DE2351164B2 - Anordnung zur Bildung der Zündimpulse für die Thyristoren eines einen eigengetakteten Synchronmotors speisenden Umrichters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bildung «5 der Zündimpulse für die Thyristoren eines einen eigengetakteten Synchronmotors speisenden Umrichters nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Anordnung ist bereits bekannt (IEEE Transactions on Magnetics, 1967, S. 236 bis 240).

Für eine stabile bzw. saubere Kommutierung zwischen den Umrichter-Thyristoren müssen deren Zündimpulse zeitlich so gebildet werden, daß der Voreilwinkel größer Null ist und einen relativ großen Wert beibehält.

Dies ist notwendig, weil die Thyristor-Kommutierung über die induzierte Motor-Spannung erfolgt. Beim Anlassen und beim Langssmlaufen des Motors ist die induzierte Motor-Spannung noch niedrig oder nahezu Null, so daß das Anlassen bzw. das Langsamlaufcn des Motors schwierig durchzuführen sind.

Sofern es sich um einen stromrichtergespeisten Motor mit Wechselrichter handelt, wird nach dem bekannten Stand der Technik das System eines umsteuerbaren Wechselrichters zusammen mit einem *>"> lilfs-Kommuticrungsglicd vorgesehen.

Bei einem stromrichtergespeisten Motor mit Direkt-Umrichter kann dagegen die sog. Stromquellen K<;:;i mutierung ohne ein gesondertes Hilfs-Kommutierungsglied od. dgl. verwendet werden, da die andere Kommutierung bei jedem Vorzeichenwechsel der Wechselstromquelle erfolgen kann, d. h. für jede Halbwelle der Wechselstromquelle.

Bei einer Synchronmaschine, die ohne induzierte Spannung kommutierbar ist, kann der Voreilwinkel γ vorzugsweise Null sein.

Ohne bauliche Beschränkung würde der stromrichtergespeiste Motor mit Wechselrichter einschließlich Hilfs-Kommutierungsglied bei γ=0 bis in den hohen Drehzahlbereich hinein betrieben werden können; der Betrieb bei γ=0 ist tatsächlich aber auf das Anlassen des Motors beschränkt.

Aber auch bei stromrichtergespeisten Motoren mit Wechselricher und Stromquellen-Kommutierung ist es schwierig, bei γ = 0 den Motor schnell laufen zu lassen.

Wie bereits eingangs erwähnt wurde, sollte bei einem Synchronmotor der Voreilwinkel γ beim Langsamlauf nahezu Null und beim Schneilaufen groß sein. Der bekannte Stand der Technik läßt jedoch offen, wodurch und mit welchem zeitlichen Verlauf der Voreilwinkel γ bei zunehmender Motor-Drehzahl gesteuert werden könnte. Bekannt ist nur, daß man bei höherer Drehzahl einen größeren Voreilwinkel benötigt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der der Voreilwinkel in Abhängigkeit von der Motor-Drehzahl steuerbar ist, um eine saubere Kommutierung und damit auch ein maximales Drehmoment zu erreichen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen.

Zur Abgabe eines möglichst hohen Motor-Drehmoments und damit zur Sicherung eines stabilen Motor-Betriebs wird also erfindungsgemäß der Voreilwinkel γ in Abhängigkeit von der Drehzahl gesteuert. Das heißt, der Voreilwinkel γ wird beim Anlassen und beim Langsamlaufen des Motors klein gehalten, um ein großes Anfangs-Drehmoment zu erzielen, jedoch mit zunehmender Drehzahl erhöht, um das Drehmoment weiter auf einem hohen Wert zu halten. Mit zunehmender Drehzahl wird jedoch der Voreilwinkel γ nicht so groß gemacht, daß das Drehmoment abfallen könnte. Wenn die Drehzahl einen vorbestimmten hohen Wert erreicht hat, wird der Voreilwinkel γ nicht mehr vergrößert, da sonst eine Lastkommütierung ausfallen könnte. Nach der Ausgestaltung der Erfindung im Patentanspruch 2 wird ab dieser bestimmten hohen Drehzahl der Voreilwinkel auf einen konstanten Wert eingestellt um ein möglichst großes Drehmoment zu sichern.

