DE2133489B2

DE2133489B2 - Elektronisch gesteuerte kollektorlose Gleichstrommaschine

Info

Publication number: DE2133489B2
Application number: DE2133489A
Authority: DE
Inventors: W Schade
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-07-06
Filing date: 1971-07-06
Publication date: 1974-12-19
Also published as: JPS5332843B1; FR2144757B1; AT315969B; DK128590B; SE411280B; FI54211C; IT956944B; CH544443A; NO134320C; FR2144757A1; DE2133489C3; GB1396533A; NL7209434A; DE2133489A1; ES404542A1; FI54211B; NO134320B; BE785911A; CA977412A

Description

um kleinere Winkelbeträge ohne Vergrößerung der Diese Aufgabe wird bei einer elektronisch geAnzahl der Wicklungsspeisepunkte dadurch weiter- 40 steuerten kollektorlosen Gleichstrommaschine der geschaltet, daß, ausgehend von jeweils einem ein- eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gangs- und ausgangsseitig gezündeten Hauptleiter- gelöst, daß eingangs- und ausgangsseitig jeweils die schalter, der nächstfolgende eingangsseitige und da- Halbleiterschalter mindestens zweier im fortlaufenden nach der nächstfolgende ausgangsseitige Halbleiter- Sinne aufeinanderfolgender Speisepunkte immer schalter gezündet und sodann der vorhergehende 45 gleichzeitig leitend sind.

eingangsseitige und dann der vorhergehende aus- Mit dem Gegenstand der Erfindung ist es in vor-

gangsseitige Halbleiterschalter gelöscht werden. Es teilhafter Weise möglich, lediglich unter Benutzung sind hierbei also zwei-drei-vier-drei-zwei Halbleiter der ohnehin vorhandenen Halbleiterschalter, die die schalter auf der Eingangs- und auf der Ausgangs- Wicklungsam ,..prangen (Speisepunkte) mit der Gleichseite aufeinanderfolgend gleichzeitig eingeschaltet. 5° spannungsq.-eHe verbinden, den Wicklungsstrom Diese Schaltungsweise führt zu größeren Unsymme- unter weitgehender Vermeidung von Oberwellen von irien in der Wicklungsstromaufteilung und somit zu einer Spule zur anderen zu kommutieren. Überdies Oberwellen. Außerdem müssen die Halbleiterschalter sind beim Gegenstand der Erfindung die Halbleiterfür den gesamten Wicklungsstrom ausgelegt sein, da schalter stets nur mit dem halben Wicklungsstrom diese zumindest vorübergehend, d. h. wenn eingangs- 55 beaufschlagt, so daß diese gegenüber dem Stand der und ausgangsseitig nur em Ventil leitend ist, den ge- Technik kleiner ausgelegt werden können,
samten Wicklungsstrom führen müssen. Die Erfindung wird an Hand der Abbildung näher

Aus der DT-AS 1257.955 ist ebenfalls eine Schal- erläutert.

tungsanordnung zur zyklischen Weiterschaltung des Die Erfindung zeigt eine Abwicklung der

Wicklungsstromes von einer Anzapfung zur nächsten 60 Trommelankerwicklung mit den Halbleiterschaltem. bei einer Ring- oder Polygonwicklung bekannt. Bei Die Spulen der Wicklung sind mit den Zahlen 1 bis 8 dieser bekannten Schaltungsanordnung ist den ein- bezeichnet. Die leitenden Halbleiterschalter sind voll ander ablösenden Halbleiterschaltem eine gemein- ausgezogen und mit E₁E₂ bzw. A₁A₂ bezeichnet, same Drossel vorgeschaltet, über die der Wicklungs- während die gesperrten Halbleiterschalter gestrichelt strom betriebsmäßig fließt. Ein Hilf shalbleiterschalter, 65 dargestellt sind.

der die Reihenschaltung aus Drossel und abzulösen- An den Speisepunkten E₁ und E₂ und auch an

dem Halbleiterschalter überbrückt, wird dann ein- den ableitenden Punkten A₁ und A₂ herrscht bei geschaltet, wenn der Strom von dem abzulösenden Fortschalten gleiches Potential. Infolgedessen werden

die Spulen 3 und 7 stromlos, und der Arbeitsstrom gabelt sich nach rechts und links in zwei Strombahnen. Dadurch ist es möglich, daß die Halbleiterschalter nur für den halben Wicklungsstrom ausgelegt werden müss.-n. Ferner kompensieren sich in den zu kommutierenden Spulen der öffnungs- und der Schließungsstrom ohne besondere Hilfsmittel. In den Spulen (z. B. 3 und 7), welche sich zwischen den leitenden HalbleiterschaJtern befinden, entsteht je ein öffiiungsstrom, weil der Arbeitsstrom in diesen Spulen auf den Wert Null sinkt und damit das Magnetfeld in den Nuten dieser Spulen nach einer «-Funktion abklingt. Die entstehende Spannung in diesen beiden Spulen beträgt nach der ersten Maxwellschen Gleichung:

E= -

άΦ
at

oder aber:

di

weil Φ proportional zu / ist

E und / sind also eine Funktion der Zeit.

