DE1638316A1 - Steuerschaltung fuer die elektronische Kommutierung eines Elektromotors - Google Patents
Steuerschaltung fuer die elektronische Kommutierung eines ElektromotorsInfo
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- DE1638316A1 DE1638316A1 DE1967G0051422 DEG0051422A DE1638316A1 DE 1638316 A1 DE1638316 A1 DE 1638316A1 DE 1967G0051422 DE1967G0051422 DE 1967G0051422 DE G0051422 A DEG0051422 A DE G0051422A DE 1638316 A1 DE1638316 A1 DE 1638316A1
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Description
GOLAY BUCHEL & CIE S.A. Lausanne / Schweiz
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerschaltung für die elektronische
Kommutierung eines Elektromotors, vorzugsweise eines Induktionsmotors«
Es sind bereits Steuere chal tunge η für Elektromotoren mit elektronischer
Kommutierung bekannt, bei denen die Motorwicklung während bestimmter Perioden über elektronieche Leistungs stufe η nach Art einer Impulsbreiten-Steuerung
erregt und diese Leistungs stufen über einen von einem die Er-
G1.12D.18 , BH/JO/er
109&U/0S56
regerperioden bestimmenden Organ beeinflussten Detektor gesteuert
werden. Diese Steuerung lässt sich derart einrichten und ergänzen, dass für jede individuelle Motorphase Erregerimpulse erzeugt werden können, die den Motorbetriebsbedingungen jeweils optimal angepasst sind.
werden. Diese Steuerung lässt sich derart einrichten und ergänzen, dass für jede individuelle Motorphase Erregerimpulse erzeugt werden können, die den Motorbetriebsbedingungen jeweils optimal angepasst sind.
Eine besondere Steuerschaltung für die elektronische Kommutierung, bei
welcher der die Steuerung bestimmende elektronische Schaltkreis durch
den Motorstrom sowie eine weitere Motorbetriebsgrösse beeinflussbar ist, wurde bereits von der gleichen Anmelderin vorgeschlagen (DAS 1244 933).
den Motorstrom sowie eine weitere Motorbetriebsgrösse beeinflussbar ist, wurde bereits von der gleichen Anmelderin vorgeschlagen (DAS 1244 933).
Die Methode der Impulsbreitensteuerung lässt sich gut unter Verwendung
einer konstanten Spannungsquelle anwenden, erfordert jedoch für den Anlauf
des Motors eine verhältnismässig grosse Phaseninduktivität, während
diese Induktivität bei hohen Motordrehzahlen möglichst gering sein
soll. Um diese Forderungen zu erfüllen , ist bisher ein erheblicher
Sch al tungs aufwand erforderlich, besonders dann, wenn man Phasenströme mit quasi-rechteckförmiger Gestalt zu erzeugen wünscht, die sehr häufig für den Betrieb von Motoren mit elektronischer Kommutierung, und zwar sowohl für Induktionsmotoren als auch für Motoren mit Permanentmagneten, wünschenswert sind.
soll. Um diese Forderungen zu erfüllen , ist bisher ein erheblicher
Sch al tungs aufwand erforderlich, besonders dann, wenn man Phasenströme mit quasi-rechteckförmiger Gestalt zu erzeugen wünscht, die sehr häufig für den Betrieb von Motoren mit elektronischer Kommutierung, und zwar sowohl für Induktionsmotoren als auch für Motoren mit Permanentmagneten, wünschenswert sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Steuerschaltung
dieser Art zu schaffen. Zu diesem Zwecke ist die Erfindung
109814/0556
BAD
dadurch gekennzeichnet, dass als Speisung für den Motor eine vorzugsweise
einstellbare bzw, steuerbare Quasigleichstromquelle dient, die eine hohe dynamische Impedanz bis zu einem oberen Spannungsschwellwert
aufweist, von welchem ab sich die Impedanz verringert, dass der elektrische Arbeitswinkel jedes Kommutierungskanals im Hinblick auf
eine zweckmässige Verteilung des zur Verfügung stehenden Stromes der
hohen Impedanz dieser Stromquelle angepasst ist und dass vorzugsweise nur jeweils ein Kommutierungskanal stromführend ist, derart, dass die
Stromquelle permanent belastbar und in jedem Kommutierungskanal ein quasi-rechteckförmiger Strom erzeugbar ist, wobei diese quasi-rechteckförmigen
Stromhalbwellen in den Kommutierungskanälen durch tote Winkel voneinander getrennt und die elektrischen Arbeitswinkel jedes Kommutierungskanals
geeignet gewählt sind.
