DE2826332A1

DE2826332A1 - Motorregelschaltung

Info

Publication number: DE2826332A1
Application number: DE19782826332
Authority: DE
Inventors: Cornelus Johannus Petrus Cox; Wilhelmus Bernardus Rosink
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1977-06-20
Filing date: 1978-06-16
Publication date: 1978-12-21
Also published as: CH642202A5; FR2395637A1; JPS548823A; CA1122270A; NL7706751A; GB2000397B; SE7806934L; GB2000397A; SE431496B; FR2395637B1; DE2826332C3; JPS6159069B2; US4227139A; DE2826332B2

Description

HN. 8836.

ϊϊ.Ρ*' ':ϊ*5μ-W ·.:!·^. ^'""^ 15.10.1977

VA/EVH.

Motorregelschaltung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Motorregelschaltung für einen über Leistungsechalter aus einer Gleichspannungsquelle gespeisten Wechselstrommotor mit einer Frequenzsteuerschaltung, wobei die Gleichspannungsquelle einen Gleichrichter zum Gleichrichten einer Speisewechselspannung und eine Glättungsschaltung enthält, und wobei die Frequenzsteuersclialtung einen Frequenzbezugssignaleingang enthält, der mit einem Eingang eines ersten

809851 /1022

PHN. 8ί

^i'26332

15.10.77.

Verstärkers mit Ausgangssignalbegrenzung verbunden ist, wobei ein Eingang dieses ersten Verstärkers mit einem Eingang eines ersten Integrators verbunden ist, von dem ein Ausgang ein Frequenzsteuersignal an eine die Leistungsschalter steuernde Schaltung liefert und auf den Eingang des ersten Verstärkers rückgekoppelt ist.

Eine derartige Motorregelschaltung mit einem Verstärker und einem Integrator mit Rückkopplung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 620 321 bekannt und eignet sich besonders gut zur Lieferung von Frequenzsteuersignalen, wobei der Integrator in Verbindung mit dem

begrenzenden Verstärker und der Rückkopplung die Geschwind!gkeit der Änderung des Frequenzsteuersignals bestimmt. In Verbindung mit dieser bekannten Schaltung ist die in der deutschen Patentanmeldung P 27 15 882.3 beschriebene Schaltung zum Erzeugen in der Impulsbreite modulierter Signale für die Steuerung der Leistungsschalter sehr gut brauchbar, wobei über diese Schaltung die Frequenz des Motorstroms durch die Frequenz eines Eingangstaktsignals bestimmt wird. Dieses Taktsignal kann dann von einem vom genannten Frequenzsteuersignal gesteuerten Taktgenerator erzeugt weiden.

Die vorgenannte Kombination von Schaltungen ergibt eine preiswerte, zuverlässige und einfache Motorregelschaltung. Diese Vorteile können jedoch nur dann

809851/1022

PHfc. 8836.

- y- 15.10.77.

völlig ausgenutzt werden, wenn die unterschiedlichen Sicherungen und Gegenkopplungsschleifen ebenfalls einfach und zuverlässig sind.

Eine der Situationen, die gesichert werden soll, ist die Abbremsung des Motors. Wird beim Abbremsen des Motors die von der Frequenzsteuerschaltung vorgeschriebene Motordrehzahl niedriger als die Istdrehzahl des Motors, so fängt der Motor an, als Generator zu wirken. Eine maximale Bremsung ist dabei dann möglich, wenn die ausgelöste Energie und die Speisung zurückgeleitet werden kann. Dies erfordert jedoch komplizierte und kostspielige Speisungen; z.B. bei einem über eine einfache Gleichrichterbrücke aus dem Wechselstromnetz gespeisten Motor kann diese ausgelöste Energie nicht zurückgeleitet werden und muss die ausgelöste Energie in dem Motor, den Leistungsschaltern und der Regelschaltung abgeleitet werden. Zur Sicherung der Schaltung ist es z.B. aus der US-PS 3 719 bekannt, den Motorstrom zu detektieren und, sobald dieser Strom einen bestimmten Pegel erreicht, das Frequenzsteuersignal derart abzuändern, dass eine erhebliche Verringerung des Motorstroms erhalten wird. Es versteht sich, dass dieser bestimmte Pegel nicht höher als der Strom sein darf, der fliesst, wenn während der ungünstigsten Bedingungen der Motor und die Schaltungen die höchstzulässige Energie verbrauchen. Daraus folgt, dass der Motor ver-

809851/1022

PHN. 8836.

15.10.77.

liältnismässig viel Zeit benötigt, um abzubremsen. Eine solche Sicherung hat ausserdem den Nachteil, dass zuvor die Betriebsbedingungen bekannt sein müssen, um eine optimale Regelung zu entwerfen und herzustellen.

Die Erfindung bezweckt, eine Motorregelschaltung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der mit einfachen Mitteln eine zuverlässige Sicherung beim Generatorbetrieb erhalten wird, während dabei die Abbremsung des Motors, ungeachtet der Belastung und der Drehzahl des Motors, maximal sein kann, so dass eine Abbremsgeschwindigkeit erhalten werden kann, die nicht durch die ungünstigsten Bedingungen begrenzt wird.

Die Erfindung ist dazu dadurch gekennzeichnet, dass die Motorregelschaltung weiter enthält: eine Stromgegenkopplungsschleife, die erste Mittel zum Erzeugen eines Motorstromsignals, das ein Mass für den in dem Motor fliessenden Strom ist, und einen ersten Komparator zum Vergleichen dieses Motorstromsignals mit einem Bezugssignal enthält, wobei ein Ausgang dieses ersten !Comparators mit dem Eingang des Integrators verbunden ist, so dass, sobald der Motorstrom einen vorher bestimmten Vert tiberschreitet, die Stromgegenkopplungsschleife über den ersten Komparator und den Integrator geschlossen wird; sowie eine Spannungsgegenkopplungsschleife, die zweite Mittel zum Erzeugen eines Spannungssignals,

809851/1022

PHN. 8836.

15.10.77.

das ein Mass für die Spannung über der Gleichspannungsquelle ist, und einen zweiten Komparator zum Vergleichen dieses Spannungssignals mit einem Bezugssignal enthält, wobei ein Ausgang dieses zweiten !Comparators zu dem Integrator führt, so dass, sobald die Spannung über der Gleichspannungsquelle einen vorher bestimmten Wert überschreitet, die Spannungsgegenkopplungsschleife über den zweiten Komparator und den Integrator geschlossen wird.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Anwendung einer Spannungsgegenkopplungsschleife neben einer Stromgegenkopplungsschleife nicht nur eine Sicherung gegen zu hohe Spannungen liefert, sondern, was viel interessanter ist, eine sehr schnelle Abbremsung dadurch ermöglicht, dass stets und unter allen Bedingungen ein Maximum an Energie abgeleitet wird. Dies lässt sich wie folgt erkennen. Wenn die Bremsung eingeleitet wird, steigt der erzeugte Motorstrom schnell auf·einen hohen Maximalwert an. Dadurch, dass die zurückgeleitete Energie nicht in das Wechselspannungsnetz geliefert werden kann, nimmt die Spannung über der Gleichspannungsspeisung durch, das Aufladen der vorhandenen Kapazitäten (meistens Pufferkondensatoren) sehr schnell auf einen hochstzulässigen Wert zu, der z.B. gleich dem Zweifachen des Nennwertes sein kann und durch die verwendeten elektronischen Teile, wie Dioden und Thyristoren, bestimmt wird.