Diese Gesetzmäßigkeit gilt auch für den Schließungsstrom, welcher in den Spulen 2 und 6 entsteht, weil der Strom in diesen Spulen beim vorherigen Schaltschritt Null war.

Der Verlauf von / für den öffnuagsstrom, wie auch den Schließungsstrom, welcher bei der vorliegenden Erfindung gleichzeitig erfolgt, ist in anschaulicher Weise in E. Grimsehl, Lehrbuch der Physik, 2. Band, 1923, Verlag B.-S. Teubner, Leipzig—Berlin, S. 331, dargestellt

Die Kurven zeigen eindeutig, daß die Summe aus öffnungs- und Schließungsstrom gleich dem Arbeitsstrom ist, d. h., daß der Arbeitsstrom frei von Oberwellen ist. Diese Feststellung wurde auch durch ein Oszillogramm bestätigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Halbleiterschalter auf den nächstfolgenden übergehen

Patentanspruch: soll. Durch die Löschung des abzulösenden Halb

leiterschalten entsteht an der Drossel eine Spannung,

Elektronisch gesteuerte, kollektorlose Gleich- die den Stromübergang auf den nächstfolgenden Strommaschine mit einer ringförmig geschalteten, 5 Halbleiterschalter einleitet. Danach wird der Hilfsaus einzelnen Spulenabschnitten bestehenden hauptleiterschalter wieder geloscht. Bei dieser Schal-Ankerwicklung, bei der die zwischen den ein- tung führen ebenfalls die Halbleiterschalter den zelnen Spulenabschnitten liegenden Speisepunkte vollen Strom und müssen dementsprechend ausgelegt jeweils über antiparallel geschaltete Halbleiter- sein. Außerdem ist diese durch die Verwendung von schalter mit den zwei Polen einer Gleichstrom- io Drosseln und Hilfshalbleiterschaltem aufwendig und quelle verbunden sind, wobei eingangs- und aus- verlustbehaftet

gangsseitig mindestens je ein Halbleiterschalter Schließlich ist noch aus der DT-AS 1265 839 eine

gleichzeitig leitend ist, dadurch gekenn- elektronisch gesteuerte kollektorlose Gleichstromzeichnet, daß eingangs- und ausgangsseitig maschine bekannt, bei welcher parallel zu einer über jeweils die Halbleiterschaltei (z.B. E₁K; A₁AJ 15 elektronische Halbleiterschalter gesteuerten Polygonmindestens zweier im fortlaufenden Sinne auf- wicklung (Arbeitswicklung) im Anker noch eine einanderfolgender Speisepunkte immer gleichzeitig zweite, aber offene Polygonwicklung untergebracht leitend sind. ist, deren einzelne Spulen an je einer Reihenschal

tung aus ohmschem Widerstand und einem, mit der ao Induktivität eines zu kommutierenden Abschnittes, auf die Kommutierungsfrequenz abgestimmten Kon-

densators angeschlossen sind. Zwar kann bei dieser

Schaltung erreicht werden, daß in den der Kommutierungszone benachbarten Spulen ein reiner Gleich- »5 strom fließt, dem sich keine Ausgleichsströme über-

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronisch lagern. Durch die Verwendung einer zweiten Polygongesteuerte, kollektorlose Gleichstrommaschine mit wicklung, die dazu noch mit einem verlustbehafteten einer ringförmig geschalteten, aus einzelnen Spulen- Widerstand und einem Kondensator beschaltet werabschnitten bestehenden Ankerwicklung, bei der die den muß, ist diese Schaltung ebenfalls aufwendig, zwischen den einzelnen Spulenabschnitten liegenden 30 Darüber hinaus müssen auch hier Ventile für den Speisepunkte jeweils über antiparallel geschaltete gesamten Strom ausgelegt sein.
Halbleiterschalter mit den zwei Polen einer Gleich- Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine wenig

stromquelle verbunden sind, wobei eingangs- und aufwendige Kommutierungsschaltung für elektronisch ausgangsseitig mindestens je ein Halbleiterschalter gesteuerte, kollektorlose Gleichstrommaschinen zu gleichzeitig leitend ist. Eine derartige elektronisch 35 schaffen, bei der ein obe/wellenbehafteter spontaner gesteuerte, kollektorlose Gleichstrommaschine ist aus Richtungswechsel des Wicklungsstromes in den zu der DT-AS 1 268 264 bekannt. kommutierenden Spulenabschnitten weitgehend ver-

Bei der bekannten Maschine wird das Ankerfeld mieden ist.