DE3529039A1 - Steuerungsanordnung fuer den sanftanlauf eines mehrphasigen asynchronmotors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerungsanordnung für den Sanftanlauf eines mehrphasigen Asynchronmotors.

Es sind Steuerungsanordnungen für den Sanftanlauf von mehrphasigen Asynchronmotoren bekannt (DE-PS 27 25 729), bei denen in einer oder zwei Phasenleitungen Widerstände angeordnet sind, die durch ein von einem Zeitglied ge­ steuertes Schaltelement nach dem Anlauf des Motors über­ brückbar sind. Derartige Widerstände erwärmen sich beim Einschalten des Motors und ändern dabei entsprechend ihrer Temperaturabhängigkeit ihren Widerstand. Dies führt bei Antrieben, die mit einem häufigen und/oder wechselnden Schaltspiel betrieben werden zu ungleichen Bedingungen bei den einzelnen Einschaltvorgängen des Motors und damit zu Ungleichmäßigkeiten bei den ver­ schiedenen Anläufen des Motors.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steue­ rungsanordnung für den Sanftanlauf eines mehrphasigen Asynchronmotors zu schaffen, mit der bei den einzelnen Einschaltvorgängen unabhängig von der Art der Schalt­ spiele stets ein gleich sanfter Anlauf des Motors erreicht wird.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt nach der Erfin­ dung dadurch, daß mindestens in einer Phasenzuleitung der Ständerwicklung eine für Wechselstromführung geeig­ nete Halbleiterschaltungsanordnung angeordnet ist, der über eine Ansteuerschaltung beim Anschalten des Motors an das Netz Zündimpulse zugeführt sind, die gegenüber den Nulldurchgängen der betreffenden Phasenspannung nacheilen, daß ferner ein beim Anschalten des Motors anlaufendes Zeitglied vorgesehen ist, durch das die Halbeleiterschaltungsanordnung nach Ablauf einer an dem Zeitglied eingestellten Zeit von der Anschnittsteuerung auf Vollaussteuerung umgeschaltet ist. Die beschriebene Art der Ansteuerung der Halbleiterschaltungsanordnung unterliegt keinen durch den Anlauf des Motors bedingten Temperatureinflüssen, so daß unabhängig von der Ein­ schalthäufigkeit bei jedem Anlauf die gleichen Bedin­ gungen vorliegen und somit alle Anläufe des Motors gleich erfolgen.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung besteht die Halb­ leiterschaltungsanordnung aus einem ersten und einem zweiten Triac, die parallel zueinander in der Phasenlei­ tung angeordnet sind, wobei dem ersten Triac über seine Ansteuerschaltung gegenüber den Nulldurchgängen der Phasenspannung nacheilende Zündimpulse und dem zweiten Triac über seine durch das Zeitglied anschaltbare An­ steuerschaltung mit den Nulldurchgängen der Phasenspan­ nung synchrone Zündimpulse zugeführt sind. Die Ansteuer­ schaltungen der beiden Triacs sind bei dieser Ausfüh­ rungsform getrennt und können daher entsprechend ihren Aufgaben ausgelegt werden.

Ein etwas geringerer Aufwand erfordert eine weitere Variante der Steuerungsanordnung, bei der die Halblei­ terschaltungsanordnung aus einem in der Phasenzuleitung angeordneten Triac besteht, dessen Ansteuerschaltung mittels des Zeitgliedes von der Anschnittsteuerung auf Vollsteuerung umschaltbar ist. Bei einer Steuerungsan­ ordnung, bei der die Ansteuerschaltung aus einem Reihen- RC-Glied besteht, an das die Zündelektrode des Triacs im Verbindungspunkt des Kondensators mit dem Widerstand an­ geschlossen ist, wird die Vollaussteuerung des Triacs auf einfache Weise dadurch erreicht, daß der Widerstand durch ein von dem Zeitglied gesteuertes Schaltelement überbrückbar ist.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­ beispieles wird der Anmeldungsgegenstand nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Steuerungsanordnung, bei der die Halbleiter­ schaltungsanordnung aus zwei parallel in einer Phasenzuleitung angeordneten Triacs besteht,

Fig. 2 eine Steuerungsanordnung, bei der die Halbleiter­ schaltungsanordnung aus einem Triac besteht, dessen Ansteuerschaltung von Anschnitt- auf Vollaussteuerung umschaltbar ist.

