DE2416734A1 - Elektromotorregler - Google Patents
ElektromotorreglerInfo
- Publication number
- DE2416734A1 DE2416734A1 DE2416734A DE2416734A DE2416734A1 DE 2416734 A1 DE2416734 A1 DE 2416734A1 DE 2416734 A DE2416734 A DE 2416734A DE 2416734 A DE2416734 A DE 2416734A DE 2416734 A1 DE2416734 A1 DE 2416734A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- signal
- speed
- voltage
- motor
- engine speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 32
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 28
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 10
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 8
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 7
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 13
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 9
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P7/285—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
- H02P7/292—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using static converters, e.g. AC to DC
- H02P7/293—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using static converters, e.g. AC to DC using phase control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Motor And Converter Starters (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Centrifugal Separators (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Description
65-22..455P 5. 4. 1971J
Elektromotorregler
Die Erfindung betrifft einen drehzahlabhängigen Phasenregler eines
Elektromotors zum Begrenzen des Drehmoments, das der Motor an seine
Last abgibt. Durch die Erfindung wird also eine Regeleinrichtung zum Begrenzen der abhängig von der Motordrehzahl an dem Motor angelegten
Spannung, und demnach auch der Leistung, angegeben. Die Regeleinrichtung begrenzt den Motorbetrieb eindeutig derart, daß sogar ein momentaner
Überdrehmoment-Betrieb vermieden werden kann.
Die Erfindung kann zum Beispiel vorteilhaft in einer Zentrifuge eingesetzt
werden, wenn gewünscht wird, daß die den Antriebsmotor mit dem Zentrifugenkopf kuppelnde Welle eine merkliche Längsbiegsamkeit
65-(DAH216F)-DV "9843V 086 6
hat, was im allgemeinen eine niedrige Drehmomentfestigkeit ergibt.
In einem bereits entwickelten Motorantrieb wird die Motor-Eingangsleistung
typischerweise direkt oder indirekt durch den Motor selbst erfaßt, um ein Rückkopplungssignal zu erzeugen. Die Antwort des Antriebs
auf ein derartiges Rückkopplungssignal ist gegenüber der Motorerregung um mehrere Halbperioden verzögert. Die resultierende Verzögerung
kann bewirken, daß der Motor seine Last, einschließlich die Welle, für eine kurze aber möglicherweise zur Zerstörung ausreichende
Zeit mit einem übermäßig starken Drehmoment beaufschlagt, soweit die Welle und/oder andere Lastelemente davon betroffen sind. Außerdem
ist es schwierig, wegen des komplexen Blindwiderstands des Motors ein
genaues Maß der in den Motor eingespeisten elektrischen Leistung zum Zwecke der Regelung zu erhalten. Dies gilt ganz besonders in Motorantrieben
mit Phasenregelung, z. B. bei einer Regelung mit gesteuerten Gleichrichtern bzw. Thyristoren, da die sich ergebende Antriebsspannung
des Motors einen komplizierten und diskontinuierlichen Signalverlauf hat.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen phasengeregelten Motorantrieb
anzugeben, der bei allen Drehzahlen, auch beim Anlaufen, die Eingangsspannung und die Beschleunigung des Motors begrenzt, insbesondere
einen Proportional-Phasenregler der Motordrehzahl, der das Motordrehmoment, die Beschleunigung und die Überlastung bei allen
Drehzahlen, auch beim Anlaufen, begrenzt, und insbesondere einen Motorregler mit den genannten Merkmalen und unabhängig von den komplizierten
Signal verlaufen des Motor Stroms und/oder der Motorspannung,
409843/0856
2A16734
wobei eine selektive Regelung der· Motor-Anlauf spannung, der Motorbeschleunigung
und der maximalen Motor-Eingangsleistung erfolgt.
Der erfindungsgemäße Motorregler hat im wesentlichen einen ersten Hegelkreis mit Proportionalverhalten, über den der Motor auf
eine ausgewählte Drehzahl oder Soll-Drehzahl gebracht und auf dieser Drehzahl gehalten wird. Ein zweiter Regelkreis setzt dem Motorantrieb
des ersten Regelkreises Grenzen, die das Motordrehmoment für dessen Last, einschließlich die Motorabtriebswelle, begrenzen. Insbesondere
begrenzt der zweite Regelkreis die Motor-Anlaufspannung, die
Änderung der Motorbeschleunigung und die maximal verfügbare Motorspannung. Diese letztere Begrenzung ist z. B. wirksam, wenn der Motor
überlastet wird, indem dann die Motordrehzahl ständig abnimmt, bis entweder der Motor anhält oder der Überlastungszustand wegfällt.
Der zweite Regelkreis hat zwei Eingangssignale, deren eines ein drehzahlabhängiges, im ersten Regelkreis verwendetes Signal ist. Das
zweite Eingangssignal ist abhängig von der begrenzten, d.h. maximal möglichen Motor-Eingangs leistung bei der gegebenen Motordrehzahl.
Dieses letztere Signal wird nicht vom Motor selbst abgeleitet, sondern von einer Bezugslast, die elektrisch mit dem Motor angetrieben wird.
Durch Verwenden dieser Bezugslast anstatt des Motors selbst wird ein leistungsabhängiges Rückkopplungssignal erzeugt, das automatisch und
genau die maximal mögliche Motor-Eingangsleistung erfaßt, ohne daß
ein komplizierter Funktionsgenerator verwendet werden muß, und zwar
ohne die mit dem Erfassen der Antriebsströme und/oder -spannungen des Motors selbst verbundenen Probleme.
409843/0856
_ 4 —
γ· 1T ·">
/
Der zweite Regelkreis spricht auf eine Differenzfunktion zwischen den beiden Eingangssignalen an, um den Zündwinkel zu begrenzen, mit
dem der erste Regelkreis den Motor erregt.
Ein Motordrehzahl-Proportionalregler mit den genannten Merkmalen begrenzt das Ausgangsdrehmoment des Motors. Die Begrenzung des
Motordrehmoments ist beim Anlaufen, beim Beschleunigen und bei Überlastung wirksam. Darüber hinaus erzeugt die Anordnung die Drehmomentbegrenzung
vor dem Auftreten einer übermäßig starken Motorbelastung , so daß sogar ein stoßartig auftretendes übermäßig starkes
Drehmoment vermieden werden kann.
Ein spezielles Beispiel für die aus der Erfindung herrührenden Vorteile
besteht im Antreiben eines Zentrifugenmotors, der mit dem Zentrifugenkopf
direkt über eine dünne, biegsame Antriebswelle mit einer Torsionsfestigkeit von nur etwa 1 mkp (sechs foot-pounds) verbunden
ist, bei einer maximalen Drehzahl von wenigstens 6000 U/min, ohne daß die Welle überdreht wird.
