DE1805580B2 - ARRANGEMENT FOR CONTROLLING OR REGULATING THE SPEED OF A DC MOTOR - Google Patents

ARRANGEMENT FOR CONTROLLING OR REGULATING THE SPEED OF A DC MOTOR

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DE1805580B2 DE19681805580 DE1805580A DE1805580B2 DE 1805580 B2 DE1805580 B2 DE 1805580B2 DE 19681805580 DE19681805580 DE 19681805580 DE 1805580 A DE1805580 A DE 1805580A DE 1805580 B2 DE1805580 B2 DE 1805580B2
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Description

3 43 4

4,1, 4.2, 5,1 und 5,2. Die von den beiden Dreieck- halb der zweiter. Netzhalbwelle, Je nach Bemessung Ipannungsgeneratoren Xl und 12 gelieferten Drei- der maximalen Reglerausgangaspannunß, der Amplifckspannungen sind gegeneinander um 180° el. tude der Dreieckspannungen und der Zenerspan-Bhasenverschoben. Sie sind mittels einer nur sehe- nung läßt sich die erfindungsgemüße Anordnung in patisch dargestellten Synchronisiervorrichtung 13 5 einfacher Weise den vorhandenen Erfordernissen an- 4t',r Netzwechselspannung nach Frequenz und Pha- passen. Grundsätzlich sollte die Amplitude der lenlage eindeutig zugeordnet. Die Spannung eines Dreieckspannungen nur einen bestimmten Teil der jeden Dreieckspannungsgenerators wird jeweils maximalen Reglerausgangsspannung betragen, z. B. fcündimpulsstufen gleicher Phase zugeführt. So wird bei zwei in Reihe geschalteten Stromrichterbriickenj. B. al? Spannung des Dreieckspannungsgenerators io schaltungen nur die Hälfte. Durch Verwendung einer V. sowohl der Zündimpulsstufe 19 als auch der Zenerspannung, die etwas kleiner ist als die Ampli-Eiindimpulsstufe 17 zugeführt. Durch die Einfügung tude der Dreieckspannungen, kann man erreichen, von Zenerdioden 14 und 15 erhalten die beiden je- daß die zweite Stromrichterbrückenschaltung bereits veils einem Dreieckspannungsgenerator zugeordne- vor der vollständigen Aussteuerung der ersten ten Zündimpulsstufen synchrone, in der Höhe um 15 Stromrichterbrückenschaltung angesteuert wird. Durch einen festen Betrag entsprechend der Zenerspannung Wahl einer größeren Zenerspannung läßt sich in entgegeneinander verschobene Dreieckspannungen. sprechender Weise eine Totzeit erzeugen. Durch par-4.1, 4.2, 5.1 and 5.2. That of the two triangles - half of the second. Mains half-wave, depending on the dimensioning of the voltage generators Xl and 12 supplied three of the maximum controller output voltage, the amplitude voltages are offset against each other by 180 ° el. They are only by means of a voltage sehe- the erfindungsgemüße arrangement can in patisch shown synchronizer 13 5 simple manner to existing requirements Toggle 4t ', r AC line voltage to frequency and phase match. In principle, the amplitude should be clearly assigned to the location. The voltage of a triangle voltage only a certain part of each triangle voltage generator will be the maximum controller output voltage, z. B. fcündimpulsstufen fed the same phase. With two converter bridges connected in series, j. B. al? Voltage of the triangle voltage generator io circuits only half. By using a V. both the ignition pulse stage 19 and the Zener voltage, which is slightly smaller than the ampli-single pulse stage 17, is supplied. By inserting the triangular voltages, one can achieve that the two Zener diodes 14 and 15 each receive the second converter bridge circuit already assigned to a triangular voltage generator - before the first ignition pulse stages are fully controlled, a synchronous converter bridge circuit is controlled in the amount of 15 converter bridge circuit. By choosing a fixed amount corresponding to the Zener voltage, a larger Zener voltage can be converted into triangular voltages that are shifted in opposition to one another. in a meaningful way generate a dead time. By par-

