NO834864L - Startanordning for elektromotorer og fremgangsmaate for drift av denne. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en startanordning for elektromotorer hvor det i hver av motorens faseledninger er anordnet n startmotstander og et.flertall styrbare brytere, idet n er et heltall, og med en styreinnretning for bryterne.

Videre angår oppfinnelsen en fremgangsmåte for drift av en slik startanordning.

Ved innkobling av elektromotorer må strømmen begrenses unr:. der igangsettingen. Med den tiltagende utbredelse av ujevnt sterkt belastede motorer med høy effekt, slik det f.eks. trenges ved kompressorer for varmepumper og klimaapparater, oppstår stadig oftere det problem å muliggjøre igangsetting av slike motorer ved full belastning av disse, uten at det på grunn av den høye startstrøm fremkommer forstyrrende spenningsfall på nettet.

Det er kjent faseutsnittstyringer som betinger meget strenge tiltak for støybeskyttelse, da de frembringer energirike høy-frekvente forstyrrende spektra, og disse tillates bare å komme ut på nettet i sterkt dempet form. En stor utbredelse av slike faseutsnittstyringer er derfor ikke ønskelig sett fra et for-styrrelsessynspunkt.

Ved startbrytere av typen stjerne/trekant-brytere vil man med høyt belastede motorer (f.eks. med en kompressor ved det øvre stempeldødpunkt) ved omkoblingen fra stjerne til trekant, få en kort motorstillstand, som fører til et sterkt strømstøt ved trekantomkoblingen.

Motstandsstartere har ikke denne ulempe. Ved kjente star-tere med motstander som kan være anordnet i parallell eller i serie, blir motstandene innkoblet enkeltvis. De enkelte motstander opptar derfor under forholdsvis lang tid en høy taps-effekt og må være dimensjonert tilsvarende. I overensstemmelse med dette må det anvendes motstander med store dimensjoner eller med forsert kjøling. Slike anordninger trenger stor plass og er kostbare. Strømstigningen skjer der i så mange trinn som det foreligger motstander, dvs. vanligvis bare med grove trinn.

Foreliggende oppfinnelse har til oppgave å tilveiebringe ,en forbedret startanordning som ikke eller bare i redusert grad, har de nevnte ulemper. Dette blir oppnådd ved at bryternes styreinnganger er forbundet med utgangene av styreinnretningen, hvilken styreinnretning kan frembringe styresignaler for bryterne, og alle 2n mulige motstandskombinasjoner kan innkobles i forutbestemt rekkefølge i faseledningen i serie med motoren, ved hjelp av bryterne.

Videre har oppfinnelsen til formål å tilveiebringe en fremgangsmåte for drift av startanordningen ifølge hovedkravet. Denne erkarakterisert vedat motstandene kan inn - resp. utkobles enkeltvis eller flere om gangen, for igangsetting av elektromotoren, for å la startstrømmen øke i maksimalt 2n trinn, og at varigheten av innkoblingen velges slik for hver motstands-kombinas jon, at det blir oppnådd en ønsket strømstignings-karakteristikk.

Ved inn- og utkoblingen av motstandene blir den enkelte motstand mindre belastet i tid og med hensyn til strøm, hvilket tillater en vesentlig reduksjon av motstandenes dimensjoner. Videre blir det muliggjort en strømøkning med finere trinn og en enkel påvirkning av strømstignings-karakteristikken.

Ved en foretrukket utførelsesform er motstandene anordnet

i parallellkobling.

Ved en annen foretrukket utførelsesform er det anordnet fem motstander med motstandsforhold lik 1:2:4:8:16.

Ved en foretrukket fremgangsmåte for driften blir alle

32 motstandskombinasjoner som er mulige med fem motstander, inn- og utkoblet i rekkefølge efter avtagende motstandsverdi. Ved en annen foretrukket fremgangsmåte for driften blir varigheten av innkoblingen av hver motstandskombinasjon valgt slik at motorstrømmen øker tilnærmet lineært.

I det følgende skal et utførelseseksempel ifølge oppfinnelsen forklares nærmere ved hjelp av tegningsfigurene, hvor

Fig. 1 viser et prinsippskjerna for en startanordning med

4 motstander,

Fig. 2 viser en mulig koblingsanordning for styreinnretningen i startanordningen på Fig. 1, Fig. 3 a viser et motstand/tid-diagram for startanordningen på Fig. 1,

Fig. 3 b viser et annet motstand/tid-diagram.

Fig. 1 viser prinsippskjemaet for en startanordning med fire motstander 2-4. Disse ligger parallelt med hverandre

og deres første tilkobling er forbundet med nettet ved hjelp av en klemme 10 og en samleledning 11 . Brytere 5 - 8.

danner i lukket stilling forbindelsen mellom den annen tilkobling på de tilsvarende motstander og en samleledning 14.

En (ikke vist) motor er koblet til klemmen 13. En slik anordning av brytere og motstander skal innsettes i hver fase-ledning, men her er den bare vist en gang. Bryteren 12 danner efter igangsettelse av motoren, en direkte forbindelse mellom motoren og nettledningen, og forbikobler dermed motstandene " og bryterne i startanordningen. Denne bryter 12 utgjøres vanligvis av en mekanisk verneinnretning og er i og for seg uav-hengig av startanordningen, f.eks. en tidsstyrt bryter. For-trinnsvis kan den imidlertid også kobles av styreinnretningen 9, slik det er vist på Fig. 1.

