DE2028512C3 - Anordnung zur Drehzahlsteuerung eines Reluktanzmotors - Google Patents

Description

55

)ie Erfindung betrifft eine Anordnung zur Drehzahluerung eines Reluktanzmotors mit einer oder mehen Wicklungen, die über einen in Reihe zu jeder cklung geschalteten Kondensator und einen von em Steuergerät in Abhängigkeit von der Drehlage ι Motorläufers steuerbaren Schalter an eine Gleich- >mquelle schaltbar sind.

Jürstenlose Elektromotoren, insbesondere Relukzmotoren, werden für die unterschiedlichsten Verndungszwecke benötigt, bei denen ein hohes Drehment bei geringen Drehzahlen gefordert wird und die Motoren in der Lage sein müssen, bei relativ hohe: Drehzahlen von über 6000 U/min, zu arbeiten. Derarti ge Motoren werden üblicherweise von einer Batterii gespeist

Bekannte Anordnungen dieser Art sind entwede sehr aufwendig aufgebaut, oder erreichen nicht die ge forderten Eigenschaften.

Zur Steuerung der Drehzahl eines Reluktanzmotor ist bereits eine Schaltung in ihrem grundsätzlichen Auf bau dahingehend bekannt (DT-OS 15 63 462), daß ii Reihe zu jeder Motorwicklung ein Kondensator sowi< ein diese Reihenschaltung an eine Gleichstromquellt anlegender Schalter angeordnet sind, der beim Um schalten zwischen seien beiden Stellungen mit jeden Schließen einen Stromimpuls durch die Motorwicklunj bewirkt, wobei der Schalter mit Hilfe eines Steuergerä tes in Abhängigkeit von der Drehlage des Motors syn chron mit den Änderungen des magnetischen Wider Standes betätigt wird Die bekannte Schaltung löst je doch offensichtlich nicht das Problem der Drehzahl steuerung des Motors in allen Betriebsbereichen, d. h auch bei unterschiedlichen Belastungen und unabhängig von der Drehrichtung und ergibt einen Vergleichs weise nur geringen Wirkungsgrad.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß der Motor bei allen Drehzahlen nut großem Drehmoment betrieben werden kann und dabei die Gesamtanordnung einen hohen Wirkungsgrad aufweist

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst daß in Reihe mit der Gleichstromquelle eine Induktionsspule angeordnet ist, daß als steuerbarer Schalter jeweils ein erster steuerbare Haltleitergleichrichter verwendet ist zu dem eine Diode oder ein zweiter steuerbarer Halbleitergleichrichter antiparallel liegt, daß ein dritter steuerbarer Halbleitergleichrichter parallel zu jeder Wicklung des Motors geschaltet ist, daß ein vierter steuerbarer Halbleitergleichrichter mit einer in Reihe geschalteten Induktionsspule parallel zu dem Kondensator liegt und daß das Steuergerät sämtliche steuerbaren Halbleitergleichrichter in Abhängigkeit von ihm vorgegebenen Signalen für die Drehzahl und das Drehmoment zündet.

Dabei sind die steuerbaren Halbleitergleichrichter zweckmäßig Thyristoren.

Die Erfindung bedient sich dabei der bekannten Tatsache, daß die Aufladung eines Kondensators über eine Induktionsspule, wenn keine zusätzliche Dämpfung durch besondere ohmsche Widerstände erfo'gt, in Form eines verhältnismäßig schwach gedämpften periodischen Einschwingvorgangs erfolgt, bei dem der Kondensator auf nahezu die doppelte Spannung gegenüber der Quellenspannung ansteigt, wobei es auch bereits bekannt ist (»Silicon Controlled Rectifer Manual« der Firma General-Electric Company, 1964, S. 74 bis 79) die Aufladung über einen steuerbaren Halbleitergleichrichter vorzunehmen, der sich am Ende der ersten Aufladungsschwingung, wenn der Ladestrom auf Null abgeklungen ist, von selbst abschaltet. Während bei der bekannten Anordnung jedoch anschließend eine Entladung des Kondensators über einen dazu parallel geschalteten Widerstand erfolgt, bewirkt bei der Erfindung die Antiparallelschaltung einer Diode oder eines zweiten steuerbaren Halbleitergleichrichters eine Fortsetzung des Einschwingvorgangs bis zur nahezu vollständigen Wiederentladung des Kondensators unter Rückführung des größten Teils der darin gespei-

