DE2146436A1 - Vorrichtung zum Ein- und Ausschalten einer Startwicklung in einem Wechselstrommotor - Google Patents

Description

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Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

<983921/22>

Schu/H.

Franklin Electric Co., Inc.
400 East Springs Street
Bluffton, Indiana 46714
V.St.A.

l/orrichtung zum Ein- und Ausschalten einer Startuicklung in einem Wechselstrommotor.

Zusammenfassung:

Bei einem Wechselstrommotor mit einer Hauptuicklung und einer Startuicklung uird durch einen Triac, der in Reihe mit der Startuicklung geschaltet ist, die Startuicklung von der Wechselspannungsquelle abgeschaltet, uenn der Motor eine vorgeuählte Abschaltgeschuindigkeit erreicht, und die Startuicklung uird uieder mit der Wechselspannungsquelle verbunden, uenn die Motorgeschuindigkeit sich auf eine vcrbestimmte Einschaltgeschuindigkeit erniedrigt hat. Verschiedene elektrische Eigenschaften uerden dazu vsruandt das Abschalten und Wiederanlegen von Energie an die Startuicklung zu steuern. Bei einer Ausführungaform uird die elektrische Eigenschaft veruandt, daß die Phasendifferenz des Stromes durch die Startuicklung in

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Bezug auf die angelegte Spannung mit der Motorgeschwindigkeit zunimmt. Bei einer anderen Ausführungsform wird die elektrische Eigenschaft ausgenutzt, daß die Größe der Spannung, die an der Stabwicklung induziert wird, einen Faktor besitzt, der annähernd proportional der Matorgeschwindigkeit ist, um das Anlegen der Energie an die Startwicklung zu steuern_e

Die Erfindung betrifft Schalter für Startuicklungen von Uechselspannungsmotoren und insbesondere einen elektronischen Schalter, der auf die Flotorgeschwindigkeit anspricht.

Viele Uechselspannungsmotoren besitzen eine Startuicklung, die während des Zeitraumes von dem anfänglichen Anlegen der Energie bis zu dem Zeitpunkt, in dem der Motor eine Synchrongeschuindigkeit erreicht, ein Drehmoment erzeugen· Wenn einmal die Betriebsgeschuindigkeit erreicht ist, uiird jedoch das won der Startuicklung erzeugte Drehmoment nicht länger benötigt, und um den bestmöglichsten Wirkungsgrad des Motors zu erreichen, muß die Energiezuführung zu der Startuicklung abgeschaltet werden.

Es ist bekannt, einen mechanischen Zentrifugalschalter auf den Läufer aufzusetzen* der beim Erreichen der gewünschten Ge- * schwindigkeit den Schaltkreis der Startuicklung öffnet. Eine solche Ausführungsform weist jedoch mehrere Nachteile auf. Zunächst ist der in sich begründete Nachteil zu nennen, daß ein mechanischer Schalter verwandt wird, der Kontakte besitzt, die korrodieren können und einem Abrieb unterliegen, daß Federn verwandt werden, die Ermüdungserscheinungen zeigen können und daß andere bewegliche Teile benötigt werden, die eine dauernde Nachstellung wegen des normalen Abriebs und eines Verziehene erforderlich machen. Weiterhin wird, wenn keine Einrichtungen vorgesehen sind, um zu verhindern, daß die Sohaltkontakte nach dem anfänglichen Öffnen nachfolgend geschlossen werden, der Startuicklung wieder Leistung mit an-

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nähernd derselben Geschwindigkeit zugeführt mit der sie abgeschaltet wird, uas nicht eruünscht ssin kann. Schließlich wenn Einrichtungen vorgesehen sind, um zu verhindern daß sich die Schaltkontakte nach einer anfänglichen Öffnung schließen, so müßten die Schaltkontakte vor jedem Motorstart vorher eingestellt werden, und der Startuicklung könnte nicht uieder automatisch Leistung zugeführt uerden entsprechend einer Abnahme der Motorgeschwindigkeit, die durch eine erhöhte Motorbelastung bewirkt wird., uie es oft erwünscht ist«,

Bei einem anderen Versuch zur Lösung des Problems, die Leistungszufuhr zu der Startuicklung abzuschalten, uird der Startuicklungsschalter nach einer festen Zeit nach dem Anlegen der Leistung geöffnet· Die Schwierigkeit, die bei der Anwendung dieser Lösung auftritt, besteht darin, daß, uenn der Motor unter Belastung gestartet wird^reine längere Zeit benötigt, um seine Betriebsgeschwindigkeit zu erreichen, und die Leistung wird von der Startwicklung abgeschaltet, wenn sie noch benötigt uirde Auch ist bei dieser Lösung keine Möglichkeit vorgesehen, die Leistung wieder an die Startwicklung anzulegen, wenn die Motorgeschwindigkeit erniedrigt wird«,

Es uurde gleichfalls vorgeschlagen, ein auf einen Strom oder eine Spannung ansprechendes Relais zu verwenden, um den Strom durch oder die Spannung an der Startwicklung festzustellen, um den Startwicklungsschalter zu steuern· Die Beziehung zwischen der Motorgeschuindigkeit und der Amplitude sowohl des Stromes als auch der Spannung hängt jedoch von der Netzspannung ab· Solange die Spannungsquelle nicht genau geregelt wird, ändern sich die Schaltgeschwindigksiten in einem weiten Bereiche

Der erfindungsgemäße Schalter für die Motorstartwicklung überwindet die Nachteile der oben angegebenen Schalter in einer neuen Art« Die hierin beschriebenen Schalter überwachen eins oder mehrere von der Geschwindigkeit abhängige elektrische Eigenschaften des Motors und betätigen einen Schalter, der die Startwicklung mit der Spannungsquelle verbindet,

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Bei einer Ausführungsfarm des Schalters für die Startwicklung wird von der Eigenschaft des Motors Gebrauch gemacht, daß sich die Phasendifferenz zwischen dem Strom durch die Startuicklurig und der hierin auftretenden Spannung mit der Motorgeschuindigkeit ändert. Ein doppelseitig gerichteter Trioden-Thyristor, der in Reihe mit der Startwicklung geschaltet ist, wird durch ein Triggersignal eingeschaltet, bis die Abschaltgeschwindigkeit zum Abschalten der Energie erreicht wird» Das Triggersignal wird während vorbestimmter Phasenwinkel der angelegten Spannung erzeugt und tritt während des periodischen Nulldurchgangs des Stromes der Startwicklung auf, bis, und nur bis, die relative Phase zwischen dem Strom der Startwicklung . und der- angelegten Spannung einen vorgewählten'Uert erreicht, der der Abschaltgaschwindigkeit entspricht. Der Thyristor wird bei jedem Nulldurchgang ausgeschaltet, wenn das Triggersignal nicht gleichzeitig hiermit erzeugt wird. Uenn der Thyristor nach einem Nulldurchgang des Stroms der Startwicklung abgeschaltet ist, wird die Summe aus der angelegten Spannung und einer Spannung, die an der Startwicklung induziert wird, gebildet, die den Triggersignalgenerator abgeschaltet hält, um zu verhindern, daß der Thyristor nachfolgend eingeschaltet wird.

Eine andere elektrische Eigenschaft des Motors besteht darin, daß sich die Phase der oben erwähnten Spannungssumme in Bezug ψ auf die angelegte Spannung mit der Piotorgeschwindigkeit ändert. Eine weitere Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt diese Eigenschaft, um zu erreichen, daß die das Triggersignal erzeugende Einrichtung der Startwicklung wieder Energie zuführt, wenn die Spannungsphase einen vorbestimmten Uert annimmt, der einer Motoreinschaltgeschwindigkeit entspricht, Eine solche Eigenschaft ist oft erwünscht, wenn durch eine erhöhte Motorbelastung eine Verringerung der Geschwindigkeit auftritt, was ein erhöhtes Drehmoment erforderlich macht.

