DE19945656A1 - Phasenverschiebungsnetzwerk - Google Patents

Phasenverschiebungsnetzwerk

Info

Publication number
DE19945656A1
DE19945656A1 DE19945656A DE19945656A DE19945656A1 DE 19945656 A1 DE19945656 A1 DE 19945656A1 DE 19945656 A DE19945656 A DE 19945656A DE 19945656 A DE19945656 A DE 19945656A DE 19945656 A1 DE19945656 A1 DE 19945656A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
phase
motor
control circuit
current
phases
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19945656A
Other languages
English (en)
Inventor
Jun Michael Saman
Jun Willis Dudley
Richard S Lenzing
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Warner Electric Technology LLC
Original Assignee
Dana Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dana Inc filed Critical Dana Inc
Publication of DE19945656A1 publication Critical patent/DE19945656A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/04Single phase motors, e.g. capacitor motors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

Phasenverschiebungsnetzwerk für einen Induktormotor, wobei das Netzwerk einen jeweils in Reihe zu einer jeweiligen Motorphasenspule eines Paars von Motorphasen geschalteten Widerstand enthält. Das Netzwerk enthält weiterhin einen zwischen die Motorphasen geschalteten Kondensator. Das erfinderische Phasenverschiebungsnetzwerk erzeugt Strom- und Spannungswellenformen innerhalb der Motorphasenspulen, die verglichen mit den durch herkömmliche Phasenverschiebungsnetzwerke erzeugten Wellenformen glatter, einander mehr gleich und einer harmonischen Verzerrung weniger ausgesetzt sind.

