DE3507425A1 - DC Machine having thyristors for commutation - Google Patents

DC Machine having thyristors for commutation

Info

Publication number
DE3507425A1
DE3507425A1 DE19853507425 DE3507425A DE3507425A1 DE 3507425 A1 DE3507425 A1 DE 3507425A1 DE 19853507425 DE19853507425 DE 19853507425 DE 3507425 A DE3507425 A DE 3507425A DE 3507425 A1 DE3507425 A1 DE 3507425A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
machine
commutation
thyristors
current
electrical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19853507425
Other languages
German (de)
Inventor
Conrado Galvao Sao Paulo Barbosa
Kenji Numa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HELIODINAMICA SA
Original Assignee
HELIODINAMICA SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HELIODINAMICA SA filed Critical HELIODINAMICA SA
Publication of DE3507425A1 publication Critical patent/DE3507425A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc Machiner (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

A DC machine having thyristors for commutation has an electrical armature winding having a plurality of active conductors (3 and 4) which participate in the electromechanical energy conversion of the machine. Furthermore, a commutating device having a plurality of thyristors or comparable switching elements (1) is provided, in which switching elements the change from the non-conductive state to the conductive state is carried out by means of external control signals, but the opposite change can take place only when the conductor current is zero. In this case, the switching elements or thyristors are connected to the electrical armature winding in such a manner that they control the conduction or non-conduction of the electrical current in the active conductors for commutation. <IMAGE>

Description

Beschreibung: Description :

Die Erfindung betrifft eine Gleichstrommaschine mit Thyristoren zur Kommutierung nach dem Oberbegriff des AnspruchsThe invention relates to a direct current machine with thyristors for commutation according to the preamble of the claim

Es sollen dabei der Kommutator und die Kommutatorbürsten im übrigen üblicher heteropolarer Gleichstrommaschinen durch Thyristoren ersetzt werden.It should be the commutator and the commutator brushes in the rest of the usual heteropolar DC machines be replaced by thyristors.

Im einzelnen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine verbesserte heteropolare Gleichstrommaschine, deren elektrische Wicklung so entworfen ist, daß die Stromwendung der elektrischen Leiter in der entsprechenden Wicklung - als Kommutierung bekannt - durch die Verwendung von Thyristoren oder ähnlichen Halbleitern erfolgen kann, um in dieser Weise einen konventionellen Kommutator und Kommutatorbürsten sowie die damit verbundenen Nachteile zu vermeiden.More particularly, the present invention relates to an improved heteropolar DC machine, the electrical winding is designed so that the current reversal of the electrical conductor in the corresponding winding - known as commutation - can be done through the use of thyristors or similar semiconductors in this way a conventional commutator and commutator brushes and the associated disadvantages to avoid.

Übliche Gleichstrommaschinen, deren Entwurf und Herstellung seit langem bekannt ist (z.B."The Performance and Design of Direct.Current Maschines" (Leistungseigenschaften und Entwurf von Gleichstrommaschinen) von A.E. Clayton und N.N. Hancock) werden in zwei Bauweisen untergliedert: Unipolare und heteropolare Machinen.Common DC machines, the design and manufacture of which has long been known (e.g. "The Performance and Design of Direct.Current Maschines "by A.E. Clayton and N.N. Hancock) are divided into two types of construction: unipolar and heteropolar machines.

In Unipolarmaschinen wird nur ein aktiver Pol in einer solchen Weise angeordnet, daß die aktiven Leiter durch ein Magnetfeld konstanter Stärke bewegt werden können. Die Reihenschaltung der aktiven Leiter der Ankerwicklung, deren Zweck das Erreichen einer geeigneten Betriebsspannung ist, läßt sich jedoch bei dieser Maschinenart nur problematisch und schwierig verwirklichen, obwohl verschiedene möglicheIn unipolar machines only one active pole is arranged in such a way that the active conductors through a magnetic field of constant strength can be moved. The series connection of the active conductors of the armature winding, whose The purpose of achieving a suitable operating voltage is, however, only problematic with this type of machine and difficult to realize, although various possible

Anordnungen des Magnetkreises und der elektrischen Ankerwicklung bekannt sind.Arrangements of the magnetic circuit and the electrical armature winding are known.

Insbesondere wegen dieser Problematik werden Unipolarmaschinen selten verwendet, obwohl diese Nachteile der Benutzung eines Kommutators und von Kommutatorbürsten vermeiden. Ihr Einsatz ist im wesentlichen auf niedrige Spannungen und hohe Ankerströme beschränkt.Because of this problem in particular, unipolar machines are rarely used, although these disadvantages of Avoid using a commutator and commutator brushes. Your bet is essentially on low Tensions and high armature currents are limited.

Andererseits besteht die Anordnung des Magnetfeldes von heteropolaren Maschinen aus einer Vielzahl aktiver Nord- und Südpolen, die einander abwechselnd angeordnet sind. Bei dieser Art der Verteilung,die gewöhnlich für heteropolare Gleichstrommaschinen vorgesehen wird, werden die aktiven Leiter durch ein Magnetfeld bewegt, dessen Stärke periodisch wechselt. Deswegen schwankt auch die in jedem dieser Leiter induzierte Spannung, wobei die Frequenz durch das Produkt der Drehgeschwindigkeit mit der Zahl der Polpaare bestimmt wird.On the other hand, the arrangement of the magnetic field of heteropolar machines consists of a large number of active north- and southern poles, which are arranged alternately with each other. With this type of distribution, usually for heteropolar DC machines is provided, the active conductors are moved by a magnetic field, the strength of which is periodic changes. Because of this, the voltage induced in each of these conductors also fluctuates, with the frequency being dependent on the product the speed of rotation is determined by the number of pole pairs.

Die Reihenschaltung der aktiven Ankerleiter verursacht jedoch in heteropolaren Maschinen kein Problem,und diese Maschinen können für den Betrieb mit üblichen Betriebsspannungen hergestellt werden.However, the series connection of the active armature conductors causes no problem in heteropolar machines, and these machines can be manufactured for operation with normal operating voltages will.

Vorzugsweise wird die Verbindung immer zwischen den Leitern hergestellt, die sich gleichzeitig unter entgegengesetzten Polen befinden, und deren induzierte Spannungen daher entgegengesetzt gleich sind.Preferably the connection is always between the conductors which are at the same time under opposite poles, and their induced voltages are therefore opposite are the same.

Deswegen kann die Verbindung solcher Leiter an den entsprechenden Enden erfolgen, die auf derselben Seite,bezogen auf den Ankerkern, angeordnet sind. Damit kann eine un-This is why such conductors can be connected to the corresponding ends on the same side on the anchor core. This allows an un-

γ-γ-

unterbrochene elektrische Wicklung hergestellt werden. Die Ankerwicklung wird vorzugsweise in elektrisch ausgeglichener (stetiger) Form ohne Unstetigkeiten in der Weise hergestellt, daß zu jedem Zeitpunkt der Drehbewegung Gruppen aktiver Leiter reihengeschaltet sind, in denen die induzierte elektromotorische Kraft (EMK) während eines bestimmten Zeitabschnitts der gewünschten Spannung an den äußeren Anschlüsser der Maschine gleichbleibt.interrupted electrical winding can be produced. The armature winding is preferably electrically balanced (steady) shape without discontinuities produced in such a way that groups are more active at every point in time of the rotary movement Conductors are connected in series, in which the induced electromotive force (EMF) during a certain period of time the desired voltage at the external connection of the machine remains the same.