809851/1022

PHN.

-χ- i5.io.77.

/10

Die Spannungsgegenkopplungsschleife begrenzt diese Spannung auf diesen Wert, was zur Folge hat, dass der Strom abnehmen wird. Solange der abbremsende Motor genügend Energie liefert, wird die Speisespannung auf diesem Höchstwert bleiben und wird sich der Strom diesem Wert und der Drehzahl anpassen, so dass während nahezu des ganzen Bremsvorgangs die Ableitung ausgelöster Energie maximal ist. Ein wichtiger Vorteil dabei ist der, dass bei Spannungen, die erheblich höher als die Nennspannungen sind, die meisten Motoren in Sättigung geraten, wodurch die Ableitung in dem Motor selbst stark zunimmt.

Würde lediglich eine Uberstromsicherung, wie sie z.B. aus der genannten US-PS 3 719 873 bekannt ist, oder eine Strombegrenzung verwendet werden, so soll der Grenzwert des Motorstroms derart gewählt werden, dass nur unter den ungünstigsten Bedingungen die höchstzulässige Speisespannung erreicht werden kann, was bedeutet, dass diese Stromgrenze viel niedriger als diejenige Grenze liegen wird, die bei einer Regelung nach der Erfindung gewählt werden kann, und dass die Speisespannung durchschnittlich viel niedriger liegen wird, wodurch nicht nur die Ableitung herabgesetzt, sondern auch der genannte Vorteil des Erreichens des Sättigungszustandes des Motors beseitigt wird, wodurch eine erheblich längere Zeit benötigt wird, um den Motor sicher abzubremsen.

809851/1022

PHN. 8836,

_ ~/l 15.10.77.

/14

Bei einer Mottorregelschaltung nach der Erfindung ist es vorteilhaft, dass der Ausgang des zweiten Komparators über den ersten Komparator mit dem ersten Integrator verbunden ist, so dass, wenn die Spannungsgegenkopplungsschleife geschlossen ist, auch die Stromgegenkopplungsschleife geschlossen ist. . ·

Da neben dem genannten Integrator auch die Kapazität der Gleichspannungsquelle einen Integrator bildet, enthält die Spannungsgegenkopplungsschleife an sich zwei Integratoren in Reihe, was zu Stabilitätsproblemen führen kann. Dadurch, dass bei der zuletzt genannten Motorregelschaltung die Spannungsgegenkopplungsschleife in die sehr stabile Stromgegenkopplungsschleife eingreift, treten diese Stabilitätsprobleme nicht auf. Wenn auch der Motorstrom den genannten vorher bestimmten Vert nicht erreicht hat, wird dennoch diese Stromgegenkopplungsschleife derart aktiviert, dass die Spannung über der Gleichspannungsquelle auf einen vorher bestimmten Wert begrenzt wird.

Eine günstige Ausführungsform einer Schaltung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Motorregelschaltung weiter enthält: Detektionsmittel, mit deren Hilfe detektiert wird, ob der Wechselstrommotor als Generator oder als Motor wirkt; einen dritten Komparator, von dem ein Eingang zu den genannten eisten Mitteln führt, sowie Schaltmittel zwischen einem Ausgang .des dritten

809851/1022

PHN. 8836.

- y- 15.10.77.

Komparators und dem Eingang des ersten Integrators und zwischen dem Ausgang des ersten !Comparators und dem Eingang des ersten Integrators, wobei diese Schaltmittel von den genannten Detektionsmitteln derart gesteuert werden, dass beim Generatorbetrieb der Ausgang des ersten Kempanätors mit dem Integrator und beim Motorbetrieb der Ausgang des dritten Komparators mit dem Integrator verbunden ist.

Auf diese Weise wird eine getrennte Wirkung der Begrenzung beim Motor- und beim Generatorbetrieb erhalten. Die Spannungsgegenkopplungsschleii'e kann nur dann geschlossen sein, wenn der Motor als Generator wirksam ist, und ausserdcm können die Grenzwerte des Motorstroms beim Motor- und beim Generatorbetrieb verschieden gewählt werden.

Was die genannten Detektionsmittel zum Detektieren der Spannung über der Gleichspannungsquelle anbelangt, ist es günstig, dass diese Mittel einen zweiten Gleichrichter mit Glättungsschaltung und einen Komparator zum Vergleichen der mit dem zweiten Gleichrichter erhaltenen Gleichspannung mit der Spannung der genannten Gleichspannungsquelle und zur Lieferung eines Signals enthalten, das angibt, ob die Spannung der Gleichspannungsquelle die über den zweiten Gleichrichter erhaltene Gleichspannung gegebenenfalls um einen bestimmten Wert überschreitet .

809851/1022

PHN. 8836.

-ar- 15.10.77.

Auf diese Veise ist sichergestellt, dass die Detektion des Generatorbetriebs nicht von Änderungen der Netzspannung beeinflusst wird.

Die genannten Mittel zum Detektieren des Motorstroms können dadurch gekennzeichnet sein, dass die genannten ersten Mittel in jeder Phasenzufuhrleitung des Wechselstrommotors einen gleichrichtenden Gleichstromtransformator enthalten, dessen Sekundärwicklungen parallel geschaltet sind und über ein Glättungsfilter das genannte Motorstromsignal liefern.

Was die Speisung der Frequenzsteuerschaltung anbelangt, ist es günstig, dass parallel zu der Gleichspannungsquelle ein schaltender Gleichspannungswandler mit einem Transformator angeordnet ist, dessen Primärwicklung in Reihe mit einem Schalter zu der Gleichspannungsquelle parallel geschaltet ist und von dem eine erste Sekundärwicklung zu einer Gleichrichterschaltung zur Lieferung von Speisespannung an die Frequenzsteuerschaltung führt. Dies ergibt noch den grossen Vorteil, dass die Frequenzsteuerschaltung nach wie vor gespeist wird, solange genügend Spannung über der Gleichspannungsquelle vorhanden ist, auch wenn die Motorregelschaltung von dem Wechselstromnetz entkoppelt ist oder wenn das Wechselstromnetz ausfällt. Denn wenn die Frequeiizsteuerschaltung über eine unabhängige Speiseschaltung gespeist

809851/1022

PiIN. 8836. 15.10.77..

würde, würde bei Unterbrechung der Netzspannung die Steuerung ausfallen, während gewisse Leistungsschalter noch leitend sind und durch das Ausfallen der Steuerung leitend bleiben, wodurch die Gleichspannungsspeisung kurzgeschlossen wird, was ohne zusätzliche Sicherungen einen nachteiligen Einfluss auf die Leistungsschalter und die Speiseschaltung ausüben würde.

