DE1588806C3 - Anordnung zur Regelung der Ge schwindigkeit eines Induktionsmotors - Google Patents

Description

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spannen. Durch diese Ausführung wird die Möglich- Wicklung 74 zu erzeugen, die an die Wicklungen 76

keit von Schlupf zwischen der Rolle 26 und dem An- und 78 gekoppelt ist. Infolge des umgekehrten Wick-

ker 12 vermieden, um zu gewährleisten, daß von dem lungssinns der Wicklungen 76 und 78 wird ein positi-

Geber 14 ein genaues Geschwindigkeitssignal er- ver Impuls an die Wicklung 76 für jede positive

zeugt wird. Die Rolle 26 ist an einer Welle befestigt, 5 Halbwelle der Wechselstromquelle angelegt, um zu

die ihrerseits an dem Rotor des Geschwindigkeit- bewirken, daß der Thyristor 30 leitet und eine im

gebers 14 befestigt ist. wesentlichen vollständige Strom-Halbwelle durch

Fig.2 zeigt eine Anordnung zur Geschwindig- den Motor 38 sendet. Bei der folgenden Halbwelle keitsregelung für einen linearen Induktionsmotor, des Wechselstromes lädt der Kondensator 64 sich wobei die Regelung von einem Wechselstrom-Ge- io wiederum sehr schnell auf und entlädt sich über den . schwindigkeitsgeber als Istwert beeinflußt ist. Zwei Zweibasistransistor 58, um in der Wicklung 78 einen Thyristoren 30, 32 sind antiparallel an Anschlüsse 34 positiven Impuls zu erzeugen, so daß der Thyristor' und 36 geschaltet. Ein linearer Induktionsmotor 38 32 die nächste Halbwelle des Wechselstromes durch ist zwischen einem Anschluß 40 einer Wechselstrom- den Motor 38 leitet. Jede Halbwelle des Wechselquelle von 110 Volt und 60Hz und dem Anschluß 15 Stroms schaltet denjenigen Thyristor ab bzw. macht 34 geschaltet. Der Anschluß 36 ist mit dem anderen ihn nichtleitend, der während der unmittelbar vorher-Anschluß 42 der Wechselstrbmquelle verbunden, gehenden Halbwelle leitend war.

Anschlüsse 44 und 46 können ebenfalls mit der Die Wellenform in F i g. 3 A stellt den Strom

Wechselstromquelle verbunden sein; sie sind eben- durch den Motor 38 dar, wenn ein Geschwindig-

falls mit einem Vollweggleikhrichter verbunden, der 20 keitsgebersignal.von Null vorhanden ist und daher

Halbleiterdioden 48 und 50 und Widerstände 52 und maximale Wechselstromenergie an den Motor 38 an-

54 aufweist. Der Ausgang des Gleichrichters ist an gelegt ist.

einen Leiter 56 geschaltet, der mit einem Zeitgeber- Fig. 3B zeigt die Wellenform des Stromes durch Stromkreis verbunden ist, welcher einen Zweibasis- den Motor 38, wenn ein kleines Geschwindigkeitssitransistor 58, einen festen Widerstand 60, einen ein- 95 gnal von dem Geber 80 erzeugt ist. Das von dem Gestellbaren Widerstand 62 und einen Zeitgeberkon- ber 80 erzeugte Signal wird vollweggleichgerichtet, densator 64 aufweist. Der Zweibasistransistor 58 um ein positives Signal an der- Basis des Transistors weist eine obere Basis 68, einen Emitter 70 und eine 92 zu schaffen und ihn dadurch leitend zu machen, untere Basis 72 auf. Die Primärwicklung 74 eines Die Größe des Stromes, die durch den Transistor 92 Impulstransformators ist in Reihe mit dem Emitter- 30 fließt, hängt von der Größe des an seine Basis angeuntere Basis-Stromkreis des Zweibasistransistors 58 legten Signals ab. Wenn der Transistor 92 leitend geschaltet. Eine Sekundärwicklung 76 des Impuls- wird, wird ein gewisser Teil des Ladestroms von dem transformators ist mit der Steuerelektrode des Thy- Zeitgeberkondensator 64 in einem Nebenschluß geristors30 und eine andere Sekundärwicklung 78 mit führt und dadurch die Zeitkonstante des Zeitgeberder Steuerelektrode des Thyristors 32 verbunden. 35 Stromkreises vergrößert, so daß der Zweibasistransi-Die Wicklung 76 ist in der gleichen Richtung wie die stör 58 in jeder Halbperiode später durchzündet. Primärwicklung 74 gewickelt, jedoch ist die Wick- Demgemäß ist der Zündwinkel des Thyristors verzölung 78 in entgegengesetzter Richtung gewickelt. gert, so daß weniger als die volle Energi'e an dem