Da die in jeder Gruppe reihenverbundener Leiter induzierte Spannung wechselt, ist die Verwendung einer Kommutierungseinrichtung notwendig, um eine elektrische Verbindung zwischen den entsprechenden Leitern mit den äußeren Anschlüssen der Maschine nur während geeigneter Zeitintervalle herzustellen und um so eine konstante Spannung an den Anschlüssen zu erzielen.Since the voltage induced in each group of series-connected conductors changes, the use of a commutation device is necessary to establish an electrical connection between the corresponding conductors and the external connections of the machine only during suitable time intervals in order to achieve a constant voltage at the connections.

Die Kommutierungseinrichtung, wie sie üblicherweise für heteropolare Gleichstrommaschinen unabhängig von der Größe oder Anwendung solcher Maschinen - Gleichstromgeneratoren für industrielle Anwendungen, große Gleichstrom-Mühlenmotoren, Gleichstrom-Antriebsmotoren für Lokomotiven oder Trolleybusse, kleine Gleichstrommotoren für industrielle Ausrüstungen - eingesetzt wird, ist im wesentlichen eine mechanische Kommutierungseinrichtung, die als Kommutator und Bürsten bezeichnet wird.The commutation device, as is usually the case for heteropolar DC machines, regardless of size or use of such machines - DC generators for industrial applications, large DC mill motors, DC drive motors for locomotives or trolley buses, small DC motors for industrial applications Equipment - used is essentially a mechanical commutation device that acts as a commutator and brushing is called.

Der Kommutator, der gegenüber dem Anker ortsfest angeordnet wird, umfaßt eine Vielzahl nebeneinander angeordneter Lamellen aus elektrisch leitendem Material wie Kupfer, die · gegeneinander elektrisch isoliert sind. Jede dieser Lamellen ist elektrisch mit je einem der Enden der Gruppe aktiver Ankerleiter verbunden, die in Reihe geschaltet sind.The commutator, which is arranged in a stationary manner opposite the armature, comprises a multiplicity arranged next to one another Lamellae made of electrically conductive material such as copper, which are electrically insulated from one another. Each of these slats is electrically connected to one of the ends of the group of active armature conductors that are connected in series.

-V-V

üblicherweise sind die Lamellen auf einer praktisch geschlossenen kreisringförmigen Oberfläche, wie einer Zylinderoberfläche, so angeordnet, daß jede Lamelle die Stelle ihrer benachbarten Lamelle einnimmt, wenn der Anker um einen vorgegebenen Winkel bezüglich der aktiven Pole in dem elektrischen Feld gedreht wird.Usually the slats are on a practically closed position annular surface, such as a cylinder surface, arranged so that each lamella the place of their adjacent lamella occupies when the armature at a predetermined angle with respect to the active pole in the electrical Field is rotated.

Die Bürsten, die zu den aktiven Polen des Magnetfelds ortsfest angeordnet sind, bestehen im wesentlichen aus Oberflächen aus einem leitenden Material, wie Kohle, Graphit und Metallverbindungen, und sind so um den Kommutator angeordnet, daß sie über diesen gleiten und mit den Lamellen in zugeordneten Stellungen in elektrischer Verbindung stehen.The brushes, which are fixed to the active poles of the magnetic field, essentially consist of surfaces made of a conductive material such as carbon, graphite and metal compounds, and are arranged around the commutator, that they slide over this and are in electrical connection with the slats in associated positions.

Wenn der Anker bezüglich den aktiven Polen gedreht wird, gelangen die Bürsten in elektrischen Kontakt mit jeweils der Lamelle, die in die richtige Stellung gelangt und unterbrechen den Kontakt mit der Lamelle, welche die richtige Stellung verläßt, wodurch die Stromwendung erfolgt.When the armature is rotated with respect to the active poles, the brushes come into electrical contact with each other the lamella that has come into the correct position and interrupt contact with the lamellae that has the correct one Leaves position, whereby the current reversal takes place.

Während des Betriebs der Maschine ruft die Reibung zwischen den Kommutatorlamellen und den Bürsten eine Abnutzung beider Teile hervor.During the operation of the machine the friction gets between the commutator bars and the brushes wear on both parts.

Vorzugsweise sind der Kommutator und die Bürsten so aufgebaut, daß der Verschleiß an dem Kommutator, dessen Herstellungskosten gewöhnlich groß sind, geringer gehalten wird, als an den weniger aufwendigen Bürsten.The commutator and the brushes are preferably constructed in such a way that the wear and tear on the commutator, its production costs are usually large, kept smaller than on the less expensive brushes.

Dabei sind die Bürstenanordnungen so getroffen, daß eine Kompensation des Verschleißes während einer bestimmten Betriebszeitdauer möglich ist. Daran anschließend müssen die Bürsten ersetzt werden.The brush arrangements are made so that a compensation of the wear during a certain Operating time is possible. The brushes then have to be replaced.

Während des Betriebs der Maschine tragen physikalische Erscheinungen, die zu dieser mechanischen Kommutierung gehören, zu kleinerem oder größerem Verschleiß des Kommutators und der Bürsten bei, beispielsweise eine Filmbildung auf der Kommutatoroberfläche, die gewöhnlich nützlich ist, und Funkenbildung, die üblicherweise unerwünscht ist. Diese Erscheinungen können bis zur dauernden Beschädigung der Maschine sowie zu erhöhter Unfallgefahr führen.During the operation of the machine, physical phenomena that are part of this mechanical commutation to smaller or larger wear of the commutator and the brushes, for example a film formation on the commutator surface, which is usually useful, and sparking, which is usually undesirable. These Appearances can lead to permanent damage to the machine and an increased risk of accidents.

Diese Erscheinungen hängen eng mit äußeren Einflüssen wie Erschütterungen, mechanische Fluchtungsfehler, Fremdstoffe in der Atmosphäre oder in Berührung mit dem Kommutator und den Bürsten, extremen Temperaturen und relativer Feuchte, hohe Drehzahlen, Anstiege des Ankerstroms, Anwesenheit von Wechselstromkomponenten in der Ankerspannung und anderen Faktoren zusammen, die die Stromwendung verschlechtern.These phenomena are closely related to external influences such as vibrations, mechanical misalignments, foreign matter in the atmosphere or in contact with the commutator and brushes, extreme temperatures and relative humidity, high speeds, increases in armature current, presence of AC components in armature voltage and others Factors together that worsen the reversal of the current.

In fortschrittlicheren Maschinen werden gewöhnlich spezielle Techniken, wie die Verwendung von zusätzlichen Wendepolen angewendet, welche die Wirksamkeit, die Lebensdauer und die Zuverlässigkeit des Kommutators und der Bürsten erhöhen, aber auch die Herstellkosten vergrößern.More advanced machines usually use special techniques, such as the use of additional reversing poles applied, which increase the effectiveness, the service life and the reliability of the commutator and the brushes, but also increase the manufacturing costs.

