DE2257713C2 - Schaltungsanordnung zur Glättung pulsierender Spannungen - Google Patents
Schaltungsanordnung zur Glättung pulsierender SpannungenInfo
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- DE2257713C2 DE2257713C2 DE2257713A DE2257713A DE2257713C2 DE 2257713 C2 DE2257713 C2 DE 2257713C2 DE 2257713 A DE2257713 A DE 2257713A DE 2257713 A DE2257713 A DE 2257713A DE 2257713 C2 DE2257713 C2 DE 2257713C2
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- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/06—Arrangements for speed regulation of a single motor wherein the motor speed is measured and compared with a given physical value so as to adjust the motor speed
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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- H02M1/14—Arrangements for reducing ripples from dc input or output
Description
fe ■. 3 4
f:; denen pulsierende Gleichspannungen möglichst ohne nachbarte Wicklungen um 90° zueinander räumlich ver-
!:; Zeitkonstante zu glätten sind, um Wechselwirkungen setzt sind,
* zwischen Energiespeichern und den Verbrauchern zu Fig.2 eine schematische Darstellung der in den
*!. vermeiden. . 5 Wicklungen gemäß der Fig. 1 im jeweils stromlosen
■-S Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schal- Zustand durch den Permanentmagnetläufer induzierten
?y tungsanordnung eingangs genannter Art anzugeben, die Wechselspannungen,
13 ohne Verwendung von Energiespeichern die Welligkeit F i g. 3 eine schematische Darstellung der bei der er-
|jä der pulsierenden Gleichspannung verringert, so daß ei- findungsgemäßen Schaltungsanordnung gebildeten
§2 ne exakte Steuerung möglich ist to Spannungen und
j| Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung F i g. 4 eine Schaltungsanordnung gemäß der ErFm-Il
der eingangs genannten, aus der Siemens-Zeitschrift be- dung bei einem kollektorlosen Gleichstrommotor.
Il kannten Art, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß je- In der F i g. 1 ist die Statorwicklung eines koUektorlop weils zwei hinsichtlich ihrer Phasenlage benachbarte sen Gleichstrommotors dargestellt, deren Teilwicklun- §s Wechselspannungen geometrisch summiert sind und 15 gen Wi, W2, W 3 uns WA derart symmetrisch zueinanj§' daß diese Summenspannungen ebenfalls gegeneinander der angeordnet sind, daß jeweils benachbarte Wicklun-% entkoppelt zusammen mit den hinsichtlich der Scheitel- gen um 90° gegeneinander versetzt sind. Bei Betrieb des ir. werte an die Sununenspannungen angeglichenen Wech- Motors werden die Wicklungsanschlüsse A 1, A 2, A 3 |S selspannungen auf den gemeinsamen Lastwiderstand und A 4 zyklisch mittels einer noch ^u beschreibenden |ä geführt sind. 20 Steuerschaltung an eine Gleichspairnung angeschaltet, p Durch die Erfindung wird erreicht, daß arv gemeinsa- so daß auf den Permanentmagnetläufer jP ein Drehmop men Lastiderstand eine pulsierende Spannung erzeugt ment ausgeübt wird. An den jeweils stromlosen Wickf werden kann, bei der die Anzahl der Spannungsmaxima lungen entsteht dabei eine sinusförmige Induktions- !?; während einer vollständigen Periode doppelt so groß ist spannung, die als Istspannung zu Regelzwecken ver-U wie diejenige der ursprünglich vorhandenen Wechsel- 25 wendet werden kann. Ebenso kann diese Spannung jell spannungen. Auf diese Weise wird nach einer Gleich- doch auch zu anderen Zwecken ausgenutzt werden, bei- |ϊ richtung eine mittlere Gleichspannung erzielt, deren spielsweise zur Anzeige der Drehzahl oder zur Steuert Welligkeit wesentlich geringer ist als die der aus den rung von dem Motor zugeordneten Einrichtungen.