Bei einer anderen Ausführungsfarm hängt die Betätigung des Startwicklungsschalters von der Spannung ab, die an der Startwicklung induziert wird, wobei diese Spannung annähernd

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proportional sowohl dar Motorgeschuindigkeit als auch dar Uachsallaistungsspannung ist-. Es werden ein erstes Signal, das eine Größe besitzt, die direkt proportional zu der absoluten Größe der Leistungsspannungsquella ist und ein zweites Signal erzeugt, das eine Größe besitzt, die direkt proportional zu der absoluten Größe der induzierten Spannung ist. Die arithmetische Differenz zwischen diesen beiden Signalen ist direkt proportional zu der Motorgaschwindigkeit und über dan interessierenden Geschwindigkeitsbereich zur Steuerung dar Startwicklung verhältnismäßig linearj und ein Leistungsschalter der Startuicklung wird entsprechend dieser arithmetischen Differenz betätigt.

Somit besteht ein wesentliches Merkmal dieser Erfindung darin, daß ein elektronischer Startuicklungsschalter vorgesehen uird, der auf die Motorgeschwindigkeit anspricht, um die der Startuicklung zugeführte Energie zu steuern.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Schalter auf eine geschuindigkeitsabhängiga elektrische Eigenschaft des Motors anspricht und unabhängig von Netzspannungsänderungen ist.

Ein anderes Merkmal besteht darin, daß dar Schalter in einen Einschaltsperrzustand kommt, nachdem der Motor eine gewünschte Geschwindigkeit erreicht.

Ein anderes Merkmal besteht darin, daß dar Schalter so arbeitet, daß ar der Startuicklung wieder Energie zuführt, wann sich dar Motor verlangsamt.

Noch ein weiteres Merkmal besteht darin, daQ dar Schaltvorgang auf der Phasenbeziehung zwischen dem Strom durch die Startuicklung und der Spannung an dar Startwicklung beruht.

Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß dar Schaltvorgang auf dar Beziehung zwischen dar Amplitude dar in dar Startuicklung induzierten Spannung und der Netzspannung beruht.

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Noch ein ueiterss Merkmal besteht darin, daß in der Startwicklungssteuerung für einen Kondansatorstartmotor eine Phasenschieberschaltung vorgesehen wird.

Im folgenden soll die Erfindung näher anhand von in der Zeichnung dargestellten vorzugsuaisen Ausführungsbeispielen erläutert uerdeno In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schaltung eines Motors, der eine Hauptwicklung und eine Startuicklung aufweist, wobei der Leistungsschalter für die Startuicklurg und die auf die Phase ansprechende Schaltsteuerung in Blockform dargestellt sind;

Fig. 2a eine repräsentative Wellenform, die die relative Phase des Startuicklungsstroms, der Spannung und das Schalttriggersignal bei einer Motorgeschuindigkeit zeigt, die niedriger als die Abschaltgeschuindigkeit ist?

Fig· 2b eine repräsentative Wellenform ähnlich der in Fig. 2a, in der die relative Phase der verschiedenen Signale bei der Abschaltgeschuindigkeit dargestellt istj

Fig. 2c eine graphische Darstellung des Phasenuinkels zwischen der angelegten Spannung und dem Startwicklungsstrom als Funktion der Motorge3chwindigkeit|

Fig. 3 eine schematische Schaltung des Schalters für die Startwicklung zum Abschalten der Energie für die Startwicklung;

Fig. 4 eine repräsentative Uallenform, die die relative Phase der angelegten Spannung, des Startwicklungastroms und des Triggereignais bei der Abschaltgeachwindigkeit des Schalters der Fig. 3 zeigtf

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Fig. 5 eins schematische Darstellung des Schalters für die Plotorstartwicklung zum Abschalten der Energie an der Startuicklung und zum Uiederanlegen der Energie an die Startwicklung, wenn die Motorgeschwindigkeit sich verringert hat;

Fig. 6a eine repräsentative Wellenform, in der die relative Phase zwischen der angelegten Spannung, dem Startuicklungsstrom und dem Triggersignal bei verschiedenen Motorgeschwindigkeiten in der in Fig_o 5 gezeigten Schaltung dargestellt ist;

Fig. 6b eine repräsentative Wellenform, in der die relative Phase der angelegten Spannung, des Startuicklungsstroms und des Triggersignals bei verschiedenen Motorgeschwindigkeiten dargestellt ist, wobei ein Phasenschieberkondensator für das Triggersignal eingeführt ist, üb die Phasenverschiebung zu kompensieren, die durch einen Motorstartkondensator, bei der in Fig. 5 gezeigten Schaltung, eingeführt wird;

Fig. 6c eine repräsentative Wellenform, die die relative Phase zwischen der angelegten Spannung und der Summe aus der induzierten und der angelegten Startwicklungsspannung bei nicht-leitender Startwicklung für verschiedene Notorgeschuindigkeiten in der in Fig. 5 gezeigten Schaltung zeigt;

Fig. 7 eine scheraatische Schaltung, einer anderen Ausführungsform des Schalters für die Notorstartwicklung;

Fig. 8a eine repräsentative Wellenform, die die relative Phase zwischen der angelegten Spannung, dem Startwicklungsstrora und dem Triggersignal bei verschiedenen Notorgeschwindigkeiten in der in Fig. 7 gezeigten Schaltung zeigt;

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Fig. 8b eine repräsentative Wellenform, die die relative Phase zwischen der angelegten Spannung, der Summe aus der angelegten und der induzierten Startuicklungsspannung und einem zweiten Triggersignal bei verschiedenen Mo— torgeschuindigkeiten in der in Fig. 7 gezeigten Schaltung zeigt;

Fig. 8c, die zusammen mit den Fig. 3 und 4 dargestellt ist,

eine graphische Darstellung der relativen Spannungsphase als Funktion der Motorgeschwindigkeit für die in Fig. 7 gezeigte Schaltung}

^ Fig. 9 eine schematische Schaltung einer anderen Ausführungsform des Schalters für die Motorstartwicklungj

Fig. 10 eine graphische Darstellung der arithmetischen Differenz der beiden in der in Fig. 9 gezeigten Schaltung entwickelten Spannungen gegen die Motorgeschuindigkeit; und

Fig. 11 sine schematische Schaltung einer weiteren Ausführungsform des Schalters für die Motorstartwicklung.

In Fig. 1 ist ein auf die Phase ansprechender Schalter für eine fc Motorstartwicklung gezeigt, wobei in dieser Figur eine Wechsel— spannungsquslle 40 direkt mit der Hauptmotorwicklung 42 und der Startwicklung 43 über eine Schalteinrichtung, im vorliegenden Falle einen doppelseitig gerichteten Triodenthyristor 44, wie etua Zo B. dem Schalter, der von der Fa, General Electric unter dem Handelsnamen Triac verkauft wird, verbunden ist. Eine Schaltsteuereinrichtung 46 ist parallel zu der Startuicklung 43 und parallel zu der Spannungsquelle 40 geschaltet. Eine Klemme der Spannungsquelle 40 ist vorzugsweise mit einem Bezugspotential oder Masse 49 verbunden. Der Ausgang der Steuereinrichtung ist mit dem Gatter 54 des Triac verbunden.

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Die Schaltsteuereinrichtung 46 erzeugt ein Triggersignal 50, uie es in den Fig. 2a und 2b dargestellt ist, uährend vorbestimmter Phasenwinkel der angelegten Spannung 52, das auf den Gattereingang 54 des Triac 44 gegeben wird, um die Zuführung von Energie zu der Startuicklung zu steuern.

