NO840936L

NO840936L - PROCEDURE AND DEVICE FOR CONTROL OF THE SPEED OF TURNING TO AN ASYNCHRONIC ENGINE

Info

Publication number: NO840936L
Application number: NO840936A
Authority: NO
Inventors: Walter Duerr; Dietrich Weisse; Ulrich Simon
Original assignee: Arid Patent Ag
Priority date: 1982-07-13
Filing date: 1984-03-12
Publication date: 1984-03-12
Also published as: EP0113735A1; DK321083A; DE3367306D1; WO1984000451A1; AU1709183A; JPS59501292A; EP0113735B1; DK321083D0; FI840933A; FI840933A0

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og en innretning for styring av omdreiningshastigheten til en asynkronmotor, særlig en pumpemotor som er utformet som en kapslet, rotor eller kortslutningsrotor, idet det ved hjelp av en referansestørrelse som avhenger av effektbehovet og/eller den ønskede hastighet, i en styrekrets frembringes signaler som styrer diodeelementer som er anordnet i minst to effektledninger som mater motorviklingen. The invention relates to a method and a device for controlling the rotational speed of an asynchronous motor, in particular a pump motor which is designed as a capsule, rotor or short-circuit rotor, with the aid of a reference quantity which depends on the power requirement and/or the desired speed, in a control circuit signals are generated that control diode elements that are arranged in at least two power lines that feed the motor winding.

Sådanne innretninger og fremgangsmåter er kjent, eksempelvis fra det franske offentliggjørelses-skrift 2 204 074 og den eldre tyske patentsøknad P 30 46 406.3. Such devices and methods are known, for example from the French publication document 2 204 074 and the older German patent application P 30 46 406.3.

Begge de nevnte innretninger arbeider med en fasesnittstyring av triacer (dvs. styrer en last i en brøkdel av hver syklus) som er innkoplet i motorviklingenes tilførselsledninger. Both of the devices mentioned work with a phase section control of triacs (ie controls a load in a fraction of each cycle) which is connected to the supply lines of the motor windings.

Det har vist seg at sådanne styrekretserIt has been shown that such governing circles

for bestemte anvendelser av pumper, f.eks. i oppvarmings-kretsløp, har en ulempe som hovedsakelig består i at pumpene blir for støyende og at pumpestøyen overføres til den tilkoplede rørledning. for specific applications of pumps, e.g. in the heating circuit, has a disadvantage which mainly consists in the fact that the pumps become too noisy and that the pump noise is transferred to the connected pipeline.

Formålet med oppfinnelsen er å videreutvikle en fremgangsmåte av den innledningsvis angitte type i avhengighet av effektbehovet og/eller den ønskede omdreiningshastighet på en slik måte at den hittil opptredende støy reduseres sterkt eller til og med elimine-res fullstendig, og slik at den frembrakte tapsvarme kan reduseres. The purpose of the invention is to further develop a method of the type indicated at the outset, depending on the power requirement and/or the desired speed of rotation, in such a way that the noise that has occurred so far is greatly reduced or even completely eliminated, and so that the waste heat produced can is reduced.

Ovennevnte formål oppnås ifølge oppfinnelsen ved at spennings-tidsarealene på motorviklingene innstilles forskjellig ved hjelp av driften av diodeelementene i fasesnittstyring. The above purpose is achieved according to the invention by the voltage-time areas on the motor windings being set differently by means of the operation of the diode elements in phase section control.

I overensstemmelse med dette er det til stede en asymmetri av fasesnittene. Med asymmetri av fasesnittet menes herved det forskjellige tennings- og utkoplingstidspunkt for diodeelementene, fortrinnsvis i form av triacer, i avhengighet av fasevinkelen for alle tre faser, dvs. spennings-tidsarealene (effektre-duksjon pr. fase) er forskjellig store for alle tre faser. For eksempel tennes triacen for den første fase ved nullgjennomgang, triacen for den andre fase tennes 5 ms etter nullgjennomgang og triacen for den tredje fase tennes 11 ms etter nullgjennomgang. Når og ved hvilken asymmetri en optimal støydempning opptrer, avhenger her av den aktuelle motorkonstruksjon. In accordance with this, an asymmetry of the phase sections is present. By asymmetry of the phase section is meant the different switch-on and switch-off time for the diode elements, preferably in the form of triacs, depending on the phase angle for all three phases, i.e. the voltage-time areas (power reduction per phase) are different sizes for all three phases . For example, the triac for the first phase is switched on at zero crossing, the triac for the second phase is switched on 5 ms after zero crossing and the triac for the third phase is switched on 11 ms after zero crossing. When and at which asymmetry optimal noise reduction occurs depends here on the engine design in question.

