DE3781966T2 - Verfahren und elektronische schaltung zum starten eines relaktanzmotors und relaktanzmotor, der mit einer derartigen schaltung ausgeruestet ist. - Google Patents

Verfahren und elektronische schaltung zum starten eines relaktanzmotors und relaktanzmotor, der mit einer derartigen schaltung ausgeruestet ist.

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DE3781966T2 DE8787201282T DE3781966T DE3781966T2 DE 3781966 T2 DE3781966 T2 DE 3781966T2 DE 8787201282 T DE8787201282 T DE 8787201282T DE 3781966 T DE3781966 T DE 3781966T DE 3781966 T2 DE3781966 T2 DE 3781966T2
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    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14Electronic commutators
    • H02P6/16Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/185Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using inductance sensing, e.g. pulse excitation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K19/02Synchronous motors
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    • HELECTRICITY
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    • H02P1/16Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Starten eines Reluktanzmotors, der einen Rotor, einen Stator und eine Erregerspule hat, mit Hilfe eines geeigneten der Erregerspule zugeführten Erregerstromes, wobei der Rotor und/oder der Stator so konstruiert sind, daß der Rotor Paare von stabilen Gleichgewichtslagen hat, von denen jedes aus einer ersten und einer zweiten stabilen Gleichgewichtslage besteht, und entsprechende Paare von labilen Gleichgewichtslagen, von denen jedes aus einer ersten und einer zweiten labilen Gleichgewichtslage besteht.
  • Die Erfindung bezieht sich auch auf eine elektronische Schaltung und einen Reluktanzmotor.
  • EP 0.105.851 (durch Nennung als hierin aufgenommen betrachtet) beschreibt ein Verfahren zum Starten eines einphasigen Reluktanzmotors mit Hilfe den Statorwicklungen zugeführter Stromimpulse. Die Amplitude und die Dauer der Impulse werden so gewählt, daß periodisch ein Teil des Stators magnetisch gesättigt wird und der Rotor mit zunehmender Amplitude um eine Gleichgewichtslage schwingt, bis er in Rotation gebracht wird. Ein Nachteil dieses bekannten Verfahrens ist, daß das Starten des Motors relativ langsam verläuft, unter anderem weil Stromimpulse mit einer Wiederholungsrate von 1 Hz verwendet werden.
  • Außerdem ist auch aus EP 0.108.732 (durch Nennung als hierin aufgenommen betrachtet) ein Verfahren zum Starten eines Reluktanzmotors bekannt. Dieses bekannte Verfahren beruht auf der Verwendung eines Positionsindikators, der angibt, wann der Rotor des zu startenden Reluktanzmotors sich im Bereich eines positiven Drehmoments befindet. Der Positionsindikator ist mit einem Impulsgenerator über eine Logikschaltung verbunden, die den Impulsgenerator beim Start aktivieren soll. Zur Ausführung des bekannten Verfahrens ist der Positionsindikator unerläßlich.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannten Verfahren zum Starten eines Reluktanzmotors zu verbessern, und hierzu verschafft die Erfindung ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art, das gekennzeichnet ist durch die Schritte des Zuführens, unabhängig von der Anfangslage des Rotors, eines programmierten ersten Erregerstromes, der so gesteuert wird, daß er während eines ersten vorgegebenen Zeitintervalls auf einen zweiten Wert ansteigt, für den mindestens ein Teil des Rotors und/oder des Stators gesättigt ist, über einen ersten Wert, für den keine Sättigung in dem Rotor und/oder dem Stator auftritt, während eines zweiten vorgegebenen Zeitintervalls auf mindestens dem zweiten Wert gehalten wird, um Sättigung in dem Rotor und/oder Stator aufrechtzuerhalten, und während eines weiteren vorgegebenen Zeitintervalls auf einen dritten Wert abnimmt, für den keine Sättigung in dem Rotor und/oder dem Stator auftritt, um den Rotor in oder in die Nähe einer der beiden stabilen Gleichgewichtslagen eines der genannten Paare zu bringen und den Rotor in dieser stabilen Gleichgewichtslage zu stabilisieren, und des anschließenden Zuführens eines impulsartigen zweiten Erregerstromes mit einem Wert, der größer ist als der zweite Wert des ersten Erregerstromes, zur Drehung des Rotors in Richtung der nächsten anderen der beiden stabilen Gleichgewichtslagen. Hierdurch kann der Rotor mit Hilfe eines einzigen impulsartigen Signals in eine gewünschte Anfangslage gebracht und danach in der gewünschten Drehrichtung gestartet werden. Daher kann der Prozeß des Startens für den Motor sehr kurz sein. Das erfindungsgemäße detektorlose Verfahren macht den Reluktanzmotor für Anwendungen, die häufig gestartet werden müssen und kurze Startzeit erfordern, wie z.B. Staubsauger und Ventilatoren, besser geeignet. Es sei bemerkt, daß nach dem Starten der Motor immer in der gleichen Richtung dreht.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann außerdem dadurch gekennzeichnet sein, daß Zunahme des ersten Erregerstromes auf den zweiten Wert über den ersten Wert und anschließendes Verringern des Stromes auf den dritten Wert allmählich erfolgt.