Bei Anwendung eines schaltenden Gleichspannungswandlers ist es vorteilhaft, dass die genannten zweiten Mittel eine zweite Sekundärwicklung des Transformators enthalten, die mit einer Gleichrichterschaltung zur Lieferung des genannten Spannungssignals verbunden ist.

Dieses Spannungssignal kann vorteilhaft zusätzlich dadurch ausgenutzt werden, dass die genannten zweiten Mittel mit einem vierten Komparator zum Vergleichen dieses Spannungssignals mit einem Bezugssignal verbunden sind, wobei dieser vierte Komparator über einen Ausgang an einen Schalter angeschlossen ist, der zwischen dem Gleichrichter der Gleichspannungsquelle und der Glättungsschaltung der Gleichspannungsquelle derart angeordnet ist, dass dieser Schalter geschlossen wird, wenn das Spannungssignal dieses Bezugssignals überschreitet, wobei der genannte Schalter parallel zu einem Widerstand mit positivem Temperaturkoeffizienten angeordnet ist.

Bei. Speisung aus einem niederohinigen liechselstroninetz

809851/1022

PHN. 8836.

.»332

¹⁵

wird beim Einschalten der in der Gleichspannungsquelle vorhandene Pufferkondensator mit einem grossen Ladestrom aufgeladen werden. Dieser Aufladestrom wird vom genannten Widerstand begrenzt, der von dem Schalter kurzgeschlossen wird, wenn die Spannung der Gleichspannungsquelle genügend hoch ist. Indem für diesen Widerstand ein Widerstand mit positivem Temperaturkoeffizienten gewählt wird, kann der Widerstandswert verhältnismässig niedrig gewählt werden, wobei dieser Widerstand dennoch eine Sicherung gegen Kurzschluss dadurch bildet, dass infolge der hohen Ströme bei Kurzschluss diesel' Widerstand wärmer und somit der .Widerstandswert höher wird, wodurch die Verlustleistung in diesem Widerstand beschränkt bleibt.

Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Frequenzsteuerschaltung für eine Motorregelschaltung nach der Erfindung,

Fig. 2a, 2b und 2c einige Signalformen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 1,

Fig. 3a und 3*> schematisch einen möglichen Verlauf der Amplitude des Motorstroms und der Spannung über der Gleichspannungsspeisequelle als Funktion der Zeit, wenn der Motor während des Bremsvorganges als Generator zu wirken beginnt,

809851/1022

PHN. 8836.

Fig. h ein Ausführungsbeispiel des Motorstromdetektors in Fig. 1,

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer Gleichspannungsquelle für die Speisung eines Motors über Leistungsschalter,

Fig. 6 eine Schaltung zum Erzeugen eines IR-Kompensationssignals, und

Fig. 7 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 6.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer

Frequenzsteuerschaltung für eine Motorregelschaltung nach der Erfindung. Diese Schaltung enthält einen Frequenz— bezugseingang 1, dem eine Spannung V zugeführt wird.

H. I

Dieser Eingang 1 führt über einen Verstärkungseinstellwiderstand R. und einen Wechselschalter S₁ _t abhängig von der Lage dieses Wechselschalters S₁, zu dem invertierenden (-) oder dem nichtinvertierenden (+) Eingang eines Operationsverstärkers A₁. Beide Eingänge sind mit Erdungswiderständen R„ bzw. R„ versehen. Der Ausgang des Verstärkers A₁ führt über die Reihenschaltung von Widerständen Rl und R_ zu dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers A₃₁ der dadurch, dass der Ausgang 8 dieses Operationsverstärkers über den Kondensator C₁ mit diesem Eingang verbunden ist, als Integrator geschaltet ist. Der Ausgang 8 des Integrators A₂ ist über einen Widerstand Rg in gegengekoppelndem Sinne mit dem nichtinvertierenden Eingang des Operations-

809851/1022

PHN. 8836.

15.10.77.

Verstärkers A₁ und mit einem spannungsgesteuerten Oszillator VCO verbunden, der ein Taktsignal einer Impulsbreitenmodulationsschaltung PWM zuführt, mit deren Hilfe Impulse erzeugt werden, durch die Leistungsschalter geschaltet werden, wie z.B. in der genannten deutschen Patentanmeldung P 27 15 882.3 beschrieben ist. Der Verbindungspunkt 7 der Widerstände R· und R ist über die Anoden-Kathoden-Strecke einer Diode D₁ mit dem Ausgang eines Operationsverstärkers A_ mit Verstärkungseinstellwiderständen R₇ und R. verbunden, dessen invertierender Eingang mit einem an Bezugspotential liegenden Punkt V_D„ verbunden ist, während dieser Punkt 7 über die Kathoden-Anoden-Strecke einer Diode D„ mit dem Ausgang eines Operationsverstärkers Al mit Verstärkungseinstellwiderständen R_q und R_1n verbunden ist, wobei der invertierende Eingang dieses Verstärkers Al zu einem auf Bezugspotential liegenden Punkt V„_ führt. Weiter enthält die Schaltung nach Fig. 1 eine Schaltung 9 zur Betätigung des Schalters S₁, wobei diese Schaltung 9 die Spannung V am Ausgang 8 des Integrators und die Bezugsspannung V_n als Eingangssignal empfängt, mit deren

It 1

Hilfe der Schalter S₁ zu dem Zeitpunkt umgelegt wird, zu dem die Spannung V gleich 0 V wird, wenn die Polarität der Spannung V_R geändert ist. Die dargestellte Lage des Schalters S₁ gehört in eingeschwungenem Zustand zu einer positiven Spannung V und die andere Lage zu einer negativen Spannung VR₁.

809851/1022

PHN. 8836.

- \\if- 15.10.77.

Cw-

Zur Erläuterung der Wirkungsweise des oben beschriebenen Teiles der Schaltung nach Fig. 1 zeigt Fig. 2a ein beispielsweise gewähltes Frequenzsteuersignal V als Funktion der Zeit und zeigen Fig. 2b und 2c die Spannung V und die Spannung V als Reaktion auf die Spannung V_R1.

