DE1588580A1

DE1588580A1 - Schaltungsanordnung zur Drehzahlregelung eines Elektromotors

Info

Publication number: DE1588580A1
Application number: DE19671588580
Authority: DE
Inventors: Metcalfe John Gilbert
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1966-06-14
Filing date: 1967-06-10
Publication date: 1970-12-10
Also published as: SE314429B; GB1029670A; JPS4421302B1; NL6708014A; GB1122470A; US3504256A

Description

Patentanwalt

Anmelder: N. V. Philips' Gloeilampenfabriekeo
Akte No. PHB- 31 638

Anmeldung vom: 9oJuni 1967

NeY.Philips»Gloeilampenfabrieken, Eindhoven / Holland

"Schaltungsanordnung zur Drehzahlregelung eines

Elektromotors¹*

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Regelung der Drehzahl eines Elektromotors, β«33« eines Weohaeletroareihenkollektormotors·

Es ist eine Schaltungsanordnung bekannt) bei der ein steuerbares Gleichrichterelement, der Anker des Motors und seine Feldwicklung in Reihe geschaltet sind, wobei eine Steuerelektrode dieses Elements in Abhängigkeit vom Wert der Gegen-EMK in einem Rüokkopplungskreis des Motors, in den das steuerbare Gleiohriohtel··» ment geschaltet ist, von einem Regelkreis gesteuert wird,·

Bei einer bestimmten Ausführungsform einer derartigen Sohaltungs«· anordnung ist die Reihenkombination des steuerbaren Gleiehriohtelements, der Ankerwicklung und der leldwieklung parallel mit dtm Regelkreis« der aus der Reihenschaltung eines festen Widerstand des, eines Potentiometers und eines von einer Diode überbrückt·* Kondensators besteht, über einer Weohseletromquelle geso&altet« Der Regelkreis besteht im wesentlichen aus einem Spannungsteiler!⁸ der Anzapfpunkt des Potentiometers ist übtr eine Diode mit der Steuerelektrode des steuerbaren GHeichrientelements verbunden* Zwischen der Kathode dieser Diode und der Kathode des steuerbaren Gleiohrichtelemente liegt üblicherweise ein Widtretend, KL* Anzapfung des Potentiometers stellt den Zündwinkel des βteuerbarta ' Gleichrichtelemente und somit den dem Motor sugeführten Strom ein· Wenn der Motor läuft und das steuerbare GHeiohriohtelement im

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nicht-leitenden Zustand ist, wird infolge des remanenten Feldes eine geringe, zur Drehzahl proportionale Gegen-EMK über dem Anker erzeugt. Diese Gegen-EMK liefert «in positives Potential an den Kathoden dieses Elemente und der Diode« Beim Beginn der positiven Halbperiode ist das Potential über dem Kondensator vernachlässigbar, weil der Kondensator während der vorhergehenden negativen Halbperiode auf die Vorwärtsspannung der ihn überbrückenden Dioden entladen worden ist· Deshalb ist die mit der Steuerelektrode verbundene Diode in Sperrichtung vorgespannt und das Element wird nicht gezündet* Während der positiven Halbperiode wird die Spannung auf der Anodenseite dieser Diode immer positiver, bis die Diode in Vorwärtsriehtung vorgespannt wird, so daß sie der Steuerelektrode Strom zuführt und das steuerbare Grleichrichtelement zündet·

Es ergibt sich eine !Rückkopplung, weil bei abnehmender Drehzahl die G-egen-EMK unter Belastung verringert und die Diode in Vorwärtsrichtung vorgespannt wird, und das Element in einem früheren Augenblick des Zyklus zündet, wodurch die Motorleistung erhöht wird.

Der Wert der Rückkopplung hängt vom remanenten 7IuS des leides ab, der im allgemeinen klein ist. Deshalb ist die Verbesserung der Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie gegenüber einer Anordnung ohne Rückkopplung gering*

Duroh eine derartige Schaltung ergibt sich «war eine Drehzahlregelung, aber in allgemeinen ist die Drehzahlbeständigkeit bei Belaetungssohwankungen verhältnismäßig gering, weil vom Motor her nur tine kleine Menge erzeugter oder Gegen-EMK empfangen wird· Vtnn die Drehsahlbeetäadigkeit des Motor· verbessert werden soll, mufi dies« Gtgen-EMK größer werden. Die Erfindung bezweckt, eine Verbesserung der beschriebenen S ^leitungsanordnung zu sohaffen, durch, di· dies· Zunahme der Gegen-lMt erreicht und die Drehzahl fe#i Bclaituttgaänderungtn beständiger wird, als β« bilker der Jail war«

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Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung let hierzu daduroh gekennzeichnet, daß das steuerbare Gleichriohtelement und der Anker des Motors einen Zweig einer Brtiokenaohaltung "bilden', deren andere Zweige aus Grleichriohtelementen bestehen, und daß die Feldwicklung eine Diagonale der Brüokenschaltung "bildet, wobei die Leitungsrichtung der Gleichrichtelemente derartig ist, daß im Betrieb sowohl während der positiven als auch während der negativen Halbperioden eines der Briickenschaltung zugeführten Wechselstroms die Feldwicklung in der gleichen Richtung von einem Strom durchflossen wird«