Løsningen på dette problem kan videre, med eller uten innbefatning av de foran beskrevne foranstaltninger, ifølge oppfinnelsen bestå i at det i styrekretsen frembringes et første utgangssignal som ved en ønsket omdreiningshastighet- eller turtallsendring i hver strøm-tilførselsledning til asynkronmotoren innkopler henholdsvis utkopler en drossel- eller kvelespole inntil turtallet er oppnådd. Med kvelespolene skal det oppnås en ekstra støyreduksjon i tillegg til det asymmetriske fasesnitt, hvilket er et resultat av følgende regulerings-mekanisme. Turtallet blir ved hjelp av det asymmetriske fasesnitt redusert til en bestemt verdi. Deretter blir en spenningskvelespole via f.eks. en mikroprosessor automatisk innkoplet i serie med motorviklingen. I det samme øyeblikk blir imidlertid fasesnittet, som svarer nøyaktig til kvelespolens spenningsfall, utkoplet. Der-som turtallet skal reduseres ytterligere, blir et fasesnitt på nytt tilkoplet til kvelespolen. Denne regule-ringsmekanisme kan alt etter motorens størrelse gjen-tas flere ganger, slik at det til slutt er koplet tre eller fire kvelespoler i serie med motorviklingen. Hen-sikten med denne kretsoppbygning består i å redusere de forholdsvis høye hvirvelstrømtap i rotoren. Ved hjelp av denno koplingsanordning fremkommer en virkning som svarer til en kombinasjon mellom reguleringstransforma-tor og fasesnitt. Kvelespolene blir derved dimensjonert slik at i fasen for den største støyutvikling eller opp-varming av rotoren, frembringes spenningsfallet i stato-ren bare ved hjelp av kvelespolen eller kvelespolene og ikke ved hjelp av fasesnittet. The solution to this problem can further, with or without the inclusion of the measures described above, according to the invention, consist in the control circuit generating a first output signal which, upon a desired rotational speed or speed change in each power supply line to the asynchronous motor, engages or disengages a throttle or choke coil until the speed is reached. With the choke coils, an additional noise reduction is to be achieved in addition to the asymmetric phase section, which is a result of the following regulation mechanism. The speed is reduced to a specific value by means of the asymmetric phase section. Then a voltage choke via e.g. a microprocessor automatically connected in series with the motor winding. At the same moment, however, the phase cut, which corresponds exactly to the voltage drop of the choke coil, is switched off. Where the speed is to be reduced further, a phase section is again connected to the choke coil. Depending on the size of the motor, this regulation mechanism can be repeated several times, so that in the end three or four choke coils are connected in series with the motor winding. The purpose of this circuit structure is to reduce the relatively high eddy current losses in the rotor. With the help of this coupling device, an effect is produced which corresponds to a combination between a control transformer and a phase section. The choke coils are thereby dimensioned so that in the phase for the greatest noise development or heating of the rotor, the voltage drop in the stator is produced only by means of the choke coil or choke coils and not by means of the phase section.

En innretning for utførelse av den foran angitte fremgangsmåte er ifølge oppfinnelsen kjenneteg-net ved at styrekretsen for minst to av diodeelementene inneholder koplingskretser med tidsledd. Disse tidsledd kan være fast innstilt og/eller innstillbare. According to the invention, a device for carrying out the above-mentioned method is characterized by the fact that the control circuit for at least two of the diode elements contains switching circuits with timing. These periods can be fixed and/or adjustable.

Ved anvendelse av de foran angitte foranstaltninger oppstår det et asymmetrisk fasesnitt i mate-spenningene for motorviklingene. For uttak eller måling av pumpeeffekten er det kjent forskjellige muligheter. Således kan eksempelvis strømforbruket i hver av de tre viklinger eller bare i en av de tre viklinger benyttes som styrestørrelse. Det er også mulig å utta trykket i pumpeledningen som styrestørrelse. When applying the above-mentioned measures, an asymmetric phase section occurs in the supply voltages for the motor windings. Different possibilities are known for extracting or measuring the pump power. Thus, for example, the current consumption in each of the three windings or only in one of the three windings can be used as a control variable. It is also possible to take the pressure in the pump line as a control variable.

En utførelse av oppfinnelsen sørger for å tilkople en differanse-trykkmåler til rørledningen parallelt med pumpen, og å avlede styrestørrelsen ut fra den innstillbare grenseverdi av differansetrykket. An embodiment of the invention provides for connecting a differential pressure gauge to the pipeline in parallel with the pump, and for deriving the control variable from the adjustable limit value of the differential pressure.

Det har vist seg at ikke alle tre tilførsels-ledninger til motorviklingene ubetinget trenger å styres. Ifølge en utførelse av oppfinnelsen styres i overensstemmelse -med dette bare to faser. It has been shown that not all three supply lines to the motor windings necessarily need to be controlled. According to one embodiment of the invention, only two phases are controlled in accordance with this.

De ifølge oppfinnelsen foreslåtte foranstaltninger bevirker en usedvanlig stille gange av de således regulerte hhv. styrte motorer. The measures proposed according to the invention cause an exceptionally quiet operation of the thus regulated or controlled engines.

Ytterligere detaljer, fordeler og særtrekk ved oppfinnelsen fremgår både av patentkravene og av den etterfølgende nærmere beskrivelse av et antall ut-førelseseksempler under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser en koplingsanordning ifølge et eldre for-slag, fig. 2 viser et blokkskjema for en i stjernekopling drevet trefasemotor, hvor det i alle tre faser er anordnet et styrt diodeelement, fig. 3 viser et blokk skjema svarende til fig. 2, hvor styrte diodeelementer er anordnet bare i to faser, fig. 4 viser et blokkskjerna svarende til fig. 2 for en i trekantkopling drevet pumpemotor, fig. 5 viser et blokkskjerna svarende til fig. 3 for en i trekantkopling drevet pumpemotor, fig. 6 viser et blokkskjema av styrekretsen, fig. 7 viser en pulsplan, fig. 8 viser en skjematisk fremstilling av tidsstillingen av styrepulsene for et utførelseseksempel ifølge fig. 2 eller 4, fig. 9 viser en fremstilling som svarer til fig. 8, for et utførelseseksempel ifølge fig. 3 eller 5, fig. 10 viser en koplingsdetalj av port- og koplingskretsen, fig. 11 viser et blokk-koplingsskjerna av en annen ut-førelsesform av en anordning for styring av omdreiningshastigheten til en asynkronmotor, fig. 12 viser detaljer ved den på fig. 11 viste anordning, fig. 13 viser et diagram av faseforløpet med asymmetrisk fasesnitt i to faser, fig. 14 viser et ytterligere diagram av fasefor-løpet ved innkopling av kvelespoler ifølge den på fig. 12 og 13 viste anordning, og fig. 15 viser et diagram av forløpet av en enkelt fase ved et styreforløp i avhengighet av spenningsnivået på turtalls-styreanordningen. Further details, advantages and distinctive features of the invention appear both from the patent claims and from the subsequent detailed description of a number of design examples with reference to the drawings, where fig. 1 shows a coupling device according to an older proposal, fig. 2 shows a block diagram for a star-connected three-phase motor, where a controlled diode element is arranged in all three phases, fig. 3 shows a block diagram corresponding to fig. 2, where controlled diode elements are arranged only in two phases, fig. 4 shows a block core corresponding to fig. 2 for a pump motor driven in delta connection, fig. 5 shows a block core corresponding to fig. 3 for a pump motor driven in delta connection, fig. 6 shows a block diagram of the control circuit, fig. 7 shows a pulse plan, fig. 8 shows a schematic representation of the timing of the control pulses for an exemplary embodiment according to fig. 2 or 4, fig. 9 shows a representation corresponding to fig. 8, for an embodiment according to fig. 3 or 5, fig. 10 shows a connection detail of the gate and connection circuit, fig. 11 shows a block connection core of another embodiment of a device for controlling the rotational speed of an asynchronous motor, fig. 12 shows details of the one in fig. 11 shown device, fig. 13 shows a diagram of the phase progression with asymmetric phase section in two phases, fig. 14 shows a further diagram of the phase progression when choke coils are connected according to the one in fig. 12 and 13 shown device, and fig. 15 shows a diagram of the progress of a single phase in a control process depending on the voltage level of the speed control device.