Zum Zeitpunkt t₁ wird eine konstante Drehzahl vorausgesetzt. Der Schalter S nimmt dabei die dargestellte Lage ein und die Spannung V ist positiv. Diese

κ ι

Spannung V₇₁₁ wird über den Spannungsteiler R₁, R₀ an den ItI IJ

nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers A₁ angelegt, an den auch über den Spannungsteiler R^-, Rr, die Ausgangsspannung des Integrators A„ angelegt wird. Die Ausgangsspannung des Verstärkers A₁ hat den Kondensator C₁ derart aufgeladen, dass die erhaltene Eingangsdifferenzspannung des Verstärkers A₁ und somit auch die Ausgangsspannung V am Punkt 7 gleich 0 V ist. Die Ausgangsspannung V am Integrator, die ein Mass für die Solldrehzahl des Motors ist, wird dadurch durch die Spannung V_n bestimmt und ist

α ι

in diesem Beispiel stets negativ.

Zum Zeitpunkt t.. wird eine höhere Drehzahl vorgeschrieben infolge der Tatsache, dass die Spannung V

R ι

einen höheren Wert erhält. Dadurch erhält die Ausgangsspannung V, einen positiven Wert, der über die Diode D₁ ^ 1

von der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers A„

809851/1022

PJIN. 8836.

15.10.77.

begrenzt wird, wobei diese Ausgangsspannung durch die Bezugsspannung V_R_ und die Werte der Widerstände R_ und Rg bestimmt wird. Infolge dieses Spannungssprungs wird der Kondensator C₁ aufgeladen und nimmt die Spannung V ab, bis sie zum Zeitpunkt t₂ dem neuen Wert der Spannung V₁ entspricht und die Spannung V wieder g3.eich 0 V wird. Die Geschwindigkeit, mit der die Spannung V abnimmt (Beschleunigung des Motors), kann mit der Bezugsspannung V eingestellt werden.

Zum Zeitpunkt t„ wird eine Umkehr der Drehrichtung des Motors dadurch vorgeschrieben, dass die Spannung V₁ -auf einen negativen Wert gebracht wird. Dadurch erhält die Spannung V einen negativen Wert, der über die Diode D„ von der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers A^ begrenzt wird, wobei diese Ausgangsspannung durch die Bezugsspannung V und die Werte der Widerstände R_Q und R_1n bestimmt wird. Infolge dieses Spannungssprungs wird der Kondensator C₁ entladen und nimmt die Spannung V zu (Verzögerung des Motors) mit einer Geschwindigkeit, die mit der Bezugsspannung V_„ eingestellt werden kann. Zum Zeitpunkt tr ist die Spannung V gleich 0 V geworden, was bedeutet, dass die Ausgangsfrequenz des Oszillators VCO gleich 0 geworden ist,. Dies wird von der Schaltung 9 detektiert und weil die Polarität der Spannung V nicht mehr mit der Lage des Schalters S₁ übereinstimmt, wird

809851/1022

PHN. 8836.

15.10.77.

KO

letzterer in die nicht dargestellte Lage umgelegt, während ausserdem ein Signal CW/CCW an die Schaltung PWM geliefert wird, um über logische Schaltungen die Drehrichtung umzukehren. Um den Motor in der umgekehrten Drehrichtung wieder zu beschleunigen, soll die Spannung V wieder abnehmen. Dies erfolgt durch das Umlegen des Schalters S₁, so dass die Spannung V dem invertierenden Eingang des Verstärkers A zugeführt wird. Dadurch wird die Spannung V gleich dem positiven Grenzwert und nimmt die Spannung V ab, bis sie zum Zeitpunkt t_ wieder dem (negativen)Wert der Spannung V_n _Λ entspricht und die Spannung V gleich 0 V ist.

Die Schaltung nach Fig. 1 enthält weiter eine Stromgegenkopplungsschleife. Diese besteht aus einer Schaltung 11. zum Messen des Motorstroms und zum Erzeugen einer in diesem Beispiel positiven Spannung V und einem Ausgang 10, der ein Mass für den Absolutwert des Motorstroms ist. Diese Spannung V wird mit einer negativen Bezugsspannung V^^- über Widerstände R₁₁ und R₁₂ summiert und dem integrierenden Eingang eines Operationsverstärkers A-mit einem Verstäi'kungseinstellwiderstand R₁O zugeführt. Der Ausgang des Operationsverstärkers A,- führt über einen von einer Schaltung 13 gesteuerten doppelten Schalter S₂, einen Widerstand R^₀ und die Kathoden-Anoden-Strecke einer Diode D„ zu dem Eingang des Verstärkers Α«, der einen virtuellen Erdungspunkt bildet. Ebenso wird

809851/1022

PKN. 8836.

die Spannung V mit einer Bezugsspannung V_D über Widerstände R₁,, und R„,. summiert und dem nichtinvertierenden Eingang eines Operationsverstärkers As mit einem Verstärkungseinstellwiderstand R-jg zugeführt. Der Ausgang dieses Operationsverstärkers führt über den Schalter S₂, den Widerstand R„„ und die Anoden-Kathoden-Strecke einer Diode D| zu dem Eingang des Operationsverstärkers A^.

Die Schaltung 13 detektiert, ob der Motor als Generator oder als Motor wirksam ist, und steuert den Schalter S₂ derart, dass sich der .Schalter beim Motorbetrieb in der dargestellten Lage und beim Generatorbetrieb in der" nicht dargestellten Lage befindet.

Wenn beim Motorbetrieb der Motorstrom Null ist, liegt der Eingang des Operationsverstärkers A_ auf einem durch die Bezugsspannung V„/ bestimmten negativen Wert und ist die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers A_ positiv, so dass die Diode D„ gesperrt ist. Nimmt der Motorstrom und damit die Spannung V zu, so wird die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers abnehmen und wird, wenn der Motorstrom einen von der Bezugsspannung V^ einzustellenden Wert überschreitet, negativ werden, wodurch die Diode D„ leitend wird und sich der Kondensator C. entladen wird. Dies ergibt eine Zunahme der Spannung V und also eine Verzögerung des Motors, wpdui-ch der Mo tor strom abnimmt. Dadurch, dass die Stromgegerikopplung

809851/1022

PHN, 8836.

lh

über die Widerstände R und R^_n verläuft, deren Wert kleiner als der Widerstandswert des Widerstandes R_ ist, über den die Frequenzsteuerung stattfindet, ist die Stromgegenkopplung in bezug auf eine etwaige positive Spannung V vorherrschend.

Beim Generatorbetrieb nimmt der Schalter S„ die nicht dargestellte Lage ein und kann also nur über den Operationsverstärker A,- die Stromgegenkopplungsschleife geschlossen werden. Nimmt beim Generatorbetrieb der Motorstr.om zu, so wird auch die Spannung V zunehmen und wird

der Einfluss der negativen Bezugsspannung V abnehmen, wodurch die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers A^ weniger negativ wird. Die Diode D. ist dabei gesperrt. Überschreitet der Motorstrom einen mittels der Bezugsspannung V__ einzustellenden Wert, so wird die Ausgangs- *O

spannung des Operationsverstärkers A,- positiv und wird die Diode D. leitend, wodurch die Spannung V am Ausgang" des !Comparators zunimmt, was eine Herabsetzung der Abbremsung des Motors entspricht.

