DE2521525C3 - Schaltungsanordnung zur Erzielung eines sanften Anlaufs von Drehstromasynchronmotoren - Google Patents

Description

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Transistorrelais mittels einer Z-Diode (Z)zn den Miller-Integrator angekoppelt ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des Miller-Integrators ein monostabiler Multivibrator (TA, 7*5) angekoppelt ist, an dessen Ausgang elektronische Mittel (TCi, Ü3) zum Kurzschließen der Arbeits

strecke des Thyristorpaares (TC) angeschlossen sind.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Multivibrator einen Thyristor (TCi) steuert, dessen Arbeitsstrecke mit der Primärwicklung eines weiteren Übertragers (03) verbunden ist, und daß dieser Übertrager mit seiner Sekundärwicklung der Arbeitsstrecke des Thyristorpaares (TQparallelliegL

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Miller-Integrator und das Transistorrelais bzw. der Multivibrator vom Doppelweggleichrichter (G) über eine Diode (D 2) gespeist werden und daß zwischen.ihren Speiseanschlüssen (2, 5) ein Glättungskondensator (CS) angeordnet ist

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang des Doppelweggleichrichters (G) und/oder an den Speiseanschlüssen des Zeitgliedes (W7, CA) Spannungsstabilisierungsmittel (Z 1, Z 2) vorgesehen sind.

11. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsstrecke des Thyristorpaares (TC) eine Reihenschaltung aus einer Diode (D A), einem Widerstand (W \9) und einem Kondensator (C 7) parallel liegt, wobei dem Kondensator ein Relais (RE) parallelgeschaltet ist, das bei seinem Ansprechen den Speisestromkreis für den Steuergenerator und das Zeitglied mit einem Ruhekontakt (re 1) öffnet und einen besonderen Steuerstromkreis für das Thyristorpaar (TC) mit einem Arbeitskontakt (re 2) schließt, wobei der Steuerstrom von der dem Thyristorpaar zugehörigen Phase fßj abgeleitet ist.

17. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie im Kühlluftstrom des Motors angeordnet ist.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzielung eines sanften Anlaufs von Drehstromasynchronmotoren, bei der in einem Phasenstromkreis des Motors ein antiparallgeschaltetes Thyristorpaar eingefügt ist, das nach dem Einschalten des Motors derart mittels einer Steuerschaltung nach dem Phasenanschnittsverfahren gesteuert wird, daß der mit einem Zeitglied beeinflußbare Phasenanschnittswinkel während des Anlaufs abnimmt.

Um Drehstrommotoren verzögert anlaufen zu lassen, sind bisher Stern-Dreieck-Schalter (s. DE-AS 15 38 508) benutzt worden. Dabei ist ein verhältnismäßig großer Aufwand an Stufenschaltern erforderlich. Für denselben Zweck hat man auch schon die sogenannte »Kusa-Schaltung« verwendet, bei der zunächst ein genau zu berechnender Widerstand in eine Ständerleitung gelegt wird, der später durch ein Zeitrelais kurzgeschlossen wird. Mit keiner dieser beiden Methoden ist ein ruckfreier, kontinuierlicher Anlauf erzielbar.

Zum Erzielen eines sanften Anlaufs ist es durch die US-PS 26 47 231, 27 19 255 und die DE-AS 12 10943 ferner bekannt, in einer oder mehreren Phasenzuleitungen eines Drehstrommotors Sättigungsdrosseln vorzusehen, deren Widerstand abhängig von der an der Steuerwicklung der Sättigungsdrossel liegenden Spannung und der Zeitkonstanten des Steuerwicklungskreises nach dem Einschalten des Motors verringert wird. Bei diesen bekannten Schaltungsanordnungen sind der

hauptsächlich durch teure Sättigungsdrosseln bedingte Aufwand und der Platzbedarf der Steuerschaltung besonders groß.

