SE457306B - Foerfarande och anordning foer reglering av stroem genom statorlindning hos en motor - Google Patents

Description

*i 457 306 10 15 20 25 30 2 Många drivkopplingar är kända för strömförsörjning av stegmotorer från spän- ningskällor och reglering av fasströmmarna genom statorlindningarna. Därvid är det välkänt att strömsläckningen kan vara olika vid olika drivkopplingar och att olika driftsfall kan ge olika snabb strömsläckning vid en och samma drivkopp- ling. Av speciellt intresse i samband med föreliggande uppfinning är drivkopp- lingar innefattande styrbara strömställare som intermittent styres till ledande eller spärrande tillstånd, varigenom strömmen genom en atatorlindning kan regleras mot ett börvärde. Grundprinciperna för sådana drivkopplingar och sådan reglering är välkända för fackmannen och beskrivs därför inte här. Den som inte är fackman kan emellertid hänvisas till exempelvis den första och sista av ovannämnda referenser, varvid en anordning och ett förfarande illustrerat pà sid 23 i nämnda POWERCONVERSION INTERNATIONAL, October 1983, kan vara av speciellt intresse för jämförelse med en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning.

REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN Vid drift av stegmotorer kan problem uppstå speciellt vid höga krav på hastighet, acceleration och retardation trots modern motorkonstruktion och moderna drivkopplingar. Problemen kan yttra sig som vibrationer och missljud samt avvikelser mellan önskad och verklig position. 'Vissa problem härrör från ' resonansfenomenen och mekaniska egenskaper hos motorkonstrtktionen medan andra åtminstone delvis beror på drlvkoppling och elektriska egenskaper hos motorkonstruktionen såsom statorlindníngsinduktans. Drivkopplingarnaihar vid kända förfaranden och anordningar därför vid vissa driftsfall inte klarat av att tillräckligt noggrannt reglera statorströrnmen mot dess börvärde. l vissa fall har strömmen inte minskats tillräckligt snabbt i takt med börvärdet och i andra fall har strömmen svängt kraftigt alternerande över och under börvärdet så att ett alltför stort strömrippel erhållits. Uppfinningen syftar till att lösa eller åt- minstone minska dylika problem vid reglering av ström till en statorlindning.

Något förenklat och kort uttryckt skulle' man kunna säga att ett förfarande enligt uppfinningen är tillämpbart vid drivkopplingar som är styrbara till åtminstone tre olika driftstillstånd av vilka ett första innebär bibehållande eller ökning av strömmen, ett andra jämförelsevis långsam strömminskning och ett tredje jämförelsevis snabb strömminskning. Ett förfarande enligt uppfinningen 10 15 20 25 30 457 306 skulle da i korthet kunna sägas innebära bl a att möjligheten att använda det tredje tillståndet begränsas till vissa avsnitt av börvärdets tidsförlopp. Här- igenom erhalles bättre möjlighet att tillräckligt snabbt och noggrannt reglera strömmen mot ett varierande börvärde sa att strömmen inom rimliga gränser hinner minska respektive öka i takt med snabbt minskande respektive ökande börvärde utan alltför stort strömrippel. Hörbara missljud och vibrationer såsom' mekanisk resonans från motorn med tillkopplade delar i systemet kan minskas eller helt elimineras vid vissa driftsfall. Vidare kan i vissa fall högre hastighet uppnas med motorn. I vissa fall kan ocksa motorns dämpning förbättras.

Pa motsvarande sätt innefattar en anordning enligt uppfinningen styrbegräns~ ningsorgan anordnade att i beroende av börvärdets tidsförlopp begränsa möjlig- heterna att styra drivkopplingen till det tredje driftstillstandet.

I praktiken innebär vanligen ett förfarande och en anordning eriligt uppfinnaren att endast eller huvudsakligen det första och det andra driftstillstandet utnyttjas under de delar av börvärdets tidsförlopp da börvärdets belopp succes- sivt ökar och att åtminstone det första och det tredje driftstillstandet, företrädesvis även det andra, användes under de delar av börvârdets tidsförlopp da börvärdets belopp successivt minskar.

Drifttillstånden, vilka kan vara fyra vid bipolära drivkopplingar, åstadkommas enligt uppfinningen genom styrning av strömställare i drivkopplingen till olika kombinationer av ledande och/eller spärr-ande tillstànd. Drivkopplingen kan åtminstone delvis vara av konventionell typ och de tre eller fyra kombina- tionerna av ledande respektive spârrande tillstånd hos dess strömställare kan vara av i och för sig förut känd typ.

Vad som mera korrekt uttryckt är utmärkande för ett förfarande resp en anordning enligt uppfinningen framgår av patentkraven varav de underordnade kraven anger föredragna utföringsformer.

FIGURBESKRIVNING Fig 1 illustrerar ett starkt förenklat blockchema över en utföringsform av en anordning enligt uppfinningen och för förklaring av vissa grunder för ett förfarande enligt uppfinningen. 1D 15 20 25 30 457 306 Fig 2 illustrerar ett förenklat blockschema över en utföringsform av upp- fimingen för en tvafasig motor.

Fig 3a och 3b illustrerar ett mera deltaljerat schema över hur en motor kan styras med hjälp av en anordning enligt uppfinningen.

