DE2163622A1

DE2163622A1 - Steuerung von wechselspannungsgeraeten

Info

Publication number: DE2163622A1
Application number: DE19712163622
Authority: DE
Inventors: Guenther Julius Adolf Peter
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1971-12-21
Filing date: 1971-12-21
Publication date: 1973-06-28

Description

Steuerung von Wechselspannungsgeräten Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Steuerung und Regelung von Wechselspannungsgeräten, bei der die -Zündung einer bidirektional leitenden steuerbaren Halbleitervorrichtung von der Spannung an einem bilateralen Zündgerät bestimmt wird, dessen Spannung in einer Halbwelle über einen Transistor änderbar ist.
Es sind bereits Drehzahlsteuereinrichtungen bekannt, die in Reihe zum Motor einen Triac aufweisen, dessen Zündwinkel durch eine Schaltung bestimmt wird, die aus einem Stellwiderstand ,einem Diac und einem Kondensator besteht. Die Einstellung des Stellwiderstandes bestimmt die Ladezeit des Kondensators und damit den Zündzeitpunkt der Diac-Triac-Anordnung für jede Halbwelle. Von diesem Zündzeitpunkt hängt das Zeitintervall ab, während dessen der Motor mit Strom versorgtwird, und damit dessen Drehzahl. Obwohl die Drehzahländerung genau vorgenommen werden kann, haben derartige Einrichtungen den Nachteil, daß sie keine Regelung der Drehzahl zulassen, um z.B. die Motordrehzahl bei wechselnden Belastungen konstant zu halten oder um die Drehzahl automatisch aufgrund irgendwelcher Regelvorgänge ändern zu können.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 952 220 ist eine Drehzahlregeleinrichtung für Elektromotore bekannt geworden, bei der die Änderung des Zündzeitpunkts der bidirektional leitenden Halbleitervorrichtung automatisch in einer Halbwelle vorgenommen wird.
Eine derartige Ausbildung hat den Nachteil, daß während der Regelung eine Gleichstromkomponente vorhanden ist, so daß die Schaltungsanordnung für reine Wechselstrommotore ungeeignet ist. Zudem gestattet diese Regeleinrichtung nicht die volle Leistung während der Regelung an den Motor abzugeben.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Regel- oder Steuereinrichtung für Wechselstromgeräte zu schaffen, die diese Nachteile nicht aufweist.
Die Steuerungseinrichtung für Wechselspannungsgeräte gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung an dem bidirektionalen Triggerelement in beiden Halbwellen änderbar ist. In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Wechselstromseite einer Gleichrichterbrückenschaltung parallel zu einem Zündkondensator angeschlossen wird und dessen Gleichstromseite über die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors verbunden wird.
Durch Ansteuern dieses Transistors mit einer geeigneten Regelspannung erhält man die Möglichkeit, die Aufladung des Zündkondensators und somit die Spannung an dem bidirektionalen Triggerelement in beiden Halbwellen zu beeinflussen.
In einer anderen vorteilhaften Ausbildung der Erfindung werden statt der Gleichrichterbrückenschaltung zwei Transistoren mit je einer Sperrdiode antiparallel zu dem Zündkondensator geschaltet.
Die Regelspannung zum Steuern der Halbleitervorrichtungen, die die Änderung der Spannung an dem bidirektionalen Triggerelement gestattet, kann auf folgende Weise erzeugt werden: Die Regelung der Temperatur in einem Kühlgerät mit Kompressormotor kann so erfolgen, daß die Temperatur mit geeigneten Mitteln In gemessen und in eine entsprechende Regelspannung umgeformt wird, die den steuerbaren Halbleitervorrichtungen zugeführt wird.
Wird nun speziell das Ladestromableitsystem, das die beiden steuerbaren Halbleiter~enthält, mit dieser Regelspannung angesteuert, so wird es sich als notwendig erweisen, die beiden Transistoren über ein Zeitglied intervallmäßig im Schaltbetrieb arbeiten zu lassen, da selten ein Paar von Transistoren zur Verfügung steht, das in seinen Kennlinien identisch ist.* Weiterhin kann mit der Schaltungsanordnung gemäß der Er-' findung eine Regelung ausgeführt werden, die die Drehzahl eines Elektromotors bei wechselnder Belastung automatisch konstant hält. So kann beispielsweise die Rest-EMK eines Universalmotors, die der Drehzahl proportional ist, zur Ansteuerung der Halbleitervorrichtung in der Diagonalen der Halbleiterbrückenschaltung verwendet werden.
Es ist auch möglich, die Motordrehzahl über einen Tachogenerator zu erfassen und mit geeigneten Mitteln, wie beispielsweise einem Differenzverstärker, eine Steuerspannung zu erzeugen, die die erfindungsgemäße Schaltung ansteuert Dies sind einige Beispiele von Schaltungsmöglichkeiten, die sich im Zuswamenhang mit der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung verwenden lassen.
Anhand der Figuren 1 und 2 sollen die Schaltungsanordnungen gemäß der Erfindung näher ausgeführt werden: Figur 1 zeigt die Ladestromableitvorrichtung mit einer IIalbleiterbrückenschaltung und einer steuerbaren Ralbleitervorriohtung Figur 2 zeigt die Ladestromableitvorrichtung mit zwei steuerbaren Halbleitervorrichtungen.
In Figur 1 wird der Motor über eine bidirektional leitende steuerbare Halbleitervorrichtung T1 geregelt. Ein RC-Glied, bestehend aus einem Widerstand R1 und einem Kondensator a, liefert in bekannter Weise über das tidirektionale Triggerelement Dq die Zündimpulse für die steuerbare Halbleitervorrichtung Um den Ladestrom des Zündkondensatore C beeinflussen zu können, wird gemäß der Erfindung eine Ladestromableitung vorgesehen, die sich aus den Dioden D2 bis D5 und der steuerbaren Hàlbleitervorrichtung T2 aufbaut. Die Dioden sind zu einer Brückenschaltung zusammengeschaltet, deren wechselstromseitiger Eingang parallel zu dem Zündkondensatcr C geschaltet ist und deren Gleichstromausgang mit der Emitter-Kollektor-Strecke der steuerbaren Halbleitervorrichtung T2 verbunden ist. Soll nun der Ladestrom des Zündkondensators o verändert werden, so kann über die mit geeigneten Steuerimpulsen leitend gemachte Emitter-Kollektar- Strecke der steuerbaren Halbleitervorrichtung T2 ein Teil oder der gesamte Ladestrom des Zündkondensators C über die Gleichrichterbrückenschaltung abgeleitet werden.
Figur 2 zeigt eine andere bevorzugte Schaltungsanordnung.
Hier sind zwei Transistoren X3, T4 zur Ladestromableitung vorgesehen. Über ihre Basis können beide Transistoren gleichzeitig mit einer Regel-, oder Steuerspannung beaufschlagt und durchgeschaltet werden. Über die Emitter-Kollektor-Strecke kann der Ladestrom des Zündkondensators C in beiden Halbwellen, -durch die Transistoren (T3, m) und die Dioden D6 und D7, abgeleitet werden.
Zur Verhinderung eines unerwünsohten Stromes über die Basis der Transistoren sind die beiden Dioden D8 und D9 vorgesehen.
In diesem Schaltungsbeispiel schaltet der Transistor T3 automatisch durch, wenn an seinem Emitter die negative Netzhalbwelle anliegt, ohne daß an seine Basis eine positive Regel spannung angelegt wird-. Um dies zu verhindern, ist die Referenzdiode D10 in die Basisleitung gelegt worden.
Es ist darauf zu achten, daß die Kennlinien der beiden Transistoren T3 , T4 möglichst äquivalent sind. Falls dies nicht möglich ist, sollten die Halbleitervorrich.
tungen mit Spannungsintervallen angesteuert werden, deren Höhe so bemessen ist, daß beide Transistoren sicher durchgeschaltet werden.
4 Patentansprüche 1 Verzeichnis der Bezugszeichen

Claims

ra-tentansprüche: 1. Schaltungsanordnung zur Steuerung und Regelung von Wechselspanungsgeräten, bei der die Zündung einer bidirektional leitenden steuerbaren Halbleitervorrichtung, die in Reihe mit dem Wechselspannungsgerät geschaltet ist, von der Wechselspannung an einem bidirektionalen Triggerelement bestimmt wird, d a d u r c h- g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Spannung an dem bidirektionalen Triggerelement (D1) in beiden Halbwellen beeinflußbar ist.
2.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aie Wechselstromseite einer Gleichrichterbrückenschaltung (D2 bis D5) einerseits über das bidirektionale Triggerelement (D1) mit dem Steueranschluß (S) der steuerbaren Hal'bleitervorrichtung (T und andererseits mit dem Kathodenanschluß (K) der steuerbaren Halbleitervorrichtung (T1) verbunden ist und daß die Gleichstromseite der Gleichrichterbrückenschaltung (D2 bis D5) an der Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors (12) liegt, an dessen Basis-Emitter-Strecke eine Steuerspannung liegt.
3.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter-Kollektor-Strecke von zwei Transistoren (g3, T4), die in Bezug auf ihre Stromrichtung in der Emitter-Kollektor-Strecke antiparallel angeordnet sind, einerseits über das bidirektionale Triggerelement (D1) mit dem Steueranschluß (S) der steuerbaren Halbleitervorrichtung (T1) und andererseits mit dem Kathodenanschluß (K) derselben Halbleitervorrichtung (T1) verbunden ist, daß in jeder Kollektorzuleitung der Transistoren (T3, T4) je eine Diode (D6, D7) in Durchlaßrichtung der Kollektorstrecke der Transistoren (T3, T4) ) angeordnet ist, und daß eine Steuerspannung an der Basis der Transistoren (T3, T4) liegt.
4.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Basiszuleitung der Transistoren (T3, T4> je eine Diode (Dg, Dg) mit ihrer Kathode an die Basis der Transistoren (T3, T4) geschaltet ist und daß in der Basis zuleitung des einen Transistors (T3), an dessen Emitter gegen die Basis die negative Periode der Netzwechselspannung anliegen kann, ein spannungsbegrenzendes Element (D10) angeordnet ist, dessen Schwellspannung so bemessen ist, daß sie dieser maximalen negativen Spannung zwischen Emitter und Basis dieses Transistors (T3) entspricht.