Description

Diese Erfindung betrifft eine Steuerschaltung für einen Induktormotor und insbeson­ dere eine Steuerschaltung, die als Phasenverschiebungsnetzwerk funktioniert und ermöglicht, daß ein Motor ruhiger läuft, indem Strom- und Spannungswellenformen innerhalb der jeweiligen Motorphasen erzeugt werden, die glatter, einander mehr gleich und einer harmonischen Verzerrung weniger ausgesetzt sind.
Eine herkömmliche Steuerschaltung 10 zur Verwendung als Phasenverschiebungs­ netzwerk in einem Zweiphasen-Induktormotor ist in Fig. 2A gezeigt. Die Schaltung 10 enthält einen Widerstand 12 und einen Kondensator 14, die zwischen einem Paar von Motorphasen 16, 18 in Reihe geschaltet sind. Jede der Motorphasen 16, 18 ent­ hält jeweils eine Motorphasenspule 20, 22. Eine Richtungs-Umschaltvorrichtung 24 wird zum Steuern der Erregersequenz der Phasenspulen 20, 22 verwendet. Die Fig. 3A-6A stellen die verschiedenen Strom- und Spannungswellenformen dar, die wäh­ rend eines Betriebs eines Motors, der die Schaltung 10 enthält, in den Motorphasen 16, 18 vorhanden sind. Insbesondere stellen die Fig. 3A und 5A jeweils Strom- und Spannungswellenformen dar, die während eines normalen Betriebs des Motors in den Motorphasen 16, 18 vorhanden sind. Die Fig. 4A und 6A stellen jeweils Strom- und Spannungswellenformen dar, die in den Motorphasen 16, 18 vorhanden sind, wenn eine Betriebsstörung bzw. ein Ausfall in bezug auf ein Motordrehmoment im Begriff ist aufzutreten. Die Strom- und Spannungswellenformen für die Phase 16 der Schaltung 10 sind mit einer durchgezogenen Linie gezeigt, während die Strom- und Spannungswellenformen für die Phase 18 der Schaltung 10 mit einer gestrichelten Linie gezeigt sind. Es sollte beachtet werden, daß die Fig. 3A-6A ein Erregen der Phasen 16, 18 in der Sequenz 16 → 18 darstellen (d. h. mit den Strom- und Span­ nungswellenformen der Phase 18 phasenverschoben relativ zur Phase 16). Wie es in den Fig. 3A-6A dargestellt ist, sind die Strom- und Spannungswellenformen inner­ halb jeder einzelnen Phase 16, 18 der Schaltung 10 relativ großen Schwankungen in bezug auf die Amplitude ausgesetzt. Darüber hinaus schwankt die Amplitude des Stroms und der Spannung innerhalb der Phase 16 signifikant gegenüber der Ampli­ tude von jeweils dem Strom und der Spannung innerhalb der Phase 18. Schließlich ist die Spannung in den Phasen 16, 18 manchmal einem relativ großen Ausmaß an harmonischer Verzerrung ausgesetzt, wie es in der Fig. 6A gezeigt ist. Diese Unzu­ länglichkeiten resultieren in Drehmoment-Impulsen innerhalb eines Motors, der die Schaltung 10 enthält, wodurch veranlaßt wird, daß die Geschwindigkeit des Motors moduliert wird und der Motor unruhig läuft.
Es gibt somit eine Notwendigkeit für eine Steuerschaltung für einen Motor, die eine oder mehrere der oben angegebenen Unzulänglichkeiten minimieren oder eliminie­ ren wird.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Steuerschaltung zur Verwendung als Phasen­ verschiebungsnetzwerk in einem Motor, wie beispielsweise einem Induktormotor, zur Verfügung.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuerschaltung für einen Mo­ tor zu schaffen, die eine Geschwindigkeitsmodulation im Motor reduziert und da­ durch einen ruhigeren Betrieb des Motors ermöglicht.
Zugehörige Aufgaben der vorliegenden Erfindung bestehen darin, eine Steuerschal­ tung für einen Motor zu schaffen, die Strom- und Spannungswellenformen innerhalb der Motorphasen erzeugt, die im Vergleich mit den durch herkömmliche Steuerschal­ tungen erzeugten Strom- und Spannungswellenformen glatter, einander mehr gleich und einer harmonischen Verzerrung weniger ausgesetzt sind.
Eine Steuerschaltung für einen Motor gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine erste Motorphase mit einem in Reihe zu einer ersten Phasenspule des Motors ge­ schalteten ersten Widerstand. Die Schaltung enthält weiterhin eine zweite Motorphase mit einem in Reihe zu einer zweiten Phasenspule des Motors geschalteten zweiten Widerstand. Schließlich enthält die Schaltung einen zwischen die erste und die zweite Motorphase geschalteten Kondensator.
Eine Steuerschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung glättet die Strom- und Spannungswellenformen innerhalb der Motorphasenspulen durch Reduzieren der nichtlinearen Kennlinien des Motors. Als erstes reduziert die Steuerschaltung die maximale Betriebsspannung des Motors, um dadurch zu verhindern, daß die ma­ gnetische Struktur des Motors gesättigt wird. Als zweites läßt das Hinzufügen linea­ rer Impedanzvorrichtungen, wie beispielsweise von Widerständen, in Reihe zu jeder Phasenspule den Motor linearer werden, als es der Motor allein ist. Eine Steuer­ schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung gleicht auch die Amplitude des Stroms in den Motorphasenspulen aus bzw. ab - um dadurch einen ruhiger laufenden Motor zu erzeugen - und zwar durch Abgleichen der Schaltungsimpedanz zwischen den Phasen des Motors. Bei einem herkömmlichen Phasenverschiebungsnetzwerk, wie beispielsweise der Schaltung 10 in Fig. 2A, unterscheidet sich die Impedanz zwi­ schen den Phasen 16, 18 durch die Impedanz eines Widerstandes 12 und eines Kondensators 14. Bei der erfinderischen Steuerschaltung ist der Unterschied bei der Impedanz zwischen den Phasen auf die Impedanz des Kondensators beschränkt (weil beide Phasen einen Widerstand enthalten).