Weitere E rf indungs merkmale ergeben sich aus den Patentansprüchen.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 das Schaltbild eines Kommutie rungs systems für einen
Dreiphasenmotor unter Verwendung von Halbleiter-Thyratrons,
10-96 U/055 6
BAD ORIGINAI."
BAD ORIGINAI."
Fig. 2 das Schaltbild einer zur Speisung des Motors dienenden
Stromquelle, welche bis zu einem oberen Spannungsschwellwert
eine hohe dynamische Impedanz aufweist,
Fig, 3 das Schaltbild eines weiteren, mit Leistungstransistoren
arbeitenden Kommutierungssystems für einen Dreiphasenmotor,
welches im Prinzip der Schaltung nach Fig. 1 entspricht, und
Fig. 4a-4f die Darstellung der elektrischen Phasenwinkel für sechs
Kommutierungs zustände der Schaltungen nach Fig. 1 und 3.
Wenn in der folgenden Beschreibung von Thyratrons gesprochen wird,
\vorajgswejse/
sollen darunter^rlalbleiter-Thyratrons bzw. sogenannte Thyristoren verstanden werden,
sollen darunter^rlalbleiter-Thyratrons bzw. sogenannte Thyristoren verstanden werden,
Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 bezieht sich auf einen dreiphasigen
Motor, dessen Phasenwicklungen R, S und T wahlweise im Stern oder im Dreieck geschaltet werden können, um das Betriebsverhaltendes Motors
an die gewünschten Bedingungen anzupassen. Jede Phasenwicklung R, S
bzw. T ist mit einem Zweirichtung s- Kommutierungs sys tem verbunden,
das aus den Thyratrons 13 und 16, 14 und 17 bzw. 15 und 18 gebildet wird.
Die einfachste Art, um eine bestimmte Stromverteilung in den einzelnen
Kommutierungskanälen zu gewährleisten, besteht in der Wahl einer Korn-
1098UV0E66
mutierungsfolge derart, dass die Thyratrons zyklisch einzeln nacheinander
in geeigneter Weise geschaltet werden, ohne dass Unterbrechungen
des Stromflusses in der Dreiphasenwicklung auftreten, in welcher vielmehr während der Kommutierung lediglich der Strom von der einen
Phasenwicklung auf die andere Phasenwicklung umgelenkt wird, während der Stromfluss in der jeweils dritten Phasenwicklung aufrechterhalten
bleibt.
Zu diesem Zwecke werden in der Schaltung nach Fig. 1 die Thyratrons
13 bis 18, bei ■welchen es sich um gewöhnliche, durch Anlegen eines
kurzen Impulses mit inverser Spannung in den Sperrzustand schaltbare Thyratrons handelt, mit Hilfe der Steuer thyratrons 1 bis 6 gesteuert.
Je ein Paar in Reihe geschalteter Steuerthyratrons 1 und 4, 3 und 6 bzw. 5 und 2 dienen zur Steuerung einer der Phasen R, S bzw. T und liefern
über die Kondensatoren 7, 8 bzw. 9, welche in Reihe mit kleinen DämpJungpwiderständen
10 liegen, die entsprechenden Sperrimpulse für die zugeordneten Thyratrons 13 bis 18. Die Widerstände 11 und 12, welche den
einzelnen Steuerthyratrons parallelgeschaltet sind, sorgen für eine geeignete Anfangsvorspannung, Die Betriebsspannung liegt an den Klemmen
22 (positives Potential) und 21 (negatives Potential) und wird beispielsweise mit Hilfe einer auf Fig. 2 dargestellten und später erläuterten
Schaltung erzeugt. Die Dioden 19 bzw. 20 absorbieren den bei der Sperrung
der Thyratrons 16 bzw. 13 auftretenden Selbstinduktionsstrom; entsprechende
Dioden sind für die anderen Thyratrons vorgesehen.