_:;h _ten Energie zur Gleichstromquelle. Gleichzeitig

sÜstattet (j_er erfindungsgemäß verwendete dritte

fuerbare Halbleitergleichrichter ein Weiterfließen

m? scorns in der Motorwicklung im Sinne eines Frei-

-l!ufstroms, wie dies in Verbindung mit e'ner anderen

•ILltunEsanordnung auch schon früher vorgeschlagen

v^orden j_st (DT-AS 20 27 410). Der vierte steuerbare

- «albleitergleichrichter mit der dazu in Reihe geschalte-

^ weiteren Induktionsspule schafft schließlich die

Söelichkeit, den Kondensator umzuladen, so dali bei ">

euter Ansteuerung des ersten steuerbaren HaIb- ^ teUergleichrichters sich ein größerer Stromfluß über

die Motorwicklung ausbildet.

■:.· V ^₃₀J_{1 e}i_nem ersten Merkmal zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird von dem Steuergerät bei kleinen Drehzahlen während einer Periode zunehmend r Reluktanz der Wicklung zunächst der erste steuerbare Halbleitergleichrichter gezündet, bei Strommaxiinum in der zugehörigen Wicklung der di'.tte steuerbae Gleichrichter gezündet, nach der Kondensatorentladung der zweite steuerbare Halbleitergleichrichter, wenn vorhanden, gezündet, bei einem bestimmten Minimalwert des Stromes erneut der erste steuerbare Halbleitergleichrichter gezündet und kurz vor Erreichen der maximalen Reluktanz nur der zweite Steuer- *: bare Halbleitergleichrichter gezündet. Dadurch wird erreicht, daß während der gesamten Periode zunehmender Reluktanz die Motorwicklung ohne Unterbrechung von einem im Mittelwert mehr oder weniger hohen Strom durchflossen wird, der das gewünschte hohe Drehmoment liefert

Bei höheren Drehzahlen hingegen wird die wahrend einer Periode zunehmender Reluktanz zur Verfügung _tehende Zeit nicht zu einer wiederholten Einschaltung des ersten steuerbaren Halbleitergleichrichters ausreichen Um demgegenüber auch mit nur einem Durchschalten dieses Gleichrichters der Motorwicklung viel Energie zuführen zu können, wird nach einem anderen Merkmal zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung von dem Steuergerät bei hohen Drehzahlen während einer Periode zunehmender Reluktanz zunächst der erste steuerbare Halbleitergleichrichter gezündet, anschließend der vierte steuerbare Halbleitergleichrichter gezündet und bei der nächsten Periode zunehmender Reluktanz erneut der erste steuerbare Halbleitergleichrichler gezündet. Mit dem Zünden des vierten steuerbaren Halbleitergleichrichters wird die oben bereits erwähnte Umladung des Kondensators erreicht, so daß bei der nächsten Periode zunehmender Reluktanz der umgekehrt geladene Kondensator der Gleichstromquelle einen weitaus höheren Strcmfluß abverlangt und demzufolge auch der Motorwxklung mehr Energie trotz nur einmaligen Ansteuerns des ersten steuerbaren Halbleitergleichrichters zugeführt wird.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert. Hierbei zeigt

F i g 1 in perspektivischer Darstellung, teilweise im Schnitt, den Aufbau eines 3-phasigen Scheibenreluktanzmotors, der sich besonders vorteilhaft fur d.e Ver-Wendung in einer Anordnung nach der Erfindung eig-

"Vi g 2 eine schematische Darstellung des gesamten Systems, aus dem die Zuordnung der Steuerung und der Energiequellen zum Motor ersichtlich ist,

F i g 2a 2b, 2c verschiedene Energiequellen, F i ε 3 eine schematische Darstellung des Stromkreises eemäß vorliegender Erfindung für eine Phase des

Motors, Fig.4 die Strom- und Spannungsverläufe in den wichtigsten Bauelementen des Stromkreises nach F i g. 3, bei einer geringen und einer hohen Drehzahl.

