DE2360509B2

DE2360509B2 - CIRCUIT FOR CONNECTING A ROTARY FIELD MOTOR STARTING UNDER LOAD

Info

Publication number: DE2360509B2
Application number: DE19732360509
Authority: DE
Inventors: Johannes Prof. Dr.-Ing. 2000 Wedel Eichhorn
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1973-12-05
Filing date: 1973-12-05
Publication date: 1976-09-23
Also published as: DE2360509A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schaltung zum Anschluß •ines unter Last anlaufenden Drehfeldmotors mit Kurzschlußläufer an ein Einphasen-Wechselstromnetz.The invention relates to a circuit for connecting • a rotating field motor starting under load Squirrel-cage rotor to a single-phase alternating current network.

Es sind mehrere Schaltungen dieser Art bekannt und in der einschlägigen Literatur beschrieben, z. B. im »AEG-Hilfsbuch 2«, 10. Auflage, S. 575 und 576.Several circuits of this type are known and described in the relevant literature, e.g. B. in »AEG-Hilfbuch 2«, 10th edition, pp. 575 and 576.

Eine Gruppe der Schaltungen dient zum Anschluß eines »Hilfsphasenmotors«. Dieser Motor besitzt zwei verschieden groß bemessene Feldwicklungs-Slränge, 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 Anzi'gs-Drehmoment eniwik-One group of circuits is used to connect an "auxiliary phase motor". This engine has two Field winding lengths of different sizes, which are offset from one another by 90 °. Of the the larger "main phase line" is connected to the alternating current network. The smaller "auxiliary phase thread" is over upstream resistors or capacitors connected to the network. Create both strands together an elliptical rotating field, so that the rotor generates a tightening torque even at a standstill.

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 Netz angeschlossen.Another circuit is known as the "Steinmetz circuit". It is used to connect a three-phase asynchronous motor. One of the three field winding strands is connected to the network via a capacitor connected.

Bei den bekannten Schaltungen fließt ein wesentlicher Teil des Leistungsstromes über Kondensatoren oder Widerstände.In the known circuits, a substantial part of the power current flows through capacitors or resistances.

Die Kondensatoren sind insbesondere bei höheren Leistungen groß und sperrig. Die Widerstände verbrauchen Energie und senken daher den Wirkungsgrad.The capacitors are large and bulky, especially at higher powers. Consume the resistors Energy and therefore lower 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. jtdoch 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 capacitors are therefore after the Motor run-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 switching off these elements flooded unfavorably. Therefore the efficiency cannot be very high.

Aus der US-PS 35 55 396 ist eine Schaltungsanordnung bekannt, die für einen selbstanlautenden Drehfeldniotor, der an ein Einphasen- bzw. Dreiphasenwechselstromnetz angeschlossen ist, bestimmt ist. Diese Anordnung weist einen Spannungsregler, bestehend aus antiparallel geschalteten Thyristoren, einen Wechselrichter und einen Phasenschieber auf, mit dem ein Drehfeldmotor elektrisch verbunden ist. Durch bes.immte Schaltungsmaßnahmen wird dafür gesorgt, daß ν ährend des Anlaufes durch entsprechende Steuerung der Thyristoren des Spannungsreglers zunächst der Phasenschieber mit einem Kondensator in einer Hilfsphase auf seine Solldrehzahl gebracht und erst cann der Drehfeldmotor durch Einlegen eines Schalters zugeschaltet wird. Der Motor läuft somit unbelastet an. v/obei die Thyristoren des Spannungsreglers nunmehr eis Gleichrichter arbeiten. Durch die zahlreichen iichaltstellen, die für die Umschaltung von einem unbelasteten Anlauf auf Betrieb erforderlich sind, wird diese Schaltungsanordnung verhältnismäßig aufwendig.From US-PS 35 55 396 a circuit arrangement is known for a self-starting rotary field motor that is connected to a single-phase or three-phase alternating current network connected, is determined. This arrangement has a voltage regulator consisting of anti-parallel connected thyristors, an inverter and a phase shifter to which a rotating field motor is electrically connected. By particular Switching measures ensure that ν during the start-up by appropriate control the thyristors of the voltage regulator first the phase shifter with a capacitor in one Auxiliary phase brought to its target speed and only cann the rotary field motor by inserting a switch is switched on. The engine thus starts unloaded. v / obei the thyristors of the voltage regulator now ice rectifier work. Due to the numerous iichaltstellen that are used for switching from one unloaded start-up are required for operation, this circuit arrangement is relatively complex.

Aufgabe der Erfindung ist daher der 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 in which the Drive system becomes particularly compact and economical.