Die erfinderische Steuerschaltung hat im Vergleich mit herkömmlichen Steuerschal­ tungen einige zusätzliche Vorteile. Als erstes resultiert die erfinderische Schaltung in einer niedrigeren Betriebsspannung für den Motor, wodurch die Verwendung eines Drahts mit verschiedenen Durchmessern innerhalb der Motorphasen zugelassen ist. Die Verwendung eines Drahts mit größerem Durchmesser kann vorteilhaft sein, weil ein Draht mit größerem Durchmesser einfacher zu wickeln und abzuschließen ist. Als zweites ermöglicht die erfinderische Schaltung, daß der Motor für eine gegebene Versorgungsspannung verglichen mit herkömmlichen Schaltungen kühler läuft. Schließlich ermöglicht die erfinderische Schaltung verglichen mit herkömmlichen Schaltungen einem Motor, Lasten mit einer größeren Trägheit zu starten.
Diese und andere Merkmale und Aufgaben dieser Erfindung werden einem Fach­ mann auf dem Gebiet aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den beige­ fügten Zeichnungen klarer, die Merkmale dieser Erfindung anhand eines Beispiels darstellen.
Es folgt eine kurze Beschreibung der Zeichnungen:
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Induktormotors.
Fig. 2A ist ein schematisches Diagramm einer herkömmlichen Steuerschal­ tung zur Verwendung als Phasenverschiebungsnetzwerk.
Fig. 2B ist ein schematisches Diagramm einer Steuerschaltung zur Verwen­ dung als Phasenverschiebungsnetzwerk gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3A ist ein Wellenformdiagramm, das die Stromwellenformen in den je­ weiligen Motorphasen eines Motors, der die Schaltung der Fig. 2A enthält, während eines normalen Betriebs darstellt.
Fig. 3B ist ein Wellenformdiagramm, das die Stromwellenformen in den je­ weiligen Motorphasen eines Motors, der die Schaltung der Fig. 2B enthält, während eines normalen Betriebs darstellt.
Fig. 4A ist ein Wellenformdiagramm, das die Stromwellenformen in den je­ weiligen Motorphasen eines Motors, der die Schaltung der Fig. 2A enthält, während einer Drehmomentenstörung darstellt.
Fig. 4B ist ein Wellenformdiagramm, das die Stromwellenformen in den je­ weiligen Motorphasen eines Motors, der die Schaltung der Fig. 2B enthält, während einer Drehmomentenstörung darstellt.
Fig. 5A ist ein Wellenformdiagramm, das die Spannungswellenformen in den jeweiligen Motorphasen eines Motors, der die Schaltung der Fig. 2A enthält, während eines normalen Betriebs darstellt.
Fig. 5B ist ein Wellenformdiagramm, das die Spannungswellenformen in den jeweiligen Motorphasen eines Motors, der die Schaltung der Fig. 2B enthält, während eines normalen Betriebs darstellt.
Fig. 6A ist ein Wellenformdiagramm, das die Spannungswellenformen in den jeweiligen Motorphasen eines Motors, der die Schaltung der Fig. 2A enthält, während einer Drehmomentenstörung darstellt.
Fig. 6B ist ein Wellenformdiagramm, das die Spannungswellenformen in den jeweiligen Motorphasen eines Motors, der die Schaltung der Fig. 2B enthält, während einer Drehmomentenstörung darstellt.
Nimmt man nun Bezug auf die Zeichnungen, wobei gleiche Bezugszeichen zum Identifizieren identischer Komponenten in den verschiedenen Ansichten verwendet sind, stellt Fig. 1 einen typischen Induktormotor 26 dar. Obwohl der dargestellte Mo­ tor ein Zweiphasen-Induktormotor ist, sollte verstanden werden, daß die Erfindung, wie sie hierin offenbart ist, auf andere Motoren angewendet werden könnte, wie es im Stand der Technik bekannt ist. Der Motor 26 enthält eine Rotoranordnung 28 und eine Statoranordnung 30, von welchen beide um eine Achse 32 zentriert sein kön­ nen.
Die Rotoranordnung 28 ist vorgesehen, um eine mit der Rotoranordnung 28 verbun­ dene Last (nicht gezeigt) zu bewegen. Die Anordnung 28 enthält eine Welle 34 und einen Rotor 36, der um die Welle 34 angeordnet ist. Die Welle 34 ist vorgesehen, um entweder mit der Last oder mit einer anderen Einrichtung zum Gelangen in Eingriff mit der Last in Eingriff zu gelangen. Die Welle 34 erstreckt sich longitudinal entlang der Achse 32 und kann um die Achse 32 zentriert sein. Der Rotor 36 ist vorgesehen, um der Welle 34 eine Drehung zuzuteilen, und ist zu einer Drehung in Uhrzeigerrich­ tung oder in Gegenuhrzeigerrichtung fähig. Der Rotor 36 kann aus einer Vielzahl von Laminierungen eines Materials mit relativ niedriger magnetischer Reluktanz, wie bei­ spielsweise Eisen, bestehen. Der Rotor 36 kann um die Achse 32 zentriert sein und kann eine Keilwellennute oder einen Keil (nicht gezeigt) enthalten, die oder der der­ art konfiguriert ist, daß sie oder er in eine Keilnut (nicht gezeigt) in der Welle 34 ein­ gefügt wird. Der Rotor 36 enthält eine Vielzahl von sich radial nach außen erstrec­ kenden Rotorpolen 38, die als diametral gegenüberliegendes Rotorpolpaar a-a' kon­ figuriert sind. Jeder der Pole 38 ist im Querschnitt allgemein rechteckförmig und kann einen oder mehrere sich radial nach außen erstreckende Zähne enthalten, wie es im Stand der Technik bekannt ist. Es wird von Fachleuten auf dem Gebiet ver­ standen werden, daß die Anzahl von Polen 38 des Rotors 36 variieren kann.