Ungeachtet der verhältnismäßig hohen Herstellungskosten und einiger Unzulänglichkeiten, wie dem notwendigen Bürstenersatz, der besonderen Pflege, um Erschütterungen und Verschmutzungen zu vermeiden,und der Drehzahlbegrenzung werden heteropolare Gleichstrommaschinen mit Kommutator und Bürsten für die meisten Anwendungsfälle hergestellt und eingesetzt.Notwithstanding the relatively high manufacturing costs and some shortcomings, such as the necessary replacement of brushes, the special care to avoid vibrations and dirt to avoid and the speed limitation are heteropolar DC machines with commutator and brushes manufactured and used for most applications.

Andere Techniken sind bekannt, um den Kommutator und die Bürsten an heteropolaren Gleichstrommaschinen zu ersetzen, die sich auf eine Kommutierungseinrichtung mit Transistoren oder ähnlichen Halbleitern beziehen.Other techniques are known to replace the commutator and brushes on heteropolar DC machines, which relate to a commutation device with transistors or similar semiconductors.

So sind Maschinen, die beispielsweise als "Bürstenlos" oder "elektronisch kommutiert" bezeichnet werden, in der Vergangenheit gefertigt und in bestimmten begrenzten Anwendungs fällen eingesetzt worden.Machines that are called "brushless" or "electronically commutated", for example, are a thing of the past manufactured and used in certain limited application cases.

Bei dieser Maschinenart besteht die Kommutierungseinrichtung im wesentlichen aus mehreren Transistoren oder ähnlichen Halbleitern, die zweckmäßig an den Enden der Gruppen aktiver Ankerleiter angeordnet sind, die in Serie verbunden sind und die in geeigneten Augenblicken ein- oder ausgeschaltet werden können. In üblicher Weise kippt ein elektronischer Steuerschaltkreis die Signale, die hier das Ausschalten und das Einschalten steuern, als Funktion der Relativlage des Ankers zu den aktiven Polen des Magnetfeldes ab.In this type of machine, the commutation device consists essentially of several transistors or the like Semiconductors, which are expediently arranged at the ends of the groups of active armature conductors that are connected in series and which can be switched on or off at appropriate moments. In the usual way, an electronic flips Control circuit the signals that control the switching off and on here, as a function of the relative position of the Armature to the active poles of the magnetic field.

Diese Technik verwendet notwendigerweise Halbleiter, deren Leitzustand, wie der Sperrzustand, durch extern abgegebene Steuersignale befohlen wird, wie z.B. Transistoren, die bei anliegendem Basisstrom leiten und bei fehlendem Basisstrom gesperrt sind.This technique necessarily uses semiconductors whose conduction state, like the blocking state, is provided by externally emitted Control signals are commanded, such as transistors that conduct when the base current is applied and when the base current is absent are locked.

Trotz der fortgeschrittenen Halbleiterindustrie ist die Technologie der Herstellung von Halbleitern mit solchen Charakteristiken bezüglich der Verwendung solcher Halbleiter für höhere Leistungen eingeschränkt. Die Zuverlässigkeit und Dauerhaftigkeit dieser Halbleiter nimmt erheblich ab, wenn sie zur Steuerung relativ hoher elektrischer Ströme aufgebaut werden, und es gibt physikalische Grenzen, die keine kommerzielle Herstellung für Ströme in dem üblichen Bereich von Gleichstrommaschinen erlauben.Despite the advanced semiconductor industry, the Technology of manufacturing semiconductors with such characteristics related to the use of such semiconductors restricted for higher performance. The reliability and durability of these semiconductors decreases significantly, if they are designed to control relatively high electrical currents, and there are physical limits to that do not allow commercial manufacture for currents in the usual range of DC machines.

Der Leistungsbereich der Maschinen, die nach den bisherigen Techniken zum Ersatz des Kommutators und der Bürsten durchThe power range of the machines, which according to the previous techniques to replace the commutator and the brushes

- γ- - γ-

eine Komirmtierungseinrichtung mit Transistoren oder ähnlichen Halbleitern gebaut wurden, ist so durch die Halbleiter selbst beschränkt, relativ klein und ihre Verwendbarkeit ist nur auf die Fälle begrenzt, in denen Maschinen kleiner Leistungen benötigt werden. Außerdem macht es die verhältnismäßig große Zerstörbarkeit solcher Kommutierungseinrichtungen unmöglich, daß diese in den Fällen eingesetzt werden, wo die Anforderungen strenger sind oder in denen die Zuverlässigkeit ein wesentliches Erfordernis ist.a communication device with transistors or the like Semiconductors built is so limited by the semiconductors themselves, relatively small and their usability is only limited to those cases in which machines with low capacities are required. Besides, it does relatively large destructibility of such commutation devices impossible that these are used in the cases where the requirements are more stringent or where reliability is an essential requirement.

Trotz der in der Vergangenheit erzielten Fortschritte, um die üblichen mechanischen Kommutierungseinrichtungen in Gleichstrommaschinen durch Kommutierungseinrichtungen mit Transistoren oder ähnlichen Halbleitern zu ersetzen - die nur in begrenzten Anwendungsfällen befriedigend eingesetzt werden können - besteht immer noch ein tatsächlicher Bedarf für eine heteropolare Gleichstrommaschine mit einer nichtmechansichen Kommutierungseinrichtung, die wenigstens so robust und zuverlässig wie konventionelle Maschinen mit Bürsten und Kommutator sind und die sie vorteilhaft in einem weiten Anwendungsbereich unabhängig von Größe, Leistung und anderen elektrischen Parametern ersetzen können.Despite the progress made in the past, the usual mechanical commutation devices in To replace DC machines with commutation devices with transistors or similar semiconductors - the only used satisfactorily in limited applications There is still a real need for a heteropolar DC machine with a non-mechanical one Commutation device that is at least as robust and reliable as conventional machines Brushes and commutators are and they are advantageous in a wide range of applications regardless of size, power and other electrical parameters.

Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Gleichstrommaschine mit einer Halbleiterelemente benutzenden Kommutierungseinrichtung zu schaffen, welche die voranstehend genannten technischen Anforderungen erfüllt.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a DC machine with a semiconductor element to create using commutation device that meets the technical requirements mentioned above Fulfills.

Diese Aufgabe wird durch den Aufbau der Maschine und der Kommutierungseinrichtung mit den in dem Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.This object is achieved by the structure of the machine and the commutation device with those mentioned in claim 1 Features solved.