Styreanordningen er med sine styreutganger A-D forbundet med de tilhørende styreinnganger på bryterne 5-8,

som dannes av vanlige kommersielle halvleder-koblingselementer, f.eks. av typen triac, transistor, effekt-FET, osv. Utgangene av styreinnretningen 9 antar to logiske tilstander. Et høyt

potensial på utgangene A-D blir betegnet som "1" og den til-hørende bryter er lukket. Et lavt potensial på utgangene blir fremstilt som "0" og den tilsvarende bryter står åpen. For igangsetting av motoren kan nå ved hjelp av styreinnretningen 9 alle mulige kombinasjoner av bryterstillinger gjennomløpes, for å oppnå en strømbegrenset igangsetting med lav belastning på motstandene 1 - 4.

Velges motstandene 1 - 4 på 25 ohm, 50 ohm, 100 ohm og 200 ohm, så fremkommer med de nedenfor angitte tilstander av styreutgangene A-D, de følgende avrundede motstandsverdier:

Med fire motstander står det til disposisjon ialt 16 motstandskombinasjoner.

Ved inn- og utkoblingen får man som hovedsakelig fordel

en god fordeling av belastningen på motstandene. Således er det f.eks. mulig ved en utførelse med fem motstander pr. fase,

å igangsette motorer med et effektopptak på 15 kw, med motstander som bare kan belastes med 50 W.

Efter oppnåelse av den minste motstandsverdi på 13 ohm, henholdsvis styreinngangverdien 1111, blir bryteren 12 lukket for å forbinde den igangsatte motor direkte med nettet, og bryterne 5-8 blir igjen åpnet.

For påvirkning av tidsforløpet av motstandsverdien og dermed strømstigningen, kan man velge forskjellig varighet av innkoblingen for de enkelte motstandsverdier.

For å frembringe styresignaler for bryterne 5-8 såvel som for bryteren 12, kan det f.eks. anvendes en kommersielt vanlig programgenerator. Fig. 2 viser videre en enkel prin-sippkobling for frembringelse av styresignalene, f.eks. opp-bygget med vanlige kommersielle TTL-logikkelementer. En taktgiver 20 frembringer et firkantsignal med konstant frekvens, idet man her ikke stiller strenge krav til hvor konstant fre-kvensen skal være. Firkantsignalet blir over en delekrets 21 med variabelt deleforhold, og en kontrollkrets 22 ført til taktinngangen T på en 4-bit-teller 23.

De fire tellerutganger A-D presenterer styresignalene for bryterne. Når telleren 23 begynner å telle fra hvile-tilstand (utganger 0 0 0 0), idet kontrollkretsen 23 efter en startpuls på sin inngang S legger firkantsignalet fra dele-kretsen 21 på tellerens taktinngang, gjennomløper tellerutgangene efter hverandre alle 16 mulige tilstander (bryterstillinger henholdsvis motstandskombinasjoner)„ Ved dekoderin-gen av tellerutgangene A, B, som alltid endrer sin tilstand (fra 0 0 til 0 1 til 1 0 og endelig 1 1) efter fire taktpulser, kan den variable delekrets styres. Derved fremkommer fire grupper av motstandskombinasjoner med forskjellig varighet av innkoblingen. Når den høyeste tellerstand 1111 blir nådd, detekteres dette av dekoderen 24 og et logisk 1 blir lagt på klemmen 25 for styring av bryteren 12. Videre føres dette sig- nal til kontrollkretsen 22 for å forsinke den neste takt på telleren inntil bryteren 12 med sikkerhet er blitt lukket. Det neste taktsignal medfører så tellerstanden 0 0 0 0 og et overføringssignal på menteutgangen Cy på telleren. Dette blir tilført kontrollkretsen 22 og avbryter taktsignalet inntil den neste startpuls på inngangen S på kontrollkretsen 22.

Fig. 3a viser motstandsforløpet over tid for eksemplet med fire motstander på 25, 50, 100 og 200 ohm. Kurve A fremkommer ved samme varighet av innkoblingen for alle motstandskombinasjoner, mens kurve B på Fig. 3b fremkommer slik det sees, ved ulik lang varighet av innkoblingen av motstandskombinasjoner.

Claims (10)

1. Startanordning for elektromotorer, hvor det i hver av motorens faseledninger er anordnet n startmotstander og et fler-tall styrbare brytere, idet n er et heltall, og med en styreinnretning for bryterne, karakterisert ved at bryternes styreinnganger er forbundet med utgangene av styreinnretningen, hvilken styreinnretning kan frembringe styresignaler for bryterne, og alle 2n mulige motstandskombinasjoner kan innkobles i forutbestemt rekkefølge i faseledningen i serie med motoren, ved hjelp av bryterne.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at motstandene er anordnet i parallellkobling med hverandre.

3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at motstandene har innbyrdes forskjellig motstandsverdi.

4. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at det er anordnet fem motstander med motstandsforhold 1:2:4:8:16.

5. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at bryterne utgjøres av halvleder-koblingselementer.

6. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at styreinnretningen dannes av logikk-koblingselementer med binære utgangstilstander.

7. Fremgangsmåte for drift av en startanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at motstandene kari inri-resp. utkobles enkeltvis eller flere o:n gangen., for igangsetting av elektromotoren, for å la startstrømmen øke i maksimalt 2n trinn, og at varigheten av innkoblingen velges slik for hver motstandskombinasjon, at det blir oppnådd en ønsket strømstignings-karakteristikk.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at det er anordnet fem motstander med motstandsforhold 1:2:4:8:16 og at alle 2 5 motstandskombinasjoner blir innkoblet efter avtagende motstandsverdi.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at varigheten av innkoblingen av motstandskombinasjonene velges slik at det fremkommer en tilnærmet lineær strøm-stigning.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at motstandskombinasjonene er oppdelt i fire grupper, og at varigheten av innkoblingen av motstandskombinasjonene i hver gruppe er den samme, men avtar fra én gruppe til den annen.