Die Erfindung gibt aber nicht nur das Prinzip der drehzahlabhängigen Einstellung des Voreilwinkels an, sondern auch dessen bauliche Realisierung wie im einzelnen dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs I zu entnehmen ist.

Auf diese Weise wird durch die Erfindung eine optimale Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie des Synchronmotor gesichert.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Iis zeigt

I" i g. 1 das Blockschaltbild eines AusfUhriingsbeispiels der crfintlungsgemiißcn Anordnung mit über einen Direkt-Umrichter gespeisten Synchronmotor;

I'ig. 2 Diagramme zur Erläuterung der Begriffsbestimmung des Voreilwinkels γ, nämlich

des Phasenstroms in den Ständerwicklungen und

Fig.2b die Läufer- bzw. Polrad-Lage in Zusammenhang mit F i g. 2a;

Fig.3 ein Voreilwinkel-Drehzahl-Diagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäß erreichten Verlaufs des Voreilwinkels in Abhängigkeit von der Drehzahl; und

Fig.4 ein genaueres Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anordnung.

F i g. 1 zeigt im einzelnen:

eine Wechselstromquelle 1, eine Glättungsdrossel 2. einen (schematisch angeordnete) Thyristoren aufweisenden Direkt-Uinrichter 3 einen Synchronmotor 4, einen direkt mit dessen Läuferwelle gekuppelten mechanischen Lagegeber 5, einen Drehzahl-Meßwertgeber 6, einen elektrischen Lagegeber 7, dem als Eingangssignal einerseits die in den Ständerwicklungen des Synchronmotors 4 induzierten Spannungen und andererseits ein vom Drehzahl-Meßwertgeber 6 erzeugtes, der Ist-Drehzahl proportionales Signal zügeführt sind, ein dem Drehzahl-Meßwertgeber 6 und dem elektrischen Lagegeber 7 nachgeschaltetes Verknüpfungsglied 8, eine Verteilerschaltung 9 zur unmittelbaren Abgabe der Zündimpulse an die Thyristoren des Umrichters 3 sowie einen Phasenschieber 10, der ebenfalls der Verteilerschaltung 9 vorgeschaltet ist.

Strom von der Wechselstromquelle 1 wire in die Anschlüsse des Synchronmotors 4 über die Glättungsdrossel 2 und den Umrichter 3 eingespeist, wobei die Verteilerschaltung 9 über die Zündimpulse die Thyriiioren des Umrichters 3 und damit die Stromzufuhr zum Synchronmotor 4 steuert. Die Zündimpulse werden im einzelnen in der Verteilerschaltimg 9 von einem (in Fig. 1 nicht gezeigten) UND-Glied abgeleitet, dem die Ausgangssignale von dem mechanischen Lagegeber 5, dem elektrischen Lagegeber 7 sowie vom Phasenschieber 10 als Synchronsignal zugeführt werden.

Bevor weiter auf den erfindungsgemäßen Betrieb der Anordnung in Fig. 1 eingegangen wird, sei zunächst eine genauere Begriffsbestimmung des Voreilwinkels )' gegeben, und zwar anhand von F i g. 2a und 2b, um den Voreilwinkel γ beim Signalverlauf der induzierten Läuferspannung bei der gegenseitigen Lage von Läufer und Ständer des Synchronmotors zu konkretisieren.

F i g. 2a zeigt dabei (ähnlich dem bekannten Stand der *5 Technik, a.a.O.. S. 237, dortige Fig. 3) ein Diagramm für den Fall Voreilwinkel y = 0° des mit vorgegebener Drehzahl umlaufenden Motors.