109814/0556
BAD ORIGINAL,'
Die Funktion der Schaltung nach Fig. 1 wird anhand der Fig. 4a bis 4f
näher erläutert, auf denen sechs verschiedene Winkellagen der Phasenvektoren während eines Kommutierungszyklusses dargestellt sind. Nach
Fig. 4a bis 4f drehen sich die drei Phasenvektoren R, S und T im Uhrzeigersinne,
und die jeweils in der Darstellung nach Fig. 4 nach unten weisenden Phasenvektoren entsprechen denjenigen Betriebs zuständen,
in welchen eines der Thyratrons 16,17 oder 18 leitend ist und sich in der Mitte seines Arbeitswinkels befindet, während die nach oben weisenden
Phasenvektoren diejenigen Betriebszustände repräsentieren, in welchen eines der Thyratrons 13, 14 oder 15 leitend ist und sich in der Mitte seines
Arbeitswinkels befindet.
Von den drei Steuerthyratrons 1, 3 und 5 einerseits bzw. 4, 6 und 2 andererseits
ist zu einem bestimmten Zeitpunkt jeweils immer nur eines leitend, wobei die Schaltung dieser Thyratrons in den leitenden Zustand
in der durch die Bezugs zahlfolge angegebenen Reihenfolge stattfindet.
Durch die kapazitive Kopplung der Steuerthyratrons 1 bis 6 untereinander wird erreicht, dass die Rückschaltung eines leitenden Thyratrons in den
Sperrzustand jeweils während der Umschaltung des folgenden Steuerthyratrons in den leitenden Zustand erfolgt. Die Umschaltung eines der
Steuerthyratrons 1 bis 6 in den leitenden Zustand bewirkt jeweils die
Sperrung des diesem zugeordneten Thyratrons 13 bis 18»
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BAD ORIGINAL
Daraus ergibt sich folgender Kommutierungszyklusi Im Betriebszustand
nach Fig. 4a schaltet grade das Steuerthyratron 1 in den leitenden Zustand, so dass das Thyratron 13 gesperrt wird; gleichzeitig wird das Steuerthyratron
5 gesperrt und das Thyratron 14 über eine nicht dargestellte Leitung
in den leitenden Zustand geschaltet; das Thyratron 18 befindet sich im leitenden Zustand, und zwar in "der Mitte seines Arbeits winkeis. Die
übrigen Kommutierungsthyratrons 15, 16 und 17 sind gesperrt. Es flies st
also ein Strom vom Pluspctential bei 22 über Thyratron 14, Wicklung S,
Wicklung T und Thyratron 18 zum negativen Potential bei 21e Die Phase R
ist gesperrt.
Im Betriebszustand gernäss der Darstellung nach Fig. 4b wird das Steuerthyratron
2 in den leitenden Zustand gesclialtet, so da,ss Thyratron 18
sperrt; gleichzeitig sperrt auch das Steuerthyratron 6, und Thyratron 16 schaltet in den leitenden Zustand, während Thyratron 14 leitend bleibt
und die übrigen Thyratrons 13, 15 und 17 gesperrt sind. Der Strom flies st \
nun über Thyratron 14, Wicklung S, Wicklung R und Thyratron 16. Die
Phase T ist gesperrt.
