DE3214518C2

DE3214518C2 - Verfahren und Steuerung zur Drehzahleinstellung eines Unwucht-Direktantriebs mit Wechselstrommotor

Info

Publication number: DE3214518C2
Application number: DE3214518A
Authority: DE
Inventors: Horst Ing.(grad.) 6093 Flörsheim Braun
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1982-04-20
Filing date: 1982-04-20
Publication date: 1986-07-17
Also published as: DE3214518A1

Abstract

Bei dem Verfahren und der Vorrichtung zur Drehzahleinstellung von Unwucht-Direktantrieben (8) durch periodisches Ein- und Ausschalten der Stromzufuhr mittels elektronischer Schaltmittel (1 . . . 9) ist, um eine preiswerte Alternative zu Unwucht-Resonanzantrieben und Unwucht-Direktantrieben mit statischen Frequenzumformern zu schaffen, die auch einen Teil der Einsatzbereiche von Magnetvibratoren erfaßt, und zwar die, bei denen eine exakte Verstellbarkeit bzw. Regelung nicht erforderlich ist, erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Einschaltzeit fest eingestellt wird und daß die Drehzahlveränderung durch Einstellen der Ausschaltzeit erfolgt.

Description

Ein Verfahren zur Drehzahleinstellung eines Unwucht-Direktantriebs für Schwingfördergeräte ist aus »Technische Mitteilungen AEG-Telefunken«, 71, 1981, Seiten 102-104, bekannt. Die Drehzahl der Unwuchtmotoren wird mitteis Frequenzumrichtern gesteuert.

Der Einsatz von Frequenzumrichtern Lsi jedoch sehr aufwendig und nur dann gerechtfertigt wenn eine sehr genaue Drebzahleinstellung bzw. Drehzahlregelung verlangt wird.

Aus der Literaturstelle »Leistungselektronik«, Kurzfassung der Vorträge der VDE-Arbeitsgemeinschaft 1969, des VDE-Bezirksvereins Frankfurt/Main, IZ Januar 1970-23. Februar 1970, VDE-Verlag GmbH Berlin, sind allgemein Schaltungen mit selbstgeführten Stromrichtern einschließlich ihrer Anwendungen bekannt Zur Änderung der Drehzahl von Gleichstrommotoren werden Gleichstromsteller verwendet die entweder mittels Impulsbreitensteuerung oder mittels Impulsfolgensteuerung betrieben werden können. Die Steuerung der Drehzahl von Wechselmotoren hingegen ist nicht angesprochen.

Aus »Der Elektromeister + Deutsches Elektrohandwerk«, Band 50, 1975, Seiten 1120/1121, sind Schaltmittel zur Realisierung der Schwingungspaketsteuerung beschrieben, und zwar im Hinblick auf das Steuern der Leistung an einem LasHviderstand, insbesondere in elektrischen Hausgeräten. Bei der Schwingungspakelsteuerung wird das Verhältnis Einschalt- zu Ausschaltzeit bei festliegendem Takt verändert

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Drehzahlsteuerung für einen Unwucht-Direktantrieb verfügbar zu rechen, der als Antrieb für Schwingfördergeräte dient

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Stromzufuhr mittels elektronischer Schaltmittel ein- und ausgeschaltet wird derart, daß die Einschaltzeit fest eingestellt wird und daß die Drehzahlveränderung durch Einstellen der Ausschaitzeit erfolgt

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein vorgegebener mittlerer Förderstrom des Schwingfördergerätes sich nur dann in Abhängigkeit von dem Fördergut einstellen läßt, wenn bei fester Einschaltzeil nur die Ausschaitzeit verändert wird, jnd sich damit die Summe aus Ein- und Ausschaltzeit, die sogenannte Spieldauer, an den gewünschten mittleren Förderstrom anpassen läßt

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin, daß die Einschaltzeit so eingestellt wird, daß bei maximaler Ausschaltzeit die Drehzahl des Unwucht-Direktantriebes gleich der halben Nenndrehzahl ist. Der Unwucht-Direktantrieb wird dabei vor dem periodischen Aus- und Einschalten zweckmäßig auf die Nenndrehzahl gebracht Die erfindungsgemäße Steuerung weist vorteilhaft zur Einstellung der Ein- und Ausschaltzeit einen astabilen Multivibrator auf, dessen Schaltzeit?n ohne gegenseitige Beeinflussung getrennt einstellbar sind. Zur Einstellung der Einstellzeit des Multivibrators weist dieser gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung einen intern einstellbaren Widerstand auf, der in einem Bereich von etwa 7y> ... "¹Ao s einstellbar ist.

Eine andere Ausgestaltung sieht vor, daß zur Einstellung der Ausschaltzeit ein Spannungs-Strom-Konvcrter vorgesehen ist, über den die Ausschaltzeit auf den Multivibrator gegeben wird. Der Spannungs-Strom-Konverter weist einen Bereich von 0 bis 10 V auf, wobei 0 V einer Ausschaltzeit von etwa 1,2 s und 10 V von etwa 0,02 s entspricht.

Um zu gewährleisten, daß immer im Spannungs-Nulldurchgang eingeschaltet wird, wird das Ausgangssignal des Multivibrators über eine Verriegelungsstufe ;iuf Oszillatoren geführt, wobei die Verriegelungsstufc das Si-

gnal des Multivibrators auf die Oszillatoren nur freigibt, wenn ein Startsignal anliegt und ein Synchronisierimpuls vorhanden ist

In einer vorteilhaften Weiterbildung gibt das Startsignal eine Zeitstufe frei, die eine einstellbare Zeit lang die Ausschaltzeit unterdrückt, wodurch ein Hochlaufen des Unwucht-Direktantriebes erreicht wird.

