NO772324L - Apparat for styring av krafttilf¦rselen til en last - Google Patents

Description

Apparat for styring av krafttilførselen til en last.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et apparat for styring

av krafttilførselen til en last.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt et apparat for styring av krafttilførselen til en last, hvilket apparat omfatter et halvlederbryterelement for styring av strømmen som tilføres lasten fra en vekselstrømstilførsel, og krets for å levere styrepulser til halvlederbryterelementet for å operere dette på fasestyrt måte, hvor kretsen innbefatter (a) en tidsbestemmelsekrets omfattende et motstandselement og et reaktivt element som bestemmer en tidskonstant og (b) en krets som kan modifisere nevnte tidskonstant avhengig av et styresignal for å oppnå variabel fasestyring av operasjonen av halvlederbryterelementet.

Tilveiebringelsen av et motstandselement og et reaktivt element for å bestemme en tidskonstant og en krets til å modifisere tidskonstanten som er således definert,gjør det mulig å anvende meget enkle kretsanordninger for å utføre fasestyring av halvlederbryterelementet.

Fortrinnsvis er det reaktive elementet en kondensator og anordningen er slik at når spenningen over kondensatoren over-skrider en forutbestemt verdi trygges halvlederbryterelementet

ved hjelp av f.eks. en diac• Med fordel er anordningen slik

at den umodifiserte tidskonstant korresponderer med en begrensende verdi av et område av ledetilstandsvinkler. For eksempel hvor det reaktive element er en kondensator kan den

modifiserende krets kobles i parallell med kondensatoren og

j . således dirigere strøm som kommer fra motstandselementet, hvilken ellers ville lade kondensatoren, og således redusere ladehastig-j- .heten for kondensatoren og således ledetilstandsvinkelen. Istedenfor kan den modifiserende krets virke som en shunt for således å tilføre ladestrøm til kondensatoren i tillegg til den som tilføres via motstandselementet. I dette tilfelle korresponderer den umodifiserte tidskonstanten med minimums-verdien for ledetilstandsvinkelen for halvlederbryterelementet.

Ved flere anvendelser slik som f eks. bruken av apparatet for

å styre hastigheten av en elektrisk motor, er det hensiktsmessig at styresignalet lagres som et elektrisk signal ved hjelp av et ytterligere reaktivt element. Dette er selvfølgelig mulig selvom det byr på visse vanskeligheter å danne grensesnittet mellom det ytterligere reaktive element og det reaktive element i tidsbestemmelsekretsen, ettersom polariteten av spenningen

over sistnevnte vil endre seg ved slutten av hver halvsyklus-av likestrømstilførselen. Denne vanskelighet kan meget enkelt overvinnes ved å innbefatte en helbølgediodebro i den modifiserende krets, hvor det ytterligere reaktive element kobles over likestrømsnodene i broen og hvor dens vekselstrømsnoder

er koblet til tidsbestemmelsekretsen. Dette muliggjør at et

enpolete elektriske signal som lagres av det ytterligere reaktive element og øve direkte påvirkning på tidsbestemmelsekretsen som er vekselstrømsoperert.

I utførelsesformene som er beskrevet nedenfor er lasten en dobbeltf e.lt-vekselstrøms-elektrisk motor og styresignalet er et signal som er representativt for forholdet mellom de tider

som medgår, under en tidsperiode, for mdtorarmaturen og forløpe i overkant av, og under en satt verdi. Hvis armaturhastigheten er i overkant av den ønskede verdi, jo lengre denne situasjon består dessto større vil tidsbrøkdelen være når armaturhastigheten er i overkant av den ønskede verdi og fasen av styrepulsene som påtrykkes bryterelementet retarderes i en grad som er bestemt av denne brøkdel. Dette bevirker at halvlederbryterelementet innkobles senere under halvsyklusene av hovedtil-førselen for således å redusere armaturstrømmen og derved resulterer i en reduksjon i dreiemoment og således armaturhastighet. Når armaturen på tilsvarende måte tilbringer en tidsperiode under den ønskede hastighet,vil tidsbrøkdelen under hvilken armaturhastigheten/under den ønskede verdi, progressivt

er

øke, og dette anvendes til å fremføre styrepulsene sammenlignet med den retarderte situasjon som omtalt ovenfor, slik at halvlederbryterelementet innkobles tidligere under hovedhalvsyklusene for således å tilveiebringe en økning i armaturstrøm og således armaturdreiemoment og hastighet. Ved å anvende et signal som er representativt for tiden som tilbringes av motorarmaturen ved hastigheter i overkant av og under en forutbestemt verdi som feilsignalet for å utføre fasestyring, vil man se at problemet med plutselige endringer i armaturstrømmen og således armaturdreiemomentet også kan unngås ettersom svar på en trinnendring i f.eks. lastdreiemomentet,øker den korrigerende handling progressivt med tiden, istedenfor en trinnendring i lastdreiemomentet som bevirker en trinnendring i en korrigerende handling.

