DE3149487C2

DE3149487C2 - Anordnung zur Regelung der Drehzahl eines Einphasenmotors

Info

Publication number: DE3149487C2
Application number: DE19813149487
Authority: DE
Inventors: Heinz 4800 Bielefeld Schäffersmann
Original assignee: Era Elektronik-Regelautomatik & Co Kg 4800 Bielefeld De GmbH
Current assignee: Era Elektronik-Regelautomatik & Co Kg 4800 Bielefeld De GmbH
Priority date: 1981-12-14
Filing date: 1981-12-14
Publication date: 1986-10-09
Also published as: DE3149487A1

Abstract

Die Erfindung beinhaltet einen elektronisch in Drehzahl und Drehmoment geregelten Wechselstrommotor. Ausgehend von dem veralteten Repulsionsmotor werden dessen konstruktive Verbesserung und Zubehör für eine elektronische Regelung angegeben. Es werden die Vorteile herausgestellt, welche sich beim Betrieb mit Spannungsdosierung, auch gegenüber anderen Systemen ergeben, und Maßnahmen genannt, um den veralteten Repulsionsmotor in Verbindung mit Halbleitern zum Regelantrieb mit gegenüber dem Stand der Technik verbesserter Energiebilanz zu machen.

Description

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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Regelung der Drehzahl eines Einphasenmotors entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine solche Anordnung ist aus der DE-Z.: »Deutsches Elektrohandwerk« 1968. H. 10, S. 275 bis 277 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Betriebsverhalten des bekannten Antriebs zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Ein Motor mit indirekter Ankerspeisung (Repulsionsmotor) ist an und für sich auch bekannt. Er ist beschrieben in Arnold: »Die Weehselstromtechnik« Springer Verlag Berlin 1912, V Band, 2.Teil, Seite 367-431, fer-

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1'-"' bräuchlich (siehe BBC-Handbuch, 3. Auflage 1980, Sei-

te 304, 2. Absatz). Er fand seine vorwiegende Anwendung in der Zeit der einphasigen Wechselstromnetze als Motor mit hohem Anzugsmoment und wurde durch den billigeren, einfacheren Drehstrommotor verdrängt. Sei-, ne Probleme waren die Bürsten, der empfindliche KoI-

,' lektor, die Bürstenverstelleinrichtung und der Reihen-

schlußcharakter, der zu unkontrolliertem, unzulässigem — bis zur Zerstörung gehenden — Hochlauf fuhren konnte.

Bei der Erfindung entfällt die übliche Bürstenverstelleinrichtung. Die Gefahren des Reihenschlußcharakters werden durch die in der elektronischen Regelung in!egrierte Drehzahlmessung und -überwachung ausgeschaltet, so daß der große Vorteil einer Drehzahlregelung bei konstanter Leistung voll zur Geltung kommt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Einzelheiten werden anhand der Zeichnung erläutert.

In Fig. 1 ist mit 1 der mit einem Repulsionsmotor arbeitende Antrieb bezeichnet. Die primäre Wicklung ist gleichzeitig Erregerwicklung und mit 11 bezeichnet. Der rotierende Anker 12 enthält einen Kollektor, dessen Bürsten über eine Brücke 13 kurzgeschlossen sind. Mit dem Anker 12 ist eine Tachomaschine 14 verbunden. Gekühlt wird der Motor durch einen separaten Fremdlüfter 31.

In F i g. 1 wird für die Drehzahlregelung an Stelle der Verschiebung der kurzgeschlossenen Bürsten eine Spannungsdosierung durch die antiparallel geschalteten steuerbaren Halbleiter 21, als Thyristoren dargestellt, vorgenommen.

Die Drehzahl-Sollwert-Vorgabe erfolgt über das Potentiometer 23, die Anschnittsteuerung der Thyristoren und der Soü-Ist-Vergleich über die Elektronikeinheit 22.

Angeschlossen wird der Motor über ein Wechselstromnetz mit den Klemmen 2. Die Elektronik 22 und der Fremdlüfter 31 liegen vorteilhaft am gleichen Netz.