Fig. 1 viser en koplingsanordning av den innledningsvis angitte type ifølge den tyske patentsøknad P 32 10 082. Her blir et signal som representerer motorens effektforbruk, fra den ene av faseledningene Fig. 1 shows a coupling device of the type indicated at the outset according to the German patent application P 32 10 082. Here a signal representing the motor's power consumption is received from one of the phase lines

(T) uttatt fra en som transformator utformet kvelespole 10 og tilført til en strømmålekrets som utgjør en del av styrekoplingen ST. Styrekoplingen inneholder som signalgiver en integrert krets (IC) L2 hvis utgangssignaler galvanisk adskilt overføres via optokoplere til effektdelen L. Effektdelens L utgang blir i det viste utførelseseksempel dannet av to mellom motorens M faseledninger anordnede triacer 13. (T) taken from a choke coil 10 designed as a transformer and supplied to a current measuring circuit which forms part of the control connection ST. As a signal generator, the control circuit contains an integrated circuit (IC) L2 whose output signals are galvanically isolated and transmitted via optocouplers to the power section L. In the example shown, the output of the power section L is formed by two triacs 13 arranged between the motor's M phase lines.

Det fremgår at den ved hjelp av triacene endrede motorstrøm går inn i strømmålekretsen som til-bakeføringsstørrelse, slik at det oppstår en fullstendig reguleringssløyfe som kan innstilles ved hjelp av poten-siometre. Ifølge dette eldre eksempel skjer en fasesnittstyring i avhengighet av effektforbruket eller av en andre reguleringsstørrelse, f.eks. temperaturen av et oppvarmingskretsløp. It appears that the motor current changed with the help of the triacs goes into the current measuring circuit as a feedback quantity, so that a complete regulation loop is created which can be adjusted with the help of potentiometers. According to this older example, a phase average control takes place in dependence on the power consumption or on another control variable, e.g. the temperature of a heating circuit.

På fig. 2 - 4 er en med trafasestrøm matet motor 1 for en pumpe 2 antydet ved hjelp av sine viklinger som er forbundet med fasetilførselsledningene R, S, In fig. 2 - 4, a motor 1 fed with three-phase current for a pump 2 is indicated by means of its windings which are connected to the phase supply lines R, S,

T. T.

På grunn av sin robusthet og sin enkle kon-struksjon blir det som pumpemotorer fortrinnsvis benyttet kortslutningsmotorer, særlig spalterørrotorer (kapslet rotor) eller også kortslutningsrotorer. Sådanne motorer er derved ofte også forsynt med hjelpeviklinger som tjener til å la en pumpe arbeide i mer enn ett effekt-trinn. Den ved disse motorer tilstedeværende etterslep-ning eller sakking tas med på kjøpet. Because of their robustness and their simple construction, short-circuit motors are preferably used as pump motors, in particular slotted tube rotors (encapsulated rotor) or also short-circuit rotors. Such motors are therefore often also provided with auxiliary windings which serve to allow a pump to work in more than one power stage. The lagging or sagging present with these engines is included in the purchase.

Det er nå kjent å innkople styrte diodeelementer, f.eks. triacene, i motorviklingenes nett-tilfør-selsledninger når viklingene er anordnet i trekantkopling, eller å innsette sådanne styrte diodeelementer mellom viklingene og stjernepunktet ved stjernekopling. Styringen av disse diodeelementer skjer ved hjelp av en referansestørrelse, og da fortrinnsvis motorviklingenes effektforbruk eller inngangseffekt. For dette formål er det kjent forskjellige koplingsanordninger. It is now known to connect controlled diode elements, e.g. the triacs, in the mains supply lines of the motor windings when the windings are arranged in a delta connection, or to insert such controlled diode elements between the windings and the star point in a star connection. The control of these diode elements takes place by means of a reference value, and then preferably the power consumption or input power of the motor windings. Various coupling devices are known for this purpose.

Ved hjelp av de i ledningene innkoplede, styrte diodeelementer blir nå et av referansestørrelsen avhengig område av den som sinuskurve fremstilte spenning av hver fase avskåret, dvs. motorene drives med såkalt fasesnittstyring. Imidlertid dreier det seg her faktisk om en ekte regulering da pumpehastigheten jo tilpasses til det respektive effektbehov. I det føl-gende benyttes imidlertid det på dette område vanlige begrep "styring". With the help of the controlled diode elements connected to the wires, an area dependent on the reference value of the voltage produced as a sine curve of each phase is cut off, i.e. the motors are operated with so-called phase section control. However, this is actually a real regulation as the pump speed is adjusted to the respective power requirement. In the following, however, the common term "management" is used in this area.

