DE2412055A1 - Steuerschaltung mit doppelweggleichrichtung und durchschaltverzoegerung fuer den betrieb von gleichstrommotoren oder dergleichen - Google Patents

Description

INLAND .MOTOR DIVISION OF KOLLMORGEN CORPORATION Radford, Virginia 24141, U.S.A.

Steuerschaltung mit Doppelweggleichrichtung und Durchschaltverzögerung für den Betrieb von Gleichstrommotoren oder dergleichen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für Gleichstrommotore, deren Betätigung von einem Wechselstomanschluß über eine Doppelweggleichrichtung erfolgt.

Es sind eine Vielzahl unterschiedlich aufgebauter Steuerkreise für Gleichstrommotore bekannt. Einer von diesen, der in der Praxis eine weitgehende Verbreitung gefunden hat, besteht im wesentlichen aus einem Doppelweggleichrichter,. der sich aus · zwei steuerbaren Silikon-Gleichrichteranordnungen zusammensetzt, von denen die eine für die Stromversorgung des Motors in der einen Drehrichtung und die zweite in der anderen Dreh-

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— ο«.

richtung verantwortlich ist. Diese eine Gleichrichtung von Wechselstrom bewirkenden Organe, die nachfolgend kurz SCR-Glieder bzw. SCR's genannt werden sollen, werden mittels Durchschalt- oder Zündimpulsen gesteuert, welche den Eingangsklemmen in vorbestimmter Zeit während einer eingangsseitigen Periode zugeführt werden. Auf diese Weise kann in Abhängigkeit von der jeweils geforderten Leistung eines Gleichstrommotors ein veränderbarer Teil der Eingangswelle von Strom und Spannung zu dem Rotor gelangen. Grundsätzlich werden die Zündimpulse für das Durchschalten der Gleichrichteranordnung mittels eines Impulsgenerators vorgegeben, welcher seinerseits auf ein Korrektursignal anspricht, das der Differenz zwischen der jeweils gegenwärtigen Motorgeschwindigkeit und der gewünschten Motorgeschwindigkeit entspricht. Der Impulsgenerator wählt und gibt die Zeit vor, die während einer Eingangsperiode zum Durchschalten der SCR-Glieder führt, um letztlich das Korrektursignal auf Null herabzusetzen. Der bekannte Steuerkreis ist bei niedrigen Geschwindigkeiten und geringen Belastungen des'Motors relativ zuverlässig. Bei hohen Geschwindigkeiten hingegen ist die Trägheit des Motors so wesentlich vergrößert, daß die Verzögerung im Ansprechvermögen desselben eine genauere Einstellung der SCR-Glieder und damit ihrer Zündzeiten, erfordert. Da sich die Gegen-EMK des Motors mit der Motorgeschwindigkeit gleichfalls vergrößert, ist es möglich, die Größe der Änderung des Stromanstieges und die dafür

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erforderlichen Bedingungen genau zu steuern. Bei den bekannten" Steuerschaltungen werden die Zündimpulse zu den den Strom für die umgekehrte Drehrichtung des Motors leitenden SCR-Gliedern bei hohen Geschwindigkeitsabschaltbedingungen verlorgengehen und weitere Ansprechverzögerungen bedingen, so daß ein bestimmter Zeitbetrag für das erneute Durchschalten der SCR-Glieder nötig ist. Hierdurch werden Diskontinuitäten in der Steuerung der Motorkraft bewirkt, die zu übermäßiger Erwärmung ,' Funkenüberschlagen, Geschwindigkeitsschwankungen und Begrenzungen der Leistungsspitzen des Motors führen.

Die genannten Probleme verschärfen sich bei Zeitunterschieden zwischen den Wechseln der Energiezufuhr zu dem Motor und seinem tatsächlichen Ansprechvermögen.

Der Variationsbereich des Steuerstromes, der für ein entsprechendes Ansprechen der Motorfunktion nötig ist, entspricht dem Unempfindlichkeitsbereich der Einrichtung.