Durch die Erfindung wird also ein Antrieb für einen Gleichstrommotor
mit einer Phasenregelung in einem ersten Rückkopplungskreis zum Proportionalreglen der Motordrehzahl geschaffen, wobei ein Bezugs-Rückkopplungssignal
gebildet wird, das auf eine dynamische, für den Motor maximal mögliche Eingangs leistung anspricht. Ein zweiter
Rückkopplungskreis vergleicht dieses leistungsabhängige Rückkopplungssignal
mit einem drehzahlabhängigen Rückkopplungssignal, damit der erste Rückkopplungskreis die Motor-Anlauf spannung, die Motor be schleu-
409843/0856
241^714
nigung und die maximale Motor-Eingangsspannung begrenzt. Durch die
sich daraus ergebende Regelung des Motors kann eine Last, einschließlich die Motorwelle, mit niedrigem Drehmoment ohne Gefahr des Überschreitens
sogar eng gesetzter Torsionsgrenzen angetrieben werden.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Motorantriebs,
Fig. 2 die Arbeitsweise der Anordnung nach Fig. 1 erläuternde Signale
,
Fig. 3 ein Schaltbild der Anordnung nach Fig. 1, und
Fig. 4 eine Darstellung des maximal möglichen Motorbetriebs entsprechend
der Erfindung.
Fig. 1 zeigt einen Antrieb für einen Gleichstrommotor 10, der typisch
ein Universal-Reihenschlußmotor ist und eine an eine Motorwelle 14 angeschlossene Last 12 antreibt, wobei der Antrieb einen Hand-Drehzahlwähler
16 zum Einstellen eines Potentiometers 18 aufweist, um eine ausgewählte Gleichspannung in einen Eingang eines Drehzahlvergleicher-Differenzverstärkers
20 einzuspeisen. Das Potentiometer 18 liegt zwischen Erde und einer Gleichspannungsquelle DC, und zwar
über einstellbare Niedrig- und Hochdrehzahl-Eichwiderstände 22 und
403643/08
Am anderen Eingang des Differenz Verstärkers 20 liegt eine zur
Motordrehzahl proportionale Gleichspannung. Dieses Signal wird mit
Hilfe einer gelochten Lichtzerhackerscheibe 26 entsprechend der Motordrehzahl abgeleitet, indem die Scheibe typischerweise auf der Motorwelle
14 angebracht und durch diese angetrieben wird. Ein Lichtfühler 28 nimmt das Licht aus einer Lampe 30 auf, das die Löcher
in der Scheibe passieren kann, um elektrische Impulse mit einer zur Scheibendrehzahl und somit zur Motordrehzahl entsprechenden
Frequenz. Jeder Impuls stößt ein Monoflop bzw. einen monostabilen Multivibrator 32 an und erzeugt ein Impulssignal, das in einen Gleichstrom-Drehzahlmesser
34 eingespeist wird. Der Drehzahlmesser integriert das Impulssignal auf und erzeugt eine Gleichspannung proportional
zur Ist-Motordrehzahl.
Der bisher beschriebene Teil der Fig. 1 ist im großen und ganzen
konventionell, und der Drehzahl vergleicher-Differenzverstärker
20 erzeugt ein Drehzahlabweichungssignal entsprechend der arithmetischen Differenz zwischen zwei Eingangssignalen, was ebenfalls bei
einer Proportionalregelung der Motordrehzahl üblich ist. Ein Steueroder Triggergenerator 36 spricht auf dieses Gleichspannungs-Drehzahlabweichungssignal
an und erregt eine Motorreglereinheit 38 in jeder halben Periode der Wechselspannung mit geeigneter Phase, um
den Motor 10 proportional anzutreiben, damit die Soll-Drehzahl erreicht wird und beibehalten bleibt.
Wie aus Fig. 1 weiter hervoigeht, ist auch eine Sperrschaltung
40, die den Impulszug aus einem Monoflop 42 aufnimmt, an den Trig-
409843/0856
gergenerator 36 angeschlossen. Eine Synchronisiereinheit 44 speist
Synchronisiersignale in den Generator 36 und in das Monoflop 42 mit der doppelten Frequenz der Wechselspannung ein, d. h. jedesmal,
wenn die Wechselspannung einen Nulldurchgang hat.
Der Einfluß dieser Blöcke 40, 42 und 44 auf den Triggergenerator
36 und somit auf den Motor 10, zusammen mit dem Regelkreis, in den das Monoflop 42 eingefügt ist, kann mit Bezug auf die Fig. 1
und 2 wie folgt zusammengefaßt werden:
Fig. 2A zeigt die Wechselspannung als Funktion der Zeit für zwei
Perioden, und Fig. 2B zeigt dieselbe Spannung nach einer Zweiweggleichrichtung
. In Fig. 2 C ist die Synchronisierspannung aus der Synchronisiereinheit
44 dargestellt; sie gehört zur Wechselspannung nach Fig. 2A.
Ohne Regelung durch die Sperrschaltung 40 spricht der Triggergenerator 36 auf das Drehzahl-Abweichungssignal aus dem Differenzverstärker
20 an und betreibt die Motorreglereinheit 38, indem ein Teil jeder Halbwelle des gleichgerichteten Wechselspannungssignals
(Fig. 2B) an den Motor übertragen vird. Dementsprechend weist die
in den Motor eingespeiste Spannung beispielsweise den in Fig. 2 D dargestellten
Signalverlauf auf. Durch die Sperr schaltung 40 wird jedoch verhindert, daß der Triggergenerator auf das Drehzahl-Abweichungssignal
innerhalb einer "Sperrzeit" in jeder Halbwelle der Wechselspannung ansprechen kann, wobei das Monoflop 42 im zweiten Regelkreis
die Dauer dieser Sperrzeit bestimmt. Das Monoflop 42 erzeugt also
409843/0856
ein Ausgangssignal, das in Fig. 2 E dargestellt ist. Der niedrige Wert dieser Spannung bewirkt, daß die Sperrschaltung das Ansprechen
des Triggergenerators auf das Drehzahl-Abweichungssignal verhindert. Somit ist die Dauer des niedrigen Spannungswertes in jeder Halbwelle
gleichbedeutend mit der Sperrzeit tT· In diesem Beispiel besitzt das
Drehzahl-Abweichungssignal für den Motor einen Signalverlauf nach Fig. 2 D, und das Monoflop erzeugt ein Signal nach Fig. 2 E, so daß
der Triggergenerator 36 für die Dauer der Sperrzeit t daran gehindert
wird, auf das Drehzahl-Abweichungssignal anzusprechen. Infolgedessen ist die Antriebs spannung des Motors 10 auf den in Fig. 2 F
dargestellten Signalverlauf beschränkt,und der Motor kann nicht das
Signal nach Fig. 2D mit der höheren Leistung aufnehmen.
Die Synchronisiereinheit 44 synchronisiert das Schalten des Monoflops
42 auf die Wechselspannung, so daß der Triggergenerator 36 dann, wenn die Wechselspannung Null ist, kein Trigger signal erzeugen
kann.
Bei der beschriebenen Operation stellt der zweite Regelkreis als Antwort auf die tatsächliche Motordrehzahl und auf den begrenzenden
Wert der Motor-Eingangsspannung und -leistung die astabile Periode des Monoflops 42 und damit die Sperrzeit ein. Die Information über
die Motordrehzahl wird aus dem drehzahlabhängigen Gleichspannungs-Ausgangspegel des Drehzahlmessers 34 abgeleitet. Dieser Pegel wird
in einen Verzögerungsintegrator 46 eingespeist, dessen Ausgangssignal an einen Eingang eines Begrenzungsvergleicher-Differenzverstärkers
48 eingespeist wird. Der Verzögerungsintegrator verzögert das
409843/0856
Anlegen eines eine Erhöhung der tatsächlichen Motordrehzahl darstellenden
Signals an den Differenzverstärker 48, wodurch die Änderungsgeschwindigkeit der Motorbeschleunigung begrenzt wird. Bei abnehmender
Motordrehzahl, d. h. bei abnehmendem Drehzahlsignal, ist die Verzögerungszeit jedoch verhältnismäßig niedrig bzw. unbedeutend.
