DE2349162B2

DE2349162B2 - Schaltungsanordnung zur Drehzahlregelung eines Universalmotors

Info

Publication number: DE2349162B2
Application number: DE19732349162
Authority: DE
Inventors: Franz Ing.(Grad.) 4785 Belecke Gross-Boelting
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1973-09-29
Filing date: 1973-09-29
Publication date: 1979-09-20
Also published as: DE2349162A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Schaltungsanordnung, bei welcher die Feldwicklung des Motors zugleich auch mit dem erwähnten Spannungsteiler in Reihe geschaltet ist, durch die DE-AS 12 77417 bekannt. Bei diesen Schaltungen können die Bestandteile des Spannungsteilers sowie auch der Thyristor und die Diode, über welche der Spannungsteiler mit der Steuerelektrode des Thyristors verbunden ist, in einer Baueinheit, einem sogenannten Reglerbaustein, zusammengefaßt werden. Für den Reglerbaustein sind bei Schaltungen nach F i g. 1 und 3 der genannten Auslegeschrift unter Einbeziehung der Anschlüsse für ein Potentiometer insgesamt vier Außenanschlüsse und bei einer Schaltung nach F i g. 2 der Auslegeschrift, wenn der Überbrükkungskondensator des Spannungsteilers in den Reglerbaustein mit einbezogen wird, sogar fünf Anschlüsse notwendig.

Es wird bei diesen bekannten Schaltungen die Feldwicklung während des Zeitabschnittes einer Halbperiode der Betriebswechselspannung, in welcher der Thyristor in Schaltrichtung sperrt, d, h. noch nicht gezündet ist, durch den Spannungsteilerstrom vorerregt und es ist, wenn der Spannungsteiler der zugleich der

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Nebenstrompfad ist eine Diode enthält, die Feldwicklung während der Halbperiode der Wechselspannung, in welcher der Thyristor in der Rückwärtsrichtung sperrt, praktisch stromfrei.

Es ist durch die DE-AS 12 77 417, F i g. 3, außerdem bekannt, einen die Kathode des Thyristors mit der !Cathode der Spannungsteilerdiode verbindenden Widerstand vorzusehen, der notwendig ist, wenn der Spannungsteilerstrom zur Vorerregung zu klein ist Die Diode des Spannungsteilers ist aber so angeordnet, daß sie zusammen mit der Diode, über welche der Steuerstrom zum Thyristor fließt eine Kompensation von Temperatureinflüssen nicht ermöglicht

Ist die Feldwicklung des Universalmotors, wie beispielsweise durch die US-PS 29 39 064 bekannt in der Reihenschaltung des Thyristors und des Motorankers, welcher der Spannungsteiler parallelgeschaltet ist, mit enthalten, so kann während der Halbperiode der Betriebswechselspannung, in welcher der Thyristor in der Rückwärtsrichtung sperrt ebenfalls kein Strom durch die Feldwicklung fließen und keine unerwünschte Entregung bewirken. Andererseits ist aber bei dieser Anordnung die Feldwicklung auch während des Zeitabschnittes der Halbperiode der Betriebswechselspannung stromfrei, in welcher der Thyristor in der Schaltrichtung sperrt, also noch nicht gezündet ist. En diesem Zeitabschnitt sowie auch während der Halbperiode, in welcher der Thyristor in der Rückwärtsrichtung sperrt, fällt das magnetische Feld auf einen in der Regel kleinen Remanenzwert ab, so daß bei Reihenschlußmotoren mit wenig Ankerwicklungswindungen die infolge der Remanenz bei niederen Drehzahlen erzeugte Gegen-EMK, die als drehzahlabhängige Istgröße verwendet wird, entsprechend gering ist und die Drehzahlstabilisierung unregelmäßig wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Schaltung der eingangs beschriebenen Art eine zur Optimierung der Drehzahlstabilisierung erwünschte Vorerregung der Feldwicklung ohne Zuhilfenahme des Spannungsteilerstromes zu ermöglichen und die Bestandteile in der Schaltung derart anzuordnen, daß für die in einer Baueinheit zusammengefaßten Bestandteile der Schaltung insgesamt möglichst wenig Außenanschlüsse, deren Anzahl nach den Verwendungserfordernissen noch wählbar ist, nötig sind.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 dargestellt.

Über diesen Nebenstrompfad, der nur in der Schaltrichtung des Thyristors stromleitend werden kann, kann der Feldwicklung in den Zeitabschnitten, in welchen der Thyristor in der Schaltrichtung sperrt, d. h. noch nicht gezündet ist, ein für eine gewünschte Vorerregung ausreichender Strom zugeführt werden, dessen Größe durch den Widerstandswert des ohmsehen Widerstandes vorgegeben wird.

Bei der Drehzahlstabilisierung ist das Regelverhalten der Schaltung noch dadurch zusätzlich beeinflußbar und es ist ferner die Anzahl der Außenanschlüsse für die Baueinheit des sogenannten Regelbaustein auch davon abhängig noch wählbar, daß gemäß verschiedener Ausgestaltungen der Erfindung die Feldwicklung des Motors entweder unmittelbar mit der Anode des Thyristors verbunden ist oder dem Motoranker unmittelbar nachgeschaltet ist oder daß zwecks Funkentstörung der Schaltung eine, wie z. B. durch die »Application Note 200,4« der General Electric, F i g. 1A bekannt, durch den Anker des Motors in zwei gleiche Teile geteilte Feldwicklung oder eine durch den Anker

des Motors und den Thyristor in zwei gleiche Teile geteilte Feldwicklung verwendet wird.