Aus der Zeitschrift »Maschine und Werkzeug«, H. 1, 1974, S. 9,10, geht ferner eine Schaltungsanordnung zur Ei-zielung eines sanften Anlaufs vor. Drehstromasynchronmotoren hervor, bei der in einem Phasenstromkreis des Motors ein antiparallelgeschaltetes Thyristorpaar (Triac) eingefügt ist, das nach dem Einschalten des Motors derart mittels einer Steuerschaltung nach dem Phasenanschnittsyerfahren gesteuert wird, daß der Phasenanschnittswinkel langsam abnimmt Der Phasenanschnittswinkel wird dabei mittels eines /?C-Gliedes verändert

Ferner ist durch die DE-AS 20 13 183 ein elektronisches Schaltschütz für eine Drehstromlast bekannt bei dem zwischen dem Sternpunkt und den drei sternpunktseitigen Anschlüssen der Drehstromlast jeweils ein sog. Triac eingefügt ist, der durch zwei antipara"elgeschaltete Thyristoren gebildet ist Die Steuerelektroden der Triacs sind über Widerstände mit dem Mittelpunktsleiter verbunden. Durch Überbrücken eines Thyristors mittels eines Schalters ist die Zündung der Triacs einleitbar.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt eine Schaltungsanordnung zur Erzielung eines sanften Anlaufs von Drehstromasynchronmotoren zu ; chaffen, die mit einem geringen Aufwand und Plaizbedarf auskommt und betriebssicher ist Dies wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das Thyristorpaar mittels eines freilaufenden, durch die genannte Phase synchronisierten Steuergenerators steuerbar ist und daß die Frequenz des Steuergenerators abhängig von der Aufladung des Kondensators des bei der Motoreinschaltung miteingeschalteten Zeitgliedes erhöhbar ist

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Steuergenrator über einen Doppelweggleichrichter gespeist ist, dem bei der Motoreinschaltung eine von derjenigen Phase des Netzes abgeleitete Spannung zugeführt wird, in der das Thyristorpaar eingefügt ist, und aus einem an den Doppelweggleichrichter angeschlossenen Reihen-ÄC-Glied, einer an den Doppelweggleichrichter angeschlossenen Reihenschaltung der Arbeitsstrecke eines Unijunction-Transistors und der Primärwicklung eines zur Steuerung des Thyristorpaares vorgesehenen Zündübertragers und aus einem optoelektronischen Koppler besteht, wobei der Emitter des Unijunction-Transistors mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt des Widerstandes und des Kondensators des RC-Gliedes verbunden ist, das lichtempfangende Element des opso-elektronischen Kopplers parallel zu diesem Widerstand liegt und das lichtabgebende Element des Kopplers vom Zeitglied gesteuert ist. Durch die Verwendung eines Unijunction-Transistors wird ein einfacher Aufbau des Steuergenerators erreicht, während die Verwendung eines opto-elektronischen Kopplers die Erzeugung einer weiteren Hilfsspeisespannung überflüssig macht.

Um negative Drehmomentstöße an der Motorwelle zu unterdrücken, kann in Ausgestaltung der Erfindung die Sekundärwicklung des ZUndübci tragers über eine Diode mit Steuerstrecke des Thyristorpaares verbunden sein.

Zweckmäßigerweise ist das Zeitglied in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als Miller-Integrator ausgebildet, in dessen Ausgang das lichtabgebende

Element des Kopplers liegt

Mit den bisher beschriebenen Maßnahmen wird ein sanfter Anlauf erzielt und nach dem Anlauf fast die Nennleistung erreicht Da das lichtempfangende Element des opto-elektronischen Kopplers im Durchschaltzustand einen merkbaren Widerstand aufweist kann die Frequenz des Steuergenerators nur eine beschränkte Höhe erreichen, d. h„ daß nach dem Anlauf immer noch ein wenn auch geringer Phasenanschnittswinkel vorhanden ist Weitere Ausgestaltungen der Erfindung befassen sich daher mit dem Problem, den Motor nach dem Anlauf auf volle Nennleistung bringen zu können.