Fig. 2 enthält weiterhin einen Begrenzungssteiler 50 zum Einstellen
der Maximalamplitude des verzögerten Drehzahlsignals, um die in den Differenzverstärker 48 eingespeiste Information über die
maximale Motordrehzahl zu begrenzen. Dadurch wird wiederum die maximale Motor-Antriebsspannung auf den bei der Grenzdrehzahl verfügbaren
Wert begrenzt, obwohl der Motor tatsächlich eine höhere Drehzahl hat.
Das andere Eingangssignal des Begrenzungsvergleicher-Differenzverstärkers
48 ist von der- maximal verfügbaren Motor-Eingangsspannung abhängig. Das ist diejenige maximale Spannung, die durch das
Monoflop 42 und die Sperrschaltung 40 über den Triggergenerator und den Motorregler 38 in den Motor 10 einspeisbar ist.
Erfindungsgemäß wird dieses maximal verfügbare Motor-Spannungssignal
für den Differenzverstärker 48 mit Hilfe einer ohmschen, den Motor simulierenden Bezugslast 52 erzeugt. Ein Bezugsantrieb 53,
der durch einen Bezugs-Triggergenerator 53 und eine Bezugs-Reglereinheit 56 gebildet wird, überträgt als Antwort auf das Synchronisiersignal
aus der Synchronisiereinheit 44 und auf dieselben Sperrimpulse,
409843/0856
-LO-
die das Monoflop 42 in die Sperr schaltung 40 einspeist, die Wechselspannung
an die Bezugslast. Somit entspricht die Spannung und damit die Leistung, die die Bezugslast 52 aufnimmt, in Betrag und Phase
dem Spannungsgrenzwert, der durch das Monoflop 42 und die Sperrschaltung
40 in den Motor 10 einspeisbar ist, außerdem sind die Spannungen synchron zueinander.
Beispielsweise zeigt Fig. 2G die Spannung an der Bezugslast,
wenn das Monoflop 42 das Ausgangssignal nach Fig. 2E erzeugt.
Ein an die Bezugslast 52 angekoppelter Rückkopplungsfühler 58 erzeugt ein direkt von der Spannung an der Bezugslast abhängiges Wechselstromsignal.
Eine Rückkopplungsänderungs- und Offsetreglereinheit 60 richtet dieses Wechselstrom-Rückkopplungssignal gleich und
speist einen Soll-Teil daraus, zusammen mit einer einstellbaren Offsetspannung , in den zweiten Eingang des Begrenzungsvergleicher-Differenzverstärkers
48 ein.
In Abhängigkeit von der arithmetischen Differenz der Pegel seiner aufgenommenen Gleichspannungen, deren eine von der tatsächlichen
Motordrehzahl und deren andere von der maximal verfügbaren Motorspannung abhängt, erzeugt der Differenzverstärker 48 ein Begrenzungs-Abweichungssignal,
das in einen Zeitsteller 62 eingespeist wird. Die Schalttng 62 stellt die Dauer der astabilen Periode des Monoflops
42 entsprechend der Größe des Begrenzungs-Abweichungssignals ein. Wie bereits diskutiert wurde, wird dadurch die Sperr zeit,
des Triggergenerators 36 zum Begrenzen der Motor-Eingangsspannung und des Ausgangsdrehmoments eingestellt.
409843/0856
Nach Fig. 3 besteht der Verzögerungsintegrator 46 aus Transistoren
70 und 72 in Doppel-Emitterfolgerschaltung und nimmt an der Basis des Transistors 70 das drehzahlabhängige Gleichspannungs-Ausgangssignal
des Drehzahlmessers 34 nach Fig. 1 auf. Wegen dieses Signals erzeugt das Transistorpaar über einen Widerstand 76,
der zwischen einem Kondensator 74 und dem Emitter des Transistors 72 liegt, einen Ladestrom für den Kondensator. Die sich ergebende
Spannung am Kondensator 74 ist die verzögerte Motordrehzahl-Spannung und wird über einen Impedanzanpassungs-Widerstand 78 in einen
Eingang des Begrenzungsvergleicher-Differenzverstärkers 48 eingespeist .
Eine Diode 80 im Verzögerungsintegrator 46 entlädt bei Pausen in der Motordrehzahl-Zunahme den Kondensator 74 und erzeugt eine
verhältnismäßig kleine Zeitverzögerung des drehzahlabhängigen Eingangssignals des Verstärkers 48, wenn die Motordrehzahl abnimmt.
Eine weitere Diode 82 verschiebt die Spannung, auf die die Diode 80
den Kondensator 74 entlädt, um denselben Betrag des Spannungsabfalls
in der letzteren Diode. Dadurch wird der Kondensator 74 auf die Spannung am Emitter des Transistors 72 entladen.
Der Verzögerungsintegrator 46 speist somit die Ausgangs-Gleichspannung
des Drehzahlmessers verzögert in einen Eingang des Begrenzung svergleicher-Verstärkers 48 ein, wenn diese Spannung und entsprechend
die Motordrehzahl ansteigt; im anderen Fall ist im wesentlichen keine Verzögerung vorhanden. Durch die sich ergebende Verzögerung
begrenzt die Anordnung nach Fig. 1 die maximal verfügbare Mo-
409843/0856
tor spannung während der Motor-Beschleunigung auf einen Wert, der
der kurz zuvor vorhandenen Motordrehzahl entspricht.
Der Begrenzungssteiler 50 besitzt ein einstellbares Spannungsteiler-Begrenzungspotentiometer
86 zwischen einer Gleichspannungsquelle DC und Erde. Der Potentiometerabgriff ist an die Basis eines
Emitterfolger-Transistors 88 angeschlossen. Durch die Einstellung des begrenzungssteuernden Potentiometerabgriffs wird die Leitung des
Transistors 88 eingestellt, wodurch wiederum die Emitterspannung des Transistors an einem Widerstand 92 bestimmt wird. Eine Diode
90 klemmt den Maximalwert der Spannung am Kondensator 74 auf diese Emitter spannung fest, so daß eine einstellbare Begrenzung für
die drehzahlabhängige Eingangsspannung des Differenzverstärkers 48 gebildet wird.
Die Rückkopplungsänderungs- und Offsetreglereinheit 60 (in
Fig. 3 in der linken oberen Ecke dargestellt) nimmt die Bezugs-Rückkopplung sspannung des Rückkopplungsfühlers 58 aus Fig. 1 an Klemmen
a-a auf und speist diese in einen Zweiweg-Brückengleichrichter 94 ein. Ein Ausgang des Gleichrichters ist an den Abgriff eines Spannung
soffsetpotentiometers 96 angeschlossen, das wiederum mit der
Gleichspannungsquelle DC verbunden ist, um der gleichgerichteten Bezugs-Rückkopplungsspannung aus der Brücke 94 eine einstellbare
Offsetspannung zu überlagern.