Im Betriebszustand nach Fig. 4c wird das Steuerthyratron 3 leitend, so
dass Thyratron 14 sperrt; gleichzeitig sperrt auch das Steuerthyratron 1, und Thyratron 15 wird leitend, während Thyratron 16 im leitenden Zustand
verbleibt und die übrigen drei Kommutie rungs thyratrons sperren. Nun-
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BAD A
mehr fliesst der Strom über Thyratron 15, Wicklung T, Wicklung S und
Thyratron 16. Die Phase S ist gesperrt.
Der beschriebene Kommutie rungs zyklus setzt sich in analoger Weise
fort, so dass die den Fig. 4d bis 4f entsprechenden Betriebs zustände ohne weitere Erläuterung verständlich sind.
Da die Steuerthyratronpaare 1 und 4, 3 und 6 sowie 5 und 2 immer abwechselnd
in Funktion treten, ist es nicht erforderlich, den Kondensator 7, 8 bzw. 9 über einen ohmschen Widerstand zwischen jeder Sperroperation
zu entladen, wie das häufig bei anderen Schaltungen der Fall ist.
Anstelle der in der Schaltung nach Fig. 1 verwendeten gewöhnlichen Kommutierungsthyratrons,
welche zur Erzeugung von Sperrimpulsen Steuerthyratrons erfordert, können auch bekannte Halbleiter-Thyratrons vom
sogenannten "turn-off"-Typ verwendet werden, welche mit Hilfe von
Steuerelektroden in den Sperrzustand und in den leitenden Zustand schaltbar sind. Allerdings haben diese Thyratrons einen verhältnismässig hohen
Preis.
Die Zündung der Kommutie rungs thyratrons oder der Steuerthyratrons
lässt sich mit Hilfe einer bekannten klassischen Schaltung durchführen,
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die im allgemeinen aus einem elektronischen Impulszähler in Ringschaltung besteht,*·* welcher im betrachteten Falle der Schaltungsanordnung
nach Fig. 1 eine Zählkapazität von sechs Impulsen hat, welche den sechs
Kommutie runge zuständen gemäss der Fig. 4a bis 4f entsprechen. Die "
Zündsignale können beispielsweise induktiv über eine zwischen der Steuerelektrode und der Kathode jedes Thyratrons angeordnete Spule
übertragen werden. Die Anordnung kann dann derart getroffen werden,
dass die Zündung eines Kommutierungsthyratrons gleichzeitig mit der Löschung eines anderen Kommutierungsthyratrons erfolgt. Bei Verwendung von Steuer thyratrons, wie anhand der Schaltung nach Fig. 1
beschrieben, wird dafür gesorgt, dass die Zündung eines Kommutierungsthyratrons gleichzeitig mit der Zündung eines Steuerthyratrons stattfindet,
wobei dieses Steuerthyratron die gleichzeitige Sperrung eines anderen Kommutierungsthyratrone bewirkt.
quelle hoher Impedanz zur Speisung der mit 38 bezeichneten Kommutierungsschaltung nach Fig. 1 dient. Der Basis des Transistors 23 wird eine
Vorspannung derart gegeben, dass die am Widerstand 24 im Kollektorkreis des Transistors 23 infolge des Kollektorstroms abfallende Spannung
einen leitenden Zustand des Transistors 2T bewirkt, dessen Vorspannung vom Stromflu·· durch den Widerstand 26 bestimmt wird. Wenn der Traneittor 27 leitend wird, dann werden auch die nachgeschalteten Transisto-
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ren 28, 29 und 30 leitend, und die im Kollektorkreis des Transistors
liegende Induktionsspule 31 sowie der mit dieser Spule 31 sowie der Schaltung 38 in Reihe liegende parametrische Widerstand 33 erhalten einen ansteigenden
Strom. Parallel zum Widerstand 33 ist die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors 34 sowie die Primärwicklung 35 eines Transformators
geschaltet, dessen Sekundärwicklung 25 in Reihe mit einer Diode zwischen dem Kollektor des Transistors 23 und der Basis des Transistors
27 liegt.
