DE2360509C3

DE2360509C3 - Circuit for the connection of a rotary motor starting under load

Info

Publication number: DE2360509C3
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
Filing date: 1973-12-05
Publication date: 1977-05-05

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schaltung zum Anschluß eines 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-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 NcI/ angeschlossen. Beide Siriinge er/engen zusammen ein elliptisches Drehleid, so daß der Laufer bereits im Stillstand ein An/ugs-Drehmoment entwikkelt. One group of circuits is used to connect an "auxiliary phase motor". This engine has two Field winding strings of different sizes, which are arranged offset from one another by 90 °. 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 NcI /. Both Siriings tighten together an elliptical turn so that the runner an on / off torque developed even at a standstill.

Fine andere Schaltung ist als »Steinmetzschaltung« bekannt. Sie dient zum Anschluß eines Drehstrom-Asynchronmotors. Bei ihr ist einer der drei Feldwicklungs-Siränge über einen Kondensator an das Netz angeschlossen.A different circuit is than a "Steinmetz circuit" known. It is used to connect a three-phase asynchronous motor. With her is one of the three field winding sirangs connected to the mains via a capacitor.

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. 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 capacitors are therefore switched off after the motor has started up. This eliminates the loss of energy in the resistors and the capacitors can be dimensioned smaller. However, the field winding is flooded unfavorably after these elements are switched off. Therefore the efficiency cannot be very high.

Aus der US-PS 35 55 396 ist eine Schaltungsanordnung bekannt, die für einen selbstanlaufenden Drehfeldmotor, der an ein Einphasen- bzw. Dreiphasenwechseistromnetz 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 bestimmte Schaltungsmaßnahmen wird dafür gesorgt, daß während des Anlaufes durch entsprechende Steuerung der Thyristoren des Spannungsreglers zunächst der Phasenschieber mit einem Kondensator in einer Hilfsphase auf seine Solldrehzahl gebracht und erst dann der Drehfeldmotor durch Einlegen eines Schalters zugeschaltet wird. Der Motor läuft somit unbelastet an, wobei die Thyristoren des Spannungsreglers nunmehr als Gleichrichter arbeiten. Durch die zahlreichen Schalcstellen, 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, which for a self-starting rotating field motor, that of 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, with which a Rotary field motor is electrically connected. Certain circuit measures ensure that during start-up by appropriate control of the thyristors of the voltage regulator initially the Phase shifter brought to its target speed with a capacitor in an auxiliary phase and only then the rotating field motor is switched on by inserting a switch. The engine thus starts unloaded, the thyristors of the voltage regulator now work as rectifiers. Through the numerous Switching points that are required for switching from an unloaded start-up to operation this circuit arrangement is relatively expensive.

Aufgabe der Erfindung ist daher der Schaffung einer Schaltung der eingangs genannten Art, bei der die Amriebsanlage 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 fremdgeführtes 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 Leistiingsstromes fließen muß. Die Wicklung kann optimal ausgelegt werden. Die Antriebsanlage wird daher kompakter und wirtschaftHcher als bei den bekannten Schaltungen.This circuit does not contain any 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 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 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 are via the inverters 7 and 8 to the

Akkumulator 9 angeschlossen, der von einem Gleichrichter 10 mit vorgeschaltetem Transformator 11 aus dem Wechselstromnetz 6 aufgeladen wird. Die Wechselrichter 7,8 schallen mit unterschiedlicher Phasenlage. Zu ihrer Steuerung dient das Puls-Steuergerät 12, Jas über einen Meßwandler 14 von der Spannung des Wechselstromnetzes 6 im Takt geführt wird. Mit Hilfe des Drehrichtungswahlschalters 13 wird die Phasenfolge der beiden Ausgangssignaie des Steuergerätes 12 und damit die Drehrichtung des Motors 1 bestimmt.Accumulator 9 connected by a rectifier 10 is charged with an upstream transformer 11 from the alternating current network 6. The inverters 7,8 sound with different phasing. The pulse control device 12, Jas is guided via a transducer 14 from the voltage of the alternating current network 6 in the cycle. With help of the direction of rotation switch 13 is the phase sequence 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 Fivilau'diinJen in den Wechselrichtern 7, 8 sind die .Stromimpulse der Stränge 4, 5 nicht rechieckformig. sondern gekrümmt. Hei günstiger Dimcnsionicriing können die beiden Stränge daher zusammen ein Feld erzeugen, dessen Größe zeitlich nahezu sinusförmig verläuft.Due to the inductances of the strands 4, 5 and the usual Fivilau'diinJen in the inverters 7, 8 are the .Stromimpulse the strands 4, 5 not rectangular. but curved. Hei cheap Dimcnsionicriing 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 ■>v\ Masse und durch den Hohlleiter verlaufen Meß- und Nicuerleitungcn.The mains connection can be single-pole. Here, a pole is connected via a waveguide to the AC power source, the other pole is ■> v \ mass and pass through the waveguide measuring and Nicuerleitungcn.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

! Circuit / to connect a rotating-field motor with squirrel-cage rotor that starts under load to a single-phase alternating current network. through this 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 I. characterized in that that the inverter (7, 8) the strings (4, 5) with different phase positions to the direct current source Connect (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 is used as the clock signal.

5. Circuit according to one of claims i 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 I, 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 mains (6) fed rectifier (10)

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9. A circuit according to claim 1, characterized in that the direct current source is an accumulator (9) is charged by a rectifier (10) from the alternating current network (6).

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

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.