Fig 4 illustrerar en första integrerad krets som kan utgöra en del av en anordning för mikrostegning av en tvafasmotor i överensstämmelse med fig 3a och 3b.

Fig 5 illustrerar en andra integrerad krets som kan utgöra en del av en anordning för mikrostegning av en tvafas stegmotor i överensstämmelse med fig Sa och 3b.

Fig 6 illustrerar en utföringsform av en koppling som företrädesvis kan inga i en anordning enligt uppfinningen för utförande av en föredragen utföringsform av ett förfarande enligt uppfinningen.

Figur 7 illustrerar tidsförlopp för spänningar och strömmar i samband med en utföringsform i överensstämmelse med figur 6.

UTFÖRINGSFORMER I fig 1 betecknar L en statorlindning hos en motor M som enargiförsörjes fran en spëmingskälla V via en drivkoppling DL. Drivkopplingen innefattar ström- ställare styrbara individuellt till ledande eller spârránde tillstånd. Ström- ställarna styres med hjälp av ett styrorgan CD varvid olika kombinationer av ledande och spärrande tillstand hos de olika strömstâllarna ger olika drifts- tillstand hos drivkopplíngen. Sytyrorganet har en första ingång, för ett börvärde IR pa strömmen I genomatatorlindningen och är anordnat att styra driv- kopplingen till olika driftstillstand genom styrning av dess strömställare till olika kombinationer av tillstand för reglering av strömmen mot dess börvärde.

Vid en första kombination av tillstand hos strömställarna intar drivkopplingen ett första driftstillstand normalt innebärande att att energi tillföres tillstator- lindningen fran spânningskâllan och ökande eller bibehallande av strömmen genom statorlindningen. Vid en andra kombination av tillstànd hos ström- stållarna intar drivkopplingen ett andra driftstillstand innebärande att normalt ingen nämnvärd energi tillföras till statorlindningen fran spänningskällan och strömmen genom statorlindningen upphör eller minskar jämförelsevis langsamt.

Vid en tredje kombination av tillstànd hos strömställarna intar drivkopplingen ett tredje driftstillstand normalt innebärande att strömmen genom statorlind- ningen upphör eller minskar jämförelsevis snabbt och i varje fall snabbare än i 10 15 20 25 30 35 457 306 det andra driftstillstandet vid i övrigt lika motorbelastningar och övriga förhållanden. F öreträdesvis är drivkopplingen, styrorganet och motorn sadana att i det andra driftstíllstandet någon väsentlig energi inte aterrnatas till spämingskällan fran statorlindningen och sadana att det tredje driftstillstandet medger atermatning av väsentlig energi fran statorlindningen till spämings- källan. Den väsentligt snabbare strömminskningen vid den tredje kombinationen än vid den andra kombinationen beror da företrädesvis pa atermatning av energi. Eventuellt kan ett fjärde driftstillstand förekomma hos drivkoppiingen om den är av bipolär typ, varvid det fjärde driftstillstandet är av i princip samma typ som det första men avser ström genom statorlindningen i motsatt riktning mot vid det första driftstillstandet.

Den hittills beskrivna funktionen h förfarandet och anordningen enligt fig 1 âr i princip välkänd. Enligt uppfinningen begränsas emellertid möjligheterna till omkoppling åtminstone till den tredje kombinationen i beroende av börvârdets tidsförlopp. Styrorganet har därför en andra ingang för information PI om denna begränsning som kan vara nagot olika vid olika utföringsformer av förfarandet och anordningar enligt uppfinningen. Styrorganet innefattar vidare styrbe- gränsningsorgan anordnade att i beroende av den mottagna informationen Pi begränsa styrorganets förmaga åtminstone när det gäller att styra ström- ställarna till den tredje kombinationen. Företrädelsevis begränsas i vissa utföringsformer även styrorganets förmåga att styra strömställarna till den andra kombinationen i beroende av börvärdets tidsförlopp. Vid sadana utförings- former kan informationen Pl innebära av varandra beroende eller oberoende begränsningar av möjligheterna att styra drivkopplingen till olika driftstillstand.

Syftet med begränsning av styrorganets styrning dvs att inte alltid samtliga tre nämnda driftstillstand star till förfogande för reglering av statorlindningens ström mot dess börvärde är att uppna en bättre reglering. Genom denna begränsning kan vid ett förfarande och en anordning enligt uppfinningen strömmen genom statorlindningen bringas att snabbt följa med förändringar i börvärdet utan alltför stort strömrippel. F öreträdelsevis begränsas styrningen av drivkopplingen sa att styming till det tredje driftstillstandet inte före- kommer under perioddelar av börvärdets tidsförlopp da börvärdets absoluta belopp väsentligt stiger, eventuellt ocksa under perioddelar da börvärdets absoluta belopp är i huvudsak konstant. Företrâdesvis begränsas ocksa styr- ningen av drivkopplingen sa att styrning till det andra driftstillstandet inte 1D 15 20 25 30 457 306 förekommer under vissa tidsintervaller da börvärdets absoluta belopp väsentligt sjunker. Företrâdesvis begränsas ocksa styrningen av drivkopplingen under perioddelar da börvärdets absoluta belopp väsentligt sjunker sa att styrning till det tredje driftstillstandet bara kan ske under speciella tidsintervaller av dessa perioddelar. Företrädesvis utformas begränsningen av möjligheterna att styra drivkopplingen sa att under hela eller större delen av börvärdets tidsförlopp drivkopplingen kan styras till endera men inte vilket som helst av det andra och det tredje driftstillstandet. Möjligheterna att styra till det första drifts- tillstàndet begränsas däremot normalt inte tidsmässigt utom möjligen vid bipolära drivkopplingar som har ett fjärde driftstillstánd för tillförsel av energi från spämingskâllan till stater-tidningen i form av en ström i motsatt riktning genom statorlindningen mot strömmen i det första driftstillstandet.

