DE2360509A1 - Drive cct. for self-starting three-phase motor - has one field winding coupled directly to AC and remaining windings to DC-AC inverter - Google Patents

Drive cct. for self-starting three-phase motor - has one field winding coupled directly to AC and remaining windings to DC-AC inverter

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Abstract

The drive circuit for a self starting three phase motor has one of its field windings coupled directly to the A.C. supply. The remaining two windings are each connected to a D.C./A.C. inverter. Both inverters are connected to the output of a bridge rectifier coupled via a transformer to the A.C. network. The inverters are controlled from the same pulse generator, but with different phases. The motor direction reversing switch is coupled to the pulse generator. A battery for the D.C. supply is charged from the rectifier. Supplying one phase winding directly from the A.C. supply simplifies the drive circuit and makes it more compact.

Description

'7 ζ. £,Ί*£,έι-Ι\#. totft hio sc4Γ '7 ζ. £, Ί * £, έι-Ι \ #. totft hio sc4Γ

Licentia Patent-Verwaltungs-G.m.b.H.Licentia Patent-Verwaltungs-G.m.b.H.

6 Frankfurt/Main 70, Theodor-Stern-Kai 16 Frankfurt / Main 70, Theodor-Stern-Kai 1

HH 73/28 3· Dez. 1973HH 73/28 3 December 1973

"Schaltung zum Anschluß eines selbstanlaufenden Drehfeldmotors" -"Circuit for connecting a self-starting rotating field motor" -

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zum Anschluß eines selbstanlaufenden Drehfeldmotors mit Kurzschlußläufer an ein Einphasen-Wechselstromnetz. V ΛThe invention relates to a circuit for connecting a self-starting Rotary field motor with squirrel cage to a single-phase alternating current network. V Λ

Es sind mehrere Schaltungen dieser Art bekannt und in der einschlägigen Literatur beschrieben, z. B. auch im "AEG-HiIfsbuch", 10. Auflage, Seiten 575 und 576. -There are several circuits of this type known and in the relevant Literature described, e.g. B. also in the "AEG-HiIfsbuch", 10th edition, pages 575 and 576. -

Eine Gruppe der Schaltungen dient zum Anschluß eines "Hilfsphasenmotors"* Dieser Motor besitzt zwei verschieden groß · bemessene Feldwicklungs-Stränge, die um 90° gegeneinander versetzt angeordnet sind. Der größere "Hauptphasenstrang-" liegt am Wechselstromnetz. Der kleinere "Hilfsphasenstrang" ist über vorgeschaltete Widerstände oder Kondensatoren an das Netz angeschlossen. Beide Stränge erzeugen zusammen ein elliptisches Drehfeld, so daß der Läufer bereits im Stillstand ein Anzugs-Drehmoment entwickelt. ■ .A group of circuits is used to connect an "auxiliary phase motor" * This motor has two field winding strings of different sizes, which are offset from one another by 90 ° are arranged. The larger "main phase strand" lies on the AC network. The smaller "auxiliary phase strand" is over upstream resistors or capacitors connected to the network. Both strands together create an elliptical one Rotating field, so that the rotor has a tightening torque even at a standstill developed. ■.

Eine andere Schaltung ist als "Steinmetzschaltung" bekannt. Sie dient zum Anschluß eines Drehstrom-Asynchronmotors. Bei ihr ist einer der drei Feldwicklungs-Stränge über einen Kondensator an"das Fetz angeschlossen. <Another circuit is known as a "Steinmetz circuit". It is used to connect a three-phase asynchronous motor. at one of the three field winding strands is connected to it via a capacitor at "das Fetz."

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- 2 HH 75/28- 2 HH 75/28

Bei den "bekannten Schaltungen fließt ein wesentlicher Teil des Leistungsstromes über Kondensatoren oder Widerstände. Die Kondensatoren sind insbesondere bei höheren Leistungen groß und sperrig. Die Widerstände verbrauchen Energie und senken daher den Wirkungsgrad.In the "known circuits" a substantial part flows of the power current via capacitors or resistors. The capacitors are particularly useful at higher powers big and bulky. The resistors consume energy and therefore reduce the efficiency.

