DE2503754C2 - Zündwinkelgeber, dessen Ausgangssignal bzw. -spannung die Größe des Zündwinkels einer Phasenanschnittsteuerung zum Anlassen eines Kurzschlußläufer-Asynchronmotors vorgibt - Google Patents

Description

ermöglicht in jedem Falle praktisch ideales Anlaufen, doch ist der erforderliche Aufwand hierzu erheblich.

Weniger aufwendig sind Phasenanschnitt-Steuerungen mit fester Frequenz der Speisespannung, z. B. mit Strombegrenzung oder Spannungsstellung (wie es z. B. in »PHILIPS Application note«, 1973, Nr. 200, Best Nr. 9399 320 70001 beschrieben wird).

Bei einer Strombegrenzung wird der Motorstrom während des Anlaufens auf einem bestimmten Bruch ieil des bei direktem Einschalten des Motors fließenden Anzugstromt-j konstant gehalten. Am Ende der Anlaufphase steigt hierbei jedoch das Anlaufmoment steil an, was zu einer starken Beschleunigung führt, die für manche angetriebenen Maschinen unzulässig hoch sein kann.

Beim Anlaufen mit Spannungsstellung wird die Ständerspannung während einer Anlauf-Hauptphase, in welcher der Motor möglichst nahe an die Nenndrehzahl hochlaufen soll, auf einem unterhalb der Nennspannung liegenden Anlaufspannungswert konstant genalten und dann in einer Anlauf-Endphase auf den Nennspannungswert hochgeregelt. Anlauf-Hauptphase und Anlauf-Endphase ergeben zusammen die Anlaufzeit des Antriebssystems. Das Einsetzen des Hochregeins, d. h. der Beginn der Anlauf-Endphase ist hierbei normal zeitgesteuert. Für die Anlauf-Hauptphase wird eine bestimmte Zeitspanne eingestellt, nach deren Ablauf automatisch das Hochregeln beginnt. Damit ist wegen der konstanten Anlauf-Endphase auch die Anlaufzeit bestimmt, in welcher der Motor seine Nenn-Drehzahl erreicht haben soll. Auch bei richtigen Zeiteinstellunj können jedoch Betriebsstörungen dann eintreten, wenn sich die Betriebsbedingungen während des Anlaufens aufgrund irgenwelcher Einflüsse ändern, wie z. B. wenn der Mr tor schwankender Belastung ausgesetzt ist, so daß der Motor schneller oder langsamer als unter Normalbedingungen hochläuft und demzufolge das Hochregeln zu früh oder zu spät erfolgt, wobei ein zu frühes Einsetzen des Hochregeins zu Überströmen und verstärkter Beschleunigung führt und bei zu spät einsetzender Hochregelung der Motor bei niedriger Drehzahl hängen bleibt.

Der mit Strombegrenzung oder Spannungsstellung erzielte geringere Aufwand bei Anlassern mit Phasenanschnittsteuerung ist demnach mit funktionellen Nachteilen und wegen der leicht möglichen Fehler in der Anwendung und Bedienung auch mit einer schwierigeren Handhabung erkauft.

Es ist Aufgabe der Erfindung, für eine Phasenanschnittsteuerung mit Spannungsstellung einen Zündwinkeigeber zu schaffen, der mit verhältnismäßig geringem Aufwand und bei einfachster Bedienung sowie unter wechselnden Betriebsbedingungen ein sicheres Anlaufen gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Als Strommeßvorrichtung für den Motorstrom kann ein Stromspannungswandler mit Gleichrichter und als Grenzwertmelder ein Spannungskomparator verwendet werden, an dessen einem Eingang die von der Strommeßvorrichtung erzeugte Meßspannung anliegt und an dessen anderen Eingang eine Schaltungsanordnung zum Anlegen einer durch den Grenzwert bestimmten Vergleichsspannung angeschlossen ist. Um die Bedienung zu vereinfachen, kann die Schaltungsanordnung einen Maximumspeicher enthalten, an welchem die Meßspannung anliegt und an den über einen Impedanzwandler ein Spannungsteiler angeschlossen sein kann, dessen Abgriff mit dem beireffenden Eingang des Spannungskomparators verbunden ist, wobei der Spannungsteiler entsprechend dem Verhältnis von Motorstrom bei Kippmoment-Drehzahl zum Motorstrom zu Beginn der Anlauf-Hauptphase eingestellt ist Der Zündwinkelgeber kann mit einer Einstellvorrichtung zum Einstellen der Ausgangsspannung auf einen vom Anlaufspannungswert abweichenden Anfangsspannungswert ausgestattet sein und eine mit dem