So kann zur Gewinnung der vollen Nennleistung an den Ausgang des Miller-Intregrators ein Transistorrelais angekoppelt sein, das bei seinem Ansprechen einen besonderen Steuerstromkreis für das Thyristorpaar schließt wobei der Steuerstrom von der dem Thyristorpaar zugehörigen Phase abgeleitet ist, oder das Thyristorpaar kurzschließt Um bei dieser Lösung einen wirklich digitalen Schaltbetrieb zu gewährleisten, ist gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung das Transistorrelais mittels einer Z-Diode an den Miller-Integrator angekoppelt.

Dabei kann das Transistorrelais an die gleichen Speiseanschlüsse angeschlossen werden, die auch das Zeitglied hat Eine besondere Speiseschaltung ist somit für das Transistorrelais nicht erforderlich.

Zur Gewinnung der vollen Nennleistung kann an den Ausgang des Miller-Integrators auch ein monostabiler Multivibrator angekoppelt sein, an dessen Ausgang elektronische Mittel zum Kurzschließen der Arbeitsstrecke des Thyristorpaares angeschlossen sind. Bei dieser Lösung werden keine mechanisch bewegten Teile verwendet. Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung wird bei dieser Lösung vorgeschlagen, daß der Multivibrator einen Thyristor steuert, dessen Arbeitsstrecke mit der Primärwicklung eines weiteren Übertragers verbunden ist, und daß dieser Übertrager mit seiner Sekundärwicklung der Arbeitsstrecke des Thyristorpaares parallelliegt.

Zur Gewinnung der vollen Nennleistung kann der Arbeitsstrecke des Thyristorpaares auch eine Reihenschaltung aus einer Diode, einem Widerstand und einem Kondensator parallelliegen, wobei dem Kondensator ein Relais parallelgeschaltet ist, das bei seinem Ansprechen den Speisestromkreis für den Steuergenerator und das Zeitglied mit einem Ruhekontakt öffnet und einen besonderen Steuerstromkreis für das Thyristorpaar mit einem Arbeitskontakt schließt, wobei der Steuerstrom von der dem Thyristorpaar zugehörigen Phase abgeleitet ist. Hiermit kann die Anlaufsteuerschaltung nach dem Anlauf stillgelegt werden.

Weitere Ausbildungen der Erfindung befassen sich mit Stabiliesierungsmaßnahmen. So ist zur Stabilisierung der Anlaufdauer vorgesehen, am Ausgang des Doppelweggleichrichters und/oder an den Speiseanschlüssen des Zeitgliedes Spani.ungsstabilisierungsmittel vorzusehen. Ferner ist zur Temperaturstabilisierung vorgesehen, die Steuerschaltung im Kühlluftstrom des Motors anzuordnen.

Die Erfindung wird nun anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine erste Ausführung der Schaltungsanordnung zur Erzielung eines sanften Anlaufs eines Drehstromasynchronmotors,

F i g. 2 eine alternative Schaltungsanordnung für den

rechts neben den Punkten 2,3, 5 liegenden Schaltungsteil in Fig. I₁

Fig. 3 eine zweite Ausführung der Schaltungsanordnung zur Erzielung eines sanften Anlaufs eines Drehstromasynchronmotors und F i g. 4 eine entsprechende dritte Ausführung.

In F i g. 1 ist ein Drehstromasynchronmotor M mittels eines dreipoligen Schalters £an das Drehstromnetz R, S, Γ anschaltbar. In der Phasenzuleitung R liegen ein Kontakt dieses Schalters, ein Filter Dr, Ci und die Arbeitsstrecke eines Thyristorpaares TC, vorzugsweise eines Triacs, in Reihe mit der zugehörigen Motorwicklung. Die Arbeitsstrecke des Triacs ist durch ein ÄC-Glied IVI, C2 und durch einen spannungsabhängigen Widerstand W2 überbrückt. Diese Elemente dienen zum Schutz des Triacs vor Überspannungen.

