DE1563364A1 - Converter motor with Hall sensor control - Google Patents
Converter motor with Hall sensor controlInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Stromrichtermotor, dessen in Stern geschaltete Wicklungsstränge über einen Wechselrichter mit Stromtoren an eine Gleichstromquelle oder an eine mit Gleichrichtern gebildete Gleichspannung angeschlossen sind, wobei die Strangenden paarweise Über je einen Kommutierungskondensator miteinander verbunden sind und die Zündung der Stromtore drehwinkelabhängig mit Hilfe von Hallsonden über Schalttransistoren erfolgt, v/elche im Nullzweig einer von einem Rechteckoszillator gespeisten Gleichrichterbrücke liegen.The invention relates to a converter motor, the In star-connected winding phases via an inverter with current gates to a direct current source or to one with Rectifiers formed DC voltage are connected, the strand ends are connected to each other in pairs via a commutation capacitor and the ignition of the Current gates are made depending on the angle of rotation with the help of Hall probes via switching transistors, one of one in the zero branch Square-wave oscillator-fed rectifier bridge lie.
Es wurde bereits ein Stromrichtermotor dieser Art vorgeschlagen, welcher eine Drehetromwicklung aufweist, deren Wicklungsstränge in Stern geschaltet und über" einen Dreiphaöen-Brückenwechselrichter aus sechs Halbleiterstrommotoren von einer Gleichstromquelle gespeist werden. Jedem Stromtor ist hierbei eine Hallsonde zugeordnet, wobei die einseinen Hallspannungen über Anpassungs- und Kippstufen unter entsprechender Verstärkung an die im Zündkreis liegenden Schalttransistoren weitergeleitet werden. Die Hallsonden werden durch Permanentmagnete erregt, die von der Motorwelle angetrieben werden, so daß sie zyklisch hintereinander vom Fluß durchsetzt und je eine HaIlspannung wechselnder Polarität abgeben. Diese ..Heuereinrichtung ist aufwendig. A converter motor of this type has already been proposed, which has a rotary electric winding, the winding phases of which are connected in star and via "a three-phase bridge inverter from six semiconductor current motors are fed by a direct current source. Every electricity gate is here Associated with a Hall probe, the one being Hall voltages via adaptation and flip-flop stages with corresponding amplification be passed on to the switching transistors in the ignition circuit. The Hall probes are made by permanent magnets excited, which are driven by the motor shaft, so that they are cyclically penetrated by the flux and each with a halftone voltage with alternating polarity. This .. hiring device is expensive.
■GemaU der Erfindung kann bei einem Jtromrichtermotor der eingangs beschriebenen Art der Aufwand dadurch bedeutend vermindert werden, daß den Schalttranaiatoren der paarweise zusammengefaßten Wicklungsstränge je eine Hallsonde derart zugeordnet ist, daß die Basen der einander zugeordneten SchalttransistorenIn accordance with the invention, in the case of a Jtromrichtermotor the initially The type of effort described can be significantly reduced in that the switching tranaiators are combined in pairs Winding strands are each assigned a Hall probe in such a way that the bases of the switching transistors assigned to one another
009813/062 5 "009813/062 5 "
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PLA 66/U'iiPLA 66 / U'ii
über die Hallspannungsausgänge miteinander verbunden sind. Auf diese Weise kann die Zahl der Hallsonden auf die Hälfte vermindert werden. Die Schaltung ist hierbei derart getroffen, daß die Emitter der beiden zugeordneten Schalttransistoren und die eine Steuerstromzuleitung der zugeordneten Hallaonden an dem einen Pol der Steuerstromversorgungequelle liegen, während die andere Steueretromzuleitung über einen Widerstand an dem anderen Pol der Steuerstromvereorgungsqueile liegt. Dadurch erhalten die beiden Transistoren einen über Basis und Emitter fließenden Vorstrom, der die Schwellspannung leichter zu überwinden gestattet. Die Transistoren öffnen dann, wenn sich zu diesem Vorstrom der von der Spannung der Hallsonden getriebene Hallstrom mit richtigem Vorzeichen addiert. Auf diese Weise kann auf Anpassungs- und Kippstufen für die Hallsonden verzichtet werden.are connected to each other via the Hall voltage outputs. on In this way, the number of Hall probes can be reduced by half will. The circuit is made in such a way that the emitters of the two associated switching transistors and the one control current feed line of the associated Hallaondes on the one pole of the control power supply source, while the other control power supply line is connected to the other via a resistor Pole of the control power supply source lies. Get by doing this the two transistors generate a bias current flowing through the base and emitter, which allows the threshold voltage to be overcome more easily. The transistors open when the Hall current driven by the voltage of the Hall probes is added to this bias current added with the correct sign. In this way, adaptation and tilting stages for the Hall probes are dispensed with.