ίο Einschalten ausgelöste Regelvorrichtung zur Führung der Ausgangsspannung von dem Anfangsspannungswert auf den Anlaufspannungswert während einer der Anlauf-Hauptphase vorangehenden Anlauf-Anfangsphase enthalten, um mit einem unterhalb des Anlaufspannungswertes liegenden Anfangsspannungswert ein SanftFJilaufen des Motors und mit einem oberhalb des Anlaufspannungswertes liegenden Anlaufspannungswert ein einem vorliegenden höheren Losbrechmoment entsprechenden Anzug zu erhalten, wobei in dem Befehlsgeber zwischen Strommeßvorrichtung und Maximumspeicher eine Blockiervorrichtung geschaltet sein kann, um die in der Anlauf-Anfangsphase gegenüber der Anlaufphase höhere Meßspannung unwirksam zu machen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Kennliniendiagramm, in welchem für einen Kurzschlußläufer-Asynchronmotor Drehmoment,

Stromspannung über der Drehzahl aufgetragen sind,

Fig.2 den zeitlichen Verlauf der Zündwinkelgeberausgangsspannung U₉ als Führungsgröße für die Motorspannung,
F i g. 3 schematisch einen Kurzschlußläufer-Asynchronmotor mit einer eine Phasenanschnittsteuerung und Zündwinkelgeber enthaltenden Anlaufeinrichtung für Spannungsstellung,

F i g. 4 eine Zusammenstellung der Baueinheiten eines Zündwinkelgebers für einfachen, die Haupt- und Endphase umfassenden Anlauf,

F i g. 5 eine Zusammenstellung der Baueinheiten eines Zündwinkelgebers für Sanftanlauf und/oder höheres Losbrechmoment, wobei das Anlaufen in einer Anfangs-, Haupt- und Endphase erfolgt,

F i g. 6 ein Blockschaltbild für einen Zündwinkelgeber der in F i g. 5 angegebenen Art und

Fi g. 7 ein Schaltbild für eine vorteilhafte Ausführung des Zündwinkelgebers der F i g. 6.

Im Diagramm der F i g. 1 sind Drehmoment M, Strom / und Spannung U eines Kurzschlußläufer-Asynchronmotors über der Drehzahl η aufgetragen. Beim Einschalten mit Nennspannung Un bei stehendem Motor hat der Strom seine größte Stärke U- Bei der Drehzahl ηκ hat der Motor das Kippmoment Mk erreicht und die Stromstärke Ik ist auf einen bestimmten Bruchteil c der Anfangsstromstärke I_A abgefallen, Ik = c ■ Ia. Bei der Drehzahl n^ hat der Motor das Nennmoment M/verreicht und der Strom hat sich auf die Nennstromstärke In verringert. Der Drehzahlverlauf in Funktion der Zeit wird vom Verlauf des Motor- und Lastmoments in Abhängigkeit von der Drehzahl η bestimmt. Die Zeitspanne vom Einschalten der Spannung auf den stillstehenden Motor bis zum Erreichen der stationären Betriebsdrehzahl wird mil Anlaufzeit t.a, bezeichnet. Beim einfachen Anlassen mit Spannungsstellung wird dem Motor eine Spannung zugeschaltet, deren zeitlicher Verlauf in Fig. 2 gezeigt ist. Der stillstehende Motor wird mit einer reduzierten Anlauf-

spannung Um eingeschaltet, die bis zum Zeitpunkt t_K, bei dem die Kippdrehzahl ηκ erreicht wird, konstant ist. Diese Zeitspanne wird hier mit »Anlauf-Hauptphase« bezeichnet. Von ηκ bis n/v, der »Anlauf-Endphase«, wird die Spannung von der Anlaufspannung Ua/ auf die Nennspannung Un hochgeregelt. Der Strom /' geht proportional mit der verminderten Anlaufspannung Uai= a ■ Us zurück und hat beim Erreichen der Kippdrehzahl ηκ im Zeitpunkt tu die Stromstärke I'k = c ■ ΙΑ, d. h. er ist auf den bestimmten Bruchteil c seiner Anfangsstromstärke ΙΆ zu Beginn der Anlauf-Hauptphase (Fall a) abgefallen.