Zum Ein- und Ausschalten werden zweckmäßig zwei Triacs oder antiparallelgeschaltete Thyristoren verwendet.

Die Erfindung und ihre Ausgestaltungen sind im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild der Steuerung; und

Fig.2 ein Drehzahl-Zeit-Diagramm mit Darstellung der Ein- und Ausschaltzeiten.

Die Ein- und Ausschaltzeit wird durch einen astabilen Multivibrator 1 erreicht, bei dem die Ein- und Ausschaltzeiten ohne gegenseitige Beeinflussung getrennt einstellbar sind. Die Einschaltzeit wird durch einen intern einstellbaren Widerstand 2 fest eingestellt Die Pausenzeit wird über einen Spannungs-Strom-Konverter 3 auf den Multivibrator gegeben, wobei der Multivibrator 1 im Bereich von 0 bis 10 V arbeitet und wobei 0 V eine Ausschaltzeil von etwa 1,2 s und 10 V von etwa 0,02 s bedeutet Das Ausgangssignal des Multivibrators I wird über eine Verriegelungsstufe 4 auf Oszillatoren 5 geführt. Die Verriegelungsstufe gibt das Signal des Multivibrators 1 nur auf die Oszillatoren 5 frei, wenn ein Startsignal anliegt und ein Synchronisierimpuls 6 vorhanden ist. Damit ist sichergestellt, daß immer im Spannungs-Nulldurchgang geschaltet wird. Das Startsignal gibt außerdem eine Zeitstufe 7 frei, die eine einstellbare Zeit lang die Ausschaltzeit unterdrückt, um einen Hochlauf des Unwuchtmotors 8 zu erreichen. Die Oszillatoren 5 geben über eine Verstärkerstufe Zündinipulse von etwa 5 kHz ab. Zum Ein- und Ausschalten werden zwei Triacs 9 oder antiparallelgeschaltete Thyristoren verwendet.

Aus dem in Fig.2 dargestellten Drehzahl-Zeit-Diagramm ist ersichtlich, daß der Unwuchtmotor 8 (F i g. 1) über eine Anlaufautomatik zunächst auf die Nenndrehzahl hochläuft. Diese Stromzeit, in der zum Überwinden von Anlaufschwierigkeiten nicht getaktet wird, ist beispielsweise zwischen 0 und 5 Sekunden einstellbar. Anschließend fällt die Motordrehzahl — je nach eingestellter Ein- und Ausschaltzeit — auf die gewünschte mittlere Drehzahl ab, die strichpunktiert dargestellt ist. Die Einschaltzeil wird an einen* Trimmpotentiometer eingestellt und zwar bei der Inbetriebnahme des Gerätes unter Nenn-Schüttgutbelastung. Sie wird dabei so justiert, daß bei maximaler Ausschaltzeit (z. B. etwa 1,2 see bei Potentiometerstellung 0) die Motordrehzahl gleich der halben Nenndrehzahl ist. Das entspricht dann etwa 10 bis 20 Prozent des Nennförderstromes. Danach braucht die Einschaltzeit nicht mehr verändert zu werden. Die Drehzahl wird während des Betriebs zwischen halber und voller Nenndrehzahl durch Einstellen der Ausschaltzeit am Potentiometer des Steuergeräts variiert. Dabei entspricht die Potentiometerstellung 0, wie oben angegeben, der maximalen Pausenzeit von etwa 1,2 s und eine Potentiometerstellung 10 einer Pausenzeit von nahe/u 0.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Drehzahleinstellung eines Unwucht-Direktantriebs mit Wechselstrommotor, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzufuhr mittels elektronischer Schaltmittel ein- und ausgeschaltet wird derart, daß die Einschaltzeit fest eingestellt wird und daß die Drehzahlveränderung durch Einstellen der Ausschaltzeit erfolgt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltzeit so eingestellt wird, daß bei maximaler Ausschaltzeit die Drehzahl des Unwucht-Direktantriebes im Bereich von 30 bis 70%, insbesondere bei etwa 50% der Nenndrehzah! liegt

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Unwucht-Direktantrieb vor dem periodischen Aus- und Einschalten au [die Nenndrehzahl gebracht wird.

4. Steuerung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Ein- und Ausschaltzeit ein astabiler Multivibrator vorgesehen ist, dessen Ein- und Ausschaltzeiten ohne gegenseitige Beeinflussung getrennt einstellbar sind.

5. Steuerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Einschaltzeit der Multivibrator einen intern einstellbaren Widerstand aufweist

6. Steuerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltzeit mittels eines Trimmpotentiometers im Bereich von ⁵Ao bis etwa ³⁰Ao s einstellbar ist.

7. Steuerung nach einem de/ Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß zur Einstellung der Ausschaitzeit ein Spannungs-Strom-Konverter vorgesehen ist, über den die Ausschaltzeit auf den Multivibrator gegeben wird.

8. Steuerung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungs-Strom-Konverter einen Bereich von 0 bis 10 V aufweist, wobei 0 V einer Ausschaltzeit von etwa 1,2 s und 10 V von etwa 0,02 s entspricht.

9. Steuerung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Multivibrators über eine Verriegelungsstufe auf Oszillatoren geführt wird, wobei die Verriegelungsstufe das Signal des Multivibrators auf die Oszillatoren nur freigibt, wenn ein Startsignal anliegt und ein Synchronisierimpuls vorhanden ist.

10. Steuerung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zeitstufe vorgesehen ist, die vom Startsignal freigegeben wird, um eine einstellbare Zeit lang die Ausschaltzeit zu unterdrücken.

11. Steuerung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ein- und Ausschalten Triacs oder antiparallelgeschaltete Thyristoren vorgesehen sind.

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