p ursprünglich vorhandenen Spannungen gebildeten Wenn die an den vier Teilwicklungen Wi, W2, W 3 |j Gleichspannung. So ist es beispielsweise möglich, bei 30 und W4 der in der F i g. 1 gezeigten Anordnung auftre- || drei Wechselspannungen durch Zusammenfassung je- tenden Wechselspannungen gegeneinander entkoppelt || weils zweier zeitlich aufeinanderfolgender Wechsel- auf einen gemeinsamen Lastwiderstand geführt werden, fi spannungen drei zusätzliche Summenspannungen zu er- so entspricht die an diesem Widerstand auftretende |J zeugen, die den drei Wechselspannungen am gemeinsa- Spannung dem Verlauf, der in der F i g. 2 stark durchgey men Lastwiderstand überlagert werden, so daß insge- 35 zogen für eine Läuferumdrehung dargestellt und durch C samt sechs Spannungsmaxima entstehen, die zu einer Wechselspannungen υ 1, u 2, u 3, u 4 gleicher Amplitude ■A wesentlich gleichmäßigeren mittleren Gleichspannung gebildet ist Aus diesem Verlauf ist zu erkennen, daß ;';; führen. Durch die Verdopplung der Spannungsmaxima eine nach Gleichrichtung erhaltene pulsierende Gleich-■! wird die Helligkeit auf etwa ein Viertel ihres Wertes spannung eine sehr hohe Welligkeit von etwa 30% aufh verringert 40 wvist, da die Minima ihres Wechselspannungsanteils bei i Die Angleichung der Scheitelwerte der Wechselspan- . „. 1 /^1. *. .. »- · ■ „,
Il kannten Art, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß je- In der F i g. 1 ist die Statorwicklung eines koUektorlop weils zwei hinsichtlich ihrer Phasenlage benachbarte sen Gleichstrommotors dargestellt, deren Teilwicklun- §s Wechselspannungen geometrisch summiert sind und 15 gen Wi, W2, W 3 uns WA derart symmetrisch zueinanj§' daß diese Summenspannungen ebenfalls gegeneinander der angeordnet sind, daß jeweils benachbarte Wicklun-% entkoppelt zusammen mit den hinsichtlich der Scheitel- gen um 90° gegeneinander versetzt sind. Bei Betrieb des ir. werte an die Sununenspannungen angeglichenen Wech- Motors werden die Wicklungsanschlüsse A 1, A 2, A 3 |S selspannungen auf den gemeinsamen Lastwiderstand und A 4 zyklisch mittels einer noch ^u beschreibenden |ä geführt sind. 20 Steuerschaltung an eine Gleichspairnung angeschaltet, p Durch die Erfindung wird erreicht, daß arv gemeinsa- so daß auf den Permanentmagnetläufer jP ein Drehmop men Lastiderstand eine pulsierende Spannung erzeugt ment ausgeübt wird. An den jeweils stromlosen Wickf werden kann, bei der die Anzahl der Spannungsmaxima lungen entsteht dabei eine sinusförmige Induktions- !?; während einer vollständigen Periode doppelt so groß ist spannung, die als Istspannung zu Regelzwecken ver-U wie diejenige der ursprünglich vorhandenen Wechsel- 25 wendet werden kann. Ebenso kann diese Spannung jell spannungen. Auf diese Weise wird nach einer Gleich- doch auch zu anderen Zwecken ausgenutzt werden, bei- |ϊ richtung eine mittlere Gleichspannung erzielt, deren spielsweise zur Anzeige der Drehzahl oder zur Steuert Welligkeit wesentlich geringer ist als die der aus den rung von dem Motor zugeordneten Einrichtungen.