Bin Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wir im folgenden näher beschrieben· Die einzige Figur zeigt schematisch das Schaltbild einer Schaltungsanordnung zur Drehzahlregelung eines Elektromotors»

Die Reihenschaltung eines Motorankers 1 und eines steuerbaren Gleichrichtelementes 2, das hier ein Thyristor ist, aber auch eine Röhre sein könnte, bildet einen Zweig einer Brückenschaltung, deren zweiter Zweig aus der Reihenschaltung eines Widerstandes 3 und einer Diode 4- besteht. Der dritte Zweig besteht ame der Reihenschaltung eines Widerstandes 5 und einer Diode 6 und der vierte aus einer Diode 7· Die nicht durch die Diagonale ver*· bundenen Eckpunkte sind je mit einer Klemme einer Wechselstrom* quelle' 8 verbunden· Parallel zu dieser Quelle 8 liegt die Reihenschaltung eines festen Widerstandes 9» eines Potentiometers 10 und eines von einer Diode 12 überbrückten Kondensators 11* Der Abgriff des Potentiomaters 10 ist über eine Diode 13 mit der Steuerelektrode des Thyristors 2 verbunden, während ein Widerstand 14 zwischen die Kathoden der Diode 13 und des Thyristors geschaltet ist. Die Feldwicklung 15 des Motors bildet eine Diagonale der Brücke und ein Glättungskondensator 16 ist zwischen die Anode der Diode 4 und die Kathode der Diode 6 geschaltet*

Im Betrieb läuft der Anker 1 mit einer Drehzahl um, die durch den Abgriff des Potentiometers 10 bestimmt wird, der der Steuerelektrode des Thyristors 2 über eine Diodt 13 eine BezugsSpannung BADORlGiNAL 009850/0558

zuführt» Venn diese Spannung größer als die erzeugte oder Gegen-EHK dee- Ankers 1 ist, wird der Thyristor leitend gemacht; er leitet während des übrigen Teils der Halbperiode, wodurch die Drehzahl des Motors erhöht wird» Am Ende der Halbperiode ändert der Speisestrom die Sichtung und der Thyristor wird gesperrt» normalerweise würde während dieser Sperrichtungshalbperiode kein Strom die Feldwicklung 15 durchfließen, sodaß der Vert der Gegen» IMK klein sein würde« Infolge der Brückenschaltung fließt jedoch Strom durch die Vicklung 15 während der Sperrich.tungshalbperiode über die Dioden A und 6 und die Viderstände 3 und 5» die den Vert dieses Strome beschränken und den Vert oder das Maß der Ver~ bundwirkung einstellen in der gleichen Sichtung wie der während der Durohlaßrichtungehalbperiode fließende Strom, der dabei den Thyristor 2, den Anker 1 und die Diode 7 durchfließt» Dadurch nimmt die erzeugte Gegen-EMK und somit die Empfindlichkeit der Schaltung zn, weil sich eine stärkere Rückkopplung ergibt» Die Motordrehzahl wird dadurch konstanter« Bei einer praktischen Ausführungform wurde gefunden, daß die Gegen-EMK verzehnfacht war» Der Kondensator 16 wirkt während der negativen Halbperiode als Speicher und hat mithin eine glättende Virkung»

Venn der Motor zusammen mit der Schaltungsanordnung dazu bestimmt ist, mit einer einzigen konstanten Drehzahl zu laufen, braucht der Abgriff des Potentiometers 10 nicht notwendigerweise einstellbar zu sein} die Widerstände 9 und 10 wirken dann als Spannungsteiler, von dem ein festes Potential abgegriffen wird»

Patentansprüche t

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Claims

Patentansprüche

Schaltungsanordnung zur Regelung der Drehzahl eines Elektromotors, bei der ein steuerbares Gleichrichterelement, der Anker des Motors und seine Feldwicklung in Reihe geschaltet sind, wobei eine Steuerelektrode dieses Elements in Abhängigkeit vom Wert der Gegen-EMK in einem Rückkopplungskreis des Motors, in den das steuerbare Gleichrichtelement geschaltet ist, von einem Segelkreis gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das steuerbare Gleiohrichtelement und der Anker des Motors einen Zweig einer Brückensehaltung bilden, deren andere Zweige aus Gleich* richterelementen bestehen, und daß die Feldwicklung eine Diagonale der Brücke bildet, wobei die Leitungsrichtung der Gleich·* richterelemente derartig ist, daß im Betrieb sowohl während der positiven als auch während der negativen Halbperioden eine» der Brückensehaltung zugeführten Wechselstroms die Feldwicklung in der gleichen Richtung von einem Strom durchflossen wird.

2« Schaltungsanordnung nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß das steuerbare Gleichrichterelement ein !Thyristor ist*

5. Schaltungsanordnung naoh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenzweige, durch die während, der Hmlfeperiode, in denen kein Strom durch das steuerbare Gleiohrichtereleaent fließt, Strom fließt, 8troMbegrenzungi*ider»tänae enthalten.

4· Schaltungsanordnung naoh einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldwicklung von einem Kondensator überbrückt ist*

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