Die Schaltung nach Fig. 1 enthält auch eine Spannungsgegenkopplungsschleife. Die Spannung über der Gleichspannungsspeisung wird mit Hilfe einer Schaltung detektiert und in eine in diesem Beispiel negative Spannung V, umgewandelt. Diese Spannung V, wird mit einer positiven ßezugsspanmuig V_n. über Widerstände R₁ _ und

809851/1022

PHN. 8836.

-yf- ,3.1OÄ9.26332

ZS

summiert und dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers A₇ mit Verstarkungseinstellwiderstand R-ig zugeführt. Der Ausgang des Verstärkers A₇ führt über einen Widerstand R₃₀ zu dem Eingang des Operationsverstärkers A,-.

Wenn die Spannung über der Gleichspannungsspeisung einen durch die Bezugsspannung V„. bestimmten Wert überschreitet, wird die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers A₇ positiv und greift beim Generatorbetrieb über den Operationsverstärker A,- in die Stromgegenkopplung ein. Die Bezugsspannung V wird gleichsam herabgesetzt«

Wie beschrieben ist, findet eine Begrenzung des Motorstroms und eine Begrenzung der Spannung der Gleichspannungsspeisung statt. Dabei gibt es ein Gebiet, in dem auf eine Kombination der beiden Grossen begrenzt wird und das u.a. durch die relative Stärke der Spannungen V, und V , die Verstärkung des Operationsverstärkers A₇ und das Verhältnis der Werte der Widerstände R₁ r und R_?o bestimmt wird. Um dafür zu sorgen, dass dieses Gebiet klein ist, mit anderen Worten, dass die·Spannungsgegenkopplung sehr stark wirksam wird, wenn ein bestimmter Wert der Spannung über der Gleichspannungsquelle überschritten wird, während dies unterhalb dieses Wertes nicht der Fall ist, sind eine Anzahl von Möglichkeiten verfügbar. So kann die Verstärkung des Operationsverstärkers A~

809851/1022

PHN. 8836.

sehr gross gewählt werden, derart, dass der Verstärker A_ bei Nennspannungen stark in Sättigung gesteuert ist und erst ausser Sättigung gerät, wenn ein bestimmter Vert dieser Spannung erreicht wird. Eine andere Möglichkeit ist die in Fig. 1 gestrichelt dargestellte Diode D-. Ist die Eingangsspannung des Operationsverstärkers A~ positiv, so klemmt die Diode D_n. die Ausgangs spannung des Verstärkers A_ auf einen Spannungspegel von nahezu 0 V. Venn die (negative) Spannung V, derart abgefallen ist, dass die Eingangsspannung des Operationsverstärkers A₇ negativ und die Ausgangsspannung positiv wird, sperrt die Diode D_ und kann die Spannungsregelung wirksam werden.

Fig. 3a und 3b zeigen schematisch einen möglichen Verlauf der Amplitude des Motorstroms I und der Spannung V der Gleichspannungsspeisung als Funktion der Zeit, wenn der Motor beim Abbremsen als Generator zu wirken beginnt. Zum Zeitpunkt t₁ fängt der Motor an, Energie zu liefern, und der Motorstrom lädt die in der Gleichspannungsspeisung vorhandenen Kapazitäten auf, so dass die Spannung V , vom Nennwert V an zunimmt, bis im Zeitpunkt t_o ein Höchstwert V erreicht ist. Zwischen

* 2 max

den Zeitpunkten t„ und t„ wird der Strom I auf einen

12 m

Maximalwert. I begrenzt. Zum Zeitpunkt t_o wird die Spannungsgegenkopplung wirksam und begrenzt über die Stromgegenkopplungsschleife den Motorstrom derart, dass

809851/1022

PHN. 8836.

15.10.77.

die Spannung V , auf den Wert V begrenzt wird. Dabei ^c ^D cb max

kann der Motorstrom bei abnehmender Drehzahl zunehmen. Es wird keine Energie mehr in den genannten Kapazitäten gespeichert und der Motor sowie die Schaltungen leiten die gelieferte Energie ab, wobei diese Ableitung gross ist, weil die Spannung maximal, z.B. gleich dem 2,5-fachen der Nennnspannung,ist, bei welcher Spannung der Motor meistens im Sättigungszustand sein wird, so dass dieser Motor viel Energie verbraucht. Zu diesem Zeitptmkt t~ ist die Drehzahl soweit abgefallen, dass die vom Motor gelieferte Energie nicht mehr genügend ist, umd die Spannung V . maximal zu halten. Die Spannung V , nimmt ab und der Motorstrom I kann gegebenenfalls nach wie vor zunehmen.

Fig. h zeigt ein Ausführungsbeispiel des Motorstromdetektors 11 nach Fig. 1 und ist für Dreiphasenwechselstrommessung eingerichtet. Der Detektor enthält sechs mit je einer Primär und einer Sekundärwicklung versehene Toroide 15a ... 17t· mit Kernen mit einer hohen Permeabilität, wobei das Verhältnis der Anzahl primärer und sekundärer Windungen z.B. 1 : 50 ist. Die Primärwicklungen der Toroide 15a und 15b, 16a und 16b, 17a und 17b sind jeweils in Reihenanordnung in den Motorstromzufuhrlei tungen aufgenommer., in denen die Ströme 1_R, I_q und T._ fHessen. Die Sekundärwicklungen sind jeweils

809851/1022

PHN. 8836.

y- 15.10.77·

gegensinnig in Reihe geschaltet, und diese gegensinnigen Reihenschaltungen sind parallel zwischen einem Impulsgenerator 18 und einem Widerstand Rp_n angeordnet. Parallel zu dem Widerstand R_?o ist ein Glättungsfilter mit einer Diode Oy-, einem Kondensator C„ und einem Widerstand R_?1 angeordnet. Die Spannung über dem Widerstand R₂₁ wird dem nichtinvertierenden Eingang eines Operationsverstärkers Aq mit Einstellwiderständen R„„, R„„ und R₂Zi zugeführt. Der Ausgang dieses Operationsverstärkers An liefert das Stromsignal V an den Ausgang 10 des Motorstromdetektors.