Die Statoranordnung 30 ist vorgesehen, um ein Drehmoment zu erzeugen, um eine Drehung der Rotoranordnung 28 zu veranlassen. Die Statoranordnung 30 kann eine Vielzahl von Laminierungen 40 aufweisen, die aus einem Material, wie beispielswei­ se Eisen, mit einer relativ niedrigen magnetischen Reluktanz ausgebildet sind. Die Anordnung 30 enthält eine Vielzahl von sich radial nach innen erstreckenden Polen 42, die als diametral gegenüberliegende Statorpolpaare A-A', B-B' konfiguriert sind. Jedes Paar von Statorpolen 42 ist vorgesehen, um ein entsprechendes Paar von Rotorpolen 38 der Rotoranordnung 28 anzuziehen und dadurch eine Drehung der Rotoranordnung 28 zu veranlassen. Die Pole 42 sind im Querschnitt allgemein rechteckförmig und können einen oder mehrere sich radial nach innen erstreckende Zähne (nicht gezeigt) enthalten, wie es im Stand der Technik bekannt ist. Die Pole 42 können sich entlang der axialen Länge der Statoranordnung 30 erstrecken und eine Öffnung 44 definieren, die geeignet ist, die Rotoranordnung 28 aufzunehmen. Es wird von Fachleuten auf dem Gebiet verstanden werden, daß die Anzahl von Statorpolen 42 variieren kann.
Eine Drehung der Rotoranordnung 28 wird durch Erregen von Phasenspulen 46, 48 erzeugt, die jedes Statorpolpaar umgeben. Die Phasenspulen 46, 48 sind durch Schalten von Wicklungen in Reihe oder parallel an den diametral gegenüberliegen­ den Statorpolen 42 ausgebildet. Wenn eine der Phasenspulen 46, 48 beginnt, einen Strom zu führen, wird das nächstliegende Rotorpolpaar in Richtung zu dem Stator­ polpaar magnetisch angezogen, um welches die erregte Phasenspule gewickelt ist.
Nimmt man nun Bezug auf Fig. 2B, ist eine Steuerschaltung 50 gemäß der vorlie­ genden Erfindung gezeigt. Die Schaltung 50 enthält ein Paar von Motorphasen 52, 54. Jede Motorphase 52, 54 enthält eine Phasenspule 46, 48. Die Schaltung 50 ent­ hält weiterhin eine Einrichtung, wie beispielsweise jeweils einen Kondensator 56 und Widerstände 58, 60, zum Steuern eines ersten Phasenstroms in der Phasenspule 46 und eines zweiten Phasenstroms in der Phasenspule 48. Die Schaltung 50 kann weiterhin eine Einrichtung, wie beispielsweise eine Richtungs-Umschaltvorrichtung 62, zum selektiven Erregen der Phasenspulen 46, 48 in einer Vielzahl von Phasen­ sequenzen enthalten, um dadurch die Richtung des Motors 46 zu ändern.
Der Kondensator 56 ist vorgesehen, um eine Phasenverschiebung in bezug auf die Spannung und den Strom zu erzeugen, die zu einer der Phasenspulen 46, 48 durch eine Einzelphasen-Leistungsquelle 64 zugeführt werden. Der Kondensator 56 ist im Stand der Technik herkömmlich. Der Kondensator 56 ist zwischen den Motorphasen 52, 54 angeschlossen, wobei er eine erste Platte 66 mit einem Knoten 68 verbunden hat und eine zweite Platte 70 mit einem Knoten 72 verbunden hat.
Die Widerstände 58, 60 sind vorgesehen, um eine Geschwindigkeitsmodulation in­ nerhalb des Motors 26 durch Glätten der Strom- und Spannungswellenformen inner­ halb der Motorphasen 52, 54, Abgleichen der Geschwindigkeits- und der Stro­ mamplituden in den jeweiligen Motorphasen 52, 54 und durch Reduzieren einer harmonischen Verzerrung der Spannungswellenformen innerhalb der Motorphasen 52, 54 zu reduzieren. Der Widerstand 58 ist zur Phasenspule 46 in Reihe geschaltet, wobei er ein erstes Ende mit der Platte 66 des Kondensators 56 beim Knoten 70 verbunden hat und ein zweites Ende mit der Phasenspule 46 verbunden hat. Der Widerstand 60 ist zur Phasenspule 48 in Reihe geschaltet, wobei er ein erstes Ende mit der Platte 70 des Kondensators 56 beim Knoten 72 verbunden hat und ein zweites Ende mit der Phasenspule 48 verbunden hat.
Die Richtungs-Umschaltvorrichtung 62 ist vorgesehen, um ein Erregen der Phasen­ spulen 46, 48 in mehreren Sequenzen freizugeben, so daß die Rotoranordnung 28 dazu veranlaßt werden kann, sich entweder in Uhrzeigerrichtung oder in Gegenuhr­ zeigerrichtung zu drehen. Die Umschaltvorrichtung 62 ist im Stand der Technik her­ kömmlich.
Nimmt man nun Bezug auf die Fig. 3A-6A und 3B-6B, wird der betriebsmäßige Effekt einer Steuerschaltung 50 gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Fig. 3A-6A stellen Strom- und Spannungswellenformen in einem Motor dar, der eine her­ kömmliche Steuerschaltung 10 enthält. Die Strom- und Spannungswellenformen in der Motorphase 16 sind mit einer durchgezogenen Linie gezeigt, während die Strom- und Spannungswellenformen in der Motorphase 18 mit einer gestrichelten Linie ge­ zeigt sind. Die Fig. 3B-6B stellen Strom- und Spannungswellenformen in einem Mo­ tor 26 dar, der die erfinderische Schaltung 50 enthält. Die Strom- und Spannungswel­ lenformen in der Motorphase 52 sind mit einer durchgezogenen Linie gezeigt, wäh­ rend die Strom- und Spannungswellenformen in der Motorphase 54 mit einer gestri­ chelten Linie gezeigt sind. Obwohl die Wellenformen eine Erregersequenz von 1618 in der Schaltung 10 und von 5254 in der Schaltung 50 annehmen, sollte ver­ standen werden, daß die Erregersequenz variieren kann.
