NO151456B - Flaskelukkeanordning. - Google Patents

Description

Turtallsregulator.

Den foreliggende oppfinnelse vedrorer turtallsregulator for en elektrisk motor anordnet for å arbeide ved hjelp av en krets som inneholder en seriekobling av en vekselspenningskilde og en eller flere stromventiler i form av gassutledningsror (tyratroner) eller halvlederelementer (styrte likerettere) for å begrense motorstrommens midlere styrke til en styrke som er uavhengig av motorturtallet ved begrensning av den tid som strom flyter gjennom stromventilen eller -ventilene.

De hittil kjente regulatorer er basert på strommotkobling for å begrense motorstrommen i tilfelle av overbelastning. De funksjon-erer korrekt ved stasjonær eller langsomt variabel arbeidstil-stand, men er lite noyaktig når de signaler som gjennomloper motkoblingssloyfen, er pulsformede, idet deres reaksjonstid av denne grunn er begrenset. Slike anordninger kan ikke beskytte motoren og tyratronene i tilfelle hurtige variasjoner i styre-signalet eller motstandsmomentet.

Spesielt i tilfelle av blokkering av motoren slik at den stanser, hoy strommotkobling under drift eller i tilfelle av en brå igahg-setning, oppstår det plutselig en meget sterk matestrom som kan være skadelig for motoren og tyr-atronen (eller tyratronene) spesielt når disse er av faststofftypen med bestemte toleranser. Med anordningen ifolge oppfinnelsen elimineres disse ulemper idet denne anordning begrenser den maksimalt absorberte strom som funksjon av en parameter som kan være motorens motelektromotoriske kraft eller dens hastighet uansett det signal som påtrykkes styreanordningen. En særlig fordel ved den nye anordning er dens smidighet. Den kan styre motorer av forskjellige typer, som f.eks. likestromsmotorer eller, motorer som mates med en eller flere vekselstrømmer. Den kan også anvendes ved mellomforsterkere i likhet med forsterkere av gruppen Ward-Leonard, innskutt mellom den styrte motor og tyratronkraftforsyningen. I alle disse til-feller skjer reguleringen hurtig slik at den maksimalt absorberte strom forblir moderat ved start og folgelig kvasikonstant når motorens hastighet varierer.

Det vesentlige trekk ved denne oppfinnelse består i å mate den motor som skal styres med en rekke strompulser hvis pulsrepeti-sjonsfrekvens kan være avhengig av kildefrekvensen. Varigheten av hver puls reguleres automatisk som funksjon av en ytre parameter som kan være motorens hastighet eller spenning som virker på matespenningen for den sammenbygde transistor.

Dette oppnås ifolge oppfinnelsen ved en regulator av den innled-ningsvis nevnte art hvis karakteristiske trekk fremgår av de etterfølgende krav.

Oppfinnelsen skal nærmere forklares nedenfor ved hjelp av utfor-

elseseksempler under henvisning til tegningene, hvorpå:

Fig. 1 viser koblingsskjerna for en anordning ifolge oppfinnelsen, og spesielt hvordan det ved bruk av en unijunctiontransistor dannes et tog av pulser med variabel varighet. Fig. 2 viser en kobling ifolge oppfinnelsen hvor grensestyrken av den til motoren matede strom styres av motorens motelektromotoriske kraft. Fig. 3 og 3a viser modifikasjoner av anordningen i fig. 2, og Fig. 4 viser tidsforlopet av spenningen i vesentlige punkter i anordningen. Fig. 1 viser prinsippet for anordningen ifolge oppfinnelsen, og angir i det vesentlige denne bestående av to kretser. Den ene av disse, matekretsen, omfatter et styreorgan bestående av ett eller flere tyratroner, mens den andre, styrekretsen, omfatter en unijunctiontransistor samt de ifolge oppfinnelsen karakteristiske komponenter.