Mit 1 ist die dreiphasige Ständerwicklung eines Asyn­ chronmotors bezeichnet, die mittels eines Netzschalters 2 und eines dazu in Reihe liegenden Motorschalters 3 an ein Drehstromnetz R, S, T schaltbar ist. Zwischen den beiden Schaltern 2 und 3 ist in der Phase T eine Halb­ leiterschaltungsanordnung 4 angeordnet.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 weist die Halb­ leiterschaltungsanordnung 4 einen ersten und zweiten Triac 5 und 6 auf. Der erste Triac 5 ist mit seiner Zünd­ elektrode über einen Diac 7 an dem gemeinsamen Verbin­ dungspunkt 8 eines ein Reihen-RC-Glied bildenden Konden­ sators 9 und eines einstellbaren Widerstandes 10 ange­ schlossen. Durch entsprechende Einstellung des Wider­ standes 10 erhält der erste Triac 5 seine Zündimpulse in einem bestimmten zeitlichen Abstand zu den Nulldurchgän­ gen der Spannung in der Phase T. Der zweite Triac 6 ist mit seiner Zündelektrode ebenfalls über einen Diac 11 an ein Reihen-RC-Glied 12, 13 angeschlossen. Die Zündelek­ trode ist mittels zweier gegenpolig geschalteter Transis­ toren 14 und 19 an den der Zündelektrode abgewandten Anschlußpol des zweiten Triacs 6 anschaltbar. Die beiden Transistoren sind mit ihren Basen über ohmsche Wider­ stände 15, 16 an den Ausgang eines Zeitgliedes 17 ange­ schlossen. Das Zeitglied 17 liegt mit seinem Rücksetz­ eingang über einen Hilfskontakt 18 des Motorschalters 3 an einer Steuerspannung U.

Die Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt:

Sobald beide Schalter 2 und 3 geschlossen sind, erhält die Ständerwicklung eine dreiphasige Spannung. Durch den Hilfskontakt 18 wird beim Schließen des Motorschalters 3 die Steuerspannung U von dem Rücksetzeingang des Zeit­ gliedes 17 abgeschaltet, so daß das Zeitglied anläuft und die beiden Transistoren 14 und 19 durchsteuert. Der zweite Triac 6 wird hierdurch gesperrt. Über das Reihen- RC-Glied 9, 10 werden dem ersten Triac 5 dagegen Zünd­ impulse zugeführt, die gegenüber dem Nulldurchgang der betreffenden Phasenspannung zeitlich verschoben sind. Der mit der Phase T verbundene Phasenstrang der Ständer­ wicklung 1 erhält hierdurch eine anschnittgesteuerte Spannung. Durch diese im Mittelwert gegenüber den beiden anderen Phasenspannungen R und S niedrigere Phasenspan­ nung T wird der Sanftanlauf des Motors bewirkt. Nach Ab­ lauf der an dem Zeitglied 17 eingestellten Zeit schaltet dieses die Steuerspannung der Transistoren 14 und 19 ab, so daß diese sperren und der zweite Triac 6 nunmehr über sein RC-Glied 12, 13 Zündimpule erhält, die mit den Nulldurchgängen der Phasenspannung T synchron oder nahe­ zu synchron liegen. Damit erhält auch der an der Phase T liegende Phasenstrang der Ständerwicklung 1 die volle Phasenspannung. Beim Abschalten des Motors wird der Motorschalter 3 geöffnet und dadurch über den Hilfs­ kontakt 18 wieder die Steuerspannung U an den Rücksetz­ eingang des Zeitgliedes 17 gelegt, wodurch dieses zurück­ gesetzt wird und damit wieder für einen neuen Anlaufvor­ gang einschaltbereit ist.

Bei der Steuerungsanordnung nach Fig. 2 weist die Halb­ leiterschaltungsanordnung 4 nur einen Triac 20 auf, der über den Diac 7 an dem gemeinsamen Verbindungspunkt 8 des aus dem Kondensator 9 und dem einstellbaren Wider­ stand 10 gebildeten Reihen-RC-Glied liegt und über dieses Reihen-RC-Glied verzögerte Zündimpulse erhält. Zu dem einstellbaren Widerstand 10 ist ein Arbeitskontakt 21 eines von dem Zeitglied 17 gesteuerten Relais 22 parallel geschaltet.