Der zur Steuerung des Triacs vorgesehene Schaltungsteil ist speisungsseitig an einen Mittelpunktsleiter Mp und über den bereits genannten Kontakt des Schalters fan die Phase R angeschlossen. Dabei ist zur Herabsetzung der Speisespannung auf den erforderlichen Wert ein Übertrager Ü 1 vorgesehen, dessen Sekundärwicklung mit einem Graetz-Gleichrichter G verbunden ist. Am Ausgang 1, 5 dieses Gleichrichters steht eine Gleichspannung aus aufeinanderfolgenden Halbwellen. An die Speiseanschlüsse 1, 5 ist ein Steuergenerator angeschlossen, der aus den Elementen W'4 bis VV«, C3, Ti, Ü2 und K besteht. Mit den Speiseanschlüssen 1,5 ist ferner ein Glättungskondensator C5 über eine Diode D 2 verbunden. An den Anschlüssen 2, 5 dieses Kondensators steht eine geglättete Gleichspannung, die zur Speisung eines den Steuergenerator beeinflussenden Zeitgliedes mit den Elementen Wl bis W10, C 4 und 7"2 und zur Speisung eines Transistorrelais aus den Elementen Z, W11, W12, T3,RDundD3 dient.

Im Steuergenerator ist ein Reihen-WC-Glied W4, IV6, C3 an die Speiseanschlüsse 1,5 angeschlossen. Der Widerstand IV 4 dieses Gliedes ist zur Einstellung eines bestimmten Anfangsphasenanschnittswinkels einstellbar ausgeführt. Ein Unijunction-Transistor 7"! ist mit seinem Emitter an den gemeinsamen Verbindungspunkt des Widerstandes W6 und des Kondensators C3, mit seiner ersten Basis über einen Widerstand IV5 an den SpeiseanschluB 1 und mit seiner zweiten Basis über die Primärwicklung eines Zündübertragers Ü2 an den Speiseanschluß 5 angeschlossen. Zwischen der ersten Basis des Transistors T\ und den gemeinsamen Verbindungspunkt der beiden Widerstände WA, W6 liegt das lichtempfangende Element, vorzugsweise ein Fotowiderstand eines opto-elektronischen Kopplers K, dessen lichtabgebendes Element, vorzugsweise eine Leuchtdiode, vom Zeitglied gesteuert wird, so daß eine Veränderung des Phasenanschnittswinkeis ermöglicht wird.

Dieses Zeitglied weist eine an die Anschlüsse 2, 5 angeschlossene Reihenschaltung aus einem einstellba ren Widerstand W 7 und einen Kondensator C 4 sowie einen npn-Transistor 7"2 auf, dessen Basis über einen Widerstand IV8 mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt des Widerstands XV7 und des Kondensators C 4, dessen Kollektor über einen Widerstand W9 mit dem Anschluß 2 und dessen Emitter 3 über einen Widerstand IVlO und das lichtabgebende Element des Kopplers K mit dem Speiseanschluß 5 verbunden ist.

An den Emitter 3 des Transistors T2 ist das Transistorrelais aus dem Transistor T3 und dem Relais RD angekoppelt Dabei ist der Emitter 3 über Z-Diode Z und einen einstellbaren Widerstand W11 mit der Basis des Transistors T3 verbunden. Der Transistor T3 ist mit seinem Kollektor über einen Widerstand IV12 an den Anschluß 2 und mit seinem Emitter über das Relais RD, dem eine Diode D3 parallelgeschaltet ist, an den Speiseanschluß 5 angeschlossen.