Det förenklade blockschemat i fig 2 illustrerar uppfinningens tillämpning vid styrning av ström i var och en av en tvafasig motors statorlindningar i överensstämmelse med börvârden vars tidsförlopp åtminstone delvis är kända i stora drag. Motorns bada faslindningar Ll och L2 har var sin drivkrets DL1 och DLZ. Börvârdena IlR och IZR för strömmarna Il respektive I2 genom stater- lindningarna alstras vid en utföringsform enligt fig 2 delvis med digitala kretsar. Möjliga digitala momentanvärden för börvârdena IlR och IZR finns lagrade i programmerbara minnen PROM l respektive PROM 2 och utmatning av aktuella momentanvârden fran' minnena styrs av en räknare COUNT, vilken räknare är anordnad att kunna stegas framåt och eventuellt ocksa bakat i takt med pulssignaler som tillföras räknaren. De digitala momentanvärdena' för börvärdena tillföres var sin. digital-analogomvandlare DACl respektive DACZ för omvandling till analoga storheter. Dessa analoga storheter jämföras i analoga komponenter C11 respektive C12 med analoga ârvârden representerande strömmen i respektive faslindning och alstrade av var sin ärvârdesgívare GIl respektive G12.

Två minnen MPIl och MPI2 år anordnade lagra information om de begränsningar som gäller för styrning till respektive driftstillstand hos drivkopplingarna DLl och DL2. Informationen i minnet MPIl och MPIZ är digital och kan exempelvis ange ett visst storleksvârde för IlR feßpekliïvß WR Vilket föfekmnmef bland möjliga värden i PROMl respektive PROM2. Informationen fran MPIl resp MPIZ jämföras digitalt med börvärdets tidsförlopp från PROMl resp PROMZ i digitala 10 15 20 25 30 457 306 fastställelseorgan DCl resp DCZ för fastställande av tidpunkter angivande tider för begränsning av styrningsmöjligheterna. Organet DCl resp DC2 kan exem pelvis innefatta dels en digital komparator för jämförelse mellan ett storleks- värde lagrat i MPIl resp MPl2 och det momentana digitala börvärdet utmatat fran PROMI resp PROM2 dels organ för att digitalt ur följden av digitala momentanvärden fran PROMl resp PROMZ bestämma om momentanvärdets belopp väsentligt ökar eller minskar. Organet DCl resp DC2 kan da vara anordnat att förhindra styrning av DL1 resp DL2 till det tredje driftstilistandet under en period av tidsförloppet hos llR resp IZR da börvärdets belopp ökar, eventuellt atminstone tills börvärdets belopp är minst lika stort som det av MPIl resp MPIZ angivna. Alternativt eller dessutom kan DCl resp DC2 vara anordnat att åtminstone tidvis förhindra styrning till det andra driftstillstandet under perioder av tidsförloppet hos IlR resp IZR da börvârdets belopp efter att ha uppgatt till det av MPIl resp MPIZ angivna värdet sjunker. Eventuellt kan i MPI1 resp MPIZ vara lagrade tva eller flera värden varigenom en viss begränsning av möjligheten att styra till ett driftstillstand kan göras beroende av om det fran PROMl resp PROM2 för tillfället gällande börvärdet eller börvärdets belopp ligger under tva eller flera värden lagrade i MPIl resp MPI2, mellan tva värden lagrade i MPIl resp MPIZ eller över tva eller flera värden lagrade i MPIl resp MPIZ. Exempelvis kan styrning till det tredje driftstill- standet inskrânkas till tider da börvärdets belopp ligger mellan tva värden lagrade i MPIl resp MPI2.

För Styrning av de i resp drivkoppling DLl eller DL2 ingaende strömställama till nagon av de tre, eller vid bipolära drivkopplingar eventuellt fyra, kombi- nationerna av ledande och spärrande tillstand är resp drivkoppling kopplad till Cll, DCl och PROMl resp C12, DCZ och PROMZ, varvid information om önskad strömriktning i resp statorlindning vid bipolära drivkopplingar erhalles fran PROMl resp PROM2 i form av en polaritetsaignai SlGNl resp SIGN2.

Blockschema i fig 1 och 2 är för underlättande av förstaelse av uppfinningen starkt förenklade i förhållande till ett kopplingsscherna som i detalj beskriver en utföringsform av en anordning enligt uppfinningen. Ett mera utförligt schema över en föredragen utföringsform av en anordning enligt uppfinningen ingaende som en del av en anordning för datorstyrd mikrostegning av en tvafasig stegmotor visas i fig Ba och 3b. Den i fig 3a och Bb illustrerade 10 15 20 25 30 35 457 306 anordningen irnefattar bl.a en tvafasig stegmotor M, tva integrerade kretsar PBL och PBM avgränsade med streckede linjer, ett antal yttre komponenter anslutna till anslutningspunkter hos de integrerade kretsarna samt anslutningar mellan datom och den ena integrerade kretsen för datorns styrning av motorn.