Hastighets- eller turtallstyringen ifølge oppfinnelsen kan drives ved hjelp av vilkårlig avledede referansestørrelser som sier noe om pumpens effektbehov. Ved de på fig. 2-5 viste utførelseseksempler benyttes et meget enkelt instrument for avledning av en referanse-størrelse. Her er det parallelt med pumpen i pumpeledningen 3 innkoplet en trykk-differansemåler 4 hvis uttak via en reed-kontakt avgir et signal til en digital eller analog signalgenerator 5. Trykk-differansemålerens grenseverdier er innstillbare. The speed or speed control according to the invention can be operated using arbitrarily derived reference values which say something about the pump's power requirement. At those in fig. 2-5 shows, a very simple instrument is used to derive a reference quantity. Here, a pressure difference meter 4 is connected parallel to the pump in the pump line 3, whose outlet via a reed connector emits a signal to a digital or analogue signal generator 5. The pressure difference meter's limit values are adjustable.

Ifølge oppfinnelsen tilføres utgangssignalet fra den styrespenningsfrembringende koplingskrets 5 til en styrekopling 6 som inneholder tidsledd og pulsformere og som skal beskrives nærmere nedenfor. According to the invention, the output signal from the control voltage-producing coupling circuit 5 is supplied to a control coupling 6 which contains timing units and pulse shapers and which will be described in more detail below.

En styrekopling 6 er tilkoplet til en port-og koplingskrets 7 som styrer eller trigger triacene 8, 9 og 10 via styreledninger 11, 12 og 13. Et utførelses-eksempel på denne port- og koplingskrets 7 er nærmere beskrevet nedenfor. En stjernepunkt-tilkoplingsledning 14 er forbundet med port- og koplingskretsen og med styrekoplingen. Utgangsledningene fra styrekoplingene er betegnet med 15, 16 og 17 og hver av disse er tilordnet til ettav de styrte diodeelementer 8-10. A control connection 6 is connected to a gate and connection circuit 7 which controls or triggers the triacs 8, 9 and 10 via control lines 11, 12 and 13. An embodiment of this gate and connection circuit 7 is described in more detail below. A star point connection line 14 is connected to the gate and connection circuit and to the control connection. The output lines from the control connections are denoted by 15, 16 and 17 and each of these is assigned to one of the controlled diode elements 8-10.

I utførelseseksempelet ifølge fig. 2 erIn the design example according to fig. 2 is

det til hver av de tre motorviklinger tilordnet et så-dant styrt diodeelement. each of the three motor windings is assigned such a controlled diode element.

Utførelseseksempelet ifølge fig. 3 svarerThe design example according to fig. 3 answers

i prinsipp til eksempelet ifølge fig. 2. Her er imidlertid sådanne styrte diodeelementer 18 og 19 tilordnet til bare to motorviklinger, mens den tredje vikling er forbundet ikke-styrt med stjernepunktet. Styreledningene til de styrte diodeelementer er betegnet med 20 og 21. in principle to the example according to fig. 2. Here, however, such controlled diode elements 18 and 19 are assigned to only two motor windings, while the third winding is connected non-controlled to the star point. The control lines of the controlled diode elements are denoted by 20 and 21.

Utførelseseksemplene ifølge fig. 4 og 5 viser anvendelsen av oppfinnelsen på en trekantkopling av motorviklingene. Her er det i utførelseseksempelet ifølge fig. 4 i hver av faseledningene R, S, T plassert et styrt diodeelement 35. The design examples according to fig. 4 and 5 show the application of the invention to a delta connection of the motor windings. Here, in the design example according to fig. 4 in each of the phase lines R, S, T placed a controlled diode element 35.

Styrekoplingen 6 er via en koplingsledningThe steering connection 6 is via a connecting cable

22 forbundet med den ene fase R. Videre er styrekoplingen via en ledning 23 forbundet med N-tilkoplingen. I utførel-seseksempelet ifølge fig. 5 er styrte diodeelementer 36 innkoplet bare i to av nett-tilførselsledningene til motorviklingene, nemlig i ledningene R og T, mens den tredje fase S er forbundet direkte med viklingen. 22 connected to the one phase R. Furthermore, the control connection via a wire 23 is connected to the N connection. In the design example according to fig. 5, controlled diode elements 36 are connected only in two of the mains supply lines to the motor windings, namely in the lines R and T, while the third phase S is connected directly to the winding.

Fig. 6 viser rent skjematisk i form av et blokk-koplingsskjerna oppbygningen av en styrekopling 6 Fig. 6 shows purely schematically in the form of a block connection core the structure of a control connection 6

for utførelseseksempelet ifølge fig. 2. Utgangen fra styrespenningsgeneratoren 5 er tilkoplet til en pulsgene-rator 4 hvis utgang på den i det etterfølgende beskrevne måte er tilkoplet til styrekoplingens utgangsledninger 15, 16 og 17. for the design example according to fig. 2. The output from the control voltage generator 5 is connected to a pulse generator 4, whose output is connected to the output lines 15, 16 and 17 of the control connection in the manner described below.

En utgang fra generatoren 24 er via en ikke nærmere betegnet pulsformer forbundet med utgangsledningen 15 som er tilordnet til fasen R. En andre utgang er forbundet med tidsledd 25 som er innstillbar på en pulsfor-sinkelse på 5 - 7 ms. An output from the generator 24 is via an unspecified pulse shaper connected to the output line 15 which is assigned to phase R. A second output is connected to a timer 25 which can be set to a pulse delay of 5 - 7 ms.