Hovedmatekretsen består av en vekselspenningskilde 8 som antas enfaset, koblet i serie med en faststofftyratron eller et gass-fylt tyratronror Th og en motor M. Hvis tyratronen i lopet av en veksel av kildespenningen ved tiden t eksiteres av en puls med passende polaritet, startes strommen straks, og opphorer ikke for inntreden av veksel med motsatt polaritet. Hver gang samme konfigurasjon med vekselretting og polaritet av eksiter-ingspulsen inntreffer, dannes et tog av stromspisser. For å variere den midlere matestrom er det tilstrekkelig å variere varigheten av stromspissen ved å regulere den tid t ved hvilken tyratronet eksiteres. Denne operasjon utfores av styrekretsen som omfatter unijunctiontransistoren Tr.Ved å utnytte vedkommende halvleders spesielle karakteristikk leverer denne krets korte pulser hvis frekvens er avhengig av kildefrekvensen. En unijunctiontransistor kjennetegnes ved at motstanden mellom dens klemmer C og K faller brått til en meget lav verdi når spenningen UQ på klemme C blir lik eller storre enn en kritisk spenning aEQ. Koeffisienten a er en parameter som er karakteristisk for den anvendte transistor, og spenningen EQ er den potensialdifferans som ved tiden t hersker mellom basene P og K. Hvis spenningen UQ leveres av en kondensator c , utlader denne all sin energi over motstanden R o ved en tid t svarende til det oy■* eblikk da U o = aE o. ;Fig. 1 viser det tilfelle hvor spenningen EQ er pulsformet og spenningen UQ i forste tilnærmelse kan sammenlignes med en sag-tann av formen <U>Q<=> VQt/<C>o (R2 + R^). Det tidspunkt ved hvilket den korte puls oppstår over motstandens RQ klemmer, er således bestemt, og lik: t = aCQ (R2 + R3) E0</V>0.;Motorstrommen kan direkte eller indirekte reguleres ved å variere motstanden R^. Når denne er null, er tiden t lik t = aCMl^E/Vg. Hvis vekselspenningskildens periode betegnes med T, er det tidsrom i hvilket der kan flyte strom i motoren, lik (T/2 - t). Dette tidsrom avhenger av spenningene EQ og VQ og av komponentene R2 og R^. Ved å tilpasse disse storrelser kan den maksimale varighet (T/2 - t) i lopet av hvilken matekretsen gjennomlopes av en strom, lett modifiseres eller reguleres ved på forhånd å begrense den maksimale stromstyrke som avgis av tyratronet eller tyratronene og absorberes av motoren, og da særlig ved start. ;Motstanden R2 kan utgjores av en reostat, en aktiv halvlederkom-ponent eller et hvilket som helst lignende element. Den faste motstand R^ tjener som terskel og begrenser ved påtrykning av de spenninger EQ og VQ nevnte tidsrom (T/2 - t). ;Likeledes kan forskyvningen av tidspunktet t for igangsetningen av tyristoren eller tyristorene tilveiebringes ved å variere spenningene EQ og/eller VQ samtidig som motstandene R2 og R^ er konstante, hvilket fremgår av den ovenfor angitte ligning. Ifolge oppfinnelsen blir variasjonen valgt slik at matestrommen ikke overstiger en på forhånd valgt maksimalstyrke uansett den hastighet som reguleres ved hjelp av motstanden R2 og uansett den motkobling som tilfores motorakselen. Matestrommen forblir således begrenset spesielt ved de forhold som tilsvarer igangsetting med stor hastighet (motstanden R2 justert til en stor verdi) eller overbelastning som forer til eller bevirker blokkering av motoren. For å oppnå dette resultat, blir spenningene Eq og VQ eller en av dem regulert slik at de folger spenningen på motorklemmene dvs. tilnærmet den motelektromotoriske kraft eller enhver annen storrelse som varierer tilsvarende som f.eks. den spenning som leveres av en tachymetergenerator tilkoblet motoren og mates med en konstant feltfluks. ;Ifolge en foretrukket utforelsesform holdes spenningen VQ praktisk talt konstant og spenningen EQ styres ved hjelp av spenningen over motorklemmene og som innfores ved hjelp av en mot-koblingskrets, slik det fremgår av det fblgende. ;En ytterligere anordning ifolge oppfinnelsen er vist i fig. 2. ;På grunn av på den ene side tyratronets suksessive åpninger og på den annen side virkningen av Zenerdioden CR^, har spenningen V form av en praktisk talt konstant firkantpuls. Som vist ovenfor, bevirker den via broen R3CQ en spenning UQ med sagtannform over kondensatorens CQ klemmer. Spenningen E er et resultat av over-lagringen av spenningen V og den spenning (-Um) som ved motstandens Rg innvirkning, fremkommer over klemmene på den motor som skal reguleres. Således blir spenningen E av formen E = (bV - du<*>m) hvor koeffisientene b og d avhenger av de motstander som er til-stede i kretsen. Anordningens regulatorvirkning fremgår således klart. Når for eksempel den motelektromotoriske kraft under inn-flytelse av en hastighetsvariasjon stiger og således vil prove å minske tyratronstrommen, faller spenningen E og dermed den kritiske spenning aE. Tyratronens eksiteringspuls starter da tidligere og bevirker matningsspisser med oket varighet. Den av tyratronet avgitte strom stiger og kompenserer således virkningen av fallet i spenningen (Um). Likeledes når den motelektromotoriske kraft avtar på grunn av en variasjon i hastigheten, opptrer det en motsatt prosess slik at den strom som leveres av tyratronen, reduseres og kompenserer for reduksjonsvirkningen av spenningen U .