Die Basis des Transistors 34 wird mit einer hochfrequenten Spannung
beaufschlagt, so dass der Widerstand 33 über die Emitter-Kollektor-Strecke
des Transistors 35 und die Primärwicklung 35 periodisch kurzgeschlossen und damit die Primärwicklung 35 von einem entsprechend
hochfrequenten Wechselstrom durchflossen wird, dessen Grosse dem momentanen Spannungsabfall am Widerstand 33 und daher dem momentanen
Motorstrom proportional ist. Die in der Sekundärwicklung 25 induzierte Spannung ist der am Widerstand 24 abfallenden Spannung entgegengesetzt
gerichtet*
Wenn der Strom in der Spule 31 und damit durch den Widerstand 33 einen
Wert erreicht, derart, dass die in der Sekundärwicklung 25 des Transformators induzierte Spannung die am Widerstand 24 abfallende Spannung
aufhebt, so dass die für den leitenden Zustand des Transistors 27 er-
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forderliche Basisvorspannung verschwindet, dann schaltet die gesamte
Transistorkaskade aus den Transistoren 27, 28, 29 und 30 unter Mitwirkung des Rückkopplungseffektes des Widerstandes 32 in den Sperrzustand.
Der bei Abschaltung durch die Spule 31 erzeugte Induktionsstrom
kann sich über die Diode 36 schliessen und nimmt bis auf einen unteren
Schwellwert ab, bei welchem die Rückschaltung der Transistorkaskade
in den leitenden Zustand erfolgt. Mit dem dann einsetzenden Stromfluss
durch die Spule 31 wiederholt sich der Schaltzyklus. Der Strom oszilliert also zwischen zwei Schwellwerten, deren mittleres Niveau von der Vorspannung
am Transistor 23 und vom durch den Widerstand 32 bestimmten Schaltverhalten der Kaskade abhängt. Der Kondensator 37 bewirkt eine
leichte Filterung bzw. Glättung. An der Leiter 40 liegt eine Quasi-Gleichspannung
zur Speisung der Schaltung und an der Leitung 39 eine Hilfsspannung.
Der Spannungsabfall am Widerstand 33 lässt sich dank der Verstärkung
infolge der Zerhackung durch den periodisch schaltenden Transistor 34 und dank des Uebertragungs Verhältnisses zwischen der Primärwicklung
und der Sekundärwicklung 25 des Transformators auf einige Zehntel Volt begrenzen. Die Schaltfrequenz des Transistors 30 hängt wesentlich vom
Potential auf der Leitung 40, dem Unterschied der Spannungen bei 22 und 21, also der Stromaufnahme des Motors, und der Induktivität der Spule
31 ab. Diese Induktionsspule steht in keiner Weise dem Anstieg bzw. der
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Einstellung des Motorstromes als Funktion der Motordrehzahl entgegen,
da, sie nicht vom Wechselstrom im Kreis des Transistors 34 durchflossen
wird.
Die Kommutie rungs schaltung nach Fig. 3, weiche ebenfalls zur Erregung
dreier, im Stern oder im Dreieck schaltbarer Motorwicklungen R, S und
T dient, arbeitet im Unterschied zur Schaltung nach Fig. 1 mit Transistoren
41 bis 46, wobei jeweils ein Paar von Transistoren an die drei
Ausgänge der Dreiphasenwicklung R1S bzw. T angeschlossen ist. .Die
Speisespannungen 22 und 21 entsprechen denen nach Fig. 1 und können
wiederum mit einer Schaltung nach Fig. 2 erzeugt werden. Der Kommutierungszyklus
der Schaltung nach Fig. 3 entspricht vollständig dem anhand der Fig. 4 beschriebenen Zyklus der Schaltung nach Fig. 1 und
braucht daher im einzelnen nicht noch einmal erläutert zu werden.