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß ein Strang der Feldwicklung unmittelbar an Wechselspannung liegt und die anderen Stränge über Wechselrichter an eine Gleichstromquelle angeschlossen sind, wobei die Wechselrichter über ein iremdgeführtes Steuergerät mit der Spannung des Wechselstromnetzes geführt sind.To achieve the object, it is proposed according to the invention that one strand of the field winding is directly connected to alternating voltage and the other strings are connected to a direct current source via inverters are connected, whereby the inverters are connected to the voltage of the AC mains are performed.

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 contains no capacitors or resistors through which part of the power current must flow. The winding can be designed optimally. The drive system is therefore more compact and more economical than with the known circuits.

Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Appropriate refinements result from the subclaims.

In der folgenden Beschreibung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung, die ein Blockschaltbild zeigt, beschrieben.In the following description, an embodiment of the invention is based on the drawing, which is a Block diagram shows, described.

Der Drehstrommotor 1 besitzt den Läufer 2 und die drei Feldwicklungs-Stränge 3, 4, 5. Der Strang 3 liegt unmittelbar am Wechselstromnetz 6. Die Stränge 4 und 5 sind über die Wechselrichter 7 und 8 an denThe three-phase motor 1 has the rotor 2 and the three field winding strands 3, 4, 5. The strand 3 is located directly on the alternating current network 6. The strings 4 and 5 are via the inverters 7 and 8 to the

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Akkumulator 9 angeschlossen, der von einem Gleichrichter 10 mit vorgeschaltetem Transformator 11 aus dem Wechselstromnetz 6 aufgeladen wird. Die Wechselrichter 7,8 schalten mit unterschiedlich ir 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. Aufgrund der Induktivitäten der Stränge 4, 5 und der üblichen Freilaufdioden in den Wechselrichtern 7,8 sind die Stromimpulse der Stränge 4,5 nicht rechteckförniig, sondern gekrümmt. Bei günstiger Dimensionierung können die beiden Stränge daher zusammen ein Feld erzeugen, dessen Größe zeitlich nahezu sinusförmig verläuft.Accumulator 9 connected by a rectifier 10 is charged with an upstream transformer 11 from the alternating current network 6. The inverters 7,8 switch with different phase positions. To control it, the pulse control device 12 is used, which via a transducer 14 from the voltage of the AC network 6 is performed in time. With the help of the direction of rotation switch 13, the phase sequence the two output signals of the control unit 12 and thus the direction of rotation of the motor 1 is determined. Due to the inductances of the strings 4, 5 and the usual free-wheeling diodes in the inverters 7, 8 are the current impulses of the strands 4,5 are not rectangular, but curved. If the dimensions are favorable, the two strands can therefore together form a field generate, the size of which is almost sinusoidal over time.

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. One pole is connected to the AC power source connected, the other pole is connected to ground and measuring and measuring cables run through the waveguide Control lines.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Circuit for connecting a rotating field motor with squirrel-cage rotor that starts up under load to a single-phase alternating current network, thereby characterized in that one strand (3) of the field winding is directly connected to AC voltage (6) and the other strings (4, 5) via inverters (7, 8) to a direct current source (9) are connected, the inverter via an externally controlled control device (12) with the Voltage of the alternating current network are performed.

2. Circuit according to claim 1, characterized in that the inverter (7,8) the strands (4, 5) with different phase positions to the direct current source (9).

3. A circuit according to claim 1, characterized in that for guiding the control device (12) of the Alternating current is used, which flows through the strand (3) connected to the alternating current network.

4. Circuit according to one of claims 1 or 3, characterized in that the control device (12) the zero crossing of the variable used for guidance as a clock signal! used.

5. Circuit according to one of Ar Proverbs 1 or 3, characterized in that the control device (12) the zero crossing of the first time derivative of the variable used for guidance as a clock signal used.

6. A circuit according to claim 1, characterized in that the inverter (7, 8) is controlled Have semiconductor valves.

7. A circuit according to claim 1, characterized in that the direct current source is a chemical Power storage (9) is.

8. A circuit according to claim 1, characterized in that the direct current source is one of the AC network (6) fed rectifier (10) is.

9. Circuit according to claim 1, characterized gekennzeicnnet, that the direct current source is an accumulator (9), which a rectifier (10) from the AC mains (6) charges.

10. Circuit according to one of claims 8 or 9, characterized in that a transformer (11) is connected upstream of the rectifier (10).

11. Circuit according to claim 1, characterized in that that the strands (4, 5) fed from the direct current source (9) share a field generate, the strength of which has an approximately sinusoidal course over time.