Wie es in Fig. 3A gezeigt ist, erreichen die Ströme in den Phasenspulen 20, 22 wäh­ rend eines normalen Betriebs eines Motors, der die herkömmliche Steuerschaltung 10 enthält, Amplituden von jeweils IA1 und 1A2 in Ampere. Die Differenz der Strom­ spitzenamplituden zwischen den Phasen 16, 18 ist daher Δ(|IA1-IA2|). Nimmt man nun Bezug auf die Fig. 3B, erreichen die Ströme in den Phasenspulen 46, 48 wäh­ rend eines normalen Betriebs eines Motors 26, der eine Steuerschaltung 50 gemäß der vorliegenden Erfindung enthält, Amplituden von jeweils IB1 und IB2 in Ampere. IB1 und IB2 sind jeweils kleiner als IA1 und IA2. Als Ergebnis sind die Stromwellenformen in den Phasen 52, 54 der Schaltung 50 glatter als die Stromwellenformen in den Phasen 16, 18 der herkömmlichen Schaltung 10. Noch wichtiger ist, daß die Diffe­ renz der Stromspitzenamplituden zwischen den Phasen 52, 54, nämlich Δ(|IB1-IB2|), kleiner als Δ(|IA1-IA2|) ist. Weil die Stromspitzenamplituden bei den Phasen 52, 54 mehr gleich sind, gibt es innerhalb des Motors 26 eine geringere Geschwindigkeits­ modulation.
Dieselben Ergebnisse werden erreicht, wenn sich der Motor einem Ausfall bzw. einer Betriebsstörung in bezug auf das Motor-Drehmoment nähert. Gemäß Fig. 4A errei­ chen die Ströme in den Phasenspulen 20, 22 in einem Motor, der die herkömmliche Steuerschaltung 10 enthält, Amplituden von jeweils IA3 und IA4 in Ampere. Die Diffe­ renz der Stromspitzenamplituden zwischen den Phasen 16, 18 ist daher Δ(|IA3-IA4|). Nimmt man nun Bezug auf die Fig. 4B, erreichen die Ströme in den Phasenspulen 46, 48 in einem Motor 26, der eine Steuerschaltung 50 gemäß der vorliegenden Er­ findung enthält, Amplituden von jeweils IB3 und IB4 in Ampere. IB3 und IB4 sind jeweils kleiner als IA3 und IA4. Als Ergebnis sind die Stromwellenformen in den Phasen 52, 54 der Schaltung 50 glatter als die Stromwellenformen in den Phasen 16, 18 der herkömmlichen Schaltung 10. Noch wichtiger ist, daß die Differenz der Stromspit­ zenamplituden zwischen den Phasen 52, 54, nämlich Δ(|(IB3-IB4|), kleiner als Δ(|IA3-­ IA4|) ist. Weil die Stromspitzenamplituden in den Phasen 52, 54 mehr gleich sind, gibt es wiederum innerhalb des Motors 26 eine geringere Geschwindigkeitsmodulati­ on.
Nimmt man nun Bezug auf die Fig. 5A und 5b, sind während eines normalen Be­ triebs der Motoren, die die herkömmliche Steuerschaltung 10 (Fig. 5A) und die erfin­ derische Schaltung 50 (Fig. 5B) enthalten, die Spannungswellenformen innerhalb der Phasen 16, 18 der Schaltung 10 und der Phasen 52, 54 der Schaltung 50 im wesentlichen äquivalent. Jedoch dann, wenn sich die Motoren einem Drehmomen­ tenausfall nähern, unterscheiden sich die Spannungswellenformen, wie es in den Fig. 6A und 6B gezeigt ist. Gemäß Fig. 6A erreichen die Spannungen in den Phasen 16, 18 in einem Motor, der die herkömmliche Steuerschaltung 10 enthält, Amplituden von jeweils VA3 und VA4 in Volt. Die Differenz der Spannungsspitzenamplituden zwi­ schen den Phasen 16, 18 ist daher Δ(|VA3-VA4|). Nimmt man nun Bezug auf die Fig. 6B, erreichen die Spannungen in den Phasen 52, 54 in einem Motor 26, der eine Steuerschaltung 50 gemäß der vorliegenden Erfindung enthält, Amplituden von je­ weils VB3 und VB4 in Volt. VB3 und VB4 sind jeweils kleiner als VA3 und VA4. Als Er­ gebnis sind die Spannungswellenformen in den Phasen 52, 54 der Schaltung 50 glatter als die Spannungswellenformen in den Phasen 16, 18 der herkömmlichen Schaltung 10. Noch wichtiger ist, daß die Differenz der Spannungsspitzenamplituden zwischen den Phasen 52, 54, nämlich Δ(|VB3-VB4|), kleiner als Δ(|VA3-VA4|) ist. Weil die Spannungsspitzenamplituden in den Phasen 52, 54 mehr gleich sind, gibt es ei­ ne geringere Geschwindigkeitsmodulation innerhalb des Motors 26. Schließlich lei­ den die Spannungswellenformen in den Phasen 52, 54 der Schaltung 50 nicht am selben Ausmaß einer harmonischen Verzerrung wie die Spannungswellenformen in den Phasen 16, 18 der Schaltung 10, wie es in den Fig. 6A und 6B dargestellt ist.
Eine Steuerschaltung 50 gemäß der vorliegenden Erfindung liefert glattere und aus­ geglichenere Strom- und Spannungswellenformen innerhalb der Motorphasen 52, 54, um dadurch eine Geschwindigkeitsmodulation innerhalb des Motors 26 zu redu­ zieren. Die Schaltung 50 glättet die Strom- und Spannungswellenformen durch Re­ duzieren der nichtlinearen Kennlinien des Motors 26. Als erstes reduziert die Steuer­ schaltung 50 die maximale Betriebsspannung des Motors 26, um dadurch zu verhin­ dern, daß die magnetische Struktur des Motors 26 gesättigt wird. Als zweites erhöht das Hinzufügen von Widerständen 58, 60 die lineare Impedanz des Motors 26. Die Schaltung 50 gleicht die Amplitude des Stroms in den Motorphasenspulen 46, 48 aus bzw. ab - wodurch ein ruhiger laufender Motor 26 erzeugt wird - und zwar durch Abgleichen bzw. Entzerren der Schaltungsimpedanz zwischen den Motorpha­ sen 52, 54. Wie es hierin oben angegeben ist, unterscheidet sich bei einem her­ kömmlichen Phasenverschiebungsnetzwerk, wie beispielsweise der Schaltung 10 in Fig. 2A, die Impedanz zwischen den Phasen 16, 18 durch die Impedanz eines Wi­ derstandes 12 und eines Kondensators 14. In der Schaltung 50 ist der Unterschied bezüglich der Impedanz zwischen den Phasen 52, 54 auf die Impedanz des Kon­ densators 56 begrenzt (weil beide Phasen 52, 54 Widerstände 58, 60 enthalten).
Während die Erfindung insbesondere unter Bezugnahme auf ihre bevorzugten Aus­ führungsbeispiele gezeigt und beschrieben worden ist, ist es von Fachleuten auf dem Gebiet gut zu verstehen, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen in Bezug auf die Erfindung durchgeführt werden können, ohne vom Sinn und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.