ORIQtNAL INSPECTEDORIQtNAL INSPECTED

sv> — -AA- - sv> - -AA-

Die vorliegende Erfindung beruht allgemein auf der Erkenntnis, daß bei heteropolaren Gleichstrommaschinen vorteilhaft eine Kommutierungseinrichtung eingesetzt werden kann, die Thyristoren oder ähnliche Bauelemente aufweist. Die Ankerwindung dieser Gleichstrommaschinen kann dabei herstellungsgünstig entsprechend einem speziellen Kriterium hergestellt werden. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, übliche Bürsten und einen Kommutator einzusetzen. Im einzelnen muß die Ankerwindung in einer Art und Weise hergestellt werden, daß die Leiter oder die Gruppen aktiver Leiter, die in Serie geschaltet sind, mit den äußeren Anschlüssen (der Maschine) über Thyristoren oder ähnliche Elemente verbunden sind und daß die Wicklung selbst den Wechsel vom leitenden Zustand in den gesperrten Zustand dieser Halbleiter im geeigneten Zeitpunkt bestimmt, wenn die entsprechenden halbleiter von den äußeren Anschlüssen abzutrennen sind und der Strom in ihnen zu unterbrechen ist.The present invention is generally based on the recognition that in heteropolar DC machines, advantageous a commutation device can be used which has thyristors or similar components. the The armature winding of these DC machines can be produced in a way that is inexpensive to manufacture according to a special criterion getting produced. This eliminates the need to use conventional brushes and a commutator. in the individual, the anchor winding must be made in such a way that the ladder or the groups more active Conductors that are connected in series with the external connections (of the machine) via thyristors or similar Elements are connected and that the winding itself changes from the conductive state to the blocked state this semiconductor determined at the appropriate time when the corresponding semiconductors from the external connections are to be disconnected and the current in them is to be interrupted.

Der Einsatz von Thyristoren als Halbleitern zur Kommutierung ist daher wesentliches Merkmal der Erfindung, obwohl die Thyristoren in den Oberbegriffen der Ansprüche genannt sind.The use of thyristors as semiconductors for commutation is therefore an essential feature of the invention, although the Thyristors are mentioned in the preambles of the claims.

Der Schaltzustand von Thyristoren oder ähnlichen Elementen kann durch extern erzeugte Steuersignale bestimmt werden, beispielsweise durch einen Triggerstrom oder einen Strompuls.The switching status of thyristors or similar elements can be determined by externally generated control signals, for example by a trigger current or a current pulse.

Andererseits kann der Zustand des Sperrens nicht durch extern erzeugte Steuersignale allein bestimmt werden, sondern kann sich nur einstellen, wenn der Leiterstrom in dem Halbleiter Null ist und zugleich keine Steuersignale anliegen, die sonst den leitenden Zustand hervorrufen. Deswegen besteht das Kriterium, nach dem die Ankerwicklung nach der Erfindung auszulegen ist, darin, daß die Ankerwicklung den Null-Durchga]On the other hand, the state of locking cannot be determined by externally generated control signals alone, but can adjust only when the conductor current in the semiconductor is zero and at the same time no control signals are present that otherwise cause the conductive state. Therefore, there is the criterion according to which the armature winding according to the invention is to be interpreted in that the armature winding has the zero passage]

-A --JiZ ■-A --JiZ ■

des elektrischen Stroms einer Gruppe von aktiven Halbleitern exakt in dem geeigneten Augenblick bestimmt, wenn der Strom unterbrochen werden muß, um so einen Wechsel von einem leitenden in einen gesperrten Zustand des entsprechenden Halbleiters oder eines ähnlichen Elements hervorzurufen.of the electric current of a group of active semiconductors is determined exactly at the appropriate moment when the current must be interrupted to make a change of one conductive to a blocked state of the corresponding semiconductor or a similar element.

Eine Hilfseinrichtung, die das Steuersignal - wie z.B. einen Triggerstrom oder einen Triggerstrompuls - abgibt, welcher das Umschalten des Transistors oder ähnlichen Bauelements von einem gesperrten zu einem leitenden Zustand exakt zu dem richtigen Zeitpunkt bestimmt, wenn die entsprechende Gruppe aktiver Halbleiter mit den äußeren Anschlüssen verbunden werden muß, vervollständigt die Anordnung, die eine fortlaufende und sequentielle Arbeitsweise der Maschine hervorruft.An auxiliary device that receives the control signal - such as a Trigger current or a trigger current pulse - emits which the switching of the transistor or similar component from a blocked to a conductive state exactly the right time is determined when the appropriate group of active semiconductors with the external connections must be connected, completes the arrangement, the continuous and sequential operation of the machine evokes.

Es werden also erfindungsgemäß Thyristoren oder ähnliche Bauelemente eingesetzt, die kommerziell für eine große Vielfalt von Anwendungen hergestellt werden. Solche Thyristoren werden für Bruchteile von Ampere zu leitender elektrischer Ströme bis zu tausend Ampere hergestellt und in der Industrie in weitem Umfange verwendet. Sie zeichnen sich durch außergewöhnliche Robustheit und Zuverlässigkeit aus. Diese Eigenschaften werden auch auf die Kommutierungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung übertragen, welche die Stromwendung einer heteropolaren Gleichstrommaschine bestimmt. Diese Maschine ist somit zumindest so robust und zuverlässig wie eine konventionelle Maschine mit mechanischer Kommutierung und kann diese vorteilhaft bei praktisch jeder geforderten Größe, Leistung oder anderen elektrischen Parametern ersetzen.Thus, according to the invention, thyristors or the like are used Components used commercially for a wide variety of applications. Such thyristors are produced for fractions of amperes to conduct electrical currents up to a thousand amps and in widely used in industry. They are characterized by their exceptional robustness and reliability the end. These properties are also transferred to the commutation device according to the present invention, which determines the commutation of a heteropolar DC machine. So this machine is at least like that robust and reliable like a conventional machine with mechanical commutation and can benefit from this replace virtually any required size, power, or other electrical parameter.

Da zur Kommutierung kein mechanischer Kommutator und Bürsten notwendig sind, entfällt auch die Notwendigkeit einer häufi-Since no mechanical commutator and brushes are required for commutation, there is also no need for frequent

gen Wartung dieser Bauteile, die bei konventionellen Gleichstrommaschinen notwendig war. Den mit Thyristoren kommutierten Maschinen werden somit auch weitere Anwendungsgebiete erschlossen, in denen sonst Kommutatormaschinen kaum eingesetzt werden konnten, insbesondere in Anwendungsfällen, bei denen die Maschine eingetaucht ist, wie beispielsweise zum Antrieb von Zentrifugalpumpen in Rohren, in denen das Eindringen von Wasser in die Maschine bisher die Benutzung solcher Maschinen mit Bürsten und Kommutator verhinderte.maintenance of these components, which is the case with conventional DC machines was necessary. The machines commutated with thyristors are therefore also used in other areas of application opened up in which commutator machines could otherwise hardly be used, especially in applications in which the machine is submerged, such as for driving centrifugal pumps in pipes in which the Penetration of water into the machine has hitherto prevented the use of such machines with brushes and commutators.

So wird entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein heteropolarer Gleichstrommotor vorgesehen, der eine Kommutierungseinrichtung mit mehreren Thyristoren aufweist. Thus, according to one embodiment of the present Invention a heteropolar DC motor is provided which has a commutation device with several thyristors.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Gleichstrommaschine mit Kommutierungseinrichtung sind in den Unteransprüchen 3 bis 9 angegeben.Further advantageous designs of the DC machine with a commutation device are set out in the subclaims 3 to 9 indicated.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert, in der dargestellt sind:In the following the invention is explained with reference to a drawing, in which are shown:

Fig. 1 zeigt die Anordnung der elektrischen Wicklung des Motorankers, die Kommutierungseinrichtung mit Thyristoren und die aktiven Pole des Magnetfelds.Fig. 1 shows the arrangement of the electrical winding of the motor armature, including the commutation device Thyristors and the active poles of the magnetic field.

