DE4416342C1

DE4416342C1 - Elektronik für Stromwendermotoren

Info

Publication number: DE4416342C1
Application number: DE19944416342
Authority: DE
Inventors: Hans Hermann Rottmerhusen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-05-09
Filing date: 1994-05-09
Publication date: 1995-05-11
Anticipated expiration: 2014-05-10

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehzahlsteuerung für Stromwendermotoren, gemäß dem Oberbegriff der nebengeordneten Ansprüche 1 und 2. So eine Drehzahlsteuerung ist z. B. aus der Zeitschrift "Elektronik", 1981, H. 19, S. 1354-1356 bekannt.

Elektronische Einrichtungen zur Bestimmung der Drehzahl bei Stromwendermotoren sind in unterschiedlichen Auslegungen bekannt.

Bei Universalmotoren kommen überwiegend Phasenanschnittsteuerungen zur Anwendung (s. den Aufsatz in "Elektronik"). Phasenanschnittsteuerungen haben aber den erheblichen Nachteil, daß der Sinus des Netzes stark beeinträchtigt und deformiert wird, außerdem ist die Energieausnutzung mangelhaft.

Ein Umrichter mit einer Kondensator-Halbbrücke und einer Transistor-Halbbrücke ist aus der DE 40 14 448 A1 bekannt. Diese Schaltungsanordnung ist für einen Kondensatormotor (Käfigläufer) ausgelegt, und die Drehzahl wird durch die angelegte Drehfeldfrequenz bestimmt.

Aufgabe der Erfindung ist es, kostengünstige elektronische Einrichtungen und Anordnungen zur Drehzahlbestimmung für Stromwendermotoren zu schaffen, womit Stromwendermotoren mit den Eigenschaften einer Phasenanschnittsteuerung regelbar sind, und hierbei der Sinus des Netzes nicht beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale der nebengeordneten Patentansprüche gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen und der Beschreibung zu entnehmen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen darin, daß eine Steuerelektronik für Stromwendermotoren zur variablen Drehzahlsteuerung gefunden wurde, die sich durch den geringen Umfang und Aufwand der Bauteile auszeichnet.

Diese Steuerelektronik ermöglicht es, daß der Sinus des Netzes nicht beeinträchtigt wird, und außerdem werden höhere Wirkungsgrade bei Universalmotoren erzielt, und die Geräuschentwicklung ist geringer gegenüber einer Phasenanschnittsteuerung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Dabei zeigt die Figur eine Schaltungsanordnung mit elektronischer Steuerung der Drehzahlbestimmung für Stromwendermotoren.

Die Figur zeigt eine Schaltungsanordnung, womit bei Stromwendermotoren die Drehzahl variabel einstellbar ist, ohne daß hierbei der Sinus des Netzes besonders im Bereich des Nulldurchganges beeinträchtigt wird.

Dem Netz ist ein Gleichrichter 1 nachgeschaltet, und dem Gleichrichter sind zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren 2 und 2′ zugeordnet, sowie zwei in Reihe geschaltete Transistoren a und b. Der Stromwendermotor ist mit der einen Anschlußseite an die Kondensator-Halbbrücke 3, und mit der anderen Anschlußseite an die Transistor-Halbbrücke 4 angeschlossen. Der Transistor-Halbbrücke ist eine Steuerelektronik zur variablen Drehzahlbestimmung des Stromwendermotors zugeordnet, die z. B. aus einem Controller mit dazugehörender Peripherie bestehen kann. Zur variablen Einstellung der Drehzahl des Motors, gibt es zwei vorteilhafte Wege.

Der erste Weg ist der, die Steuerelektronik derart auszulegen, daß das Wechselfeld am Stromwendermotor variabel einstellbar ist, indem die Transistoren a und b wechselseitig angesteuert werden. Durch die Ansteuerung des Transistors a wird der Motor aus dem Kondensator 2′ gespeist (Fließrichtung c), und durch die Ansteuerung des Transistors b wird der Motor aus dem Kondensator 2 gespeist (Fließrichtung d). Die Höhe der Stromaufnahme des Stromwendermotors ist abhängig von der angelegten Frequenz des Wechselfeldes am Motor, je höher die Frequenz, um so geringer die Stromaufnahme, und je kleiner die Frequenz, um so höher die Stromaufnahme. Durch diese Maßnahme wird der Sinus des Netzes in keiner Weise beeinträchtigt, da lediglich die Betriebskondensatoren 2 und 2′ am Netz anliegen.

Werden konstante Drehzahlen gewünscht, so ist der Steuerelektronik eine Konstantdrehzahl-Regelung zugeordnet, die die Schaltfrequenz der Transistoren entsprechend steuert.

Der zweite Weg zur variablen Einstellung der Drehzahl ist der, der Steuerelektronik einen Pulsweitenmodulator zuzuordnen, womit die Stromaufnahme des Motors gesteuert wird, hierbei ist die angelegte konstante Frequenz des Wechselfeldes am Motor niedrig, und sie ist abhängig von der Kapazität der Betriebskondensatoren 2 und 2′. Vorteilhaft ist eine Wechselfeld-Frequenz um die 10 Hz. Für konstante Drehzahlen ist der Steuerelektronik auch hier eine Konstantdrehzahl-Regelung, in Verbindung mit dem Pulsweitenmodulator, zugeordnet.

Claims

1. Drehzahlsteuerung für einen Wechselstrom-Stromwendermotor mit Halbleiterschaltern, gekennzeichnet durch eine Wechselrichterbrücke, die den Motor mit konstanter Spannung und variabler Frequenz speist.

2. Drehzahlsteuerung für einen Wechselstrom-Stromwendermotor mit Halbleiterschaltern, gekennzeichnet durch eine Pulswechselrichter-Brücke, die den Motor mit variabler Spannung und konstanter Frequenz speist.

3. Drehzahlsteuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz im Vergleich zur Netzfrequenz niedrig, vorzugsweise bis 10 Hz ist.

4. Drehzahlsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselrichter-Brücke eine Transistor-Brücke ist.

5. Drehzahlsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zweigpaar der Wechselrichter- Brücke aus Kondensatoren besteht.

6. Drehzahlsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Wechselrichter- Brücke einen Drehzahlregler enthält.