Zum Sanftanlaufen kann der Motor bei entsprechender Lastmomentkennlinie mit einer niedrigeren Anfangsspannung Ua eungeschaltet werden. In einer verhältnismäßig kurzen »Aniauf-Anfangsphase« (Fail b) wird dann die Anfangsspannung Ua auf die Anlaufspannung Uai hochgeregelt. Am Ende der Anlauf-Anfangsphase zur Zeit fi hat der Strom /'die Anfangsstromstärke Va.

Liegt ein höheres Losbrechmoment vor, so kann der Motor mit einer höheren Anfangsspannung Ul eingeschaltet werden, die dann in der Anlauf-Anfangsphase auf die Anlaufspannung Uai herabgeregelt wird.

Wie in F i g. 3 schematisch wiedergegeben, ist in jedem Phasenleiter R, S, T des Kurzschlußläufer-Asynchronmotors Mo in bekannter Weise ein Leistungs-Halbleiterschalterelement Tr, z. B. ein Triac, geschaltet. Die Halbleiterschaltelemente 7?werden von einer Phasenanschnittsteuerung 1, der ein Synchronisationssystem 2 vorgeschaltet ist, über ein Zündverstärkersystem 3 derart ein- und ausgeschaltet, daß beim Anlaufen des Motors Mo an der Ständerwicklung die Spannung U mit dem in Fig. 2 gezeigten zeitlichen Verlauf anliegt. Der an die Phasenanschnittsteuerung 1 angeschlossene Zündwinkelgeber 4 gibt an diese eine Ausgangsspannung U₁₁ ab, die der Spannung U im interessierenden Arbeitsbereich ungefähr proportional ist und den gleichen zeitlichen Verlauf hat. Für die einzelnen Werte der Ausgangsspannung werden im folgenden die gleichen Bezeichnungen wie bei der Spannung U benutzt: Nennspannungswert Un, Anlaufspannungswert Uai. Anfangsspannungswert Ua für Sanftanlauf, Anfangsspannungswert Ul bei höherem Losbrechmoment. Der Zündwinkelgeber 4 umfaßt einen Spannungsgeberteil 5 für die Erzeugung der Ausgangsspannung U,j und einen Befehlsgeber 6, auf dessen Befehl die Ausgangsspannung von dem Anlaufspannungswert t/^/auf den Nennspannungswert Un hochgeregelt wird. Die Befehlsgabe zum Hochregeln im Zeitpunkt t_K wird mittels einer Strommessung durch Feststellung des Kippmoment-Charakteristikums I'k = c ■ I'_A ausgelöst Hierzu enthält der Befehlsgeber 6 gemäß dem Aufbauschema der Fig.4 und 5 eine Strommeßvorrichtung 7 und einen Grenzwertmelder 8, der bei einem dem Charakteristikum I'k = c ■ /Ά entsprechenden Strommeßwert das Befehlssignal abgibt.

Für einfaches, nur die Anlauf-Hauptphase und die Aniauf-Endphase (F i g. 2. Fall a) umfassendes Anlaufen enthält, wie in Fig.4 gezeigt ist, der Spannungsgeberteil 5 eine Einstellvorrichtung 9 zum Einstellen der Ausgangsspannung auf den Anlaufspannungswert U_A2 und einen auf das Befehlssignal ansprechenden Hochlaufregler 11 zum Hochregeln der Ausgangsspannung auf den Nennspannungswert Un-