p ursprünglich vorhandenen Spannungen gebildeten Wenn die an den vier Teilwicklungen Wi, W2, W 3 |j Gleichspannung. So ist es beispielsweise möglich, bei 30 und W4 der in der F i g. 1 gezeigten Anordnung auftre- || drei Wechselspannungen durch Zusammenfassung je- tenden Wechselspannungen gegeneinander entkoppelt || weils zweier zeitlich aufeinanderfolgender Wechsel- auf einen gemeinsamen Lastwiderstand geführt werden, fi spannungen drei zusätzliche Summenspannungen zu er- so entspricht die an diesem Widerstand auftretende |J zeugen, die den drei Wechselspannungen am gemeinsa- Spannung dem Verlauf, der in der F i g. 2 stark durchgey men Lastwiderstand überlagert werden, so daß insge- 35 zogen für eine Läuferumdrehung dargestellt und durch C samt sechs Spannungsmaxima entstehen, die zu einer Wechselspannungen υ 1, u 2, u 3, u 4 gleicher Amplitude ■A wesentlich gleichmäßigeren mittleren Gleichspannung gebildet ist Aus diesem Verlauf ist zu erkennen, daß ;';; führen. Durch die Verdopplung der Spannungsmaxima eine nach Gleichrichtung erhaltene pulsierende Gleich-■! wird die Helligkeit auf etwa ein Viertel ihres Wertes spannung eine sehr hohe Welligkeit von etwa 30% aufh verringert 40 wvist, da die Minima ihres Wechselspannungsanteils bei i Die Angleichung der Scheitelwerte der Wechselspan- . „. 1 /^1. *. .. »- · ■ „,
nungen an die Scheitelwerte der Summenspannungen dem Wert T ^ he«en'wenn >ur dle Maxima der Wert X
erfolgt zweckmäßig durch eine Spannungsteilung der vorausgesetzt wird.
; Weckseispannungen. Besonders einfach ist die Dirnen- Eine bessere Glättung ergibt sich Jann, wenn hin-
; sionierung der verwendeten Spannungsteiler, wenn pul- 45 sichtlich ihrer Phasenlage jeweils benachbarte Wechsel-
} sierende Spannungen, die aus vier Wechselspannungen spannungen geometrisch addiert werden. In der F i g. 3
mit einer Phasendifferenz von jeweils 90° zwischen hin- ist gezeigt, wie sich vier Summenspannungen durch
.. sichtlich ihrer Phasenlage benachbarten Wechselspan- geometrische Addition jeweils zweier Wechselspannun-
Ψ' nungen gebildet sind, geglättet werden sollen. Dies ist gen u\ und z/2, t/2 und t/3, t/3 und t/4, t/4 und t/l
\;i, bei den meisten kollektorlosen Gleichstrommotoren 50 ergeben. Dabei ist der besseren Übersicht halber ledig-
: ■ der Fall, da solche Motoren zum sicheren Anlauf aus Hch eine durch die geometrische Addition erhaltene
§ nungen erfolgt dann durch ohmsche Verknüpfung der 55 einstellt Da die Wechselspannungen u 1 und t/2 durch
ξ| Wechselspannungen, die Angleichung der Scheitelwerte Teilwicklungen Wi und W2 induziert werden, sind die
'' der Summenanspannungen durch Spannungsteilung auf Wechselspannun^ianteile einer von einer Quelle er-
j ' /0 r u Wi Jj- -iir · 1. L. L. · j zeugten Wechselspannung. Bei· einer Addition der
der. - ^-fachen Wert, da d.eser Wert s.ch auch bei der n We^hselspannungen ober gleiche ohmsche Widerstän-
zu den Summenspannungen ergibt Reihenschaltung, so daß bei gleichen Widerstandswer-
der Zeichnung näher beschrieben. Dieses Ausführungs- Aus der Addition dtic Weckseispannungen
beispiel betrifft die Glättung einer zur Drehzahlrege- 65 7 _ V, _ ·~ ~~
beispiel betrifft die Glättung einer zur Drehzahlrege- 65 7 _ V, _ ·~ ~~
lung eines kollektorlos^! Gleichstrommotors aus des- u a
sen Ständerwicklung abgeleiteten Istspannung. Es zeigt ul - U · sin (a - — J
5 6
gemäß der Beziehung für die Addition der Funktionen gnetläufer P(F i g. 1) erzeugt
zweier Winkel An den Wicklungsanschlüssen Ai bis A 4 kann je
weils eine Wechselspannung υ 1 bis υ 4 im stromlosen
. . , . λ + β a — β Zustand der jeweiligen Teilwicklung abgenommen wer-
sm * + sinA - Z sin 2 · cos · 2 $ rfea DJe Wechselspannungen werden über Dioden entkoppelt
an einen gemeinsamen Schaltungspunkt geergibt sich dann als Summenspannung führt, an dem sie eine der Drehzahl des Gleichstrommotors
proportionale Istspannung bilden. Diese kann einer
u-U vTsin (a - —^ Regelschaltung R zugeführt werden, in der sie geglättet
1 \ 4/ io und mit einer Sollspannung Ur verglichen wird. Der
Durch die zuvor beschriebene Halbierung dieser stimmt die Aussteuerung der Transistoren Ti bis TA.
