DE1912693C3 - Anordnung mit einem Induktionsmotor zur stufenlosen Einstellung des Drehmomentes - Google Patents

Description

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Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung mit einem Induktionsmotor, in dessen vergrößertem Luftspalt ein zur stufenlosen Einstellung des Drehmomentes axial verschiebbarer Zwischenrotor angeordnet ist.

Bekannt sind (DT-PS 10 81 966) Induktionsmotoren mit Kurzschlußläufern, bei denen ein Zwischenrotor in dem Luftspalt zwischen dem Stator und dem eigentlichen Rotor axial verschiebbar angebracht ist. Die axiale Verschiebung wird manuell mittels einer Hebeleinrichtung vorgenommen.

Die Längsverschiebung des Zwischenrotors bewirkt eine Änderung des an der Abtriebswelle abnehmbaren Drehmomentes und ermöglicht daher im Falle einer Drehzahlverminderung infolge Erhöhung des Wider-Standsmomentes an der Abtriebswelle durch weiteres Einschieben eine Erhöhung des Motordrehmomentes bei gleichzeitiger Drehzahlerhöhung der Abtriebswelle. Sinngemäß ist der Vorgang umgekehrt bei einer Drehzahlerhöhung infolge einer Verringerung des an der Abtriebswelle angreifenden Drehmomentes.

Dies bedeutet, daß sich in Grenzen die Drehzahl des Induktionsmotors unabhängig von Schwankungen oder Veränderungen des verlangten Drehmomentes an der Abtriebswelle durch entsprechende Längsverschiebung des Zwischenrotors gleichmäßig erhalten läßt. Ebenso kann aber auch das von dem Motor abzugebende jeweilige Drehmoment mit den sich daraus ergebenden Drehzahländerungen durch axiales Verschieben des Zwischenrotors in Grenzen gleichmäßig gestaltet werden. Wird dagegen der Zwischenrotor in eine bestimmte Lage gebracht und in dieser festgehalten, dann eignet sich der Motor zugleich auch als Drehmomentbegrenzer, denn das Drehmoment kann in jeder Lage des Zwischenrotors in gewissen Grenzen aufgenommen (<o werden, wobei sich die jeweilige Drehzahl ändert.

Unabhängig von der jeweiligen Lage des Zwischenrotors bleibt die Umdrehungszahl des innerhalb darin koaxial angeordneten, das Lüfterrad antreibenden Lüfterrotors praktisch gleich, was für die Motorbelüftung f>5 ausreicht.

Zur Regelung von Elektromotoren ist es bekannt, Thyristoren in Anschnittssteuerung zu verwenden, die mittels eines Vergleiches aus Soll- und Istwert angesteuert werden (Philips Techn. Rundschau, 1967, S. 1 bis

Darüber hinaus ist es auch bereits bei Poiariiätswechsel der im Vergleich gebildeten Differenzspannung bekannt, einen Bremsstromkreis anzusteuern (CH-PS 4 31 676).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anordnung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß eine feinfühlige und schnellwirkende Drehzahleinstellung bei gleichzeitiger Drehmomentbegrenzung möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zwischenrotor auf ein maximal mögliches Drehmoment des Motors einstellbar ist, daß sich des weiteren in einem Vergleich aus einem Drehzahl-Sollwert und einem Drehzahl-Istwert, der an einem mit der Abtriebswelle des Motors gekuppelten Drehzahlgeber abgenommen ist, eine Differenzspannung bildet, welche über ein Spannungsstellglied die dem Motor zugeführte Spannung zur Ausregelung der Drehzahldifferenz einstellt, und daß ferner die Differenzspannung du_;ch Verringerung des Drehzahl-Sollwertes verkleinert oder in ihrer Polarität umkehrbar sein und zur Steuerung eines Bremsstrorr.kreises dienen kann.

Durcn die Erfindung wird eine feinfühlige Drehzahleinstellung bei jedem eingestellten Drehmoment, welches innerhalb der erreichbaren Grenzen mittels eines Motors mit Zwischenrotor möglich ist, erhalten. Auf diese Weise ist es gleichzeitig auch möglich, Positionierungsprobleme zu lösen, so z. B. den Motor außer der Drehzahlregelung auch in Intervallen stillzusetzen oder schnell auf eine kleinere Drehzahl zu bringen. Dies bedeutet, daß durch die Regelung gleichzeitig auch das Abbremsen des Motors in jedem vorbestimmten Zeitpunkt, so z. B. bei Vorschubantrieben bei Umkehr der Polarität, selbsttätig durchgeführt werden kann. Durch die besondere Schaltung im Sinne der Gesamtheit der aufgeführten Merkmale des Gegenstandes der Erfindung wird somit eine umfassende Regelung eines Motors erreicht, wobei eine Anpassung an die jeweils gegebenen Verhältnisse jederzeit möglich ist. Eine Erfindung wird in der Gesamtheit der im Patentanspruch angegebenen Merkmale gesehen.

Einzelheiten der Erfindung sind dem in der Zeichnung schematisch dargestellten Beispiel zu entnehmen, wobei in dem oberen Teil der Zeichnung der Motor teilweise im Längsschnitt und im unteren Teil eine Schaltanordnung dargestellt sind.

In dem Luftspalt 2 des Motors 1 liegt zwischen dem Stator 3 und dem das Lüfterrad 4 antreibenden Kurzschlußläufer 5 der Zwischenrotor 6, der aus einem geeigneten Werkstoff bzw. aus einer zweckmäßigen Legierung besteht. Mittels des zweiarmigen Hebels 7 läßt sich der Zwischenrotor in axialer Richtung mehr oder weniger weit relativ zum Stator 3 koaxial verschieben. Die äußerste Lage bezogen auf den Stator ist gestrichelt eingezeichnet. An Stelle des Zwischenrotors könnte auch der Stator verschiebbar ausgeführt sein.

Der Zwischenrotor 6 isl mit der Abtriebswelle 8 gekuppelt, die durch die als Hohlwelle ausgebildete Rotorwelle 9 hindurchgeführt ist und an ihrem einen Ende 10 mit einem Generator Il vereinigt ist, der eine der jeweiligen Wellen-Drehzahl in etwa proportionale Spannung abgibt.

Die Generatorspannupg wird, sofern es sich nicht um einer. Gleichstrom-Generator handelt, über einen Gleichrichter 12 mit der an einem Spannungsteiler 13

einstellbaren Spannung verglichen, indem die beiden Spannungen über die Widerstände 14, 14' an die Basis bzw. an den Emitter des Transistors 15 gelegt werden.

Abhängig von der jeweiligen Differenz zwischen der am Spannungsteiler 13 abgegriffenen Spannung und der Generatorspannung ändert sich die Basisspannung am Transistor 15, so daß durch diesen gemäß seiner Strom-Spannungskennlinie ein kleinerer oder größerer Strom fließt, der den Kondensator 16 über den Widerstand 17 auflädt. 1st die Spannung am Emitter des Doppelbasis-Transistors 13 auf den Durchbruchswert angestiegen, dann wird die entsprechende Emitter-Basisstrecke niederohmig, und der Kondensator entlädt sich über die Wicklung 19 des Übertragers 20. Der dadurch im Wicklungsteil 19' induzierte Spannungsimpuls gelangt über den Wicklungsteil 19' an die Zündstrecke des Zwei-Weg-Thyristors 21, wodurch dieser durchschaltet und die Wicklung 22 an Spannung legt, deren Zeitfläche abhängig ist von dem jeweiligen Phasenwinkel, bei dem die Zündung erfolgt. Die im vorstehenden für z. B. eine Einphasenlast beschriebene Anordnung läßt sich durch entsprechende Vervielfachung für alle drei Zweige eines Drei-Phasen-lnduktionsmotors der beschriebenen Bauart anwenden.

Das Bremsen des Motors läßt sich dadurch erreichen, daß die an dem dem Doppclbasis-Transistor vorgeschalteten Bauelement 15 mit veränderlicher Widerstandscharakterisük (Transistor) liegende Differenzspannung vermindert oder in ihrer Richtung umgekehrt und an ein entsprechendes Element (Transistor) gelegt wird, das ein Triggerelement für die Zündung wenigstens eines Stromtores steuert, über das der Motor an eine Gleichspannung gelegt wird, die als Bremsspannung dient. Diese Differenzspannung kann z. B. durch Zu- oder Abschalten von Widerständen beeinflußt werden.

Der Zeitpunkt für die Verringerung oder die Vorzeichen-Umkehr der Differenzspannung kann über einen Nockenkoniakt, ein Zeitrelais od. dgl. festgelegt sein. Um den Aufwand für die Bremsanordnung möglichst gering zu halten, empfiehlt es sich, hierfür möglichst die für die Drehzahlsteuerung sowieso vorhandenen Bauelemente mitzubenutzen. Die Zuführung zum Bremssteuerkreis ist mit 23 bezeichnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Anordnung mit einem Induktionsmotor, in dessen vergrößertem Luftspalt ein zur stufenlosen Einstellung des Drehmomentes axial verschiebbarer Zwischenrotor angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenrotor auf ein maximal mögliches Drehmoment des Motors einstellbar ist, daß sich des weiteren in einem Vergleich aus einem Drehzahl-Sollwert und einem Drehzahl-Istwert, der an einem mit der Abtriebswelle des Motors gekuppelten Drehzahlgeber abgenommen ist, eine Differenzspannung bildet, welche über ein Spannungsstellglied die dem Motor zugeiührte Spamiung zur Ausregelung der Drehzahldifferenz einstellt, und daß ferner die Differenzspannung durch Verringerung des Drehzahl-Sollwertes verkleinert oder in ihrer Polarität umkehrbar sein und zur Steuerung eines Bremsstromkreises dienen kann.