In einer verbesserten Schalteinrichtung zündet der Impulsgenerator die für die Vorwärts- und Rückwärtslaufrichtung des Motors zuständigen SCR-Anordnungen, so daß diese sich überlappende Periodenabschnitte bezüglich ihres Leitvermögens besitzen. Diese Überlappungen führen grundsätzlich zu einer konstanteren Laufgeschwindigkeit des Motors, so daß sich der

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ünempfindlichkeitsbereich beträchtlich herabsetzen läßt und die Steuereinrichtung flexibler wird. In diesem verbesserten .System wird die Geschwindigkeit des Motors durch Vor- oder Rücklauf des Zünd- bzw. Durchschaltwinkels der SCR-Glieder verändert, während ein gleicher Vorwärts- und Rückwärtsstromfluß bei konstanter Geschwindigkeit beibehalten wird.

Die bestehenden Steuereinrichtungen beziehen ihre Steuerung auf den Nulldurchgang der Eingangssinuswelle und schalten im Vorlauf des Motors vorzeitig einen Satz SCR-Glieder durch und verzögern das Durchschalten der anderen Reihe der SCR-Glieder für die entgegengesetzte Drehrichtung des Motors. Bei konstanter Geschwindigkeit sind die Durchschaltwinkel der SCR-Glieder grundsätzlich identisch und liegen dicht bein Nulldurchgang der Eingangswellenform. Da die SCR-Glieder in ihrem leitenden Zustand verbleiben, bis ihr Zurücksetzen erfolgt, d.h. bis sie einen Umkehrstrom erhalten, kann die Triggerung der Vorwärts-SCR's einen vollen 180° Vorlauf ergeben. Die Rücklauf-SCR's sind jedoch in ihrer Fähigkeit,eine Verzögerung zu bewirken, sehr beschränkt. Dieser Sachverhalt ändert sich, wenn der Motor in Bewegung ist, da eine Gegen EMK in der Armatur induziert wird und das Vorhandensein einer Rück-EMK, den Punkt der Stromumkehr für die Rücklauf-SCR's verzögernd, auch einen größeren Wert der Verzögerung ermöglicht.

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Da die Abweichung der an dem Motor insgesamt anliegenden Eingangsenergie für gleiche Zündwinkel während der Vorwärts- und Rückwärtsbedingungen mit der Größe der Gegen-EMK verknüpft ist, ist die Wirkung bei höherer Motorgeschwindigkeit größer als bei niedriger Geschwindigkeit. In den bestehenden Steuer-

SCR's

kreisen sind die Zündimpulse für die/auf die Eingangswellenform bezogen/ wobei gerade bei dem oben genannten, verbesserten System maximal Verzögerung bei Nulldurchgang erhalten wird. Obgleich Verzögerungsbereiche für Systeme mit niedriger Leistung unterschiedlich sind, besteht die Forderung, insbesondere in der Werkzeugmaschinenindustrie, nach hoeren Leistungsfähigkeiten von Steuerschaltungen der genannten Art, so daß die bekannten Systeme hierfür unbrauchbar sind.

Der Erfindung liegt daher u.a. die Aufgabe zugrunde, ein hochleistungsfähiges Steuersystem für Gleichstrommotore bei Vermeidung von Beschränkungen bezüglich des Verzögerungszündwinkels der für den Rückwärtslauf zuständigen SCR-Glieder zu schaffen. Es soll ein hochleistungsfähiges System geschaffen werden, welches einen nur minimalen ünempfindlichkeitsbereich besitzt. Erfindungsgemäß soll für die Phase ein Zündwinkel vorgebbar sein, der wenigstens für 240° jeder aus den SCR-Gliedern bestehenden Gleichrichteranordnung geeignet ist, und mit dem verbesserten Zeitgebungen und Impulserzeugungsschaltungen nachgekommen wird.

