DE1638389A1 - Buerstenloser Gleichstrommotor - Google Patents

Description

• Zur Reduzierung solcher Spannungsspitzen werden sogenannte Preilaufdioden verwendet. Diene werden hinsichtlich ihrer Durchlaßrichtung so geschaltet, daß sie bei geöffnetem steuerbaren Halbleiter keinen Strom führen. Sie können einem induktiven Verbraucher parallel geschaltet sein. Unterbricht der steuerbare Halbleiter den Stromkreis, fließt der Strom durch die parallele Preilaufdiode weiter, bis die gespeicherte magnetische Energie abgebaut ist. Diese Schaltung isto jedoch für bürotenlose Gleichstrommatoren nicht geeignet, weil durch die Magnetpole den Läufers in den Wicklungesträngen den Ständern sowohl negative als auch positive Spannungehalbwellen induziert werden. Für eine dieeer Halbwollen würde dann eine parallel züm Wicklungstrang geschaltete Freilaufdiod.a einen Kurzschluß bedeuten. Deshalb sind für in Doppelwegschaltung gesteuerte bürstenlose Motoren Preilaufdioden bekannt geworden# beispielsweise nach der DAS 1 208 803, weIahe in Antiparallelschaltung zum System der steuerbaren Halbleiter die Motorstränge in Doppelwegschaltung mit-den Polen der Gleichapannungsquelle verbinden. Sie sind in Sperrichtung geschaltet, so daß durch die Freilaufdioden kein Strom von der Batterie in den Motor fließen kann. UmgeLehrt werden Motorspannungeng welche den iliert der Batteriespannung überschreiten, durch in die Batterie fließende Ströme kurzgeaohlossen. Eine solche Doppelwegeahaltung der Freilaufdioden ist jedoch nicht möglich, falle die Wicklungsetränge einen Motors im Stery# geschaltet sind und in Einwegschaltung durch steuerbare Halbleiter kommutiert werden. Die Aufgabe der Erfindung ist esq auch für solche Motoren eine Schaltung zur Unterdrückung der beim Schalten der steuerbaren Halbleiter entstehenden Spannungsspitzen anzugeben.
• Deshalb wird erfindungegemäß ein bürstenloser Gleichstrommotorg dessen Ständerwicklung aus einer geraden Anzahl und aus mindestens vier Wicklungesträngen bestehtg die sich paarweise um 180 0 el. gegenüberliegen und einseitig in Sternschaltung miteinander verbunden eind, und deren Sternpunkt an einem Pol einer Gleichapannungequelle angeschlossen istg während die freien Wicklungsanachlünse über je einen steuerbaren Halbleiter mit dem Gegenpol der Gleichspannungequelle verbunden sind, vorgeschlagent mit dem Kennzeicheng daß die freien Wicklungsanschlüsse zusätzlich über autiparallel zu den steuerbaren Halbleitern geschaltete Freilaufdiuden mit dem Gegenpol der Gleichspannungsquelle verbunden sind. Be zeigte sich überraschend, daß trotz der in Einwegachaltung betriebenen Freilaufdinden dis an den steuerbaren Halbleitern anliegenden Spannungespitsen auf den doppelten Wert der speisend.en Gleiehnpannung begrenzt werden. Dao ist jedoch gerade der Wert, für welchen die steuerbaren Halbleiter ohnehin ausgelegt werden müesen, da nich in der stromloaen Periode die in einem Wicklungsetrang durch die Wagnotpole das läufern induzierten Spannungen zur opeinenden Spannung maximal in gleicher Höhe überlagern. Es wurde festgestellt" daß beim Abschalten einen Strangstrozes die FluBänderung vorteilhaft verzögert wird, weil im gegenüberlie.-genden Strang Gegenapannunger- induziert werdeng welche Ströme verurzaohen, die durch die Freilaufdioden in die Gleichspannungequellazurückgeführt werden. Diä magnetische Kopplung je zweier 0 um 180 el. gegenüberliegender Stränge ist so großg daß unzulässige Spannungeapitzen praktisch nicht mehr-gemessen werden. Ein weiterer Vorteil der erfindungegemäß geschalteten Freilaufdioden Ist es, daß die bei Verwendung von Thyriatoren erforderlichenLöschkondeneatoren kleiner dimensioniert werden können, weil die'Stromlöschung durch die Freilaufdioden wesentlich erleichtert wird.
• Die Kopplung je zweier gegenüberliegender Stränge wird vorteilhaft groß, wenn beide erfindungegemäß in dieselben Nuten eingewickelt sind, insbesondere dann, wenn beide drahtparallel nebeneinander gewickelt sind, Die Wirkungeweise der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert.
• Pig. 1 zeigt das Prinzipschaltbild einen erfindungegemäß geschalteten bürstenloaen Gleichströmmotors.
• Der Sternpunkt 1 der Wickluntestränge 2, 39 4 und 5 ist direkt mit dem positiven Pol der Batterie 6 verbunden. Die Wicklungestränge werden durch je eine:n Thyristor 79 89 9 und 10 gespeist, die gemeinsam über eini Induktivität 11 an den negativen Pol der Batterie angeschlossen eind. A-n die freien Enden der Wicklungestränge sind jeweils Löschkondennatoren 119 V-59 14 und 15 angeschlossen. Antiparallel zu den Thyrintoren 7 bis 10'verbinden Freilaufdioden 16 bis 19 die Wicklungestränge direkt mit den negativen Pol der Batterie 6.
• Es sei angenommeng daß der Thyristor 9 Strom führt.-Wenn anschließend der Thyristor 8 gezündet wird, löscht der Thyristor 9. Dabei entsteht wegen der Stromunterbrechung am Wicklungentrang 59 aber auch am Wicklungestrang 3v eine Spannungsspitze. Die der Batteriespannung entgegengerichtete Spannungespitze im Strang 3 bewirkt über die Freilaufdiade 16 und die Batterie 6 Kurzschlußetröme. Bei guter Kopplung der um 180 0 el. gegenüberliegenden Wicklungestränge sind die in ihnen induzierten Spannungespitzen praktisch spiegelbildlich gleich groß. Die durch Stromänderung in einem Wicklungsstrang enstehenden Spannungeepitzen werden also durch Kursachlußströme im gegenüberliegenden Strang abgedämpft.
• Die Induktivität '11 erleichtert einerseite die Kommutierung der Ströme von einem Thyristor zum folgenden. Andererseits wird ein Kurzschluß, z. B. durch den löschkondensator 14 über den Thyrietor 8 und die Preilaufdiode 18 verhindert,