Ein Geschwindigkeitsgeber 80, der von dem linea- Motor 38 angelegt wird, wodurch der Motor langsa-

ren Anker des linearen Induktionsmotors 38 ange- 40 mer angetrieben wird.

trieben wird, ist an Anschlüsse 81 und 82 geschaltet, Die Wellenform 30 stellt den Strom dar, der durch

die ihrerseits an den Eingang eines Vollwegbrük- den Motor 38 fließt, wenn ein sehr großes Signal im

kengleichrichters 83 geschaltet sind. An den Ausgang Ausgang des Geschwindigkeitgebers 80 vorhanden

des Gleichrichters 83 ist ein Widerstand 88 geschal- ist. Hier ist der Zündwinkel derart verzögert, daß der

tet. Ein fester Widerstand 90 und ein einstellbarer 45 Motor 38 mit sehr kleiner Energie betrieben wird. Im

Widerstand 91 sind in Reihe zwischen den Ausgang Extremfall ist das Geschwindigkeitsgebersignal groß

des Gleichrichters 83 und die Basis eines npn-Tran- genug, um zu verhindern, daß der Kondensator 64

sistors 92 geschaltet. Der Kollektor des Transistors sich zu irgendeinem Zeitpunkt während jeder HaIb-

92 ist mit der Verbindungsstelle des Kondensators 64 welle auf die Durchschlagsspannung des Zweibasis-

und des Emitters 70 des Zweibasistransistors 58 ver- 50 transistors 58 auflädt, wodurch der Motor 38 voll-

bunden. Ein Emitterwiderstand 96 verbindet den ständig entregt wird.

Emitter des Transistors 92 mit Erde. Wenn die an den Motor 38 angelegte Energie zu-

Die Anordnung arbeitet auf folgende Weise. Das folge der Wirkung des Geschwindigkeitsteuervon dem Geschwindigkeitsgeber 80 erzeugte Wech- Stromkreises verringert ist, wird der Motor 38 durch selstromgeschwindigkeitssignal wird von dem Brük- 55 die auf den Anker 12 gemäß Fig.IB wirkenden kengieichrichter 83 gleichgerichtet und als Steuerst- Reibungskräfte verlangsamt. In einer solchen gegnal an die Basis des Transistors 92 angelegt. Wenn schlossenen Schleife beeinflussen Änderungen von von dem Geschwindigkeitsgeber 80 kein Signal Leitungsspannungen, der Spulentemperatur des Mokommt, ist der Transistor 92 nichtleitend. Die Aufla- torstators und Belastungsänderungen die Ankergedezeit des Kondensators 64 ist dann nur von der Ein- 60 schwindigkeit nicht nachteilig, da die an den Motor Stellung des einstellbaren Widerstandes 62 und der angelegte Energie von dem Geschwindigkeitssignal Vollwegspannung von den Gleichrichterdioden 48 des Gebers 80 gesteuert ist und sich umgekehrt zu und 50 abhängig. Demgemäß lädt sich der Konden- der Geschwindigkeit des Eingangs ändert,
sator 64 zu Beginn jeder Halbwelle verhältnismäßig Die vorbestimmte konstante Geschwindigkeit des schnell auf die Durcnschlagsspannung des Zweibasis- 65 Ankers wird durch die Einstellung des Verstärkungstransistors 58 auf und bewirkt eine Entladung des potentiometers 91 bestimmt, welches die Menge des Kondensators 64 durch den Emitter- untere Basis- Gebersignalstromes bestimmt, die der Basis des Weg des Transistors 58, um einen Impuls in der Transistors 92 zugeführt wird. Das Potentiometer 62

kann so eingestellt sein, daß die Zeitkonstante des Zcilgebcrstromkreises ■ auf einen Punkt eingestellt wird, bei welchem Zünden des Zweibasistransistors 58 sehr nahe dem Beginn jeder Halbperiode des Wechselstroms gewährleistet ist, wenn das Geschwindigkeitsgebersignal Null ist.