Der Voreilwinkel )> kann als Voreilwinkel einer Schnittstelle zwischen der induzierten Spannung der Phase i/und der induzierten Spannung der Phase Vzu einem Übergangspunkt definiert werden, bei dem der Läuferslrom der Phase i7in den der Phase V übergeht (d. h. einem Zeilpunkt, der für eine genaue Kommutierung zu befehlen ist). Aus Fig. 2a ist ersichtlich, daß beide eben definierten Zeitpunkte zusammenfallen, also wirklich y=0° gilt.

leder Phasenstrom ist eine Rechteckwclle mit einer Breite von 120" el., so daß für γ = 0° die Phase der Grundwellenkomponenle des Phasenstroms offensicht- &o lieh und vollständig mit der Phase der vom Motor induzierten Spannung zusammenfällt. Andererseils ist die dem Motor zugeführte Energie gleich dielektrischen Leistung, d. h. dem Produkt von Phasenstrom und Phascnspannung (induzierter Spannung). <>⁵

Daher wird die in den Motor einzuspeisende Energie maximal für )'==()", d. h. zwischen dem Phasenstiom (der GiUiiiiwdieiikoiiiponciiic) und der Phuscnspannung. Es ist auch ersichtlich, daß diese Energie dem vom Motor erzeugten Drehmomert entspricht, weshalb das maximale Drehmoment bei j-=0° erhalten wird.

F i g. 2b zeigt die Läufer- bzw. Polradlage für den Punkt P von Fig.2a bei y = 0°, wobei ein Polrad mit zwei Polen und einer Lage zwischen den Ständerwicklungen der Phasen U, V und W gezeigt ist. Strichpunktlinien verbinden jeweils die Mitte des Polrads und eine der Ständerwicklungen. Zu den Zeitpunkten (a und b in Fig.2a), wenn die induzierte Spannung einer der Phasen U. Kund W Null ist, fällt die Mitte der Wicklung der obigen einen Phase mit der Mitte des Polrads zusammen.

Der Punkt Peilt um 30° el. dem Punkt b vor. bei dem die Induzierte Spannung der Phase U sich von positiv zu negativ ändert, und ist um 30° el. gegenüber dem Punkt a verzögert, bei dem die induzierte Spannung der Phase V sich von negativ zu positiv ändert. ln_F_i g. 2b liegt der Punkt Pum 30° vor einer Mittelachse uOder Wicklung für die Phase U und hinter einer Mittelachse vO der Wicklung für die Phase V.

Wenn der Voreilwinkel γ durch die gegenseitige Lage von Polrad und Ständer definiert wird, so ist er der Winkel zwischen der Mittelachse der Ständerwicklung, die in der Phase gegenüber der Polradwicklung voreilt. und der Mittelachse der Polradwicklung im Kommutierungszeitpunkt.

Zwischen dem Drehmoment r des stromrichtergespeisten Synchronmotors und dem Voreilwinkel γ besteht folgende Beziehung:

Es ist also ersichtlich, daß das Drehmoment r mit zunehmendem Voreilwinkel γ abnimmt, wobei der Voreilwinkel γ eben das Voreilen der Zündimpulse für die Thyristoren des Umrichters in bezug auf die Gegen-EMK des Synchronmotors angibt. Der Voreilwinkel γ sollte also zur Erzielung eines maximalen Drehmoments möglichst klein gemacht werden, was jedoch auf Schwierigkeiten wegen der Kommutierung der Umrichter-Thyristoren stößt.

Wenn ein Direkt-Umrichter verwendet wird, kann der Voreilwinkel γ sehr klein gemacht werden, da die Kommutierung vom Vorzeichenwechsel der Versorgungs- bzw. Netz-Spannung beim Anlassen und beim langsamen Laufen des Motors abhängt. Falls der Voreilwinkel γ konstantgehalten wird, nimmt die Zeit vor dem tatsächlichen Auftreten der Stromquellen-Kommutierung (d. h. der Kommutierung durch die Zwischenphasenspannung der Stromquelle) nach dem Auftreten des Lagegeber-Signals (Zeitdauer, die als elektrischer Winkel der induzierten Spannung des Synchronmotors ausgedrückt wird) mit der Drehzahl zu. Das würde an sich einem Fall entsprechen, daß der Voreilwinkel )' einen großen negativen Wert annimmt, weshalb er mit zunehmender Drehzahl erhöht werden muß, um einen Abfall des Drehmoments zu vermeiden. Wenn die Drehzahl groß wird, fiiidet eine Last-Kommutierung (d. h. Kommutierung durch die Zwischenphasenspannung des Synchronmotors) fast ohne Kommutierungs-Fehler statt. Daher ist an sich ein großer Vou'ilwinkcl γ wünschenswert, um Kommutierungs-Fehler zu vermeiden, jedoch führt eine unbeschränkte Erhöhung des Voreilwinkels γ zum Abfall des Drehmoments, so daß vorzugsweise oberhalb einer gewissen Drehzahl der Voreilwinkel γ auf einem konstanten Wert gehalten wird, um ein möglichst großes Drehmoment zu erhalten.