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der Kommutierungseinrichtung, die den zusätzlichen Ansteuerstrom (Triggerstrom) abgibt, welcher den Wechsel vom gesperrten zum leitenden Zustand jeden Thyristors in dem geeigneten Augenblick befiehlt.Fig. 2 is a schematic representation of the commutation device, the additional drive current (Trigger current), which is responsible for the change from the blocked to the conductive state of each thyristor in commands at the appropriate moment.

-tu --tu -

Fig. 3A ist eine Darstellung der Kurvenform der elektromotorischen Kraft (EMK) in den Spulen der Ankerwicklung, wie sie in einem Oszillographen sichtbar ist, wenn der Motor mit einer konstanten Drehgeschwindigkeit angetrieben wird.Fig. 3A is an illustration of the waveform of the electromotive Force (EMF) in the coils of the armature winding, as it can be seen in an oscilloscope, when the motor is driven at a constant rotational speed.

Fig. 3B ist eine Darstellung der Kurvenform der Ansteuerspannung (Triggersignalspannung), die durch eine zusätzliche Einrichtung zur Kommutierung abgegeben wird, wobei die Kurvenform wiederum in einem Oszillographen darstellbar ist.Fig. 3B is an illustration of the waveform of the drive voltage (trigger signal voltage) generated by a additional device for commutation is released, the curve shape in turn in one Oscillograph can be displayed.

In den Figuren 3A und 3B stellen die stärkeren Linien die Daten dar, die zu einer bestimmten Spule gehören.In Figures 3A and 3B, the thick lines represent the data pertaining to a particular coil.

Fig. 4 stellt die elektrische Wicklung des Motorankers sowie die Kommutierungseinrichtung mit Thyristoren als auch die aktiven Pole des Magnetfeldes dar.4 shows the electrical winding of the motor armature and the commutation device with thyristors as well as the active poles of the magnetic field.

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung der zusätzlichen Einrichtung, die den Ansteuerstrom (Triggerstrom) abgibt.Fig. 5 is a schematic representation of the additional device that generates the control current (trigger current) gives away.

• Fig. 6A ist eine Darstellung der Wellenform der elektromotorischen Kraft der Ankerspule.• Fig. 6A is an illustration of the waveform of the electromotive Armature coil force.

Fig. 6B stellt die Wellenform des von der zusätzlichen Einrichtung abgegebenen Signals dar.Fig. 6B shows the waveform of the signal output from the additional device.

Wiederum in den Figuren 6A und 6B entsprechen die punktierten Kurven den Thyristoren, die an einem der Anschlüsse der Maschine angeschlossen sind - z.B. dem positiven Anschluß - und die durchgezogenen Kurven entsprechen denAgain in Figures 6A and 6B, the dotted curves correspond to the thyristors connected to one of the terminals connected to the machine - e.g. the positive connection - and the solid curves correspond to the

Thyristoren, die mit dem anderen Anschluß, z.B. dem negativen Anschluß, verbunden sind, wobei Linien, welche die Daten einer bestimmten Spule (2) beinhalten, hervorgehoben sind.Thyristors connected to the other terminal, e.g., the negative terminal, with lines showing the data of a specific coil (2) are highlighted.

Die folgende Erläuterung bezieht sich also auf einen heteropolaren Gleichstrommotor als Ausführungsform der Erfindung.The following explanation therefore relates to a heteropolar one DC motor as an embodiment of the invention.

Wie in Fig. 1 angegeben, besteht die Ankerwicklung aus verschiedenen ähnlichen Spulen 2, die über Thyristoren mit äußeren Anschlüssen verbunden sind. Die Spulen 2 werden in Ankerschlitzen in einer solchen Weise angeordnet, daß eine verteilte und ausgeglichene Wicklung erreicht wird. Jede Spule 2 besteht aus zwei Spulenelementen: einem Haupt-Spulenelement 3 eines Hauptwickelschrxtts gleich der Polarteilung und ein Hilfs-Spulenelement 4, dessen Wickelschritt typischer weise gleich einem Zahn ist. Jedes der Spulenelemente 3 und besteht aus zahlreichen Windungen, ist aber in Fig.l durch nur eine Windung dargestellt. In jeder Spule umfaßt das Hauptspulenelement 3 eine Gruppe aktiver Leiter, die an der elektromechanischen Umwandlung in der Maschine teilhaben.As indicated in Fig. 1, the armature winding consists of several similar coils 2, which are connected to external connections via thyristors. The coils 2 are in Armature slots arranged in such a way that a distributed and balanced winding is achieved. Every Coil 2 consists of two coil elements: a main coil element 3 of a main winding screw equal to the polar pitch and an auxiliary coil element 4, the winding pitch of which is more typical wise is like a tooth. Each of the coil elements 3 and consists of numerous turns, but is through in Fig.l only one turn shown. In each coil, the main coil element 3 comprises a group of active conductors connected to the participate in the electromechanical conversion in the machine.

Das Spulenhilfselement 4 umfaßt eine Gruppe aktiver Leiter, die neben ihrem Beitrag zu der elektromechanischen Umwandlung vor allem dazu vorgesehen sind, den Null Durchgang des Stroms in der entsprechenden Spule 2 exakt in dem gewünschten Augenblick zu bewirken, wenn die Spule von den äußeren Anschlüssen der Maschine abgetrennt werden muß. Zu diesem ' Zweck ist jedes Spulenhilfselement 4 so auf dem Ankerkern gerade am Ende der Wicklungs-Polarteilung angeordnet, daß ein ausreichendes Anwachsen der EMK der entsprechenden Spule 2 zum Ende der leitenden Zeitdauer der Spule erreicht wird.The auxiliary coil element 4 comprises a group of active conductors, which, in addition to their contribution to the electromechanical conversion, are primarily intended to ensure the zero crossing of the Current in the corresponding coil 2 to cause exactly at the desired moment when the coil from the outer Connections of the machine must be disconnected. For this purpose, each auxiliary coil element 4 is so on the armature core arranged just at the end of the winding polar pitch that a sufficient increase in the EMF of the corresponding coil 2 is reached at the end of the conductive period of the coil.

In Fig. 3A ist ein solcher Anstieg der EMK in der durch eine kräftigere Linie angedeuteten Wellenform einer der Spulen 2In Fig. 3A, such an increase in EMF is shown by a Stronger line indicated waveform of one of the coils 2

durch einen unterbrochenen Kreis hervorgehoben. Weiterhin sind in Fig. 3A die leitenden Zeitabschnitte jeder Spule angedeutet. Es ist offensichtlich, daß die elektromotorische Kraft der Spule 2 bei Auftreten eines Anstiegs größer als die durchschnittliche EMK während des leitenden Zeitab-Schnitts ist.highlighted by a broken circle. Also in Fig. 3A are the conductive periods of each coil indicated. It is apparent that the electromotive force of the coil 2 when an increase occurs is greater than is the average emf during the conductive period.