Der Triac 44 uird durch das Triggersignal 50 eingeschaltet, das auf den Gattereingang 54 gegeben uird, und uird ausgeschaltet, uenn der Strom 58 durch die Startuicklung unter einen minimalen Haltestromuert fällt, z_$ B, uenn der Strom durch Null an dem Übergangspunkt 60 geht.

Die Steuereinrichtung 46 beginnt mit der Erzeugung eines Triggersignals 50, uenn die Spannungsquelle 52 den Phasenuinkel 61 erreicht und hört mit der Erzeugung des Triggersignals auf, uenn die Spannung den Phasenuinkel 63 erreichte Uie es in Fig. 2a dargestellt ist, ist die relative Phasendifferenz 62 bei einer Motorgeschuindigkeit unter der Abschaltgeschuindigkeit so, daß der StromUbsrgangspunkt 60 des Startuicklungsstroms auftritt, nachdem die angelegte Spannung 52 den Phasenuinkel erreicht und bevor die angelegte Spannung 52 den Phasenuinkel erreicht. Somit wird bei Geschuindigkeiten unterhalb der Abschaltgeschuindigkeit ein Triggersignal 50 gleichzeitig mit dem Nullübergangspunkt 60 des Startuicklungsstroms erzeugt, uobei der Triac 44 die Leitung unterbricht, uenn die Spannung Null erreicht und uobei der Triac uieder getriggert uird, uenn sich die Spannung umkehrt.

Das Triggersignal 50 besteht entueder aus einem Impulssignal aus kurzdauernden Impulsen oder einem einzigen breiten Impuls, uie es in den Fig. 2a und 2b dargestellt ist. Uenn das Triggersignal 50 aus einem StoQeignal von Kurzdauerimpulsen besteht, so schaltet jeder der Impulse den Triac 44 ein.

Der relative Phasenwinkel 62 zwischen der angelegten Spannung und dem Startuicklungsstrom I₁ vergrößert sich mit der flotor-

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geschwindigkeit, uie es in der graphischen Darstellung der Fig. 2c gezeigt ist. Wenn der Phasenuinkel einen Wert erreicht^ der einer vorbestimmten Abschaltgeschuindigkeit entspricht, uie es in Fig. 2c gezeigt ist, so erreicht der Startuicklungsstrom 58 erst dann den Übergangspunkt 60 nachdem das Triggersignal 50 beendet ist_e Der Triac 44 schaltet nicht ein, und die Startuicklung 43 ist effektiv aus dem Kreis ausgeschaltet.

In Fig. 3 ist eine Ausführungsform des Schalters für die Motorstartuicklung gezeigt, uobei die Schaltsteuereinrichtung 46, die vorher in Blockform dargestellt war, in schematischer Form dar gestellt ist. Gleiche Schaltungselemente sind mit den gleichen Bezugszeichen uie in Fig. 1 bezeichnet. Die Schaltsteuereinrichtung 46 umfaßt einen Kreis zur Erzeugung eines Triggersignals 50 uenn die angelegte Spannung 52 den Phasenuinkel 61 erreicht, einen Kreis zum Abschalten der Triggersignalgeneratorschaltung, uenn die angelegte Spannung 52 einen Phasenuinkel 63 erreicht und eine Schaltung, die auf das Abschalten des Triac 44 anspricht, um die Triggersignalgeneratorschaltung abzuschalten, um den Triac 44 im abgeschalteten Zustand zu halten.

Die Triggersignalgeneratorschaltung umfaßt einen Impulskipposzillator, der gebildet uird aus einer doppelseitig gerichteten Triggerdiode oder einem doppelseitig gerichteten Siliciumschalter 76 (der von der Firma General Electric Company unter dem Handelsnamen Diac verkauft uird), dem Gatterkreis 54 des Triac 44, einem Kondensator 78, einem Widerstand 80, einem Widerstand 82 und einem Widerstand 84 mit positiven Temperaturkoeffizienten (PTC). 3edar Phasenuinkel dar angelegten Spannung 52 hat eine entsprechende Spannungshöhe. Während des Anfangsteils jeder Halbuelle der angelegten Spannung uird ein Aufladestrom durch die Widerstände 84 und 82 über den Widerstand 80 dem Kondensator 78 zugeführt. Bei einer Höhe der angelegten Spannung, die dem Phasenwinkel 61 entspricht, überschreitet die Ladespannung an dem Kondensator 78 die Durchbruchsspannung des Diac 76. Der Diac wird eingeschaltet und entlad den Kondensator 78 auf den Gattereingang 54 des Triac 44· Sodann schaltet sich der

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Diac 76 aus, der Kondensator 78 lad sich wieder auf und der Zyklus wiederholt sich von neuem, wodurch das aus ImpulsstöQen gebildete Triggersignal 50, uie es in Fig_o 4 gezeigt ist, erzeugt wird, bis der Kondensator 78 sich nicht mehr aufladen kann·

Der Kondensator 78 kann sich nicht mehr aufladen, wenn der Triac 86 einen ^MEin"-Zustand mit niedriger Impedanz annimmt. Eine zeitweise Abschaltschaltung schaltet den Triac 86 während jeder Halbwelle ein, wenn die angelegte Spannung 52 den Phasenwinkel 63 erreicht. Die zeitweise Abschaltschaltung umfaßt einen Diac 88, einen Kondensator 90, einen veränderlichen Widerstand 92, einen Uiderstand 94 und Avalanche-Dioden 96 und 98, Der Uiderstand 94 und die Avalanche-Dioden 96 und 98 bilden einen geregelten Spannungsteiler, der an dem V/erbindungspunkt

99 unabhängig von Änderungen der Speisespannung eine Speisespannung mit konstanter Höhe erzeugen, die gleich der Sperrdurchbrucheepannung in Sperrrichtung der Avalanche-Diode ist. Der veränderliche Widerstand 92 und der Kondensator 90 bilden einen RC-Zeitverzögerungskreis· Während jeder Halbwelle tritt an dem Verbindungspunkt 99 eine Spannung auf, und der Kondensator 90 lädt sich über dem veränderlichen Widerstand 92 auf· Wenn die Spannung an dem Kondensator 90 an dem Verbindungspunkt

100 die Kippspannung des Diac 88 überschreitet, leitet der Diac und entlädt den Kondensator auf den Gittereingang 104 des Triac 86, der hierdurch eingeschaltet wird» Der Phasenwinkel wird dadurch gewählt, daß der Widerstandswert des veränderlichen Widerstandes 92 verändert uird, um die Aufladezeit des Kondensators 90 zu verändern« Wenn der Triac 86 einmal eingeschaltet ist, bleibt er im eingeschalteten Zustand bis der durch ihn hindurchfließende Strom von den Widerständen 84 und 80 unter den minimalen Haltestromwert an dem nächsten Nullübergangepunkt der angelegten Spannung 52 abnimmt. Der Vorgang wiederholt sich während jeder Halbperiode·

Der PTC Widerstand 84 bildet einen Startuicklungeschutz gegen das Auftreten eines Sperrzustandes an dem Läufer· Dieser Schutz kann notwendig sein, wenn der Motor aufgrund einer Motorüberbe-

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lastung niemals die Abschaltgeschuindigkeit erreicht und somit niemals die Spannung an der Startuicklung abgeschaltet uird, uodurch diese beschädigt uird. Uenn die Startuicklung mit Energie versorgt uird, so tritt an dem PTC-Uiderstand ein Temperaturanstieg aufι der eine Erhöhung·seines Uiderstandsuertes beuirkt. Diese Zunahme des' Uiderstandsuertes beuirkt, daß die Spannung an dem Verbindungspunkt 97 absinkt. Die Spannung an dem Verbindungspunkt 97 sinkt so lange ueiter ab, bis sie unter die Kippspannung des Diac 76 sinkt, uodurch die Triggersignalgeneratorschaltung nach der maximal erlaubten verstrichenen Startzeit abgeschaltet uird. Die thermische Zeitkonstante des PTC-Uiderstandes 84 liegt über der längstmöglichen Startzeit unter hohen Anfangsbelastungsbedingungen, so daß der normale Betrieb des Startuicklungsschalters nicht beeinträchtigt uird.