Für Sanftanlaufen und Anlaufen bei höheren Losbrechmoment, d. h. für ein Anfangs-, Haupt- und Endphase (F i g. 2, Fall b) umfassendes Anlaufen, enthält der Spannungsgeberteil 5 zusätzlich eine Einstellvorrichtung 10 zum Einstellen der Ausgangsspannung auf den Anfangsspannungswert U_A für Sanftanlauf oder den Anfangsspannungswert Ul für höheres Losbrechmoment und entweder eine zusätzliche Spannungsregelvorrichtung, die beim Einschalten des Motors die Ausgangsspannung υ_ψ von dem eingestellten Anfangsspannungswert Ua oder Ul in der Anfangsphase auf den Anlaufspannungswert Uai hinauf- oder hinabregelt; oder der Hochlaufregler 11 ist so ausgebildet, daß er beim Einschalten die Ausgangsspannung U,_r von dem Anfangsspannungswert Ua oder i/^auf den Anlaufspannungswert Uai hinauf- oder hinabregelt und dann, durch das Befehlssignal angesteuert, die Ausgangsspannung υ_ψ auf den Nennspannung&wert ÜA/hinaufregeii.

Die einzelnen Baueinheiten des Zündwinkelgebers 4 — also Konstantspannungsgeber mit den Einstellvorrichtungen, Hochlaufregler, Strommeßvorrichtung und Grenzwertmelder — können beliebig ausgebildet sein, sofern sie nur die verlangten Funktionen erfüllen. Bei einer Ausführung mechanischer Art kann ein an einer Gleichstromquelle angeschlossener Schiebe- oder Drehwiderstand vorgesehen sein, dessen Läufer zum Verschieben durch ein Getriebe und beispielsweise elektromagnetische Kupplungen mit einem Stellmotor verbunden ist. Solche mechanische Ausführungen sind jedoch ziemlich aufwendig. Für eine Strommessung mit Grenzwertmeldung sind ebenfalls verschiedene Möglichkeiten bekannt. Vorteilhaft ist eine Strommessung mittels eines Stromwandlers.

In Fig. 6 ist ein Blockschaltbild eines elektronischen Zündwinkelgebers für Sanftanlauf und vorliegendes höheres Losbrechmoment und in F i g. 7 ein Schaltbild für eine bevorzugte Ausführung derselben mit Operationsverstärkern gezeigt.

Die Strommeßvorrichtung (F i g. 7) besteht aus einem Stromspannungswandler 7 mit Gleichrichter Cl. Die dem Strom, z. B. in Phasenleiter R, proportionale Meßspannung Ui wird von einem Widerstand R\ abgenommen und ist an eine Eingangsklemme 13 des Befehlsgebers 6 (Fig.6) angelegt. Als Grenzwertmelder 8 ist hier ein Spannungskomparator 18 vorgesehen, an dessen einen Eingang die Meßspannung Ui angelegt und an dessen anderen Eingang eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer das Kippmoment-Charakteristik I'k = c ■ ΙΆ erfassenden Verglcichsspannung angeschlossen ist. Die Vergleichsspannung wird aus der Meßspannung Ui entwickelt. Die Schaltungsanordnung enthält hierzu einen Maximumspeicher 15, der mit der Eingangsklemme 13 verbunden ist und welcher den zum Strom Γ α zu Beginn der Aiiiaui-Häupiphäse proportionalen Meßspannungswert speichert. Da in der Anlauf-Anfangsphase mit höherem Losbrechmoment der Einschaltstrom größer als der Strom ΙΆ ist, wird die Meßspannung U/ während der Anlauf-Anfangsphase mit höherem Losbrechmoment mittels der Blockierschaltung 14 vom Eingang des Maximumspeichers 15 weggeschaltet. Der Maximumspeicher 15 ist über einen Impedanzwandler 16 an einen Spannungsteiler 17, z. B. ein Potentiometer Pi angeschlossen, dessen Abgriff entsprechend dem genannten Kippmoment-Charakteristikum I'k = c- I'_A für den Abgriff des Bruchteiles cdes gespeicherten Maximum-Meßspannungswertes eingestellt und an den Vergleichsspannungseingang des Komparators 18 angeschlossen ist. Bei Gleichheit der Eingangsspannungen gibt der Komparator 18 ein Befehlssignal ab, das über eine Ausgangsstufe 20 dem