Tn Fig. 3a bis 3c sind einige auf die Verhältnisse allel zu den Zenerdioden 14 und 15 geschaltete verin. Fig. 2 bezogene Kennlinien und Spannungsver- schieden abgestufte Zenerdioden und einer entlaufe dargestellt. Fig. 3a zeigt die Kennlinie des 20 sprechenden Anpassung der Amplitude der von den Reglers 10. Dargestellt ist die Reglerausgangsspan- Dreieckspannungsgene;* toren 11 und 12 erzeugten rung UK als Funktion der P eglereingangsspan- Dreiecksspannungen lassen sich in gleicher Weise, rung Un. Die Kennlinie des Reglers 10 reicht von wie in Fig. 2 dargestellt, weitere Zündimpulsstufen einem negativen Maximalwert bis zu einem positiven zur Ansteuerung einer dritten oder weiterer in Reihe Maximalwert. Bei negativer Reglerausgangsspannung 15 zu den Stromrichterbrückenschaltungen 4 und 5 in Un. werden nur die der ersten Stromrichterbrücken- Folgesteuerung angeordneter Stromrichterbrückenschaltung 4 zugeordneten Zündimpulsstufen 16 und schaltungen anschließen. Die Zahl der Dreieckspan-17 zum Ansprechen gebracht. Bei positiver Reg- nungsgeneratoren beschränkt sich dabei nach wie vor lerausgangsspannung UR+ sprechen dagegen die auf die beiden Dreiezkspannungsgeneratoren 11 Zündimpulsstufen 16 bis 19 beider Stromrichter- 30 und 12.Tn FIGS. 3a to 3c are some connected to the relationships allel to the Zener diodes 14 and 15. Fig. 2 related characteristic curves and voltage different graded Zener diodes and a runout is shown. Fig. 3a shows the characteristic curve of the 20 speaking adaptation of the amplitude of the controller 10. Shown is the controller output span triangular voltage genes; * gates 11 and 12 generated generation U K as a function of the controller input span triangular voltages can be calculated in the same way, U n . The characteristic curve of the controller 10 ranges from, as shown in FIG. 2, further ignition pulse stages with a negative maximum value to a positive one for controlling a third or further maximum value in series. With a negative controller output voltage 15 to the converter bridge circuits 4 and 5 in Un. only the converter bridge circuit 4 assigned to the first converter bridge sequence control will connect ignition pulse stages 16 and circuits. The number of Dreieckspan-17 brought an appeal. In the case of positive rain generators, however, the output voltage U R + is still limited by the triggering pulse stages 16 to 19 of both converters 30 and 12 on the two triangular voltage generators 11.

brückenschaltungen 4 und 5 an. Bei steigender Soll- Im Ausführungsbeispiel wurde ein Regler mit einerbridge circuits 4 and 5 on. With increasing target In the exemplary embodiment, a controller with a

wertvorgabe wird somit zuerst die erste Strom- vom Negativen ins Positive gehenden Reglerkennrichterbrückenschaltung 4 ausgesteuert und nach linie sowie negative und positive Dreieckspannungen ihrer vollständigen Aussteuerung auch die zweite gewählt. Die Erfindung ist nicht auf diese Verhält-Stromrichterbrückenschaltung 5. 35 nisse beschränkt. So können in entsprechenderThe default value is thus the first current controller converter bridge circuit that goes from negative to positive 4 controlled and linearly as well as negative and positive triangular voltages their full modulation also selected the second. The invention is not limited to this ratio converter bridge circuit 5. 35 nits limited. So can in appropriate

Die Fig. 3b und 3c zeigen die von den Dreieck- Weise ein Regler mit ausschließlich positiver oder Spannungsgeneratoren 11 und 12 erzeugten Dreieck- ausschließlich negativer Ausgangsspannung und spannungen. Entsprechend der Zahl der in Reihe Dreieckspannungen nur einer Polarität verwendet gescualteten Stromrichterbrückenschaltungen sind werden.Figs. 3b and 3c show the triangular manner a controller with exclusively positive or Voltage generators 11 and 12 generated triangle-only negative output voltage and tensions. Corresponding to the number of triangular voltages in series, only one polarity is used switched converter bridge circuits are.