Uenn die Abschaltgeschuindigkeit erreicht uird, uie es in Fig. dargestellt ist, so tritt der Nullübergangspunkt 6G des Startuicklungsstroms nach dem Ende des Triggersignals bei dem Phasenuinkel 63 auf, und der Triac 44 schaltet ab. Eine Abschaltschaltung uird betätigt, um den Triggersignalgenerator durch Einschaltung des Triac 86 abzuschalten. Dies ist notuendig, denn uenn der Triggersignalgenerator ueiterarbeiten uürde, so uürde der Triac 44 uährend des letzteren Teils jeder Halbuelle der Netzspannung durch das Triggersignal eingeschaltet, dae uährend des Phasenintervalls 101, uie es in Fig. 4 dargestellt ist, auftritt, nachdem die Spannungsuelle 52 ihre Polarität umgekehrt hat.

Nachdem der Triac 44 abgeschaltet ist, tritt an dem Verbindungspunkt 106 die Summe aus der angelegten Spannung von der Spanhungsquelle 40 und der Spannung auf, die in der Startuicklung 43 induziert uird. Die Spannung an dem Triac 44 uird durch eine Diode 107 gleichgerichtet und durch einen Uiderstand 108 und einen Kondensator 110 gefiltert, so daß an dem Verbindungspunkt 112 ein Gleichspannungspotential erzeugt uird. Ein Kippimpulsoszillator gibt ein zueites Triggersignal 119, Fig. 4, auf den Gattereingang 104 des Triac 86. Dieser Kipposzillatorteil dieser zueiten Schaltung besteht aus einem Diac 118, einem Kondensator

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116 und einem Uidarstand 114. Uährand der positiven Halbuella der Spannungssumme an dem Varbindungspunkt 106 uird dem Oszillator über die Diode 107 und den Widerstand 108 Energie zugeführt. Der Kondensator 110 uird uährend der positiven Halbuelle aufgeladen und besitzt einen ausreichend großen Kapazitätsuert, um dan Kipposzillator uährend der negativen Halbualla dar Spannungssumma an dam l/arbindungspunkt 106 zu speisen·

Wie oben erläutert wurde, ändert sich die Phase dar Spannung an dem l/erbindungspunkt 106, die aus der Summe der angelegten Spannung und dar Spannung besteht, dia in der Startuicklung 43 induziert uird, mit der Motorgeschuindigkeit. Diese Eigenschaft uird in den Schaltungan der Fig. 5 und 7 dazu vsruandt, um dar Startuicklung wieder Energie zuzuführen, wenn die notorgeschuindigkeit unter aine vorbastimmte Einschaltgaschuindigkeit absinkt. In Fig_e 5 ist die Triggersignalgenaratorschaltung ähnlich uie die in Fig. 3 gezeigte Schaltung ausgebildet und enthält einen Widerstand 120, einen Kondensator 122 und einen Diac 124, der mit dem Gattereingang 54 des Triac 44 gekoppelt ist und dar in derselben Weise arbeitet, uie es oben erläutert wurde·

Die Triggersignalgeneratorschaltung arbeitst sowohl während der positiven als auch der negativen Halbwalle der angelegten Spannung· Lediglich uährand der positiven Halbuella dar angelegten Spannung begrenzt die Abschaltschaltung dia Dauer des Triggersignals· Dia Abschaltschaltung umfaßt einen Triac 134, dar parallel zu dam Kondensator 122 geschaltet ist, einen Diac 136, ainan Widerstand 137, einen Kondensator 138 und einen geregelten Spannungsteiler mit einer Diode 140, einem Widerstand 142 und einer Avalancha-Diode 144. Während dar positiven Halbuelle der angelegten Spannung fliaüt Strom durch die Diode 140, den Widerstand 142 und die Avalancha-Dioda 144. Eine geregelte Spannung an dem l/erbindungapunkt 146 lädt dan Kondensator 138 über einen Widerstand 137 auf, bis die Spannung an dem Kondensator 138 dia Kippapannung das Diac 136 überschreitat· Wann diese Kippspannung überschritten wird, laitet dar Diac 136 die gespeicherte Ladung das Kondensators 138 auf dan Gattarain-

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gang 146 des Triac 134 ab. Der Triac 134 schaltet ein und shuntet die Ladung an dem Kondensator 122 gegen Erde. Somit wird während der positiven Halbwelle der angelegten Spannung 52 ein Triggersignal 50 während des Zeitintervalls zwischen den Phasenwinkeln 61 und 63 erzeugt. Uährend der negativen Halbwelle der angelegten Spannung befindet sich die Diode 140 im gesperrten Zustand, und das Triggersignal 50 uird während der gesamten negativen Halbwelle der angelegten Spannung erzeugt, wie es in Fig. 6a dargestellt ist. Somit kann in der in Fig. 5 gezeigten Schaltung der Triac 44 nur während der positiven Halbwelle der angelegten Spannung abge- ^ schaltet werden.

Viele Motoren besitzen einen Phasenschieberstartkondensatorj der in Reihe mit der Startwicklung geschaltet ist, um das Startdrehmoment zu erhöhen. Ein Startkondensator 126 ist in Fig«, dargestellt, wobei parallel hierzu ein Schalter 128 geschaltet ist ο Uenn sich der Schalter 128 im geöffneten Zustand befindet, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, wird der Strom durch den Triac 44 in der Phase in Bezug auf die Spannung an der Startwicklung 43 verschoben, und es tritt ein Verlust an Startdrehmoment auf, wenn diese Phasenverschiebung nicht kompensiert wird. Uenn der Schalter 132 sich in der geöffneten Stellung befindet, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, ist der |i Kompensationskondensator 130 in Reihe zwischen den Diac 124 und den Understand 120 geschaltet und führt eine Kompensationsphasenverschiabung in dem Aufladestrom des Kondensators 122 ein, so daß das Triggersignal 50 um denselben Betrag phasenverschoben wird wie die Größe der Phasenverschiebung, die durch den Startkondensator 126 eingeführt wird.

Fig. 6b zeigt die Phase des Triggersignala 50 in Bezug auf die angelegte Spannung, wenn sich der Schalter 132 in der offenen Stellung befindet. Uenn sich der Schalter 132 in der geschlossenen Stellung befindet,würde das Triggersignal 50 während des Zeitraumes 135 auftraten, so daß dieses Zeitintervall nicht mit dem Nulldurchgangspunkt 60 bei der Geschwindigkeit eines gesperrten Läufers,sondern mit dem Nulldurchgangs-

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punkt 60 bei maximaler Geschwindigkeit zusammenfallen uiürde. Somit würde ohne Kompensationskondans-ator 130 der Startuicklung Energie zugeführt, wenn diese abgeschaltet werden sollte und abgeschaltet, wenn sie zugeführt werden sollte.

Die Schaltung zur Verhinderung, daß der Triac 44 eingeschaltet wird, nachdem er anfänglich abgeschaltet worden ist, ist identisch zu der in Fig. 3 gezeigten Schaltung und sie umfaßt eine Diode 148, einen Widerstand 150, einen Kondensator 152, einen Uiderstand 154, einen Kondensator 156 und einen Diac 158, und arbeitet in der oben beschriebenen Weise.