Eine gute Regeleigenschaft erhält die Schaltung bei Verwendung einer ungeteilten Feldwicklung, welche mit der Anode des Thyristors unmittelbar verbunden ist. Bei Verwendung einer durch Thyristor ur.d Motoranker in zwei Teile geteilte Feldwicklung wird ein guter Funkentstörgrad erzielt und es ist die Regeleigenschaft der Schaltung noch hinreichend gut Hinreichend gut ist die Regeleigenschaft auch bei Verwendung einer ungeteilten, dem Anker des Motors unmittelbar nachgeschalteten Feldwicklung, ebenso ferner bei Verwendung einer durch den Motoranker in zwei Teile geteilten Feldwicklung, wobei auch der Funkentstörungsgrad ausreichend gut ist ι >

Außerdem kann bei einer Schaltung gemäß der Erfindung ein Thyristor verwendet werden, welcher nicht aus einer engen Toleranz der Ziinddaten herausgesucht werden muß.

Wenn eine geteilte oder ungeteilte Feldwicklung unmittelbar mit de Anker des Motors verbunden ist, so wird kein zwischen der Feldwicklung und dem Anker abgehender Außenanschluß des Motors benötigt In diesen Fällen kann die Baueinheit des sogenannten Regelbausteins als Vorschaltschaltgerät des Motors mit je einem zweipoligen Ein- und Ausgang ausgeführt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend beschrieben. JO

Eine nach der Erfindung ausgeführte Schaltung enthält nach der Zeichnung einen an eine Wechselstromquelle 1 angeschlossenen Hauptstromkreis, in welchem ein Thyristor 4 und ein Reihenschlußmotor mit Anker 3 und Feldwicklung 2 in Reihe geschaltet sind. )5 Dieser Reihenschaltung ist ein Stromzweig parallelgeschaltet in welchem drei ohmsche Widderstände 5, 6', 6", eine Diode 7 und ein Verstellwiderstand 8 in Reihe geschaltet sind und in welchem die Widerstände 6' und 6" durch einen Kondensator 9 überbrückt sind. Es bildet diese Reihenschaltung einen Spannungsteiler, von welchem an der Verbindung der Widerstände 6' und 6" eine als Sollgröße ί"-τ die Drehzahlstabilisierung des Universalmotors verwendete Spannung abgegriffen wird und über eine Diode 10 der Steuerelektrode des Thyristors 4 zugeführt wird. Die Diode 10 ist in der Flußrichtung des Thyristorsteuerstromes gepolt wohingegen die Diode 7 so gepolt ist, daß sie an der Kathode durch den Widerstand 6" mit der Kathode der Diode 10 verbunden ist Bei dieser Anordnung bewirken die Dioden die Kompensation von auf die Steuerung des Thyristors und die Sollwertvorgabe für die Drehzahlstabilisierung einwirkenden Temperatureinflüssen.

Im Hauptstromkreis ist gemäß der Erfindung der Thyristor 4 mit einem Nebenstrompfad beschaltet, in welchem ein ohmscher Widerstand 11 und eine mit dem Thyristor gleichsinnig gepoite Diode 12 in Reihe angeordnet ist. Der Anker 3 des Universalmotors und die damit unmittelbar verbundene Feldwicklung 2 sind dem Thyristor 4 in dem Hauptstromkreis nachgeschaltet. Die Feldwicklung ist durch den Anker in zwei gleiche Teile 2', 2" getrennt Diese Anordnung dient zur Funkentstörung der Schaltung.

Die Stell- und Steuerelemente 4,5,6', 6", 7,9,10,1!, 12 der Schaltung, ausgenommen ist hiervon der Verstellwiderstand 8, sind in einer Baueinheit, dem sogenannten Regelbaustein, vereinigt Die Baueinheit ist in der Zeichnung durch einen strichpunktierten Rahmen dargestellt. Es sind hierfür nur drei Außenanschlüsse nötig, welche durch kleine Kreise a, b, c veranschaulicht sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Drehzahlregelung eines Universalmotors, der über einen Thyristor aus einer Wechselstromquelle gespeist ist bei der einer den Thyristor und den Anker des Motors enthaltenden Reihenschaltung ein Spannungsteiler mit in Reihe geschalteten ohmschen Widerständen und einer ersten Diode parallelgeschaltet ist von denen mindestens ein Widerstand durch einen Kondensator überbrückt ist von welchem Spannungsteiler eine einstellbare Vergleichsspannung für die Drehzahlregelung abgreifbar ist, ist der Steuerelektrode des Thyristors über eine für den Steuerstrom des Thyristors durchlässige zweite Diode zugeführt ist und mit einem den Thyristor umgehenden Nebenstrompfad zur Vorerregung der Feldwicklung, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenstrompfad nur dem Thyristor (4) parallelgeschaltet ist und einen für die Vorerregung der Feldwicklung bemessen, ohmschen Widerstand (11) und eine damit in Reihe geschaltete mit dem Thyriostor gleichsinnig gepolte Diode (12) aufweist und daß die Feldwicklung (2) in die den Thyristor (4) und den Motoranker (3) enthaltenden Reihenschaltung, einbezogen ist

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldwicklung (2) mit der Anodenseite des Thyristors (4) verbunden ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldwicklung (2) dem Motoranker (3) unmittelbar nachgeschaltet ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine durch den Anker (3) in zwei gleiche Teile (2', 2") geteilte Feldwicklung (2).

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine durch den Anker (3) und den Thyristor (4) in zwei gleiche Teile (2', 2") geteilte Feldwicklung (2).