En spesielt enkel måte å oppnå detønskede signal er å tilveiebringe en mekanisk reguleringsanordning som er koblet til motorakselen og anordnet til å ha et par bryterkontakter som lukker eller åpner når en forutbestemt armaturhastighet oppnås eller overskrides. Med bryterkontaktene anordnet til å lukke når armaturhastigheten øker gjennom den ønskede verdi er pulstastforholdet for bryterkontaktene (tidene for lukkede kontakter/ åpne kontakter) representativt for forholdet mellom tiden som forbrukes av armaturen i å løpe ved eller i overkant av den ønskede hastighet og tiden som medgår for armaturen å løpe under den ønskede hastighet, i løpet av et passende tidsintervall. Åpningen og lukkingen av bryterkontaktene kan anvendes for å frembringe en spenning som er proporsjonal med pulstastforholdet, f.eks. ved å lade en kondensator hvilken virker som det reaktive elementet i den modifiserende kretsen, og tilveiebringe en utladningsbane for kondensatoren via bryterkontaktene. I dette tilfellet kan spenningsendringene over kondensatoren utjevnes ved å plassere en motstand i serie med bryterkontaktene. Spenningen over kondensatoren representerer således pulstastforholdet for bryterkontaktene slik den er utjevnet av kondensatoren selv og den tilknyttede motstand, og denne spenning avtar ettersom pulstastforholdet øker.

Oppfinnelsen tilveiebringer også et apparat for å styre kraft-tilførselen til en last, omfattende en triac for å styre strømmen

I som tilføres lasten fra en vekselstrømstilførsel, en tidsbestemmelsekondensator koblet til å bli ladet under hver veksel-strømshalvsyklus, et triggerelement for å levere en styrepuls til triacen når spenningen over kondensatoren når en forutbestemt verdi, en tidsbestemmelsemotstand for tilførsel av strøm til å lade tidsbestemmelsekondensatoren, en helbølgediodebro som har sine vekselstrømsnoder koblet for å omdirigere en del av ladestrømmen fra nevnte tidsbestemmelsekondensator for derved å lade en ytterligere kondensator koblet over likestrømsnodene i broen, idet anordningen er slik at delen av strøm som omdirigeres er avhengig av spenningen over den ytterligere kondensator og en variabel motstandsutladningsbane for nevnte ytterligere kondensator og tilveiebragt innvendig i nevnte bro.

Oppfinnelsen vil bli videre beskrevet under henvisning til vedlagte tegninger, hvor

Fig. 1 er et kretsdiagram av en første utførelsesform av begge typer av oppfinnelsen, Fig. 2 er et kretsdiagram av en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 3 er et kretsdiagram av en tredje utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 4 viser monteringsanordningen for avtasteren som anvendes i utførelsesformen i fig. 3. Fig. 1 viser .en utførelsesform av oppfinnelsen i hvilken en vekselstrømsserie viklet motor omfattende dreibar armatur 4

og to feltspoler 1 og 1' anvendes. Korresponderende klemmer på feltspolene 1 og 1' er koblet over en vekselstrømshoved-tilførsel, mens de andre klemmer i feltspolene er sammenkoblet ved hjelp av armaturen 4 i den elektriske motoren og en triac 5 som er koblet i serie med hverandre. En kondensator 2 og en motstand 3 som er koblet i serie med hverandre, er koblet mellom anoden og katoden i triacen 5 for således å tjene som

et beskyttelsesnettverk for triacen. Det faktum at feltspolene j

!1 og 1<1>er i serie med triacen 5 og armaturen og er plassert mellom disse komponenter og hovedtilførselen hjelper til å hindre forstyrrelse frembragt av triacen i å bli innført tilbake i hovedtilførselen.

Ved hensiktsmessig styring av triacen 5 kan strømmen og således kraften som tilføres armaturen 4 i motoren styres. Styrekretsen A for triacen 5 omfatter en motstand 6 og en kondensator 9 som er i serie med hverandre over triacen 5 og en motstand 7 og en diac. 8 som er koblet i serie med hverandre mellom porten i triacen 5 og forbindelsen mellom motstanden 6 og kondensatoren 9.