Claims (12)

1. Steuerschaltung (50) für einen Motor (26), der folgendes aufweist:
eine erste Motorphase (52) mit einer ersten Phasenspule (46) und einem in Reihe dazu geschalteten ersten Widerstand (58);
eine zweite Motorphase (54) mit einer zweiten Phasenspule (48) und einem in Reihe dazu geschalteten zweiten Widerstand (60); und
einen Kondensator (56), der zwischen der ersten und der zweiten Motor­ phase (52, 54) angeschlossen ist.
2. Steuerschaltung (50) nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Phasen­ spule (46, 48) durch eine Einzelphasen-Leistungsquelle (64) selektiv erregt werden, und ein erster Phasenstrom in der ersten Phasenspule (46) relativ zu einem zweiten Phasenstrom in der zweiten Phasenspule (48) phasenverscho­ ben ist.
3. Steuerschaltung (50) nach Anspruch 2, wobei die Amplitude des ersten Pha­ senstroms im wesentlichen gleich der Amplitude des zweiten Phasenstroms ist.
4. Steuerschaltung (50) nach Anspruch 1, die weiterhin eine Einrichtung (62) zum selektiven Erregen der ersten und der zweiten Phasenspule (46, 48) in einer Vielzahl von Phasensequenzen aufweist.
5. Steuerschaltung (50) für einen Motor (26), die folgendes aufweist:
eine erste Motorphase (52) mit einer ersten Phasenspule (46);
eine zweite Motorphase (54) mit einer zweiten Phasenspule (48); und
eine Einrichtung (58, 60, 56) zum Steuern eines ersten Phasenstroms in der ersten Phasenspule (46) und eines zweiten Phasenstroms in der zweiten Phasenspule (48),
wobei die erste und die zweite Phasenspule (46, 48) durch eine Einzelpha­ sen-Leistungsquelle (64) selektiv erregt werden und der erste Phasenstrom re­ lativ zum zweiten Phasenstrom phasenverschoben ist.
6. Steuerschaltung (50) nach Anspruch 5, wobei die Steuereinrichtung (58, 60, 56) folgendes enthält:
einen ersten Widerstand (58), der zur ersten Phasenspule (46) in Reihe geschaltet ist;
einen zweiten Widerstand (60), der zur zweiten Phasenspule (48) in Reihe geschaltet ist; und
einen Kondensator (56), der zwischen der ersten und der zweiten Motor­ phase (52, 54) angeschlossen ist.
7. Steuerschaltung (50) nach Anspruch 5, wobei die Amplitude des ersten Pha­ senstroms im wesentlichen gleich der Amplitude des zweiten Phasenstroms ist.
8. Steuerschaltung (50) nach Anspruch 5, die weiterhin eine Einrichtung (62) zum selektiven Erregen der ersten und der zweiten Phasenspule (46, 48) in einer Vielzahl von Phasensequenzen aufweist.
9. Motor (26), der folgendes aufweist:
einen Stator (30) mit ersten und zweiten Paaren von diametral gegenüber­ liegenden Statorpolen (A-A', B-B'); und
eine Steuerschaltung (50), die folgendes enthält:
eine erste Motorphase (52) mit einem ersten Widerstand (58), der in Reihe zu einer ersten Phasenspule (46) geschaltet ist, wobei die erste Phasen­ spule (46) um das erste Statorpolpaar (A-A') angeordnet ist;
eine zweite Motorphase (54) mit einem zweiten Widerstand (60), der in Reihe zu einer zweiten Phasenspule (48) geschaltet ist, wobei die zweite Pha­ senspule (48) um das zweite Statorpolpaar (B-B') angeordnet ist; und
einen Kondensator (56), der zwischen der ersten und der zweiten Mo­ torphase (52, 54) angeschlossen ist.
10. Steuerschaltung (50) nach Anspruch 9, wobei die erste und die zweite Phasen­ spule (46, 48) durch eine Einzelphasen-Leistungsquelle (64) selektiv erregt werden und ein erster Phasenstrom in der ersten Phasenspule (46) relativ zu einem zweiten Phasenstrom in der zweiten Phasenspule (48) phasenverscho­ ben ist.
11. Steuerschaltung (50) nach Anspruch 10, wobei die Amplitude des ersten Pha­ senstroms im wesentlichen gleich der Amplitude des zweiten Phasenstroms ist.
12. Steuerschaltung (50) nach Anspruch 9, die weiterhin eine Einrichtung (62) zum selektiven Erregen der ersten und der zweiten Phasenspule (46, 48) in einer Vielzahl von Phasensequenzen aufweist.
DE19945656A 1998-09-25 1999-09-23 Phasenverschiebungsnetzwerk Ceased DE19945656A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/160,837 US6433505B2 (en) 1998-09-25 1998-09-25 Phase shifting network