Im folgenden sei näher auf das Voreilwinkel-Drehzahl-Diagramm von Fig. 3 eingegangen, wo verschiedene Kurven A-D mil folgender Bedeutung eingezeichnet sind:

A = Begrenzung der Last-Kommutierung:

B = maximale Drehzahl bei erlaubter Stromquellen-Kommutierung;

C = größtes unteres Band des Voreilwinkels γ bei nicht verringertem Drehmoment und gleichzeitiger Stromquellen-Kommutierung; und

D = optimaler Verlauf des Voreilwinkels γ über der Drehzahl entsprechend dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Ausweichlich Fig. 3 bewirkt die Anordnung bei induzierter Spannung des Synchronmoiors. Die Kommutierung erfolgt im Bereich, wo der Voreilwinkel j· sich oberhalb der Kurve A in Fig. 3 befindet. Bei sehr niedriger Drehzahl ist jedoch auch die induzierte Spannung niedrig, so daß eine Kommutierung praktisch unmöglich ist.

Wenn der in Fig. 1 gezeigte Umrichter 3 verwendet wird, kann die Kommutierung durch die Versorgungsspannung ausgelöst werden. In diesem Umrichter kann nämlich die Kommutierung infolge Versorgungsspannung — Stromquellen-Kommutierung — ebenso wie die Last-Kommutierung durchgeführt werden, d. h. eine Kommutierung infolge induzierter Spannung des Synchronmotors 4, wobei erstere letzteren kommutierfähig macht.

Die Stromquellen-Kommutierung tritt nur jede Halbperiode der Stromquelle auf, so daß ein Kommutierungsintervall, das der Halbperiode der Stromversorgung entspricht, sehr klein ist bei niedriger Drehzahl.

Jedoch wird bei hoher Drehzahl das Intervall nicht vernachlässigbar, und durch die Stromquellen-Kommutierung wird nicht nur eine gewünschte Kommutierung erwartet, d. h. eine sichere Kommutierung in einer vorgegebenen Läufer-Stellung, sondern auch ein stabiler Betrieb des Stromrichters an sich. Aufgrund der von den Erfindern gewonnenen Erfahrungen ist es in einem Bereich, in dem die Frequenz der induzierten Spannung des Synchronmotors gemäß Fig. 1 ca. mindestens die halbe Frequenz der Stromversorgung beträgt, unbedingt notwendig, die Kommutierung infolge induzierter Spannung erfolgen zu lassen.

Eine derartige Begrenzung, d. h. eine maximale Drehzahl, die die Stromquellen-Kommutierung erlaubt, ist als Gerade B in Fig. 3 gezeigt. Daher ist es im niedrigen Drehzahlbereich links der Geraden B notwendig, einen glatten Obergang von der Stromquellen-Kommutierung zur Last-Kommutierung entsprechend der Drehzahl vorzunehmen.

Andererseits wird in einem niedrigeren Drehzahl-Bereich unterhalb der eben definierten maximalen Drehzahl die Kommutierung entsprechend der Lage des Läufers durch die Stromquellen-Kommutierung vorgenommen, jedoch wird selbst in diesem Bereich das obige Intervall der Stromquellen-Kommutierung nicht vernachlässigbar bei relativ hoher Drehzahl. Falls nämlich ein Befehl (Signal) zum Kommutieren im günstigsten Zeitpunkt wenn vom Läufer ein maximales Drehmoment erzeugbar ist gegeben wird, wird die Stromquellen-Kommutierung im ungünstigsten Fall tatsächlich ungefähr eine halbe Periode später als der Befehl durchgeführt

Die Kommutierung in einem derartigen Fall wird tatsächlich zu einem Zeitpunkt vorgenommen, der von der durch den Befehl definierten Lage überlaufen ist, se daß das vorgegebene maximale Drehmoment verrin gen wird.