Die Steuerung der Kommutierungstransistoren erfolgt nach Fig. 3 für
die Transistoren 44,45 und 46, über welche die entsprechenden Phasen
an positives Potential angeschlossen werden, mittels eines ersten drei·,
phasigen Transformators, während die Steuerung der anderen Transistoren 41, 42 und 43, über welche die entsprechenden Phasen an negatives
Potential anschliessbar sind, mittels eines zweiten dreiphasigen
Transformators stattfindet. Dieser Transformator hat die drei Primär
wicklungen 51, 53 und 55 sowie die Sekundärwicklungen 50, 52 und 54,
wobei jeweils ein Spulenpaar auf einem besonderen Transformatorkern
8itzt· 10S8U/PB56
Wenn die Primärwicklung 51 erregt wird, wird über die im Basiskreis
des Transistors 41 liegende Sekundärwicklung 50 dieser Transistor in den leitenden Zustand geschaltet und in den beiden anderen Sekundärwicklungen
52 und 54, deren die Wicklungen 53 und 54 eins chlies sende η Primärkreise offen sind, Spannungen derart induziert, dass die anderen
beiden Transistoren 42 und 43 im Sperrzustand gehalten werden. Durch die Dioden 49 in den Basiskreisen der Transistoren wird eine plötzliche
Entmagnetisierung des entsprechenden Transformatorkerns während *
der Schaltung eines Transistors in den Sperrzustand verhindert, da eine
derartige plötzliche Entmagnetisierung die Gefahr mit sich bringt, dass
gleichzeitig in unerwünschter Weise auch die beiden anderen Transistoren, die gesperrt bleiben sollen, teilweise leitend werden könnten. Selbstverständlich
soll jedoch immer nur einer der Transistoren dann in den leitenden Zustand schalten, wenn der im Zyklus vorangehende Transistor
gesperrt wird, analog dem Schaltrhythmus der anhand der Fig. 1 beschriebenen Thyratrons. Die Dioden 47 und 48 spielen die analoge Rolle i
wie die Dioden 19 und 20 nach Fig, I.
Die dreiphasigen Transformatoren zur Steuerung der Kommutierung·-
transietoren müssen derart eingerichtet sein, das· «ie Frequenzen innerhalb eine· Bereich· abertragen könnm, der die Kommutierungsfrequenzen
bei allen möglichen Betriebebedingungen de· *u »teuernden Motor· über*.
deckt, rar einen Induktionsmotor man daher die tiefste Frequenz bei-
109814/0556
spielsweise bei 4 Hz liegen, was der Schlupffrequenz bei maximalem
Drehmoment für einen gegebenen Strom entspricht. Die höchsten, von den Steuertransformatoren zu übertragenden Frequenzen hängen von der
Drehzahl des Motors ab. Sie erreichen für einen Motor bei einer Drehzahl von 601OOO U/min. 1000 Hz.
In der Schaltung nach Fig. 3 werden nur npn-Trans is tor en verwendet,
was die Vorzüge mit sich bringt , dass die Kosten verhaltnismässig
gering sind und dass mit erhöhten Spannungen gearbeitet werden kann, so dass zum Beispiel bequemerweise eine direkte Gleichrichtung der
dreiphasigen Netzspannung möglich ist. Das gleiche gut auch für die
Schaltung mit Halbleiter-Thyratrons bzw. Thyristoren nach Fig. 1,
Da in den beschriebenen Schaltungen nach Fig. 1 und Fig. 3 zu einem
bestimmten Zeitpunkt immer nur ein einziger Kommutierungskanal
stromführend ist, lassen sich durch Verwendung einer Stromquelle mit hoher dynamischer Impedanz quasi-rechteckförmige Phasenströme erzielen,
welche beispielsweise als Funktion der Motorbelastung derart steuerbar sind, dass bei Leerlauf zur Verringerung der Motorerwärmung
der Strom auf seinem minimalen Wert gehalten wird. In der Schaltung nach Fig. 3 können die Primärwicklungen deJf Transformatoren unab
hängig von der Steuerschaltung oder aber auch al· Funktion des Motorstromes bzw, unter Mitwirkung einer vom Motoratrom abhängigen
109814/0556
Steuergrösse erregt werden, beispielsweise durch ein vom Motorstrom
durchflossenes Steuerglied.