Ved å regulere motstandene R& og RQ får man en maksimal matnings-strom som er nær uavhengig av motorens hastighet. Ved igangsetting eller når motoren blir blokkert, svarer spenningen U til det ohmske fall i ankermotstanden, og spenningen E stabiliseres til et nivå som bevirker en strom av onsket styre, f.eks. 1,5 ganger den nominelle strom. Under normal drift og ved en betydelig overbelastning ut over de forutsatte grenser, f.eks. 1,5 ganger den nominelle kobling, avtar hastigheten og bevirker en reduksjon av den motelektromotoriske kraft i motoren, hvilken reduksjon har en tendens til å oke den strom som avgis av tyratronen; spenningen E oker og med den den kritiske spenning aE. Tyratronens eksiteringspuls frembringes da senere og bevirker at det mates fir-kantpulser med en redusert varighet. Hvis overbelastningen ved-varer, når motoren således blokkeringstilstand, og matestrommen forblir begrenset til den maksimale styrke på en godtagbar måte. En hver risiko for skade kan således unngås.

Fig. 3 viser en variant av den beskrevne anordning. På den ene side kildespenningen og på den annen side spenningen over Zenerdioden CR2 så vel som motorens motelektromotoriske kraft bidrar til dannelse av spenningsfallet E over unijunctiontransistorens klemmer. Ved passende innstilling av motstandene R'^/ R7°g R'g forblir den midlere matestrom uavhengig av motorens hastighet og den tilforte motkobling. Funksjonen er analog med det tidligere beskrevne tilfelle. Fig. 3a viser variantens anvendelse på en

forsterker av "Ward-Leonard"-typen, A .