Anhand der Zeichnung, in der mehrere AusfUhrungsbeiapiele schematisch dargestellt sind, wird die Erfindung näher erläutert; es zeigen:On the basis of the drawing, in which several examples of execution are schematically are shown, the invention is explained in more detail; show it:
Fig. 1 einen vierpulsigeη Stromrichtermotor mit parallelgeschalteten Ankerwicklungen,Fig. 1 shows a vierpulsigeη converter motor with parallel-connected Armature windings,
Fig. 2 einen solchen Stromrichtermotor mit in Jerien geschalteten Ankerwicklungen,2 shows such a converter motor with connected in series Armature windings,
Fig. 3 einen sechsspuligen Stromrichtermotor,3 shows a six-coil converter motor,
Fig. 4 das Prinzip einer Drehzahlregelung für einen Motor gemäß Fig. 1,4 shows the principle of a speed control for a motor according to Fig. 1,
Fig. 5 das Prinzip einer Drehzahlregelung fur einen Motor gemä3 Fig. 2,5 shows the principle of a speed control for a motor according to FIG Fig. 2,
Fig. 6 den drehwinkelabhängigen Verlauf der Hallapannungen, der induzierten Spannungen und der Teilwicklungsströme far Rechts- und Linkslauf.6 shows the course of the Halla voltages as a function of the angle of rotation, the induced voltages and the partial winding currents for clockwise and counterclockwise rotation.
Fig. 1 zeigt einen Gleichstrommotor, dessen Ankerwicklung als Dreiphasen-Wicklung in Mittelpunktschaltung ausgeführt ist. Mit 1 und 2 sind die Teilwicklungen der einen Phase und mit 3 und 4 die Teilwicklungen der anderen Phase bezeichnet. Die Mittelpunkt te der Phasenwicklungen 1,2 und 3,4 sind miteinander verbunden,Fig. 1 shows a direct current motor, the armature winding of which is designed as a three-phase winding in a midpoint connection. With 1 and 2 are the partial windings of one phase and with 3 and 4 denotes the partial windings of the other phase. The center point te of phase windings 1, 2 and 3, 4 are connected to one another,
009 813/0625009 813/0625
BAD ORICÜ'LBAD ORICÜ'L
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bo daß ein Wicklungestern entsteht, welcher mit dem Pluspol der Spannungequelle verbunden iat. In Reihe mit jeder Teilwicklung 1 bis 4 ist je ein Stromtor 5 bis 8 geschaltet. Sie liegen parallel am negativen Pol der Spannungsquelle. Zwischen den Teilw.icklungen 1 und 2 bzw. 3 und 4 ist je ein Kommutierungskondensator 9 bwz. 10 geechaltet. Damit sich die Kondensatoren 9 und 10 bei niedrigen Impulszahlen nicht über die zugeordneten Wickiungen entladen können, eind Dioden 11 bis 14 vorzusehen.bo that a winding star is created, which with the positive pole connected to the voltage source. In series with each partial winding 1 to 4 a power gate 5 to 8 is connected. They are parallel to the negative pole of the voltage source. Between the partial windings 1 and 2 or 3 and 4 each have a commutation capacitor 9 resp. 10 locked. So that the capacitors 9 and 10 do not have the assigned Windings can discharge, and diodes 11 to 14 are provided.
