DE2457332A1

DE2457332A1 - Einrichtung zur regelung der motordrehzahl von ventilatoren

Info

Publication number: DE2457332A1
Application number: DE19742457332
Authority: DE
Inventors: Friedrich Ing Kalny
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-12-04
Filing date: 1974-12-04
Publication date: 1976-06-10
Also published as: DE2457332C3; DE2457332B2

Description

Einrichtung zur Regelung der Motordrehzahl von Ventilatoren Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Regeln der Drehzahl eines Ventilators, dessen elektrischer Antriebsmotor in Reihe mit einem Stellglied in Form eines Triac oder antiparallel geschalteter Thyristoren an ein Wechselspannungsnetz angeschlossen ist und bei der die Steuerbefehle für das Stellglied aus der Differenz zwischen einem vorgegebenem Sollwert oder einer Führungsgröße und einer drehzahlabhängigen Größe ableitbar sind, dieShrerseits über Gleichrichter und Integrierglieder aus dem elektrischen Kreis abgeleitet ist.
In Anlagen zur Temperaturregelung und/oder Belüftung bzw.
Klimatisierung werden häufig motorische Antriebe gefordert, deren Drehzahl in Abhängigkeit von Temperatur, Luftfeuchtigkeit usw. gesteuert werden. Insbesondere bei Ventilatoren ist es von Vorteil, wenn die Drehzahl stufenlos eingestellt werden kann.
Hiezu sind bereits mit Thyristoren oder Triacs arbeitende Schaltungen bekannt, bei denen durch Änderung des Zündzeitpunktes die am Motor liegende Spannung und damit die Drehzahl stufenlos gesteuert werden kann.
Eine Einrichtung zum Regeln der Drehzahl eines Ventilators wird in Dt OS 2 124.836 beschrieben. Als drehzahlabhängige Größe für die Regelung wird hier die Spannung am Stellglied herangezogen, wodurch Änderungen der Netzspannung Spannungsschwankungen am Motor bewirken.
Weitere bisher bekannte Steuerungen dieser Art weisen den Nachteil auf, daß Geräte für unterschiedliche Netzfrequenzen, wie 16 2/3 Hz, 50 Hz, 60 Hz, mit verschiedenen Bauteilen bestückt oder unterschiedlich ajustiert werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Regeln der Drehzahl zu schaffen, welche einen Betrieb in Stromversorgungsnetzen unterschiedlicher Frequenz ohne zusätzlichen oder nachträglichen Justiervorgang ermöglicht, mit der auch zusätzlich der Einfluß der Speisespannungsschwankungen auf die Motordrehzahl verringert wird, wobei der Strom für den Antrieb durch Triacs oder antiparallel geschaltete Thyristoren gesteuert wird, die Regelgröße jedoch die Motorspannung ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die gleichgerichtete und geglättete Spannung am Motor oder die gleichgerichtete und geglättete Differenzspannung zwischen Netzwechselspannung und Spannung am Stellglied als drehzahlabhängige Größe für die Bildung der Steuerbefehle dient.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird unter Verwendung einfacher Bauteile eine Phasenanschnittsteuerung mit einer Soliwertregelung dadurch erreicht, daß das elektrische Potential an einem direkt mit dem Netz verbundenen Anschluß des Motors und das Potential zwischen Motor und Stellglied jeweils über Vorwiderstände und/oder Kondensatoren eine Gleichrichterschaltung steuert, daß die Ausgangsgrößen der Gleichrichterschaltungen gegeneinander geschaltet sind und daß die Differenz an einem Integrirkondensator anliegt, dessen Spannung eeinerseits mit dem Sollwert oder der Führungsgröße zur Bildung der Steuerbefehle vergleichbar ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Regelung der Motordrehzahl von Ventilatoren Fig. 2 eine praktische Ausführung einiger Baugruppen für eine Einrichtung zur Regelung der Motordrehzahl von Ventilatoren.
Im Blockschaltbild nach Fig. 1 liegt ein Ventilatormotor 1 in Serie mit einem Triac 2 an einer speisenden Netzspannung. Zusätzliche Bauelemente zum Schutz des Triacs und zur Funkentstörung sind im Schaltbild aus Übersichtsgriinden nicht angeführt.
Eine Gleichspannung baw. ein Gleichstrom wird von der Netzspannung abhängig im Motor-Gleichrichterglied 3 und gegebenenfalls entgegengesetzt gepolt von der Triacspannung abhängig in einem Triac-Gleichrichterglied 4 gewonnen und in einer Integrieranordnung 5 integriert und einem Verstärker 6 zugeführt. Uber einen weiteren Eingang 7 des Verstärkers 6 ist es möglich den Integrierwert mit einem Sollwert, etwa eine von Hand aus mittels Spannungsteilers eingestellte Drehzahl oder der Ausgang einer temperatur- bzw. luftfeuchtigkeitsabhängigen Brückenschaltung, zu vergleichen. Vom Ausgang des Verstärkers 6 wird ein Spannung- oder Strom-Zeit-Umsetzer 8 angesteuert, der in Abhängigkeit vom Ausgang des Verstärkers 6 den Zeitpunkt der Zündung des Triacs zwischen zwei Nulldurchgängen der Netzspannung bzw. der Triac-Spannung verschiebt und damit den Phasenanschnittwinkel einstellt.
Aus der Schaltung nach Fig. 2 ist die praktische Ausführung einiger Baugruppen aus dem Blockschaltbild nach Fig. 1 ersichtlich. Der Motor 1 liegt mit dem Triac 2 an der speisenden Netzspannung, das Motor-leichrichterglied 3 liegt parallel dazu.
Von der Motor-Netz-Klemme führt eine Verbindung über einen Vorwiderstand R1 zu zwei antiparallel geschalteten Gleichrichtern Gl 1, Gl 2, wobei der eine Gleichrichter Gl 1 in Durchlaßrichtung an die Triac-Netz-Klemme und der andere Gleichrichter Gl 2 in Sperrichtung an einen Kondensator C angeschlossen ist. Das Triac-Gleichrichterglied 4 liegt parallel zum Triac 2. Von der Triac-Motor-Klemme führt eine Verbindung über einen Vorwiderstand R2 zu zwei antiparallel geschalteten Gleichrichtern Gl 3, Gl 4, wobei der eine Gleichrichter Gl 3 in Sperrichtung an die Triac-Netz-Klemme und der andere Gleichrichter Gl 4 in Durchlaßrichtung an den Kondensator C angeschlossen ist, der mit seinem zweiten Anschluß mit der Triac-Netz-Klemme verbunden ist. Der gemeinsame Punkt von Kondensator C und von den Gleichrichtern Ol 2 und Gl 4 ist an einen Verstärker 6 und über einen Widerstand R3 mit einem Eingang 7 verbunden.
Die Wirkungsweise der Einrichtung besteht darin, daß der Ventilatormotor 1 zusammen mit dem Triac 2 an Netzspannung liegt, die Motorspannung und die Triacspannung über ein Motor-Gleichrichterglied 3 bzw. ein Triac-Gleichrichterglied 4 geführt voneinander subtrahiert und durch den Kondensator C integriert werden, wobei der aus der Netzspannung gewonnene und der aus der Triacspannung gewonnene Gleichstrom gegengerichtet sind. Die Differenzspannung, die dem Mittelwert der Motorspannung entspricht, wird mit einem Sollwert oder einer Führungsgröße über den Eingang 7 verglichen, im Verstärker 6 verstärkt und einer Phasenanschnittsteuerung zugeführt.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der Mittelwert der Motorspannung geregelt wird und dieser Mittelwert frequenzunabhängig ist. Damit ist ein erweiterter Betriebsfrequenzbereich zulässig. Weiters werden Änderungen der Netzspannung bei der Mittelwertbildung berücksichtigt.
Mit der Steuerspannung ändert sich der Phasenanschnitt und damit über den Schlupf die Drehzahl. Es ist daher die Erfassung der Spannung am Motor günstiger als am Stellglied.
2 Figuren 2 Patentansprüche