Claims (2)

1. P a t e n t a n a p r U o Bürstenloser GleichBtrommcitor" dessen Ständerwicklung aus einer geraden Anzahl und aus mindeatene vier Wicklungesträngen besteht, die sich paarweise um 180 0 el. gegenüberliegen imd einseitig'in Sternachaltung miteinander verbunden sind, und. deren Sternpunkt an einen Pol einer Gleichspannungequelle angeschlossen ist,-während die freien Wicklungsanschlüsse über je einen steuerbaren Halbleiter mit dem Gegenpol der Gleichspannungsquelle verbunden eind, d a d u r c h g e k a n n -z e i c h n e t daß die freien Wicklungeanachlüsse zusätzlieh über antiparallel zu den steuerbaren Halbleitern geschaltete Freilaufdioden kit dem Gegenpol der Gleichspannungs#-quelle verbunden sind.
2. 2. Bürstenloser Gleichstrommotornach Anspruch 1, d a d u. r a h g e k o n n z e i a h n e t , daß die sich paarweise um 180 0 el. gegenüberliegenden Wi")klungestränge in denselben Nuten des Ständerblechpaketes angeordnet sind. 3. Bürstenloser Gleichstrommotor nach Anspruch 2, d a d u r a h g e k e n n z e i o h n e t daß die sich gegenüberliegenden Wicklungentränge drahtparallel nebeneinander gewickelt sind. 4. Bürotenloaer Gleichstrommotor nach den Ansprüchen 1 bis 39 dadurch gekennzeichnetg daßdl@freien Anschlüsse der steuerbaren Halbleiter In Sternachaltung vor.r. bunden aindj und daß der Sternpunkt über eine Drosselepule an den Gegenpol der Gleiohnpannungequelle angeschlossen ist.