Deshalb wird das Drehmoment kleiner, wenn dei Voreilwinkel γ auf einem konstanten Wert gehalter wird.

Die Gerade C in Fig. 3 zeigt eine gewünschte Kennlinie, um das erzielbare Drehmoment maximal be Stromquellen-Kommutierung zu machen und fcrnei

ίο einen glatten Übergang von der Stromquellcn-Kommu tierung zur Last-Kommutierung (Kommutierung infol ge induzierter Spannung) vorzunehmen. Alle von der Kurven A. B und C in F i g. 3 definierten Bedingungei werden gleichzeitig durch die Kurve Din Fi g.3 erfüllt die durch die erfindungsgemäße Anordnung gesicher ist. Auf der Kurve D ist der Voreilwinkel γι, während dei Last-Kommutierung gewöhnlich zwischen 40 und 60' eingestellt.

Im folgenden wird der Betrieb der Schaltungsanord nung von F i g. 1 näher erläutert:

Bei Anlassen des Synchronmotors werden von dei Verteilerschaltung 9 Zündimpulse für die Thyristorer des Umrichters 3 erzeugt, und zwar in Abhängigkei vom Ausgangssignal des mechanischen Lagegebers ί und vom Ausgangssignal des Phasenschiebers 10, da: ein Synchronisiersignal ist. Zu diesem Zeitpunkt wire der Voreilwinkel γ auf einem kleinen Wert }\ gehalter (vgl. Fig. 3), um ein maximales Anfangs-Drehmomen zu erzielen. Es wird dabei der mechanische Lagegeber!

verwendet, da beim Anlassen des Motors der elektri sehe Lagegeber 7 wegen einer kleinen induzierten EMK des Synchronmotors 4 nicht befriedigend arbeitet.

Mit der Zunahme der Drehzahl des Synchronmotor; 4 nimmt allerdings dessen induzierte EM K zu, so daß cir befriedigender Betrieb des elektrischen Lagegebers 7 erfolgt, und so auch ein Umschalten der Verarbeitung des Ausgangssignals vom mechanischen Lagegeber 5 zum elektrischen Lagegeber 7 vorgenommen wird. Da; Umschalten ist deswegen notwendig, weil der Voreil winkel γ mit zunehmender Drehzahl allmählich größei werden muß, jedoch der mechanische Lagegeber 5 nui einen bestimmten Voreilwinkel, nämlich γ_Λ bewirkt. Dei elektrische Lagegeber 7 empfängt dagegen ein Ist Drehzahl-Signal vom Drehzahl-Meßwertgeber 6 unc erhöht den Voreilwinkel γ mit zunehmender Drehzahl Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß aul diese Weise ein stufenloser Übergang vom mechanischen Lagegeber 5 zum elektrischen Lagegeber 7 erzielt wird, worauf noch zurückzukommen sein wird. Wäh-

so rend also das Ausgangssignal des mechanischen Lagegebers 5 einen konstanten Voreilwinkel γ be Anlassen des Synchronmotors zeigt, nimmt der Voreilwinkel γ im Ausgangssignal des elektrischer Lagegebers 7 mit der Drehzahl zu, so daß es in der Phase dem Ausgangssignal vom mechanischen Lagegeber 5 voreilt also im folgenden bei der Erzeugung der Zündimpulse durch die Verteilerschaltung 9 nur noch das Ausgangssignal des elektrischen Lagegebers 7 maßgebend ist denn wenn durch dieses bedingt die Thyristoren im Umrichter 3 einmal gezündet worder sind, ist es für ihren Betrieb bedeutungslos, wenr anschließend noch einmal ein Zündimpuls, bedingi durch das nacheilende Ausgangssignal vom mechanischen Lagegeber 5, ankommt Auf diese Weise wird eir glatter Übergang der Steuerung der Verteilerschaltung 9 vom mechanischen Lagegeber 5 zum elektrischer Lagegeber 7 bewirkt.
Sobald der Synchronmotor 4 in den Bereich hoher

Drehzahl kommt, also schnell läuft, wird die Last-Kommutierung durchgefühlt. Dabei ist es erforderlich, den Voreilwinkel )^r zu vergrößern, um die Durchführung der Kommutierung zu sichern, jedoch auch wünschenswert auch wünschenswert, den Voreilwinkel γ auf einem ι konstanten Wert )'/, (vgl. F i g. 3) zu halten, um ein möglichst großes Drehmoment zu erzeugen.

