-
Anlaufschaltung für Drehstrommotoren Die Erfindung betrifft eine Anlaufschaltung
für Drehstrommotoren bei der einer Zuleitung der Primärwicklungen des Motors während
der Dauer des Anlaufvorgangesein abschaltbarer Anlaßwiderstand vorgeschaltet ist.
-
Bei den bekannten derartigen Schaltungen entsteht in dem vorgeschalteten
Widerstand eine beträchtliche Verlustleistung, die seine Baugröße bestimmt und eine
erhebliche Kühlung erfordert.
-
Darüber hinaus wird diese Schaltung durch die Notwendigkeit cines
Zeitrelais verteuert, dessen in den Leistungskrcis der t:otorzuleitung geschaltete
Kontakte nur eine begrcnzte Lebensdauer aufweisen. Zur Vermeidung dicser Nachteile
wurden clektronische Anlaufschaltungen entwickelt, die jedoch eine Mehrzahl von
Steuerungselementen aufweisen und aus diesem Grundc nicht preiswerter als die herkömmlichen
Vorschaltwiderstände sind.
-
Mit der Erfindung soll eine einfache und preisgünstige Lösung « cr
Alilaufschaltung erreicht werden. Dazu liegt der Erfindung die technische Aufgabe
zugrunde, anstelle des Anlaßwiderstandes einen steuerbaren Halbleiter-Schalter vorzusehen.
Erfindungsgesll.iß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der steuerbare Halbleiter-Schalter
mit einem einstellbaren den Schalter bei jeder Ilalbwelle verzögert durchschaltenden
Steuerkreis ausgestattet ist, dem ein zweiter nach einer vorgegebenen Zeit ansprechender
Steuerkreis parallel geschaltet ist, der den Schalter zu Beginn jeder Halbwelle
durchschaltet, Eine einfache Anordnung der Anlaufschaltung ergibt sich hierbei dadurch,
daß dem Kondensato)r des ein an sich bekanntes RC-Glied aufweisenden zweiten Steuerkreises
über einen Gleichrichter ein weiterer Kondensator und ein an dem Einschalter des
Drehstrommotors vorgesehener Öffnerkontakt parallel geschaltet sind.
-
Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung
in einem Schaltschema dargestellt.
-
Von den Anschlüssen R, S und T eines Drehstromnetzes kann mittels
eines Schalters 1 Spannung über drei Leitungen 2, 3 und 4 an die Primärwicklungen
eines Drehstrommotors 5 gelegt werden.
-
Die Leitung 2 ist an Verbindungsstellen 6 und 7 unterbrochen, an denen
ein Triac 8 als steuerbarer Halbleiter-Schaltcr angeschlossen ist. Mit der Verbindungsstelle
6 ist ein verstellbarer Widerstand 9 verbunden, der über eine Leitung 10 mit einem
an dem Verbindungspunkt 7 angeschlossenen Kondensator 11 verbunden ist.
-
Zwischen der Leitung 10 und einer an den Steueranschluß des Triac
8 angeschlossenen Leitung 12 liegt eine Schaltdiode 13, die zusammen mit dem Widerstand
9 und dem Kondensator 11 einen ersten Steuerkreis für die Durchschaltung des Triac
8 bilden.
-
Die Schaltdiode 13 weist unterhalb ihrer Durchbruchspannung einen
hochohmigen Sperrzustand auf, der in einen niederohmigen Zustand kippt, sobald die
Spannung an dem Kondensator 11 die Durchbruchspannung überschreitet. Dabei entlaclt
sich der Kondensator 11 über die Schaltdiode 13 durch einen Impuls mit hoher Amplitude
und bewirkt dabei die Durchschaltung des Triac 8.
-
An dem Verbindungspunkt 6 ist ein weiterer verstellbarer ttiderstand
14 angeschlossen, der über eine Leitung 15 mit einem an dem Verbindungspunkt 7 angeschlossenen
Kondensator 16 verbunden ist. Zwischen der Leitung 15 und der Leitung 12 liegt eine
Schaltdiode 17. Dcr Widerstand i4, der Kondensator 16 und die Schaltdiode 17 bilden
einen zweiten Steuerkreis für die Durchschaltung des Triac 8.
-
Die Kapazität der beiden Kondensatoren 11 und i6 ist nun so abgestimmt,
daß sich am Kondensator 11 (Kapazität beispielsweise von 0,1 uF) im ersten Steuerkreis
erst gegen Endc jeder Sctzhalbwelle ein zum Durchschalten der Schaltdiode 13 genügende
Spannung aufgebaut hat, um den Triac 8 durchzuschalten, während die Kapazität des
Kondensators i6 (Kapazität beispielsweisc von 0,01 uF) im zweiten Steuerlcreis so
klein ist, daß sich an dem Kondensator 16 bereits zu Beginn jeder Halbwelle eine
die Durchschaltung der Schaltdiode 17 bewirkende Spannung aufbauen kann.