Auch kann aus Fig. 3A entnommen werden, daß die Wellenformen der EMK der Spulen 2 periodisch, gleich und auch sequentiell sind, und daß die entsprechenden leitenden Zeitabschnitte in einer solchen Weise aufeinanderfolgen, daß immer eine Spule 2 mit den äußeren Anschlüssen der Maschine verbunden ist und die EMK dieser Spule 2 die elektromechanische Umwandlung bestimmend unterteilt. Wenn die Maschine als Motor arbeitet, hat ihre EMk einen praktisch kontinuierlichen Spannungspegel während jeder gegebenen Drehung zur Folge, abhängig von der durchschnittlichen EMK der Spule 2 und während jedes leitenden Zeitabschnitts mit einer kleinen Abweichung in jeden Zeitpunkt der Kommutierung. Am Anfang des leitenden Zeitabschnitts jeder Spule 2 befiehlt die zusätzliche Einrichtung (für den Ansteuerstrom oder Triggerstrom) in Fig. 2 den Wechsel des gesperrten Zustands des entsprechenden Thyristors 2 in den leitenden Zustand und damit die Verbindung der entsprechenden Spule 2 mit dem Anschluß der Maschine.It can also be seen from Fig. 3A that the waveforms of the EMF of the coils 2 are periodic, equal and also sequential are, and that the corresponding conductive time periods follow one another in such a way that there is always one Coil 2 is connected to the external connections of the machine and the EMF of this coil 2 does the electromechanical conversion subdivided determinatively. When the machine is working as a motor, its emf has a practically continuous one Voltage level during any given rotation depending on the average emf of coil 2 and during each conductive time segment with a small deviation at each point in time of the commutation. At the beginning of the conductive time segment of each coil 2 commands the additional device (for the control current or trigger current) in Fig. 2 the change of the blocked state of the corresponding thyristor 2 in the conductive state and thus the connection of the corresponding coil 2 with the connection of the machine.

Am Ende des leitenden Zeitabschnitts jeder Spule 2 steigt ihre EMK an und überschreitet die EMK der Maschine, so daß insofern die entsprechende Spule 2 als Generator wirkt und die elektrische Stromrichtung in ihren Leitern tendenziell umgekehrt wird. Der elektrische Strom in der Spule 2 erreicht dabei einen Null Durchgang und der entsprechende Thyristor wechselt seinen Zustand von dem leitenden in denAt the end of the conductive time segment of each coil 2, its EMF increases and exceeds the EMF of the machine, so that insofar as the corresponding coil 2 acts as a generator and the direction of the electrical current tends in its conductors is reversed. The electric current in the coil 2 reaches a zero crossing and the corresponding one Thyristor changes its state from the conductive to the

gespeirten Zustand, wodurch die Spule von den äußeren Maschinenanschlüssen abgetrennt wird und die Kommutierung beendet ist.powered state, removing the coil from the external machine connections is disconnected and the commutation has ended.

Wie in Fig. 3B dargestellt,gibt die zusätzliche Kommutierungs einrichtung einen Ansteuerstrom (Triggerstrom) ab, der jeden Thyristor 1 nur während der entsprechenden vollständigen Zeitdauer des Leitens ansteuert und so der entsprechenden Spule 2 gestattet, von den Anschlüssen der Maschine am Ende dieser Zeitdauer abgetrennt zu werden, aber es auch ermöglicht, in jedem Augenblick während dieser Zeitdauer (des Leitens) angeschlossen zu werden, und so bei jeder Relativstellung des Ankers und der aktiven Pole in einem Zeitabschnitt entsprechend der leitenden Zeitdauer angeschlossen zu werden. Deswegen läuft die Maschine aus dem Stillstand bei jeder Relativlage des Ankers zu den aktiven Polen an, wenn sie unter Spannung gesetzt wird und der zusätzliche Schaltkreis zur Abgabe eines Ansteuerstroms wird aktiviert.As shown in Fig. 3B, there is the additional commutation device from a control current (trigger current) that each thyristor 1 only during the corresponding complete Controls the duration of the conduction and thus allows the corresponding coil 2 to be connected to the machine on the terminals To be disconnected at the end of this period, but it also allows it to be disconnected at any moment during this period (of conducting) to be connected, and so with every relative position of the armature and the active pole in one Period of time to be connected according to the conductive length of time. That's why the machine runs out of time Standstill in every relative position of the armature to the active poles when it is energized and the additional The circuit for delivering a control current is activated.

Wie in Fig. 2 angegeben, gibt die zusätzliche Kommutierungseinrichtung den Ansteuerstrom (Triggerstrom) des Thyristors als Funktion der Relativstellung des Ankers und der aktiven Pole des Magnetfelds ab, die insbesondere durch Sensoren bestimmt wird, die durch Hall-Effekt-Bauteile oder fotoelektronische Bauteile oder magnetische Geber realisiert sein können. Die Verwendung eines Signalumformers,um das Signal zum Triggern des Thyristors zu formen, kann außerdem notwendig sein.As indicated in Fig. 2, there is the additional commutation device the control current (trigger current) of the thyristor as a function of the relative position of the armature and the active Poles of the magnetic field from, which is determined in particular by sensors, the Hall effect components or photoelectronic Components or magnetic encoders can be realized. Using a transducer to do the Shaping the signal to trigger the thyristor may also be necessary.

Wie in Fig. 1 angegeben, können zusätzliche Kondensatoren bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um die physikalischen Erscheinungen zu verbessern,As indicated in Fig. 1, additional capacitors used in the practice of the present invention to improve physical appearances,

rf-rf-

36074253607425

welche die Kommutierung bewirken und um zu gewährleisten, daß diese in dem gewünschten Augenblick selbst bei außergewöhnlichen ungünstigen Umständen erfolgt.which cause the commutation and to ensure that this at the desired moment even in the case of extraordinary ones unfavorable circumstances.

Während des Betriebs wechselt der leitende Thyristor 1 im Augenblick der Kommutierung in den Sperrzustand, während der folgende Thyristor in den leitenden Zustand umschaltet. Der Kondensator 5, der die beiden genannten Thyristoren verbindet, wird während der leitenden Zeitdauer, die der vorliegenden Kommutierung voranging, geladen, um in diesem Augenblick einen Stromfluß in dem elektrischen Schaltkreis, der in diesen Augenblick aus den drei genannten Komponenten besteht, hervorzurufen, der in dem leitenden Thyristor 1 subtraktiv wirkt und in dem nächsten Thyristor additiv. In dieser Weise wird der zirkulierende Strom (des Kondensators) den Null Durchgang des Stroms in dem leitenden Thyristor 1 sowie den Anstieg des Stroms in dem nächsten Thyristor 1 beschleunigen, sobald das Befehlssignal - Ansteuerstrom (oder Triggerstrom) an den folgenden Thyristor 1 gelegt wird und diesen leitend schaltet, und so insgesamt die Wirksamkeit des Kommutierungsvorgangs gewährleisten. Die Dioden 6 sind zweckmäßig vorgesehen, um in jedem Kommutierungsaugenblick den entsprechenden Kondensator 5 an einer Entladung durch die Spulen 2 zu hindern und um zu gewährleisten, daß während jedes leitenden Zeitabschnitts,der einer solchen Kommutierung vorangeht, der entsprechende Kondensator 5 elektrisch genügend aufgeladen wird.During operation, the conductive thyristor 1 changes to the blocking state at the moment of commutation, during the the following thyristor switches to the conductive state. The capacitor 5, which connects the two thyristors mentioned, is charged during the conductive period preceding the present commutation to at this moment to cause a current flow in the electrical circuit, which at that moment consists of the three components mentioned, which in the conductive thyristor 1 is subtractive acts and additive in the next thyristor. In this way the circulating current (of the capacitor) becomes zero Accelerate the passage of the current in the conductive thyristor 1 as well as the rise of the current in the next thyristor 1, as soon as the command signal - control current (or trigger current) is applied to the following thyristor 1 and this switches conductive, and thus overall ensure the effectiveness of the commutation process. The diodes 6 are useful provided in order to discharge the corresponding capacitor 5 at each commutation instant To prevent coils 2 and to ensure that during each conductive period of time that such a commutation goes ahead, the corresponding capacitor 5 is sufficiently charged electrically.