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Erfindungsgemäß wird eine Steuereinrichtung für Gleichstrommotore geschaffen, wobei die Stromzuführung über ein Wechselstromnetz erfolgt und sich die Einrichtung durch die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale kennzeichnet.

Das Steuersystem nach der vorliegenden Erfindung bedient sich der Doppelweggleichrichtung eines Wechselstromes, der einen Gleichstrommotor antreibt. Die Doppelweggleichrichtung weist zwei Kanäle auf, die für den in der Vorwärtsrichtung des Motors und den Antrieb in der umgekehrten Richtung des Motors zuständig sind. Jeder Kanal weist zwei SCR-Glieder auf, die mit dem Motor verbunden sind und deren gegenüberliegende Seiten an das Energienetz angeschlossen sind." Anschlüsse jedes SCR-Gliedes sind mit einem Impulsgenerator verbunden, der Zündimpulse an die SCR-Glieder abgibt, und zwar entsprechend einem Korrektursignal, welches repräsentativ für die Differenz zwischen der tatsächlichen·Motorgeschwindigkeit und der gewünschten Motorgeschwindigkeit ist. Der Impulsgeneratorkreis ist mit einem Zeitgeberkreis versehen,, welcher einen Betätigungsbereich von 240 für die Eingangsphase vorgibt. Hierdurch werden die SCR-Glieder in die Lage versetzt, bei variierenden Zeiten über den genannten Bereich gezündet zu werden. Die Zündwinkel für die SCR-Glieder, die für den Rückwärtslauf verantwortlich sind, können nach dem Nulldurchgang des Eingangsstromes liegen, wobei, sich der Gewinn der Verzögerung in der Stromumkehr verwenden läßt, um hierdurch eine Rück-EMK aufzubauen.

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Die vorliegende Erfindung soll nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen beispielsweise näher beschrieben werden. Es bedeutet:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Schaltungseinrichtung,

Fig. 2 ein Schaltdiagramm für die zur Anwendung kommende Gleichrichterschaltung,

Fig. 3 eine grafische Darstellung der Wellenform des Stromnetzes an den Anschlußpunkten 2 und 3 des Schaltkreises von Fig. 2 mit angedeuteten Zünd- bzw. Durchschaltpunkten jedes SCR-Elementes bei Nullgeschwindigkeit,

Fig.3a eine entsprechende grafische Darstellung mit Zündwinkeln und einem entsprechenden Durchschaltverhalten der üblichen periodischen Versorgung mit begrenzter Verzögerungsmöglichkeit,

Fig.3b eine Darstellung gemäß Fig. 3a mit erfindungsgemäß unbegrenzter Verzögerung, und

Fig. 4 ein Schaltdiagramm für eine impulserzeugende Einrichtung, wie sie bevorzugt im Rahmen der Erfindung Anwendung finden kann.

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In einer grundlegenden Übersicht ist die erfindungsgemäße Schalteinrichtung mittels des Blockdiagramms in Fig. 1 wiedergegeben. Die eingangsseitig zugeführte elektrische Energie, wie sie etwa dem Wechselstromnetz entnommen werden kann, wird einer gleichrichtenden Anordnung zugeführt, die aus zwei Reihen von SCR-Gliedern bestehen, von denen die eine für die Drehung eines Gleichstrommotors in Vorwärtsrichtung und die andere in der entgegengesetzten Richtung zuständig ist. Jede der gleichrichtenden Anordnungen führt dem Motor einen gleichgerichteten Strom für dessen Betätigung zu. Die alternierende Bewegung der Speisespannung der Schalteinrichtung, d.h. die Eingangswellenform, wird zusätzlich als Bezugsgröße für eine Zeitgebereinheit benutzt, mittels welcher ein Zeitsignal für den Durchschalt- bzw. Zündimpulsgenerator gegeben werden kann, wobei der Impulsgenerator auf ein Korrektursignal anzusprechen vermag.

