleichstromzweig ein Thyristor 7 eingeschaltet ist, dessen Durchlass von der Sekundärwicklung des Impulstransformators 6 gesteuert wird.In F the force control is realized by a diode bridge, a thyristor 7 is switched on in the direct current branch thereof is whose passage from the secondary winding of the pulse transformer 6 is controlled.
Die Wirkungsweise der Vorrichtun_ ist die folgende:The operation of the device is as follows:
Dor Jtromfluß durch die Hilfsphase j wird von einem Thyristor 7 gesteuert, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung es ^estattet, den Zündzeitpunkt dieses Thyristors als Funktion der Veränderung das ViiderstandsmomentGc, v; el oh.es der Motor überwinden nuß, Jin regeln, wobei der Motor bestrebt ist eine Geschwindigkeit beizubehalten, welche gleich der eingestellten Geschwindigkeit ist.The current flow through the auxiliary phase j is controlled by a thyristor 7 controlled, the device according to the invention allowing the ignition timing of this thyristor as a function of the change the resistance moment Gc, v; el oh.es the engine must overcome, Jin regulate, the motor striving for a speed maintain which is the same as the set speed is.
Man stellt bei C einen Sparmuii^swcrt ein, der einem bestimmten i/ert der liotat Jonsgeschwindigkeit des footers entspricht. Wenn nun als Folge der Vergrößerung des iViderutaiiüsmomentes die Geschwindigkeit sich verringert, vermindert sich auch die von dem WoohseIstromtaohometer gelieferte Spannung des Transistors T 1,cU;r Spannun sstufendetektor A wird leitend, der Verstärker b gibt an die Ötabilisierungs- und Auslö3ungsvorrichtun0 D ein Kraft.-ii^nal ab und die Sekundärwicklung des Transformators 6 liefert an den Kin j,arig des Thyristor 7 einen Steuerimpuls.A savings value is set at C, which corresponds to a certain i / ert of the liotat ion speed of the footer. If the speed is now reduced as a result of the increase in the iViderutaiiüsmomentes, the voltage of the transistor T 1, cU supplied by the WoohseIstromtaohometer decreases; the voltage level detector A becomes conductive, the amplifier b gives the Ötabilisierungs- and Auslö3ungsvorrichtun 0 D a force .-ii ^ nal from and the secondary winding of the transformer 6 delivers a control pulse to the Kin j , arig of the thyristor 7.
0,00850/05260.00850 / 0526
Auf ü-rund der Speisung durch das Netz, wird der Thyristor bsi jeder Halbwelle in den nichtleitenden Zustand überführt.On ü-around the supply by the network, the thyristor is bsi transferred to the non-conductive state every half-wave.
Im Verlaufe des Spannungsanstieges, bei einer Halbperiode des Wechselspannungsnetzes, werden die Öffnungsimpulse an der Steuerelektrode des Thyristors durch die an A abgefühlte Spannungsstufe bestimmt, d.h. also durch den Betrag der Geschwindigkeit des Y/echselstromtachometers. Umso höher die Motorgeschwindigkeit über der eingestellten Geschwindigkeit liegt, um so mehr wird der Zündzeitpunkt des Thyristors während der Halbperiode verzögert. Man kann ebenso die Zeit der Leitfähigkeit des Thyristors, d.h. den Zeitpunkt der Abjchaltun_, der Hilfsphase des Motors verändern. Mit dieser Anordnung läßt sich der Zündzeitpunkt zwischen Winkelwerten verändern, die praktisch zwischen Null bis 180° für jede Halbperiode liegen. Ss ist ebenfalls möglich, daß der Thyristor falls die Geschwindigkeit des Motors oberhalb der eingestellten Geschwindigkeit liegt, während eine Halbperiode überhaupt nicht geöffnet wird.In the course of the voltage rise, with a half cycle of the AC voltage network, the opening pulses are sent to the The control electrode of the thyristor is determined by the voltage level sensed at A, i.e. by the magnitude of the speed of the Y / echselstromtachometer. The higher the Motor speed is above the set speed, the more the ignition timing of the thyristor becomes delayed during the half period. One can also determine the time of conductivity of the thyristor, i.e. the time of disconnection, change the auxiliary phase of the motor. With this arrangement, the ignition point can be changed between angle values, which are practically between zero and 180 ° for each half period. Ss is also possible that the thyristor if the speed of the motor is above the set speed, for a half period at all does not open.
