DE2133489C3

DE2133489C3 - Elektronisch gesteuerte kollektorlose Gleichstrommaschine

Info

Publication number: DE2133489C3
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: 1975-08-07
Also published as: IT956944B; FR2144757B1; AT315969B; JPS5332843B1; SE411280B; BE785911A; CA977412A; NO134320C; GB1396533A; FI54211C; NO134320B; CH544443A; FR2144757A1; DK128590B; DE2133489A1; NL7209434A; ES404542A1; DE2133489B2; FI54211B

Description

Bei der bekannten Maschine wird das Ankerfeld mieden ist.

um kleinere Winkelbeträge ohne Vergrößerung der Diese Aufgabe wird bei einer elektronisch geAnzahl der Wickiungsspeisepunkte 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 vorgangsseitige Halbleiterschalter gelöscht werden. Es teilhaftcr Weise möglich, lediglich unter Benutzung lind hierbei also zwei-drei-vier-drei-zwei Halbleiter der ohnehin vorhandenen Halbleiterschalter, die die «chalter auf der Eingangs- und auf der Ausgangs- Wicklungsanzapfungen (Speisepunkte) mit der Gleichleite aufeinanderfolgend gleichzeitig eingeschaltet, so spannungsqucllc verbinden, den Wicklungsstrom Diese Schaltungsweise führt zu größeren Unsymme- unter weitgehender Vermeidung von Oberwellen von trien 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 beaufschlag;, so daß diese gegenüber dem Stand Her und ausgangsseitig nur ein Vent:! leitend ist, Jen ge- leehnik kleiner ausgelegt werden können,
lamtcn Wicklungsstrom führen müssen. Die Erfindung wird an Hand der Abbildung näher

Aus der DT-AS 1 257 955 ist ebenfalls eine Schal- eriäuiert.

tungsanordnung zur zyklischen Weiterschaltung des Die Erfindung zeigt eine Abwicklung der

Wicklungsstromes von einer Anzapfung zur nächsten 60 Trommelankerwicklung mit den Halbleiterschaltern,

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 Halbleiterschaltern eine gemein- ausgezogen und mit -EiC₂ bzw. A₁A₂ bezeichnet,

same Drossel vorgeschaltet, über die der Wicklungs- während die gesperrten Halbleiterschalter gestrichelt

strom betriebsmäßig (ließt. Ein Hilfshalbleiterschalter, 65 dargestellt sind.

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

dem Halbleiterschalter überbrückt, wird dann ein- den ableitenden Punkten /I₁ 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 Strombahuea. Dadurch ist es möglich, dsä dis Halbleiterschalter nur für den halben Wicklungsstrom ausgelegt werden müssen. Ferner kompensieren sich in den zu kommutierenden Spulen der öffnuegs- und der Schließungsstrom ohne besondere Hilfsmittel. In den Spulen (z. B. 3 und 7), welche sich zwischen den leitenden Halbleiterschalter!! befinden, entsteht je ein Öffnungsstrom, 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:

άΦ dt

oder aber:

dt

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 G entsteht, weil der Strom in diesen Spulen beim vorherigen Schaltschritt Null war.

Der Verlauf von / für den ÖSnungsstrorn, 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

Patenianspruch: "*" soll. Durch die Löschung des abzulösenden Halb

leiterschalters entsteht an der Drossel eine Spannune.

Elektronisch gesteuerte, kollektorlos Gleich- die den Suoffiiibergang auf den nächstfolgendes Strommaschine mit einer ringförmig geschalteten, 5 Halbleiterschalter einleitet Danach wird der Hinaus einzelnen Spulenabschnitten bestehenden hauptleUerschalter wieder geloscht Bei dieser Schal-Ankerwicklung, bei der die zwischen den ein- tung führen ebenfalls die Halbleiterschalter den zelnen Spulenabschnitten liegenden Speisepunkte vollen Strom and müssen dementsprechend ausgelegt jeweils über antiparallel geschaltete Halbleiter- sein. Außerdem ist diese durch die Veraendung von schalter mit den zwei Polen einer Gleichstrom- io Drosseln und Hilfshalbleiterschaltern aufwendig und quelle verbunden sind, wobei eingangs-und aus- verlustbehaftet. γελοίο« ο

gangsseitig mindestens je ein Halbleiterschalter Schließlich ist noch aus der DT-Ab 1 265 839 eine

gleichzeitig leitend ist, dadurch gekenn- elektronisch gesteuerte kollektorlose Gleichstromzeichnet daß eingangs- und ausgangsseitig maschine bekannt, bei welcher parallel zu einer über jeweils die Halbleiterschalter (z. B. E₁ E_s; A₁ A_t) 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 eiüzelne 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 Kommu

tierungszone benachbarten Spulen ein reiner Gleich- »ä siiuiii (ließt, uMü s>iJi kfciüts Ausgicichsstrome 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 Hegenden 30 uarüber 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 wenij birumqueiie verbunden sind, wobei eingangs- und aufwendige Kommuiierungsschaltung für elektronisch eusgangsseitig mindestens je ein Halbleiterschalter gesteuerte, kollektorlose Gleichstrommaschinen zu gleichzeitig leitend ist. Eine derartige elektronisch 35 schaffen, bei der ein oberwellenbehafteter spontaner gesteuerte, kollektorlose Gleichstrommaschine ist aus Richtungswechsel des Wicklungsstromes in den zu der DT-AS 1 268 264 bekannt. kommutierenden Snulenabschnitten weitgehend vcr-