Wie beim Beispiel nach Fig. 1 erwähnt, lässt sich zur Steuerung des
Kommutierungszyklusses sowohl der Thyratrons in der Schaltung nach
Fig. 1 als auch der Transistoren mittels der Transformatoren in der Schaltung nach Fig. 3 beispielsweise ein elektronischer Ringzähler
oder eine in sich geschlossene Zählschaltung derart verwenden, dass λ
dieser Zähler bzw. diese Zählschaltung mit einer vorgebbaren und vorzugsweise steuerbaren Impulsfolgefrequenz beaufschlagt wird und
die entsprechend verteilten Ausgangsimpulse des Zählers die sukzessiven Zündimpulse für die Thyratrons bzw. die sukzessiven Erregerimpulse
für die Primärwicklungen der Transformatoren nach Fig. 3 bilden oder auslösen. Die den Zähler steuernden Impulse können von einem unabhängigen
Impulsgeber oder aber durch ein mit der Motorwelle umlaufendes Geberorgan er'zeugtund, beispielsweise bei einem Induktionsmotor,
als Funktion der Motorbelastung bzw. des Schlupfes geeignet modifiziert werden, um jeweils eine optimale Anpassung des Motors an seine momentanen
Betriebsbedingungen zu erreichen. Steuerschaltungen dieses allgemeinen Prinzips, mit denen sich bestimmte Kommutierungszyklen
erzielen lassen, sind bereits von der gleichen Anmelderin vorgeschlagen worden (deutsche Patentanmeldung G 50 195 VIIIb/21d3 sowie G 45 436
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BAD ORIGINAL
Claims (9)
- PATE NTANSPRUE CHE([lJ Steuerschaltung für die elektronische Kommutierung eines Elektromotors, dadurch gekennzeichnet, dass als Speisung für den Motor eine vorzugsweise einstellbare bzw. steuerbare Quas !gleichstromquelle dient, die eine hohe dynamische Impedanz bis zu einem oberen Spannungsschwellwert aufweist, von welchem ab sich die Impedanz verringert, dass der elektrische Arbeitswinkel jedes Kommutierungskanals im Hinblick auf eine zweckmässige Verteilung des zur Verfügung stehenden Stromes der hohen Impedanz dieser Stromquelle angepasst ist und dass vorzugsweise nur jeweils ein Kommutierungskanal stromführend ist, derart, dass die Stromquelle permanent belastbar und in jedem Kommutierungskanal ein quasi-rechteckförmiger Strom erzeugbar ist, wobei diese quasi-rechteckförmigen Stromhalbwellen in den Kommutierungskanälen durch tote Winkel voneinander getrennt und die elektrischen Arbeitswinkel jedes Kommutierungskanals geeignet gewählt sind.
- 2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Quasigleichstromquelle hoher Impedanz aus einer Quasigleichspannungsquelle in Verbindung mit einem induktiven Kreis und einem auf diesen einwirkenden Schaltkreis gebildet wird und die Sperrung bzw. die Entsperrung der Kommutierung durch einen oberen bzw, durch einen unteren Stromschwell wert steuerbar ist, derart, dass der Strom zwischen diesen beiden Schwellwer-ten oszilliert, deren Niveau vorzugsweise einstellbar ist«1098U/0556
BAD - 3. Steuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese Spannungsquelle eine Transistorkaskade mit einer Induktionsspule sowie einem mit dieser in Reihe liegenden Widerstand einschliesst, welchem die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors sowie die Frimärspule eines Transformators parallelgeschaltet ist, wobei dieser Widerstand durch den erwähnten Transistor über die erwähnte Primärwicklung mit hoher Frequenz kurzschliessbar ist, und dass die Sekundärwicklung des erwähnten Transformators im Eingangskreis der Transistor- % kaskade angeordnet ist und eine Spannung liefert, welche der vorgebbaren Vorspannung für den ersten Transistor dieser Kaskade entgegengesetzt gerichtet ist.