Im Steuerkreis des Triac TCist die Sekundärwicklung des Zündübertragers Ü2 in Reihe mit einer Diode D 1 angeoidnet. Ferner ist ein besonderer Sleuerweg dadurch gebildet, daß die motorseitige Elektrode des Triac TC über einen Arbeitskontakt rd des Relais RD und einen Widerstand W3 mit der Steuerelektrode des Triac TCverbindbar ist.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der beschriebenen Schaltungsanordnung erläutert. Wenn der Schalter E betätigt wird, so ist im Einschaltaugenbiick die Phase R durch den Triac TC unterbrochen. Mit der Bestätigung des Schalters E wird auch der Steuergenerator in Betrieb gesetzt. Dabei wird zunächst während jeder Halbweile der Wechselspannung der Phase /?der Transistor Ti kurzzeitig leitend gesteuert, so daß über den Zündübertrager Ü2 Zündimpulse an die Steuerstrecke des Triac TC gelangen. Die Zündimpulse schalten den Triac durch, der jeweils bis zum Ende jeder Halbwelle durchgeschaltet bleibt und dann wieder in den Sperrzustand schaltet. Der Phasenanschnittswinke! ist bei Betriebsbeginn verhältnismäßig groß, so daß durch die Arbeitsstrecke des Triac TC zunächst nur Ströme geringer Amplitude und geringer Impulsbreite fließen.

Mit der Bestätigung des Schalters E wird aber auch das Zeitglied WT, C4 gespeist. Mit zunehmender Aufladung des Kondensators C4 nimmt auch die Ansteuerspannung für den mit den zugeordneten Elementen als Miller-Integrator arbeitenden Transistor T2 zu, der somit einen ansteigenden Strom an das lichtabgebende Element des Kopplers K sendet. Durch die zunehmende Beleuchtungsstärke wird das lichtempfangende Element des Kopplers K so gesteuert, daß sein ohmscher Widerstand kontinuierlich abnimmt, so daß die Zeitkonstante des Steuergenerators und damit der Phasenanschnittswinkel kleiner werden. Damit fallen die Zündimpulse für den Triac TC in immer frühere Zeitpunkte nach Beginn jeder Halbwelle, so daß in der Phase /?zum Motor M Ströme größerer Amplitude und immer größerer Impulsbreite fließen. Die Frequenz, mit der der Steuergenerator schwingt, nimmt schließlich bis auf einige kHz zu, wobei nach dem Nulldurchgang jeder Halbwelle der Phase R auftretende erste Zündimpulse den Triac TC durchschaltet, während die anderen Zündimpulse unwirksam bleiben. Der Steuergenerator kann so bemessen sein, daß nach dem Hochlauf des Motors M noch ein bestimmter, wenn auch geringer Phasenanschnittswinkel erhalten bleibt, der zu einer erwünschten Strombegrenzung in der Phase R führt Bei stark belastenem Motor fließt dann über den Triac TC maximal der 2fache Motornennstrom, während gleichzeitig in den Phasen S, T jeweils der normale Anlaufstrom, d. h. der 3,5- bis 4fache Nennstrom fließt Der Motor M läuft ohne Anlaufstoß und mit guter Beschleunigung in beispielsweise 0,6 bis 0,8 see auf seine Nenndrehzahl hoch.

Damit der Triac TC nach dem Motorhochlauf voll durchschaltet und der Motor M sich auf seine Nennleistung einstellt ist das Transistorrelais T3, RD vorgesehen. Wenn die am Emitter 3 des Transistors T2 auftretende Spannung die Zenerspannung der Z-Diode Z erreicht hat wird diese leitend, so daß der Transistor

7"3 angesteuert wird und damit das Relais AD anspricht. Der Kontakt rd schließt dann den besonderen Steuierstromkreis für den Triac TC, so daß dieser unabhängig vom Steuergenerator ohne Phasenanschnitt gesteuert wird. Die Schaltungsanordnung kann so bemessen sein, daß das Relais RD beispielsweise 1 see nach der Betätigung des Schalters fanspricht.

Die Synchronisierung des freilaufenden Steuergenerators ist auf einfache Weise dadurch erreicht, daß ihm über den Graetz-Gleichrichter G eine 100 Hz-Halbwellenspannung zugeführt wird. Diese Halbwellenspannung; wird in einfacher Weise auch für die Stromversorgung; des Zeitgliedes und des Transistorrelais ausgenutzt, wobei zur Entkopplung nur die Diode D2 notwendig ist. Eine wichtige Funktion erfüllt die Diode D1 im Steuerkreis des Triac TC; sie verhindert das Durchgreifen von Sperrspannungen auf die Steuerstrekke des Triac TC und verhindert damit, daß negative Drehmomentenstöße und bei Motorbelastung unregelmäßige starke Schläge an der Motorwelle auftreten. Das Filter Dr, Ci verhindert, daß die durch den Impulsbetrieb des Triac TC bedingten Störspannungen (die in der einen Sekunde nach der Bestätigung des Schalters £ auftreten) über die Phase R in das Netz gelangen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Steuerteil mit dem Steuergenerator, dem Zeitglied und dem Transistorrelais galvanisch von Leistungsteil getrennt ist, wodurch eine große Betriebssicherheit erreicht und eine gewisse Personengefährdung vermiden wird. Durch die Ausbildung der Widerstände W4, Wl, WXX als einstellbare Widerstände läßt sich der Steuerteil an alle Motortypen leicht anpassen. Es liegt somit ein universell verwendbares Anlaufsteuergerät vor, daß mit geringem Aufwand und Platzbedarf auskommt und betriebssicher ist.

In Fig. 2 ist eine Schaltungsanordnung gezeigt, die das rechts neben den Punkten 2, 3, 5 liegende Transistorrelais in Fig. 1 ersetzen kann; bei diesem Ersatz ist auch der besondere Steuerweg mit dem Widerstand W3 und dem Kontakt rd fortzulassen. Diese Schaltungsanordnung besteht im wesentlichen aus einem monostabilen Multivibrator TA, 7"5 und elektronischen Mitteln TCX, Ü3 zum Kurzschließen der Arbeitsstrecke des Triac. Dabei ist an die Anschlüsse 2, 5 ein Spannungsteiler W13, W 4 zur Erzeugung einer Vorspannung für einen Transistor 7" 4 angeschlossen. Der Abgriff des Spannungsteilers ist über einen Widerstand W25 mit der Basis des Transistors Γ4 verbunden, die auch mit dem Emitter 3 des Transistors Γ2 (F i g. 1) gekoppelt ist. Der Kollektor des Transistors 7" 4 ist über einen Widerstand W15 an den Anschluß 2 und über die Parallelschaltung eines Widerstandes W17 und eines Kondensators C'6 an die Basis eines Transistors 7"5 angeschlossen, die über einen Widerstand W18 an den Speiseanschluß 5 geführt ist. Die Emitter dieser Transistoren sind über einen Widerstand IV16 ebenfalls mit diesem Speiseanschluß verbunden. Der Kollektor des Transistors 7"5 ist einerseits über einen Widerstand W19 an den Anschluß 2 und andererseits unmittelbar an die Steuerelektrode eines Triac TCX angeschlossen, dessen Arbeitsstrecke mit der Primärwicklung eines Übertragers 03 und dessen gemeinsame Elektrode mit dem Speiseanschluß 5 verbunden ist. Die Sekundärwicklung dieses Übertragers liegt der Arbeitsstrecke des Triac TC parallel, fts wobei die entsprechend bezeichneten Punkte 6 bzw. 7 zu verbinden sind.

Wie das Transistorrelais in F i g. 1 dient die Schaltungsanordnung in F i g. 2 zur Durchschaltung de Phase R zum Motor M nach dem Hochlauf des Motors Solange die Spannung an den Anschlüssen 3, 5 nocl nicht die Schwellspannung des Multivibrators erreich hat, befindet sich der Transistor 7"4 im Sperrzustanc und der Transistor T5 im durchgeschalteten Zustand, se daß der Triac 7"Cl gesperrt ist und dem Triac TC aufgrund des unbelasteten Übertragers Ü3 ein hohei Wechselstromwiderstand parallelliegt. Überschreite dagegen die Spannung an den Punkten 3, 5 di< Schwellspannung des Multivibrators, so gelangt dei Transistor 74 in den durchgeschalteten Zustand unc danach der Transistor Γ5 in den Sperrzustand, so daC nun der Triac TCX über den Widerstand W19 gezünde wird. Der niederohmige Widerstand dieses Triac übersetzt sich auf die Sekundärseite des Übertrager; O 3, so daß parallel zur Arbeitsstrecke des Triac FCeir sehr kleiner Wechselstromwiderstand erscheint und dii Phase R damit praktisch voll zum Motor M durchge schaltet ist.

Mit der Schaltungsanordnung nach Fig.2 wird keir mechanisch bewegtes Teil mehr verwendet, und durch die Verwendung des Übertragers Ü3 ist die galvanische Trennung des Steuerteils vom Leistungsteil noch weitei fortgeführt.

In Fig. 3 ist eine ähnliche Schaltungsanordnung wie in Fig. 1 dargestellt. Abweichend von Fig. 1 liegt die Sekundärwicklung des Übertragers ÜX in Reihe mil einem Ruhekontakt eines Relais REzwischen der Phase R und dem Sternpunkt des Motors M, während die Arbeitsstrecke des Triac 7TC zwischen dem sternpunktseitigen Ende der der Phase R zugeordneten Motorständerwicklung und dem Sternpunkt eingefügt ist Parallel zur Arbeitsstrecke des Triac TC liegt auch eine Reihenschaltung aus einer Diode D4, einem Widerstand W19 und einem Kondensator CT, dem das Relais RE parallelgeschaltet ist. Ein Kontakt re 2 sorgt für den besonderen Steuerweg des Triac TC. Weitere Abweichungen bestehen darin, daß die Ausgangshalbwellenspannung des Graetz-Gleichrichters G mit einem Widerstand IV20 und einer Zenerdiode ZX und die Versorgungsspannung für das Zeitglied Wl, C4, 7"2mit einem Widerstand W22 und einer Zenerdiode Z2 stabilisiert sind, so daß damit die Stabilität des Motoranlaufs verbessert ist.

Die Wirkungsweise des Steuergenerators und des Zeitgliedes entspricht der anhand der Fig. 1 beschriebenen. Das Relais RE wird hier jedoch nicht abhängig vom Zeitglied Wl, C4, T2, sondern in einem eigenen RC-G\\ed W19, C7 gesteuert, welches so bemessen ist, daß das Relais RE, eine gewisse Zeitspanne (1 see) nach dem Motorhochlauf anspricht. Der Kontakt re2 sorgt dann für die völlige Durchschaltung des Triac TC, während der Kontakt rel den Übertrager Ü\ und damit den Steuergenerator und das Zeitglied abschaltet.

Die Vorteile der Schaltungsanordnung in F i g. 3 sind folgende: Ein Mittelpunktsleiter Afp wird nicht benötigt Dadurch, daß die Arbeitsstrecke des Triac TC sternpunktseitig angeordnet ist wird die Abgabe von Störspannungen ins Netz vermieden, ohne daß ein Filter — wie das Filter Dr, CX in F i g. 1 — erforderlich ist. Ferner können sich infolge der Betätigung des Kontakts re 1 die Kondensatoren C3, CA entlanden, so daß sich für einen erneuten Start gleiche Anfangsbedingungen ergeben und eine etwa nötige Pause zur Herstellung der Wiederbereitschaft der Steuerschaltung entfallen kann.

Die F i g. 4 zeigt eine weitere abgewandelte Ausführung, bei der der Steuergenerator, das Zeitglied und das

Transistorrelais wie in Fig. 1 und die Anordnung des Übertragers Ü\ und des Triac TC wie in Fig.3 angeordnet sind. Abweichend liegt jedoch der Kontakt rc/'des Relais RD parallel zur Arbeitsstrecke des Triac TC. Wenn das Relais RD anspricht, so schließt es mit seinem Kontakt rd' die Arbeitsstrecke des Triac TC kurz, wobei allerdings die Stromversorgung des Steuerteiles über den Übertrager 01 aufrechterhalten wird.