F i g. 4 ist eine der F i g. 2 ähnliche Anordnung, zeigt jedoch einen Geschwindigkeitssteuerstromkreis, der gemäß der Erfindung abgewandelt ist. An Stelledes Wechselstromgebers 80 kann auch ein Gleichstrom-Geschwindigkeitsgeber 100 verwendet werden. Der erfindungsgemäße Stromkreis gemäß Fig.4 enthält eine Diode 102 und einen Widerstand 104, der parallel zu den Widerständen 60 und 62 liegt, um den Ladestrom des Zeitkondensators 64 und das Zünden des Zweibasistransistors 58 zu bestimmen. Die Sperrdiode 102 bewahrt den Transistor 92 vor einem Nebenschluß des Stromes durch den Widerstand 104, um eine maximale Verzögerung im Aufbau der Spannung im Zeitkondensator-64 während jeder Halbwelle'zu erreichen (Fig.3C), und zwar unabhängig von der Größe des Ausgangssignals des Gebers 100 und ohne Rücksicht auf die niedrige Impedanz des Transistors 92 gegenüber dem Kondensator 64. Durch die zusätzlichen Bauelemente wird also die an den Motor 38 angelegte Energie verringert, jedoch verhindern sie ein vollständiges Abschalten der Thyristoren 30, 32, so daß eine gleichmäßigere, stoßfreie Regelung erhalten wird.

Durch das Zusammenwirken des Zweibasistransistors 58 mit seinem Regelkreis (Kondensator 64, Transistor 92, Widerstand 104 und Sperrdiode 102) wird also eine kontinuierliche und weiche Geschwindigkeitsregelung erreicht.

Ein Glättungskondensator 106 kann mit dem Ausgang des Vollwegbriickengleichrichters 108 verbunden sein. Im übrigen arbeitet die Anordnung gemäß F i g. 4 genauso wie die gemäß F i g. 2.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

an dessen Basis-Emitter-Strecke das Geschwindig-

Patentanspruch: keitssignal ansteht, vorhanden ist und daß beide

Spannungsteilermittelpunkte durch eine zum Emitter

Anordnung zur Regelung der Geschwindigkeit des Zweibasistransistors hin gerichtete Diode mitein-

eines Induktionsmotors, der über antiparallel in S ander verbunden sind.

den Zuleitungen liegende Thyristoren von einer Hierdurch wird erreicht, daß jede Halbwelle der· Wechselspannungsquelle gespeist ist und bei der Wechselspannungsquelle unabhängig von der Motorein mit dem sich bewegenden Teil fest verbünde- geschwindigkeit einen Zündimpuls an die Thyristoner Geschwindigkeitsgeber vorgesehen ist, dessen ren liefert, welche, auch wenn der Motor eine hohe Ausgangssignal einem den Zündwinkel der Thy- ίο Drehzahl besitzt, mit einem großen Zeitverzögeristoren verändernden Steuerglied zugeführt ist, rungswinkel gezündet werden. Hierdurch wird eine dadurch gekennzeichnet, daß als Mo- stoßfreie Geschwindigkeitsregelung erzielt und vertor ein linearer Induktionsmotor (38) vorgesehen hindert, daß bei hohen Geschwindigkeiten der Unter- und als Steuerglied ein von der Wechselspannung schied in aufeinanderfolgenden Impulsen aus den über eine Vollweggleichrichtung gespeister Zwei- 15 Thyristoren so groß wird, daß eine ungleichmäßige basistransistor (58) verwendet ist, dessen Emitter Kraft von dem linearen Induktionsmotor während an dem Mittelpunkt eines ebenfalls von der aufeinanderfolgender Halbwellen abgegeben wird. " gleichgerichteten Wechselspannung gespeisten, Dies verhindert einen ungleichmäßigen Lauf und Geaus einer Reihenschaltung eines Widerstandes räuschbildung.

(104) und eines Kondensators (64) bestehenden 20 Zur Geräuschbildung sei darauf hingewiesen, daß

ersten Spannungsteilers liegt, und daß parallel zu Energieimpulse auf eine träge Masse Beschleuni-

diesem ein zweiter Spannungsteiler, bestehend gungsimpulse erzeugen, welche mechanische Schwin-

aus einer Reihenschaltung'eines Widerstandes ■ gungsgeräusche hervorrufen. Ein linearer Induktions-

(60, 62) und einer Kollektor-Emitter-Strecke eines motor erzeugt dabei eine magnetische Kraft, welche

Transistors (92), an dessen Basis-Emitter-Strecke 25 durch Vibration der Motorteile Geräusche hervor-

das Geschwindigkeitssignal ansteht, vorhanden ruft, insbesondere wenn eine Halbwelle keinen Strom

ist und daß beide Spannungsteilermittelpunkte und die andere einen großen Stromstoß erzeugt, um

durch eine zum Emitter des Zweibasistransistors die gewünschte Energie zu erzeugen.