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19945656A1 true DE19945656A1 (de) 2000-03-30

Family

ID=22578669

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19945656A Ceased DE19945656A1 (de) 1998-09-25 1999-09-23 Phasenverschiebungsnetzwerk

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6433505B2 (de)
JP (1) JP2000102287A (de)
DE (1) DE19945656A1 (de)
FR (1) FR2783982B1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004040341A1 (de) * 2004-08-20 2006-02-23 Ina-Schaeffler Kg Wälzlager umfassend wenigstens ein präzisions-tiefgezogenes Bauteil mit einer Lauf- oder Führungsfläche für Wälzkörper, sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauteils

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102142751B (zh) * 2011-03-04 2013-09-11 陈伯川 单相电容运转电机多倍电量移相方法及其电路结构

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2242343A (en) * 1940-04-13 1941-05-20 Westinghouse Electric & Mfg Co Reversible capacttor motor
US2406193A (en) * 1945-01-27 1946-08-20 Philco Corp Electric motor
US2643357A (en) * 1950-12-28 1953-06-23 Master Electric Co Instantly reversible motor
US3453516A (en) * 1966-03-03 1969-07-01 Wagner Electric Corp Induction motor starting circuit utilizing the induced voltage in the starting winding to control switching of the starting circuit
US3549969A (en) * 1968-05-02 1970-12-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Condenser split-phase type single-phase induction motor
US3596158A (en) 1968-08-09 1971-07-27 Gen Electric Stabilizing phase controlled ac induction motors
US3737752A (en) * 1971-04-09 1973-06-05 Texas Instruments Inc Motor control system
US3999108A (en) * 1972-08-16 1976-12-21 Canon Kabushiki Kaisha Speed regulation system for DC motors with hall generators
US3809980A (en) 1973-02-05 1974-05-07 F Nottingham Phase adapter
GB1464454A (en) 1973-09-20 1977-02-16 Unisearch Ltd Type of single phase squirrel cage induction motor assembly
US4013937A (en) 1974-07-22 1977-03-22 Westinghouse Electric Corporation Naturally commutated cycloconverter with controlled input displacement power factor
FR2352424A1 (fr) 1976-05-18 1977-12-16 Peugeot Aciers Et Outillage Dispositif limiteur de courant pour moteur a courant alternatif
US4115726A (en) * 1977-01-04 1978-09-19 Hewlett-Packard Company Open-loop electric drive with corrective controller
US4121140A (en) * 1977-03-04 1978-10-17 Overhead Door Corporation Motor control circuit
US4128791A (en) 1977-04-22 1978-12-05 Katz Jonathon H Phase shift circuit for synchronous motor
JPS56123790A (en) * 1980-02-29 1981-09-29 Sony Corp Driving circuit for two phase
US4547713A (en) * 1982-11-05 1985-10-15 Kollmorgen Technologies Corporation Toroidally wound brushless DC motor
US4763057A (en) 1983-12-30 1988-08-09 Kollmorgen Technologies Corporation Control for improving induction transient response by excitation angle control
DE3507883A1 (de) * 1985-03-06 1986-09-18 Deutsche Thomson-Brandt Gmbh, 7730 Villingen-Schwenningen Schaltung zur steuerung eines buerstenlosen elektromotors
DE3517570A1 (de) * 1985-05-15 1986-11-20 Deutsche Thomson-Brandt Gmbh, 7730 Villingen-Schwenningen Schaltung zur steuerung eines buerstenlosen elektromotors
US4642494A (en) * 1985-10-02 1987-02-10 The Superior Electric Company Means to improve performance of electric motors
US5166568A (en) * 1989-06-20 1992-11-24 Whirlpool Corporation PSC motor for automatic washer
US4992709A (en) * 1989-06-20 1991-02-12 Lightolier, Inc. Switching circuit providing adjustable capacitive series voltage dropping circuit with a fractional horsepower motor
US5130624A (en) * 1989-08-11 1992-07-14 Whirlpool Corporation Electronic control for an automatic washing machine with a reversing PSC motor
US5134349A (en) * 1991-05-28 1992-07-28 Kruse David L Two-phase brushless dc motor controller
US5567999A (en) * 1992-02-20 1996-10-22 Dana Corporation Bobbin structure for electromagnetic coil assembly
IT1254734B (it) * 1992-03-24 1995-10-10 Faac Spa Metodo e dispositivo per il controllo della velocita' di motori asincroni
CA2085202C (en) * 1992-03-24 1996-10-22 Ricky L. Bunch Positive temperature coefficient start winding protection
US5212435A (en) * 1992-05-22 1993-05-18 Morrill Motors Inc. Variable speed asynchronous induction motor
US5412557A (en) 1992-10-14 1995-05-02 Electronic Power Conditioning, Inc. Unipolar series resonant converter
US5252904A (en) * 1992-11-02 1993-10-12 General Binding Corporation Auto reverse circuit
US5276392A (en) 1993-01-06 1994-01-04 Mechanical Ingenuity Corp. Single phase AC motor speed control system
US5404088A (en) * 1993-09-08 1995-04-04 General Binding Corporation Circuit for increasing motor output to compensate for increased load
US5710493A (en) * 1995-08-25 1998-01-20 Magnetic Revolutions Limited, L.L.C. Circuit and method for alternating current motor constructions
US5796234A (en) * 1996-01-19 1998-08-18 Gas Research Institute Variable speed motor apparatus and method for forming same from a split capacitor motor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004040341A1 (de) * 2004-08-20 2006-02-23 Ina-Schaeffler Kg Wälzlager umfassend wenigstens ein präzisions-tiefgezogenes Bauteil mit einer Lauf- oder Führungsfläche für Wälzkörper, sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauteils

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000102287A (ja) 2000-04-07
FR2783982A1 (fr) 2000-03-31
US6433505B2 (en) 2002-08-13
FR2783982B1 (fr) 2003-09-12
US20020005705A1 (en) 2002-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2515133C3 (de) Reluktanzmaschinenanordnung
DE102007025971B4 (de) Elektrische Maschine mit hybriderregtem Rotor
DE3705089C2 (de)
DE60023714T2 (de) Ansteuerung einer elektrischen reluktanzmaschine
DE19843924A1 (de) Berührungslose Steuerung eines Motors mit geschalteter Reluktanz
DE69933250T2 (de) Elektrische Maschine mit doppelter Erregung, und insbesondere Fahrzeuggenerator
DE102019125483A1 (de) Rotierende elektrische maschine
DE2620935B2 (de) Reluktanzmotor
DE4421594A1 (de) Vorrichtung zur Veränderung der magnetischen Luftspaltinduktion in elektromechanischen Energiewandlern, bei denen der magnetische Widerstand des magnetischen Schließungskreises in der Maschine variabel ist
DE3334149A1 (de) Ueber einen umrichter gespeiste, dauermagneterregte maschine
DE2756575C2 (de)
DE4306727A1 (de) Einphasiger Reluktanzmotor zum Starten dieses Motors in einer gewünschten Drehrichtung
DE4314290A1 (de) Reluktanzmaschine
EP1071200A2 (de) Elektronisch kommutierbarer Motor
DE3107654C2 (de) Teilwicklungsschaltung zum Anfahren eines Drehstrommotors
DE3326358A1 (de) Verfahren zur steuerung eines schrittmotors
DE19945656A1 (de) Phasenverschiebungsnetzwerk
DE10008239B4 (de) Reluktanzmotor
DE102004006890B3 (de) Mehrsträngige Transversalflussmaschine mit verteilter Wicklung
DE19952328A1 (de) Treibersteuerung für einen Motor mit geschalteter Reluktanz
DE2452082A1 (de) Kollektorloser gleichstrommotor mit einstraengiger statorwicklung
DE19919684A1 (de) Antrieb mit bürstenlosem elektrischen Motor und bürstenloser elektrischer Motor
DE2218193B2 (de) Verfahren zur schnellen Drehrichtungsumkehr eines Einphasen-Induktionsmotors
DE102011107233A1 (de) Verfahren zum Ansteuern einer elektrischen Maschine
EP1102386A2 (de) Gleichstrommaschine

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: WARNER ELECTRIC TECHNOLOGY, INC. (N.D.GES. D. STAA

8110 Request for examination paragraph 44
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20140905