Uie aus Fig. 6c zu ersehen ist, ändert sich die Phase der Summe aus der angelegten Spannung und aus der Spannung, die an der Startwicklung 43 induziert wird, d, h. der Spannungssumme 155, die an dem l/erbindungspunkt 160 erzeugt wird, mit der Motorgeschwindigkeit. Diese Eigenschaft wird dazu v/erwandt, den Triac 134 abzuschalten und die Triggersignalgeneratorschaltung anzusteuern, so daß diese arbeitet, wenn die relative Spannungs— phase einen Einschaltwert erreicht. Diese Ansteuereinrichtung umfaßt einen ersten Schaltkreis, der auf die Phase der Spannungssumme 155 anspricht, um den Triac 134 abzuschalten und einen zweiten Schaltkreis, der auf^-die Phase der angelegten Spannung anspricht, um den ersten Schaltkreis für alle Werte der relativen Spannungsphase abzuschalten, die größer als der Einschaltwert sind.

Der erste Schaltkreis enthält eine Diode 164, einen Widerstand 166 und eine Avalanche-Oiode 168, die in Reihe zwischen dem Verbindungspunkt 160 und Erdpotential 49 geschaltet sind. Ein einseitiger bzw. unilateraler Siliciumschalter (SUS) 170 ist über einen Widerstand 172 parallel zu der Avalanche-Diode 168 geschaltet und gibt eine Spannung auf das Gatter des in Umkehrrichtung sperrenden Diodenthyristors (SCR) 174, der über einen Widerstand 176 parallel zu dem Kondensator 152 geschaltet ist. Der Widerstand 180 verbindet die Anode des SL)S mit Masse.

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Der zueite Schaltkreis enthält den Widerstand 182 und den Kondensator 184, die in Reihe miteinander liegen und parallel zu der Avalanche-Diode 144 geschaltet sind«, Ein SUS 186 und ein hiermit in Reihe liegender Widerstand 188 sind parallel zu dem Kondensator 184 geschaltet und mit dem Gattereingang 192 des SCR 19G verbunden, der über eine Diode 194 und einen Widerstand 196 parallel zu der angelegten Spannung geschaltet ist. Eine Diode 198 verbindet den Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 196 und dem SCR 190 des zweiten Schaltkreises mit dem l/erbindungspunkt zwischen dem Widerstand 166 und der Avalanche-Diode 168 des ersten Schaltkreises.

Während der positiven Halbwolle der angelegten Spannung fließt ein Strom durch die Diode 140, den Widerstand 142 und die Avalanche-Diode 144, wobei die Avalanche-Diode 144 die Spannung auf einer festen Höhe hält, unabhängig von der Größe der angelegten Spannung· Der Kondensator 184 lädt sich über den Widerstand 182 auf bis die Kippspannung des SUS 186 erreicht wird, wodurch der SUS einen Zustand niedriger Impedanz annimmt, wodurch der SCR 190 eingeschaltet wird. Die Kippspannung des SUS 186 tritt dann auf, wenn die angelegte Spannung 52 einen Phasenwinkel 191 erreicht, wie es in Fig. 6c dargestellt ist. Wenn der SCR 190 einmal eingeschaltet ist, bleibt er für die Dauer der positiven Halbwelle der angelegten Spannung eingeschaltet.

Die Spannungssumme 155 an dem Verbindungspunkt 160 wird bei dem Phasenwinkel 193 positiv. Es fließt ein Strom durch die Diode 164, den Widerstand 166 und die Avalanche-Diode 168. Wenn die Spannungssumme 155 an dem Verbindungspunkt 160 den Phasenwinkel 193 erreicht, nachdem die angelegte Spannung 52 den Phasenwinkel 191 erreicht hat, schaltet der SCR 190 ein, und die Spannung an dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 166 und der Avalanche-Diode 168 wird auf 1,4 l/olt über dem Erdbezugspotential 49 durch die Diode 198 und dem SCR gehalten, wodurch der erste Schaltkreis abgeschaltet wird. Wenn die Spannungssumme 155 den Phasenwinkel 193 erreicht, bevor dar SCR 190 einschaltat, wird die Spannung an dem V/erbindungs-

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punkt zwischen dem Widerstand 166 und dar AvalanGhe-Diode 168 nicht so geshuntet, daß sie auf 1,4 l/olt über dem Erdbezugspotential 49 liegt. Uenn diese Spannung die Durchbruchsspannung des SUS 170 überschreitet, fließt ein Strom über den Widerstand 172 zu dem Gattereingang 178 des SCR 174, der hiardurch einen »Ein"-Zustand mit niedriger Impedanz annimmt. Uenn der SCR eingeschaltet uird, uird der Kondensator 152 über den Widerstand 176 und den SCR 174 gegen das Erdbezugspotential 49 hin entladen«) Hierdurch verschwindet der Eingang an dem Gatter 146 des Triac 134, so daß dieser hierdurch abgeschaltet uird, uodurch der Triggersignalgenerator für den Triac 44 angesteuert uird.

Wie aus Fig. 6c zu ersehen ist, uird dar SCR 1P0 bei einem Phasenwinkel 191 der angelegten Spannung 52 eingeschaltet. Die Spannungssumme 155 erreicht den Phasenwinkel 193 für alle Uarte der relativen Spannungaphase, die größer als dar Ein— echaltuart 195 sind, nachdem die angelegte Spannung 52 den Phasenwinkel 191 erreicht. Die relative Spannungsphaee ist größer als der Einschaltuert 195 während aller Geschwindigkeiten zwischen der Einschaltgeschwindigkeit und der maximalen Geschwindigkeit. Uenn die relative Phase kleiner als der Einschaltwert 195 ist, entsprechend einer Geschwindigkeit, die niedriger als die Einschaltgeschwindigkeit ist, so erreicht die Spannungssumme 155 den Phasenwinkel 193 vor der Zeit, zu dar dia angelegte Spannung 52 den Phasenwinkel 191 erreicht*

In Fig. 7 ist eine Schaltung einer vorzugsweisen Auaführungaform des Schalters einer Motorstartwicklung dargestellt* mit dam sowohl die Energiezufuhr zu der Startwicklung abgeschaltet wie auch wieder eingeschaltet werden mann. Diesa Schaltung macht gleichfalls von den beiden oben erwähnten elektrischen Eigenschaften Gebrauch, die sich mit der flotorgeschwindigkait ändern. Uenn sich der Kurzschlußschalter 128 für den Startkondensator und der Phasenkompensationsschalter 132 beide in der geschlossenen Stellung befinden, werden die Kondensatoren 226 und 228 über einen Widerstand 230 von der engelegten

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Spannung aus aufgeladen, dxe durch die Durchbruchsspannung einer dar beiden Avalanche-Dioden 229 oder 230 geregelt wird. Uenn die Spannung an dem Kondensator 226 die Kippspannung des Diac überschreitet, leitet dieser, wodurch der Kondensator 226 zu dem Gattereingang 54 des Triac'44 entladen wird, der eingeschaltet wird. Dieser Kipposzillator arbeitet solange weiter, bis der Kondensator 228 auf die geregelte Spannung an dam Verbindungspunkt 234 aufgeladen ist. Uenn der Kondensator 228 aufgeladen ist, kann kein Strom mehr fließen, urn den Kondensator 226 aufzuladen, und somit hören die Triggersignalschuiingungen bei dem Phasenwinkel 63 auf, wie es in Fig₀ 8a gezeigt ist.