Summenspannung ergib» sich dann die Spannung Wird der Steuerstrom in der Regelschaltung R entsprechend
der dort erhaltenen Vergleichsspannung geregelt, . . , U /γ . f _ n\ is so wirkt sich diese Regelung über die Hallspannungen
_____ T .V Tr "nd die Transistoren 71 bis TA auf die Drehzahl des
die in der F i g. 3 d_rgsstsüi ist Wird nun außerdem die Zur Glättung der von den Teilwicklungen W1 bis
Amplitude der Wechselspannungen u i und υ 2 auf den WA abgeleiteten Istspannung ist ein Widerstandsnetz-
„, U et ....... j- 20 werk vorgesehen, das aus Spannungsleitern und Ver-
nung angeglichen, so ergeben sich die in der F i g. 3 dar- sind Entkopplungsdioden D i und D 2 nachgeschaltet,
gestellten Wechselspannungen u Γ und u T. An einem die eine Gleichspannung an die Regelschaltung R He-
gemeinsamen Lastwiderstand stellt sich dann die Ent- fern.
kopplung der Wechselspannungen ein Spannungsver·· 25 Die Wechselspannungen u i, u 2, u 3 und uA werden
lauf ein, der pro Läuferumdrehung nicht vier, sondern an jeweils einem aus Widerständen R in und R In gebil-
acht Extremwerte aufweist und damit eine wesentlich deten ibannungsleiter auf einen Scheitelwert gebracht,
geringere Welligkeit hat als der allein durch die Span- , , _ , 1 « ,,, . _ .. ,
nungenul,«, 2, _3 und uA gebildete Spannungsverlauf. der um den Faktory^ gegenüber dem ursprünglichen
Es ist zu erkennen, daß die Schnittpunkte der Spannun- 30 Scheitelwert verringert ist Die so reduzierten Wechselgen
u Y und u T und der Summenspannungen bei Win- spannungen (u Γ und u 2" in der F i g. 3) werden über
, , .. .. >.L-i «ι ~ " Dioden D i auf einen gemeinsamen Schaltungspunkt A
kelwerten hegen, die gegenüber den Werten „ - 0, -j, geführt Die spa^-g^uer aus den Widerständen
jr, -j-. 2* jeweils um ± T verschoben sind. Durch „. einem Schaltungspunkt B, an den die Betriebsspannung
den Kurven ergibt sich am jeweiligen Schnittpunkt der Zusätzlich werden die Wechselspannungen u I, υ 2,
beträgt und R An geführt, deren Werte übereinstimmen. An dem
In der F i g. 4 ist eine Steuerschaltung für einen kol- 40 Verbindungspunkt beider Widerstände R 3n und R An
lektorlosen Gleichstrommotor dargestellt, mit der je- ergibt sich dann jeweils eine Summenspannung, deren
weils eine der Ständer-Teilwicklungen Wi bis WA an o_i _ λ ' « r l «, j cu-i
eine Betriebsspannung + Ub anschaltbar ist Zwischen Sclie.telwert den γ ^-fachen Wert des Sche.telwerts
den Winkelanschlüssen Ai bis A A und Erdpotential der Wechselspannungen hat Diese Summenspannunsind