Wie aus Fig. 2 zu entnehmen ist, kann es sich bei der Energiezuführung zu der Schalteinrichtung um eine übliche Wechselstrom quelle handeln, wobei die Verbindung zum Wechselstromnetz durch induktive Kopplung über den Transformator 1 erfolgt, dessen Sekundärwicklung an den beiden Enden an den Klemmen 2 und 3 und mittig an dem Kontakt 4 abgegriffen wird. Die Klemme 2 des Transformators ist mit dem SCR-Glied 5 in der dargestellten Wei se verbunden, das für den Lauf des Motors in der Vorwärtsrichtung zuständig ist, und mit dem SCR-Glied 6, für die rückwäfti-

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ge Laufrichtung des Motors. Der Transformatoranschluß 3 steht, wie Fig. 2 zeigt, in Verbindung mit dem SCR-Glied 7 für den Vor wärtsstrom des Motors und gleichermaßen mit dem den Rückwärtsstrom leitenden SCR-Glied 8. Der mittige Abgriff 4 des Transformators ist an den Anschluß 9 der Motorarmatur angeschlossen, wobei es sich um eine gewöhnliche'Bezugsspannung oder - wie dargestellt - auch um die Erdleitung handeln kann. Die für den Vorwärtslauf des Gleichstrommotors verantwortlichen SCR-Glieder sollen nachfolgend abgekürzt als "Vortärts-SCR's" bezeichnet werden, während die für die entgegengesetzte Drehrichtung des Motorankers zuständigen SCR-Glieder kurz als ¹¹ Rückwärt s-SCR's" betitelt werden. Die Vorwärts-SCR's 5 und 7 stehen über den Anschluß 10 mit der Motorarmatur in Verbindung, wobei in die Leitung eine Glättungsspule 11 eingeschaltet ist. Die Rückwärts-SCR's 6 und 8 sind über den gleichen Anschluß 10 an die Motorarmatur angeschlossen, wobei die Verbindung hier über die Glättungsspule 12 gegeben ist.

Die Impulsgeneratoreinheit umfaßt zwei Kanäle mit grundsätzlich identischer Wirkungsweise. Der eine Kanal zündet die Vorwärts-SCR's 5 und 7, während der zweite Kanal die Rückwärts-SCR's 6 und 8 durchschaltet. Zum Zwecke der Vereinfachung soll nachfolgend nur ein Kanal in seinem Aufbau und Arbeitsweise beschrieben werden, sowie das Zusammenwirken der Kanäle als solches.

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-10-Die Zündimpulse werden wie folgt erzeugt:

Ein Zeitgebersignal des Zeitgeberkreises leitet die Erzeugung eines ansteigenden Signales ein. Dieses Rampensignal wird verglichen mit dem Korrektursignal der Motorgeschwindigkeit und führt zur Abgabe eines Impulses zu den SCR¹ s, wenn der Unterschied zwischen den genannten Signalen einen vorbestimmten Punk oder Wert erreicht hat. Auf diese Weise werden Zündimpulse unter Bezugnahme auf das Korrektursignal hervorgebracht, jedoch nur während einer Zeitperiode, die sich durch den Zeitgeberimpuls steuert und regulieren läßt.

Wie aus Fig. 4 zu entnehmen ist, sind die, Eingangsklemmen der Vorwärts-SCR's 5 und 7 an den Vorwärtsimpulsgeneratorkanal bei dem Anschluß C über den Transformator 13 angeschlossen. Selbstverständlich können für diesen Zweck auch andere funktionell gleichartige Anordnungen Anwendung finden, wobei jedoch der in Fig. 4 gezeigte Schaltkreis als besonders wirkungsvoll zu bezeichnen ist.

Das verwendete Zeitglied bedient sich der Dioden 14 und 15, sowie der Kondensatoren 16, 17 und 18 und steht mit den Hauptklemmen A - C über einen Spannungsteiler in Verbindung, der sich aus den Widerständen 19, 20, 21 und 22 zusammensetzt. Dieses Zeitglied dehnt die positive Hälfte der Eingangswelle, die

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dem Steuertransistor 23 zugeführt zur Vorgabe eines Zeitgebersignals führt, welches den Nulldurchgang der Eingangswelle überbrückt und damit als Steuersignal für den Impulsgenerator wirkt.

Der Kollektor des Transistors 23 ist über den Widerstand 24 mit dem Pluspol einer 15 Volt Gleichstromquelle verbunden und über die Diode 25 mit der Basis des Transistors 26. Auf diese Weise steuert der Transistor 23 das Leitvermögen des Transistors 26. Der Emitter des Transistors 26 liegt an -15 Volt Gleichstrom an. Der Kollektor des Transistors 26 liegt an dem Eingang des das Rampensignal erzeugenden Schaltungsteils, zu dem der Kondensator 27 und die konstante Stromquelle gehören, wobei in der dargestellten Weise die Verbindung mit einem Transistor 23 hergestellt ist, für die die Energiezufuhr über eine 15 Volt Gleichstromquelle gegeben ist. Das Anstiegs- oder Rampensignal liegt über den Kondensator 27 an der Anode eines programmierbaren UJT-Transistors 29 an, dessen Toreingang, einen Teil des Korrektursignals der Motorgeschwindigkeit aufnimmt, welches an der Verbindungsklemme B anliegend über den Widerstand 35 und den Kondensator 34 abgegeben wird. Die Differenz zwischen dem jeweils vorliegenden Wert des Rampensignals und dem Korrektursignal steuert somit, wie aus der Schaltung ersichtlich, die Leitfähigkeit des Transistors 29. Die Kathode des UJT-Transistors 29 ist mit der Basis des Impulse abgebenden Transistors 30 verbunden und über den Widerstand 31 geerdet bzw. auf Minuspotential gelegt, wie dargestellt. -12-

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Die Impulse, die über den Widerstand 31 gegeben werden, können den Transistor 30 in seinen leitfähigen Zustand überführen und, da die Basis des Transistors 32 in Verbindung mit dem Kollektor des Transistors 30 steht, wird auch der Transistor 32 leitfähig, so daß sich der Kondensator 33 über die Primärspule des Transformators 13 entladen kann.

Die Wechselspannung an der Eingangskiemme A wird über den Zeitgeberkreis für die Zündpunktverstellung, wie oben beschrieben, und den Transistor 23 des Impulsgenerators gegeben. Eine Herabsetzung der Eingangsspannung erfolgt über den Spannungsteiler 19, 20, 21 und 22, der in der dargestellten Weise mit den Eingangsklemmen verbunden ist, und der andererseits mit den eine Phasenverschiebung bewirkenden Kondensatoren 16, 17 und 18 in Verbindung steht. Die Dioden 14 und 15 stellen sicher, daß nur die positive Halbwelle der Eingangsspannung den Steuertransistjsr 23 erreicht. Eine geringe Verzögerung wird mittels eines in seiner Kapazität klein bemessenen Kondensators 18 erreicht, wobei der leicht verzögerte Anfangsabschnitt der positiven Halbwelle über die Diode 15 zum Widerstand 15A übertragen wird. Die Kondensatoren 16 und 17 ergeben eine Phasenverschiebung von etwa 60 des durch die Diode 14 fließenden Stromes, wobei dann, wenn dieser am Widerstand 15A mit dem durch die Diode 15 hindurchfließenden Strom zusammengefaßt ist, die Spannung am Punkt X über die positive Halbwelle hinaus verlängert wird. Diese effektive Spannungsdehnung ergibt sich aus der relativen Entla- -·) 3-

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dung der Kondensatoren 16, 17 und 18. Der positive Teil der Periode, der an der Basis des Steuertransistors 23 anliegt, läuft damit über annähernd 240°. Der Transistor 23 dient nur dazu, die positive Halbwelle zu leiten.

Wenn die Basis des Transistors 23 auf Nullpotential liegt, dann befindet sich dieser im nichtleitenden Zustand. Im Ausführungsbeispiel fallen 30 Volt Gleichspannung über dem Widerstand ab, wobei der Emitter des Transistors 26 den Transistor in seinen leitfähigen Zustand bringt. Der Kondensator 27 ist dann gegen Erde kurzgeschlossen, wobei er durch Entladen die Anode des programmierbaren UJT7Transistors 29 auf -15 Volt Gleichspannung bringt. Die Anode des Transistors 29 wird negativer als dieses Tor, so daß kein Durchzünden erfolgt.

Sobald die Basis des Transistors 23 positiv wird, während das Steuersignal des Zeitgliedes 14 bis 22 vorliegt, wird der Transistor 26 leitend. Der Kondensator 27 beginnt sich damit aufzuladen, bis er 15 Volt Gleichspannung erreicht hat, was über die konstante Stromquelle des Transistors 28 geschieht. Ein Korrektursignal zeigt die Differenz der jeweiligen Motorgeschwindigkeit und der gewünschten Motorgeschwindigkeit an, wobei dieses an der Klemme B anliegt und die Spannung bestimmt, bis zu welcher sich der Kondensator 34 auflad. Der Eingang des UJT-Transistors 29 wird auf diesem Wert gehalten. Es ist aus

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der Schaltung ohne weiteres ersichtlich, daß dann, wenn sich der Kondensator 27 aufläd und die Anode des Transistors 29 positiver wird als der Eingang, dieser Transistor zünden wird, so daß eine gepulste Spannung über den Widerstand 31 abfällt. Dieser Impuls überführt die Transistoren 30 und 32 ihrerseits in den leitenden Zustand über die damit ein Entladungsweg für den Kondensator 33 freigegeben wird, und zwar wiederum durch den Transformator 13, dessen Sekundärspule mit. den Eingängen der Vorwärts-SCR's 5 und 7 in Verbindung steht.

Die für den Vor- und Rücklauf des Gleichstrommotors verantwortlichen Kanäle sind - wie auch Fig. 4 zu entnehmen ist - im wesentlichen identisch, wenn man von der Tatsache absieht, daß der für den Motorrücklauf vorgesehene Kanal die negative Halbwelle der Netzspannung verarbeitet. Auch dieser Abschnitt des Wechselstromes wird auf ca. 240 gedehnt, so wie das für den anderen Kanal oben bereits beschrieben worden ist. Hierfür bedient sich die für die negative Spannungshälfte zuständige Schaltung in der aus der Zeichnung zu entnehmenden Weise eines Feldeffekttransistors 23r anstelle des NPN-Transistors im oben beschriebenen Kanal und eine geeignete Basis für den Feldeffekt transistor wird mittels des Widerstandes 36r geschaffen.

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Wenn, das Korrektursignal an der Klemme B negativer wird, d.h. eine Beschleunigung der Motorgeschwindigkeit gefordert ist, dann wird der Zündwinkel, d.h. der der WinkelverSchiebung entsprechende Durchschaltpunkt,der Vorwärts-SCR's 5 und 7 in Richtung auf einen früheren Zeitpunkt der Eingangswelle hin verschoben, da der Kondensator 27 nicht so-lange aufgeladen bleibt um die Anode des Transistors 29 auf einer positiveren Spannung zu halten als seinen Eingang. Entsprechend wird dann, wenn eine Motorbeschleunigung verlangt wird, das Abweichungssignal an der Klemme E einen positiveren Wert einnehmen und der Zündwinkel der Rückwärts-SCR¹S 6 und 8 wird in Richtung auf eine längere Zeit hin verzögert, d.h. es erfolgt eine entsprechende Zeitverzögerung für die Eingangswellenform. Die Korrektursignale der Anschlußklemmen B und E sind notwendigerweise spiegelbildlich zueinander ausgebildet. Bei konstanter Geschwindigkeit ist das Korrektursignal klein, es sorgt aber für eine geringe Zeitdauer für die Leitfähigkeit beider Gleichrichteranordnungen, woraus sich eine gewünschte gleichbleibende Überlappung ergibt.