Fig. 4 zeigt auszugsweise das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anordnung, wobei zur Vereinfachung grundsätzlich nur der i<> die Phase Ubetreffende Schaltungsteil dargestellt ist.

Im einzelnen sind in F i g. 4 genauer die Blöcke 6—8 von F i g. 1 gezeigt.

Der Drehzahl-Meßwertgeber 6 umfaßt:
Transistoren TR 1, 77? 2 und TR 3, um ausgehend vom r> mechanischen Lagegeber 5 ein elektrisches Wechsel-Signal zu erzeugen, einen säliigbaren Übertrager ST, der das Wechsclsignal von diesen Transistoren empfängt, einen Gleichrichter RF. der das Ausgangssignal vom Übertrager 57" gleichrichtet, ein Glätlungsglicd aus Widerständen Rb, R 7 und R 8 und einen Glättungskondensalor C zum Glätten des gleichgerichteten Signals vom Gleichrichter RS, eine Z-Diode ZD 1, die das geglättete Signal vom Glättungsglied sättigt, und einen Transistor 77? 4, der das geglättete Signal verstärkt. 2^r>

Der elektrische Lagegeber 7 umfaßt:
einen Übertrager T. ein Relais WR Y, das auf ein Drehzahlsignal mit vorbestimmtem Wert (vgl. oben) anspricht sowie Kontakte RY \ und RY2 einschließt, eine Z-Diode ZD2, die einen Betätigungspcgcl des in Relais WR Y erzeugt, einen Signalformcr aus einem Widerstand R 12 und einer Z-Diode ZD3 sowie einen rückgekoppelten magnetischen Verstärker MA mit Steuerwicklungen CCl und CC2, einer Diode D 1 und einem Widerstand R 13. r>

Das ODER-Glied 8 weist Dioden D 2 und D 3 auf.

Im folgenden wird der Betrieb der Schaltungsanordnung von F i g. 4 näher erläutert.

Das Ausgangssignal des mechanischen Lagegebers 5 wird in die Anschlüsse U2 und V2 über die Diode D 3 und ebenfalls in den Transistor 77? 2 über den Basiswiderstand /?3 eingespeist. Das Ausgangssignal des mechanischen Lagegeber 5 wird 5, indem es über den Basiswiderstand R 2 in den Transistor TR1 eingespeist wird, invertiert, und das invertierte Signal <r> wird über den Widerstand /?2 am Transistor TR 3 angelegt.

Das Ausgangssignal des mechanischen Lagegebers 5 wird in ein Wechselsignal umgewandelt, das seinerseits in den sättigbaren Übertrager STeingespeist wird. Da w die Integration der durch den sättigbaren Übertrager 57" aufgenommenen Spannung von der besonderen Ausbildung des Kernes und der Wicklung abhängt, ist der Mittelwert der Halbwolle der Ausgangsspannung des Übertragers S7"proportional zur Frequenz des vom ■>■> mechanischen Lagegeber 5 erfaßten Signales. Das Ausgangssignal des Übertragers .ST wird durch den Gleichrichter RF und das Glätlungsglicd verarbeitet und dann durch den Transistor TR 4 verstärkt. Das verstärkte Signal wird schließlich in die Steiierwicklung CCI des magnetischen Verstärkers MA und in die Spule des Relais VVftKeingespcist.

Die an den Anschlüssen U\ und Vi des Synchronmotor 4 induzierte Spannung wird über den Übertrager T in den elektrischen Lagegeber 7 eingespeist. Wenn das Drchzahlsignal, die vorbestimmte Mindest-Drehzahl erreicht, wird die Z-Diode Z.D2 leitend, die ihrerseits bewirkt, daß das Relais W/?/arbeitet und dadurch seine Kontakte RVl und RY2schließt.