Som man vil lett forstå, utfører kretsen A såkalt fasestyring

av styringen av triacen 5. Det vil si, en styrepuls med passende polaritet påtrykkes via diacen 8 til porten på triacen 5,under hver halvsyklus av hovedtilførselen og tidsforsinkelsene mellom hver null-krysning i hovedtilførselen som inntreffer og den neste styrepuls som påtrykkes triacen 5, bestemmes ved hjelp av en tidskonstant tilknyttet kretsen A. Således blir under hver hovedhalvsyklus kondensatoren 9 ladet via en motstand 6 og når potensialet over kondensatoren 9 når en forutbestemt verdi trig-ges diacen 8 for således å bevirke en strømpuls for å påtrykkes porten i triacen 5. Selvfølgelig, ettersom forsinkelsene mellom hver null-kryssing og den neste styrepuls øker( vil mengden av kraft som tilføres av triacen 5 til motorarmaturen 4, og således armaturdreiemomentet begge minke. Så snart triacen styres på, vil den forbli i ledende tilstand inntil den øyeblikkelige hovedspenning faller i tilstrekkelig grad til at armatur-strømmen faller under "holdestrøm" for triacen.

Operasjonen av kretsen A modifiseres ved hjelp av nærvær av kretsen B som er koblet over kondensatoren 9. Man vil se at denne krets B hovedsakelig omfatter en kondensator 10 i serie med en brokrets som er generelt betegnet 18. Broen 18 omfatter fire dioder 11, 12, 15 og 17 anordnet i en helbølgekonfigurasjon med et par av motstående hjørner i broen, nemlig likestrømsnodene sammenkoblet begge ved hjelp av en motstand 14 og et par bryterkontakter 16 som er anordnet i serie med motstanden 14 og ved hjelp av en kondensator 13. De gjenværende hjørner, dvs. vekselstrømsnodene i broen er koblet til den høyre platen i kondensatoren 10 og den nedre platen i kondensatoren 9. Som det vil bli beskrevet i nærmere detalj senere, danner bryterkontaktene 16 del av en regulator som er festet til utgangsakselen for motoren og disse kontakter 16 er anordnet til å lukke seg når hastigheten av vinkelrotasjonen for motorakselen når

en forutbestemt verdi.

Spenningen over kondensatoren 13 er en utjevnet likestrøms-spenning som korresponderer med pulstastforholdet (tid-lukket i forhold til tid-åpen forhold) for kontaktene 16 etter utjevning av kondensatoren 13 og motstanden 14. Ettersom pulstastforholdet for operasjonen av kontaktenel6 øker så vil spenningen over kondensatoren avta og omvendt. Antar man at kondensatoren 13 opprinnelig er utladet vil man se at denne kondensator kan lades gjennom motstanden 6 og kondensatoren 10 og via bryter-nettverket omfattende diodene 11, 12, 15 og 17. Således flyter under hovedhalvsyklusene når den øvre feltspolen 1 er positiv med hensyn til den nedre feltspolen 1',ladestrømmer for kondensatoren via motstanden 6 og kondensatoren 10 og dioden 11 til en plate i kondensatoren og via dioden 17 til den andre platen av kondensatoren. Kondensatoren 13 får således en ladning slik at dens venstre plate er positiv med hensyn til dens høyre plate. Tilsvarende måte flyter under hovedhalvsykluser når den nedre feltspolen 1' er positiv med hensyn til den øvre feltspolen 1, ladestrømmer til venstre plate i kondensatoren 13 via dioden 12 og til dens høyre plate via dioden 15, motstanden 6 og kondensatoren 10. Igjen har den venstre platen i kondensatoren en tendens til å bli positiv med hensyn til den høyre platen. Ser man nu bort i fra lekkasje i diodene under drift i sperreretning og dens egen indre lekkasje, er de eneste midler ved hvilke kondensatoren 13 kan utlade seg er via motstanden 14 og bryterkontakten 16. Hvis kontaktene 16 var

åpne hele tiden,ville spenningen over kondensatoren 13 øke inntil den var fullt oppladet. Når kontaktene 16 lukker seg vil kondensatoren 13 bli utladet med en tidskonstant som bestemmes av kapasitansverdien for kondensatoren 13 og motstandsverdien for motstanden 14.