Mikroprocessorstyrning av mikrostegade stegmotorer är numera välkänd för fackmannen och talrika uföringsexempel finns beskrivna i litteraturen. Dess- utom finns speciella integrerade kretsar för ândamalet kommersiellt till- gängliga tillsammans med anvândaranvisningar och teknisk information. Nagon beskrivning av själva mikroprocessorstymingen eller mikroprocessorns infor- mationsutbyte med och överföring av signaler till den vänstra integrerade kretsen i fig 3 torde därför inte vara nödvändig. För fullständighets skull kan emellertid nämnas att den vänstra integrerade kretsen är utformad för att vara kompatibel med en ß-bitars 5 MHz databus och adresseras i princip pa samma sätt som ett minne.

I fig 4 visas mera detaljerat den vänstra integrerade kretsen vers ingångar för signaler fran datorn betecknats CS, AO,Al,D7-DO, WR och RESET, och är avsedda för en kretssignal, tva adressignaler, atta datasignaler, en skrivsignal resp en aterställningssignal. Den integrerade kretsen innefattar ett första och ett andra börvärdesminne, DATA Il resp DATA l2, för den förste och den andra strömmens resp digitala aktuella värde. Kretsen innefattar ocksa ett första och ett andra strömpunktsminne, LEVEL Il resp LEVEL 12, för ett digitalt värde pa den första resp andra strömmens storlek, vilket värde anger en tidpunkt pa resp börvärdes tidsförlopp som åtminstone delvis bestämmer vissa tider för be- gränsningen av styrningen till det tredje och/eller andra driftstillstandet. Vart och ett av de tva börvärdesminnena och strömpunktsminnena har ingangar D för datasignaler pa databussen samt ett antal ytterligare ingångar R, C och E för aterställning, styrning och aktivering. Logiska kretsar är kopplade mellan den integrerade kretsens ingångar CS, AO och Al sa ett vid signaler pa databussen avsedda för den integrerade kretsen endast ett av börvärdes-och ström- ptnktsminnena aktiveras beroende av signalerna till ingangarna AO och Al. De logiska kretsarna har därför fyra utgangar El, EZ, EB och Eli kopplade till var sin av minnenas E-ingangar. Oberoende av adressignalerna till ingangarna A0 och Al men i beroende av signalen till ingången CS kan information pa databussen ocksa överföras till tva digitala komparatorer DCOMPI resp DCOMPZ. De digitala komparatorema är vidare kopplade till var sitt bör-värdes- mínne DATA Il resp DATA I2 och var sitt strömpunktsminne LEVELIl resp LEVELIZ. i ...___ ._ -.._ 10 15 20 25 30 457 306 Var och en av de digitala komparatorerna är anordnade att digitalt jämföra strömvërdena i resp tva minnen och dessutom att bestämma om börvärdets tidsförlopp är inne i en period da dess belopp minskar. Varje digital komparator tillsammans med kretsar innefattande en bistabil vippa kopplade till sin utgang alstrar pa en utgang CD1 resp CDZ hos den integrerade kretsen en styrbe- gränsningssígnal för den första resp andra faslindningens drivkoppling. Exempel- vis kan styrbegränsningssignalen CDl ha lag niva da beloppet av börvârdet för den första statorlindningens ström âr minskande efter att börvârdet har överensstâmt med strömpunktvârdet. I övriga fall dvs da börvärdet inte âr minskande eller inte har överensstämt med strömpuriktvärdet har styrbe- gränsningssignalen i sa fall hög niva.

Den integrerade kretsen i fig 4 har vidare tva digitalanalogomvandlare DACl och DACZ för omvandling av det digitala börvärdet fran DATA Il resp DATA I2 till ett analogt värde. Omvandlarnas utgångar är via var sin aterkopplad förstärkare kopplade till utgångar DAl resp DA2 hos den integrerade kretsen, vilken dessutom har tva utgangar betecknade SlGNl resp SIGN2. Signalerna pa utgangarna SlGNl och SIGNZ erhalles ur teckenbitarna D7 för resp digitalt börvärde i DATA il resp DATA l2 och anger riktningen för börvärdesströmmen genom resp faslindning hos motorn. Hög niva pa SlGNl resp SIGNZ anger saledes en viss riktning och lag niva motsatt riktning för den önskade strömmen genom resp faslindning. Utgangarna SlGNl, SIGNZ liksom utgangarna CDl, DAl, CD2 och DA2 är kopplade till motsvarande ingangar SlGNl, SlGN2, IlR, CD1, IZR resp CD2 hos den högra integrerade kretsen i fig 3. Denna krets visas mera detaljerat i fig S. ' Den integrerade kretsen i fig 5 innefattar tva i princip lika drivkopplingar med i princip lika och separata styrorgan avsedda för var sin av motorns faslindningar samt vissa för stymrganen gemensamma komponenter. Den ena drivkopplingen har tva utgångar LlA och LlB för anslutning av den ena faslindningen Ll och den andra drivkopplingen har tva motsvarande utgangar L2A och LZB för anslutning av den andra faslindningen L2. Drivkopplingarna har vidare var sin ingang VMMl respektive VMMZ för anslutning till en likspänningskälla och var sin utgang El æespektive EZ för anslutning till jord dels via ett strömav- känningsmotstand RGl resp RG2 dels via en filterkrets innefattande filtermat- stand RF 1 resp RF 2 och filterkondensator CFl resp CF 2. Drivkopplingarna är 1D 15 20 25 30 4 5 7 3 0 6 w välkända och behöver därför inte beskrivas i och för sig. Det är ocksa välkänt att tre principiellt olika driftstíllstand hos resp drivkoppling kan åstadkommas genom styrning av deras strömställare till tre olika kombinationer av ledande och/eller spärrande tillstand. Da den kända drivkopplingen utnyttjas för drivning av ström i bada riktningarna är det känt att styra strömställarna till en fjärde kombination av tillstànd som visserligen skiljer sig fran de övriga men som frånsett strömriktningen imebâr i princip samma driftstillstand som ett av de övriga.

Den integrerade kretsen har dels ingångar IlR, Kl, CDl och SlGNl kopplade till det för den första faslindningens L1 drivkoppling separata styrorganet dels ingangar IZR, KZ, C02 och SIGNZ kopplade till det för den andra faslindningens L2 drivkoppling separata styrorganet.

Den integrerade kretsen i fig 5 har vidare ingangar VCC och RC för en iprincip konstant spänning resp en spänning som varierar med en kondensators uppladd- ning. Kondensatorn kan periodiskt urladdas genom en strömställare SWA styrd via utgangen hos en komparator OPA. Komparatorn matas dels med spänningen via RC dels med en spänning över tva motstånd R2 och R3 av tre motstånd i en spänningsdelare innefattande även motståndet RI. Motståndet R3 kan kortslutas av en strömställare SWB kopplad till komparatorns utgang' liksom strömställaren SWA. Motstandens och spänningarnas storlek liksom komparatorn och ström- ställarna är valda sa att komparatorn pa sin utgang kan alstra pulser med viss av statorlindningsströmmarnas börvärden och ârvärden oberoende frekvens, vilka pulser tillföres bada -da separata styrorganen. Till de bada separata styrorganen tillföras ocksa en referensspänning erhallen fran den konstanta spänningen pa ingången VCC med hjälp av en spänningsdelare Rll och RS.

Komparatorerna OPIO och OP2O är anordnade att jämföra resp ströms börvärden med ärvärden tillförda till ingangarna Kl resp K2 fran šrvärdesgivare innefattande RGl, RF1 och CF 1 resp RG2, RF2 och CF 2, varvid filtren RFl/CFl resp RF 2/CF 2 har till uppgift att dämpa transienter härrörande fran omkopplingsfenomen i drivkopplingarnas halvledare. Saväl börvärdena som är- värdena tillföras i form av spänningar till resp ingang. Utsignalerna fran OPl0 och OPZO är därför i princip logiska signaler vars nivaer utvisar om resp ärvärdesbelopp är större eller mindre än resp börvärdesbelopp. Pa motsvarande sätt är OPll och 0P21 anordnade att jämföra resp börvärdes belopp med en liten 10 15 20 25 30 457 306 11 referensspänning över RS och alstra logiska utsignaler utvisande om resp börvärdes belopp väsentligt överstiger noll eller inte. Utgangarna fran OPlO och OPll resp fran OPZO och 0P21 är kopplade till logik i resp separata styrorgan anordnad att i beroende av signalerna fran ingangarna CDl, SIGNl, 2 OPlO, OPll och pulserna fran OPA resp i beroende av signalerna fran ingangarna CD2, SIGN2, OPZO, 0P21 och pulserna fran OPA alstra individuella styrsignaler för de enskilda strömställarna i resp drivkoppling. I beroende av signalerna till resp logik kan resp logik styra strömställarna i resp drivkoppling till fyra olika kombinationer av tillstànd, av vilka tva möjliggör energitillförsel fran strömkällan till resp faslindning med ström i motsatta riktningar genom resp faslindning. Av de tva övriga möjliggör en kombination att atermatning av energi kan ske fran resp faslindriing till strömkällan via resp drivkoppling medan vid den återstående kombinationen det varken sker nagon väsentlig energitíll- försel fran spänningskällan till resp faslindning eller nagon väsentlig ater- matning av energi fran resp faslindning till spänningskällan. Kombinationerna med tillhörande drifttillstand hos resp drivkoppling är i och för sig välkända för fackmannen vid den illustrerade drivkopplingen och beskrivs därför inte här.

Resp drivkopplings logik är utformad sa att resp drivkoppling styres till ett dríftstillstand som möjliggör energitillförsel fran spänningskâllan endast när resp börvärdes belopp överstiger resp ärvärdea belopd. Logiken är ocksa sadan att resp drivkoppling fran sistnämnda driftstillstand styras till ett annat driftstillstand där nagon väsentlig energi inte tillföras resp statorlindring endast när resp börvärdes belopp “inte längre överstiger resp ärvârdes belopp eller när börvärdets blir sa litet att det inte väsenligt skiljer sig fran noll. Till vilket driftstillstand logiken i sa fall styr resp drivkoppling beror av inslgnalen CDl resp CD2. Beroende pa nivan hos insignalen CDI resp CD2 hindras nämligen styrorganets logik fran att styra drivkopplingen till det driftstlllstand som möjliggör atermatning av energi fran resp faslindring till spänningskällan, varigenom styrning till detta tillstand endast kan ske vid minskande belopp hos bör-värdet efter att börvärdets belopp passerat strömpunktsvärdet.

För att fa väldefinierade övergangar mellan vissa driftstillstand där energi tillförs resp stater-lindning fran spänningskâllan och andra driftstillstand där energi inte tillföras resp statorlindning fran energikällan innefattar vardera separata styrorganet en bistabil vippa Gil resp G2. Resp vippas ställingangar S 10 15 20 25 30 457 306 12 tillföres pulserna fran OPA och vippornas aterstâllningsgangar R, vilka är dominerande över ställingangarna, tillföres signaler härledda fran OPIO och OPll resp fran OPZU och OP2l. Vipporna är kopplade till övrig logik i resp styrogan sa att nämnda övergångar synkroniseras med pulsfrekvensen fran OPA.

För att undvika risk för kortvarig korslutning eller andra oönskade kombintioner av tillstànd hos resp drívkopplings strömställare är ingangarna SIGNl resp SIGN 2 kopplade till övrig logik i resp styrorgan via hystereskretsar H1 respektive H2.

Hystereskretsarna säkerställer att strömställare som styrts till ledande tillstànd för drivning av ström i ena riktningen genom resp faslindning hinner strypas innan andra strömställare hinner styras till ledande tillstànd för drivning av ström i andra riktningen genom resp faslindning. Da logiken bestar av i och för sig kända komponenter av typ (UJCH-grindar inverterande ELLER-grindar och inverterare försedda med vedertagna symbolteckningar torde ytterligare be- skrivning av logiken vara helt onödig för att fackmannen skall första utförings- formen av uppfinningen.

Utföringsformen som hittills beskrivits i anslutning till fig 3-5 innebär en jämförelsevis enkel begränsning av möjligheterna att styra resp drivkoppling till vissa driftstillstand. En nagot mer sofistikerad begränsning av styrmöjligheterna kan erhallas genom att modifiera utföringsformen enligt fig 3-5 i överens- stämmelse med fig 6 och 7. l fig 6 illustreras ett Lppdelningsorgan för uppdelning av periodtiden T hos pulserna fran OPA i första och andra tids- intervall, Tl resp Tz och för paverkan av ett styrorgan sa att,styrning till tva olika driftstillstand förhindras under de olika tidsintervallen. Uppdelnings organet innefattar en kornparator vars ena ingang är avsedd att kopplas till ingangen RC pa den högra integrerade kretsen i fig 3 och vars andra ingang âr avsedd att kopplas till en instâllbar referensspänning VREF. Komparatorn är anordnad att pa sin utgang alstra en väsentligen logisk signal vars niva beror av om spänningen pa ingangen RC överstiger eller understiger referenspâmingen VREF. Om VREF har ett värde mellan det högsta och lägsta värdet hos den i tiden väsentligen sagtandformiga spänningen RC erhalles pa komparatorns utgang väsentligen ett pulstag vars frekvens överensstämmer med sagtand- spänningens frekvens och vars pulstidsförhallande d vs förhållandet mellan tidsintervall Tl och TZ beror av storleken hos VREF. Komparatorns utgang är 10 15 20 25 30 457 306 13 kopplad till var sin ingång hos två ELLER-kretsar avsedda att inkopplas mellan utgången CDl hos den vänstra integrerade kretsen i fig 3 och ingången CD1 hos den högra integrerade kretsen i fig 3 resp mellan utgången CD2 och ingången CDZ hos de integrerade kretsarna. a* Med hjälp av uppdelningsorganet kan åstadkommas att resp styrorgan under varje period hos signalen fràn OPA först under ett första tidsintervall Tl hindras från att styra resp drivkoppling till ett driftstillstånd som möjliggör återmatning av energi från resp faslindrzing till spänningskällan och därefter Ufldßl” ett andra tids-intervall Tz som utgör återstoden av perioden T i stället hindras från att styra resp drivkoppling till ett annat driftstillstånd vid vilket någon väsentlig energi varken tillföres till resp faslindning från spänningskällan eller återmatas från resp faslindning till spänningskällan. Då dessa olika driftstillstånd normalt innebär att strömmen genom resp faslindning minskar jämförelsevis fort resp jämförelsevis långsamt kan med hjälp av uppdelning under vissa förhållanden det uppnås en ännu bättre reglering av resp ström mot resp börvärde med ännu mindre strömrippel. Genom variation av VREF kan de första tidsintervallens storlek relativt de andra tidsintervallen varieras vilket visat sig vara en fördel vid anpassning till olika motorer med olika egenskaper såsom statorlindningsinduktans.

Av kurvorna i fig 7 illustrerar den övre tidsförloppet hos sågtandspänningen på ingången RC, den mellersta tidsförloppet hos signalen på utgången av kompara- torn i tppdelningsorganet och ett tänkbart tidsförlopp hos CDI eller C02, samt den undre kurvan ett tänkbart förenklat tidsförlopp hos strömmen genom en statorlíndning då börvärdet är i stort sett konstant. Av den undre kurvan framgår att den ifrågavarande kopplingen styras till en viss cyklisk följd av driftstillstånd, varvid i varje cykel ingår ett tillstånd med strömökning, ett därpå följande tillstånd av långsam strörnminskning och slutligen ett därefter följande tillstånd av snabb strömminskning. Även om det inte kan helt uteslutas att en sådan cyklisk styrning i vissa fall kan vara lämplig vid i huvudsak konstant börvärdesbelopp har denna cykel visat sig speciellt lämplig under perioder av ett tidsförlopp hos börvärdet då börvärdets belopp hastigt sjunker.

Under perioder då börvärdets belopp hastigt ökar har olika cykler innefattande bara tillstånd med strömökning följda av tillstånd med långsam strömminskning normalt visat sig fördelaktigare än den i fig 7 illustrerade cykeln. 457 .306 10 15 20 14 För undvikande av missförstånd påpekas att i de ovan beskrivna utförings- formerna i samtliga fall begränsningarna av möjligheterna att styra till driftstillstånd med jämförelsevis snabb resp jämförelsevis långsam ström- minskning är tidsmässiga begränsningar i beroende av börvärdets tidsförlopp.

Vid de beskrivna utföringsformerna är således begränsningarna inte beroende av hur mycket ärvärdet stiger skiljer sig från börvärdet på så sätt att exempelvis snabb strömminskning begränsas till de fall då börvårdet är mycket mindre än ärvärdet och långsam strömmínskníng tillämpas i de fall börvärdet är bara litet mindre än ärvärdet.

För undvikande av missförstånd påpekas också att resp börvärde i de ovan beskrivna utföringsforrnerria inte är av typ till/från utan dess belopp normalt kan anta ett stort antal olika värden mellan ett största och ett minsta. Med 7 bitar kan exempelvis 128 olika beloppsvården anges. För åtminstone flertalet av dessa styres resp drivkoppling omväxlande till olika driftstillstånd med en omväxlingsfrekvens som motsvarar pulsfrekvensen från OPA, vilken pulsfre- kvens bör ligga ovanför det hörbara frekvensområdet och exempelvis kan vara 26.5 kHz.

Uppfinningen är inte begränsad till beskrivna utföringsformer av förfaranden och anorchingar utan något annorlunda utföringsformeir inom ramen för patent- kraven är tänkbara. Exempelvis är det tänkbart att använda en annan i och för sig känd drivkoppling som är styrbar till de tre olika ciriftstillstånden. Det är också tänkbart att ha ett gemensamt strömpunkfsminne för både 'faslínd- ningarnas strömmar i stället för ett separat för resp faslindxingsström.

Claims (14)

10 15 457 306 15 PATENTKRAV

1. l. Förfarande för reglering av ström (I, Il, 12) genom en statorlindning (L, Ll, L2) hos en motor (M) som energiförsörjes av en spänningskälla (VMMI, VMMZ) via en drivkoppling (DL, DLl, DLZ), vilken drivkoppling innefattar strömställare styrbara till ledande och spärrande tillstànd, varvid strömmen avkânnes och regleras mot ett börvârde (IR, IlR, IZR) genom styrning av drivkopplingens strömställare till olika kombinationer av tillstànd i beroende av strömmens avkânda storlek i förhallande till börvärdet, varvid i en första av kombina- tionerna energi tillföres fran spänningskällari till statorlindningen via minst en ledande strömställare i drivkopplingen, varvid i en andra av kombinationerna någon väsentlig energi inte tillföras statorlindningen från spânningskällan, varvid i en tredje av kombinationerna strömmen i statorlindningen minskas väsentligt snabbare än den skulle göra vid styrning till den andra kombinationen under likvärdiga förhallanden, vilket börvärde atminstone tidvis varierar och därvid har ett belopp som successivt ökar under vissa tidsperioder och successivt minskar under andra tidsperioder k ä n n e t e c k n a t av att bör- värdets tidsförlopp avkännes, samt att möjligheten att i beroende av strömmens storlek i förhållande till börvärdet styra strömställarna' till den tredje korn- binationen av tillstànd begränsas tidsmässigt i beroende av resultatet (CDI, CD2) av avkänningen av börvârdets tidsförlopp.

2. Förfarande enligt krav l' k ä n n e t e c k n a t a v att möjligheten att styra strömställarna till den tredje kombinationen förhindras under tider då avkänningen av börvärdets tidsförlopp utvisar att börvärdets belopp successivt ökar.

3. Förfarande enligt krav 1 k ä n n e t e c k n a t a v att möjligheten att styra strömställarna till den tredje kombinationen av tillstànd förhindras utom da avkänningen av börvärdets tidsförlopp utvisar att börvärdets belopp är konstant eller minskar.

4. Förfarande enligt krav l k ä n n e t e c k n a t a v att möjligheten att styra strömställarna till den tredje kombinationen av tillstånd förhindras utom då avkänningen av börvärdets tidsförlopp utvisar dels att börvârdets belopp 10 457' 306 16 väsentligt skiljer sig fran noll, dels att börvärdets belopp inte överstiger ett förutbestämt värde och dels att börvârdets belopp successivt minskar.

5. So Förfarande enligtett av kravl-li kännetecknat av alstring aven cyklísk följd av första tidsintervall (Tl) och andra tidsintervall (T2), samt att da avkänningen av börvärdets tidsförlopp utvisar att börvärdets belopp successivt sjunker dels möjligheten att styra strömställarna till den andra kombinationen av tillstànd tidsmässigt begränsas till de första tidsintervallen (Tl) dels möjligheten att styra strömställarna till den tredje kombinationen av tillstànd tidsmässigt begränsas till de andra tidsintervallen (TZ).

6. Förfarande enligt krav 5 k ä n n e t e c k n a t a v att det relativa storleksförhàllandet mellan de första och de andra tidsintervallen inställes oberoende av börvärdets och strömmens storlek.

7. Förfarande enligtett av kravZ-6 kännetecknat avatt strömstâllarna i den andra kombinationen av tillstànd styres till sådana tillstànd att nagon väsentlig energi inte atermatas fran statorlindningen till spännings- kâllan, samt att strömställarna i den tredje kombinationen av tillstånd styres till sadana tillstànd att väsentlig energi kan atermatas fran atatorlindningen till spënningskällan. ' B Anordning för reglering av ström (I, 11,12) genom en statorlindning (L, Ll,

8. 1.2) hos en motor (M) som enèrgiförsörjes av en spänningkâlla (VMMl, VMMZ) via en drivkoppling (DL, DLl, DL2), vilken drivkoppling innefattar strömställare styrbara till individuellt ledande och spârrande tillstànd, vilken anordning innefattar ärvërdesorgan (Gil, RGl, RFI, CF l, G12, RGZ, RFZ, CF2) för alstring av ett ârvârde svarande mot strömmen, jâmförelseorgan (Cll, C12) för jämförelse av ärvärdet med ett börvârde (IlR, IZR), vilket börvârde åtminstone tidvis varierar och därvid har att belopp som successivt ökar under vissa tidsperioder och successivt minskar under andra tidsperioder, samt styrorgan för styrning av strömstållarnas tillstànd till olika kombinationer för närmande av ärvärdet till börvärdet, vilket styrorgan och vilken drivkoppling är utformade för möjlighet att kunna styra strömstâllarna dels till en första kombination varigenom energi tillföras fran spânningskällan till statorlindningen via minst en ledande strömställare i drivkopplingen, dels till en andra kombination varigenom 10 457 306 17 någon väsentlig energi inte tillföras till statorlindningen fran spänningskâlian, och dels till en tredje kombination varigenom storleken hos strömmen i statorlindningen kan minskas väsentligt och snabbare än den skulle göra vid styrning till den andra kombinationen under likvärdiga förhållanden k ä n n e - t e c k n a d av organ (MPll, MPIZ, LEVELIl, LEVELIZ, DCl, DC2, DCOMPI, DCOMPZ) för avkäming av börvärdets tidsförlopp samt för tidsrnässig be- gränsning av styrorganets möjligheter att styra strömställarnas tillstànd till den tredje kombinationen i beroende av resultatet (CDl, CDZ) av avkänningen av börvärdets tidsförlopp.

9. Anordning enligt krav 8 k ä n n e t e c k n a d a v att organen för avkänning av börvärdets tidsförlopp innefattar organ för bestämning av om börvârdets belopp successivt ökar eller minskar.

10. Anordning enligt krav 8 k ä n n e t e c k n a d a v att organen för avkäming av börvärdeta tidsförlopp innefattar minneaorgan (MPIl, MPIZ, LEVELIl, LEVELIZ) för lagring av ett förutbestärnt värde samt jämförelseorgan (DCl, DCZ, DCOMPl, DCOMPZ) för jämförelse av börvärdet med det förut- bestämda värdet och alstring av en signal (DCl, DC2) i beroende av jäm- förelsen.

11. Anordning enligt krav 8 k ä n n e t e c k n a d a v att organen för i avkänning av börvârdets tidsförlopp innefattar organ (Rli, RS, OPll, OPZI) för avkänning av om börvârdet väsentligt skiljer sig fran noll.

12. AnordningenligtettavkravB-ll kânnetecknad a v tidstppdelningsorgan (Rl, R2, R3, OPA, SWA, SWB) för alstring av en cykiisk följd av första tidsintervall (Tl) och andra tidsintervall (T2), vilka tidstpp- delningsorgan är kopplade för att da organen för avkânning av börvârdets tidsförlopp anger att börvärdets belopp successivt minskar begränsa styr- organets möjligheter att styra strömstâllarna dels sa att styrorganet har möjlighet att styra strörnställarna till den andra kombinationen under de första tidsíntervallen men inte under de andra tidsintervallen, dels så att styrorganet har möjlighet att styra strömstëllarna till den tredje kombinationen under de andra tidsintervallen men inte under de första tidsintervallen. 457 306 18

13. Anordning enligt krav 12 k ä n n e t e c k n a d av íntervallirxställnings- organ (VREF) för inställning av det relativa storleksförhallandet mellan de första och de andra intervallen oberoende av börvârdets och strömmens relativa storlek.

14. Anordning enligtett av krav9-l3 kännetecknad av att styrorganet och drivkopplingen är sa utformade att vid den andra kombinationen av tillstànd hos strömstâllarna någon väsentlig energi inte ätermatas fran statorlínmingen till spänningskällan och sa att vid den tredje kombinationen av tillstànd hos strömställarna väsentlig energi kan atermatas fran stator- lindningen till spänningskällan via drivkopplingen.