CH402127A - Anordnung zur Drehzahlregelung eines Induktionsmotors - Google Patents

Description

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 Anordnung zur    Drehzahlregelung      eines      Induktionsmotors   Der    Erfindungs-Gegenstand   ist eine Anordnung zur Regelung der Drehzahl eines ein- oder    mehr-      phasigen   Induktionsmotors, in dessen n Zuleitungen n - 1 Gruppen von steuerbaren Ventilen in Gegenparallelschaltung vorhanden sind, welche in der Art einer    Dreipunkt-Regelung   bei zu kleiner Drehzahl gegenüber dem Sollwert alle Ventile leitend macht, bei zu grosser Drehzahl nur ein Ventil leitend macht und bei Übereinstimmung der Drehzahl mit dem Sollwert alle Ventile sperrt. 



  Zur Erläuterung dient das in der Zeichnung dargjstellte elektrische Prinzips-Schema als Beispiel der Anordnung für ein    Dreiphasen-System      RST.   



  In den drei    Zule_tungen   (n = 3) zum Induktionsmotor 1 sind für die Phase S keine Schaltmittel vorhanden, während in jeder der Phasen R und T eine Gegenparallelschaltung zweier steuerbarer Ventile 2 und 3 bzw. 4 und 5 vorgesehen ist. Die Steuerelektroden. dieser Ventile sind mit 2a bis 5a entsprechend ,kennzeichnet. Zum Zwecke der Drehzahlmessung ist mit der Welle des Motors 1 ein Drehzahlgeber 6 verbanden. 



  Es sind ferner ein    Sollwertgeber   7 und eine elektronische Vorrichtung 8 vorgesehen. Letztere besitzt die Klemmen 9 für den Anschluss an das Drehstromnetz, 10 für den Sollwert, 11 für den    Istwert   sowie 12 bis 15 für die Steuerung der Ventile 2 bis 5. 



  Wenn alle Ventile leitend sind, unterscheidet sich der Betriebszustand des Motors nicht von dem eines direkt an das Netz angeschlossenen Motors. Sind alle 4 Ventile gesperrt, dann kann kein Strom fliessen, denn durch die direkte Verbindung der Phase S mit der Motorwicklung ist das Potential    der   gesamten Wicklung an die Spannung S gebunden. Durch abwechslungsweises Ein- und Ausschalten aller 4 Ventile kann der Mittelwert der Drehspannung geändert und damit das erzeugte Drehmoment des Motors beeinflusst werden. 



  In Verbindung mit dem Lastmoment ist eine Drehzahländerung über diesen Weg möglich. Als Belastungsmoment genügt praktisch bereits das Reibungsmoment der leerlaufenden Maschine. 



  Werden von einem so gesteuerten Motor Arbeitsmaschinen angetrieben, welche ein Moment wechselnden Vorzeichens verlangen, dann muss der Motor auch ein Bremsmoment    entwickeln   können. Das geschieht dadurch, dass über ein gesteuertes Ventil, z. B. das Ventil 5, in der Phase T über die Phase S ein pulsierender Gleichstrom    im   Ständer der Maschine erzwungen wird. 



  Das abwechslungsweise Ein- und Ausschalten der    3-phasigen      Ständerspannung   wird somit für die Erzeugung, eines motorischen Drehmomentes benutzt, während die Einschaltung des    Ventiles   5 ein Bremsmoment an der Motorwelle hervorruft. 



  Mit der dargestellten prinzipiellen Anordnung ist es möglich, die    Drehzahl   des Motors trotz wechselnden Vorzeichens des Drehmomentes in engen Toleranzen zu regeln. Der    Sollwertgeber   7 liefert eine Spannung, welche dem Sollwert der Drehzahl proportional ist. Der Geber 6 liefert eine dem    Istwert   der Drehzahl proportionale Spannung. Durch Vergleiche der beiden elektrischen Grössen in der Steuervorrichtung 8 wird durch sie entschieden, welche Ventile gezündet werden sollen oder nicht. Wenn der    Istwert   der Drehzahl zu klein gegenüber dem Sollwert ist, werden alle Ventile gezündet.

   Es erscheinen an den    Klemmenpaaren   12, 13, 14 und 15, welche den Steuerelektroden 2a, 3a, 4a und 5a zugeordnet sind, Signale, welche die Ventile 2 bis 5 in den Leit- 

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 zustand bringen. Stimmt der    Drehzahlsollwert   mit dem    Istwert   überein, dann erscheinen an diesen Klemmen keine Signale, wodurch alle Ventile gesperrt sind. Ist hingegen der    Istwert   der Drehzahl grösser als der    Sollwert,   dann wird eine Verzögerung des Antriebes verlangt und die Steuereinrichtung gibt ausschliesslich an das    Klemmenpaar   15 ein Signal, welches das Ventil 5 zum Leiten veranlasst. 



  Mit einer solchen    Dreipunkt-Regelung   der Drehzahl ist es möglich, schnelle Beschleunigungen und Verzögerungen bei verschiedenen Arbeitsmaschinen zu erreichen und eine genaue Drehzahlkonstanz der Regelung herbeizuführen. 



  Oftmals ist die auf diese    Art   erzeugte Bremsung zu intensiv. Um das Bremsmoment beliebig zu verkleinern, lässt sich die Vorrichtung in an sich bekannter Weise so ausführen, dass der Zündwinkel des für die Bremsung benutzten    Ventiles   stetig ver- ändert werden kann. 



  Schliesslich ist es vom Standpunkt der Empfindlichkeit der Regelanlage erwünscht, den Drehzahlbereich, in welchem alle Ventile gesperrt bleiben, einstellbar zu gestalten. 



  Es sind bereits Anordnungen bekannt, bei denen die Änderung des Drehmomentes dadurch erfolgt, dass der Mittelwert der angelegten Spannung bei konstanter Frequenz durch periodisches Ein- und Ausschalten der Zuleitungen verändert wird. Hierbei muss die Periodendauer des Schaltspieles klein sein gegenüber der Anlaufzeit des Motors, damit die Drehzahlschwankungen innerhalb einer Schaltperiode niedrig bleiben. Das Ein- und Ausschalten der Spannung an den Klemmen des Motors kann mit konven-    tionellen   Schützen oder mit gesteuerten    Halbleiter-      bzw.   Quecksilberdampfventilen erfolgen. 



  Ausserdem ist es bekannt, dass die Gleichstromerregung der Wicklung eines drehenden Induktionsmotors ein bremsendes Moment zur Folge hat. 



  Die sinnvolle Kombination dieser an sich einzeln bekannten    Massnahmen   zur    Drehmomentbeherr-      schung   erlaubt im Erfindungsgegenstand mittels einer    Dreipunkt-Regelung   mit einfachen Mitteln einen hohen Genauigkeitsgrad der Motordrehzahl zu erreichen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Anordnung zur Regelung der Drehzahl eines ein- oder mehrphasigen Induktionsmotors, in dessen n Zuleitungen n - 1 Gruppen von steuerbaren Ventilen in Gegenparallelschaltung vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass sie in der Art einer Dreipunkt- Regelung bei zu kleiner Drehzahl gegenüber dem Sollwert alle Ventile leitend macht, bei zu grosser Drehzahl nur ein Ventil leitend macht und bei über- rinstimmung der Drehzahl mit dem Sollwert alle Ventile sperrt. UNTERANSPRUCH 1. Anordnung nach Patentanspruch dadurch gekennzeichnet, dass der Zündwinkel des für die Bremsung benutzten Ventiles stetig veränderlich ist. 2.

   Anordnung nach Patentanspruch dadurch gekennzeichnet, dass der Drehzahlbereich, in welchem alle Ventile gesperrt sind, einstellbar ist.