1 ^ m

Fig. 4 viser spenningsforlopene i de vesentlige punkter i koblin-en i fig. 3. I A er vist tidsforløpet av den spenning som oppstår over klemmene på den serielikeretter som folger tyratronet Th. Denne spenning dannes av kildens positive veksel som kuttes i det oyeblikk tyratronet tenner og varer i tiden wt, målt i elektrisk fasevinkel. I B er vist pulsformen av den spenning V som oppstår over Zenerdioden CR1 og forsvinner ved tiden t. I c er vist den sagtannspenning som eksiterer unijunctiontransistoren. Den forsvinner ved tiden t når den oppnådde amplitude er lik aE og samtidig den i F viste korte puls genereres. Formen av den stromspiss som mater motoren, er vist i I. Den i D viste kurve er en mulig form av spenningen E når kretskomponentene justeres tilsvarende. De opptrukne kurver viser også de modifikasjoner som spenningsforlopene underkastes når spenningen i punkt D vari-eres fra verdien E til E'<E.

Claims (7)

1. Turtallsregulator 'for en elektrisk motor anordnet for å arbeide ved hjelp av en krets som inneholder en seriekobling av en vekselspenningskilde (S) og en eller flere stromventiler (Th) i form av gassutledningsrbr (tyratroner) eller halvlederelementer (styrte likerettere) for å begrense motorstrommens midlere styrke til en styrke som er uavhengig av motorturtallet ved begrensning av den tid som strom flyter gjennom stromventilen eller -ventilene, karakterisert ved at for denne begrensning, uavhengig av det onskede turtall eller det motvirkende dreiemoment, forefinnes for automatisk påvirkning av en styreanordning for stromventilen eller stromventilene (Th), organ i form av en kondensator (C0) og en motstand (RQ) seriekoblede via en emitter-basestrekning (C-K) i en dobbelbasetransistor (Tr) hvis ene elek-trode (P) og kondensatoren (C o) er anordnede for å motta med tiden variable spenninger (E eller E^ og u ), slik at kondensatoren (CQ) utlades ved det tidspunkt da disse spenninger (u og E resp. E-^) oppviser et forutbestemt forhold hvis verdi er avhengig av dobbelbasetransistorens (Tr) egenskaper.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at en spenning (V ) som er beregnet for matning av kondensatoren (CQ), utgjores av en sagtannspenning oppnådd ved hjelp av en praktisk talt konstant spenning (V) som forekommer over en zenerdiodes (CR^) klemmer og er forbundet med kondensatoren (CQ) via reguler-bare, resistive elementer (R2, R-j) .

3. Anordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at i det minste ett resistivt element ( R^) koblet i serie med kondensatoren (C o) utgjores av en reostat eller et aktivt element i form av et elektronror eller en transistor, styrbart på manuell måte eller automatisk ved hjelp av en ytre storrelse.

4. Anordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at et av de i serie med kondensatoren koblede resistive elementer (R^) har en fast storrelse som bestemmer det oyeblikk da kondensatoren (CQ) utlades, hvorved dette faste resistive element utgjor et stopp som bestemmer den maksimale styrke som den pulsformede strom som flyter gjennom motorens matningskrets, kan anta.

5. Anordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at likespenningen (V) mottas i pulsform ved hjelp av enten den potensiale forskjell som opptrer over strdmventilens (Th) klemmer, eller fra nettspenningen, med eller uten zenerdioden (CR^).

6. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at matningsspenningen (E) for dobbelbasetransistorens (Tr) elek-trode (P) er variabel som en funksjon av motorens (M) motelektromotoriske kraft eller turtall, hvorved matningsspenningen (E) utgjor summen av en konstant spenning (V) og den spenning som forekommer over motorens (M) klemmer.

7. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at dobbelbasetransistorens (Tr) matningsspenning (E) utgjor summen av tre spenninger, nemlig en forste spenning bestående av den potensiale forskjellen over stromventilen (Th) i serie med spenn ingsfallet over en beskyttelsesmotstand (R&), en andre spenning over klemmene til en zenerdiod (CR2) og en tredje spenning bestående av en brokdel av den spenning som er uttatt over en direkte eller indirekte i matningskretsen innkoblet motors (M) klemmer, hvilken brokdel dannes av en spenningsdeler dannet av motstander (R?, Rg).