Durch die hohe Permeabilität des Kernmaterials der Toroide werden die Kerne bei bestimmten Werten der Phasenströme I_n, I„ und I , welche Werte unterhalb des Maximalwertes liegen sollen, in Sättigung geraten. Dadurch, dass der Impulsgenerator 18 Hochfrequenzspannungsimpulse über den gegensinnig in Reihe geschalteten Sekundärwicklungen anlegt, wird pro Phase stets einer der beiden Kerne weiterhin in Sättigung bleiben und der andere ausser Sättigung geraten. Die Ströme i , i und i, in den

rs t

Sekundärwicklungen werden dann stets ein Mass für die Absolutwerte der Phasenströme I , I bzw. I sein. Diese

Ströme i , i und i, werden in dem Widerstand R_O/r summiert r s X/ /co

und in eine Spannung umgewandeilt, die mit dem Filter D^-, C ,R zu einer Gleichspannung geglättet wird, die ein Mass für die Amplitude des Motors fcroms·. ist. Diese ge^lät t e Le

809851/1022

15.10.77.

Spannung wird mit dem Operationsverstärker Aq zu dem Stromsignal V verstärkt.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Gleichspaniiungsquelle zur Speisung eines Motors Über Leistungsschalter. Diese Quelle enthält Anschlüsse für das Dreiphasenwechselstromnetz R, S und T und eine Gleichrichterbrücke mit Dioden D_, Do, D„, D.. , D₁₁ und D₁₂* Die gleichgerichtete Spannung über diesen Dioden wird über einen Schalter S„ über einem Pufferkondensator C, zur Glättung der gleichgerichteten Netzspannung angelegt. Die Spannung V über diesem Pufferkondensator wird über eine Inverterschaltung I9 mit Leistungsschaltern in einen Dreiphasenwechselstrom mit einer von der Schaltung PWM gesteuerten Frequenz zur Speisung des Motors M umgewandelt. Diese Ströme werden mit dem bereits beschriebenen Stromdetektor 11 detektiert. Die Schaltung PWM empfängt ein Frequenzsteuersignal von einer Schaltung der in Fig. 1 dargestellten Art.

Die Gleichspannung V , wird über einen Gleichspannungswandler in eine niedrigere Gleichspannung V zur Speisung der unterschiedlichen Schaltungen umgewandelt. Grundsätzlich besteht dieser Wandler aus einem Transformator 21 mit einer Primärwicklung 22, über der über einen von einem Oszillator 20 betätigten Schalter S„ die Gleichspannung V , angelegt ist. Eine Sekundärwicklung

809851/1022

PHN. 8836.

15.10.77.

if

dieses Transformators 21 ist mit einer Gleichrichterschal tung mit einer Diode D₁_ und einem Kondensator C„ verbunden.

Dadurch, dass der Schalter Sj, mit hoher Frequenz ein- und ausgeschaltet wird, wird die Gleichspannung V , in einen Wechselstrom umgewandelt, der mit dem Transformator 21 umgewandelt und mit der Diode D₁„ und dem Kondensator C_ gleichgerichtet und zu der Gleichspannung V geglättet wird. Diese Gleichspannung V wird auf den Oszillator 20 rück-

gekoppelt, damit dieser gestoppt wird, sobald die Spannung V

über dem Kondensator C~ einen bestimmten Wert aufweist, und damit dieser wieder gestartet wird, wenn diese Spannung V zu niedrig wird. Auf diese Weise wird eine Gleichspannung V erhalten, die in hohem Masse von der Spannung V , unabhängig ist, die z.B. zwischen 80 V und 8OO V variieren kann. Auf diese Weise wird erreicht, dass z.B. beim Ausfallen der Netzspannung die Motorregelschaltung nach wie vor gespeist wird, solange die Spannung V , am Pufferkondensator C oberhalb eines bestimmten Wertes liegt. Dies hat zur Folge, dass die Leistungsschalter in der Inverterschaltung 19 nach wie vor gesteuert werden, solange eine Spannung V . vorhanden ist, die einen derartigen Wert aufweist, dass dadurch die Leistungsschalter beschädigt werden könnten, wenn die Steuerschaltung PWM ausfallen würde, Dadurch bleibt z.B. eine sichere und kontrollierte Abbremsung

809851/1022

PHN. 8836.

nach dem Ausfallen der Netzspannung möglich, wobei die Regelschaltung mit der von dem Motor gelieferten Energie gespeist wird.

Der Transformator 21 enthält weiterhin eine

zweite Sekundärwicklung 2k parallel zu der Reihenschaltung einer Diode D... und eines Kondensators C. . Die Spannungsimpulse mit einer Amplitude V über der Primärwicklung werden in eine Gleichspannung V, über dem Kondensator Ck umgewandelt, wobei diese Gleichspannung V, , wenn der Kondensator C. nicht oder nahezu nicht belastet ist,der Spannung V . über dem Pufferkondensator C, proportional ist. Dieser Teil der Schaltung nach Fig. 5 bildet also eine Schaltung 12 nach Fig. 1 zur Lieferung einer Spannung V, , die ein Mass für die Spannung V , ist.

Die Spannung V, am Punkt 111 wird einem Komparator K zugeführt, dem ebenfalls eine Bezugsspannung V „ zugeführt wird. Der Ausgang des Komparators K ist z.B. mit Hilfe eines Relais mit dem Schalter S„ derart gekoppelt, dass dieser Schalter geschlossen wird, wenn diese Spannung V, die Bezugsspannung V überschreitet'. Der Schalter S₀ ist

JK/ J

ausserdem von einem Widerstand E₂- mit positivem Temperaturkoeffizienten überbrückt.

Wird Netzspannung den Netzspannungsanschlüssen R, S und T zugeführt, so wird der Pufferkondensator C, mit einem grossen Ladestrom aufgeladen. Zur Sicherung der

8 0 9851/1022

/OiV)

PHN. 8836.

15.10.77.

Gleichrichterdioden wird dieser Strom mittels des Widerstandes R₃₁. begrenzt. Die Schaltung ist dabei zugleich gegen Kurzschluss beim Einschalten gesichert, indem ein etwaiger Kurzschlussstrom den Widerstand R₂-anheizt, wodurch der Widerstandswert dieses Widerstandes R stark zunimmt. Hat die Spannung V , über dem Pufferkondensator C, einen Wert erreicht, der durch die Bezugsspannung V £ bestimmt ist, bei welchem Wert der Ladestrom genügend niedrig und die Spannung V . genügend hoch ist, um über den Gleichspannungswandler die Motorregelschaltung speisen zu können, so wird über den Komparator K der Widerstand R„ mit dem Schalter S„ kurzgeschlossen.

Die Schaltung nach Fig. 5 zeigt auch ein Ausführungsbeispiel des Detektors, der in Fig. 1 mit 13 bezeichnet ist. Diese Schaltung enthält die Dioden D₁ , D₁-- und D-Jr₇, die zusammen mit den Dioden D..«, D₁₁ und D..„ eine Gleichrichterbrücke bilden. Parallel zu dieser Gleichrichterbrücke sind zur Glättung der gleichgerichteten Spannung ein Widerstand R₀^ und ein Kondensator C angeordnet. Die Spannung V über diesem Kondensator ist dann die gleichgerichtete Netzspannung, die nicht, wie die Spannung V ,, beim Generatorbetrieb zunimmt.