i

'Tar man nå i betraktning samvirket mellom kretsene A og B,

vil man se at det under hver halvsyklus, før diacen 8. trigger, flyter det en ladestrøm via ladestrømmen 6 for å lade kondensatoren 9. Størrelsen av strømmen som kan strømme gjennom motstanden 6 er begrenset av dens egen motstand i forhold til hovedtilførselsspenningen, slik at hvis man antar at potensialet over kondensatoren 9 ikke er tilstrekkelig til å bevirke trigging av diacen 8, kan strømmen som flyter til motstanden 6 lade enten kondensatoren 9 eller kondensatoren 10 eller begge. Endringshastigheten for potensialet over hver av disse konden-satorer 9 og 10 vil selvfølgelig avhenge av de respektive ladestrømmer som tilføres dem( og fordi den totale tilgjengelige strøm for lading av kondensatoren er begrenset av motstanden 6, vil man forstå at hvis mere strøm trekkes av kondensatoren 10 vil økningshastigheten i spenningen over kondensatoren 9 med hensyn til tiden være mindre, slik at tidsforsinkelsen mellom hver hovedtilførsels-null-kryssing og triggingen av diacen 8

(og således styring av triacen 5) vil være lenger. Strømmen som vil flyte for å lade kondensatoren 10 vil avhenge av spenningen på høyre plate av kondensatoren 10 og denne spenning bestemmes av spenningen over kondensatoren 13.

Det antas at motoren løper med en hastighet i overkant av armaturhastigheten ved hvilken kontaktene 16 lukker. ' Ettersom denne situasjonen vedvarer øker tiden som kontaktene 16 er lukket, slik at pulstastforholdet for operasjonen av kontaktene 16 øker. Således minsker spenningen over kondensatoren 13, hvilken korresponderer med pulstastforholdet for kontaktene 16, utjevnet i tid, ettersom kondensatoren utlades via motstanden 14. Under disse omstendigheter vil spenningen over kondensatoren 13 falle dessto lavere jo lenger motoren forblir i overhastighet. Med kondensatoren som har kun en lav spenning over seg, kan en relativt stor ladestrøm flyte via motstanden 6 til kondensatoren 10 for således å omdirigere strøm fra kondensatoren 9 med det resultat at kondensatoren 9 lader kun meget langsomt. Kompo-nentverdier er fortrinnsvis kun valgt slik at under disse tilstander trigger diacen 8 meget sent, hvis i det hele tatt,

under hver hovedtilførselshalvsyklus, med det resultat at meget liten eller ingen strøm leveres til armaturen i den elektriske motoren.

<!>Armaturdreiemomentet faller således til en lav eller ubetydeligj verdi og armaturen senker derfor farten ned mot den ønskede hastighet.

I overhastighetssituasjonen, dvs. hvor armaturhastigheten er i overkant av den ønskede hastighet, øker graden av korrigerende handling, nemlig retarderingen av fasen av styrepulsene til triacen 5, progressivt jo lengre overhastighetssituasjonen vedvarer. Økningshastigheten i korrigerende handling bestemmes av tidskonstanten tilknyttet utladningen av kondensatoren 13 via motstanden 14 når kontaktene 16 er lukket. Det er klart at graden av korrigerende handling ikke kan øke uendelig og er begrenset til en verdi som korresponderer med situasjonen hvor kondensatoren 13 er stort sett fullt utladet. Således, som svar på en reduksjon i en last på motoren, istedenfor at armaturen akselererer plutselig gjennom den ønskede hastighet med en høy armaturstrøm og så øyeblikkelig får armaturstrømmen avbrudt for således å redusere det akselererende dreiemoment til null,

slik det ville skje med en enkel på/av form av hastighets-styring, som følge av en endring i lastdreiemoment, vil armaturen akselerere gjennom den ønskede hastighet og så snart som dette skjer vil korrigerende handling i form av retardasjon av fasen av styrepulsene begynne å finne sted og retardasjonen vil øke progressivt med tiden inntil armaturstrømmen er i alt vesentlig fullt avbrudt. Armaturhastigheten går således jevnt tilbake til denønskede verdi.

Hvis motoren løper med en hastighet under hastigheten ved hvilken kontaktene 16 lukker, vil kondensatoren 13 være fullt ladet med det resultat at den høyre platen i kondensatoren 10 vil opprettholdes på en korresponderende spenning. Ettersom hovedtilførselsspenningene øker i en retning efter en null-kryssning, kan lite av strømmen som flyter gjennom motstanden 6 flyte til å lade kondensatoren 10 med det resultat at istedenfor lader den kondensatoren 9. Når spenningen over kondensatoren når tilstrekkelig verdi trigger diacen 8, hvilket bevirker at en strømpuls påtrykkes porten i triacen 5 for således å muliggjøre at armaturstrømmen kan flyte for den gjenværende del av den hovedtilførselshalvsyklusen. Verdiene av komponentene i kretsen A og spesielt motstandsverdien i motstanden 6 og kapasi- ,tansen i kondensatoren 9 velges slik at når kondensatoren 13 er fullt ladet og således hindrer kondensatoren 10 i å lade seg, vil kondensatoren 9 lade seg tilstrekkelig hurtig til at triacen styres på meget tidlig under hver halvsyklus, med det resultat

at praktisk talt full effekt påtrykkes motorarmaturen 4.