Uenn die relative Phasenverschiebung zwischen dem Startwicklungastrom und der angelegten Spannung den Ausaohaltwert erreicht, erhält der Triac 44 während des Nullübergangspunktes kein Triggersignal mehr und wird abgeschaltst, Uenn, wie es oben erläutert wurde, der Triac 44 ausgeschaltet wird, tritt an dem Verbindungspunkt 236 die Summe aus der angolagten Spannung und der Spannung auf, dia in der Startwicklung 43 induziert uird, und es wird ain zweiter Triggsraignalgenerator betätigte Uenn die Spannung an dem Verbindungspunkt 236 erscheint, fließt ain Strom durch einen Understand 238 und eine frequenzabhängige Impedanz 240 (etwa ein Kondensator oder eine Induktivität), um einen Kondensator 242 aufzuladen. Uenn die Ladung an dem Kondensator 242 die Kippspannung das Diac 244 überschreitet,

" wird der Diac 244 eingeschaltet und entlädt dan Kondensator 242 auf den Gattereingang 248 das Triac 246. Das zweite Triggersignal 245 wird während jeder positiven und negativen Halbwelle der Spannungasumme 155 an dem Verbindungspunkt 236 erzeugt. Der Triac 246 nimmt aufgrund daa zweiten Triggersignals einen "Ein"-Zustand mit niedriger Impedanz an, schaltet den Kondensator 226 kurz und verhindert so, daß dar Triac 44 sich wieder einschaltet.

Uie oben bereits erläutert-wurde, ändert sich die Phase der angelegten Spannung und der Spannung, die an dem Verbindungspunkt 236 auftritt, mit dar Flotorgeschwindigkeit. Der Kondensator 228 hält eine vorgewählte Phasenbeziehung zwischen dem

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BAD ORIGfNAL

Strom durch den Triac 246 und der angelegten Spannung aufrecht. Der Triac 246 schaltet sich aufgrund des zweiten Triggersignals ein und schaltet sich dann ab, wenn der hierdurch fließende Strom unter einen minimalen Haltestromwert fällt, 3ofern nicht ein zweites Triggersignal 245 an dem Übergangspunkt 247 der Spannungsquelle erzeugt wird. Das zweite Triggersignal wird während eines Teils jeder Halbwelle der angelegten Spannung erzeugt und tritt auf während eines Zeitraumes von dem Übergangspunkt der angelegten Spannung bis und nur bis zu dem Punkt, an dem die relative Spannungsphase einen Uert entsprechend der Einschaltgeschwindigkeit annimmt.

Die relative Phase zwischen der angelegten Spannung und der Spannungssumme bei der Einschaltgeschwindigkeit und bei Geschwindigkeiten größer als der Einschaltgeschwindigkeit ist in Fig« 8a gezeigte Eine graphische Darstellung der relativen Spannungsphase gegen die Motorgeschwindigkeit ist in Fig. 8c dargestellt. Uie oben bereits erwähnt wurde, entspricht der dritte vorbestimmte Phasenwinkel des Stroms durch den Triac dem Nullübergangspunkt 247 der angelegten Spannung und erscheint, wie aus der Figur ersichtlich ist, vor dem zweiten Triggersignal bei der Einschaltgeschwindigkeit· Uenn das zweite Triggersignal 245 nicht gleichzeitig mit dam Nullübergangspunkt des Stroms durch den Triac 246 erzeugt wird, schaltet sich der Triac ab, wodurch sich der Kondensator 226 von dem Kondensator 228 aufladen kann, um den Diac 232 einzuschalten, der den Triac einschaltet, um der Startwicklung 43 wieder Energie zuzuführen.

Eine andere elektrische Eigenschaft einiger Motoren besteht darin, daß die absolute Größe der Spannung, die in der Startwicklung induziert wird, annähernd proportional der Geschwindigkeit des Motors und der absoluten Größe der Spannung der Energieversorgungsquelle ist« Ein Schalter für eine Motorstartwicklung, der von dieser Eigenschaft Gebrauch macht, ist in Fig. 9 gezeigt. Eine Schalteinrichtung 400, die in Reihe mit der Startwicklung 43 liegt, ist über eine Impedanz 406, etwa aus einem Widerstand oder einem Kondensator bei einem Kondensatorstartmotor mit einer Uechsalspannungsquelle 404 verbunden. Eine Diode ist mit ihrer Anode mit dem Verbindungspunkt zwischen der Start-

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wicklung 43 und einsm Widerstand 406 verbunden, und ihre Kathode ist mit einem Eingang 410 einer Schaltersteuereinrichtung 400a verbunden· Die Verbindung zwischen der Anode der Diode und dem Eingang 410 ist über einen Filterkondensator 422 mit Erdbezugspotential 49 gekoppelt.

Widerstände 416 und 418 umfassen einen Potentiometer, und die an dem Verbindungspunkt zwischen diesen beiden Widerständen erscheinende Spannung, oder erste Wechselspannung, ist direkt proportional zu der Wechselspannung der Spannungsquelle an der Hauptwicklung 42. Eine Diode 420 richtet diese Spannung gleich und ein Kondensator 422 filtert den Wechselspannungsanteil dieser ersten Wechselspannung aus.

Die an der Startwicklung 43 induzierte Spannung ist proportional der Spannung der Spannungsquelle und der Motorgeschwindigkeit. Diese induzierte Spannung, eine zweite Wechselspannung, erscheint an dem Verbindungspunkt zwischen der Reihenschaltung aus dem Widerstand 406 und der Startwicklung 43 und wird durch eine Diode 408 gleichgerichtet, und der Wechselspannungsanteil wird durch einen Kondensator 412 ausgefiltert.

Die sich ergebendenSignale an den Eingängen 421 und 410 bestehen aus einer ersten und einer zweiten Gleichspannung, deren Größen der absoluten Größe der an der Startwicklung induzierten Spannung bzw. der absoluten Größe der Spannung der Spannungsquelle proportional sind. Die Differenz zwischen den beiden Spannungen verändert sich mit der Motorgeschwindigkeit, wie es in Fig. 10 gezeigt ist. Wie aus der Darstellung zu ersehen ist, ist die sich ergebende Spannungsdifferenz unter einer bestimmten Übergangsgeschwindigkeit negativ, bei dieser Geschwindigkeit Null und sodann positiv und steigt schnell mit höheren Geschwindigkeiten an. Diese Ubergangsgeschwindigkeit hängt davon ab, welchen Anteil die Größe des Signaleingangs 420 in Bezug auf die angelegte Spannung der Spannungsquelle ausmacht, wobei dieser Anteil durch die relativen Werte der Widerstände 416 und 418 bestimmt wird.

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Die Schaltsteuereinrichtung 400a kann ζ. B. aus einem Differentialvergleichsverstärker bestehen, jedoch steuert sie die Einrichtung 400 entsprechend der arithmetischen Differenz der Größen der Signale an den Eingängen 410 und 421, um die Energiezuführung zu der Startuicklung 43 abzuschalten.