als Schaltelemente Transistoren Ti bis TA mit ei- 45 gen werden über Dioden D2 dem gemeinsamen Schalnem
gemeinsamen Emitterwiderstand Re vorgesehen, tungspunkt A zugeführt Zwischen den Schaltungspunkderen
Basiselektroden paarweise mit einem Lagemelder ten A und B ergibt sich somit eine geglättete Gleichverbunden
sind. Sie haben die Aufgabe, den magne- spannung, die aus acht pulsierenden Gleichspannungstischen Ruß des Permanentmagnetläufers P (Fig. 1) anteilen mit unterschiedlicher Phasenlage besteht, wel-
und damit desser Stellung relativ zu den Teilwicklungen 50 ehe infolge der Angleichung ihrer Scheitelwert, einen
Wi bis WA abzufragen. Hierzu werden Hallgenerato- praktisch konstanten Gleichwert der Spannung liefern,
ren Hi und H2 verwendet, die an zwei einander be- Die Differenz der Phasenlage jeweils benachbarter
nachbarten Teilwicklungen um 90° gegeneinander ver- /-,.·. » -i i_ *_.■*■
setzt angeordnet sind. Wenn die Hallgeneratoren Hi Gleichspannungsanteile beträgt j.
und H 2, die fiber einen gemeinsamen Vorwiderstand 55 Die so erzeugte geglättete Gleichspannung hat M axi- Rh an Erdpotential liegen, von einem konstanten Steu- malwerte und Minimalwerte, die jeweils als von Spanergieichstrom durchflossen werden und die Feidvertei- nungsquellen unterschiedlichen Innenwiderstandes gelung über den Läuferumfang sinusförmig ist, tritt an den liefert anzusehen sind. So sind die Maximalwerte aus Basiselektroden der Transistoren Ti bis TA eine sinus- Spannungsquellen mit einem Innenwiderstand Ri abgeförmig verlaufende Hallspannung auf. Wenn die Transi- 60 leitet, der jeweils der Parallelschaltung der Widerstände stören Ti bis TA im linearen Bereich arbeiten, ist auch R in und R2n bzw. der Widerstände R3n und RAn ihr Kollektorstrom und damit der von den Teilwicklun- entspricht, da zum jeweiligen Zeitpunkt eines Maximalgen Wi bis WA erzeugte Magnetfluß sinusförmig. Bei wertes jeweils nur eine dieser Widerstandsanordnungen richtiger Zuordnung der Hallgeneratoren HX und H2 wirksam ist Für die Minimalwerte des Spannungsverzu den Teilwicklungen einerseits und jeweils zwei Tran- 65 Iaufs gilt hingegen die Parallelschaltung der beiden zusistoren andererseits stellt sich in der gesamten Ständer- vor genannten Innenwiderstände, da zum jeweiligen wicklung in bekannter Weise ein Drehfeld ein, das ein Zeitpunkt eines Minimalwertes zwei der genannten Wi-Draktisch konstantes Drehmoment am Permanentma- derstandanordnungen wirksam sind.
setzt angeordnet sind. Wenn die Hallgeneratoren Hi Gleichspannungsanteile beträgt j.