Während der leitenden Zeitdauer liegt der Anschluß des entsprechenden Kondensators 5, der mit dem leitenden Thyristor 1 verbunden ist, auf dem gleichen Spannungspegel, wie der Anschluß der Maschine, der mit diesem Thyristor 1 verbunden ist Da entsprechend Fig. 3A auch während dieses leitenden Zeit-During the conductive period, the connection of the corresponding Capacitor 5, which is connected to the conductive thyristor 1, at the same voltage level as the terminal of the machine that is connected to this thyristor 1.

abschnitts die EMK der nächsten Spule absolut Werte erreicht, die niedriger als die Maschinenspannung selbst sind, erlaubt eine Analyse des Schaltkreises in Fig. 1 den Schluß, daß der Spannungspegel des anderen Anschlusses der genannten Kondensatoren 5, der selbst an diese Spule 2 über die Diode 6 angeschlossen ist, eine Polarität hat, die dem Spannungspegel des anderen Anschlusses der Maschine gleich ist und nicht wieder den Spannungspegel des ersten Anschlusses der Maschine dank der Wirksamkeit der Diode 6 erreichen kann. So wird während jedes leitenden Zeitabschnitts der entsprechende Kondensator 5 mit der richtigen Polarität geladen und nur in dem Augenblick der Kommutierung entladen, um zu diesem Vorgang beizutragen.section, the EMF of the next coil absolutely reaches values that are lower than the machine voltage itself an analysis of the circuit in Fig. 1 concludes that the voltage level of the other terminal of said Capacitor 5, which is itself connected to this coil 2 via the diode 6, has a polarity which is the same as the voltage level of the other terminal of the machine and cannot return to the voltage level of the first terminal of the machine thanks to the effectiveness of diode 6. In this way, the corresponding capacitor 5 is charged with the correct polarity during each conductive time segment and only discharged at the moment of commutation to contribute to this process.

Wie bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung festgestellt wurde, können Kondensatoren mit Kapazitäten von zwei bis zehn μΡ erfolgreich eingesetzt werden.As found in the practice of the present invention, capacitors with capacities of two up to ten μΡ can be used successfully.

Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in. Figuren 4, 5, 6A und 6B dargestellt ist, sind die Ankerwicklung und die Kommutierungseinrichtung so ausgebildet daß die Thyristoren 1 die Verbindung der Leiter jeder der Spulen 2 in umgekehrter Richtung - neben der üblichen Richtung - mit den Anschlüssen der Maschine gestatten, wenn die in ihnen induzierte Spannung gleichfalls invertiert wird.In another embodiment of the present invention, illustrated in Figures 4, 5, 6A and 6B, the Armature winding and the commutation device designed so that the thyristors 1 the connection of the conductors of each of the Coils 2 in the opposite direction - in addition to the usual direction - allow with the connections of the machine if the voltage induced in them is also inverted.

So wird eine bessere GesamtZeitdauer des Leitens jeder Spule 2 über eine Umdrehung der Maschine als in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel bestimmt, wobei der gesamte Zeitabschnitt des Leitens die Summe der leitenden Abschnitte in normaler und invertierter Richtung sind. Dabei tragen die aktiven Leiter während beider Zeitabschnitte während eines Zyklus induzierter Spannung zu der elektromechanischen Umwandlung bei.This will have a better overall amount of time directing everyone Coil 2 over one revolution of the machine as determined in the previous embodiment, the entire Period of conduction are the sum of the conduction sections in normal and inverted directions. The active conductor during both time periods during an induced voltage cycle to the electromechanical conversion at.

- SUo -- SUo -

Demzufolge kann die Gesamtanzahl der aktiven Leiter herabgesetzt werden.As a result, the total number of active conductors can be reduced.

Da die Summe der Querschnitte aller aktiven Leiter tatsächlich durch die verfügbare Fläche in den Ankerschlitzen begrenzt ist, ermöglicht die Herabsetzung der Gesamtzahl der aktiven Leiter eine entsprechende Vergrößerung ihres Querschnitts, die wiederum eine Herabsetzung des ohm1sehen Widerstands des Ankers bedeutet und damit ein Anstieg des Wirkungsgrads der Maschine.Since the sum of the cross sections is all active conductors actually limited by the available surface in the armature slots, reducing the total number of active conductor provides a corresponding enlargement of its cross section, which in turn means a reduction of the ohm 1 see resistance of the armature, and thus an increase in the Machine efficiency.

Die voranstehenden Besonderheiten gelten auch für andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.The above special features also apply to other embodiments of the present invention.

- Leerseite - - blank page -

Claims (9)