Spaiinungsgeberteil 5 zugeleitet wird. Bei dem in F i g. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel enthält die Blockierschaltung 14 einen npn-Transistor Ti, dessen Emitter mit dem Bezugsspannungsleiter 19 und dessen Kollektor über den Widerstand R> mit dem Eingang des Maximumspeichers verbunden sind. Die Basis des Transistors Γι ist über die Diode D\ und den Widerstand R₁₁, mit dem Ausgang des !Comparators 38 verbunden, welcher die Zündwinkelgeberspannung U_q und die Konstantspannung t/v vom Abgriff des Potentiometers Pi vergleicht. In der Anlauf-Anfangsphase mit einer Ausgangsspannung U₁, größer als Uai wird der Transistor 71 leitend. Bei dem Maximumspeicher 15 ist die Eingangsklemme 13 über einen Kondensator Q mit dem Leiter 19 und über eine Diode Di mit dem Impedanzwandler 16 und dem Speicherkondensator Ci verbunden, dessen anderer Anschluß an den Null-Leiter 19 angeschlossen ist. An den Speicherkondensator Ci ist ein einen Widerstand R3 und die Kollektor-Emitterstrecke eines Transistors Ti umfassender Entladungspfad angeschlossen, durch den sich der Speicherkondensator Ci nach Beendigung des Anlaufens bei leitend geschaltetem Transistor T₂ entlädt. Der Ausgang des Komparators 18 ist über eine Diode Di und einen Widerstand ftt mit dem Null-Leiter 19 verbunden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel soll das Befehlssignal BS ein Relais ReI erregen. Die Ausgangsstufe 20 ist demzufolge eine Selbsthalteschaltung bekannter Bauart, in deren Stromkreis die Relaiswicklung geschaltet und deren Eingang durch einen Koppelkondensator Cz mit dem Ausgang des Komparators 18 verbunden ist.

Der Spannuiigsgeberteil 5 (Fig. 6) weist eine Eingangsklemnie 21 auf, an der mittels eines Potentiometers Pi als Einstellvorrichtung 9 die Anlaufspannung Uai angelegt ist (F ig. 7). Der Hochlaufregler 11 besteht aus einem Integrator 25, an den drei Eingangsspannungen angelegt werden, und zwar in der Anlauf-Anfangsphase eine den Anstieg (F i g. 2) γ realisierende Eingangsspannung, in der Anlauf-Hauptphase die Eingangsspannung Null und in der Anlauf-Endphase die den Anstieg α realisierende Eingangsspannung. Das Umschalten von der γ- auf die <x-Eingangsspannung erfolgt durch eine auf das Befehlssignal BS ansprechende Umschaltvorrichtung 24. Zur Erzeugung der Eingangsspannung für den Integrator 25 ist ein Differenzverstärker 23 mit praktisch unendlich hoher Verstärkung vorgesehen, dessen Ausgangsspannung in der Anlauf-Anfangsphase und in der Anlauf-Endphase entweder an die positive oder negative Sättigungsspannung ausgesteuert ist und in der Anlauf-Hauptphase näherungsweise OV aufweist, wie noch beschrieben wird. Die Ausgangsspannung des Integrators 25 ist zusammen mit der von einer Klemme 26 abgegriffenen Anfangsspannung Ua und Ul, die an die Klemme 26 mittels eines Potentiometers P₃ als Einstellvorrichtung 10 angelegt ist (F i g. 7), in durch das Bezugszeichen 27 in F i g. 6 angedeuteter Und-Verknüpfung einer Summierstufe 28 zugeleitet Am Eingang des Differenzverstärkers 23 liegt die Differenz aus der Anlaufspannung Uai von der Eingangsklemme 21 und der über eine Gegenkopplung 29 zugeführten Ausgangsspannung der Summierstufe 28, wie dies durch das mit 22 bezeichnete Symbol angedeutet ist Die Summierstufe 28 ist zweckmäßig ein invertierender Summier-Verstärker, der bei positiver Eingangsspannung eine negative Ausgangspannung abgibt, die dann mittels eines invertierenden Ausgangsverstärkers 31 in die positive Ausgangsspannung υ_φ an dessen Ausgang 32 umgekehrt wird. Die Gegenkopplung 29 wird durch das Befehlssignal BS durch auf dieses ansprechende Schaltmittel 33 von dem Eingang des Differenzverstärkers 23 abgetrennt. Bei der in Fig. 7 gezeigten Ausführung ist die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers durch Dioden Z\ und Zi begrenzt und die Umschaltvorrichtung 24 besteht aus einem zwischen den Ausgang des Differenzverstärkers 23 und einen Bezugsspannungs- oder Null-Leiter 35 geschalteten Spannungsteiler aus einem Potentiometer Pa, und einem Widerstand Rs, deren Verbindungspunkt 36 über einen Relaiskontakt 34 mit dem Null-Leiter 35 verbunden ist. Der Abgriff des Potentiometers Pi, ist durch einen Widerstand Re mit dem Eingang des Integrators 25 verbunden. Der Kondensator G des Integrators 25 ist durch einen den Widerstand R^ und den Schaltkontakt Sch umfassenden Entladungspfad überbrückt, so daß der Kondensator G am Ende des Anlaufvorganges durch Schließen des Schaltkontaktes Sch entladen werden kann. Die Gegenkopplung 29 enthält die beiden Widerstände R₆ und R₉, deren Verbindungspunkt 37 durch die von einem Relaiskontakt gebildeten Schaltmittel 33 mit dem Null-Leiter 35 verbunden sind.