In der Rückkopplungsreglereinheit 60 liegt weiterhin ein Widerstand
98 in Reihe mit einem Änderungspotentiometer 100 zwischen
409843/0856
den Ausgangsklemmen der Brücke 94, um einen einstellbaren Spannungsteiler
zu ergeben, mit dem ein Soll-Teil der gleichgerichteten Bezugs-Rückkopplungsspannung über den Abgriff des Potentiometers
100 in den anderen Eingang des Differenzverstärkers 48 einspeisbar ist. Ein Widerstand 102, der an einen Widerstand 78 angepaßt ist,
liegt in Reihe mit dem Verstärkereingang.
Die Rückkopplungsschaltung des Differenzverstärkers 48 enthält die Parallelschaltung aus einem Widerstand 104 und einem Kondensator
106. Der Widerstand 104 steuert die Spannungsverstärkung des Verstärkers, und der Kondensator dient zur Integration und Glättung
der Welligkeit in der im wesentlichen nicht gefilterten Spannung aus der Brücke 94. Es sei jedoch bemerkt, daß die Ausgangs spannung des
Differenzverstärkers 48 nicht vollkommen frei von Welligkeit sein muß,denn es wurde festgestellt, daß ein Arbeiten des Zeitstellers oder
Zeitgebers 62 und des Monoflops 42 (Fig. l) auch dann zufriedenstellend
und zuverlässig erfolgt, wenn das Verstärker-Ausgangssignal eine Welligkeitskomponente enthält. Dies ist darauf zurückzuführen,
daß die Welligkeit synchron zur Synchronisierspannung und damit zum Monoflopbetrieb ist.
Ein durch Widerstände 108 und 110 im Zeitsteller 62 gebildeter Spannungsteiler liegt am Ausgang des Differenzverstärkers 48 und
speist einen Teil dieses Ausgangs signals in die Basis eines Transistors
112 in Emitterschaltung ein.
Die Leitung des Transistors 112 ändert sich gemäß der Amplitude
409843/0856
des Ausgangssignals des Differenzverstärkers 48 und steuert wiederum
die Leitung eines Transistors 114. Eine Serienschaltung der Emitter-Kollektor-Strecke
dieses^ Transistors mit Widerständen 116 und 118 liegt parallel zu einem Widerstand 120, und der Strom durch diese
Parallelschaltung lädt einen Kondensator 122, der zun Einstellen der Dauer der astabilen Periode des Monoflops 42 dient. Somit sind
der Kondensator 122 und Ladewiderstand 120 die Grund-Zeiteinstellbauelemente des Monoflops. Durch die einstellbare Parallelschaltung
des Ladewiderstandes 120 mit dem Transistor 114 wird eine einstellbare Verringerung der astabilen Periode des Monoflops ermöglicht.
Auf diese Weise steuert der Zeitsteller die Sperrzeit des Monoflops
Nach den Fig. 3 und 1 wird der Impulszug am Ausgang des Monoflops
42 weiterhin sowohl in die Sperrschaltung 40 als auch in den Bezugs-Triggergenerator
54 eingespeist, die beide im unteren linken Teil der Fig. 3 dargestellt sind. In der Sperrschaltung 40 speisen ein Begrenzungswider
stand 124 und eine Entkopplungsdiode 126 die Ausgangsimpulse des Monoflops in die Basis eines Verstärkertransistors 128
ein, der die Leitung eines Transistors 130 steuert.
Der Kollektor des letzteren Transistors, der gleichzeitig den
Ausgang der Sperrschaltung darstellt, ist direkt an die Basis eines Eingangstransistors 132 des Triggergenerators 36 angekoppelt. Ein
Widerstand 134, der mit einem Ende an die Gleichspannungsquelle DC
des Triggergenerators 36 angeschlossen ist, ist mit seinem anderen Ende an einen geerdeten Widerstand 136 und über einen größeren Widerstand
138 mit dem Emitter des Transistors 132 verbunden. Die-
409843/0856
se Anordnung der Widerstände 134, 136 und 138 bewirkt, daß der Emitter des Transistors 132 auf einem merklich positiven Potential
gegenüber der Basis liegt, wenn der Transistor 130 leitet. Diese Arbeitspunkteinstellung stellt sicher, daß der Transistor 132 nicht
auf das Drehzahl-Abweichungssignal an seiner Basis anspricht, wenn der Transistor andererseits durch die Sperrschaltung 40 im
nichtleitenden Zustand gehalten wird. D.h. der niedrige Sperrspannungspegel
am Ausgang des Monoflops 42, wenn sich dieses im astabilen Zustand befindet, bewirkt, daß der Transistor 128 sperrt, wodurch
der Transistor 130 ein geschaltet wird. Durch das sich daraus
ergebende Leiten der Kollektor-Emitter-Strecke wird die Basis des Transistors 132 auf ein niedrigeres Potential als das durch die Widerstände
134, 136 und 138 am Emitter dieses Transistors eingestellte Potential festgeklemmt. Infolgedessen sperrt der Transistor
132 in diesem Zustand der Monoflopspannung.
Wenn im umgekehrten Fall die Spannung des Monoflops 42 nach Fig. 2E auf seinen höheren Wert ansteigt, leitet der Transistor 128,
so daß der Transistor 130 nichtleitend wird. Die Leitung des Transistors
132 ist in diesem Fall auf das Drehzahlvergleichs-Abweichungssignal an seiner Basis empfindlich.
Die resultierende Leitung des Transistors 132 bewirkt, daß ein weiterer Transistor 140 im Triggergenerator 36 einen Kondensator
142 lädt, der wiederum an einen Unijunction-Transistor 144 in einer üblichen Zündschaltung angeschlossen ist. Es sei jedoch bemerkt, daß
der Unijunction-Transistor 144 seine Energieversorgung aus dem Syn-
409843/0856
2418734
chronisiersignal bezieht. Nach Fig. 2C besitzt dieses Signal einen
positiven Spannungspegel, ausgenommen die Zeit, während der die Wechselspannung durch Null geht, so daß der Unijunction-Transistor
144 dann,wenn die Wechselspannung Null ist, nicht zünden kann.
Das Triggersignal aus dem Unijunction-Transistor 144, das gleichzeitig das Ausgangssignal des Triggergenerators 36 ist, wird
in der Motorreglereinheit 38 in die Primärwicklung eines Impulstransformators 146 eingespeist. Dieser Transformator hat zwei
Wicklungen 146a und 146b, deren jede über einen Schutz-Reihenwiderstand 148 bzw. 150 an das Tor eines gesteuerten Gleichrichters
oder Thyristors 152 bzw. 154 angeschlossen ist. Diese Gleichrichter sind zusammen mit Gleichrichterdioden 156 und 158 in einer
Brückenanordnung zusammengeschaltet.
Der Motor 10, der als Universal-Reihenschlußmotor dargestellt
ist, besitzt eine Feldwicklung 10a, die in Reihe mit seiner Ankerwicklung 10b und parallel zum Ausgang der Thyristorbrücke liegt. Die
Wechselspannung wird in die Eingangsklemmen dieser Brücke eingespeist .