Bei einigen dieser Schaltungen werden deshalb die Widerstände oder die Kondensatoren nach dem Hochlaufen des Motors abgeschaltet. Dadurch entfällt der -Energieverlust in den Widerständen und die Kondensatoren können kleiner dimensioniert sein. Jedoch wird die Feldwicklung nach dem Abschalten dieser Elemente ungünstig durchflutet. Deshalb kann der Wirkungsgrad nicht sehr hoch sein.In some of these circuits, the resistors or the capacitors after the motor has started up switched off. This eliminates the loss of energy in the Resistors and the capacitors can be dimensioned smaller. However, the field winding is switched off after this Elements badly flooded. Therefore the efficiency cannot be very high.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Schaltung der eingangs genannten Art, bei der die Antriebsanlage besonders kompakt und wirtschaftlich wird.The object of the invention is therefore to create a circuit of the type mentioned at the outset, in which the drive system is particularly becomes compact and economical.

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß ein Strang der Feldwicklung unmittelbar am Wechselstromnetz liegt und die anderen Stränge über Wechselrichter an eine Gleichstromquelle angeschlossen sind. Die Steuerung der Wechselrichter erfolgt durch ein Steuergerät, das entweder von der Netzspannung oder von dem Strom in dem am Netz liegenden Strang geführt wird.To achieve the object, it is proposed according to the invention that one strand of the field winding is connected directly to the alternating current network and the other strings are connected to a direct current source via inverters. The control of the inverter is done by a control device that is either from the mains voltage or from the current in the strand connected to the network to be led.

Diese Schaltung enthält keine Kondensatoren oder Widerstände, über die ein Teil des Leistungsstromes fließen muß. Die Wicklung kann optimal ausgelegt werden. Die Antriebsanlage wird daher kompakter und wirtschaftlicher als bei den bekannten Schaltungen.This circuit does not contain capacitors or resistors, over which part of the power current must flow. The winding can be designed optimally. The propulsion system will therefore more compact and economical than with the known circuits.

509825/0401509825/0401

HH 73/28HH 73/28

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführüngsbeispiels an Hand der Zeichnung, die ein Blockschaltbild zeigt.Further details and advantages of the invention result from the following description of an exemplary embodiment Hand drawing showing a block diagram.

Der Drehstrommotor 1 besitzt den Läufer 2 und die drei JTeId-. wicklungs-Stränge 35 4, 5· Der Strang 3. liegt unmittelbar am Wechselstromnetz 6. Die Stränge 4 und 5sind über die Wechselrichter 7 und 8 an den Akkumulator 9 angeschlossen, der von einem Gleichrichter " 1Omit vorgeschaltetem Transformator 11 aus dem Wechselstromnetz 6 aufgeladen wird. Die Wechselrichter 7, 8 schalten mit unterschiedlicher Phasenlage. Zu ihrer Steuerung dient das Puls-Steuergerät 12, das über einen Meßwandler 14 von der Spannung des Wechselstromnetzes 6 im Takt geführt wird. Mit Hilfe des Drehrichtungswahlschalters 13 wird die Phasenfolge der beiden Ausgangssignale des Steuergerätes 12 und damit die Drehrichtung: des Motors 1 bestimmt.The three-phase motor 1 has the rotor 2 and the three JTeId-. Winding strands 3 5 4, 5 · The strand 3 lies directly on the alternating current network 6. The strands 4 and 5 are connected via the inverters 7 and 8 to the accumulator 9, which is charged from the alternating current network 6 by a rectifier 1O with an upstream transformer 11 The inverters 7, 8 switch with different phase positions. The pulse control device 12 is used to control them, which is clocked by the voltage of the alternating current network 6 via a transducer 14. With the aid of the rotary direction selector switch 13, the phase sequence of the two output signals of the Control unit 12 and thus the direction of rotation: of the motor 1 is determined.

Aufgrund der Induktivitäten der Stränge 4, 5 und der üblichen Freilaufdioden in den Wechselrichtern 7,.8 sind die Stromimpulse der Stränge 4, 5 nicht rechteckförmig sondern gekrümmt. Bei günstiger Dimensionierung können die beiden Stränge daher zusammen ein Feld erzeugen, dessen Größe zeitlich nahezu sinusförmig verläuft.Due to the inductances of strands 4, 5 and the usual Free-wheeling diodes in the inverters 7, .8, the current pulses of the strings 4, 5 are not rectangular but curved. If the dimensions are favorable, the two strands can therefore together generate a field whose size is almost sinusoidal over time runs.

Der Netzanschluß kann einpolig ausgeführt werden. Dabei ist ein Pol über einen Hohlleiter an die Wechselstromquelle angeschlossen, der andere Pol liegt an Masse und durch den Hohlleiter verlaufen Meß- und Steuerleitungen. The mains connection can be single-pole. It is one pole connected to the alternating current source via a waveguide, the other pole is connected to ground and measuring and control lines run through the waveguide.

