DE20008483U1

DE20008483U1 - Schaltungsanordnung zum definierten Abschalten von Synchronmotoren

Info

Publication number: DE20008483U1
Application number: DE20008483U
Authority: DE
Original assignee: Saia Burgess GmbH
Current assignee: Johnson Electric Dresden GmbH
Priority date: 2000-05-11
Filing date: 2000-05-11
Publication date: 2000-10-26
Anticipated expiration: 2010-05-12
Also published as: WO2001086799A1

Description

Schaltungsanordnung zum definierten Abschalten von Synchronmotoren

Die Erfindung betrifft die Gewährleistung eines definierten Abschaltverhaltens von Synchronstellmotoren.

Zur zuverlässigen Ausführung von Stellvorgängen mit Synchronmotoren in beiden Drehrichtungen werden nach dem Stand der Technik zwei Schaltelemente verwendet.

Zum Arbeiten mit einer verminderten Einschaltdauer des Synchronmotors werden häufig zeitabhängige Schalter wie Zeitrelais eingesetzt. Nachteil des Betreibens von Synchronmotoren mit Zeitrelais ist, daß Stellweg und Stellwinkel aufgrund ihrer Abhängigkeit von den Toleranzen der Netzfrequenz und der Zeitglieder nicht zuverlässig bestimmbar sind.

Der Einsatz mechanischer Lösungen zur Präzisierung der Stellvorgänge ist ein zweifelhafter Ausweg, da der exakte Stellweg von den Montagetoleranzen abhängt. Bei Systemen, die eine Schließfunktion realisieren, ist ausgehend von solchen Unsicherheiten eine aufwendige mechanische Lösung erforderlich, da der Motor erst abgeschaltet werden darf, wenn beispielsweise der Schließvorgang abgeschlossen ist. Dazu kommen Probleme, die mit dem Verschleiß mechanischer Systeme einher gehen.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Schaltungsanordnung vorzuschlagen, die bei Verwendung nur eines Schaltelementes die präzise und zuverlässige Ausführung von Stellvorgängen bei Synchronmotoren ermöglicht.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Nach der Konzeption der Erfindung wird die Phasenlage der an den beiden Motorspulen anliegenden Spannung gemessen und dadurch die Schalterstellung und somit die Drehrichtung bestimmt.

Zur Durchführung des Stellvorganges wird der Motor nach Vorwahl der Dreh- bzw. Stellrichtung mittels nur eines verbliebenen Schaltelementes eingeschaltet. Von der Auswerteelektronik wird beginnend mit dem Einschaltvorgang die Zahl der Perioden gezählt, die der Motor eingeschaltet ist.

Nach Erreichen der Periodenzahl, die einem festgelegten Wert und damit einem bestimmten Stellweg bzw. Stellwinkel entspricht, wird der Motor mit dem einen Schaltelement wieder abgeschaltet.

Ein Wechsel der Phasenanlage nach dem Abschalten des Motors infolge der Induktivität der Motorspulen wird nicht als neues Startsignal interpretiert.

Mit der vorgestellten Lösung ist die Durchführung präziser Stellweg- und Stellwinkelveränderungen leicht programmierbar. Stellwegeinstellungen und -anpassungen sind somit einfach möglich

Die Anwendung der neuen Schaltungsanordnung kann - unabhängig von deren Beschaltung - bei allen Synchronmotoren erfolgen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung.

Fig. 1 die Prinzipschaltung der neuen Abschaltsteuerung für Synchronmotoren Fig. 2 ein konkretes Ausfuhrungsbeispiel einer Winkel- bzw. Wegsteuerung für Synchronmotoren

unter Anwendung der Prinzipschaltung nach Fig. 1.

Fig. 1 zeigt die Prinzipschaltung der neuen Abschaltsteuerung für Synchronmotoren mit den Hauptbaugruppen Signalaufbereitung 5, Spannungsversorgung 6, Auswerte-

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und Ansteuerelektronik 1 sowie Schaltelement 4. Die Vorwahl der Drehrichtung des Synchronmotors 2 erfolgt über den Schalter 3.

Die Signalverläufe der Spannung zur Erkennung der Phasenlage und damit des Betriebszustandes (Dreh-, Stellrichtung) werden an den beiden Motorwicklungen 2.1 abgegriffen.

hi Fig. 2 sind die genannten Hauptbaugruppen Signalaufbereitung 5, Spannungsversorgung 6 sowie Auswerte- und Steuerelektronik 1 durch konkret verschaltete Bauelemente untersetzt.

hi der Hauptbaugruppe Spannungsversorgung 6 umfaßt der Spannungsteiler zur Erzeugung der Eingangspegel für die Messung der Phasenlage die jeweils in Reihe geschalteten Bauelemente C7, R9, D9 und C8, RIO, DlO.

Die Dioden Dl, D2 übernehmen die Einweggleichrichtung und die Kondensatoren C9, C12 die Glättung für die Spannungsversorgung.

Innerhalb der Hauptbaugruppe 5 Signalaufbereitung sind Schutzdioden D7, D8 für die Meßeingänge vorgesehen. Die Widerstände Rl2, Rl4 sind pull-up-Widerstände zur Pegelgenerierung an den Meßeingängen. Die Paarungen aus Widerstand und Kondensator Rl 1, ClO sowie R13, Cl 1 übernehmen die Funktion der Tiefpaßfilter für die Meßeingänge.

hi der Hauptbaugruppe Auswerte- und Steuerelektronik 1 verkörpert U2 den Auswerte- und Steuer-IC.

Die Angaben J5, J6, J7, J8 stellen Anschlüsse und Klemmen dar.

Liste der Bezugszeichen

1	digitale Auswerteelektronik
2	Motor
	2.1 Motor spulen
3	Schalter
4	Schaltelement
5	S ignalaufbereitung
6	Spannungsversorgung

Claims

1. Schaltungsanordnung zum definierten Abschalten von Synchronmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß

a) mittels einer Signalaufbereitung (5) und einer angeschlossenen digitalen Auswerteelektronik (1) die Phasenlage der an den beiden Motorspulen (2.1) anliegenden Spannung gemessen und über die Phasenlage die Stellung eines Schalter (3) und damit die Dreh- und Stellrichtung des Motors (2) bestimmt wird,

b) nach Erkennung des aktuellen Betriebszustandes des Synchronmotors der mittels Schalter (3) hinsichtlich seiner Dreh- und Stellrichtung festgelegte Motor (2) über ein Schaltelement (4) eingeschaltet wird und

c) über die Zuordnung der Anzahl der von der Auswerteelektronik (1) gezählten Perioden zum gewünschten Stellweg und/oder Stellwinkel der Steilvorgang erfolgt.

2. Schaltungsanordnung zum definierten Abschalten von Synchronmotoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die digitale Auswerteelektronik (1) ohne galvanische Trennung am Wechselspannungsnetz angeschlossen ist.

3. Schaltungsanordnung zum definierten Abschalten von Synchronmotoren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Schaltelement (4) vorhanden ist, um ein definiertes Abschaltverhalten in beiden Dreh- und Arbeitsrichtungen zu realisieren.

4. Schaltungsanordnung zum definierten Abschalten von Synchronmotoren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß - falls nur eine feste Zeitzuordnung erforderlich ist - die Schaltung auch für Asynchronmotoren einsetzbar ist.