- 4. Steuerschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an jede Phasenwicklung des Motors ein Paar von Kommutierungselementen angeschlossen ist, welche abwechselnd die betreffende Phasenwicklung an das Pluspotential und an das Minuspotential j der Stromquelle schalten.
- 5, Steuerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor eine an sich bekannte, wahlweise im Stern oder im Dreieck schaltbare Dreiphasenwicklung aufweist und der Kommutierungsayklus derart getroffen ist, dass in einem bestimmten Ko mmutie rungs zu stand der Strom durch die erste und die zweite Phasenwicklung verläuft, während die dritte Phase gesperrt ist, dann unter Beibehaltung des Stromflusses durch109814/0556BADORlGiNAl.die erste Wicklung die dritte Wicklung stromführend wird und die zweite Phase sperrt, anschliessend unter Beibehaltung des Stromflusses durch die dritte Wicklung wieder die erste Wicklung stromführend wird und die zweite Phase sperrt, usw..
- 6. Steuerschaltung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommutierungselemente Halbleiter-Thyratrons sind, jedem Thyratronpaar ein Paar von Steuerthyratrons zugeordnet ist und der Mittelpunkt zwischen den Steuerthyratrons eines Paares jeweils mit dem Mittelpunkt zwischen den Kommutie rungs thyratrons eines Paares über einen Kondensator zur sukzessiven Uebertragung von Sperr impulse η auf die Kommutierungsthyratrons verbunden ist, wobei jeweils die beiden Steuerthyratrons eines Paares abwechselnd in Funktion treten, so dass infolge der abwechselnden Polarität der vom Kondensator übertragenen Sperrimpulse eine Entladung des Kondensators über einen ohmschen Widerstand zwischen den Sperroperationen vermieden wird, und dass ferner die Zündung der Kommutierungsthyratrons in der gewünschten Reihenfolge durch einen entsprechend steuerbaren elektronischen Kreis erfolgt.
- 7, Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündung eines Kammntierungsthyratrons gleichzeitig mit der Sperrung eines anderen Kommutie rungs thyratrons erfolgt, welche» dia Verbindung mit dein gleichen Potential herstellt wie das ersterwähnte Kommutie rung a thy matron, und dass während des Kommutie rung ε-108eU/0556BADORIGfNAtzyklusses abwechselnd Thyratrons geschaltet werden, welche die Verbindung zum einen und zum anderen Potential der Sp annungs quelle herstellen,
- 8. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommutierungselemente Leistungstransistoren sind, von denen alle Transistoren, welche die Phasenwicklungen an das eine Potential der Spannungsquelle schalten, durch einen ersten mehrphasigen Transformator und alle anderen Transistoren, welche die Phasenwick- λ lungen an das andere Potential der Spannungsquelle schalten, durch einen zweiten mehrphasigen Transformator steuerbar sind.
- 9. Steuerschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuertransformatoren eine der Anzahl der jeweils zu steuernden Transistoren entsprechende Anzahl von magnetischen Kernen haben, deren jeder eine Primär- und eine Sekundärwicklung trägt, und dass zur Schaltung eines Transistors in den leitenden Zustand die diesem zugeordnete Pri-märwicklung erregbar ist, während die anderen Primärwicklungen offen bleiben, so dass der zur Schaltung des einen Transistors dienende Erregerimpuls infolge des im Transformator induzierten magnetischen Flusses eine Sperrspannung für alle anderen, an diesen Transformator gekoppelten Transistoren bewirkt.10S8U/0556O/\fJ
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH1560166A CH468113A (fr) | 1966-10-26 | 1966-10-26 | Installation de commande du courant d'un moteur à commutation électronique |
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---|---|
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DE1638316B2 DE1638316B2 (de) | 1973-04-26 |
DE1638316C3 DE1638316C3 (de) | 1978-10-05 |
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