Die nach der Erfindung vorgeschlagene Steuereinrichtung arbeitet in jedem Fall wie ein synchroner Kommutator, der jeden y/echsel der Speisespannung der Hilfsphase beschneidet und somit den Mittelwert veränderlich macht, der die notwendige mittlere Induktion hervorruft um stabile Verhältnisse zu sichern.The proposed according to the invention control device works in each case like a synchronous commutator that each y / echsel of the supply voltage of the auxiliary phase trimmed and thus making the mean variable, which causes the necessary mean induction in order to achieve stable conditions to back up.
Alle Memente der beschriebenen Vorrichtung sind einfach und robust und kostspielige Teile sind vermieden. Bemerkenswerte Leistungen werden indessen mit einem klassischen Motor er-All the elements of the device described are simple and robust and expensive parts are avoided. Remarkable performances are achieved with a classic engine.
-6--6-
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
009Θ60/052Θ009Θ60 / 052Θ
halten, dessen AnI auf drehmoment etwa 8,5 cm k^ ist und dessen maximale Ürehiaomontändorung in den mittleren 'Jeschwindi.Jceiten etwa bei 10 cm kg liegt. Die Geschwindigkeitssteuerung fun&tioa niert ohne Schwierigkeiten zwischen 130 Umdr./liin bis 1400 Umdr./Min, ganz gleich, v/elche Geschwindigkeit ausgewählt wird. Die Stabilität der Geschwindigkeit ist oberhalb 300 Umdr./Min sehr gut und genügt bei zahlreichen Anwendun-en den gestell ton Anforderungen.hold, whose AnI to torque is about 8.5 cm k ^ and whose maximum Ürehiaomontandorung in the middle 'Jeschwindi.Jceiten is about 10 cm kg. The speed control fun & tioa runs without difficulty between 130 rev / lin to 1400 Rev / min, regardless of which speed is selected. The stability of the speed is above 300 rev / min very good and meets the frame tone requirements for numerous applications.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt; so kann beispielsweise der symmetrische Transistor T 3 durch eine Drei- oder Vierschicht-Diode ersetzt werden. Desgleichen kann der Asynchronmotor verschiedene Gfcsehwindi^keiton (z..B. 2/4 Pole) haben. Die Geschwindigkeitswahl wird durch Kommutatoren gemäß bereits bekannter Vorrichtungen bewirkt.The invention is not limited to the exemplary embodiment described limited; for example, the symmetrical transistor T 3 can be replaced by a three- or four-layer diode. Likewise the asynchronous motor can have different speeds (e.g. 2/4 poles). The speed selection is effected by commutators in accordance with known devices.
Bei dem beschriebenen Beispiel wird lediglich die Hilfsphase gesteuert. Eine Variante besteht darin, parallel dazu die Hauptphase mit ihrem Kondensator und die Hilfsphase zu steuern.In the example described, only the auxiliary phase is controlled. One variant is to run the Control the main phase with its capacitor and the auxiliary phase.
Die beschriebene elektronische Vorrichtung kann außer einen Asynchronmotor auch alle Kollektormotoren z.B. auch Gleichstrommotore oder universelle Motore steuern, ohne daß es notwendig ist ein weiteres Element hinzuzufügen.The electronic device described can include except one Asynchronous motor also all collector motors e.g. also direct current motors or control universal motors without the need for it another element has to be added.
BADCRiQlNAl.BADCRiQlNAl.
009850/0526009850/0526
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