-
Um die Funktion des zweiten Steuerkreises aber crst nach der Anlaufzeit
des Drehstrommotors 5 wirksam werden zu lassen, ist parallel zu dem Kondensator
16 ein Brückellsl eichriclltcr 18 geschaltet, der zwei einen pulsierenden Gleichstrom
liefernde Anschlüsse 19 und 20 aufweist, die mit einem Kondensator 21 verbunden
sind. Die Kapazität des Kondensators 21 ist sehr hoch, im vorliegenden Fall 100
uF. Parallel zu dem Kondensator 21 liegt ein Öffnerkontakt 22, der an dem Schalter
1 vorgesehen ist.
-
Zwii Antrieb des Drehstrommotors 5 wird der Schalter i eingeschaltext,
worauf die Leitungen 2, 3 und 4 mit den Anschlüssen R, S und T des Netzes verbunden
werden. Gleichzeitig çird der Offnerkontakt 22 geöffnet. Zwischen die Verbindungspunkte
6 und 7 der Leitung 2 ist der Triac 8 geschaltet. Dieser wird von einer der Schaltdioden
13 bzw. 17 durchgeschaltet, wenn die an der jeweiligen Schaltdiode 13 bzw. 17 anliegende
Spannung ihre Durchbruchspannung überschreitet.
-
Zu Beginn jeder von der Leitung R über die Leitung 2 ankommenden Halbwelle
ist der Triac 8 gesperrt. Die Netzspannung lädt den Kondensator 11 über den einstellbaren
Widerstand 9 auf. Venn die Spannung über dem Kondensator 11 die Durchbruchspannung
der Schaltdiode 13 erreicht, entlädt sich der Kondensator 11 durch die Schaltdiode
13 und den Steueranschluß des Triac 8 und schaltet diesen durch. Von diesem Zeitpunkt
ab liegt die Netzspannung von der Leitung R für den Rest der Halbwelle an dem Drehstrommotor
5.
-
Wenn die Netzspannung ihre Richtung wechselt, schaltet der Triac 8
aus und kippt in den Sperrzustand. Diese Reihenfolge von Vorgängen wiederholt sich
für jede folgende IIalbwelle der angelegten Spannung. Wenn der Wert des Widerstandes
9 verringert wird, lädt sich der Kondensator 11 früher auf die Durchbruchspannung
der Schaltdiode 13 auf, wodurch ein größerer Gesamtstrom durch den Triac 8 durchgelassen
wird. Wenn der Wert des lAiderstandes 11 dagegen vergrößert wird, triggert der Triac
8 später und der durch ihn durchgelassene Gesamtstrom ist kleiner.
-
l'ährend der Anlaufzeit des Motors 5 schaltet nur die Schaltdiode
13 den Triac 8 am Ende jeder Halbwelle durch, so daß der Triac 8 wie ein Anlaßwiderstand
wirkt und der Motor 5 in bckannter Weise anläuft.
-
Mit der Aufladung des Kondensators 11 des- ersten Steuerkreises erfolgt
gleichzeitig auch die Aufladung des Kondensators 16 des zweiten Steuerkreises über
den einstellbaren Widerstand 14. Die Aufladung des Kondensators 16 würde in der
gleichen Weise erfol-;en, wie es beim ersten Steuerkreis beschrieben ist, wenn der
Kondensator 21 nicht über den Gleichrichter 18 dem Kondensator 16 parallel geschaltet
wäre.
-
Durch diese Maßnahme wird jedoch nur oin Tcil der bei jeder Halbwelle
über den Widerstand 14 fließenden Strommenge dem Kondensator 16 zugeführt, während
der Rest über den Gleichrichter 18 an den Kondensator 21 abfließt, so daß sich an
beiden Kondensatoren 16 und 21 jeweils gleichhohe Spannungen aufbauen. Während sich
die Ladung des Kondensators 16 bei der Umkehrung der Netzhalbwelle ebenfalls umkehrt,
addieren sich die dem Kondensator 21 zugeführten Ladungsanteile durch die Gleichrichtung
und die Sperr wirkung des Gleichrichters 18.
-
Infolge seiner großen Kapazität lädt sich der Kondensator 21 erst
nach einer bestimmten Zeit, der Anlaufzeit des Motors 5, bis zu der Durchbruchspannung
der Schaltdiode 17 auf. An beiden Kondensatoren 16 und 21 liegt nun diese Durchbruchspannung
der Schaltdiode 17 an. Von diesem Zeitpunkt an wird der Triac 8 zu Beginn jeder
neuen Halbwelle durchgeschaltet, da die Spannung am Kondensator 21 erhalten bleibt
und jede neue Netzhalbwelle eine sofortige Aufladung des Kondensators 16 auf die
Durchbruchspannung der Schaltdiode 17 bewirkt. Der jeweils später erfolgende Durchschaltimpuls
der Schaltdiode 13 auf den Triac 8 bleibt dabei wirkungslos.
-
Die Widerstandswirkung des Triac 8 während der Anlaufzeit wird somit
praktisch aufgehoben und der Drehstrommotor 5 in normaler Weise angetrieben. Die
Dauer der Anlaufzeit des Motors 5 l.åßt sich durch Einbau eines Kondensators 21
mit entsprechend angepaßter Kapazität abändern.
-
Beim Abschalten des Motors 5 durch den Schalter 1 wird der Öffnerkontakt
22 geschlossen, so daß der Kondensator 21 kurzgeschlossen wird, sich über den Öffnerkontakt
22 entlädt und für den nächsten Anlaufvorgang des Motors 5 bereitsteht.