509825/OAO1509825 / OAO1

Claims (12)

HH 73/28 - 4 - PatentansprücheHH 73/28 - 4 - claims 1.JSchaltung zum Anschluß eines selbstanlaufenden Drehfeldmotors mit Kurzschlußläufer an ein Einphasen-Wechselstromnetz, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strang (3) der Feldwicklung unmittelbar am Wechselstromnetz (6) liegt und die anderen Stränge (4, 5) über Wechselrichter (7, 8) an eine Gleichstromquelle (9) angeschlossen sind.1. Circuit for connecting a self-starting rotating field motor with squirrel cage to a single-phase alternating current network, characterized in that one strand (3) of the field winding is directly connected to the alternating current network (6) and the other strings (4, 5) are connected to a direct current source (9) via inverters (7, 8). 2. Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Wechselrichter (7, 8) die Stränge (4, 5) mit unterschiedlicher Phasenlage an die Gleichstromquelle (9) anschließen.2. A circuit according to claim 1, characterized in that the inverter (7, 8) the strands (4, 5) with different Connect the phase position to the direct current source (9). 3. Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein fremdgeführtes Steuergerät (12), das die Wechselrichter (7, 8) steuert.3. Circuit according to claim 1, characterized by an externally controlled control device (12) which controls the inverter (7, 8) controls. 4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung des Steuergerätes (12) die Spannung des Wechselstromnetzes (6) dient.4. A circuit according to claim 3, characterized in that for Management of the control unit (12) the voltage of the alternating current network (6) is used. 5. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ,zur Führung des Steuergerätes (12) der Wechselstrom dient, der5. A circuit according to claim 3, characterized in that, for Management of the control device (12) the alternating current is used, the - durch den am Wechselstromnetz liegenden Strang (3) fließt.- flows through the strand (3) connected to the AC network. 6. Schaltung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (12) den Nulldurchgang der zur Führung dienenden Größe als Taktsignal verwendet.6. Circuit according to one of claims 4 or 5, characterized in that that the control unit (12) uses the zero crossing of the variable used for guidance as a clock signal. 7· Schaltung nach einem der Ansprüche 4 oder 5i dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (12) den Nulldurchgang der ersten zeitlichen Ableitung der zur Führung dienenden Gr.öße als Taktsignal verwendet.7. Circuit according to one of Claims 4 or 5i, characterized in that that the control unit (12) crosses the zero of the first time derivative of the variable used for guidance used as a clock signal. _ 5 _ 5.0 9825/0401 _ 5 _ 5.0 9825/0401 HH 73/28HH 73/28 8. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselrichter (7, 8) gesteuerte Halbleiter-Ventile besitzen. "8. A circuit according to claim 1, characterized in that the inverter (7, 8) controlled semiconductor valves own. " 9. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromquelle ein chemischer Stromspeicher (9) ist.9. A circuit according to claim 1, characterized in that the The direct current source is a chemical energy storage device (9). 10. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromquelle ein aus dem Wechselstromnetz (6) gespeister Gleichrichter (10) ist.10. A circuit according to claim 1, characterized in that the Direct current source fed from the alternating current network (6) Rectifier (10) is. 11. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromquelle ein Akkumulator (9.) ist, den ein Gleichrichter (10) aus dem Wechselstromnetz (6) auflädt.11. A circuit according to claim 1, characterized in that the The direct current source is an accumulator (9), which is charged by a rectifier (10) from the alternating current network (6). 12. Schaltung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet , daß dem Gleichrichter (10) ein Transformator (11) vorgeschaltet ist.12. Circuit according to one of claims 10 or 11, characterized that the rectifier (10) is preceded by a transformer (11). 13· Schaltung nach Anspruch, 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Gleichstromquelle (9) gespeisten Stränge (4, 5) gemeinsam ein Feld erzeugen, dessen Stärke einen annähernd sinusförmigen zeitlichen. Verlauf aufweist.13 · Circuit according to Claim 1, characterized in that the strings (4, 5) fed from the direct current source (9) together create a field whose strength is close to one sinusoidal temporal. Has course. Licentia Patent-Verwaltungs-G. m. b.H.Licentia Patent-Verwaltungs-G. m. b.H. 509825/0A01509825 / 0A01 LeerseiteBlank page
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4618809A (en) * 1984-06-08 1986-10-21 Tokai Trw & Co., Ltd. Apparatus for converting single-phase power to three-phase outputs
US4644241A (en) * 1984-06-08 1987-02-17 Tokai Trw & Co., Ltd. Single phase to three phase signal converter

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