Man vil se at motstanden 14 fremkommer kun i utladningsbanen for kondensatoren 13, mens kondensatoren 13 lades via diodene som danner broen. Dette betyr at hastigheten med hvilken kondensatoren 13 lader seg som følge av motordriften under den ønskede hastighet kan anordnes til å være større enn dens utladningshastighet når motoren løper med overhastighet. Således kan økningshastigheten i den korrigerende handling

som tas, nemlig fasefremføring av styrepulsene til triacen 5, som følge av at motoren løper under hastigheten, øke tilstrekkelig hurtig ettersom den lave hastighetssituasjon vedvarer slik at den korrigerende handling kan foretas relativt tidlig slik at armaturhastigheten ikke faller til en uønsket lav verdi.

Små variasjoner i armaturhastigheten tar en relativt kortere tid å korrigere enn relativt store variasjoner og kan korrigeres før kondensatoren 13 kan anta den ene eller den andre av sine begrensende tilstander (dvs. fullt utladet eller fullt ladet). For således relativt små variasjoner i armaturhastighet foretas relativt mindre grader av korrigerende handling for således å unngå den situasjon f.eks. at et lite fall i hastighet motvirkes ved påtrykning av full armaturstrøm. Kretsen opererer slik at akkurat tilstrekkelig kraft tilføres til armaturen for å opprettholde den ønskede hastighet.

Som beskrevet tidligere danner kontaktene 16 del av en mekanisk regulator som er koblet til utgangsakselen for motoren og er anordnet til å lukke når hastigheten av vinkelrotasjonen for utgangsakselen øker gjennom en forutbestemt verdi. En slik regulator kan f.eks. omfatte et par armer som bæres av, og montert for dreiebevegelse relativt til, akselen og som er anordnet til å øke deres helningsvinkel med hensyn til akselen som følge av økning i sentrifugalkraft som tilveiebringes ved

i øket vinkelmessig rotasjonshastighet for akselen. Til disse to

'kobles et element som bærer en av bryterkontaktene, og anordningen er slik at etter som helningene av armene relativt akselen øker, beveger elementet som bærer bryterkontaktene seg aksielt relativt akselen. En stasjonær kontakt kan anordnes relativt kontakten som bæres av det roterende element slik at når hastigheten av vinkelrotasjonen for utgangsakselen når en forutbestemt verdi danner kontaktene forbindelse med hverandre. De relative posisjoner for de to kontaktene kan være justerbare slik at hastigheten ved hvilken kontaktene lukker kan forut-velges. En tilsvarende anordning til den som er beskrevet ovenfor med unntagelse av at dens kontakter åpner ved en forutbestemt hastighet,er vist i britisk patent nr. 1,222,893, og det vil være innlysende for fagfolk hvordan bryterkontaktene som er vist der, kan anordnes for å lukke når en forutbestemt hastighet overskrides.

Man vil forstå at selvom halvlederbryterelementet fortrinnsvis er en triac trenger det ikke å være dette. F.eks. kunne to SCR-organer plassert rygg mot rygg i en brokonfigurasjon anvendes.

Likeledes er betydelig variasjon mulig i operasjonsmåten for bryterkontaktene. Således kunne kretskonfigurasjonen endres til å anvende kontakter som åpner når en forutbestemt hastighet nåes eller overskrides, i hvilket tilfelle regulatoren, som er beskrevet i britisk patent nr. 1,222,893, kunne anvendes uten modifikasjon.

Fig.. 2 viser en slik utførelse hvor like henvisningstall er blitt anvendt for å indikere komponenter som utfører den samme funksjon som i fig. 1. Hovedforskjellen mellom denne utførelse og den i fig. 1 er at utførelsen i fig. 2 er anordnet til å operere méd et par bryterkontakter 16<1>som åpner med økende armaturhastighet. Spenningen over kondensatoren 13 i diodebroen øker således jo lengre motorarmaturen 4 tilbringer i overkant av hastigheten ved hvilken kontaktene 16 åpner, og i betraktning av dette modifiseres kretsen slik at ledetilstandsvinkelen avtar ettersom kondensatoren 13 lades.

I utførelsesformen i fig. 2 er derfor verdiene av tidsbestemmelsemotstanden 6' anordnet slik at når kondensatoren 13 er fullt ladet leveres styrepulsene for triacen 5 sent, hvis i det hele tatt, under hver hovedtilførselshalvsyklus. Diodebroen er koblet i serie med en motstand 20 og disse samvirker til å tilveiebringe en alternativ bane for ladestrømmen for tidsbestemmelsekondensatoren 9. Dessto lavere spenningen er over kondensatoren 13, dess mer strøm trekkes for å lade denne kondensator via diodebroen, og øker således ladestrømmen via motstanden 20 til kondensatoren 9. Følgelig vil spenningen over kondensatoren 13 være lavere, styrepulsen leveres til triacen 5 tidligere i hver hovedtilførselshalvsyklus og derfor er kraften som leveres til motorarmaturen 4 større. Man vil forstå at justering av motstandsverdien i motstanden 20 kan utføres til å bestemme den maksimale kraft som påtrykkes motorarmaturen 4.

Bortsett fra de ovenfor nevnte forskjeller er operasjonen

av utførelsesformen i fig. 2 helt analog med den i utførelsen i fig. 1. Som med utførelsen i fig. 1 er spenningen over kondensatoren 13 representativ for pulstastforholdet av operasjonen av bryterkontaktene og utjevnes av motstanden 14. Når en overhastighet eller underhastighet situasjon inntreffer øker den korrigerende handling som foretas progressivt ettersom situasjonen vedvarer for derved å oppnå en jevn operasjon av motoren.

Pulsutmatningen som er tilgjengelig fra bryterkontaktene enten de nå er anordnet til å lukke eller åpne når en forutbestemt hastighet nås, kan formes på andre måter. F.eks. kan en bryter tilveiebringes som opererer ved hver omdreining av armaturen.

En slik bryter kunne være mekanisk, magnetisk eller optisk f.eks., og fra utgangen fra en slik bryter kan det frembringes en pulsbølgeform som har et pulstastforhold som er bestemt av forholdet i tiden som tilbringes av armaturen overfor eller under den ønskede hastighet. En slik anordning ville imidlertid være ganske mer komplisert enn den spesielt enkle og effektive anordning i utførelsesformene i fig. 1 og 2.

Utførelsesformen i fig. 3 er generelt lik den i fig. 1 og den etterfølgende beskrivelse vil derfor bli begrenset stort sett til forskjellene. Det finnes en liten forskjell i tidsbestemmelsekretsen slik at for enkelthets skyld er motstanden 6 koblet til i forbindelsen mellom motstanden 2 og kondensatoren 3 istedenfor til topp-(i figuren) enden av motstanden 6. Hovedforskjellen finnes imidlertid i kretsblokken B. Således er det istedenfor bryterkontaktene 16 tilstede en.NPN-transistor 51 og en avtastingsspole 50 koblet over emitteren og basisen av transistoren 51. Avtastingsspolen 50 er tilknyttet en eller flere permanente magneter som er koblet til armaturen for motoren for rotasjon med denne og avtastingsspolen 50 er plassert til-liggende banen for den permanente magneten eller magnetene, slik at EMF-pulser induseres i denne som følge av de magnetiske fluksvariasjoner som tilveiebringes av rotasjonen av magneten eller magnetene. Det er klart at dessto hurtigere motorarmaturen 4 rotererer, dess større vil amplituden av de induserte EMF-pulser som leveres av avtastingsspolen 50 til basisen av transistoren 51 bli. Hver puls fra avtastingsspolen 50 bevirker transistoren 51 til å lede for derved å tilveiebringe en utladningsbane for kondensatoren 13 via motstanden 14, slik at transistorens 51 kollektorstrøm øker med økende armaturhastighet.

Hvis man antar at kondensatoren 13 opprinnelig er utladet ved starten av en hovedtilførselshalvsyklus, vil den starte lading ettersom hovedtilførselsbølgeformen øker i størrelse via kondensatoren 10 og de dioder i broen, f.eks. diodene 11 og 11, som er drevet i fremretningen under denne hovedtilførselshalv-syklus. Kondensatoren 9 lader således mere langsomt enn hvis kretsblokken B ikke var tilstede og dette fører til en for-sinkelse i diacens8påstyring av triacen 5. Ettersom kondensatoren 13 befinner seg i diodebroen og den eneste rute ved hvilken den kan utlades er via motstanden 14 og kollektoren til emitterkretsen i transistoren 51, er den effektive motstand i utladningsbanen avhengig av amplituden av pulsene som tilføres av avtastingsspolen 50 og således rotasjonshastigheten for armaturen 4. Man vil forstå at kretsblokken B og også rotasjonshastigheten for armaturen 4 når likevektverdier når ladings- dg utladingsstrømmene for kondensatoren 13 balanseres. Hvis således armatur-rotasjonshastigheten er større enn dens likevektsverdi vil spenningen over kondensatoren 13 ha tendens til å falle og som følge av dette vil den ha tendens til å gjen-lade via kondensatoren 10 og således omdirigere strøm fra kon- .