Etter tidsleddet er det innkoplet en pulsformer 28 hvis utgang er forbundet med ledningen 16. En ytterligere utgang fra pulsgeneratoren 24 er forbundet med et fast innstilt tidsledd 26 som eksempelvis er innstilt på en tidsforsinkelse på 6 ms. Etter dette tidsledd er det innkoplet et ytterligere tidsledd 27 som i utførelses-eksempelet er innstillbartpå en tidsforsinkelse på 5 - 7 ms, slik at det i denne fase oppstår en total tidsforsinkelse på 11 - 13 ms. Etter dette tidsledd 27 er det innkoplet en pulsformer 29 hvis utgang er forbundet med ledningen 17 som er tilordnet til fasen T. After the timer, a pulse shaper 28 whose output is connected to the line 16 is connected. A further output from the pulse generator 24 is connected to a fixed time timer 26 which is, for example, set to a time delay of 6 ms. After this time section, a further time section 27 is switched on which in the embodiment example can be set to a time delay of 5 - 7 ms, so that a total time delay of 11 - 13 ms occurs in this phase. After this time section 27, a pulse shaper 29 is switched on whose output is connected to the line 17 which is assigned to the phase T.

Virkemåten fremgår av pulsdiagrammet ifølge fig. 7. Kurvelinjene A-F tilsvarer her utgangene fra de med samme henvisningstall forsynte elementer på fig. 6. The way it works can be seen from the pulse diagram according to fig. 7. The curve lines A-F here correspond to the outputs from the elements provided with the same reference number in fig. 6.

Ut fra denne fremstilling fremgår at styrepulsene ifølge kurvene C og F på ledningene 16 og 17 til-føres til ledningene 16 og 17 med en innstillbar tids forsinkelse i motsetning til styrepulsen på ledningen 15. From this presentation it appears that the control pulses according to curves C and F on the lines 16 and 17 are supplied to the lines 16 and 17 with an adjustable time delay in contrast to the control pulse on the line 15.

Tidsforsinkelsen fremkommer ut fra den respektive, målte fasevinkel for fasene S og T i forhold til fasen R og de karakteristiske data for den respektive motor. The time delay is derived from the respective measured phase angle for phases S and T in relation to phase R and the characteristic data for the respective motor.

Det har nå vist seg at bearbeidelsen av disse styrepulser i port- og koplingskretsen 7 resulterer i en bestemt oppførsel av triacene 8-10. Etter tenningstidspunktet for den første triac fremkommer et spenningsfall inntil den andre triac tenner. Dermed går spenningen på den foregående triac tilbake til null osv., slik at triacene bare utskjærer et bestemt tidsintervall av den aktuelle fase. Dette er skjematisk antydet på fig. 8 og 9 som fremstiller et utsnitt av et oscillografbilde. Derved er fremstillingen på fig. 8 i utførelses-eksempelet tilordnet til fig. 2. Det fremgår at triacen 8 av fasen R som spennings-tidsareal utskjærer et område 30, av fasen S som spennings-tidsareal utskjærer et område 31 og av fasen T som spennings-tidsareal utskjærer et område 32. Det fremgår videre at disse faseutsnitt har forskjellig begynnelsespunkt og forskjellig bredde. Dette avhenger av den med dette utførelseseksempel drevne motor henholdsvis dennes karakteristiske data som kan ut-løse forskjellige faseforskyvninger. Ved et målt eksempel har således fasen R i forhold til et referansepunkt vist en forskyvning på 4 7°, fasen S en forskyvning på It has now been shown that the processing of these control pulses in the gate and switching circuit 7 results in a specific behavior of the triacs 8-10. After the ignition time of the first triac, a voltage drop occurs until the second triac ignites. Thus the voltage on the previous triac goes back to zero, etc., so that the triacs only carve out a certain time interval of the phase in question. This is indicated schematically in fig. 8 and 9 which produce a section of an oscillograph image. Thereby, the production in fig. 8 in the design example assigned to fig. 2. It appears that the triac 8 of phase R as voltage-time area carves out an area 30, of phase S as voltage-time area carves out an area 31 and of phase T as voltage-time area carves out an area 32. It also appears that these phase sections have different starting point and different width. This depends on the motor driven with this embodiment or its characteristic data which can trigger different phase shifts. In a measured example, the phase R in relation to a reference point has thus shown a displacement of 4 7°, the phase S a displacement of

60° og fasen T en forskyvning på 107°. De tilordnede viklinger hadde i overensstemmelse med dette et forskjellig strømforbruk, slik at det ved riktig innstilling av styrekoplingens 6 tidsledd fremkommer forskjellige bred-der og forskjellige begynnelsespunkter av faseutsnittene. Ved riktig innstilling av tidsleddene oppnås således en usedvanlig stille og iblant fullstendig støyløs gange av pumpemotoren. Således oppstår det fullstendig asymmetriske faseutsnitt som er karakteristisk for den fore-liggende oppfinnelse. En helt lik bredde av faseutsnit- 60° and the phase T a displacement of 107°. In accordance with this, the assigned windings had a different current consumption, so that when the control coupling's 6 timing links are correctly set, different widths and different starting points of the phase sections appear. With the correct setting of the timing links, an exceptionally quiet and sometimes completely noiseless running of the pump motor is thus achieved. Thus, the completely asymmetric phase section that is characteristic of the present invention occurs. A completely equal width of phase sections

tene og likt beliggende begynnelsespunkter av disse utgjør et spesialtilfelle som ikke har inntruffet ved de hittil prøvede motorer. thin and equally situated starting points of these constitute a special case which has not occurred with the engines tested so far.

Fig. 9 viser skjematisk et oscillografbilde slik det ble oppnådd ved anvendelse på et utførelseseksem-pel ifølge fig. 3. Også her er faseutsnittene 33 og 34 av fasene R og T forskjellig brede og har forskjellige begynnelsespunkter i forhold til nullgjennomgangene av de enkelte spenningskurver for de tre faser R, S og T. Fig. 9 schematically shows an oscillograph image as it was obtained when applied to an embodiment according to fig. 3. Here too, the phase sections 33 and 34 of phases R and T are of different widths and have different starting points in relation to the zero crossings of the individual voltage curves for the three phases R, S and T.

Tilsvarende bilder fremkommer også for anvendelse av utførelseseksemplene ifølge fig. 4 og 5 ved hvilke motorviklingene er anordnet i trekantkopling. Corresponding images also appear for use of the design examples according to fig. 4 and 5 in which the motor windings are arranged in a triangular connection.

På fig. 10 er det helt skjematisk vist en del av port- og koplingskretsen 7 for utførelseseksempe-let ifølge fig. 3. De til fasene R og T tilordnede triacer 18 og 19 styres her via ledninger 20 og 21. In fig. 10 shows schematically a part of the gate and switching circuit 7 for the design example according to fig. 3. The triacs 18 and 19 assigned to phases R and T are controlled here via wires 20 and 21.

Koplingskretsen inneholder optokoplere 44 hvis utganger igjen er forbundet med triacenes 18 og 19 styreledninger 20 hhv. 21. Disse optokoplere tjener til galvanisk adskillelse av koplingens høyspenningsdel og lavspenningsdel. The switching circuit contains optocouplers 44 whose outputs are again connected to the triacs 18 and 19 control lines 20 and 20 respectively. 21. These optocouplers serve to galvanically separate the high-voltage and low-voltage parts of the connection.

På fig. 11 er det med heltrukne linjer vist en koplingsanordning slik den er beskrevet foran. Det forutsettes her at det signal som styrer eller trigger styrekoplingen ST, avgis av en trykk-differansemåler som er innkoplet i pumpeledningen parallelt med en pumpe og tilfører dette signal til en inngang 114 til koplingsan-ordningen. En signalomvandler SW avgir utgangssignaler for hver av motorens M tre faseledninger R, S, T til styrekoplingen ST som foruten en mikroprosessor ikke inneholder noen løpetidsledd og som styrer en effektdel L In fig. 11, solid lines show a coupling device as described above. It is assumed here that the signal which controls or triggers the control coupling ST is emitted by a pressure differential meter which is connected in the pump line in parallel with a pump and supplies this signal to an input 114 of the coupling arrangement. A signal converter SW emits output signals for each of the motor M's three phase lines R, S, T to the control connection ST which, apart from a microprocessor, does not contain any timing elements and which controls a power part L

som på sin utgang oppviser triacer som er innkoplet i motorens strømtilførsel. whose output shows triacs which are connected to the motor's power supply.

Fig. 13 viser et diagram av faseforløpet med asymmetrisk fasesnittstyring i fasene R og T. Fig. 13 shows a diagram of the phase sequence with asymmetric phase section control in phases R and T.

I den på fig. 12 viste, prinsipielle kop- lingsoppbygning er de deler som er forskjellige fra den foran beskrevne anordning, vist med stiplede linjer. In the one in fig. 12, the basic connection structure shown is the parts that are different from the device described above, shown with dashed lines.

Et referansesignal tilføres til en inngang 115 til en signalomvandler SW hvis utgangssignal tilføres til styrekoplingen ST. Denne inneholder en mikroprosessor M, f.eks. en 8-bits enkelt-chip, såsom Intel 8048, som henholdsvis innkopler og utkopler minst én kvelespolegruppe D i motortilførselsledningene R, S, T. De i strøm-tilførselsledningene direkte innkoplede kvelespoler bevirker en reduksjon av spenningen i de tre faser R, S og T tilnærmet på den måte som er inntegnet med strektegnede linjer ved 116 i fig. 14. A reference signal is supplied to an input 115 of a signal converter SW whose output signal is supplied to the control coupling ST. This contains a microprocessor M, e.g. an 8-bit single chip, such as the Intel 8048, which respectively engages and disengages at least one choke coil group D in the motor supply lines R, S, T. The choke coils directly connected in the power supply lines cause a reduction of the voltage in the three phases R, S and T approximated in the manner drawn in dashed lines at 116 in fig. 14.

Bare denne foranstaltning ifølge oppfinnelsen muliggjør allerede en betydelig reduksjon av støyni-vået for de på denne måte styrte motorer. Only this measure according to the invention already enables a significant reduction of the noise level for the motors controlled in this way.

Ifølge en meget fordelaktig utførelse av oppfinnelsen som skal beskrives nærmere i det følgende, According to a very advantageous embodiment of the invention to be described in more detail below,

er det sørget for å benytte begge foranstaltninger ifølge skjemaet på fig. 11 samtidig for motorstyring og iturtalls-regulering. Et delvis i blokkskjemakopling vist utførel-seseksempel er vist på fig. 12, hvor de enkelte blokker provision has been made to use both measures according to the scheme in fig. 11 at the same time for motor control and i-ratio regulation. An embodiment shown partially in block diagram connection is shown in fig. 12, where the individual blocks

inneholder i og for seg kjente koplinger. contains in and of itself known connections.

Signalinngangen 115 svarer til signalinngangen ifølge den foran omtalte fig. 11 og mater en null-spenningsbryter 120. Dette utgangssignal tilføres til en faseforskyver 121 som på sin side avgir signalene for de tre faseledninger til styrekoplingen ST. The signal input 115 corresponds to the signal input according to the previously mentioned fig. 11 and feeds a zero-voltage switch 120. This output signal is fed to a phase shifter 121 which in turn emits the signals for the three phase lines to the control coupling ST.

Til faseforskyveren 121 tilføres dessuten et signal som uttas fra en turtallsinnstiller 122 som er innstillbar for hånd eller ved ytre styring. Denne ytre styring eller fremmedstyring kan eksempelvis være gitt ved hjelp av en referansestørrelse som står i forbindelse med motorens effektbehov eller med motorens effekttilførsel. The phase shifter 121 is also supplied with a signal which is taken from a speed adjuster 122 which can be adjusted by hand or by external control. This external control or external control can, for example, be provided by means of a reference quantity which is in connection with the motor's power requirement or with the motor's power input.