(58) hin gerichtete Diode (102) miteinander ver- Es sei noch erwähnt, daß aus der Zeitschrift

" bunden sind. , 30 ».Elektronik«, 1960, S. 239 bis 241, ein phasengesteuerter Wechselspannungsschalter mit Thyristoren,

die von" einem Zweibasistransistor angesteuert werden, bekannt ist mit zu einem Ladekondensator parallelgeschalteten Transistor (Emitter-Kollektor-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung 35 Strecke) zur Veränderung der Ladezeit des Kondenzur Regelung der Geschwindigkeit eines Induktions- sators. Eine derartige Schaltung ist auch für die motors, der über antiparallel in den Zuleitungen lie- Steuerung von Induktionsmotoren verwendbar,
gende Thyristoren von einer Wechselspannungs- Die Erfindung wird nachstehend an Hand der quelle gespeist ist und bei der ein mit dem sich bewe- Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigt
genden Teil fest verbundener Geschwindigkeitsgeber 40 F i g. 1A eine Draufsicht eines Geschwindigkeitvorgesehen ist, dessen Ausgangssignale einem den gebers, der an einem linearen Induktionsmotor an-Zündwinkel der Thyristoren verändernden Steuer- geordnet ist,
glied zugeführt ist. ■ F i g. 1B eine Seitenansicht der F i g. 1A,

Eine derartige Anordnung ist aus der Zeitschrift · Fig.2 eine Anordnung zur Regelung der Ge-

»Direct Current«, Januar 1962, S. 20/21, bekannt. 45 schwindigkeit eines Induktionsmotors mit Beeinflus-

Das Steuerglied ist hierbei ein Transistor, der in Ver- sung der Regelung durch ein Wechselstromgeschwin-

bindung mit einer Schaltung von Impulstransforma- digkeitsgebersignal,

toren die Thyristoren ansteuert. Mit dieser Anord- Fig.3A, 3B und 3C sind Darstellungen von drei

nung wird aber bei Verwendung eines linearen In- Eingangsstromwellenformen der Speisespannung des

duktionsmotors keine stoßfreie Regelung der Ge- 50 linearen Induktionsmotors, die mittels der Geschwin-

schwindigkeit erreicht. digkeitsregelung gemäß der Erfindung erzeugt wer-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die den,

Anordnung der eingangs genannten Art derart auszu- Fig.4 eine Schaltungsanordnung zur Regelung

gestalten, daß sich bei Verwendung eines .linearen In- der Geschwindigkeit eines linearen Induktionsmotors

duktionsmotors eine kontinuierliche, glatte, d. h. 55 gemäß der Erfindung.

stoßfreie Geschwindigkeitsregelung erreichen läßt. In den F i g. 1A und 1B ist erläutert, auf welche Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch . Weise ein Geschwindigkeitsgeber 14 mit einem lineagelöst, daß als Motor ein linearer Induktionsmotor . ren Induktionsmotor 10 verbunden ist, der einen als vorgesehen und als Steuerglied ein von der Wechsel- Doppel-T-Stück ausgebildeten linearen Anker 12 aufspannung über eine Vollweggleichrichtung gespeister 60 weist. Der Geschwindigkeitsgeber 14 ist in einem Zweibasistransistor verwendet ist, dessen Emitter an U-förmigen Lagerarm 15 befestigt, dej Schenkel 16 dem Mittelpunkt eines ebenfalls von der gleichgerich- und 18 aufweist, die ihrerseits an einer Stützstange teten Wechselspannung gespeisten, aus einer Reihen- 20 schwenkbar angebracht sind, die an dem Gehäuse schaltung eines Widerstands und eines Kondensators des Induktionsmotors 10 befestigt ist. Eine Feder 22 bestehenden ersten Spannungsteiler liegt, und daß 65 ist zwischen die Stange 20 und einen Vorsprung 24 parallel zu diesem ein zweiter Spannungsteiler, beste- an einer Sicherungsplatte 25 geschaltet, um eine Gehend aus einer Reihenschaltung eines Widerstandes schwindigkeitsgeberantriebsrolle 26 in Eingriff mit und einer Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors, dem oberen Flansch des Doppel-T-Stückes 12 vorzu-