densatoren 9. Som et resultat av dette vil påstyring av j triacen 5 under hver hovedtilførselshalvsyklus forsinkes, slik ' at armaturdreiemomentet og således armaturehastigheten falle tilbake mot likevektsverdien og denne prosess fortsetter inntil likevekt nåes. Hvis likeledes motoren er igang under likevektsverdien, vil kondensatoren 13 bli fullt ladet slik at hele lade-strømmen fra tidsbestemmelsemotstanden 6 vil være tilgjengelig

til å lade kondensatoren 9. Påstyringen av triacen 5 under hver halvsyklus vil således fremføres, hvilket gir opphav til en økning i armaturdreiemoment og således hastighet. Igjen vil prosessen fortsette inntil armaturhastigheten når likevektsverdien .

Man vil forstå at som i de tidligere utførelser tar spenningen over kondensatoren 13 en bestemt tid for å endre verdi og ved hensiktsmessig valg av tidskonstant tilknyttet kondensatoren 13 er det mulig å tilveiebringe at kretsen vil ta en jevn korrigerende handling som følge av en plutselig endring i, f.eks., lastdreiemomentet på armaturen. Det faktum at kondensatoren 13 er koblet til likestrømsnodene i helbølgebroen muliggjør at denne kondensator kan øve innflytelse på ladingen av kondensatoren 9 under positive og negative hovedtilførselshalvsykluser mens polariteten for spenningen over kondensatoren 13 tillates å opprettholde en konstant polaritet slik at tidskonstanten tilknyttet kondensatoren 13 kan bli lenger, i betydelig grad hvis ønskelig, enn hovedtilførselsbølgeformens tidsperiode.

Fig. 4 viser hvorledes avtastingsspolen 50 kan monteres med hensyn til motoren. Som vist strekker motorakselen som bærer armaturen,seg fra en ende av motorrammen 53 og har festet der-til en knott 54 som bærer en kjølevifte 55 for motoren. Også festet til knotten 54 er en permanent magnetenhet 56 som omfatter fire magnetiske polpar, hvor parene er adskilt fra hverandre med lik vinkel. Avtastingsspolen 50 er montert på en monteringsplate 52 som er dreibart koblet ved hjelp av et hengsel 57 til et støtteelement 58 koblet til motorrammen 53. Ved enden av monteringsplaten 52 motsatt hengselet 57 står monteringsplaten 52 i inngrep med en justeringskam 59 anordnet slik at rotasjonen av justeringskammen bevirker at avstanden mellom magnetene i enheten 56 og polstykket i avtastingsspolen 1

,50 kan justeres. Det er klart at dessto nærmere polstykket er j til magnetenheten 56, dessto større vil størrelsen av pulsene som induseres i avtastingsspolen 50 være for en gitt armaturhastighet og derfor dessto høyere vil den gjennomsnittlige ut-ladningsstrøm gjennom motstanden 14 være. Således er en spesielt enkel måte for å justere likevektshastigheten for motoren å justere kammen 59 for derved å variere avstanden mellom magnetenheten 56 og polstykket i avtasteren 50 inntil ønsket armaturhastighet nåes.

Claims (23)

1. Apparat for å styre krafttilførselen til en last, omfattende et halvlederbryterelement for å styre strømmen som til-føres lasten fra en vekselstrømstilførsel, og krets for å levere styrepulser til halvlederbryterelementet for å operere dette på fasestyrt måte, hvor kretsen innbefatter (a) en tids-bestemmélse-krets omfattende et motstandselement og et reaktivt element som bestemmer en tidskonstant, karakterisert ved en krets (B) som kan modifisere nevnte tidskonstant avhengig av styresignalet for å oppnå en variabel fasestyring av operasjonen av halvlederbryterelementet (5).

2. Apparat som angitt i krav 1 hvor fasestyringskretsen er istand til å styre halvlederbryterelementet over et område av ledetilsta,ndsvinkler, karakterisert ved at den umodifiserte tidskonstanten som er bestemt av motstandens (6; 6') og de reaktive elementer (9), korresponderer med en av de begrensende verdier av ledetilstandsvinkelen og hvor den modifiserende krets (B) er anordnet til å tilveiebringe variasjon i tidskonstanten for så å korrespondere med de gjenværende Tedetilstandsvinkelverdier innenfor nevnte område.

3. Apparat som angitt i krav 2, karakterisert ved at den umodifiserte tidskonstant korresponderer med den minimale ledetilstandsvinkel i nevnte område.