jeweils zwei synchrone, gegeneinander um den Span- 40 Die beanspruchte Anordnung ergibt bei vereinnungshub Δ U verschobene Spannungen dargestellt. fachtem Aufbau mit nur einem Regler für mindestens Der Spannungshub A U ist durch die Zenerspannung zwei in Reihe geschaltete steuerbare Stromrichterder Zenerdioden 14 und 15 bestimmt. Die obere brückenschaltungen in Folgesteuerung eine leichte positive der beiden synchronen Dreieckspannungen und sehr genaue binstellbarkeit des Stromübergangs ist jeweils der zuerst auszusteuernden Brücken- 45 von der einen zur anderen Brücke durch Verändern schaltung zugeordnet. Die Spannungen gemäß des Spannungshubes der Dreieckspannungen, ohne F i g. 3 b dienen zur Impulserzeugung innerhalb der die bisher üblichen gegenseitigen Verriegelungen der ersten, die der Fig. 3c zur Impulserzeugung inner- Brücken vorsehen zu müssen.two synchronous against each other around the chip 40, the claimed arrangement results in shifted vereinnungshub Δ U voltages shown. multiple structure with only one regulator for at least the voltage swing AU is determined by the Zener voltage of two controllable power converters of the Zener diodes 14 and 15 connected in series. The upper bridge circuits in sequential control a slight positive of the two synchronous triangular voltages and very precise setting of the current transition is assigned to the first bridge to be controlled 45 from one bridge to the other by changing the circuit. The voltages according to the voltage swing of the triangular voltages, without F i g. 3b are used to generate pulses within the previously customary mutual interlocks of the first, which must be provided in FIG. 3c for generating pulses within bridges.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (2)