Dadurch, dass den beiden Gleichrichterbrücken die Dioden ^₁₀, D... und D_{1 p} gemeinsam sind, sind die beiden Kondensatoren C, und C auf einer Seite gleichstrom-

809851/1022

PHN. 8836.

^ 15.10.77.

massig miteinander verbunden. Zwischen den anderen Elektroden dieser Kondensatoren C, und C ist ein Spannungsteiler mit Widerständen R₂7 ^und ^o« angeordnet, der den Unterschied zwischen den Spannungen V , und V nach Schwächung über den Basis-Emitter-Ubergang eines Transistors T zuführt, dessen Kollektor über einen Widerstand R_?(J mit einer positiven Speisespannung verbunden ist.

Nimmt beim Generatorbetrieb die Spannung V zu, so wird bei einer durch den Spannungsteiler R₂7> ^28 ^estimmten Zunahme der Transistor T leitend werden. Die dann auftretende Spannungs änderung über dem Kollektor\*iderstand R₂Q ist eine Anzeige für Generatorbetrieb und kann z.B. über eine optische Kopplung für gleichstrommässige Trennung und über logische Gatter den Schalter S„ (Fig. 1) betätigen. Auf diese Weise wird eine einfache Detektion des Generatorbetriebs erhalten, die von Netzspannungsänderungen unabhängig ist.

Der in der genannten deutschen Patentanmeldung 27 15 882 3 beschriebene Impulsbreitenmodulator (PWM) enthält einen Eingang 25 (Fig. 1) für ein Taktsignal, um die relative Impulsbreite steuern zu können.

Pig. 6 zeigt eine für diesen Zweck verwendete Schaltung. Diese enthält eine Eingangsklemme 29 für eine Steuer spannung V_x, „, die mit dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers A-. mit Einstellwider-

809851/1022

PH«.

ständen R„„ und R~g verbunden ist, von dem ein Ausgang zu einem spannungsgesteuerten Oszillator führt, der ein Taktsignal, dessen Frequenz durch das Signal V_RQ bestimmt wird, an den genannten Eingang 26 liefert.

Bei niedrigen Motordrehzahlen und verhältnismässig hohen Motorströmen wird das verfügbare Motordrehmoment infolge von Spannungsverlusten über der Motorimpedanz erheblich verringert. Diese Verluste lassen sich dadurch ausgleichen, dass die Frequenz des Oszillators 22 herabgesetzt wird, was eine Vergrösserung der relativen Impulsbreite bedeutet. Dieser Ausgleich (auch als IR-Ausgleich, bezeichnet) ist z.B. dadurch möglich, dass dem Eingang des Verstärkers A₁₁ eine in diesem Beispiel negative Ausgleichsspannung V zugeführt wird.

Dazu enthalt die Schaltung einen Operationsverstärker A_1n mit Einstellwiderstand R„_1f dessen invertierender Eingang über Summationswiderstände ^2Q ^zw. ^on mit einem an positiver Bezugsspannung V _Q liegenden Punkt

Ko

bzw. dem Punkt 8 der Schaltung nach Fig. 1 verbunden ist, wobei der letztere Punkt die negative Spannung V führt, deren Amplitude der Solldrehzahl proportional ist. Der Allsgang 27 des Verstärkers A_1n ist über einen Widerstand Rqp mit dem Eingang 26 verbunden, an dem die Ausgleichsspannung V. vorhanden ist. Dieser Eingang 26 ist über einen Widerstand R„x und die Kathoden—Anoden—Strecke

3o

809861/1022

ORIGINAL INSPECTED

PHN. 8836.

15.10.77.

einer Diode D₁Q mit dem invertierenden Eingang des Verstäi-kers A₁₁ verbunden. Weiter enthält die Schaltung nach Fig. 6 einen Operationsverstärker A„ mit einem Einstellwiderstand Roe ι dessen invertierender Eingang über Summationswiderstände R„_o bzw. R„. mit einem Punkt an negativer Bezugsspannung V_n1/_ bzw. mit dem Punkt 10

K I U

der Schaltung nach Fig. 1 verbunden ist, an dem eine Spannung V vorhanden ist, die dem Motorstrom I proportional ist. Der Ausgang 28 des Verstärkers Aq, an dem eine Spannung V„ vorhanden ist, ist über die Anoden-Kathoden-Strecke der Diode D_HO mit dem Punkt 26 verbunden.

Io

Die Wirkung des Ausgleichs in der Schaltung nach Fig. 6 wird an Hand der Fig. 7 beschrieben, in der als Ordinate die Ausgleichsspannung V und als Abszisse die Drehzahl η aufgetragen sind.

Ist die Spannung V„ genügend negativ (V ¹C V ), so entspricht die Spannung V der Spannung V , die eine

lineare Funktion der Drehzahl η ist. Dies ist mit der Linie A in Fig. 7 angegeben. Da bei einer bestimmten Drehzahl die Spannung V stets grosser als oder gleich

Ji.

der Spannung V. ist, wird V im Gebiet links von der

-Ti X.

Linie A durch die Spannung V_ bestimmt (Diode D₁₈ ist dann leitend). Diese Spannung V„ ist eine lineare Funktion des Motorstroms und ist für niedrige Drehzahlen der Drehzahl proportional. Die Spannung V wird also auch

809851/1022

PHN. 8836.

von dem Motorstrom bei niedrigen Drehzahlen begrenzt, wie mit der Linie B in Fig. 7 angegeben ist. Zwischen den Linien A und B wird die Spannung V durch den Motoz"-strom bestimmt. Die Ausgleichsspannung V kann bei verhältnismässig hohen Motorströmen dadurch begrenzt werden, dass z.B. die Werte der Widerstände L„, ^tZj. ^und R^ und die Bezugsspannung V__ derart gewählt werden, dass der Verstärker A_q bei z.B. einem Motorstrom gleich zwei Dritteln des Motornennstroms in Sättigung gesteuert wird. Dies ist mit der Linie C in Fig. 7 angegeben. Ausserdem lässt sich sagen, dass ein Ausgleich bei verhältnismässig gelungen Motorströrnen nicht erforderlich ist. Der Wert des Motorstroms, unter dem kein Ausgleich erforderlich ist, kann bei passender Wahl der Bezugsspannungen V und der Werte der Widerstände R„„, ^Rr>2. ^unc^ Ko₁- derart gewählt werden, dass bei diesem Wert des Motorstroms die Spannung V_ gleich O V ist. V wird dann ja auch grosser als oder gleich O V sein und die Diode D * wird sperren. Das Gebiet, in dem ein IR-Ausgleich angewandt wird, ist in Fig. 7 schraffiert angegeben und wird von den Linien A, B und C und der waagerechten V = O-Achse begrenzt. Auf diese Weise ist ein einfacher und befriedigender IR-Ausgleich erhalten.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die gezc.-jfii.en Aui>iT!hrun£isbeJ.spLolc». Viele Abwandlungen des gezcig Ausführungsbeispiels von Strom- und SpannungsgegenkopplungsscJi lo.i fön UIi(J der verschiedenen Det-pktionsmittel sind mö^ljch

809851/1022

Leerseite

Claims

PHN. 8836.