Claims

Patentansprüche 1. Einrichtung zum Regeln der Drehzahl eines Ventilators, dessen elektrischer Antriebsmotor in Reihe mit einem Stellglied in Form eines Triac oder antiparallel geschalteter Thyristoren an ein Wechselspannungsnetz angeschlossen ist und bei der die Steuerbefehle für das Stellglied aus der Differenz zwischen einem vorgegebenem Sollwert oder einer Führungsgröße und einer drehzahlabhängigen Größe ableitbar sind, die ihrerseits über Gleichrichter und Integrierglieder aus dem elektrischen Kreis abgeleitet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichgerichtete und geglättete Spannung am Motor oder die gleichgerichtete und geglättete Differenzspannung zwischen Netzwechselspannung und Spannung am Stellglied als drehzahlabhängige Größe für die Bildung der Steuerbefehle dient.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Potential an einem direkt mit dem Netz verbundenen Anschluß des Motors und das Potential zwischen Motor und Stellglied jeweils über Vorwiderstände und/oder Kondensatoren eine Gleichrichterschaltung steuert, daß die Ausgangsgrößen der Gleichrichterschaltungen gegeneinander geschaltet sind und dalzs die Differenz an einem Integrierkondensator anliegt, dessen Spannung seinerseits mit dem Sollwert oder der Führungsgröße zur Bildung der Steuerbefehle vergleichbar ist.