und H 2, die fiber einen gemeinsamen Vorwiderstand 55 Die so erzeugte geglättete Gleichspannung hat M axi- Rh an Erdpotential liegen, von einem konstanten Steu- malwerte und Minimalwerte, die jeweils als von Spanergieichstrom durchflossen werden und die Feidvertei- nungsquellen unterschiedlichen Innenwiderstandes gelung über den Läuferumfang sinusförmig ist, tritt an den liefert anzusehen sind. So sind die Maximalwerte aus Basiselektroden der Transistoren Ti bis TA eine sinus- Spannungsquellen mit einem Innenwiderstand Ri abgeförmig verlaufende Hallspannung auf. Wenn die Transi- 60 leitet, der jeweils der Parallelschaltung der Widerstände stören Ti bis TA im linearen Bereich arbeiten, ist auch R in und R2n bzw. der Widerstände R3n und RAn ihr Kollektorstrom und damit der von den Teilwicklun- entspricht, da zum jeweiligen Zeitpunkt eines Maximalgen Wi bis WA erzeugte Magnetfluß sinusförmig. Bei wertes jeweils nur eine dieser Widerstandsanordnungen richtiger Zuordnung der Hallgeneratoren HX und H2 wirksam ist Für die Minimalwerte des Spannungsverzu den Teilwicklungen einerseits und jeweils zwei Tran- 65 Iaufs gilt hingegen die Parallelschaltung der beiden zusistoren andererseits stellt sich in der gesamten Ständer- vor genannten Innenwiderstände, da zum jeweiligen wicklung in bekannter Weise ein Drehfeld ein, das ein Zeitpunkt eines Minimalwertes zwei der genannten Wi-Draktisch konstantes Drehmoment am Permanentma- derstandanordnungen wirksam sind.
Die Welligkeit der geglätteten Gleichspannung kann nun weiter herabgesetzt werden, wenn als Lastwiderstand
der Eingangswiderstand R 5 der Regelschaltung R unter der Vorraussetzung dimensioniert wird, daß die
an ihm abfallende Spannung möglichst zu jedem Zeitpunkt d«n gleichen Wert haben soll. Für das in der
F i g. 4 gezeigten Widerstandsnetzwerk, bei dem die Widerstände
R in und RIn eine Spannungsteilung mit
dem Faktor y j/2 erzeugen und die Wideraande R3n
und R4n übereinstimmen, ergeben sich durch Rechnung,
ausgehend von einem gegebenen Widerstandswert R in= R 1, die folgenden weiteren Größen:
«2 - ι VT ^Ri= Rl
Rl+Rl 2 VT-1
&%-&%-» — ■""
R 1 ^-
Ri = JlJ- yT
Ui RS _ t/l sin67,5° Λ5 ^ ^5 - 2 75 ^i t^T
Ri+RS Rj_ + R5 RS = 2,S9Ri
Durch die Dimensionierung des Widerstandes R 5 in der vorstehend dargelegten Weise ergibt sich eine weitere
Annäherung der Minimal- und der Maximalwerte der geglätteten Gleichspannung zueinander, wodurch
der zuvor dargestellte Wert der Restwelligkeit von etwa 7,6% ungefähr auf den halben Wert, d. h. auf etwa 4%
verringert wird.
35
Hierzu 2 Blau Zeichnungen
45
60
65
Claims (1)
1 2
wendungsfällen ist eine Glättung mit solchen Elementen
Patentansprüche: jedoch nicht erwünscht, da bei^Ein- und Ausschaltevorgängen
sowie bei sonstigen Änderungsvorgängen die
1. Schaltungsanordnung zur Glättung pulsieren- Zeitkonstanten der Speicherelemente schädliche Ausder
Spannungen, insbesondere von aus Gleichstrom- 5 Wirkungen auf die Charakteristik der geglätteten Spanmotorwicklungen
zur Drehzahlregelung abgeleite- nung während der Änderung und damit auf den jeweils
ten Istspannungen, die aus mehr als zwei gegenein- angeschalteten Verbraucher haben. Besonders probleander
entkoppelten und auf einen gemeinsamen matisch sind diese Beeinträchtigungen bei elektrischen
Lastwiderstand geführten Wechselspannung glei- Maschinen, da diese eine; mechanische Bewegung
eher Frequenz und etwa übereinstimmenden Schei- 10 durchführen, die durch UnregelmäSigkeiten der Speisetelwerts
und unterschiedlicher Phasenlage mit einer spannungen gestört werden kann. So ist insbesondere
Phasendifferenz von weniger als 180° zwischen hin- bei Präzisionsantrieben eine, sehr genaue Arbeitsweise
sichtlich ihrer Phasenlage benachbarten Wechsel- erforderlich, da solche Geräte z. B. zur Positionierung
spannungen gebildet sind, dadurch gekenn- von Druckköpfen in Druckwerken zum Schrittransport
zeichnet, daß jeweils zwei hinsichtlich ihrer Pha- 15 in Magnetbandgeräten, für Synchronsteuerungen usw.