Patentansprüche;Claims; Gleichstrommaschine mit Thyristoren zur Kommutierung, gekennzeichnet durch eine elektrische Ankerwicklung mit mehreren aktiven Leitern (3 und 4), die an der elektromechanischen Energieumwandlung der Maschine teilhaben, eine Kommutierungseinrichtung mit mehreren Schaltelementen (1), in denen der Wechsel von einem nichtleitenden Zustand in einen leitenden Zustand durch externe Steuersignale erfolgt, aber der umgekehrte Wechsel nur dann erfolgt, wenn der Leiterstrom Null wird, wobei die Schaltelemente (1) mit der elektrischen Ankerwicklung dergestalt verbunden sind, daß sie das Leiten oder Nichtleiten des elektrischen Stroms in den aktiven Leitern zur Kommutierung steuern.DC machine with thyristors for commutation, characterized by an electrical armature winding with several active conductors (3 and 4) attached to the electromechanical Share energy conversion of the machine, a commutation device with several switching elements (1), in which the change from a non-conductive state to a conductive state is triggered by external control signals takes place, but the reverse change only takes place when the conductor current becomes zero, whereby the Switching elements (1) are connected to the electrical armature winding in such a way that they conduct or Control the non-conducting of the electrical current in the active conductors for commutation. 2. Gleichstrommaschine mit Thyristoren zur Kommutierung nach Anspruch 1,2. DC machine with thyristors for commutation according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromechanische Umwandlung auch in Richtung von elektrischer Energie in mechanische Energie erfolgt.characterized in that the electromechanical conversion is also in the direction from electrical energy to mechanical energy. 3. Gleichstrommaschine mit Thyristoren zur Kommutierung nach Anspruch 1 oder 2,3. DC machine with thyristors for commutation according to claim 1 or 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente der Kommutierungseinrichtung Thyristoren oder ähnliche Halbleiter (1) sind.characterized in that the switching elements of the commutation device Thyristors or similar semiconductors (1) are. 4. Gleichstrommaschine mit Thyristoren zur Kommutierung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
4. DC machine with thyristors for commutation according to claim 3,
characterized,
daß das Verschwinden (Null werden) des LeiterStroms in jedem Thyristor oder ähnlichen Halbleiter der Kommutierungseinrichtung durch den Anstieg der EMK an der entsprechenden Ankerspule (2) bewirkt wird.that the disappearance (becoming zero) of the conductor current in every thyristor or similar semiconductor of the commutation device due to the increase in EMF is effected on the corresponding armature coil (2).
5. Gleichstrommaschine mit Thyristoren zur Kommutierung nach Anspruch 3,5. DC machine with thyristors for commutation according to claim 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschwinden des Leiterstroms in jedem Thyristor oder ähnlichen Halbleiter (1) der Kommutierungseinrichtung durch die Verwendung von Kondensatoren (5) und Dioden (6) erfolgt, die zum geeigneten Zeitpunkt einen kurzzeitigen Strom entgegengesetzt zu dem elektrischen Leiterstrom erzeugen.characterized in that the disappearance of the conductor current in each thyristor or similar semiconductors (1) of the commutation device through the use of capacitors (5) and diodes (6) takes place, which at the appropriate time a brief current opposite to the electrical conductor current produce. 6. Gleichstrommaschine mit Thyristoren zur Kommutierung nach Anspruch 4,6. DC machine with thyristors for commutation according to claim 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren (5) und Dioden (6) in der Weise angeordnet sind, daß sie zu einem geeigneten Zeitpunkt einen kurzzeitig fließenden elektrischen Strom erzeugen, der dem Leiterstrom jedes Thyristors oder ähnlichen Halbleiters (1) der Kommutierungseinrichtung entgegengesetzt ist, so daß das Verschwinden des elektrischen Leiterstroms unterstützt und gewährleistet wird.characterized in that the capacitors (5) and diodes (6) in the manner are arranged so that they generate a brief electrical current at a suitable time, that opposes the conductor current of each thyristor or similar semiconductor (1) of the commutation device is, so that the disappearance of the electrical conductor current is supported and guaranteed. 7. Gleichstrommaschine mit Thyristoren zur Kommutierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfseinrichtung vorgesehen ist, welche die Steuersignale, die den Übergang von dem nichtleitenden Zustand zu dem leitenden Zustand in den Thyristoren oder ähnlichen Halbleitern (1) der Kommutierungseinrichtung
7. DC machine with thyristors for commutation according to one of claims 1 to 6,
characterized in that an auxiliary device is provided which transmits the control signals which control the transition from the non-conductive state to the conductive state in the thyristors or similar semiconductors (1) of the commutation device
zum geeigneten Augenblick steuern, abhängig von der Relativstellung der aktiven Ankerleiter und der aktiven magnetischen Pole abgibt.control at the appropriate moment, depending on the relative position of the active anchor conductor and the active one gives off magnetic poles.
8. Gleichstrommaschine mit Thyristoren zur Kommutierung nach Anspruch 7 ,8. DC machine with thyristors for commutation according to claim 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativstellung der aktiven Ankerleiter und der aktiven Pole des Magnetfelds durch Sensoren (7),wie zum Beispiel Hall-Effekt-Sensoren, optoelektronischen Sensoren, magnetischen Spulen, erfaßt wird.characterized in that the relative position of the active armature conductor and the active poles of the magnetic field through sensors (7), such as Hall effect sensors, optoelectronic Sensors, magnetic coils, is detected. 9. Gleichstrommaschine mit T.hyristoren zur Kommutierung nach einem der Ansprüche 1, 2, 4, 5, 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Freiräume der Maschine durch eine Flüssigkeit, wie Wasser oder Öl, ausgefüllt sind, welche den Betrieb der Maschine im eingetauchten Zustand gestattet.9. DC machine with thyristors for commutation according to one of claims 1, 2, 4, 5, 6 or 8, characterized in that the inner spaces of the machine are filled with a liquid such as water or oil, which allows the machine to be operated in the submerged state. 2525th 3535
DE19853507425 1984-04-12 1985-03-02 DC Machine having thyristors for commutation Withdrawn DE3507425A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BR8401703A BR8401703A (en) 1984-04-12 1984-04-12 THYRISTORIZED CONTINUOUS CHAIN MACHINE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3507425A1 true DE3507425A1 (en) 1985-10-17

Family

ID=4035439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19853507425 Withdrawn DE3507425A1 (en) 1984-04-12 1985-03-02 DC Machine having thyristors for commutation

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JPS61139291A (en)
AU (1) AU4105085A (en)
BR (1) BR8401703A (en)
DE (1) DE3507425A1 (en)
FR (1) FR2563062A1 (en)
IT (1) IT1184074B (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63283488A (en) * 1987-04-22 1988-11-21 李 二洙 Dc multiphase bipolarity commutatorless motor
GB2433360B (en) * 2005-12-17 2010-09-29 Alstom Power Conversion Ltd Electronic commutator circuits

Also Published As

Publication number Publication date
IT8567344A0 (en) 1985-04-11
IT1184074B (en) 1987-10-22
AU4105085A (en) 1985-10-17
BR8401703A (en) 1984-10-16
FR2563062A1 (en) 1985-10-18
JPS61139291A (en) 1986-06-26
IT8567344A1 (en) 1986-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2918493A1 (en) BRUSHLESS PRINTED DC MOTOR
WO2015162135A1 (en) Electric machine
DE3724306A1 (en) LINEAR MOTOR
DE2900541B2 (en) Control signal generator for the commutation device of an electronically commutated DC motor
DE102017127296B4 (en) Actuator with switchable release speed
DE3819062C2 (en)
DE19838160A1 (en) Switch over arrangement, e.g. for reluctance motor
DE102014107712A1 (en) actuator
WO1984001062A1 (en) Electric machine
DE102008021071A1 (en) Electric motor i.e. brush commutated electric motor, for use as actuating drive of motor vehicle, has brush commutator provided with brushes, which are movably arranged at brush offset angle to each other
DE1563971A1 (en) Electrically operated drive device
DE3226549A1 (en) MOTOR DRIVE WITH OPTIONAL PARALLEL AND SERIES
DE102006061673A1 (en) Electric four-pole motor, has armature with armature slots for receiving armature coils, where coils are arranged symmetrical to rotational axis of rotor, and one coil is connected with commutator lamellae, which face diametrically
DE3507425A1 (en) DC Machine having thyristors for commutation
DE3233015C1 (en) Electric motor for optional connection to direct current or alternating current
DE102019122348B4 (en) DC excited brushed motor with asymmetrical pitch having three-layer brushes
DE3812190C1 (en) DC motor
DE2460062A1 (en) DC motor with increased power output - uses increasing effective length of rotor by sawtooth shape
DE3152355C2 (en)
DE102017107125A1 (en) Circuit for selectively energizing motors
DE19745307C2 (en) Series motor with commutator
DE3719777A1 (en) Drive, especially for wiper systems on motor vehicles
EP3407995B1 (en) Circuit arrangement for a model car racing track
DE664519C (en) Device for improving the current reversal in DC machines with polarization cells
DE2315530A1 (en) CIRCUIT ARRANGEMENT FOR CONTROLLING A NUMBER OF ELECTRIC-MOTOR DRIVEN BLINDS

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee