DE3141282C2 - Steuereinrichtung für Gleichstrombremsung eines Wechselstrommotors - Google Patents

Description

ten Kastens K dargestellt Antriebs- und Bremsstromkreis eines Einphasenmotors mit Hilfsphase sind in der deutschen Patentanmeldung P 30 44 238.7 beschriebea

Der einphasige Bremsstromkreis enthält iia wesentlichen eine aus einem Thyristor Vl und einer Freilaufdiode V2 bestehende Einweggieichrichterschaltung. Dem Thyristor Vl (Bremsthyristor) ist die erwähnte Steuereinrichtung zugeordnet die innerhalb von K dargestellt ist Die Schaltung der Steuereinrichtung ist an den mit 1, 2 und 4 bezeichneten Klemmen von K mit dem Bremsstromkreis verbunden und über den Leiter 3 mit der Relaisspule einer Schalteinrichtung des Betriebsschalters I des Motors verbunden. Sie enthält eine Phasenanschnittsteuerschaltung mit einem Steuerkondensator C1, aus dem Steuerimpulse für den Bremsthyristor V1 geliefert werden, und einer Triggerdiode V4, einem Widerstand R 2, der mit dem Steuerkondensator Cl einen Zeitglied-Spannungsteiler bildet und einem Transistor V5 mit an'iparalleler Diode V9. Der Widerstand des Spannungsteilers ist in zwei Teile, einen Widerstand R 2 und einen stellbaren, zusätzlichen Widerstand R 1 aufgeteilt

Die Steuereinrichtung enthält des weiteren eine zugeordnete Zeitstufe, deren Schaltung der Phasenanschnittsteuerschaltung vorgeordnet ist Sie besteht aus einem Kondensator C2 mit großer Kapazität, einem Ladestrompfad mit einem Ladewiderstand R 3 und einer in der Flußrichtung des Ladestromes gepolten Diode V3, ferner einem Entladestrompfad mit einem Entladewiderstand R 5 und einem Entladetransistor V6. Die Elemente C2, R 3, V3 bilden die zeitbestimmenda Einheit der Zeitstufe. Der Ladestrompfad zum Kondensator C 2 geht von der Verbindung der Widerstände R 1 und R 2 miteinander ab.

Von dem Verzweigungspunkt A der zwei Strompfade am Kondensator C2 geht ein Ausgangsleiter ab über eine Zenerdiode V7 zur Basiselektrode des Transistors V5. Der oben erwähnte Leiter 3 ist Eingangsleiter der Zeitstufenschaltung, der an die Basiselektrode des Entladetransistors V6 geführt ist. *o

Im Bremsstrombetrieb des Motors sind die mit III und IV bezeichneten Schaltmittel der handbetätigten Schalteinrichtung geschlossen, und der Betriebsschalter I ist geöffnet. Damit ist im Bremsstromkreis Klemme 2 mit Klemme C des Motors, und Klemme 1 mit dem Phasenleiter N der Betriebsstromquelle verbunden, die Klemme 4 ist ohnedies mit dem zweiten Phasenleiter P verbunden. Über die Widerstände R 1 und R 2 wird während der für Vl positiven Halbperioden der Betriebswechselspannung der Steuerkondensator Cl aufgeladen, bis dessen Spannung auf den Wert der Zündspannung eines als Triggerdiode verwendeten Diacs V4 angestiegen ist. Dann schaltet dieser den Kondensator Cl auf die Steuerstrecke des Thyristors Vl₁ so daß Vl zündet und den Bremsstrom einschaltet. Während der für Vl negativen Halbperioden wird eine (negative) Aufladung des Steuerkondensators Cl durch die antiparallele Diode V9 verhindert, mithin die Bildung von Steuerimpulsen unterdrückt, und vielmehr noch wird dadurch Cl für einen den Anfangszustand in der folgenden positiven Halbperiode in definierter Ladungs- und Spannungshöhe gehalten. Der Steuerwinkel des Thyristors Vl ist mittels Al eingestellt Demgegenüber ist die Zeitkonstante des Ladestrompfades V3, R 3 zum Kondensator C2 der Zeitstufenschaltung nach Maßgabe einer festzulegenden Bremszeit groß eingestellt In den positiven Hidbperioden wird C2 vergleichsweise langsam und stufenweise aufgeladen. Dabei ist der Ladestrom von der Spannungs-Zeit-Fläche der Thyristorspannung Lh, 4 vor dem Zünden des Thyristors und vom Steuerwinkel abhängig. Durch den Abgang des Ladestrompfades von der Verbindungsstelle der Widerstände R1 und R 2 zum Kondensator C2 wird diese Abhängigkeit der Zeitstufe vom Steuerwinkel weitgehend ausgeglichen, da der Ladestrom zum Kondensator C2 durch den mittels R1 eingestellten Widerstand mitbestimmt ist, mit dem der Steuerwinkel vorgegeben wird. Ist zum Beispiel mit einem kleinen Widerstand R1 ein kleiner Steuerwinkel für einen großen Bremsstrom vorgegeben, dann ist die Spannungs-Zeit-Fläche der Thyristorspannung i/2.4 klein und kurz, so daß ein entsprechend großer Ladestrom für entsprechend kurze Zeitintervalle zum Kondensator C2 fließt Es wird C2 aber nicht schneller geladen und dessen Spannung ist nicht entsprechend früher, sondern ist in etwa der gleichen Zeit angestiegen, wodurch dann über den Ausgangsleiter der Transistor V5 aufgesteuert wird. Dadurch wird der Steuerkondensator unmittelbar entladen und dem Thyristor Vl werden dann keine Steuerimpulse mehr zugeführt. Ein größerer Brernsstrom wird also nicht etwa früher abgeschaltet als ein kleinerer Bremsstrom. Nach dem Abschalten des Bremsstromes sperrt Vl. In den dann folgenden positiven Halbperioden der Betriebsspannung wird der Transistor V5 γ,οΐΐ aufgesteuert gehalten. Während der negativen Halbperioden der Betriebsspannung ist die Zeitstufenschaltung durch die Diode V3 von der Betriebsspannung und der Phasenanschnittsteuerschaltung entkoppelt. Der Entladetransistor V6 sperrt während des ganzen Bremsstrombetriebes, das heißt, wenn die Schaltmittel III und IV geschlossen sind, da dann der steuernde Eingangsleiter 3 stets spannungsfrei ist.

In der Antriebsphase des Motors ist der Betriebsschalter I geschlossen, ein Selbsthaltekontakt II der Schalteinrichtung ist gleichfalls geschlossen, die Schaltmittel III und IV hingegen sind geöffnet. Damit liegt der Eingangsleiter 3 an dem Phasenleiter N der Betriebswechselspannung. Das Schaltmittel III kann je nach Ausführung der handbetätigten Schalteinrichtung entfallen, dann ist die Klemme 1 mit dem Phasenleiter N direkt verbunden. Während der positiven Halbperioden der Antriebsphase wird der Entladetransistor V6 angesteuert, wodurch der Kondensator C 2 der Zeitstufe entladen wird. Danach ist der entladene Kondensator C2 für die Aufnahme einer Ladung entsprechend einer Bremszeit mit gewünschter Länge verfügbar. Der Zeitstufe wird somit eine Beendigung der Bremszeit extern über den Eingangsleiter 3 signalisiert, woraufhin der Kondensator C2 der Zeitstufe jedenfalls definiert entladen wird, unabhängig davon, ob zuvor die Abschaltung des Bremsstromes durch die Zeitstufe selbst über deren Ausgangsleiter bewirkt worden ist oder nicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Steuereinrichtung für Gleichstrombremsung eines Wechselstrommotors mit einem einphasigen Bremsstromkreis, in weichem ein gesteuerter Einweggleichrichter, bestehend aus einem Thyristor und einer Freilaufdiode, ferner mechanische Schaltmittel einer handbetätigten Schalteinrichtung mit einem Schaltrelais zum Schalten des Wechselstrommotors die Funktion eines Bremsschützes haben, die Steuereinrichtung dem Thyristor zugeordnet und als Phasenanschnittsteuerung ausgebildet ist, mit aus einem Steuerkondensator und einem über einen zusätzlichen, einstellbaren Widerstand mit dem Thyristor verbundenen Widerstand gebildeten Spannungsteiler parallel zum Thyristor, dessen Steuerelektrode über eine Triggerdiode mit dem Teilerpunkt des Spannungsteilers verbunden ist, von welchem der Steuerkondensator parallel zu der Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors und einer dazu gegenparailelen Diode angeordnet und der Widerstand mit dem Kollektor des Transistors verbunden ist, mit einer der Steuereinrichtung zugeordneten Zeitstufenschaltung, bestehend aus einem Kondensator, einem Ladestrompfad mit einem Ladewiderstand und einer den Ladestrom des Kondensators durchlassenden Diode, einem Entladestrompfad mit einem Entladewiderstand und einem Entladetransistor, mit einem von dem Verzweigungspunkt dieser Slrompfade am Kondensator der Zeitstufenschaltung über eine Zenerdiode zur Basiselektrode des Transistors der Steuereinrichtung abgehenden Ausgangsleiter und mit einer L eitung an die Basis des Entladetransistors, welche diesen Transistor abhängig vom Schaltzustand des Motorschutzes steuert, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladestrompfad für den Kondensator/C2) der Zeitstufenschaltung von der Verbindung des Spannungsteilerwiderstandes (R 2) und des stellbaren Widerstandes (R 1) der Steuereinrichtung abgeht.

   Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für Gleichstrombremsung eines Wechselstrommotors mit einem einphasigen Bremsstromkreis, in welchem ein gesteuerter Einweggleichrichter, bestehend aus einem Thyristor und einer Fi eilaufdiode, ferner mechanische Schaltmittel einer handbetätigten Schalteinrichtung mit einem Schaltrelais zum Schalten des Wechselstrommotors die Funktion eines Bremsschutzes haben, die Steuereinrichtung dem Thyristor zugeordnet und als Phasenanschnittsteuerung ausgebildet ist, mit aus einem Steuerkondensator und einem über einen zusätzlichen, einstellbaren Widerstand mit dem Thyristor verbundenen Widerstand gebildeten Spannungsteiler parallel zum Thyristor, dessen Steuerelektrode über eine Triggerdiode mit dem Teilerpunkt des Spannungsteilers verbunden ist, von welchem der Steuerkondensator parallel zu der Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors und einer dazu gegenparallelen Diode angeordnet und der Widerstand mit dem Kollektor des Transistors verbunden ist, mit einer der Steuereinrichtung zugeordneten Zeitstufenschaltung, bestehend aus einem Kondensator, einem Ladestrompfad mit einem Ladewiderstand und einer den Ladestrom des Kondensators durchlassenden Diode, einem Entladestrompfad mit einem Entladewiderstand und einem Entladetransistor, mit einem von dem Verzweigungspunkt dieser Strompfade am Kondensator der Zeitstufenschaltung über eine Zenerdiode zur Basiselektrode des Transistors der Steuereinrichtung abgehenden Ausgangsleiter und mit einer Leitung an die Basis des Entladetransistors, welche diesen Transistor abhängig vom Schaltzustand des Motorschutzes steuert
   Die eingangs genannte Steuereinrichtung ist aus der DE-AS 25 08 093 bekannt Mit dieser Steuereinrichtung wird ein zuverlässiges automatisches Ansprechen des Steuerkreises bei Ausfall der Wechselspannung am Stator des Wechselstrommotors sichergestellt, wobei der vom Steuerkreis erzeugte Bremsstrom hinsichtlich seiner Größe und Dauer überwacht wird. Ein die Steuerimpulse liefernder Steuerkondensator und ein Widerstand in Reihenschaltung parallel zum Thyristor bilden einen Zeitglied-Spannungsteiler, der mit einer Triggerdiode, die den Teilerpunkt des Spannungsteilers mit der Steuerelektrode des Thyristors verbindet, zeitbestimmend ist jeweils für die Zuführung eines Steuerimpulses aus dem Steuerkondensator und damit für den Phasenanschnitt zusammenwirkt Der Steuerkondensator liegt parallel zu der Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors, über welchen durch ein seiner Basiselektrode zugeführtes aufsteuerndes Signal der Steuerkondensator jederzeit entladen und eine weitere Zuführung von Steuerimpulsen aus dem Kondensator unterbrochen werden kann.

   Mittels einer Zeitstufenschaltung und eines stellbaren Widerstandes werden Größe und Dauer des Bremsstromes vorgegeben. Zur Spannungsversorgung des Zeitgliedes ist ein gesonderter Transformator vorgesehen. Neben diesem Aufwand besteht ein weiterer Nachteil der bekannten Steuereinrichtung darin, daß die Bremszeit nicht unabhängig vom Bremsstrom ist.

   Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die vorgenannte Steuereinrichtung derart weiterzubilden, daß keine gesonderte Spannungsversorgung des Zeitgliedes erforderlich ist und gleichzeitig die Bremszeit unabhängig vom Bremsstrom gewählt werden kann.

   Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Ladestrompfad für den Kondensator der Zeitstufenschaltung von der Verbindung des Spannungsteilerwiderstandes und des stellbaren Widerstandes der Steuereinrichtung abgeht.

   Durch die Verbindung des Ladestromkreises mit dem Steuerkondensator des Zeitglied-Spannungsteilers ist keine gesonderte Spannungsversorgung des Zeitgliedes erforderlich. Ferner ergeben sich selbst bei unterschiedlichem Phasenanschnitt, d. h. unterschiedlichen Steuerwinkeln, keine sehr unterschiedlichen Ladezeiten des erwähnten Kondensators, so daß mit dem Schwellwert der Zenerdiode eine bestimmte Dauer der Bremszeit jeweils fest vorgegeben werden kann. Es ergibt sich damit ein Ausgleich der Ladezeiten bei unterschiedlichen Steuerwinkeln und vorteilhaft wird dies ohne zusätzlichen Aufwand an Elektronikmitteln oder zusätzliche Kontakte und Leitungen erreicht.

   Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figur an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Die Figur zeigt ein Schaltbild des Antriebs- und eines einphasigen Bremsstromkreises mit einer Steuereinrichtung gemäß der Erfindung bei einem Einphasenmotor

   mit Hilfsphase.

   Die Steuereinrichtung ist als Teil des Bremsstromkreises eines Einphasenmotors M mit den drei Klemmen U, V, Cinnerhalb eines strichliert angedeute-