Werden sowohl der Netzschalter 2 als auch der Motorschal­ ter 3 geschlossen, dann erhalten die mit den Netzphasen R und S verbundenen Phasenstränge der Ständerwicklung 1 die volle Netzspannung. Die Spannung der Netzphase T wird durch den Triac 20 wieder anschnittgesteuert und ist daher im Mittelwert niedriger als die beiden anderen Phasenspannungen. Beim Schließen des Motorschalters 3 wird über dessen Hilfskontakt 18 auch wieder die Steuer­ spannung U von dem Rücksetzeingang des Zeitgliedes 17 abgeschaltet, so daß dieses anläuft. Nach Ablauf der eingestellten Zeit legt das Zeitglied 17 eine Steuer­ spannung an das Relais 22, welches daraufhin seinen Arbeitskontakt 21 schließt und den einstellbaren Wider­ stand 10 überbrückt. Der Triac 20 erhält nunmehr seine Zündimpulse synchron zu den Nulldurchgängen der Phasen­ spannung T. Damit liegt dann auch an dem an die Netz­ phase T angeschlossenen Phasenstrang der Ständerwicklung 1 die volle Phasenspannung an.

Anstelle des Relais 22 mit Arbeitskontakt 21 kann auch ein Relais mit einem Öffner vorgesehen werden. Dement­ sprechend wird nach dem Zeitablauf des Zeitgliedes 17 die Steuerspannung nicht an das Relais angeschaltet, sondern abgeschaltet.

Die beschriebene Steuerungsanordnung eignet sich insbe­ sondere auch für Antriebe, bei denen nicht nur ein sanfter Anlauf sondern bei einer Gegenstrombremsung auch eine sanfte Abbremsung des Motors erreicht werden soll. Hierzu wird ein dem Hilfskontakt 18 entsprechender Hilfskontakt eines zu dem Motorschalter 3 parallellie­ genden Wendeschalters mit dem Hilfskontakt 18 in Reihe geschaltet. Beim Betätigen des Wendeschalters wird durch dessen Hilfskontakt die Steuerspannung von dem Rücksetz­ eingang des Zeitgliedes abgeschaltet, so daß dieses anläuft und erst nach Ablauf der an ihm eingestellten Zeit wieder die Vollaussteuerung des zweiten Triacs 6 bzw. des Triacs 20 freigibt. Die Steuerungsanordnung erlaubt schnelle Umschaltzeiten vom Arbeits- auf den Bremsbetrieb.

Claims (5)

1. Steuerungsanordnung für den Sanftanlauf eines mehr­ phasigen Asynchronmotors, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens in einer Phasenzuleitung (T) der Ständer­ wicklung (1) eine für Wechselstromführung geeignete Halb­ leiterschaltungsanordnung (4) angeordnet ist, der über eine Ansteuerschaltung (9, 10) beim Anschalten des Motors an das Netz Zündimpulse zugeführt sind, die gegen­ über den Nulldurchgängen der betreffenden Phasenspannung (T) nacheilen, daß ferner ein beim Anschalten des Motors anlaufendes Zeitglied (17) vorgesehen ist, durch das die Halbleiterschaltungsanordnung (4) nach Ablauf einer an dem Zeitglied (17) eingestellten Zeit von der Anschnitt­ steuerung auf Vollaussteuerung umgeschaltet ist.

2. Steuerungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschaltungsanordnung (4) aus einem ersten und einem zweiten Triac (5 und 6) besteht, die parallel zueinander in der Phasenzuleitung (T) angeord­ net sind, wobei dem ersten Triac (5) über seine Ansteu­ erschaltung (9, 10) gegenüber den Nulldurchgängen der Phasenspannung (T) nacheilende Zündimpulse und dem zweiten Triac (6) über seine durch das Zeitglied (17) einschaltbare Ansteuerschaltung (12, 13) mit den Null­ durchgängen der Phasenspannung (T) synchrone Zündimpulse zugeführt sind.

3. Steuerungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Triac (6) durch eine von dem Zeitglied (17) ausgelöste Aufhebung einer Kurzschlußverbindung seiner Zündelektrode einschaltbar ist.

4. Steuerungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschaltungsanordnung (4) aus einem in der Phasenzuleitung (T) angeordneten Triac (20) besteht, dessen Ansteuerschaltung (9, 10) mittels des Zeitgliedes (17) von der Anschnittsteuerung auf Vollsteuerung um­ schaltbar ist.

5. Steuerungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerschaltung (9, 10) aus einem Reihen-RC- Glied besteht, an das die Zündelektrode des Triacs (20) im Verbindungspunkt (8) des Kondensators (9) mit dem Widerstand (10) angeschlossen ist, daß der Widerstand (10) durch ein von dem Zeitglied (17) gesteuertes Schaltelement (21) überbrückbar ist.