reicht, daß der Sollwert sämtlichen. Reglern in glci- Patintansprüche: eher Höhe, der Istwert dagegen in etwas unterschied licher Höhe zugeführt wird, Weiterhin ist es aus deris enough that the setpoint all. Controllers in glci patint claims: rather the amount, the actual value, on the other hand, is supplied in a slightly different amount. Furthermore, it is from the 1. Anordnung zur Steuerung oder Regelung deutschen Auslegeschrift 1 204 3J9 sowie aus den der Drehzahl eines Gleichstrommotors, der an 5 »Brown-Boven-Mitteilungen«, 53 (1966), Nr. 10, die Reihenschaltung mindestens zweier Steuer- S. 690 und 691, bekannt zur Aussteuerung entbarer Stromrichterbrückenschaltungen ange- sprechender Strom richterbruckenschaltungen nur schlossen ist, die jeweils an einer gesonderten einen Regler vorzusehen, wodurch der Aufwand fur Sekundärwicklung eines Einphasentransformators die Regelung verengert und der Regelungsaufwand liegen und entsprechend der erforderlichen to vereinfacht wird.1. Arrangement for controlling or regulating German Auslegeschrift 1 204 3J9 and from the the speed of a direct current motor, which is based on 5 "Brown-Boven-Mitteilungen", 53 (1966), No. 10, the series connection of at least two control p. 690 and 691, known for modulation releasable Converter bridge circuits responsive converter bridge circuits only is closed, each to be provided on a separate regulator, whereby the effort for Secondary winding of a single-phase transformer narrows the regulation and the regulation effort and is simplified according to the required to. Motorspannung nacheinander von nur einem Aufgabe der Erfindung ist es eine Anordnung derMotor voltage in succession of only one object of the invention is an arrangement of the Regler stromdurchlässig gesteuert sind, da- eingangs genannten Art zu schatten, bei der derRegulators are controlled current-permeable, to shadow the type mentioned at the beginning, in which the durch gekennzeichnet, daß Dreieck- übergang in der Aussteuerung der einzelnen Mrom-characterized in that the triangular transition in the modulation of the individual Mrom- spannungsgeneratoren (11, 12) vorgesehen sind, richterbrückenscha.tungen, der bisher durcn eineVoltage generators (11, 12) are provided, Richterbrückenscha.tungen, the previously by a deren Spannungen nach Frequenz und Phasen- i5 gegenseitige Verriegelung der Brücken eingestelltwhose voltages are set according to frequency and phase i 5 mutual locking of the bridges lage der Netzwechselspannung eindeutig züge- werden mußte, leicht und sehr genau eingestellt wer-the position of the AC mains voltage clearly had to be pulled, easily and very precisely set ordnet sind und zusammen mit einer als Komple- den kann.are ordered and can be combined with one as a completeness. mentärspannung dienenden Ausgangsspannung Diese Aufgabe wird bei der genannten Anordnungoutput voltage serving mental voltage This task is performed with the arrangement mentioned des Reglerv (10) dem Eingang von Zündimpuls- erfindungsgemäß dadurch gelost, daß Dreieckspan-of the regulator (10) the input of the ignition pulse - solved according to the invention in that triangular span stufen (18, 19), die der einen Stromrichter- ao nungsgeneratoren vorgesehen sind, deren Spannun-stages (18, 19), which are provided for one converter ao voltage generators whose voltage brückenschaltung (5) direkt zugeordnet sind, und gen nach Frequenz und Phasenlage der Netzwechsel-bridge circuit (5) are assigned directly, and according to the frequency and phase position of the mains alternation über Zenerdioden (14, 15) weiteren Zündimpuls- spannung eindeutig zugeordnet sind und zusammenFurther ignition pulse voltages are clearly assigned and combined via Zener diodes (14, 15) stufen (16, 17), die den übrigen Stromrichter- mit einer als Komplementärspannung dienendenstages (16, 17), which serve as a complementary voltage to the rest of the power converter brückenschaltungen (4) zugeordnet sind, züge- Ausgangsspannung des Reglers dem Eingang vonbridge circuits (4) are assigned, the output voltage of the controller to the input of führt sind. »5 Zündimpulsstufen, die der einen S'romrichterbrücken-leads are. »5 ignition pulse levels, which one converter bridge 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- schaltung direkt zugeordnet sind, und über Zenerkennzeichnet, daß zwei Dreieckspannungsgene- dioden weiteren Zündimpulsstufen, die den übrigen ratoren (11, 12) vorgesehen sind, deren Span- Stromrichterbrückenschaltungen zugeordnet sind, zunungen gegeneinander um 180° el. phasenver- geführt sind.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the circuit is directly assigned, and indicates that two triangular voltage generators further ignition pulse stages, which are provided for the remaining rators (11, 12) , whose chip converter bridge circuits are assigned, tongues against each other by 180 ° el. Are phased. schoben sind. 30 An Hand eines Ausführungsbeispiels sei die tr-are pushed. 30 On the basis of an exemplary embodiment, the tr- findung erläutert.
F i g. 1 zeigt die Schaltung des Starkstromkreises,finding explained.
F i g. 1 shows the circuit of the power circuit, F i g. 2 die des Steuerungs- und Regelungskreises; inF i g. 2 those of the control and regulation circuit; in Fig. 3a bis 3c sind einige Spannungsverläufe so-35 wie die Reglererkennlinie dargestellt.3a to 3c are some voltage curves so-35 as shown in the controller characteristic. Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung In Fig. 1 sind beispielsweise zwei steuerbare zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl eines Stromrichterbrückenschaltung,.:· 4 und 5 gleichstrom-Gleichstrommotors, der an die Reihenschaltung min- seitig in Reihe geschaltet. Grundsätzlich können auch destens zweier steuerbarer Stromrichterbrückenschal- mehr als zwei Brückenschaltungen in Reihe geschaltungen angeschlossen ist, die jeweils an einer geson- 40 tet sein. Mit 4.1, 4.2 und 5.1, 5.2 sind steuerbare und derten Sekundärwicklung eines Einphasentransfor- mit 4.3, 4.4 und 5.3, 5.4 nicht steuerbare Stromrichmators liegen und entsprechend der erforderlichen terventile bezeichnet. Die dargestellten Brücken wer-Molorspannung nacheinander von nur einem Regler den als unsymmetrisch halbgesteuerte Brückenschalstromdurchlässig gesteuert sind. tungen bezeichnet. Sie sind hinsichtlich des Blind-The invention relates to an arrangement. In FIG. 1, for example, two controllable ones for controlling or regulating the speed of a converter bridge circuit,.: · 4 and 5 direct current direct current motor, which are connected in series on the minimum side of the series circuit. In principle, at least two controllable converter bridge circuits can also be connected in series with more than two bridge circuits, each of which is connected to a separate one. With 4.1, 4.2 and 5.1, 5.2 controllable and derten secondary windings of a single-phase transformer are located with 4.3, 4.4 and 5.3, 5.4 non-controllable Stromrichmators and designated according to the necessary terventile. The bridges shown are sequentially controlled by only one regulator which is asymmetrically half-controlled bridge switching current-permeable. denotes. You are regarding the blind Bei der Speisung von Gleichstrommotoren über 45 leistungsbedarfs besonders vorteilhaft. Ein an ein steuerbare Stromrichter kann die zugeführte Span- Wechselstromnetz 1, 2 angeschlossener Einphasennung so groß sein, daß mehrere steuerbare Strom·· transformator 3 besitzt zwei Sekundärwicklungen 3.1 richteranordnungen in Reihe geschaltet werden und 3.2. Die Gleichstromklemmen der Stromrichterniüssen. Es ist bekannt, zu diesem Zweck mehrere brückenscha!tung4 sind über eine Glättungsdrossel 7 steuerbare Stromrichterbrückenschaltungen, die je- 50 und einen den Stromistwert erfassenden Stromwandweils an einer gesonderten Sekundärwicklung eines ler 8 mit dem Anker 6 eines Gleichstrommotors ver-Einphasentransformators liegen, gleichstromseitig in bunden. Feldwicklungen sind nicht besonders dar-Reihe zu schalten und entsprechend der erforder- gestellt worden. Zur Aussteuerung beider Stromlichen Motorspannung nacheinander stromdurch- richterbruckenschaltungen 4 und 5 wird in bekannter lässig zu steuern. 55 Weise nur ein Regler 10, insbesondere ein Strom-Particularly advantageous when supplying DC motors with a power requirement exceeding 45. One to one controllable converter can the supplied span alternating current network 1, 2 connected single-phase separation be so large that several controllable current ·· transformer 3 has two secondary windings 3.1 judge arrangements are connected in series and 3.2. The DC terminals of the converter nuts. It is known that, for this purpose, several bridge circuits 4 are connected via a smoothing throttle 7 controllable converter bridge circuits, each 50 and one current wall detecting the actual current value on a separate secondary winding of a ler 8 with the armature 6 of a DC motor ver single-phase transformer lie, on the DC side in bonds. Field windings are not particularly dar-series to switch and according to the required. To control both current levels Motor voltage one after the other Stromdurch- richter bridge circuits 4 and 5 is known in easy to steer. 55 way only one controller 10, in particular a current Eine solche Stromrichter-Folgesteu;.ung vermin- regler, verwendet.Such a converter follower control, reduction reduction controller, is used. dert -— im Vergleich zu einer einzigen steuerbaren Wie Fig. 2 zeigt, wird diesem Regler 10, wie üb- dert - compared to a single controllable As FIG. 2 shows, this controller 10, as usual, Stromrichteranordnung für den gesamten Spannungs- lieh, ein von einem Sollwertgeber 9 vorgegebenerConverter arrangement for the entire voltage borrowed, one predetermined by a setpoint generator 9 bereich — die Blindleistung bzw. die Stromwellig- Sollwert und der vom Stromwandler 8 gelieferte Ist-range - the reactive power or the current ripple setpoint and the actual value supplied by the current transformer 8 keit erheblich. 60 wert zugeführt. Im Beispiel ist der Motorstrom alsconsiderable. 60 value added. In the example, the motor current is as Bei einer der bekannten Stromrichter-Folgesteue- Regelgröße gewählt worden. Der Regler 10 kanti,Has been selected for one of the known converter follower control variable. The regulator 10 kanti, rungen (österreichische Patentschrift 251117) ist für wie bekannt, Teil eines übergeordneten Regelkreisesrungen (Austrian patent 251117) is known for, part of a higher-level control loop jede von zwei in Reihe geschalteten steuerbaren sein. Die Reglerausgangsspannung wird, als Komple*each of two controllable ones connected in series. The controller output voltage is, as a complete * Stromrichterbrückenschaltungen ein besonderer Reg- mentärspannung d'enend, zusammen mit von zweiConverter bridge circuits a special reg- ular voltage d'enend, together with of two ler vorgesehen. Diese sind so abgestuft, daß erst die 65 Dreieckspannungsgeneratoren 11 und 12 erzeugtenler provided. These are graded in such a way that only the 65 triangular voltage generators 11 and 12 generate eine Stromrichterbrückenschaltung voll durchge- Dreieckspannungen vier Zündimpulsstufen 16 bis 19a converter bridge circuit fully through- triangular voltages four ignition pulse stages 16 to 19 steuert ist, bevor die nächste Brückenschaltung an- zugeführt. Diese liefern in bekannter Weise die is controlled before the next bridge circuit is supplied. These deliver in a known manner the gesteuert wird. Das wird beispielsweise dadurch er- ZUndimpulse für die steuerbaren Stromrichterventile is controlled . This is achieved, for example , as a result of ignition pulses for the controllable converter valves
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