Die Arbeitsweise der Anordnung ist folgende: Mit dem Potentiometer 23 wird die gewünschte Arbeitsdrehzahl vorgegeben. Nach Anlegen der Netzspannung an die Klemmen 2 steigert sich die Motordrehzahl, bis von der Tachomaschine 14 das Erreichen der Solldrehzahl an die Regelelektronik 22 gemeldet wird.

Treten Last- oder Netzschwankungen auf, so wird die Drehzahlabweichung über die Elektronik 22 ausgeregelt. Da die anzutreibenden Maschinen einen nach Drehzahl und Drehmoment bevorzugten unterschiedlichen Arbeitsbereich haben, kann für den jeweiligen Lastpunkt eine einmalige Optimierung des Motor-Wirkungsgrades durch Verstellen der Bürstenbrücke 13 vorgenommen werden. Hierdurch wird besonders der Oberwellenanteil in der Wicklung von 11 und 12 beeinflußt, wodurch sich ein verringerter Strom und eine günstigere Energiebilanz ergibt.

Liegt die Stellung der Bürstenbrücke fest, so kann erfindungsgemäß über eine Wendepolwicklung 15 in Fig. 2 die Kommutierung verbessert werden. Damit wird ein wesentlicher Nachteil der Reglung durch Bürstenverschiebung aufgehoben. (Die unterschiedliche Stellung der Bürstenbrücke ließ bisher keine Wendepolwicklung zu.)

In Fig.3 ist eine andere Möglichkeit der Verbesserung der Kommutierung angegeben. Der Anker enthält eine zusätzliche Kurzschluß-Käfigwicklung 16. Da diese den Charakter des Motors verändert, hängt die Ausführungsmöglichkeit vom Einsatz des Motors ab, da insbesondere keine übersynchron? Drehzahl d<?s Motors mehr möglich ist.

In F i g. 4 und 4a ist eine Schaltung für zwei Drehrichtungen angegeben. Durch Erregung der einen oder anderen Zusatzwicklung 111 oder 112 verschiebt sich die Polmitte des Hauptfeldes. Dies entspricht in seiner Wirkungsweise einer Verschiebung der Bürstenbrücke beim Repulsionsmotor.

In F i g. 4b ist eine Verschiebung der Polmitte bei glei-

eher Drehrichtung angegeben. Dies ist vorteilhaft, wenn Jer Motor bei unterschiedlichen Drehzahlen mit stark abweichendem Drehmoment belastet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Regelung der Drehzahl eines Einphasenmotors mit Reihenschlußverhalten, der über antiparallel geschaltete steuerbare Halbleiter mit Zündcharakteristik an ein Wechselspannungsnetz angeschlossen ist, wobei die Halbleiter abhängig von der Drehzahlregelabweichung anschnittsgesteuert sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Motor ein Repulsionsmotor verwendet ist, dessen Bürstenbrücke (13) zwischen Kurzschluß- und Leerlaufstellung fest angeordnet und dessen Primärwicklung durch eine Hauptwicklung (11) und zwei Zusatzwicklungen (111, 112) gebildet ist, wobei die einen Enden der Zusatzwicklungen an dem dem einen Netzanschluß abgewand'.en Anschluß der Hauptwicklung (11) angeschlossen sind und die anderen Enden jeweils über antiparallel geschaltete Halbleiter (21, 121) zum anderen Netzanschluß geführt sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor mit einer Wendepolwicklung versehen ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor des Motors zusätzlich eine Käfigkurzschlußwicklung enthält.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines sinusförmigen Stromes beim Betrieb mit Phasenanschnitt eine gesehnte Wicklung im Primär- und/oder Sekundärteil des Motors vorgesehen ist.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Nutenzahl oberhalb der Primärnutenzahl liegt.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung unterschiedliche Windungszahlen pro Nut enthält.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärnuten zu den Sekundärnuten schräg gestellt sind.