Im Bezug s-Triggergenerator 54 speist ein Strombegrenzungswiderstand
160 in Reihe mit einer Entkopplungsdiode 162 die Ausgangsimpulse des Monoflops 42 in die Basis eines Transistors 164 in Emitterschaltung
ein, um dessen Leitung ähnlich wie beim Transistor 128 der Sperrschaltung zu steuern. Ein Widerstand 166 liegt zwischen einer
positiven Gleichspannungsquelle DC und dem Verbindungspunkt von
Ö 9 8 4 3 / 0 8 5 6
Widerständen 168 und 170, die in Reihe mit dem Emitter des Transistors
164 und Erde liegen. Diese Widerstände stellen sicher, daß der Transistor 164 während der Sperrzeiten nichtleitend ist, in gleicher
Weise, wie die Leitung des Transistors 132 im Triggergenerator
36 gesperrt wird.
Der Kollektor des Transistors 164 ist direkt an die Basis eines Ladetransistors 172 angeschlossen, der einen Kondensator 174 in
einer Zünd- oder Triggerschaltung mit einem Unijunction-Transistor
176 enthält.
Ein Impulstransformator 180 koppelt die Triggerimpulse aus dem Feldeffekttransistor 176, der, wie bereits oben im Zusammenhang mit
dem Triggergenerator 36 diskutiert wurde, seine Versorgungsenergie aus der Synchronisierspannung bezieht, in das Steuertor eines Triacs
182 in der Bezugslast-Reglereinheit 56 ein. Das Triac 182 liegt in Reihe mit der ohm sehen Bezugslast 52 und der Sekundärwicklung eines
Leistungstransformators 186, über dessen Primärwicklung dieselbe Wechselspannung angeschlossen ist, die in die Thyristorbrücke in der
Motorreglereinheit 38 eingespeist wird.
In dieser Anordnung des Bezugs-Triggergenerators 54 und der Bezugs-Reglereinheit 56 überträgt der Unijunction-Transistor 176 nach
Beendigung jedes Sperr Vorgangs im Monoflop 42 ein Signal an das
Triac 182, so daß dieses für die folgende Zeit der Wechselspannungs-Halbwelle
leitet, wodurch die ohmsche Bezugslast 52 einen Ausschnitt der Wechselspannung aufnimmt, wie in Fig. 2G dargestellt ist.
409843/0856
241S734
Fig. 3 zeigt ferner den Rückkopplungsfühler 58 in Form eines Kopplungstransformators, dessen Primärwicklung parallel zur ohmschen
Bezugslast 52 liegt, und dessen Sekundärwicklung an die Klemmen a-a der Gleichrichterbrücke 94 der Rückkopplungsreglereinheit
angeschlossen ist.
Die Arbeitsweise der Regelkreisanordnung nach Fig. 1, die nach der genauen Beschreibung von Fig. 3 aufgebaut ist, kann wie folgt erläutert
werden: Wenn der Motor 10 stillsteht und der Drehzahlregler 16 anschließend auf eine Soll-Drehzahl gebracht wird, versucht
das sich ergebende Drehzahl-Abweichungssignal aus dem Differenzverstärker 20, die volle Antriebsspannung an den Motor anzulegen.
Wegen der Begrenzungsfunktion des zweiten Regelkreises kann jedoch der Motor diese Spannung nicht aufnehmen.
Genauer gesagt hat das Begrenzungs-Abweichungssignal aus dem Differenzverstärker 48 zu diesem Zeitpunkt einen in erster linie durch
das Spannungsoffset-Potentiometer 96 in der Rückkopplungsreglereinheit
60 bestimmten Wert. Als Antwort auf dieses spannungsoff setabhängige Abweichungssignal ergebender Zeitsteller 62, das Monoflop
42 und die Sperrschaltung 40 ein maximales Sperren des Triggergenerators 36. Infolgedessen wird der Triggergenerator 36 während des
Hauptteils jeder Halbwelle der Wechselspannung derart gesperrt, daß er nur einen kleinen Teil der Wechselspannung, z. B. 30 , in jeder
Halbwelle (Fig. 2A), d. h. innerhalb von 180 , ausschneidet und gleichgerichtet an den Motor 10 überträgt.
409843/0856
2 A1S 7 3 4
Fig. 4 zeigt den Verlauf des maximalen oder Grenzwertes der
für den Motor verfügbaren Antriebs spannung als Funktion der Drehzahl,
wobei der Anfangszustand im'Punkt 190 beginnt. Der Spannungsoffsetpegel
wird über das Potentiometer 96 eingestellt, so daß das sich ergebende Motordrehmoment unterhalb des gewünschten
Maximalwertes liegt.
Die Blöcke 62, 42 und 40 setzen das Begrenzungsabweichungs-Gleichspannungssiganl
aus dem Differenzverstärker 48 in ein in den Triggergenerator 36 einspeisbares Sperr-Ausschnittsignal oder -Torsignal
mit einer Dauer proportional zur Größe des Abweichungssignals um. Somit bilden diese drei Blöcke zusammen ein Sperrtor 188 (s.
Fig. l). Der Bezugs-Triggergenerator 54, die Bezugslast-Reglereinheit
56, die Bezugslast 52, der Rückkopplungsfühler 58 und der Brükkengleichrichter
94 der Rückkopplungsreglereinheit 60 setzen den Sperr-Regelungs-Impulszug aus dem Monoflop 42 in ein entsprechendes
proportionales Gleichspannungssignal um.
Wenn die Motordrehzahl zunimmt, wächst auch das drehzahlabhängige Eingangssignal des Begrenzungsvergleicher-Differenzverstärkers
48 aus dem Verzögerungsintegrator 46. Um dieses ansteigende drehzahlabhängige Signal auszugleichen, benötigt der zweite Regelkreis
ein größeres Rückkopplungs-Bezugssignal am anderen Eingang des Verstärkers
48. Dies wiederum erfordert eine kürzere Sperrzeit aus dem Sperrtor 188 der Fig. 1. Die resultierende Übertragung einer größeren
Wechselstromleistung an die Bezugslast 52 über das Triac 182 und den Bezugs-Triggergenerator 54 erzeugt das notwendige größere Bezugs-
409843/0856
Rückkopplungssignal. In entsprechender Weise kann wegen der verringerten
Sperrzeit der Triggergenerator 36 die für die Antriebs spannung
des Motors gesetzte Grenze heraufsetzen.
Dieser Vorgang, bei dem die begrenzte Motor-Antriebsspannung mit der Motordrehzahl zunimmt, ist in Fig. 4 durch den linear ansteigenden
Teil 192 der Kurve dargestellt. Die Neigung dieses Kurventeils, die der Zuwachsrate der begrenzten verfügbaren Antriebsspannung mit
der Motordrehzahl entspricht, wird durch das Änderungspotentiometer 100 in der Rückkopplungsreglereinheit 60 eingestellt. Durch die
Einstellung dieses Potentiometers wird derjenige Teil der Bezugs-Rückkopplung sspannung (am Brückengleichrichter 94) geändert, der in den
Begrenzungsvergleicher-Differenzverstärker 48 eingespeist wird.
Es hat sich erwiesen, daß der Antrieb der Fig. 1 während dieser Periode der mit der Motordrehzahl linear ansteigenden begrenzten
Spannung, d. h. längs des Kurventeils 192 in Fig. 4, derartig arbeitet , daß im wesentlichen ein konstanter Strom in den Motor 10 eingespeist
wird. Das Motordrehmoment, das nahezu proportional zum Motorstrom ist, bleibt deshalb wie gewünscht während dieser Operation
im wesentlichen konstant.