  • Erfindungsgemäß kann der Rotor in sehr kontrollierter Weise in die gewünschte Anfangslage gebracht werden, wenn der erste Wert des ersten Erregerstromes einige Zeit aufrechterhalten wird.
  • Die Erfindung verschafft auch eine elektronische Schaltung zur Zuführung eines geeigneten ersten Erregerstromes während des Startens entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren, welche Schaltung mit Mitteln zum Schalten des Stromes durch die Erregerspule versehen und dadurch gekennzeichnet ist, daß sie Mittel zur Bestimmung von Zeitintervallen enthält, welche Mittel einem Aufwärts-/Abwärtszähler Signale zuführen, um ihn am Anfang des ersten Zeitintervalls zurückzusetzen, den Zähler veranlassen, im ersten Zeitintervall aufwärts zu zählen, den Zähler bei einem ersten Zählerstand für ein zweites Zeitintervall und bei einem zweiten Zählerstand für ein viertes Zeitintervall anhalten, den Zähler veranlassen im dritten Zeitintervall abwärts zu zählen und den Zähler bei Ablauf eines vierten Zeitintervalls auf einen voreingestellten Zählerstand setzen, wobei der Zähler ein binäres Ausgangssignal liefert, weiterhin Mittel zur Erzeugung eines periodisch erhöhten Binärsignals, und Mittel für den Vergleich des Wertes des binären Ausgangssignals des Zählers mit dem Wert des periodisch erhöhten Binärsignals, wobei die Mittel zum Schalten des Stromes den Strom einschalten, wenn der Wert des binären Ausgangssignals des Zählers größer ist als der Wert des periodisch erhöhten Signals, und den Strom ausschalten, wenn der Wert des binären Ausgangssignals des Zählers kleiner ist als der Wert des periodisch erhöhten Signals.
  • Die Erfindung verschafft außerdem einen Reluktanzmotor mit einem Stator, einem Rotor, einer Erregerspule und einer elektronischen Schaltung zur Zuführung eines Erregerstromes zur Spule und mit Mitteln zum Einschalten des Stromes durch die Erregerspule, welcher Motor einen magnetisch sättigbaren Bereich enthält, so däß der Rotor Paare von ersten und zweiten stabilen Gleichgewichtslagen hat und entsprechende Paare von ersten und zweiten labilen Gleichgewichtslagen, welcher Motor dadurch gekennzeichnet ist, daß die elektronische Schaltung Mittel zur Bestimmung von ersten, zweiten, dritten und vierten Zeitintervallen umfaßt, die einen Ausgang haben, dem Signale zugeführt werden, einen Aufwärts-/Abwärtszähler, der auf die von den die Zeitintervalle bestimmenden Mittel gelieferten Signale reagiert, und der am Anfang des ersten Zeitintervalls zurückgesetzt wird, im ersten Zeitintervall aufwärts zählt, einen ersten Zählerstand während des zweiten Zeitintervalls beibehält, im dritten Zeitintervall abwärts zählt, einen zweiten Zählerstand während des vierten Zeitintervalls beibehält und bei Ablauf des vierten Zeitintervalls auf einen voreingestellten Zählerstand gesetzt wird, wobei der Zähler ein binäres Ausgangssignal liefert, Mittel zur Erzeugung eines periodisch erhöhten Binärsignals, und Mittel für den Vergleich des Wertes des binären Ausgangssignals des Zählers mit dem Wert des periodisch erhöhten Binärsignals, wobei die Mittel zum Schalten des Erregerstromes den Strom einschalten, wenn das binäre Ausgangssignal des Zählers größer als ist der Wert des periodisch erhöhten Signals, und den Erregerstrom ausschalten, wenn das binäre Ausgangssignal des Zählers kleiner ist als der Wert des periodisch erhöhten Signals, so daß der Rotor erst in oder in die Nähe einer der ersten oder der zweiten Lage eines der Paare von stabilen Gleichgewichtslagen gebracht wird und anschließend der Rotor in Richtung der anderen der ersten oder der zweiten Lage eines der Paare von stabilen Gleichgewichtslagen dreht.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
  • Figur 1 schematisch einen Reluktanzmotor;
  • Figur 2 das Drehmoment als Funktion der Winkeldrehung des Rotors des Reluktanzmotors, das auf den Rotor für zwei unterschiedliche Erregerströme ausgeübt wird;
  • Figur 3a und 3b die Erregerströme als Funktion der Zeit während des Startens des Motors mit bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
  • Figur 4 das Grundschaltbild einer Schaltungsanordnung, mit deren Hilfe das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren soll für einen einphasigen Reluktanzmotor mit zwei Statorpolen, wie in Figur 1 gezeigt, beschrieben werden. Die Erfindung ist jedoch gleichermaßen auf beispielsweise zweiphasigen Reluktanzmotoren und Reluktanzmotoren mit einem Mehrpolrotor und/oder -stator anwendbar. Die Erfindung kann auch mit einem Reluktanzmotor verwendet werden, der einen Rotor mit einem Querschnitt enthält, der EP 0.108.732 entspricht oder einem Reluktanzmotor mit gezahntem Querschnitt, entsprechend EP 0.105.851.
  • Der Rotor R des in Figur 1 gezeigten Motors enthält ein auf einer Welle montiertes Blechpaket. Der Stator S ist ebenfalls ein Blechpaket. In Reihe geschaltete Erregerspulen W1 und W2 sind um die Statorpole herum angeordnet. Die Richtung der Ströme in diesen Spulen ist schematisch angedeutet. Ein Strom I wird den Spulen W1 und W2 zugeführt. Der Strom durch die Spulen W1 und W2 kann mit Hilfe eines einzigen Schalters (nicht abgebildet) geregelt werden. Wenn die Spulen mit einem genügend niedrigen Strom in der mit durchgezogenen Linien angegebenen Rotorlage erregt werden, wird ein Drehmoment T in der angezeigten Richtung aufgebaut, wodurch der Rotor um eine Drehachse A zu drehen beginnt. Wenn der Rotor die senkrechte Lage durchläuft (Linie θ=0), wird das Drehmoment negativ und wirkt in der anderen Richtung. Daher wird der genannte Schalter geeigneterweise geöffnet, bevor die senkrechte Lage erreicht ist. Der Schalter wird wieder geschlossen, wenn der Rotor sich der waagerechten Lage nähert, usw. In praktisch verwendbaren Ausführungsformen wird der Schalter ein elektronischer Schalter sein, der von einer elektronischen Schaltung oder einem geeignet programmierten Mikroprozessor gesteuert wird.
  • Die Statorpole enthalten Vorsprünge A1 und A2, die, wie später deutlich werden wird, eine stabile Gleichgewichtslage für den Rotor definieren sollen, von der aus der Motor gestartet werden kann. Der Rotorradius Rr hat einen konstanten Wert, während der Radius des Stators Rs (θs) variabel ist, wie in Figur 1 zu erkennen ist. Der Wert für den Statorradius ist in der Nähe der Vorsprünge A1 und A2 der Statorpole S1 und S2 minimal und an den Seiten A3 und A4 der Statorpole maximal. Infolge der Vorsprünge A1 und A2 und des veränderlichen Statorradius wird eine wohldefinierte Lage des stabilen Gleichgewichts erreicht, wenn die Vorsprünge A1 und A2 nicht magnetisch gesättigt sind. Dies ist die in den Zeichnungen gezeigte Lage, wobei die Winkelposition θ des Rotors dann -θms ist.
  • Ein Hauptproblem bei dem vorliegenden Motortyp ist das Starten aus einer beliebigen Lage heraus, wie aus den beiden labilen Gleichgewichtslagen des Motors, wie sie mit gestrichelten Linien angedeutet sind. Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch das im folgenden beschriebene Verfahren gelöst.
  • Angenommen wird, daß ein Strom I=Im durch die Spulen W1 und W2 des in Figur 1 gezeigten Motors fließt, wobei Im einen solchen Wert hat, daß die Bereiche A1 und A2 noch nicht gesättigt sind. Für diesen Wert für den Strom I wird die bevorzugte Lage des Rotors jetzt durch den Winkel &theta;=-&theta;ms + k &pi; gegeben, mit k=0, 1, 2, ... Dies ist die stabile Gleichgewichtslage des Rotors für den Wert Im (die abgebildete Lage). Wenn der Rotor durch eine kleine Winkeldrehung (beispielsweise < &pi;/8 rad) aus dieser stabilen Gleichgewichtslage gebracht und anschließend wieder freigegeben wird, kehrt der Rotor in den Bereich rund um diese stabile Gleichgewichtslage zurück, wenn I=Im ist. Die labile Gleichgewichtslage wird durch den Winkel &theta;=&theta;ml + k &pi; gegeben, mit k=0, 1, 2, ... .Wenn für den Wert Im des Erregerstromes der Rotor in die zu diesem Strom gehörende labile Lage außerhalb dieses Winkels gebracht wird, wird der Rotor in Richtung der stabilen Gleichgewichtslage drehen. Wenn der Erregerstrom I jetzt auf einen Wert Ih erhöht wird, für den die Bereiche A1 und A2 gesättigt sind, wird die stabile Gleichgewichtslage des Rotors durch den Winkel &theta;=0+k&pi; gegeben, mit k=0, 1, 2, ... . Die entsprechende labile Gleichgewichtslage wird durch den Winkel &theta;=&pi;/2+k&pi; gegeben, mit k=0, 1, 2 ... . Die Drehmomente für die beiden Werte des Stromes, Im und Ih, als Funktion der Winkeldrehung &theta; des Rotors variieren, wie in Figur 2 gezeigt wird, wobei die Drehmomente durch T(&theta;)Im bzw. T(&theta;)Ih angedeutet werden.
  • Angenommen wird, daß bei Stillstand die Last des Motors auf den Motor ein durch Tf und -Tf gegebenes maximales Drehmoment ausübt.
  • Wenn die Rotorlage bei Stillstand außerhalb des durch Lm angegebenen Bereichs liegt, bewegt sich der Rotor in Richtung des Bereichs Gm oder G'm (die gewünschte Startlage) im Fall eines Stromes Im. Wenn bei Stillstand die Rotorlage jedoch innerhalb des Bereichs Lm liegt, bleibt der Rotor stationär, weil der Strom in diesem Bereich kein Drehmoment erzeugen kann, das größer ist als Tf. Um den Rotor in Bewegung zu versetzen, wird anschließend der Strom auf Ih erhöht, wodurch sich der Rotor in eine Lage in oder nahe dem Bereich Gh (oder G'h) bewegt. Anschließend wird der Strom auf Im herabgesetzt, wodurch der Rotor eine Lage innerhalb des genannten Bereiches Gm (oder G'm) annehmen kann. Dies ist die gewünschte Startlage. Der Motor kann aus dieser Lage immer gestartet werden. Von dieser Lage aus wird ein Stromimpuls (Is &ge; Ih) den Motor immer veranlassen, in dieselbe Richtung zu drehen, in dem vorliegenden Beispiel im Uhrzeigersinn, so daß das Startproblem gelöst ist.
  • Die Figuren 3a und 3b zeigen für zwei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie der Strom I als Funktion der Zeit während des Startens des Motors variieren kann. Der Strom I muß verringert werden, wenn der Rotor sich der vertikalen Lage (0 k &pi;) nähert, mit k=0, 1, 2, ... wie in den Figuren 3a und 3b angegeben wird.
  • Figur 3a zeigt, wie der Strom vorzugsweise variiert, wenn der Motor eingeschaltet ist. In einem ersten Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt t=0 und dem Zeitpunkt t=t1 steigt ein erster Erregerstrom auf einen Wert Ih über einen ersten Wert Im an, wobei die Teile A1 und A2 des Stators magnetisch gesättigt sind. Dieser Wert Ih des Stromes wird in einem zweiten Zeitintervall t1-t2 beibehalten und anschließend in einem dritten Zeitintervall t2-t3 auf einen Wert herabgesetzt, der gleich Im sein kann. Während eines Zeitintervalls t3-t4 wird der Wert des Stromes wieder beibehalten. Am Ende dieses vierten Zeitintervalls nimmt der Rotor die in den durchgezogenen Linien in Figur 1 dargestellte Lage ein, und der Motor kann jederzeit durch Zuführen eines impulsartigen zweiten Erregerstroms zur Statorwicklung gestartet werden, wobei der Strom einen Wert Is hat, der größer ist als der Wert Ih. Dieser Strom wird vorzugsweise beendet, bevor der Rotor mit den Statorpolen in einer Linie liegt. Anschließend kann die Drehung des Motors in an sich bekannter Weise aufrechterhalten werden.
  • Figur 3b zeigt, wie der Strom I während des Startens variiert, als Abwandlung zu der Situation in Figur 3a. Jetzt wird der erste Erregerstrom einige Zeit lang auf einem Wert Im gehalten, bevor er auf einen Wert Ih erhöht und anschließend auf einen Wert Im' herabgesetzt wird. Da der Strom einige Zeit auf dem Wert Im gehalten wird, kann sich der Rotor in der entsprechenden Gleichgewichtslage stabilisieren und wird so ein Überschwingen verhindert. Die Werte Im und Im' können unterschiedlich, aber auch gleich sein. Dies gilt auch für die in Figur 4 angegebenen Werte Im und Im', die im folgenden beschrieben werden sollen.
  • Die beschriebenen Verfahren können mit Hilfe einer elektronischen Schaltung ausgeführt werden, die entsprechend den Figuren 3a oder 3b einen ersten Erregerstrom liefern kann, und die auch die anderen während des Betriebs geforderten Stromimpulse erzeugen kann. Zu diesem Zweck kann ein programmierter Mikroprozessor verwendet werden, der Signale zur Erzeugung der Erregerströme entsprechend beispielsweise den Figuren 3a und 3b liefern kann.
  • Figur 4 zeigt eine elektronische Schaltung, mit deren Hilfe die beschriebenen Verfahren im Prinzip ausgeführt werden können. Im Prinzip ist die in Figur 4 abgebildete Schaltung imstande, den ersten, in Figur 3a dargestellten Erregerstrom zu liefern. Darum wird Figur 4 im Zusammenhang mit Figur 3a beschrieben. In Figur 4 ist CL1 eine Taktschaltung, die ein Taktsignal generiert, das einem Zähler C und einem Zähleingang CC eines Aufwärts/Abwärtszählers UDC zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Zählers C, das beispielsweise ein 8-Bit-Signal sein kann, wird Komparatoren C1, C2, C3, C4 und C5 zugeführt. Die Ausgangssignale der Komparatoren C1 bis C5 werden dem Rücksetzeingang R, dem Aufwärtszähleingang U, dem Halte-Eingang H, dem Abwärtszähleingang D bzw. dem Setzeingang S zugeführt, um den Aufwärts/Abwärtszähler UDC auf einen bestimmten Wert einzustellen. Das Ausgangssignal des Komparators C5 wird auch einer Schaltung N zugeführt, die im normalen Betrieb das Steuerungssignal für den Erregerstrom im Motor liefert. Ein binäres Ausgangssignal I1 des Aufwärts/Abwärtszählers UDC wird einem Komparator C6 zugeführt, dem auch ein binäres Ausgangssignal I2 eines getakteten Zählers CL2 zugeführt wird. Die Binärsignale I1 und I2 können beispielsweise 8-Bit-Signale sein. Die Taktfrequenz des getakteten Zählers CL2 muß in bezug auf die Frequenz der Taktschaltung CL1 hoch sein. Wenn der Wert des Binärsignals I1 größer als der Wert des Binärsignals I2 ist, wird der Setzeingang eines Flip-Flops FF aktiviert und der Flip-Flop liefert ein Ausgangssignal, das dafür sorgt, daß der Schalter zur Erregung der Spulen geschlossen und den Spulen Erregerstrom zugeführt wird. Wenn der Binärwert des Signals I1 kleiner als der Wert des Signals I2 wird, nimmt das Signal am Setzeingang S' des Flip-Flops FF den Logikwert 0 an, und der Rücksetzeingang R' des Flip-Flops FF erhält den Logikwert 1, wodurch der Schalter geöffnet wird, so daß den Erregerspulen des Motors kein Strom zugeführt wird. Während des normalen Betriebes liefert die Schaltung N das Steuerungssignal für den Schalter des Motors unter Kontrolle eines geeigneten Signals T, das beispielsweise durch photoelektrische Mittel zur Erzeugung von Impulsen mit einer bestimmten Amplitude zu den geeigneten Zeitpunkten generiert wird.
  • Zum Zeitpunkt t=0 liefert der Komparator C1 ein Rücksetzsignal an den Eingang R des Zählers UDC, so daß er faktisch als Startschaltung wirkt. In dem Intervall 0-t1 (siehe Figur 3a) liefert der Komparator C2 ein Signal an den Eingang U des Zählers UDC, so daß der Zähler aufwärts zählt. In den Intervallen t1-t2 und t3-t4 liefert der Komparator C3 ein Signal an den Eingang H des Zählers UDC, um den Zähler auf dem Zählerstand zu halten, der zu den Zeitpunkten t1 bzw. t3 erreicht worden ist. In dem Intervall t2-t3 liefert der Komparator C4 ein Signal, das den Zähler UDC veranlaßt, abwärts zu zählen, welches Signal dem Eingang D zugeführt wird. In dem Zeitintervall nach dem Zeitpunkt t4 liefert der Komparator C5 ein Signal an den Setzeingang S des Zählers UDC, um den Zähler auf einen voreingestellten Stand zu setzen. Dieses Signal wird auch der Schaltung N zugeführt. Wenn die Taktfrequenz des getakteten Zählers CL2 in bezug auf die Frequenz der Taktschaltung CL1 genügend hoch ist, beispielsweise um einen Faktor 10 höher, dann wird der durch die Erregerspulen fließende Strom entsprechend dem Impulsbreitenmodulationsprinzip geschaltet. In dem Intervall 0-t1 wird der durch die Erregerspulen fließende Strom kontinuierlich einund ausgeschaltet, wobei das "Ein"-Intervall relativ zum "Aus"-Intervall bis zum Zeitpunkt t1 zunimmt. Infolge des Vorhandenseins einer Freilaufschaltung wird der durch die Motorspulen fließende Strom um den linear ansteigenden Wert entsprechend Figur 3a oszillieren, bis zum Zeitpunkt t1. In dem Intervall t1-t2 wird der durch die Spulen fließende Strom dann um den konstanten Wert Ih oszillieren, in dem Intervall t2- t3 wird der durch die Spulen fließende Strom dann um den allmählich abnehmenden Wert des Stromes oszillieren, und in dem Intervall t3-t4 ist das "Ein"-Intervall des durch die Motorspulen fließenden Stromes relativ zu den Intervallen, in denen der Strom ausgeschaltet wird (das ist auch in dem Intervall t1-t2 der Fall) konstant, so daß in dem Intervall t3-t4 der Strom um den Wert Im oszillieren wird.
  • Abwandlungen der beschriebenen Schaltung sind möglich, so ist es beispielsweise möglich, das Ausgangssignal des Aufwärts/Abwärtszählers UDC einem Digital-Analog-Umsetzer zuzuführen und den durch die Erregerspulen fließenden Strom mit Hilfe des so erhaltenen Analogsignals zu steuern.

Claims (5)

1. Verfahren zum Starten eines Reluktanzmotors, der einen Rotor (R), einen Stator (S) und eine Erregerspule (W1, W2) hat, mit Hilfe eines geeigneten der Erregerspule zugeführten Erregerstromes, wobei der Rotor und/oder der Stator so konstruiert sind, daß der Rotor Paare von stabilen Gleichgewichtslagen hat, von denen jedes aus einer ersten und einer zweiten stabilen Gleichgewichtslage besteht, und entsprechende Paare von labilen Gleichgewichtslagen, von denen jedes aus einer ersten und einer zweiten labilen Gleichgewichtslage besteht, gekennzeichnet durch die Schritte:
- Zuführen, unabhängig von der Anfangslage des Rotors, eines programmierten ersten Erregerstromes, der so gesteuert wird, daß er während eines ersten vorgegebenen Zeitintervalls auf einen zweiten Wert (Ih) ansteigt, für den mindestens ein Teil (A1, A2) des Rotors und/oder des Stators gesättigt ist, über einen ersten Wert (Im), für den keine Sättigung in dem Rotor und/oder dem Stator auftritt, während eines zweiten vorgegebenen Zeitintervalls auf mindestens dem zweiten Wert gehalten wird, um Sättigung in dem Rotor und/oder Stator aufrechtzuerhalten, und während eines weiteren vorgegebenen Zeitintervalls auf einen dritten Wert (Im; Im') abnimmt, für den keine Sättigung in dem Rotor und/oder dem Stator auftritt, um den Rotor in oder in die Nähe einer der beiden stabilen Gleichgewichtslagen eines der genannten Paare zu bringen und den Rotor in dieser stabilen Gleichgewichtslage zu stabilisieren, und
- anschließendes Zuführen eines impulsartigen zweiten Erregerstromes mit einem Wert (Is), der größer ist als der zweite Wert des ersten Erregerstromes, zur Drehung des Rotors in Richtung der anderen der beiden stabilen Gleichgewichtslagen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Zunahme des ersten Erregerstromes auf den zweiten Wert (Ih) über den ersten Wert (Im) und anschließendes Verringern des Stromes auf den dritten Wert (Im; Im') allmählich erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wert (Im) des ersten Erregerstromes einige Zeit lang aufrechterhalten wird.
4. Elektronische Schaltung zur Zuführung des ersten Erregerstromes entsprechend einem Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, die mit Mitteln (FF) zum Schalten des Stromes durch die Erregerspule versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie
- Mittel (CL1, C, C1-C5) zur Bestimmung von Zeitintervallen (0-t1, t1-t2, t2-t3, t3-t4 und t > t4) enthält, welche Mittel einem Aufwärts-/Abwärtszähler Signale zuführen, um ihn am Anfang des ersten Zeitintervalls (t=0) zurückzusetzen (R), den Zähler veranlassen, im ersten Zeitlntervall (t0-t1) aufwärts zu zählen (U), den Zähler bei einem ersten Zählerstand für ein zweites Zeitintervall (T1-t2) und bei einem zweiten Zählerstand für ein viertes Zeitintervall (T3-t4) anhalten (H), den Zähler veranlassen im dritten Zeitlntervall (t2-t3) abwärts zu zählen (D) und den Zähler bei Ablauf eines vierten Zeitintervalls (t3-t4) auf einen voreingestellten Zählerstand (S) setzen, wobei der Zähler ein binäres Ausgangssignal (I1) liefert,
- Mittel (CL2) zur Erzeugung eines periodisch erhöhten Binärsignals (I2), und
- Mittel (C6) für den Vergleich des Wertes des binären Ausgangssignals (I1) des Zählers (UDC) mit dem Wert des periodisch erhöhten Binärsignals (I2),
wobei die Mittel (FF) zum Schalten des Stromes den Strom einschalten, wenn der Wert des binären Ausgangssignals des Zählers größer als ist der Wert des periodisch erhöhten Signals (I1 > I2), und den Strom ausschalten, wenn der Wert des binären Ausgangssignals (I1) des Zählers kleiner ist als der Wert des periodisch erhöhten Signals (I1 < I2).
5. Reluktanzmotor mit einem Stator (S), einem Rotor (R), einer Erregerspule (W1, W2) und einer elektronischen Schaltung zur Zuführung eines Erregerstromes zur Spule und mit Mitteln (FF) zum Einschalten des Stromes durch die Erregerspule versehen, welcher Motor einen magnetisch sättigbaren Bereich (A1; A2) enthält, so daß der Rotor Paare von ersten und zweiten stabilen Gleichgewichtslagen hat und entsprechende Paare von ersten und zweiten labilen Gleichgewichtslagen hat, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung
- Mittel (CL1, C, C1-C5) zur Bestimmung von ersten (0-t1), zweiten (t1-t2), dritten (t2-t3) und vierten (t3-t4) Zeitintervallen umfaßt, die einen Ausgang haben, dem Signale zugeführt werden,
- einen Aufwärts-/Abwärtszähler, der auf die von den die Zeitintervalle bestimmenden Mittel gelieferten Signale reagiert, und der am Anfang des ersten Zeitintervalls zurückgesetzt (R) wird, im ersten Zeitintervall aufwärts zählt, einen ersten Zählerstand während des zweiten Zeitintervalls beibehält (H), im dritten Zeitintervall abwärts zählt, einen zweiten Zählerstand während des vierten Zeitintervalls (T3-t4) beibehält und bei Ablauf des vierten Zeitintervalls (t3-t4) auf einen voreingestellten Zählerstand (S) gesetzt wird, wobei der Zähler ein binäres Ausgangssignal (I1) liefert,
- Mittel (CL2) zur Erzeugung eines periodisch erhöhten Binärsignals (I2), und
- Mittel (C6) für den Vergleich des Wertes des binären Ausgangssignals (I1) des Zählers (UDC) mit dem Wert des periodisch erhöhten Binärsignals (I2),
wobei die Mittel (FF) zum Schalten des Erregerstromes den Strom einschalten, wenn das binäre Ausgangssignal des Zählers größer als ist der Wert des periodisch erhöhten Signals, und den Erregerstrom ausschalten, wenn das binäre Ausgangssignal des Zählers kleiner ist als der Wert des periodisch erhöhten Signals, so daß der Rotor erst in oder in die Nähe einer der ersten oder der zweiten Lage eines der Paare von stabilen Gleichgewichtslagen gebracht wird und anschließend der Rotor in Richtung der anderen der ersten oder der zweiten Lage eines der Paare von stabilen Gleichgewichtslagen dreht.
DE8787201282T 1986-07-10 1987-07-07 Verfahren und elektronische schaltung zum starten eines relaktanzmotors und relaktanzmotor, der mit einer derartigen schaltung ausgeruestet ist. Expired - Fee Related DE3781966T2 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8601801A NL8601801A (nl) 1986-07-10 1986-07-10 Werkwijze en elektronische schakeling voor het starten van een reluctantiemotor, alsmede reluctantiemotor voorzien van een dergelijke elektronische schakeling.

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Publication Number Publication Date
DE3781966D1 DE3781966D1 (de) 1992-11-05
DE3781966T2 true DE3781966T2 (de) 1993-04-15

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