Es sind weitere Abwandlungen möglich, die im Bereich der Erfindung liegen. So kann beispielsweise das mit diskreten Bauelementen aufgebaute Zeitglied W7, C4, Tl auch mit einem als Integrator geschalteten Operationsverstärker gebildet werden, wodurch an das lichtabgebende Element des Kopplers K eine fast linear ansteigende Spannung abgegeben wird. Bei Gegen-Stromschaltung im Reversier- oder Bremsbetrieb ergibt sich die gleiche Charakteristik der Verzögerung. Auch bei einphasig angeschlossenen Drehstrommotoren mit Betriebskondensator ist eine Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung möglich.

Schließlich kann es erwünscht sein, zumindest den Triac TC zu kühlen. Zu diesem Zweck wird vorgeschlagen, die gesamte Anlaufschaltung im Kühlluftstrom des Motors M anzuordnen. Vielfach genügt es auch schon, nur den Triac TC im Kühlluftstrom anzuordnen. Beispielsweise wird das Steuergerät für den Sanftanlauf auf der Lüfterhaube des Motors montiert, während der Triac TC durch eine Bohrung der Lüfterhaube in den von der Kühlluft durchstrichenen Raum hineinragt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Erzielung eines sanften Anlaufs von Drehstromasynchronmotoren, bei der in einem Phasenstromkreis des Motors ein antiparallelgeschaltetes Thyristorpaar eingefügt ist, das nach dem Einschalten des Motors derart mittels einer Steuerschaltung nach dem Phasenanschnittsverfahren gesteuert wird, daß der mit einem Zeitglied beeinflußbare Phasenanschnittswinkel während des Anlaufs abnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß das Thyristorpaar (TC) mittels eines freilaufenden, durch die genannte Phase synchronisierten Steuergenerators (Ti) steuerbar ist und daß die Frequenz des Steuergeneraiors abhängig von der Aufladung des Kondensator; (CA) des bei der Motoreinschaltung miteingeschalteten Zeitgliedes (C4, W7) erhöhbar ist

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuergenerator über einen Doppelweggleichrichter fG,) gespeist ist, dem bei der Motoreinschaltung eine von derjenigen Phase (R) des Netzes abgeleitete Spannung zugeführt wird, in der das Thyristorpaar (TC) eingefügt ist, und aus einem an den Doppelweggleichrichter angeschlossenen Reihen-/?C-Glied (WA, C3), einer an den Doppelweggleichrichter angeschlossenen Reihenschaltung der Arbeitsstrecke eines Uni-junction-Transistors (Ti) und der Primärwicklung eines zur Steuerung des Thyristorpaares vorgesehenen Zündübertragers (Ü2) und aus einem opto-elektronischen Koppler (K) besteht, wobei der Emitter des Unijunction-Transistors mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt des Widerstandes und des Kondensators des ftC-Gliedes verbunden ist, das lichtempfangende Element des opto-elektronischen Kopplers parallel zu diesem Widerstand liegt und das lichtabgebende Element des Kjpplers vom Zeitglied (W7, CA) gesteuert ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Thyristorpaar ein Triac (TC) verwendet ist und daß die Sekundärwicklung des Zündübertragers (Ü2) über eine Diode (D 1) mit der Steuerstrecke des Triacs verbunden ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (W7, CA) als Miller-Integrator (Tl) ausgebildet ist, in dessen Ausgang das lichtabgebende Element des Kopplers fliegt.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des Miller-Integrators ein Transistorrelais (T3, RD) angekoppelt ist, das bei seinem Ansprechen einen besonderen Steuerstromkreis für das Thyristorpaar (TC) schließt (mittels rd, Fig. 1), wobei der Steuerstrom von der dem Thyristorpaar zugehörigen Phase f/y abgeleitet ist, oder das Thyristorpaar (TC) kurzschließt (mittels