Til faseforskyveren tilføres det dessuten et signal fra en sammenliknerkopling 123 som gis et spenningsnivå i overensstemmelse med motorens turtall. A signal is also supplied to the phase shifter from a comparator connection 123 which is given a voltage level in accordance with the engine speed.

Styrekoplin9en eller styrekretsen ST styrer på kjent måte de styrte diodeelementer i motortilførsels-ledningene via en ledningsgruppe 124. The control coupler or control circuit ST controls the controlled diode elements in the motor supply lines via a line group 124 in a known manner.

Sammenliknerkoplingen 123 avgir dessuten signaler til styrekoplingen ST, hvilke signaler sammen med de ovennevnte signaler tilføres til en mikroprosessor hvis utgang er dannet av en ledningsgruppe 125. I hver av strømtilførselsledningene til motoren M er det innkoplet en elektronisk bryter 126. Når denne bryter er lukket, tilkoples motoren direkte til tilførselsforbindelsene. The comparator connection 123 also emits signals to the control connection ST, which signals, together with the above-mentioned signals, are supplied to a microprocessor whose output is formed by a wire group 125. In each of the power supply wires to the motor M, an electronic switch 126 is connected. When this switch is closed, the motor is connected directly to the supply connections.

Parallelt med bryterne 126 ligger en respektiv drossel- eller kvelespole 127 som ved åpnet bryter 126 er direkte innkoplet i strømtilførselsledningen til motoren. Det skal her bemerkes at alle tre brytere 126 hver gang påvirkes samtidig, dvs. lukkes eller åpnes. Parallel to the switches 126 is a respective throttle or choke coil 127 which, when switch 126 is open, is directly connected to the power supply line to the motor. It should be noted here that all three switches 126 are each time affected simultaneously, i.e. closed or opened.

I det viste utførelseseksempel er tre drosselgrupper D^, D 2 og D^sammen med sine styrebrytere innkoplet i serie i strømtilførselsledningene til motoren. Tilkoplingen av en første drosselgruppe bevirker reduksjon av motorspenningen i overensstemmelse med eksempelet ifølge fig. 14, tilkopling av den andre drosselgruppe bevirker deretter en ytterligere reduksjon av den til motoren tilførte spenning, og tilkopling av den tredje gruppe, dvs. når alle tre drosselgrupper er innkoplet samtidig, bevirker en ytterligere reduksjon av motorspenningen . In the embodiment shown, three throttle groups D^, D 2 and D^ together with their control switches are connected in series in the power supply lines to the motor. The connection of a first throttle group causes a reduction of the motor voltage in accordance with the example according to fig. 14, connection of the second throttle group then causes a further reduction of the voltage supplied to the motor, and connection of the third group, i.e. when all three throttle groups are engaged at the same time, causes a further reduction of the motor voltage.

For forklaring av funksjonsmåten henvises til den som eksempel og rent skjematisk viste fremstilling av spenningsforløpet i en enkelt av de tre faser For an explanation of the mode of operation, reference is made to the example and purely schematic representation of the voltage sequence in a single one of the three phases

R, S, T.R, S, T.

Kurven b på fig. 15 viser et stigende spenningssignal på turtallsinnstilleren 122. I styrekoplingen ST bevirker dette signal et i begynnelsen tiltagende fasesnitt inntil en grensespenning U er oppnådd. I dette øyeblikk forårsaker styrekoplingen ST at den ifølge kurven c på fig. 15 i begynnelsen lukkede kvelespolebryter 126 åpnes, slik at motorens matespenning avtar. Dette betyr at de respektive maksima og minima i sinuskurvene avskjæres. Curve b in fig. 15 shows a rising voltage signal on the speed adjuster 122. In the control circuit ST, this signal causes an initially increasing phase section until a limit voltage U is reached. At this moment, the control coupling ST causes it, according to the curve c in fig. 15 initially closed choke coil switch 126 is opened, so that the motor's supply voltage decreases. This means that the respective maxima and minima in the sine curves are cut off.

Da spenningsignalet fra turtallsinnstilleren 126 imidlertid stiger ytterligere, blir nå effektdelen L med de styrte diodeelementer på nytt innkoplet, og da med tiltagende fasesnitt, slik det fremgår av de skraverte arealområder av kurven a på fig. 15. However, when the voltage signal from the speed adjuster 126 rises further, the power part L with the controlled diode elements is now switched on again, and then with an increasing phase section, as can be seen from the shaded areas of the curve a in fig. 15.

Det skal her bemerkes at kombinasjonen av de to foranstaltninger, nemlig fasesnitt pluss tilkopling av kvelespoler, resulterer i en svak utflating av flan-kene ved fasesnittstyringen, hvilket har en gunstig inn-virkning på dempningen av støyutviklingen og motoropp-varmingen. It should be noted here that the combination of the two measures, namely phase section plus connection of choke coils, results in a slight flattening of the flanks by the phase section control, which has a favorable effect on the attenuation of noise generation and motor heating.

Det ytterligrere stigende signal fra turtallsinnstilleren vil i det etterfølgende, på fig. 15 ikke lenger viste forløp til slutt føre til at den andre kvelespolegruppe D2tilkoples, og at fasesnittstyringen deretter på nytt inngriper sterkere i motorstyringen inntil til slutt også den tredje kvelespolegruppe må tilkoples . The additional rising signal from the speed adjuster will subsequently, in fig. 15 no longer showed progression eventually leads to the second choke coil group D2 being connected, and that the phase section control then again intervenes more strongly in the motor control until finally the third choke coil group also has to be connected.

Ved oppnåelse av en nominell spenning eller børspenning, dvs. ved uforanderlig spenningssignal på turtallsinnstilleren, vil styrekoplingen forsøke på nytt å utkople de innkoplede kvelespoler og gå videre bare med fasesnittet, eller også å utkople fasesnittet og gå videre bare med den innkoplede kvelespolegruppe. On reaching a nominal voltage or brush voltage, i.e. with an unchanging voltage signal on the speed adjuster, the control circuit will try again to disconnect the connected choke coils and proceed only with the phase cut, or else to disconnect the phase cut and proceed only with the choke coil group connected.

Styrekoplingen eller styrekretsen ST er forbundet med brytere 50, 51 (fig. 11) via hvilke innstil-lingssignaler innmates. Bryteren 50 eller flere brytere er anordnet for innstilling av en forinnstilt asymmetri av fasesnittstyringen. Bryteren 51 hhv. en gruppe brytere benyttes for innstilling av tidsforløpet av motorens M turtall. Begge brytere 50, 51 er fortrinnsvis realisert i form av et tastbord med hvilket numeriske data an-gående asymmetrien og turtallstidsforløpet innføres i et lager som er tilveiebrakt i styrekretsen ST og som benyttes som datalager for mikroprosessoren. The control coupling or control circuit ST is connected to switches 50, 51 (fig. 11) via which setting signals are fed. The switch 50 or more switches are arranged for setting a preset asymmetry of the phase section control. The switch 51 or a group of switches is used for setting the time course of the engine's M speed. Both switches 50, 51 are preferably realized in the form of a keyboard with which numerical data regarding the asymmetry and the revolution time course are introduced into a storage which is provided in the control circuit ST and which is used as a data storage for the microprocessor.

Claims

1. Method for controlling the rotational speed of an asynchronous motor, in particular a pump motor which is designed as a encapsulated rotor or short-circuit rotor, in that by means of a reference quantity which depends on the power requirement and/or the desired speed, in a control circuit, signals are generated that control diode elements arranged in at least two power lines that feed the motor windings, characterized in that the voltage-time areas on the motor windings are set differently by means of the operation of the diode elements (8, 9, 10; 18, 19; 35; 36) in phase section control.

2. Method according to claim 1, characterized in that the diode elements are operated in an asymmetric phase section control for producing different voltage-time areas on the motor windings.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that time-delayed control pulses are generated for at least two of the phases and supplied to the diode elements (8, 8, 10; 18, 19; 35; 36).

4. Method according to claim 3, characterized in that the time delay of the control pulses is adjustable for each of the controlled phases.

5. • Method according to one of the preceding claims, characterized in that the pulse width of the control pulses is adjustable.

6. Method for controlling the rotational speed of an asynchronous motor, in which a signal that depends on the power supply and/or the desired speed is processed in a control circuit, particularly in accordance with claim 1, characterized in that a first output signal is produced in the control circuit which, upon a desired speed change in each power supply line to the asynchronous motor, engages or disengages a choke coil until speed is achieved.

7. Method according to claim 6 and one of claims 1-5, characterized in that at least a second output signal is obtained which controls the phase ratio for each phase in the current supply in such a way that a load-related speed change is cancelled.

8. Method according to claim 7, characterized in that the control circuit disconnects one of the two or both output signals when a predetermined speed of rotation or a specific power input.

9. Method according to claim 6 or one of claims 7 and 8, characterized in that the control circuit's input signal is obtained from a comparator circuit which is given a voltage level in accordance with the motor's rotational speed and which controls a phase shifter which produces the input signal to the control circuit for three phases.

10. Device for controlling the rotational speed of an asynchronous motor, in particular a pump motor which is designed as an encapsulated rotor or short-circuit rotor, with the aid of a reference quantity derived from the pump's power requirement and/or from the desired speed, in a control circuit signals are produced that control diode elements which are arranged in at least two power lines that feed the motor windings, characterized in that the control circuit for at least two of the diode elements (8, 9, 10; 18, 19; 35; 36) contains switching circuits (6) which contain timers (25 , 26, 27).

11. Device according to claim 10, characterized in that it comprises adjustable time links (25, 27).

12. Device according to claim 10 or 11, characterized in that only the main windings of the motor (1) are controlled.

13. Device according to one of claims 10 - 12, characterized in that the windings of the asynchronous motor (1) are connected in a star connection and the controlled diode elements (8, 9, 10; 18, 19) are arranged between the star point and the winding.

14. Device according to one of claims 10 - 13, characterized in that the windings of the asynchronous motor (1) are connected in a triangular connection and the controlled diode elements (35; 36) are arranged between the mains connection and the winding.

15. Device according to one of the claims 10 - 14, characterized in that a differential pressure gauge (4) connected to the pump line (3) in parallel with the pump is arranged as a source for the reference quantity with a switching circuit (5) controlled by this for providing the reference signal .

16. Device according to one of claims 10 - 15, for carrying out the method according to one of claims 6-9, characterized in that at least one choke coil that can be connected and disconnected is connected in the supply lines (R, S, T) of the asynchronous motor ( 27), and that the control circuit (ST) for the semiconductor elements for the asymmetric phase section control is formed by a microprocessor which simultaneously controls the connection or the disconnection of the choke coils (17) during the duration of at least one phase shift.

17.. Device according to claim 16, characterized in that the control circuit arranged in front of the microprocessor has an input (114) for a signal that is proportional to the motor load.

18. Device according to claim 16, characterized in that the control circuit (R) arranged in front of the microprocessor contains a phase shifter coupling (121) which is controlled by a speed sensor and a trigger coupling and a comparator group.

19. Device according to one of claims 16 - 18, characterized in that the choke coils (127) are connected between the semiconductor elements for the phase section control and the motor in its supply lines.

20. Device according to one of claims 10 - 19, characterized in that the semiconductor elements (8, 9, 10; 18, 19; 35; 36) for the phase section control are designed as triacs.

21. Device according to one of claims 10 - 20, characterized in that the pre-set, asymmetric phase average values are adjustable by means of switches (50).

22. Device according to one of claims 16 - 21, characterized in that the time-dependent progression of the rotational speeds is adjustable by means of switches (51).