Im Ruhezustand sind die Relaiskontakte 33, 34 offen.

Beim Einschalten haben je nach der am Potentiometer P₃ eingestellten Anfangsspannung Ua und U_L die Ausgangsspannung der Summierstufe 28 der Werte — Ua bzw. Ul und die Spannung am Ausgang 32 des Ausgangsverstärkers 31 die Werte + Ua bzw. + Ul- Da die Anfangsspannung Ua bzw. Ul kleiner bzw. größer als die am Potentiometer Pi eingestellte Anlaufspannung Uai ist, hat die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 23 negative bzw. positive Werte. Über den Spannungsteiler P4, R5 liegt am Integratoreingang eine dem Anstieg γ entsprechende Eingangsspannung und entsprechend nimmt die Ausgangsspannung der Summierstufe 28 bei eingestellter Anfangsspannung Ul ab. Wenn die Summe der Integrator-Ausgangsspannung und der Anfangsspannung Ua bzw. Ul, d. h. die Ausgangsspannung der Summierstufe, absolut gleich der am Potentiometer Pi eingestellten Anlaufspannung Uai ist, erreicht die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 23 den Wert 0 V, und die Ausgangsspannung der Summierstufe 28 bzw. des Ausgangsverstärkers 31 bleibt auf diesem Anlaufspannungswert — Uai bzw. + Uai- Mit der Änderung der Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 23 auf den Spannungswert 0 ist die Anlauf-Anfangsphase beendet und hat die Anlauf-Hauptphase b begonnen. Hat der Motor die Kippmoment-Drehzahl erreicht, so wird, wie vorstehend beschrieben, von dem Befehlsgeber 6 das Befehlssignal BSabgegeben. Das Relais ReI(Fig.7) wird erregt und die Relaiskontakte 33 und 34 schließen. Durch Schließen des Relaiskontaktes 33 wird der Ausgang der Summierstufe 29 über den Widerstand Rg und den geschlossenen Relaiskontakt mit dem Null-Leiter 35 verbunden. Am Eingang des Differenzverstärkers 23 liegt dann die volle Anlaufspannung Uai, und die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 23 erreicht den negativen Sättigungswert Bei geschlossenem Relaiskontakt 34 ist im Spannungsteiler 24 der Widerstand R5 unwirksam und vom Potentiometer Pt, wird die dem Anstieg <x in der Anlauf-Endphase entsprechende niedrige Eingangsspannung für den Integrator 25 abgegriffen. Die Ausgangsspannungen der Summierstufe 28 und des Ausgangsverstärkers 31 beginnen, wie in der Anlauf-Endphase verlangt, anzusteigen. Der Integrator 25 ist beim Nennspannungswert Un gesättigt Ist die Integra

tor-Ausgangsspannung auf diesen Wert angestiegen, so ist auch die Anlauf-Endphase abgeschlossen.