senlage benachbarte Wechselspannungen (u I1 u 2) verwendet werden.
geometrisch summiert sind und daß diese Summen- Als Präzisionsantriebe werden weitläufig kollektorlo-
spannungen (u 1 + u 2) ebenfalls gegeneinander ent- se Gleichstrommotoren eingesetzt Diese haben einen
koppelt zusammen mit den hinsichtlich der Scheitel- Dauermagnetläufer und eine aus mehreren Teilwicklun-
werte an &*· Summenspannungen/uä +1/2) angegli- 20 gen bestehende Ständerwircklung. Die ersten Enden
chenen Wechselspannungen (u Γ, u 2f) auf den ge- der Teilwicklungen sind miteinander verbunden, wäh-
meinsamen Lastwiderstand geführt sind. rend die zweiten Enden mit einer Steuerschaltung ver-
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, zur bunden sind, in der eine Kommutierung des den Teil-Glättung
pulsierender Spannungen, die aus vier wicklungen zugeführten Stroms im Drehsinn des Mo-Wechselspannungen
mit einer Phasendifferenz von 25 tors durchgeführt wird.
jeweils 90° zwischen hinsichtlich ihrer Phasenlage Eine Drehzahlregelung kann bei Motoren dieser Art
benachbarten Wechselspannungen bebildet sind, da- unter Ausnutzung der in den Teilwicklungen während
durch gekennzeichnet, daß die Summenspannungen des jeweils speisestromlosen Zustandes induzierten
(uX + u2, ü2+u3, i/3+t/4, i/l-t-i/4) durch ohm- Spannungen durchgeführt werden, die hinsichtlich ihrer
sehe Verknüpfung der hinsichtlich ihrer Phasenlage 30 Frequenz und Amplitude drehzahlabhängig sind. Diese
jeweils benachbarten Wechselspannungen (uX, u 2, Spannungen werden gegeneinander entkoppelt an ei-
u3, ü4) gebildet sind und da£- die Scheitelwerte der nen gemeinsamen Schaltungspunkt geführt und liefern
Wechselspannungen /Ll, t/2, ta3, u3, t/4) durch nach Gleichrichtung und Glättung eine Istspannung, die
„ . . , j . - . . .„ drehzahlabhängig ist und mit einer Sollspannung vergli-
Spannungsleitungen auf den y j/2-fachen Wert re- χ chen wefden J^ M daß das Verg|eichsergebnis inner-
duziert sind. halb der Steuerschaltung zur Drehzahikorrektur heran-
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, da- gezogen werden kann (Siemens-Zeitschrift, 45 [(197I)],
durch gekennzeichnet, daß zur ohmschen Verknüp- S. 206 und 207).
fung der Wechselspannungen (u 1 bis u 4) eine ring- Dabei kann auch ein Toleranzausgieich zwischen den
förmige Reihenschaltung untereinander gleicher 40 hinsichtlich ihrer Phasenlage jeweils benachbarten in-
ohmscher Widerstände (R 31 bis Ä34, R41 bis R 44) duzierten Spannungen mittels eines ihnen gemeinsamen
vorgesehen ist, deren Verbindungspunkte abwech- Stellwiderstandes erfolgen, über den sie nach der gegen-
selnd mit jeweils einer Diode (D 2) und mit jeweils seitigen Entkopplung an den gemeinsamen Schaltungs-
einem einer der Wechselspannungen (u\ bis t/4) punkt geführt werden (ETZ-B, Band 23 [1971], S. 238).