15.10.77.

PATENTANSPRÜCHE ;

[ 1. ] Motorregelschaltung für einen über Leistungsschalter aus einer Gleichspannungsquelle gespeisten Wechselstrommotor mit einer Frequenzsteuerschaltung, wobei die Gleichspannungsquelle einen Gleichrichter zum Gleichrichten einer Speisewechselspannung und eine Glättungsschaltung enthält, und wobei die Frequenzsteuerschaltung einen Frequenzbezugseingang enthält, der mit einem Eingang eines ersten Verstärkers mit Ausgangssignalbegrenzung verbunden ist, von dem ein Ausgang mit einem Eingang eines ersten Integrators verbunden ist, von dem ein Ausgang ein Frequenzsteuersignal an eine die Leistungs schalter steuernde Schaltung liefert und auf den Eingang des ersten Verstärkers rückgekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorregelschaltung weiter enthält: eine Stronigegenkopplungsschleif e, die .erste Mittel (11) zum Erzeugen eines Motorstromsignals (V ) das ein Mass für den in dem Motor fliessenden Strom is.t, und einen ersten Komparator (A>) zum Vergleichen dieses Motorstromsignals mit einem Bezugssignal (V ) enthält, wobei ein Ausgang dieses ersten Komparators (A^) mit dem Eingang des Integrators (A₂) verbunden ist, so dass, sobald der Motorstrom einen vorher bestimmten Wert überschreitet, die Stromgegenkopplurigsschleife über den ersten Komparator (Α/) und den Integrator (A₀) geschlossen wird; sowie

809851/1022

ORIGINAL INSPECTED

PHN. 8836.

** 15.10.77.

eine Spannungsgegenkopplungsschleife, die zweite Mittel (12) zum Erzeugen eines Spannungssignals (V^)j das ein Mass für die Spannung über der Gleichspannungsquelle (V , ) ist, und einen zweiten Komparator (A₇) zum Vergleichen dieses Spannungs signal s mit einem Bezugssignal (^V _R2,) enthält, wobei ein Ausgang dieses zweiten Komparators (A₇) zu dem Integrator (A₂) führt, so dass, sobald die Spannung über der Gleichspannungsquelle (V ,) einen bestimmten Wert überschreitet, die Spannungsgegenkopplungsschlexfe über dem zweiten Komparator (A^) und den Integrator (A„) geschlossen wird.

2. Motorregelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des zweiten Komparators (A₇) über den ersten Komparator (A^-) mit dem ersten Integrator (A^) verbunden ist, so dass, wenn die Spannungsgegenkopplungsschlexf e geschlossen ist, auch die Stromgegenkopplungsschleife geschlossen ist.

3· Motorregelschaltung nach Anspruch 2,' dadurch gekennzeichnet, dass die Motorregelschaltung weiter enthält: Detektionsmittel (13) zum Detektieren, ob der Wechselstrommotor als Generator oder als Motor wirkt; einen dritten Komparator (A-), von dem ein Eingang zu den genannten ersten Mitteln (11) führt, sowie Schaltmittel (S„) zwischen einem Ausgang des dritten Komparators (A-) und dem Eingang des ersten Integrators (a_q) und zwischen dem Ausgang des ersten Komparator« (A/i und dem Eingang des

809851/1022

PHN. 8836. 15.10.77.

ersten Integrators (A_?) , wobei diese Schaltmittel (S ) von den genannten Detektionsmitteln (13) derart gesteuert werden, dass beim Generatorbetrieb der Ausgang des ersten !Comparators (Ag) mit dem Integrator (A„) und beim Motorbetrieb der Ausgang des. dritten Komparators (A-) mit dem Integrator (A₂) verbunden ist.

h. Motorregelsclialtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsmittel einen zweiten Gleichrichter (D . D^JD₇) mit Glättungsschaltung (C , R₂g und einen KomparatorΓτ, R_?7» R_?o) zum Vergleichen der mit dem zweiten Gleichrichter erhaltenen Gleichspannung mit der Spannung der genannten Gleichspannungsquelle (V , ) und zur Lieferung eines Signals enthalten, das angibt, ob die Spannung der Gleichspannungsquelle (V . ) die über den zweiten Gleichrichter (D-, Dz-, D_) erhaltene Gleichspannung gegebenenfalls um einen bestimmten Wert überschreitet.

5. Motorregelschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten ersten Mittel (11) in jeder Phasenzufuhrleitung des Wechselstrommotors einen gleichrichtenden Gleichstromtransformator (15» 16, 17) enthalten, dessen Sekundärwicklungen parallelgeschaltet sind und über ein Glättungsfilter (Dg> C₂) das genannte Motorstromsignal liefern.

809851/1022

¹HN. 8836.

PHN. 883 ' -15.10.77.

6. Motorregelschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass parallel, zu der Gleichspannungsquelle (V , ) ein schaltender Gleich-

CD ,

spannungswandler (20, 21, Sr) einem Transformator (21) angeordnet ist, dessen Primärwicklung (22) in Reihe mit einem Schalter (Sl) parallel zu der Gleichspannungsquelle (V . ) geschaltet ist und von dem eine erste Sekundärwicklung (23) zu einer Gleichrichterschaltung (D₁-, C_) zur Lieferung von Speisespannung (V_) an die Frequenz— steuerschaltung (PWM) führt.

7· Motorregelschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten zweiten Mittel (12) eine zweite Sekundärwicklung {2h) des Transformators (21) enthalten, die mit einer Gleichrichterschaltung (D..· , C. ) zur Lieferung des genannten Spannungssignals (^v₁) verbunden ist. ₄

8. Motorregelschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten zweiten Mittel (12) mit einem vierten Komparator (κ) zum Vergleichen dieses Spannungssignals mit einem Bezugssignal (^V _R7) verbunden sind, wobei ein Ausgang dieses vierten !Comparators (κ) zu einem Schalter (S_) führt, der zwischen dem Gleichrichter (D_, Dg, D„, D₁₀, D₁₁, D₁₂) der Gleichspannungsquelle (V . ) und der Glättungsschaltung (C_b) der Gleichspannungsquelle (V Λ derart angeordnet ist, dass dieser Schalter (S„) geschlossen wird, wenn das Spannungssignal (V, ) dieses Bezugssignal (v ) überschreitet, w.obei der genannte Schalter (S„) parallel zu einem Widerstand (}£.,_) mit positivem Tomperaturkoeffizienten liegt.

809851/1022