Die induzierte Spannung des Synchronmotors 4, die über den geschlossenen Kontakt RY 1 am Signalformer anliegt, wird in den magnetischen Verstärker MA eingespeist. Andererseils wird das Drchzahlsignal in die Steuerwicklung CCl über den Widerstand R 10 und den nunmehr ebenfalls geschlossenen Kontakt RY2 eingespeist. Daher wird mit zunehmender Drehzahl die Annäherung an den magnetischen Sättigungspunkt beschleunigt, so daß das Ausgangssignal des elektrischen Lagegebers 7 in der Phase voreill. Der Str^m von der Stromquelle wird über einen Stell-Widerstand VR in die Steuerwicklung CC2 zur Nullpunklcinstellung des magnetischen Verstärkers MA eingespeist. Das Ausgangssignal des magnetischen Verstärkers MA liegt über die Diode D2 des ODER-Glieds 8 an den Ausgangsanschlüssen (72und V2.

Das heißt, das Ausgangssignal des mechanischen Lagegebers 5 tritt am Anlaß-Zeitpunkt an den Anschlüssen LJ2 und V2 auf. während ab der vorbestimmten Mindest-Drehzahl das Ausgangssignal mit voreilcndcr Phase vom elektronen Lagegeber 7 an den Ausgangsanschlüssen IJ2 und V2 liegt, weil nämlich, wenn die Drehzahl den vorbestimmten Mindcst-Wcrt erreicht, die Kontakte RYl und RY2 geschlossen werden, so daß das Aiisgangssignal vom elektrischen Lagegeber 7 den magnetischen Verstärker MA erreichen kann. Wenn das Ausgangssignal vom elektrischen Lagegeber 7 in der Phase gegenüber dem vom mechanischen Lagegeber 5 voreill, liegt (zuerst) das crslerc an den Ausgangsanschlüssen IJ2 und V2. Auf diese Weise wird das Schalten vom mechanischen Lagegeber 5 zum elektrischen Lagegeber 7 glatt oder stufenlos durchgeführt.

Der elektrische Lagegeber 7 ist nicht für einen Betrieb bei niedriger Drehzahl ausgelegt, weil notwendigerweise Betricbs-Instabilitäten vermieden werden müssen und vorzugsweise ein magnetischer Verstärker kleiner Kapazität verwendet wird. Bei hoher Drehzahl wird der Vorcilwinkcl des Ausgangssignals des elektrischen Lagegebers 7 konstant gehallen, da das isl-Drchzahl-Signal durch die Z-Diodc ZD3 gesättigt und damit konstant gehalten ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Bildung der Zündimpulse für die Thyristoren eines einen eigengetakteten Synchronmotor speisenden Umrichters

— mit einem die Läuferlage gegenüber den Ständerwicklungen angebenden, mit der Motorwelle gekuppelten mechanischen Lagegeber, dessen, einen bestimmten Voreilwinkel beinhal- to tendes Ausgangssignal einer die Zündimpulse bildenden Verteilerschaltung zugeführt ist, wobei der Voreilwinkel mit Zunahme der Drehzahl vergrößert ist,

gekennzeich net durch '5

— einen elektrischen Lagegeber (7),

— dem als Eingangssignal einerseits die in den Ständerwicklungen des Synchronmotors (4) induzierten Spannungen und andererseits ein von einem Drehzahl-Meßwertgeber (6) erzeugtes, der Ist-Drehzahl proportionales Signal zugeführt sind,

— dessen einen mit der Drehzahl variabel einstellbaren Voreilwinkel beinhaltendes Ausgangssignal ebenfalls der Verteilerschaltung (9) zügeführt ist, und

— durch ein vom Drehzahl-Meßwertgeber (6) gesteuertes Umschaltglied (z.B. WRY, RYi, RY2 in Fig.4), das ab einer bestimmten Mindestdrehzahl aufwärts den Eingang der Verteilerschaltung (9) von dem Ausgangssignal des mechanischen Lagegebers (5) auf das Ausgangssignal des elektrischen Lagegebers (7) umschaltet (F ig. 1).

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

— daß das Ausgangssignal des elektrischen Lagegebers (7) ab einer bestimmten Drehzahl einen konstanten Voreilwinkel (γι,) aufweist (F i g. 3).

40