Wenn die Startuicklung einen verteilten Widerstand aufweist, der groß ist, kann die Schaltung der Fig. 11 verwandt uerden· Die Startuicklung 430 ist schematisch durch eine Nullimpedanzspule 432 in Reihe mit einem Widerstand 434 dargestellt, der einen Uiderstandsuert aufweist, der gleich dem verteilten Uiderstandsuert ist. Die Startuicklung 430 ist mit der Energiequelle 404 über einen in Reihe geschalteten Widerstand 438 verbunden, und die Hauptuicklung 42 ist direkt parallel zu der Leistungsquelle 404 geschaltet. Der Uiderstandsuert des verteilten Widerstandes 434 besitzt einen verhältnismäßig großen Wert (etua das 10-fache) im Verhältnis zu dem Widerstand 438. Ein Spannungsteiler mit in Reihe geschalteten Widerständen 416, 418 und 454 ist parallel zu der Energiequelle 404 geschaltet und hierdurch uerden an den l/erbindungspunkten 456 und 458 Spannungen erzeugt, die proportional der Spannung der Spannungsquelle sind. Die Dioden 408 und 420, die Filterkondensatoren 412 und 422 und die Schaltsteuereinrichtung 400a sind, uie in der in Fig. 9 gezeigten Schaltung geschaltet, mit der Ausnahme, daß die Filterkondensatoren 412 und 422 an dem Uerbindungspunkt 458 mit einem Bezugspotential anstatt mit Masse 49 verbunden sind. Die Spannung an dem Widerstand 438 uird effektiv von der Spannung an dem Widerstand 454 abgezogen, und die Spannung an dem Kondensator 412 ist proportional zu der Vektordifferenz zuischen dar Netzspannung und der Spannung an dem Widerstandsteil der Startuicklung. Diese iat effektiv proportional zu der Spannung an dem induktiven Teil 432 der Startuicklung.

Der Serienuiderstand 438 ist deshalb notwendig, weil die Spannung an dem induktiven Teil der Startuicklung nicht direkt verfügbar ist. Indem man den in Reihe geschalteten Widerstand 438 hinzufügt, dar einen kleinen Widerstandsuert in Bezug auf den äquivalenten verteilten Widerstand 434 aufweist, wird an dem

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l/erbindungspunkt 442 eine Spannung erzeugt, die der Spannung an dem äquivalenten Widerstand 434 der Startuicklung souohl in Bezug auf dia Größe als auch in Bezug auf die Phase proportional ist» Der l/erhältnisfaktor bzu_o der Antailsfaktor hängt von dem Verhältnis des Reihenuiderstandes 438 in Bezug auf den Uider— standsuert des äquivalenten Startuicklungsuiderstandes 434 ab. Eine entsprechende, der Spannung der Spannungsquelle proportionale Spannung uird an dem Verbindungspunkt 458 erzeugt, und diese Spannung an dam l/erbindungspunkt 458 uird anstelle des Erdbezugspotentials 49 in der Schaltung der Fig. 9 als Bezugspotential verwandt. Die verbleibende Schaltung arbeitet uie die in Fig. gezeigte Schaltung mit der Ausnahme, daß das Bszugspotential bei der vorliegenden Schaltung durch die Spannung an dem Wer— bindungspunkt 458 gebildet uird anstelle des Erdbezugspotentials, uie es in der Schaltung der Fig· 9 veruandt uurde.

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Claims (1)

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   Patentansprüche :

   Elektrischer Notar mit einer Hauptuicklung und einer Startuicklung, uobei jede dieser Wicklungen mit einer Uechselspannungsquelle verbindbar ist, und uobei sich die Phase des durch die Startuicklung fließenden Stromes relativ/ zu der Phase der daran angelegten Spannung mit der Motorgeschuindigkeit ändert, und mit Einrichtungen, um das Anlegen einer elektrischen Leistung an die Startuicklung zu steuern, gekennzeichnet durch Schalteinrichtungen (44), die mit der Startuicklung und der Spannungsquelle verbunden sind, und durch Einrichtungen (46), um die Schalteinrichtung entsprechend der relativen Phase zu steuern·

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung Einrichtungen enthält, um die Schalteinrichtung (44) so zu betätigen, daß die Leistung an der Startuicklung abgeschaltet uird, uenn die Phase einen Abschaltuert entsprechend einer vorbestimmten Geschuindigkeit des Motors erreicht.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung Einrichtungen enthält, um die Schalteinrichtung so zu betätigen, daß auf die Startuicklung uieder eine Leistung gegeben uird, uenn der Rotor eine vorgeuählte Einschaltgeschuindigkeit erreicht.

   4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (44) in Reihe mit der Startuicklung (43) geschaltet ist, und daß auf die Startuicklung eine Leistung gegeben uird, uenn diese Schalteinrichtung eingeschaltet uird, und daß die Leistung von der Startuicklung abgeschaltet uird, uenn die Schalteinrichtung ausgeschaltat uird, und daß die Steuereinrichtung

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   (76, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 94, 96, 98) Einrichtungen enthält, die auf die Phase der angelegten Spannung ansprechen, um ein Triggersignal zu erzeugen, wobei dieses Triggersignal gleichzeitig mit einem ersten vorgewählten Phasenwinkel (61) des Stromes erzeugt wird, bis, und nur bis, die relative Phase den Abschaltwert (63) erreicht, uobei sich die Schalteinrichtung entsprechend dem Triggersignal einschaltet und während des ersten vorgewählten Phasenwinkels ausschaltet, wenn dieses Triggersignal nicht gleichzeitig hiermit erzeugt wird.

   5» Uorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzei— c hn e t , daß Einrichtungen (107, 108, 110, 114, 116, 118) vorgesehen sind, die auf das Abschalten der Schalteinrichtung ansprechen, um die Triggersignalerzeugungseinrichtung (76, 78, 80) ausgeschaltet zu halten, um zu verhindern, daß sich die Schalteinrichtung (44) wieder einschaltet.

   6. Uorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Triggersignalerzeugungseinrichtung eine Einrichtung (76, 78, 80, 82, 84) zur Erzeugung eines Triggersignals entsprechend der angelegten Spannung, wenn diese einen zweiten vorgewählten Phasenwinkel (61) annimmt, und Einrichtungen (86, 88, 90, 92, 94, 96, 98) umfaßt, um vorübergehend die Triggersignalerzeugungssinrichtung außer Betrieb zu setzen, wenn die angelegte Spannung einen dritten vorgewählten Phasenwinkel (63) einnimmt, wobei die angelegte Spannung für alle Werte der relativen Phase, die größer als der Ausschaltuert sind, den dritten vorgewählten Phasenwinkel einnimmt bevor der Strom den ersten vorgewählten Phasenwinkel annimmt.

   7. Uarrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spannungsgröße der angelegten Spannung einen entsprechenden Phasenwinkel der angelegten Spannung aufweist, und daß die vorübergehende Abschalteinrichtung eine Schaltvorrichtung (96, 98) enthält, die einen Zustand mit niedriger Imnsdanz einnimmt, wenn die

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   Größe der angelegten Spannung einen Uert entsprechend dem dritten vorgewählten Phasenwinkel annimmt.

   ei —

   8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e η η ζ

   c h η e t , daß die Schalteinrichtung eine Avalanche-Diode enthält«

   9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung einen doppeltgerichteten Triodenthyristor (44) enthält, der in Reihe mit der Startwicklung (43) und der Spannungsquelle geschaltet ist, und daß dieser dopoeltgerichtete Triodenthyristor einen Gattereingang (54) aufweist, auf den das Triggersignal gegeben wird.

   10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe aus der angelegten Spannung und einer Spannung, die an der Startuicklung (43) induziert uird, beim Abschalten der Schalteinrichtung (54) auftritt, und dafl die Steuereinrichtung Einrichtungen (107, 108, 114, 116, 118) umfaßt, die auf diese Spannungssumme anspricht, um den Triggersignalgenerator abzuschalten, um die Schalteinrichtung im ausgeschalteten Zustand zu halten.

   11«, Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Phase der angelegten Spannung in Bezug auf die Spannungssumme mit der Motorgeschwindigkeit ändert, und daß Einrichtungen (164, 166, 168, 170, 172, 174) vorgesehen sind, um den Betrieb der Signalerzeugungseinrichtung zu ermöglichen, um das Triggersignal zu erzeugen, wenn die relative Spannungsphase einen Einschaltwert entsprechend einer vorgewählten Einschaltgeschuindigkeit aufweist, um digtechalteinrichtung einzuschalten.

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   12. Vorrichtung nach 8inem dar Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Startkondensator (126) in Reihe zwischen die Startuicklung (43) und die Schalteinrichtung (44).geschaltet ist, und daß die Steuereinrichtung Einrichtungen (130) enthält, die zwischen die Triggersignalerzeugungseinrichtung und die angelegte Spannung geschaltet sind, um eine Phasenverschiebung einzuführen, um die Phasenverschiebung des Stromes auszugleichen, die durch den Startkondensator eingeführt worden ist.

   13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Einführung einer Phasenverschiebung einen Kondensator (130) umfaßt.

   14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß ein Halbleiterschalter (134) mit einem eingeschalteten und einem ausgeschalteten Zustand vorgesehen ist, daß die Triggersignalerzeugungseinrichtung ausgeschaltet ist, wenn der Halbleiterschalter eingeschaltet iet, und eingeschaltet ist, uenn der Halbleiterschalter ausgeschaltet ist, und daß die Einrichtung zur Ermöglichung der Inbetriebsetzung der Schalteinrichtung Einrichtungen (164, 166, 168, 182, 184, 186, 190, 198) enthält, um den Halbleiterschalter auszuschalten, uenn die relative Spannungsphase den Einschaltuert annimmt·

   15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Außerbetriebsetzen der Schalteinrichtung Einrichtungen (148, 15Q, 152, 154, 156, 158) enthält, um den Halbleiterschalter einzuschalten, uenn die Spannungssumme auftritt»

   16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (136, 137, 138) vorgesehen sind, die auf die Phase der angelegten Spannung ansprechen, um den Halbleiterschalter zeitweise einzuschalten.

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   17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Ermöglichen des Betriebes der Schalteinrichtung einen ersten Schalter (164, 166, 168, 170, 172, 174), der mit dem Halbleiterschalter (134) gekoppelt ist, uobei dieser erste Schalter mit Ausnahme uenn er nicht betätigbar ist, dann betätigt uird, uenn die Spannungssumme einen ersten vorgeuählten Phasenuinkel (193) annimmt, uobei der Halbleiterschalter (134) abgeschaltet uird, uenn der erste Schalter betätigt uird und einen zueiten Schalter (182, 184, 186, 188, 190) umfaßt, der mit dem ersten Schalter gekoppelt ist, uobei dieser zueite Schalter betätigt uird, uenn die angelegte Spannung einen zueiten vorgeuählten Phasenuinkel (191) annimmt, uobei der erste Schalter uährend diesen ersten vorgeuählten Phasenuinkels (193) außer Betrieb gesetzt ist, uenn der zueite Schalter für alle Uerte der relativen Spannungsphase betätigt uird, die größer als der Einschaltuert sind, und nicht außer Betrieb gesetzt ist für alle Uerte der relativen Spannungsphase, die gleich oder kleiner als dieser Einschaltuert sind,

   18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Ermüglichung des Betriebs der Schalteinrichtung Einrichtungen (242, 244) umfaßt, die auf die Phase der Spannungssumme zur Erzeugung eines zueiten Triggersignals (245) ansprechen, uobei dieses zueite Triggersignal uährend des Auftretens eines dritten Phasenuinkels des Stromes durch den Halbleiterschalter (246 erzeugt uird, bis, und nur bis, die relative Phase den Einschaltuert annimmt und daß diese Einrichtung ueiterhin Einrichtungen (228) enthält, um eine vorgeuählte Phasenbeziehung zwischen dem Strom durch den Halbleiterschalter (246) und der angelegten Spannung aufrechtzuerhalten, uobei der Halbleiterschalter entsprechend dem zueiten Triggersignal eingeschaltet uird, und ausgeschaltet uird, uenn der durch den Schalter fließende Strom den dritten vorgeuählten Phasenuinkel annimmt, uenn nicht das zueite Triggersignal gleichzeitig hiermit erzeugt uird.

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   it

   19. l/arrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die ansprechen, uenn der Halbleiterschalter ausgeschaltet uird, um die zweite Triggersignalerzeugungseinrichtung außer Batrieb zu setzen, um zu verhindern, daß die Schalteinrichtung eingeschaltet uird.

   2G. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch

   gekennzeichnet, daß der Halbleiterschalter einen doppeltgerichteten Triodenthyristor enthält, der mit der Spannungsquelle für die angelegte Spannung und der ^ Triggersignalerzeugungseinrichtung verbunden ist und einen Gattereingang (248) aufweist, der mit der Einrichtung zur Erzeugung des zweiten Triggersignals gekoppelt ist.

   21. Uorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Aufrechterhaltung einer vorbestimmten Phasenbeziehung zwischen der angelegten Spannung und dem Strom des Halbleiterschalters einen Kondensator (228) umfaßt, wobei verschiedene Kapazitätsuerte dieses veränderlichen Kondensators verschiedenen Geschwindigkeiten, bei denen eine Einschaltung erfolgt, entsprechen«

   fe 22. Elektrischer Motor mit einer Hauptuicklung und einer Startwicklung, wobei jede dieser Wicklungen mit einer Uechselspannungsquelle verbunden ist, wobei die absolute Höhe der Spannung, die in der Startwicklung induziert wird, sich mit der Motargeschuindigkeit und der absoluten Höhe der Spannung der Spannungsquelle ändert, und mit Einrichtungen, das Anlegen einer elektrischen Leistung an die Startwicklung zu steuern, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung (400), die mit der Startwicklung (43) und der Spannungsquelle (404) verbunden ist und durch Einrichtungen (400a) zur Steuerung der Schalteinrichtung mit Einrichtungen (416, 418) zur Zeugung eines ersten Signals, das eine Größe aufweist, die direkt der absoluten Größe der Spannung dar

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   Spannungsquelle proportional ist, mit Einrichtungen (406, 43) zur Erzeugung eines zueiten Signals, das eine Größe aufweist, die direkt der absoluten Größe der induzierten Spannung proportional ist, und mit Einrichtungen (400a), die auf die arithmetische Differenz der Größen des ersten und des zueiten Signals zur Betätigung des Schalters ansprechen.

   23. Vorrichtung nach Anspruch 22,.dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung des ersten Signals Einrichtungen (416, 418) zur Erzeugung einer ersten Uechselspannung, die proportional der Spannung der Spannungsquelle ist, und Einrichtungen (42Ü, 422) enthält, um die erste Spannung gleichzurichten»

   24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung des zueiten Signals Einrichtungen (43, 406) zur Erzeugung einer zueiten Uechselspannung, die proportional der induzierten Spannung ist, und Einrichtungen (408, 412)enthält, um die zweite Spannung gleichzurichten·

   25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung Einrichtungen (454, 438) enthält, die ein Bezugspotential bilden, und daß die erste und die zweite Spannung in Bezug auf das Bezugspotential gleichgerichtet werden.

   26* Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung des zueiten Signals einen Uidsrstand (406) enthält, der in Reihe zwischen die Startuicklung und die Spannungequelle (404) geschaltet ist.

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   27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet , daß die Startuicklung einen verteilten Understand aufueist, der klein in Bezug auf den in Reihe geschalteten Widerstand (40B) ist, und daß das Bezugspotential Erdpotential ist.

   28. l/orrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet , daß die Startuicklung einen verteilten Widerstand aufueist, der groß in Bezug auf dan in Reihe geschalteten Widerstand (438) ist und daß das Bezugspotential durch eine Spannung gebildet uird, die proportional der angelegten Spannung ist.

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