4. Apparat som angitt i krav 2, karakterisert i v e d at den umodifiserte tidskonstant korresponderer med den maksimale ledetilstandsvinkel i nevnte område.

5. Apparat som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at den modifiserende krets (B) omfatter et ytterligere reaktivt element (13) anordnet til å lagre nevnte signal mellom suksessive halvsykluser av nevnte tilførsel og en helbølgediodebro (11, 12, 15, 17) hvis veksel-strømsnoder er koblet til tidsbestemmelsekretsen, og det ytterligere reaktive element (13) er koblet over broens like-strømsnoder.

6. Apparat som angitt i krav 5, karakterisert ved at vekselstrø msnodene i broen (11, 12, 15, 17) til slutt er koblet i parallell med motstandselementet (6 <1> ) i tidsbestemmelsekretsen.

7. Apparat som angitt i krav 5, karakterisert ved at vekselstrømsnodene i broene er koblet i parallell med det reaktive element (9) i tidsbestemmelsekretsen.

8. Apparat som angitt i krav 5, 6 eller 7, karakterisert ved at det reaktive element (9) i tidsbestemmelsekretsen er en kondensator.

9. Apparat som angitt i krav 8, karakterisert ved at kondensatoren (9) er anordnet til å lades via motstandselementet (6, 6') under halvsykluser av vekselstrømstil-førselen og den modifiserende krets (B) er istand til å omdirigere ladestrøm fra kondensatoren (9) for således å variere densladehastighet.

10. Apparat som angitt i krav 8 eller 9, karakterisert ved at det ytterligere reaktive element (13) er en ytterligere kondensator.

11. Apparat som angitt i krav 9 og 10, karakterisert ved at den modifiserende krets (A) er således koblet at delen av strøm som omdirigeres er avhengig av spenningen over den ytterligere kondensator (13). :

12. Apparat som angitt i krav 11, karakterisert ! ved at en utladningsbane (14, 16) er tilveiebragt for den ytterligere kondensator (13) innvendig i broen (11, 12, 15, 17) og at anordningen er slik at ledeevnen i utladningsbanen er avhengig av styresignalet.

13. Apparat som angitt et av de foregående krav, karakterisert ved at den modifiserende krets innbefatter en transduktor (16) for å utføre lukket-sløyfe styring av operasjonen av lasten (4).

14. Apparat som angitt i krav 12 og 13, karakterisert ved at utmatningen fra transduktoren (16) styrer ledeevnen for nevnte utladningsbane.

15. Apparat som angitt i krav 13 eller 14, karakterisert ved at lasten (4) er en elektrisk motor og transduktoren (16)er tilpasset til å tilveiebringe et signal som er representativt for motorarmaturhastigheten.

16. Apparat som angitt i krav 15, karakterisert ved at anordningen er slik at det elektriske signal som lagres av det ytterligere reaktive element er representativt for forholdet av tidene som er tilbragt, under en tidsperiode, av motorarmaturen under gang i overkant av eller under en forutbestemt hastighet.

17. Apparat som angitt i krav 15 eller 16, karakterisert ved at transduktoren (16) består av et par mekaniske bryterkontakter som er istand til å endre bryter-tilstander ved en forutbestemt motorarmaturhastighet.

18. Apparat som angitt i krav 17 og krav 10, 11 eller 12, karakterisert ved at bryterkontaktene (16) er koblet i parallell med den ytterligere kondensator (13) ..

19. Apparat som angitt i krav 17 og i krav 10, 11 eller 12, karakterisert ved at transduktoren er en avtastingsspole (50) anordnet til å ha EMF-pulser indusert i seg med amplituder proporsjonale med motorarmaturhastigheten^ ;hvor avtastingsspolen (50) er anordnet til å operere en ' transistor (51) koblet over nevnte ytterligere kondensator (13).

20. Apparat som angitt i krav 19, karakterisert ved at transduktoren (50) er montert på et element (52) som er bevegelig mot og bort fra bevegelsesbanen for i det minste en magnet (53) som bæres av motorarmaturen for således å tilveiebringe justerbarhet for den innstilte armaturhastighet.

21. Apparat som angitt i et av kravene 16-20, karakterisert ved at motoren er en dobbeltfeltmotor, hvor feltspolene (1, 1') for motoren er anordnet i serie med resp. tilførselslinjer til halvlederbryterelementet (5).

22. Apparat som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at halvlederbryterelementet (5) er en triac.

23. Apparat som angitt i krav 22, karakterisert ved en diac (8) koblet mellom en port i triacen og tidsbestemmelsekretsen .