Bei dem dargestellten Zündwinkelgeber ist zwischen Summierstufe 28 und Ausgangsverstärker 31 (F i g. 6) eine Spannungsbegrenzerstufe 30 geschaltet, so daß die Eingangsspannung des Ausgangsverstärkers 31 nicht über einen vorgegebenen Wert ansteigen kann. Da der Motorstrom proportional zu der Ausgangsspannung des Ausgangsverstärkers 31 und damit auch zu dessen Eingangsspannung proportional ist, kann mit dieser Begrenzerstufe 30 eine maximale Stromstärke für den Motor eingestellt werden, die während des Anlaufens nicht überschritten wird, wodurch auf einfache Weise eine zusätzliche Sicherheit erhalten wird.

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Der Zündwinkelgeber kann auch für einfaches Anlaufen mit nur Haupt- und Endphase benutzt werden. Hierzu ist es lediglich erforderlich, an die Klemme 26 statt der Anfangsspannung Ua die Anlaufspannung Ua ι anzulegen, d. h. die Klemme 26 an die Eingangsklemme 21 anzuschließen. Statt dessen kann natürlich auch ein vereinfachter Zündwinkelgeber verwendet werden, der im Spannungsgeberteil nur die Summierslufe 28 und den Integrator 25 enthält, wobei die Eingangsspannung des Integrators 25 durch auf das Befehlssignal BS ansprechende Schaltmittel bei Empfang des Befehlssignals von Null auf den Anstieg & bestimmenden Eingangsspannungswert umgestellt wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Zündwinkelgeber, dessen Ausgangssignal bzw. -spannung die Größe des Zündwinkels von Halbleiterstellgliedern einer Phasenanschnittsteuerung zum Anlassen eines Kurzschluß läufer-Asynchronmotors vorgibt, dem während einer Anlauf-Hauptphase eine konstante, gegenüber seiner Nennspannung verminderte Anlaufspannung und während einer von einem Hochlaufregler gesteuerten Anlauf-Endphase eine von der Anlaufspannung auf die Nennspannung ansteigende Spannung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochlaufregler (11, 23, 25) die Anlauf-Endphase bei Erhalt eines Befehlssignales (BS) von einem Befehlsgeber (6) auslöst, welcher eine Motorstrom-Meßvorrichtung (7, 12, Gl) sowie einen damit gekoppelten Grenzwertmelder (8, 14 bis 18) aufweist, der das Befehlssignal (BS) abgibt, sobald die Motorstromstärke (J') gegenüber ihrem Wert (]'a) zu Beginn der Anlauf-Hauptphase auf einen Wert (J'k — cJ'_A) abgefallen ist, welcher der Stromstärke des Motors (Mo) bei dessen Kippmoment-Drehzahl (ηκ) entspricht.

2. Zündwinkelgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Strommeßvorrichtung ein Stromspannungswandler (12) mit Gleichrichter (GI) und als Grenzwertmelder (8) ein Spannungskomparator (18) angeordnet sind, an dessen einem Eingang die von der Strommeßvorrichtung erzeugte Meßspannung anliegt und dessen anderer Eingang an den Ausgang einer Schaltungsanordnung (15,16,17) zum Anlegen einer den Grenzwert bestimmenden Vergleichsspannung angeschlossen ist.

3. Zündwinkelgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (15, 16, 17) zum Anlegen einer Vergleichsspannung an den Spannungskomparator (18) einen Maximumspeicher (15) enthält, an welchen die Meßspannung angelegt ist und der über einen Impedanzwandler (16) an einen Spannungsteiler (17, Pi) angeschlossen ist, dessen Abgriff mit dem Vergleichsspannungseingang des Komparators (18) verbunden ist, wobei der Spannungsteiler (17. P\) entsprechend dem Verhältnis (c) von Motorstrom (1'κ) bei Kippmoment-Drehzahl zum Motorstrom (I'A) zu Beginn der Anlauf-Hauptphase eingestellt ist.

4. Zündwinkelgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einstellvorrichtung (10) zum Einstellen der den Zündwinkel vorgebenden Ausgangsspannung (U₉,) auf einen vom Anlaufspannungswert (Vμ) abweichenden Anfangsspannungswert (Ua; Ul) und eine mit dem Einschalten des Zündwinkelgebers ausgelöste Regelvorrichtung zur Führung der Ausgangsspannung (U_q) von dem Anfangsspannungswert (Ua; Ul) auf Anlaufspannungswert (UAi) während einer der Anlauf-Hauptphase vorangehenden Anlauf-Anfangsphase mit bestimmter Führungsgeschwindigkeit (γ) vorhanden sind.

5. Zündwinkelgeber nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Befehlsgeber (6) die Meßspannung der Motorstrommessung (7; 12, G/jmittels einer Blockierschaltung(14,38, Γι, Di) während der Anlauf-Anfangsphase mit der Ausgangsspannung (U₁₁) größer als dem Anlaufspannungswert (Ual) vom Maximumspeicher (15) weggeschaltet wird.

6. Zündwinkelgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochlaufregler (11) aus einem beim Nennspannungswert (Un) gesättigten Integrator (25) besteht, aii dessen Eingang in der Anlauf-Endphase mitteis einer durch das Befehlssignal (BS) ausgelösten Umschaltvorrichtung (24, ?A) eine die Anstiegsgeschwindigkeit der Ausgangsspannung (U<p) bestimmende Eingangsspannung angelegt ist, und daß eine Summierstufe (28) zur Summierung von Anlaufspannung (Lk/,/und Integrator-Ausgangsspannung in der Anlauf-Endphase vorgesehen ist.

7. Zündwinkelgeber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Eingang der Summierstufe (28) der Ausgang des Integrators (25) und als Einstellvorrichtung (9) zum Einstellen der Anlaufspannung (U_Ai)dtr Mittelabgriff eines Spannungsteilers (P₃) angeschlossen sind.

8. Zündwinkelgeber nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Eingang der Summierstufe (28) die Ausgangsspannung des Integrators (25) und mittels eines ersten Spannungsteilers (P₃) die Anfangsspannung (U_A\ U_L) angelegt sind und zur Erzeugung der Eingangsspannurig für den Integrator (25) ein Differenzverstärker (23) vorgesehen ist, an dessen Eingang die Differenz aus der an einem zweiten Spannungsteiler (P₂) eingestellten Anlaufspannung (U_Ai) und der mittels einer Gegenkopplung (29; Ra, R?) rückgeführten Ausgangsspannung der Summierstufe (28) angelegt ist, wobei der Differenzverstärker (23) die positive oder negative Sättigungsspannung bei der Eingangsspannung ungleich Null in der Anlauf-Anfangsphase und der Endphase und eine Spannung gleich Null in der Anlauf-Hauptphase abgibt und der Ausgang des Differenzverstärkers (23) an einen dritten Spannungsteiler (Pa,, Rs) zum Abgriff der Integrator-Eingangsspannung angeschlossen ist, und daß durch das Befehlssignal (BS) betätigte Schaltmittel (33, 34) vorgesehen sind, die die Gegenkopplung (29; R», /?9) von dem Eingang des Differenzverstärkers (23) abtrennen und den dritten Spannungsteiler (Pi,, Ri) durch Überbrücken eines Teilwiderstandes (R=,) auf Abgriff eines höheren Eingangsspannungswertes für den Integrator (25) einstellen.

9. Zündwinkelgeber nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an die Summierstufe (28) ein Ausgangsverstärker (31), welcher die die Motorspannung führende Ausgangsspannung des Zündwinkelgebers abgibt, und zwischen Ausgangsverstärker (31) und Summierstufe (28) ein Spannungsbegrenzer (30) zum Begrenzen der Eingangsspannung des Ausgangsverstärkers (31) auf einen maximalen Wert geschaltet sind.

Die Erfindung betrifft einen Zündwinkelgeber der im to Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art.

Es sind mehrere Anlaß-Methoden für Kurzschlußläufer-Asynchronmotoren bekannt, als deren technisch vollkommenste die der gleichzeitigen Frequenz- und Spannungsregelung zu bezeichnen ist. Bei cicser Methode werden gesteuerte Leistungshalbleiter-Schaltelemente in den Motorzuleitungen und für die Gewinnung von die Motor-Drehzahl wiedergegebenen Signalen Tachodynamos verwendet. Diese Methode