Die Operation in Fig. 4 mit dem Kurventeil 192, bei der die maximal
zulässige Motor-Antriebs spannung linear mit der Motordrehzahl und mit einer durch das Änderungs-Potentiometer 100 bestimmten Rate
oder Änderungsgeschwindigkeit zunimmt, wird fortgesetzt, bis die Motordrehzahl einen ausgewählten Grenzwert erreicht. Dieser Grenz-
409843/0856
ORIGJMAL INSPECTED
wert der Motordrehzahl wird mit Hilfe des Begrenzungs-Potentiometers
86 im Begrenzungssteller 50 festgelegt. (Wenn die Motordrehzahl sehr schnell zunimmt, wie im Falle ohne Last, stellt der Verzögerungsintegrator
46 eine weitere Begrenzung für die entsprechende Änderungsgeschwindigkeit der begrenzten Motorspannung dar.)
Wenn die Motordrehzahl den Grenzwert erreicht, klemmt der Begrenzungssteller die Ausgangs spannung des Verzögerungsintegrators
fest, so daß eine begrenzte maximale drehzahlabhängige Spannung in den Differenzverstärker 48 eingespeist wird. Wenn somit die
Motordrehzahl sogar über den Grenzwert anwächst, zeigt das drehzahlabhängige Eingangssignal des Differenzverstärkers 48 diese höhere
Drehzahl nicht an.
Als Antwort auf den fest eingestellten Grenzwert des aufgenommenen
drehzahlabhängigen Signals betreibt der Begrenzungsvergleicher-Differenzverstärker
48 das Sperrtor 188 derart, daß ein fest eingestellter Grenzwert der Motor-Antriebsspannung beibehalten
bleibt, wie in Fig. 4 durch den Teil 194 graphisch dargestellt ist, wenn die Motordrehzahl weiter ansteigt. Wegen dieses fest eingestellten
Grenzwertes der Antriebsspannung nimmt der Motor-Eingangsstrom und dementsprechend das Motordrehmoment mit steigender
Drehzahl einen Wert unter diesem Grenzwert an.
Ein weiteres Betriebs merkmal des beschriebenen Motorantriebs
besteht darin, daß im Falle einer Überlastung des Motors die begrenzte zulässige Motorspannung automatisch auf den Spannungsoffsetwert
Α09β43/0856
. - 22 -
24.1-734
zurückgesetzt wird, bis der Überlastungszustand verschwindet. D. h.
wenn der Motor mit dem Grenzwert der Antriebsspannung arbeitet,
also längs des Teils 194 der Kurve in Fig. 4, bewirkt das Anlegen einer übermäßig starken Last an den Motor infolge eines Fehlers oder
aus einem anderen Grunde, daß die Motordrehzahl abnimmt. Wenn die Motordrehzahl auf den Grenzwert abnimmt, nimmt auch der begrenzte
Wert der Motor-Antriebsspannung ab. Dadurch wird die Drehzahl
weiter erniedrigt und der Betriebszustand oder Arbeitspunkt bewegt sich auf dem linearen Teil 192 der Betriebskurve nach Fig. 4
stetig abwärts. Die stetige Abnahme der begrenzten Motor-Antriebsspannung mit abnehmender Drehzahl setzt sich fort, bis die Motordrehzahl
den Wert Null erreicht. Dann ist der Punkt 190 auf der Kurve der Fig. 4 erreicht, und der Antrieb begrenzt die Motor-Antriebs spannung
auf den Off setwert, der auf einen sicheren Wert eingestellt ist, sogar für den Fall, daß der Motor abgewürgt wird. Der Off setwert
der begrenzten Motorspannung wird also derart gewählt, daß der Motor sogar beim Abwürgen nicht beschädigt wird.
Wegen des im wesentlichen unverzögerten drehzahlabhängigen Signals
des Verzögerungsintegrators 46 bei abnehmender Motordrehzahl und wegen der oben beschriebenen Bezugs-Rückkopplungsspannung (aus
der Bezugslast 52), erzeugt der erfindungsgemäße Antrieb die beschriebene Reaktion auf eine Überlastung automatisch und im wesentlichen
ohne Verzögerung, so daß nahezu keine Überlastung den Motor oder die Motorlast beschädigen kann.
Im Falle eines Fehlers in irgendeinem Bauelement des Motor-
409843/0856 ORiGINAL INSPECTED
2419734
antriebs der Fig. 1, der das drehzahlabhängige Signal normalerweise
am Ausgang des Gleichstrom-Drehzahlmessers 34 erzeugt, begrenzt der Antrieb wiederum die maximale Motor-Antriebsspannung auf den
Spannungsoff setwert. Dadurch wird ein Weglaufen wie bei einigen bereits
entwickelten Motorregelanordnungen verhindert. Dieser Schutz beim Ausbleiben eines Drehzahlsignals wird beim erfindungsgemäßen
Antrieb automatisch gebildet, da durch das Ausbleiben das Ausgangssignal des Gleichstrom-Drehzahlmessers 34 auf den Wert für die Drehzahl
Null abfällt. Wie Fig. 4 zeigt, begrenzt der Antrieb die Motor-Antriebs spannung auf den Off setwert, wenn der Drehzahlvergleicher-Differenzver
stärker 20 ein Nulldrehzahl-Signal erreicht, d.h. der Motor wird zum Arbeiten am Punkt 190 der Kennlinie nach Fig. 4 begrenzt
.
Bei weiterer Betrachtung des drehzahlabhängigen Teils des Antriebs
nach Fig. 1 kann die Erfindung auch mit anderen entwickelten
Anordnungen zusammenarbeiten, z. B. mit einem durch den Motor angetriebenen Drehzahlgenerator, um ein von der Motprdrehzahl abhängiges
Signal zu erzeugen. In diesem Fall ersetzt der Drehzahlgenerator die Lampe 30, die Zerhackerscheibe 26, den Lichtfühler 28 und
das Monoflop 32. Diese und ähnliche Abänderungen der Anordnung der Fig. 1 können mit üblichen technischen Maßnahmen durchgeführt werden.
Die besondere Form des in Fig. 1 dargestellten Drehzahlfühlers wird jedoch für viele Anwendungen als vorteilhaft betrachtet, da eine
Motordrehzahl Null von einem kleinen Wert ungleich Null unterschieden werden kann.
409843/0856
/ Λ C - O /
h- i .: ·■ " η·
Obwohl die Erfindung insbesondere zum Antreiben einer Motorwelle mit begrenztem Drehmoment dargestellt wurde, ist die Erfindung
nicht darauf beschränkt, sondern wird vorteilhaft bei vielen Motor-Antriebsanwendungen
eingesetzt, einschließlich solchen Anwendungen, bei denen der Motor ein Getriebe mit begrenztem Drehmoment
oder irgendeine andere Last mit begrenztem Drehmoment antreibt. Somit stellt die spezielle Ausbildung der Motor last nicht einen Teil
der Erfindung dar, sondern dient lediglich zur Illustration der Vorteile und Eigenschaften des erfindungsgemäßen Antriebs.