teilenden Spannungsteiler (RW bis Ä14, R21 bis 45 Es ist auch bekannt (DE-AS 10 73 619), aus einem
24) verbunden sind, dessen Teilspannung an jeweils Einphasen-Wechselspannungswert einen Gleichspan-
eine weitere Diode (D 1) geführt ist, und daß die nungsmeßwert vergleichsweise geringer Welligkeit zu
zweiten Anschlüsse aller Dioden (DX, D2) unterein- erzeugen, indem mittels phasenschiebender Glieder
ander und mit dem gemeinsamen Lastwiderstand mehrere gegeneinander phasenverschobene gleich gro-
verbunden sind. so ße Teilwechselspannungen abgeleitet werden, die dann
separat gleichgerichtet und parallelgeschaltet werden.
Hierbei soll eine weitere Verringerung der Welligkeit
aber nur durch Erhöhung der Anzahl phasenschiebender
Glieder möglich sein.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanord- 55 Die Welligkeit der pulsierenden Gleichspannung hat
nung zur Glättung pulsierender Spannungen, insbeson- bei einem kollektorlosen Gleichstrommotor mit 4 Ständere
von aus Gleichstrommotorwicldungen zur Dreh- der-Teilwicklungen vor der Glättung einen Wert von
zahlregelung abgeleiteten Istspannungen, die aus mehr etwa 30%. Ein derart hoher Wert führt bei einer Drehais
zwei gegeneinander entkoppelten und auf einen ge- momentänderung an der Motorwelle zu starken Drehmeinsamen
Lastwiderstand geführten Wechselspannung 60 zahlabweichungen. Wenn die pulsierende Gleichspangen
gleicher Frequenz und etwa übereinstimmenden nung durch zusätzliche Speicherelemente geglättet
Scheitelwerts und unterschiedlicher Phasenlage mit ei- wird, so tritt bei Änderungsvorgängen des Motorbener
Phasendifferenz von weniger als 180° zwischen hin- triebs, insbesondere beim Anlaufen und bei Lastwechsichtlich
ihrer Phasenlage benachbarten Wechselspan- sei, ein starkes und daher unerwünschtes Überschwinnungcn
gebildet sind. 65 gen auf. Damit ist wiederum eine ungenaue Arbeiiswci-Zur
Glättung pulsierender Gleichspannungen ist es se verbunden, die insbesondere bei Präzisionsaniricbcn
bekannt, elektrische Energiespeicher, also Induktivitä- unerwünscht ist.
ten und/oder Kapazitäten zu verwenden. Bei vielen An- Außer den vorstehend beschriebenen sind dem Fach-
ten und/oder Kapazitäten zu verwenden. Bei vielen An- Außer den vorstehend beschriebenen sind dem Fach-
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2257713A DE2257713C2 (de) | 1972-11-24 | 1972-11-24 | Schaltungsanordnung zur Glättung pulsierender Spannungen |
GB5358773A GB1435983A (en) | 1972-11-24 | 1973-11-19 | Circuit arrangements for commutatorless direct current motors |
US418237A US3891904A (en) | 1972-11-24 | 1973-11-23 | Methods and circuit arrangements for smoothing pulsating voltages |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2257713A DE2257713C2 (de) | 1972-11-24 | 1972-11-24 | Schaltungsanordnung zur Glättung pulsierender Spannungen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2257713B1 DE2257713B1 (de) | 1974-06-20 |
DE2257713C2 true DE2257713C2 (de) | 1985-10-24 |
Family
ID=5862650
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2257713A Expired DE2257713C2 (de) | 1972-11-24 | 1972-11-24 | Schaltungsanordnung zur Glättung pulsierender Spannungen |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3891904A (de) |
DE (1) | DE2257713C2 (de) |
GB (1) | GB1435983A (de) |
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