Da der Kondensator 33 mittels einer 15 Volt Gleichstromquelle geladen werden kann, läßt sich der Anschluß G als eine Art Notabschaltung verwenden. Bei Fehlverhalten oder Störungen innerhalb der Schaltung sollte diese Spannung nicht anliegen, wobei für diesen Fall der Kondensator 33 vorgesehen ist, so

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daß gemäß der dargestellten Schaltung der Impulsgenerator außer Betrieb gesetzt werden kann.

Die impulserzeugende Schaltung kann für eine Vielzahl von Anwendungsbeispielen und in abgewandelter Form auch durch Hinzufügung weiterer Kanäle oder auch Weglassen eines solchen benutzt werden. Auf diese Weise wird es möglich, alle Kombinationen von Halbwellengleichrichtungen wie auch Gleichrichtungen, die die gesamte Periode des Wechselstroms betreffen und auch Mehrfach- und Einfachphasen zu bewerkstelligen. Der Steuerkreis ist so ausgelegt, daß er unabhängig von der Phasensequenz arbeitet, wodurch sich wesentliche Erleichterungen für den Gesamtaufbau multipler Phasensysteme ergeben und die Gefahr ungeeigneter Phasenverbindungen, wie sie bisher auftraten, behoben wird.

Eine Meßmöglichkeit für die einwandfreie Arbeitsfähigkeit und Leistung einer Motorsteuereinrichtung ist über ihren Stromformfaktor gegeben, der das Verhältnis aus der EMK des Motorstromes und dem mittleren Motorstrom darstellt. Bei den früheren, vergleichbaren Einrichtungen vergrößerte sich dieser
Faktor mit der Motorgeschwindigkeit, wobei sich für die Leistungsfähigkeit des Motors eine entsprechende Begrenzung ergab. Demgegenüber wird der genannte Faktor bei der vorliegender} Schalteinrichtung mit Vergrößerung der Geschwindigkeit heräbge-j setzt, was eine wesentliche Verbesserung der Leistungsfähig-

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-17-keit des Motors bei hohen Geschwindigkeiten mit sich bringt.

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Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE

1. !steuerschaltung für Gleichstrommotor mit Wechselstromenergiezuführung, bestehend aus einem mit dem Wechselstromnetz und dem Motor verbundenen Steuerkreis mit Gleichrichterschaltung, der dem Motor eine gleichgerichtete elektrische Energie zuführt, wobei die gleichrichtenden Elemente mittels Zündimpulsen in den leitenden Zustand überführt werden, einer Impulse erzeugenden Schaltung, die mit der eingangsseitigen Gleichrichterschaltung verbunden ist und Elementen für die Vorgabe von Zeitsignalen für den Impulskreis, wQbei die slgnalerzeugende Schaltung mit dem impulserzeugenden System so verbunden ist daß eine gesteuerte Erzeugung von Zündimpulsen über einen . Betätigungsbereich möglich wird, der unbeeinflußt und unbeschränkt vom Nulldurchgang der Wechselstromwelle des Eingangs ist.

2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Hilfsmittel zur Zuführung eines Korrektursignals zu der impulserzeugenden Schaltungsanordnung, wobei das Korrektursignal kennzeichnend für die Differenz zwischen der tatsächlichen Möttorgeschwindigkeit ist und durch Hilfsmittel, mittels welcher die impulserzeugende Schaltung in die Lage versetzt wird, auf das

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Korrektursignal anzusprechen und entsprechend Zündimpulse der eingangsseitigen Gleichrichtungsschaltung zu verschiedenen Zeiten während des zeitgebenden Signals zuzuführen, so daß eine Veränderung der Energiezufuhr zu dem Motor vorgebbar ist.

3. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis und die Gleichrichterschaltung induktiv über einen Transformator an die Stromzuführung angeschlossen ist und eine erste und zweite Anschlußklemme sowie einen mittleren Abgriff besitzt, wobei der mittlere Abgriff direkt mit einer Wicklungsseite des Motors verbunden ist, daß die ersten und zweiten, den Strom für den Vorwärtslauf des Motors durchlassenden Gleichrichterelemente (S CR-Glieder) mit den ersten und zweiten Anschlußklemmen der Transformatorsekundärwicklung verbunden sind und zu der anderen Seite der Motorwicklung über einen Glättungskondensator führen, und daß die ersten und zweiten, den Strom für den Rückwärtslauf des Motors durchlassen den Gleichrichterelemente (SCR-Glieder) mit den ersten und zweiten Klemmen des Transformators verbunden sind und mit der anderen Seite des Motors über wiederum einen Glättungskondensator .

4. Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die impulserzeugende Einrichtung sich aus zwei im wesentlichen identischen Kanälen zusammensetzt, von denen der eine die Zündinpulse für die ersten und zweiten, den Vorwärtsstrom durch-

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lassenden SCR's und der andere die Zündimpulse für den ersten und zweiten, den Rückwärtsstrom durchlassenden SCR's erzeugt.

5. Schalteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine getrennte Zeitgeberschaltung für jeden Kanal vorgesehen ist, die jeden Impulsgeneratorkanal mit einem Arbeitsbereich beaufschlagt, der größer als 180° der Eingangswelle bzw. Phase ist.

6. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die impulserzeugende Schaltung sich aus folgenden Elementen zusammensetzt:

einem ersten, während des Vorhandenseins eines Zeitgebersignals leitenden Transistor, einem zweiten, bei Leitung des ersten ' Transistors in die Sperrstellung gehenden Transistor, einem ersten Kondensator, der gegen Erde kurzgeschlossen ist, wenn sich der zweite Transistor in seinem leitenden Zustand befindet, einer konstanten Stromversorgung, die zur Aufladung des ersten Kondensators mit diesem verbunden ist, einem zweiten Kondensator, welcher über die Korrektursignalleitung geladen wird, einem einstellbaren UJT-Transistor, dessen Anode mit dem ersten Kondensator verbunden ist und dessenEingang mit dem zweiten Kondensator in Verbindung steht, so daß er gezündet bzw. durchgeschaltet wird, wenn der erste Kondensator auf einen¹ positiveren Spannungswert aufgeladen ist als der zweite Konden-⁴

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sator, und einem impulsgebenden Kreis, welcher die Zündimpulse zu der eingangsseitigen Gleichrichterschaltung überträgt, sobald der UJT-Transistor durchgeschaltet ist.

7. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitgeberorgane aus einem kapazitiven Kreis bestehen,
welcher den psotiven Teil der Eingangswellenform auf mehr als 180° streckt.

8. Schaltung nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch Hilfsmittel zur Vorgabe eines Korrektursignales, welcher der Differenz zwischen der tatsächlichen Motorgeschwindigkeit und der gewünschten Motorgeschwindigkeit entspricht, einem Impulsgeneratorsystem, welches während des positiven Teils der Eingangsphase des Wechselstromes betätigbar ist und auf das Karrektursignal zur Vorgabe von Zündsignalen anspricht, die ihrerseits der Gleichrichterschaltung zu veränderlichen Zeiten im Eingangskreis zugeführt werden, so daß eine Veränderung der
Energiezufuhr durch den Motor mittels der gleichrichtenden
Schaltung erzielt wird und aus einem kapazitiven Netzwerk,
welches mit dem Eingang der impulserzeugenden Schaltung verbunden jäb, und daß die positive Halbwelle des Eingangsstroms auf einen Betrag dehnt, der größer als 180° ist, so daß die
eingangsseitige gleichrichtende Schaltung einen Durchschalt- bzw. Zündbereich hat, der größer als 180 ist.

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