Wenn der Antrieb der Fig. 1 zum Antrieb eines Nebenschlußmotors
anstelle des Reihenschlußmotors 10 nach Fig. 3 eingesetzt werden soll, wird lediglich der Anker des Nebenschlußmotors an die Thyristorbrücke
38 nach Fig. 3 angeschlossen. Die Feldwicklung des Motors wird wie bei anderen Nebenschlußmotorantrieben getrennt erregt.
409843/0856
Claims (17)
1. Motorregler zur proportionalen Drehzahlregelung für einen
Elektromotorantrieb, wobei der Elektromotorantrieb ein Drehzahlregelsignal erzeugt und darauf reagiert, um für jeweils einen Teil aus
einer Folge von periodischen Zeitabschnitten elektrische Energie in einen Motor einzuspeisen,
gekennzeichnet durch
einen Erzeuger (30, 26, 28, 32, 34, 46) eines ersten motordrehzahlabhängigen
Signals;
einen Vergleicher (48) zum Erzeugen eines dritten Signals durch Vergleichen
des ersten Signals mit einem zweiten Signal;
eine Torschaltung (188) zum Erzeugen eines Sperrsignals mit einem in seiner Dauer von dem dritten Signal abhängigen Sperrintervall in
jedem periodischen Zeitabschnitt, und zum Verhindern der Reaktion auf das Drehzahlregelsignal für das Sperrintervall in jedem periodischen
Zeitabschnitt; und
einen Bezugs-Rückkopplungskreis (53, 52, 58, 60) zum Erzeugen des zweiten Signals als Antwort auf die zum Anlegen an den Motor in jedem
, um das Sperrintervall verminderten periodischen Zeitabschnitt maximal verfügbare elektrische Spannung (Fig. l).
409843/0856
241-734
2. Drehzahlregler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Signaloffseteinrichtung im Bezugs-Rückkoppkngskreis zum Beaufschlagen
des zweiten Signals mit einer Soll-Signaloffsetkömponente.
3. Drehzahlregler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine
Änderungseinrichtung im Bezugs-Rückkopplungskreis zum Erzeugen des zweiten Signals als Antwort auf einen Soll-Teil der zum Anlegen
an den Motor maximal verfügbaren elektrischen Spannung.
4. Drehzahlregler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein
an den Erzeuger des ersten Signals angeschlossenes Verzögerungsglied (46), das auf einen Drehzahlzunahme-Zustand des ersten Signals
anspricht, um eine Zeitverzögerung zwischen dem Wert der Ist-Motordrehzahl und dem drehzahlabhängigen Wert des ersten Signals
einzuführen.
5. Drehzahlregler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen
an den Erzeuger des ersten Signals angeschlossenen Begrenzer (50) zum Begrenzen des Maximalwerts des ersten Signals.
6. Phasengeregelter Elektromotor antrieb mit einer Motor-Antriebsschaltung
zum selektiven Übertragen einer gleichgerichteten periodischen Wechselspannung an den Motor abhängig von der auf eine
Soll-Motordrehzahl bezogenen Ist-Motordrehzahl,
gekennzeichnet durch
409-843/0856
2415734
einen Bezug slastwiderstand;
einen Bezugsantrieb zum Anlegen einer phasengeregelten elektrischen
Spannung synchron zur gleichgerichteten Wechselspannung an den Bezug slastwider stand;
einen an die Motor-Antriebs schaltung zum Begrenzen der maximalen
Phasendauer der zum Motor übertragenen Spannung angeschlossenen einstellbaren Zeitsteller, der auch an den Bezugsantrieb angeschlossen
ist, um diesen zu betätigen, damit die phasengeregelte Spannung für die maximale Phasendauer in den Bezugslastwiderstand eingespeist
wird; und
einen Rückkopplungsregler zum Einstellen der maximalen Phasendauer
des Zeitstellers als Antwort auf einen Vergleich eines die durch den Antrieb in den Bezugslastwiderstand eingespeisten elektrischen
Energie anzeigenden Bezugssignals mit einem die Ist-Motordrehzahl anzeigenden Drehzahlsignal.
7. Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückkopplungsregler die maximale Phasendauer bei steigender Motordrehzahl
erhöht, und daß er einen Beschleunigungsbegrenzer zum Begrenzen der Änderungsgeschwindigkeit enthält, mit der er die maximale
Phasendauer bei steigender Motordrehzahl erhöht.
8. Antrieb nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Einrich-
409843/0 8 56
tung zum Begrenzen des Wertes der maximalen Phasendauer unabhängig
von der Ist-Motordrehzahl über einem Soll-Wert.
9. Antrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Beschleunigungsbegrenzer enthält:
eine an den Rückkopplingsregler angeschlossene Geschwindigkeitsänderungs-Einrichtung
zum selektiven Anpassen des Bezugssignals, um den mit dem Motordrehzahlsignal verglichenen Teil der Bezugslastenenergie
einzustellen; und
ein an den Rückkopplungsregler angeschlossenes Verzögerungsglied zum Einführen einer Soll-Verzögerung des Drehzahlsignals bezogen
auf die Ist-Motordrehzahl.
10. Elektromotorantrieb, gekennzeichnet durch
einen einstellbaren Triggergenerator zum phasengeregelten Übertragen
einer gleichgerichteten Wechselspannung an einen Motor als Antwort auf die Differenz zwischen einem die Motordrehzahl anzeigenden
und davon abhängigen Drehzahlsignal, sowie einem weiteren, eine Soll-Motordrehzahl anzeigenden Signal;
eine an den Triggergenerator angeschlossene Torschaltung, die synchronisiert
ist mit der Wechselspannung und abhängig von einem Begrenzungs-Abweichungssignal,
um ein Sperrsignal zum Durchschalten
409843/0856
des Triggergenerators zu erzeugen, damit die Wechselspannung dem Motor nur nach einer Sperrzeit in jeder Halbwelle der Wechselspannung
zugeführt wird;
eine mit der Wechselspannung synchronisierte und an die Tor send tung
angeschlossene Bezugsschaltung zum Erzeugen eines von der Größe der maximalen Grenze der Wechselspannung abhängigen Bezugssignals,
wobei die Torschaltung das Einspeisen des Triggergenerators in den Motor gestattet; und
eine Rückkopplungseinrichtung zum Erzeugen des Begrenzungs-Abweichungssignals
in Abhängigkeit von der arithmetischen Differenz zwischen dem Bezugssignal und dem Drehzahlsignal.
11. Motorantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wechselspannung periodisch ist und daß der Antrieb ferner eine an die Wechselspannungsquelle angeschlossene Synchronisiereinheit
(44) enthält, die in jede Torschaltung, in die Bezugs schaltung und in den Triggergenerator ein Synchronisiersignal in Form eines
Impulses bei jedem Nulldurchgang der Wechselspannung einspeist.
12. Motorantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bezugsschaltung weiter enthält
einen Bezugswiderstand;
einen vom Sperrsignal zum Übertragen der Wechselspannung zum Be-
409843/0856
zugswiderstand nach Beendigung der Sperrzeit abhängigen Bezugs-Triggergenerator;
und
einen an den Bezugswiderstand angekoppelten Fühler zum Erzeugen des Bezugssignals in Abhängigkeit von der Spannung, die der Bezugs-Triggergenerator
in den Bezugswiderstand einspeist.
13. Motorantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannung periodisch ist, und daß die Torschaltung
das Sperrsignal in jeder Halbwelle der Wechselspannung erzeugt, beginnend
bei jedem Nulldurchgang der Wechselspannung, und dessen Dauer kleiner als die halbe Periode der Wechselspannung ist, wodurch
die maximale Spannung begrenzt wird, die der einstellbare Triggergenerator in den Motor einspeist.
14- Motorantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rückkopplungseinrichtung enthält
einen Differenzverstärker zum Erzeugen des Begrenzungs-Abweichungssignals
mit zwei Eingängen, deren einer das Bezugssignal aufnimmt; und
einen Verzögerungsintegrator zur Aufnahme des Drehzahlsignals und zum Einspeisen dieses Signals in den anderen Eingang des Differenzverstärkers
mit einer ersten Verzögerung, wenn das Drehzahlsignal eine ansteigende Motordrehzahl anzeigt, und mit einer geringeren
Verzögerung im anderen Fall.
400843/0856
15. Motorantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungseinrichtung einen Spannung soff set-Generator
zum Überlagern des Bezugssignals mit einem Soll-Offsetsignal enthält.
16. Motorantrieb nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungseinrichtung eine Begrenzungs-Klemmschaltung
enthält, die an den anderen Eingang des Differenzverstärkers zum
Begrenzen des Wertes des darin eingespeisten drehzahlabhängigen Signals angeschlossen ist.
17. Motorantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Proportionalregler das Drehzahlsignal mit einem Nulldrehzahl-Wert
bei einer Motordrehzahl ungleich Null erzeugt.
A098A3/0856
Leerseite
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US00348680A US3845371A (en) | 1973-04-06 | 1973-04-06 | Motor controller with power limiting |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2416734A1 true DE2416734A1 (de) | 1974-10-24 |
DE2416734B2 DE2416734B2 (de) | 1978-08-17 |
DE2416734C3 DE2416734C3 (de) | 1979-04-19 |
Family
ID=23369082
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2416734A Expired DE2416734C3 (de) | 1973-04-06 | 1974-04-05 | Drehmomentbegrenzer für eine Drehzahlregelanordnung eines Gleichstrommotors in Phasenanschnittsteuerung |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3845371A (de) |
JP (1) | JPS5411485B2 (de) |
CA (1) | CA993038A (de) |
DE (1) | DE2416734C3 (de) |
FR (1) | FR2224922B1 (de) |
GB (1) | GB1455177A (de) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1570887A (en) * | 1976-03-13 | 1980-07-09 | Ass Eng Ltd | Speed responsive systems |
JPS5362117A (en) * | 1976-11-15 | 1978-06-03 | Fujitsu Fanuc Ltd | Method of driving dc motor |
FR2543378A1 (fr) * | 1983-03-25 | 1984-09-28 | Radiotechnique Compelec | Dispositif pour alimenter un moteur a courant continu au moyen d'un courant alternatif redresse, avec protection contre les surintensites |
KR930007174B1 (ko) * | 1989-03-31 | 1993-07-31 | 가부시기가이샤 도시바 | 픽업 이송 장치 |
KR940001917B1 (ko) * | 1990-08-28 | 1994-03-11 | 가부시기가이샤 도시바 | 센서레스 스핀들 모터 제어 장치 |
US6635007B2 (en) | 2000-07-17 | 2003-10-21 | Thermo Iec, Inc. | Method and apparatus for detecting and controlling imbalance conditions in a centrifuge system |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH489141A (de) * | 1968-02-01 | 1970-04-15 | Heberlein & Co Ag | Schaltungsanordnung für die Drehzahlregelung eines Elektromotors |
-
1973
- 1973-04-06 US US00348680A patent/US3845371A/en not_active Expired - Lifetime
-
1974
- 1974-03-22 GB GB1295674A patent/GB1455177A/en not_active Expired
- 1974-03-25 CA CA195,811A patent/CA993038A/en not_active Expired
- 1974-03-29 FR FR7411234A patent/FR2224922B1/fr not_active Expired
- 1974-04-02 JP JP3672074A patent/JPS5411485B2/ja not_active Expired
- 1974-04-05 DE DE2416734A patent/DE2416734C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2416734B2 (de) | 1978-08-17 |
GB1455177A (en) | 1976-11-10 |
FR2224922A1 (de) | 1974-10-31 |
CA993038A (en) | 1976-07-13 |
FR2224922B1 (de) | 1977-09-30 |
JPS501316A (de) | 1975-01-08 |
US3845371A (en) | 1974-10-29 |
JPS5411485B2 (de) | 1979-05-15 |
DE2416734C3 (de) | 1979-04-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3015162C2 (de) | Anordnung zum Steuern eines Asynchronmotors über einen Frequenzumrichter | |
DE68922761T2 (de) | Induktionsmotorregelung. | |
DE3204568C2 (de) | Schutzschaltungsanordnung für einen eingangsseitig an Netzwechselspannung angeschlossenen Umrichter | |
DE2914595A1 (de) | Einrichtung zum steuern bzw. regeln des drehmoments eines wechselstrommotors | |
DE2622309B2 (de) | Schutzeinrichtung für eine bürstenlose Synchronmaschine | |
DE2841520A1 (de) | Leistungsregelanordnung fuer einen elektromotor | |
DE3015109C2 (de) | ||
CH621656A5 (de) | ||
DE2708091A1 (de) | Drehzahlregelungsschaltung fuer elektrische universalmotoren | |
DE2409780C2 (de) | Schaltungsanordnung zur Begrenzung des Ankerstroms eines über phasenanschnittgesteuerte Gleichrichter gespeisten Gleichstrommotors | |
DE1613786B2 (de) | Phasenanschnittgesteuerte gleichrichtereinrichtung | |
DE1463266C3 (de) | Schaltungsanordnung zur Regelung der Drehzahl und zur Begrenzung des Ankerstroms eines aus einer Wechselstromquelle gespeisten, konstant erregten Gleichstromnebenschlußmotors | |
DE2935322A1 (de) | Regelvorrichtung fuer einen umformer | |
DE2416734A1 (de) | Elektromotorregler | |
DE3015161C2 (de) | Zwischenkreisumrichter | |
DE2111090A1 (de) | Frequenzwandlersystem | |
DE3036971C2 (de) | ||
DE2308463A1 (de) | Zuendwinkelregelung fuer hochspannungsgleichstrom-konverter mit verbesserter ventilstrom-ueberwachung | |
DE2640622C3 (de) | Verfahren zum Notbetrieb eines eine Drehfeldmaschine speisenden Umrichters und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE2316944C3 (de) | Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer geregelten Ausgangsgleichspannung | |
DE3042927C2 (de) | Anordnung zur Verbesserung des Wirkungsgrades eines Dreiphasendrehstromasynchronmotors | |
DE3622787C2 (de) | ||
DE2345874C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Anlaufenlassen eines Schrittmotors | |
DE2038907B2 (de) | Anordnung zur Drehzahlregelung einer Gleichstrommaschine | |
DE2638547A1 (de) | Verfahren zum notbetrieb eines eine drehfeldmaschine speisenden umrichters und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |