DE4335917A1

DE4335917A1 - Monoblock-Einrichtung zum Betreiben einer Umkehr- oder Pendelbewegung

Info

Publication number: DE4335917A1
Application number: DE4335917A
Authority: DE
Inventors: Pierre Bodet
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-10-28
Filing date: 1993-10-21
Publication date: 1994-05-05
Anticipated expiration: 2013-10-22
Also published as: FR2697387B1; DE4335917C2; LU88419A1; BE1007647A3; FR2697387A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Mono blockeinrichtung zum Betreiben einer Umkehr- oder Pen delbewegung wie z. B. das Läuten einer Glocke.

Alle bis heute vorhandenen Systeme zum Betreiben von Umkehr- oder Pendelbewegungen umfassen folgende Elemen te:
1). einen Motor und dessen Positionsgeber; 2). elektronische Elemente (Mikroprozessor, Speicher, usw . . . ) zur Steuerung des Motors, die ihre Informationen vom obigen Positionsgeber erhalten; 3). eine Leistungselektronik, die mittels statischer Leistungs-Umschalt-Relais das Zerlegen der Impulse im Hinblick auf die Steuerung des Motors in einer Drehrich tung und anschließend in die andere übernimmt.

Diese Elemente sind stets getrennt.

Außerdem erfolgt in den bis heute vorhandenen Systemen die Leistungssteuerung EIN/AUS und die Umkehrung des Mo tors mit Hilfe von zwei, in zwei Phasen angeordneten, statischen Relais, und die Umkehrung wird mit Hilfe von zwei Umkehrrelais durchgeführt, die zwischen diesen sta tischen Relais und dem Motor angeordnet werden, wobei die dritte Phase ständig eingeschaltet bleibt.

Das Umschalten dieser Umkehrrelais erfolgt theoretisch ohne Strom und Spannung.

Tatsächlich jedoch zieht das Umschalten der Relais durch das Vorhandensein der dritten Phase eine Anlegung von Spannung an die Klemmen der statischen Relais nach sich, und die hohe du/dt bewirkt für einen sehr kurzen Moment das Auslösen dieser statischen Relais. Dies erzeugt einen Lichtbogen an den Klemmen der Umkehrrelais und zieht den Einsatz von Umkehrrelais nach sich, die so di mensioniert sind, als ob sie unter Last umschalten müß ten.

Außerdem müssen die statischen Relais, die aus diesem Grunde ebenfalls großzügig dimensioniert sein müssen, geschützt sein, um die Überschläge zu vermeiden, die durch die beim Umkehren der Relais oder beim Zurück springen der Umkehrrelais erzeugte du/dt verursacht wer den.

Aus diesem Grund bedienen sich diese Systeme einer Elek tronik, die in mehrere unterschiedliche, durch eine Ver drahtung verbundene Karten aufgeteilt ist, sowie im allgemeinen eine am Motor befindliche Meßwertgeber-Kar te, eine Mikroprozessor-Steuerkarte und eine Leistungs relais-Karte bzw. Platine.

So ist es auch einer der Zwecke der vorliegenden Erfin dung, eine Monoblock-Einrichtung zum Betreiben einer Umkehr- oder Pendelbewegung zu liefern, die einen Motor und ein Kontroll- und Steuerungssystem umfaßt, und die es ermöglicht, die vorstehend beschriebenen Störungen zu beseitigen.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist es, eine derartige Einrichtung zu liefern, deren Kontroll- und Steuerungs system äußerst reduziert ist.

Diese Zwecke sowie andere, die in der Folge beschrieben sind, werden durch eine Monoblockeinrichtung zum Betrei ben einer Umkehr- oder Pendelbewegung erreicht, die einen mit Drehstrom gespeisten Motor und dessen Kon troll- und Steuersystem umfaßt, das durch einen Motor- Positionsgeber, eine elektronische Motor-Kontrollbau gruppe, die Informationen von diesem Geber erhält, und eine Leistungselektronik, die zwei jeweils durch eine Stromphase gespeiste statische Relais und zwei mit dem Motor verbundene Umkehrrelais beinhaltet, gebildet wird, welche Monoblockeinrichtung gemäß der vorliegenden Er findung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Lei stungselektronik ein Relais umfaßt, das in der dritten Stromphase angeordnet ist, so daß diese dritte Phase immer in dem Moment abgeschaltet ist, wo die beiden, in den zwei anderen Phasen befindlichen Umkehrrelais in Funktion treten, wodurch jegliche Induktionsspannung an den Klemmen der statischen Relais vermieden wird.

Vorteilhafterweise sind die beiden statischen Relais- Thyristoren.

Vorzugsweise besteht der Positionsgeber des Motors aus zwei opto-elektronischen oder magnetischen Sensoren, die in der Nähe der Motorwelle angebracht sind.

Vorteilhafterweise sind die elektronische Motor-Kon trollbaugruppe, die Leistungselektronik und der Posi tionsgeber auf demselben, formschlüssig mit dem Motor verbundenen Träger angebracht.

Die folgende Beschreibung, die keinerlei begrenzenden Charakter hat, muß in Verbindung mit den beigefügten Abbildungen gelesen werden, von denen:

Abb. 1 eine schematische Perspektivansicht eines mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung ausgerüsteten Motors darstellt;

Abb. 2 eine Seitenansicht dieses Motors und dieser Einrichtung ist;

Abb. 3 ein Schaltschema ist; und

Abb. 4 bis 10 die Funktion der Einrichtung in Abhängigkeit von den verschiedenen Betriebsstufen des Motors darstellen.

Wie man auf Abb. 1 erkennen kann, umfaßt die Monoblock- Einrichtung zum Betreiben einer Umkehr- oder Pendelbe wegung einen mit Drehstrom gespeisten Motor 1 und dessen Kontroll- und Steuersystem, das in einer Baugruppe mit der Referenz 2 bezeichnet ist.

Der Motor 1 hat eine Welle 3, an deren einem Ende ein Rad 4 angeordnet ist, das über einen Riemen 5 und ein geeignetes Getriebe oder eine Untersetzung einen Ge genstand wie z. B. eine Glocke in eine Umkehr- oder Pen delbewegung versetzt.

Zur Steuerung dieses Motors 1 ist ein Kontroll- und Steuerungssystem 2 vorgesehen, das aus einem Positions geber 6 besteht, der zwei opto-elektronische oder magne tische Sensoren 7 und 8 beinhaltet, die um ein Rad 9 herum angeordnet sind, welches sich auf der Welle 3 des Motors 1 befindet. Diese Sensoren haben den Zweck, die Drehrichtung, den Drehwinkel und die Drehzahl des Motors 1 zu bestimmen.

Die durch die Sensoren 7 und 8 empfangenen Informationen werden an einen Mikroprozessor 10 übertragen, der dann in Abhängigkeit von diesen Informationen und den bereits eingegebenen Parametern die Drehung der Welle 3 des Motors 1 steuert.

Gemäß des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird in jeder der beiden Phasen 1 und 2, ph1 und ph2, ein sta tisches Relais 11, 12, z. B. ein Thyristor, angeordnet, der mit einem Umkehrrelais 13 und 14 verbunden ist.

In die dritte Phase ph3 des den Motor 1 versorgenden Stroms wird ein Relais 15 angeordnet. Die aus den beiden statischen Thyristor-Unterbrechern 11 und 12, den beiden Umkehrrelais 13 und 14. und dem Relais 15 bestehende Bau gruppe bildet die Leistungselektronik.

Die Funktion dieser Baugruppe wird in Verbindung mit den Abb. 4 bis 10 beschrieben.

Die Abb. 4 stellt den Zustand der Leistungselektronik bei Stillstand des Motors 1 dar. Wenn der Stromkreis geschlossen ist, wird der Motor 1 in Drehrichtung nach rechts entsprechend Pfeil F1 (Abb. 5) angetrieben.

Hat sich die Welle 3 des Motors 1 um den gewünschten Winkel gedreht, so wird die Drehbewegung durch Abschal ten der statischen Relais 11 und 12 angehalten (Abb. 6). Vor Umkehrung der Phasen ph1 und ph2 wird das Relais 15 geöffnet (Abb. 7); anschließend erfolgt die Umkehrung der Phasen, was eine Bewegung der Umkehrelais 13 und 14 nach sich zieht (Abb. 8); das Relais 15 kann dann ge schlossen werden (Abb. 9). Der Durchfluß des Stroms steuert folglich die Drehung des Motors 1 in die andere Drehrichtung entsprechend Pfeil F2 aufgrund der Aktivie rung der statischen Relais 11 und 12 (Abb. 10).

Da die Phasenumkehrung bei abgeschalteter Phase 3 er folgt, liegt kein Potential auf den gemeinsamen Punkten der Umkehrrelais 13 und 14, wodurch keine du/dt bei den statischen Relais 11 und 12 erzeugt wird. Deswegen gibt es auch keine induktiven Belastungen mehr an den Kon taktklemmender Umkehrrelais 13 und 14.

Die Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann auf einem Flachträger wie z. B. einer Karte 16 angeordnet werden: dabei befinden sich die Sensoren 7 und 8 auf der einen Seite und die anderen Elemente auf der anderen Seite. Diese Karte 16 kann am Motor 1 befestigt werden, wobei die Sensoren 7 und 8 zum Zahnrad 9 hin gerichtet sind.

Eine Ausführungsvariante besteht darin, die Anordnung der Relais zu ändern. Man kann sich z. B. ein Montage schema vorstellen, bei dem sich das statische Relais 11 in der dritten Phase ph3 und das Relais 15 in der ersten Phase ph1 befindet, während alle anderen Elemente unver ändert bleiben. Mit anderen Worten, das Relais 15 ist in einer Phase und jedes der statischen Relais 11, 12 in einer der anderen Phasen angeordnet.

Die Umkehrrelais 13 und 14 besitzen je eine Spule. Um zu vermeiden, daß bei Ausfall einer dieser Spulen nur eines dieser Umkehrrelais aktiviert wird, wodurch zwei Phasen kurzgeschlossen würden, sind diese Spulen in Reihe ge schaltet.

Claims

1. Monoblock-Einrichtung zum Betreiben einer Umkehr- oder Pendelbewegung, umfassend einen mit Drehstrom ge speisten Motor und dessen Kontroll- und Steuersystem bestehend aus einem Motorpositionsgeber, einer Motor elektronikbaugruppe, die Informationen von besagtem Geber erhält und einer Leistungselektronik, die zwei durch je eine Stromphase gespeiste statische Relais beinhaltet, und zwei Umkehrrelais, die mit dem genannten Motor verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungselektronik ein Relais (15) umfaßt, das in der dritten Stromphase (ph3) angeordnet ist, so daß die erwähnte dritte Phase immer in dem Moment abgeschaltet ist, wo die beiden in den beiden anderen Phasen (ph1 und ph2) befindlichen Umkehrrelais (13, 14) in Funktion treten, wodurch jegliche Induktionsspannung an den Klem men der statischen Relais (11, 12) vermieden wird.

2. Einrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die statischen Relais (11, 12) ohne Unterschied in der ersten und zweiten Phase (ph1, ph2) oder in der ersten und dritten Phase (ph1, ph3) oder in der zweiten und dritten Phase (ph2, ph3) angeordnet sein können, während das Relais (15) immer in der Phase angeordnet wird, in der sich keines der besagten statischen Relais (11, 12) befindet.

3. Einrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß jedes statische Relais (11, 12) mit einem Um kehrrelais (13, 14) verbunden ist.

4. Einrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die statischen Relais (11, 12) Thyristoren sind.

5. Einrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionsgeber (6) aus zwei opto-elektronischen oder magnetischen Sensoren (7 und 8) besteht, die in der Nähe der Motorwelle (3) des Motors (1) angeordnet sind.

6. Einrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Umkehrrelais (13, 14) eine Spule besitzt, welche Spulen in Reihe geschal tet sind.

7. Einrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Kontroll- und Steuersystem (2) des Motors (1) auf einem Träger (16) befindet, der an diesem Motor (1) befestigt ist.