Gemäß dem in Fig.l gezeigten Motoraufbau ist eine Motorwelle 10 in zwei Lagerschilden 12 um» 14 drehbar gelagert. Mehrere L-förmige Glieder 16 sitzen mit ihren längeren Schenkeln in flachen Nuten, die sich an der Innenseite des Lagerschild^ 12 befinden. Die kürzeren Schenkel der Glieder 16 erstrecken sich axial nach innen und reichen mit ihren Außenseiten bis etwa in Höhe des äußeren Umfangs des Lagerschiides M. Die Glieder 16 bestehen aus lameliiertem Stahl mit parallel zur Wellenachse verlaufenden Blechlamellen und weisen an den Innenflächen der kürzeren Schenkel Weine radial gerichtete Zungen 18 auf.

Eine Ringwicklung 20 liegt mit der einen Ha fte ihrer Breite innerhalb der Stufen der L-förmigen Glieder 16 und wird durch eine Anzahl T-förmiger Glieder 22 in Stellung gehalten. Einige der Glieder sind in der Zeichnung entfernt, um den inneren Aufbau des Motors darzustellen. Die Glieder 22 besitzen eine Nut zur Aufnahme der Zungen 1& Ähnliche T-förmige Glieder 24 halten die Wicklung 26 der zweiten Motorphase gegenüber den Gliedern 22 in Stellung, und L-förmige Glieder 28 wirken mit den T-förmigen Gliedern 24 zusammen, um die Wicklung 30 der dritten Phase in Stellung zu halten. Die Glieder 22,24 und 28 bestehen ebenfalls aus lamelliertem StahL

Reifen 32,34 und 36 aus Glasfasermater.al liegen gegen die radial inneren Flächen der entsprechenden Wicklungen 20.26 bzw. 30 an und sind mit den,äußeren Umfang entsprechender Ständerscheiben 38.40 und 42

verbunden. . ... . ,, .„

Jede Ständerscheibe besteht aus ejiner Vie zahl tortenstückförmiger lamellierter Stahlblechsektoren 43, die durch ein Material mit niedriger magnetischer Leitfähigkeit, wie Aluminium oder verstärktes P^olharz voneinander getrennt sind. Die Anzahl der Sektoren,43 in jeder Ständerscheibe entspricht der Anzahl der L-förmigen Glieder 16 und die Sektoren in jeder Ständerscheibe fluchten mit den Gliedern 16.

Auf der Welle 10 befestigte Läufersche.ben 50 und 52 befinden sich beiderseits der Standersche.be 38 und vervollständigen den magnetischen Kreis der ersten Motorphase. In ähnlicher Weise5 befinder.sich Lau erscheiben 54 und 56 bzw. 58 und 60 auf beiden Seiten der Ständerscheibe 40 bzw. 42, um den entsprechenden magnetischen Kreis der zweiten und dritten Phase zu vervollständigen. Jede Läuferscheibe besteht eben falb aus torienstückförmigen Sektoren 61 aus ^hmem Stahl, die zwischen Sektoren aus einem Material mit geringer magnetischer Leitfähigkeit eingeschlossen find. In einem 3-Phasen-Motor haben die lamelherten Sektoren sowohl der Ständersche.ben als auch der Läuferscheiben eine Breite des Umlangs. die angenähert der Breite der Glieder 16 entspricht und das Material mit niedriger magnetischer Leitfähigkeit sch heßt zu beiden Seiten mit doppelter Breite an Die Breite des Materials mit geringer magnetischer Lei fahigkel kann von einer ein- bis zweifachen Breite der lamelherten Sektoren, falls erforderlich, variieren

In die UmfangsRäche einer jeden Läuferscheiben st eine schmale Nut eingearbeitet und mit einer bruch testen Schicht aus Glasfasermaterial 62 ausgefullt-Die Iamellierten Sektoren der Läufersche.ben J^^er PJ^ase fluchten miteinander. Darüber hinaus sind die lamellierten Sektoren der Läuferscheiben in der zweien Phase

in Umfangsrichtung um die Breite eines Sektors der ersten Phase versetzt, und die lameliierten Sektoren der Läuferscheiben in der dritten Phase sind abermals in der gleichen Richtung um die Breite eines lamellierten Sektors der Scheiben in der zweiten Phase versetzt.

Wenn daher die Sektoren 61 der Läuferscheiben 50 und 52 mit den Sektoren 43 der Ständerscheibe 38 fluchten, liegen die Sektoren 61 der Scheiben 54 und 56 in einer Linie zu scheinbaren Sektoren der Ständerscheiben 40 neben den lamellierten Sektoren und die Sektoren 61 der Scheiben 58 und 60 in einer Linie zu scheinbaren Sektoren der Ständerscheibe 42, die sich den lamellierten Sektoren anschließen, jedoch auf entgegengesetzten Seiten der scheinbaren Sektoren der Ständerscheibe 40 liegen. Durch geeignete Bohrungen 64 in den Lagerschilden 12 und 14 erstrecken sich nicht dargestellte Zuganker und ziehen die einzelnen Teile des Motors zusammen.

Wie F i g. 2 zeigt, sind an die Welle 10 des Motors nach F i g. 1 an der einen Seite desselben eine Last 65, und an der anderen Seite ein Stellungsfühler 66 und ein Drehzahlfühler 68 angekoppelt. Bei einem elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug wird die Last 65 von den Antriebsrädern gebildet. Ein aus einem Kraftstromteil 70 und einem Steuerteil 72 bestehendes Steuergerät ist über seine Ausgangsklemme 74 und 75 mit den Klemmen 76 bzw. 77 der ersten Phasenwicklung 20 verbunden. Eingangsklemmen 78 und 79 des Kraftstromteiles 70 sind an die positive bzw. negative Klemme 80 und 81 einer Gleichstrombatterie 90 angeschlossen. Zwei ähnliche und nicht näher dargestellte Steuergeräte sind mit ihren Ausgangsklemmen an die Klemmen 82 und 83 der zweiten Phasenwicklung 26 bzw. die Klemmen 84 und 85 der dritten Phasenwicklung 30 angeschlossen.

Von dem Stellungsfühler 66 und, sofern verwendet, dem Drehzahlfühler erzeugte Signale werden dem Steuerteil 72 eingegeben, wie dies durch die gestrichelten Linien 92 und 94 veranschaulicht ist Diese Signale bzw. Impulse geben die relativen Stellungen der lamellierten Sektoren 43 der Läuferscheiben zu den lamellierten Sektoren der Ständerscheiben für jede Phase wieder und werden dazu verwendet, die gesteuerten Halbleitergleichrichter zur geeigneten Zeit anzusteuern.

Ferner erhält der Steuerteil 72, wie durch die Pfeile 96. 98 und 100 angedeutet ist. Impulse für die gewünschte Drehmomentaufnahme und für Vorwärtsoder Rückwärtsbetrieb sowie ein Eingangssignal für einen Systemschutz.

Die F i g. 2a, 2b, 2c veranschaulichen schematisch andere Ausführungsformen von Gleichstromquellen zum Anschluß an die Eingangsklemmen 78 und 79 eines jeden Steuergerätes. In der ersten Ausfuhrungsform der Stromquelle nach F i g. 2a ist eine Gasturbine oder eine Brennkraftmaschine 102 vorgesehen, die mechanisch über eine Welle 104 an einen Gleichstromgenerator 106 gekoppelt ist Die Ausgangsanschlüsse des Generators 106 sind über Filter 108 mit den Klemmen 80' und 81'verbunden.

Für einen industriellen Einsatz, wo eine 3-Phasen-Wechselstromquelle ohne weiteres verfügbar ist, ist ge-• maß F i g. 2b ein 3phasiger Motor 109 elektrisch mit einer Sphasigen Versorgungsleitung verbunden und ist mecuanisch über eine Welle 110 mit einem Gleichstromgenerator 106' gekoppelt Die Ausgangsleitungen des Generators 106' sind über ein Filter 108' mit den Klemmen 80" und 81" verbunden. In einer weiteren Alternative verbindet ein aus elektronischen Elementen aufgebauter Gleichrichter 112 das 3-Phasen-Wechselstromsystem über einen Filter 108" mit Klemmen 80'" und 81"'.

Wie in F i g. 3 dargestellt ist, ist ein gesteuerter HaIbleitergleichrichter 120, der als Halbleiterhauptschalteinrichtung eingesetzt ist, mit seiner Anode mit der Klemme 78 und mit seiner Kathode mit der nicht mit einem Punkt versehenen Platte des Kondensators 122 verbunden. Die Anode und die Kathoden des gesteuerten Gleichrichters 120 stellen seine Leistungsanschlüsse dar. Parallel zum gesteuerten Halbleitergleichrichter 120 liegt entweder die Diode 124 oder ein anderer gesteuerter Halbleitergleichrichter 126. Die Diode 124 oder der gesteuerte Halbleitergleichrichter 126 sind derartig geschaltet, daß sie durch die Batteriespannung in Sperr-Richtung betrieben werden, d.h. die Anode der Diode oder des gesteuerten Halbleitergleichrichters ist mit der Kathode des gesteuerten Halbleitergleichrichters 120 und die Kathode der Diode oder des gesteuerten Halbleitergleichrichters ist mit der Anode des gesteuerten Halbleitergleichrichters 120 verbunden. Die mit einem Punkt versehene Platte des Kondensators 122 ist mit der Klemme 64 verknüpft.

Die Kathode eines gesteuerter Halbleitergleichrichters 128 für einen Freilaufstrom ist mit der Klemme 74 und seine Anode mit der Klemme 75 verbunden. Parallel zum Kondensator 122 liegt eine Ladungsumkehrschaltung, die aus einem gesteuerten Halbleitergleichrichter 130 besteht, dessen Anode mit der nicht mit einem Punkt versehenen Platte des Kondensators 122 und dessen Kathode mit einer Induktionsspule 132 verbunden sind. Die andere Seite der Induktionsspule 132 ist mit der mit einem Punkt versehenen Platte des Kondensators 122 verbunden. Die Induktivität 134. die zur Batterie 90 in Reihe liegt, stellt die übrige Induktivität der Batterie 90 und der verbindenden Schalterkreiselemente dar.

Der in F i g. 3 dargestellte Schahkreis arbeitet bei geringen Motordrehzahlen in folgender Weise (s. ebenfalls Fig.4). Wenn die lamellierten Sektoren 61 der Läuferscheiben 50 und 52 sich in Richtung zur Ausfluchtung mit den lamellieren Sektoren 43 der Ständerscheibe Si zu bewegen beginnen, wird dem Gitter des gesteuerten Halbleitergleichrichters 120 ein Impuls zugeführt, durch den dieser Gleichrichter in den Leitzustand geschaltet wird. Auf der nicht mit einem Punkt versehenen Platte des Kondensators 122 beginnt sich eine positive Ladung aufzubauen, und in der Wicklung 20 beginnt ein Strom zu fließen, der das Motordrehffloment erzeugt Der Strom baut sich mit einer Geschwindigkeit auf, die durch die Induktivität 134, die Induktivität der Wicklung 20 und die Kapazität des Kondensators 122 bestimmt wird.

Wenn oder kurz nachdem der Strom sein Maximum erreicht und abzuklingen beginnt, wird dem Gitter des gesteuerten Haibleitergleichrichters 128 ein Impuls zugeführt Der gesteuerte Halbleitergleichrichter 128 geht in den Leitzustand und läßt den Strom durch die Wicklung 20 ungehindert fließen, da der ohmsche Widerstand des Parallelkreises der Wicklung. 20 und des gesteuerten Halbleitergleichrichters 128 im Vergleich zum äußeren Schaltkreis nahezu Null ist Der Kondensator 122 beendet sehr schnell seinen Aufladungsvorgang. Wenn der Strom durch den gesteuerten Halbleitergleichrichter 120 auf Null abfällt, schaltet sich dieser Gleichrichter selbst ab und die positive Ladung auf der nicht mit einem Punkt versehenen Platte des Kondensators 122 entlädt sich über die Diode 124. die

Induktivität 134, über die Batterie 90 und den gesteuerten Halbleitergleichrichter 128. Die im Kondensator 122 gespeicherte Energie kehrt somit zur Batterie 90 zurück und die Spannung am Kondensator 122 geht in Abhängigkeit vom Widerstand der übrigen Schaltung auf fast Null zurück.

Wenn der Freilaufstrom in der Wicklung 20 auf einen bestimmten Wert zurückgeht, wird der Strom durch eine erneute Ansteuerung des gesteuerten Halbicitergleichrichters 120 verstärkt. Der gesteuerte Halbleitergleichrichter 128 schaltet ab, und der Kondensator 122 lädt sich erneut über die Batteriespannung hinaus gehend auf, wobei der Ladestrom über die Wicklung 20 fließt. Eine weitere Periode eines Freilaufstromes kann durch erneutes Ansteuern des gesteuerten Halbleitergleichrichters 128 bewirkt werden. Eine größere Stromverstärkung kann erzielt werden, indem die restliche Ladung der mit einem Punkt versehenen Platte des Kondensators 122 umgekehrt wird, bevor der gesteuerte Halbleitergleichrichter 120 angesteuert wird.

Wenn die lamellierten Sektoren der Läuferscheiben 50 und 52 mit den lamellierten Sektoren der Ständerscheibe 38 eine vollständige Ausfluchtung erreichen, muß der Wicklungsstrom schnell abgeschaltet werden, um die Erzeugung eines negativen Drehmoments zu verhindern. Dies wird erreicht, indem der Zündimpuls für den gesteuerten Halbleitergleichrichter 128 am Ende der Verslärkungsperiode fortgelassen wird.

Wenn der Kondensator 122 seine volle Spannung erreicht, schaltet der gesteuerte Halbleitergleichrichter 120 von selbst ab, und der Kondensator entlädt sich über die Diode 124. die Induktivität 134, über die Batterie 90 und Wicklung 20. Wenn die Spannung am Kondensator Null erreicht, wird die Diode 124 umgekehrt vorgespannt, um eine Kreisresonanz zu verhindern.

Bei hohen Motordrehzahlen werden der Freilaufstrom und die Verstärkung fortgelassen. Eine Stromschwingung, die während der Ladung und Entladung des Kondensators erzeugt wird, fließt in der Wicklung, wenn die lamellierten Sektoren der Läuferscheiben 50 und 52 sich von der beginnenden Ausfluchtung mit den lamellierten Sektoren 43 des Ständers 38 in eine volle Ausfluchtung zu drehen beginnen.

Ersetzt man die Diode 124 durch den gesteuerten Halbleitergleichrichter 126, so wird ein merklicher Anstieg der maximalen Motordrehzahl erzielt. Der gesteuerte Halbleitergleichrichter 120 wird zu Beginn einer Periode der zunehmenden Ausfluchtung angesteuert. Der Kondensator 122 lädt sich auf, wenn die Ausfluchtung zunimmt und beendet die Aufladung bei maximaler Motordrehzahl, wenn eine vollkommene Ausfluchtung erreicht ist Die Induktivität 134 und die Induktivität der Wicklung 20 laden den Kondensator auf einen Wert auf, der größer als die Batteriespannung ist Die Induktivität 134 ist gewöhnlich ausreichend, um eine Spannung am Kondensator 122 zu erreichen, die etwa der zweifachen Batteriespannung 90 entspricht.

Die Ladung auf dem Kondensator 122 wird so lange gehalten, bis die nächste Periode der zunehmenden Ausfluchtung beginnt, wobei zu diesem Zeitpunkt der gesieuerte Halbleitergleichrichter 126 angesteuert wird. Der Kondensator 122 entlädt sich über den gesteuerten Halbleitergleichrichter 126, die Induktivität 134, die Batterie 90 und die Wicklung 20, und der Strom in der Wicklung 20 erzeugt ein Motordrehmoment. Der Vorgang wird durch Aufladung des Kondensators 122 zu Beginn der nächsten Periode der zunehmenden Ausfluchtung fortgesetzt. Bei geringen Motordrehzahlen wird der Steuerelektrode des gesteuerten Halbleitergleichrichters 126 ein Impuls zugeführt, wenn der Kondensator 122 seinen vollen Ladungszustand erreicht hat, so daß die Arbeitsweise des Schaltkreises derjenigen des Schaltkreises ähnlich ist, der die Diode 124 enthält.

Der gesteuerte Halbleitergleichrichter 126 kann auch dazu verwendet werden, die Motorleistung zu steigern. Am Ende einer Kondensalorladeperiode wird der gesteuerte Halbleitergleichrichter 126 gesperrt gehalten, anstatt angesteuert zu werden, um den Kondensator 122 in die Batterie zurückzuentladen. Die Kondensatorladung wird auf die mit einem Punkt versehene Platte gebracht, indem der gesteuerte Halbleitergleichrichter 130 angesteuert wird. Wenn der gesteuerte Halbleitergleichrichter 120 zu Beginn der nächsten Periode angesteuert wird, ist die der Wicklung 20 zugeführte Spannung gleich der Summe der Ladung des Kondensators 122 und der Batteriespannung. Die Motorausgangsleistung wird durch einen größeren Strom in der Wicklung 20 erhöht. Ein ähnlicher Vorgang kann erreicht werden, indem die Kondensatorladung am Ende einer jeden Periode umgekehrt wird. Wendet man die Maßnahmen auf einige Motorperioden an, so wird an der Wicklung 20 eine Spannung erzeugt, die angenähert 4-bis 6mal größer als die Batteriespannung ist, wodurch sich demzufolge ein größerer Stromimpuls ergibt.

Eine Bremsung des Motors wird erreicht, indem der gesteuerte Halbleitergleichrichter 120 angesteuert wird, wenn die lamellierten Sektoren des Läufers sich aus der Ausfluchtung mit den lamellierten Sektoren des Ständers bewegen. Wird der gesteuerte Halbleitergleichrichter 120 so angesteuert, daß der durch die Wicklung 20 erzeugte Magnetfluß die lamellierten Sektoren des Läufers in die Ausfluchtung aus der entgegengesetzten Richtung herzieht, wird ein umgekehrter Motoranlauf erzielt.

Auf diese Weise wird gemäß vorliegender Erfindung eine Anordnung geschaffen, die eine minimale Anzahl von Bauelementen aufweist Die Anordnung läßt bei geringen Drehzahlen einen Motorfreilaufstrom zu, so daß ein wirkungsvoller Stromwellenverlauf erreicht wird, und erreicht einen guten Wirkungsgrad bei großen Drehzahlen, indem der Reihenkondensator während der Schwingungsperioden geladen und entladen wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 609 620/159

Claims (4)

V Patentansprüche:

1. Anordnung zur Drehzahlsteuerung eines Rekiktanzmotors mit einer oder mehreren Wicklungen, die über einen in Reihe zu jeder Wicklung geschalteten Kondensator und einen von einem Steuergerät in Abhängigkeit von der Drehlage des Motorläufers steuerbaren Schalter an eine Gleichstromquelle schaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Gleichstromquelle (90) eine Induktionsspule (134) angeordnet ist daß als steuerbarer Schalter jeweils ein erster steuerbarer Halbleitergleichrichter (120) verwendet ist, zu dem eine Diode (124) oder ein zweiter Steuerbarer Halbleitergleichrichter (126) antiparallel liegt, daß ein dritter steuerbarer Halbleitergleichrichter (128) parallel zu jeder Wicklung (20) des Motors geschaltet ist, daß ein vierter steuerbarer Halbleitergleichrichter (130) mit einer in Reihe geschalteten Induktionsspule (132) parallel zu dem Kondensator (122) liegt und daß das Steuergerät (70) sämtliche steuerbaren Halbleitergleichrichter in Abhängigkeit von ihm vorgegebenen Signalen für die Drehzahl und das Drehmoment zündet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die steuerbaren Halbleitergleichrichter (120,126,128,130) Thyristoren sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß von dem Steuergerät (70) bei kleinen Drehzahlen während einer Periode zunehmender Reluktanz der Wicklung zunächst der erste steuerbare Halbleitergleichrichter (120) gezündet ist daß bei Strommaximum in der zugehörigen Wicklung (20) der dritte steuerbare Halbleitergleichrichter (128) gezündet ist, daß nach der Kondensator-Entladung der zweite steuerbare Halbleitergleichrichter (126), wenn vorhanden, gezündet ist, daß bei einem bestimmten Minimalwert des Stromes erneut der erste steuerbare Halbleitergleichrichter (120) gezündet ist und daß kurz vor Erreichen der maximalen Reluktanz nur der zweite steuerbare Halbleitergleichrichter (126) gezündet ist

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß von dem Steuergerät (70) bei hohen Drehzahlen während einer Periode zunehmender Reluktanz zunächst der erste steuerbare Halbleitergleichrichter (120) gezündet ist, daß anschließend der vierte steuerbare Halbleitergleichrichter (130) gezündet ist und daß bei der nächsten Periode zunehmender Reluktanz erneut der erste steuerbare Halbleitergleichrichter gezündet ist.