Die Maschine besitzt einen Perraanentmagnetläufer 15, welcher diametral gegenüberliegend die Pole N und S trägt. Die Maschine kann auch eine höhere Polpaarzahl besitzen. Anstelle des.Permanentmagneten kann eine vorzugsweise ruhende Erregerwicklung Verwendung finden. Im Luftspalt der Maschine sind die beiden um 90° versetzten Hallgeneratoren 16 und 17 angeordnet. Sie liegen vorzugsweise in der Wicklungeachse der Phaaenwicklüngen 1,2 und 3,4. Die Hallsonden 16 und 17 werden vom Magnetfluß des Läufers 15 drehwinkelabhängig derart erregt, daü jede der . "beiden Hallsonden eine Spannung abgibt, deren Periode gleich einer Umdrehung des Läufers entspricht. Die Hallspannungen der beiden Hallgeneratoren 16 und 17 sind entsprechend der räumlichen 90°-Versetzung ebenfalls in der Phase um 90° verschoben, wie das Diagramm gemäß Fig. 6 zeigt. Ee wurde angenommen, daß die Hallspannung positiv (Pfeilrichtung) ist, wenn der Läuferfluß die Hallsonde vom Ständer zum Läufer durchsetzt. In den Ankerwicklungen 1 bis 4 werden vom rotierenden Läufer annähernd sinusförmige Spannungen induziert, die gemäß Fig. 6 phasenverschoben sind. Die Zuordnung dee drehwinkelabhängigen Steuerteils zu den Stromtoren 5 bis θ iet so getroffen, daß stets diejenigen beiden otromtore gezündet werden, bei denen die in den zugehörigen Wicklungen induzierten Spannungen der angelegten Gleichspannung U1 das Gegengewicht zu halten vermögen.The machine has a permanent magnet rotor 15, which carries the poles N and S diametrically opposite one another. The machine can also have a higher number of pole pairs. Instead of the permanent magnet, a preferably stationary excitation winding can be used. The two Hall generators 16 and 17 offset by 90 ° are arranged in the air gap of the machine. They are preferably in the winding axis of the phase windings 1, 2 and 3, 4. The Hall probes 16 and 17 are excited by the magnetic flux of the rotor 15 depending on the angle of rotation so that each of the. "Both Hall probes emit a voltage whose period corresponds to one revolution of the rotor. The Hall voltages of the two Hall generators 16 and 17 are also shifted in phase by 90 ° according to the spatial 90 ° offset, as the diagram in FIG. 6 shows. It was assumed that the Hall voltage is positive (arrow direction) when the rotor flux passes through the Hall probe from the stator to the rotor. In the armature windings 1 to 4, the rotating rotor induces approximately sinusoidal voltages which are phase-shifted according to FIG. 6. The assignment dee Angle-of-rotation-dependent control part to the current gates 5 to θ iet is made so that those two electric gates are always ignited, in which the voltages of the applied DC voltage U 1 induced in the associated windings are able to hold the counterweight.
Die Zündströme werden den Stromtoren 5 bi6 8 zwecks Potentialtrennung zwischen Starkstrom und Steuerteil über vier Impulswandler 18 bis 21 zugeführt. Die Zündenergie wird mit Hilfe eines RechtecKoszillators 22 bereitgestellt. Da die Zündung, derThe ignition currents are fed to the current gates 5 to 6 8 for the purpose of potential separation between the heavy current and the control part via four pulse converters 18 to 21. The ignition energy is provided with the aid of a right-hand oscillator 22 . Since the ignition, the
009 8 1 37 0625 '009 8 1 37 0625 '
BAD ORSGWALBAD ORSGWAL
U PLA 66/1431 U PLA 66/1431
15 t rom to re zyklisch erfolgen nuß, sind zwiuchen den Impulswandlern 1B bis ?1 und dem Kechteckosziilator 2? iJchalttranaistören ?3 bis 26 eingeschaltet, die im Nulizweig je einer Gleichrichter*', brücke 27 bis 30 liegen» damit die Schalttraneistoren sowohl von den positiven a Ls auch von den negativen Impulsen des Versorgungsoszillatore 22 im selben Sinne durchsetzt werden* Auf der Sekundärseite der Impulswandler 16 bie 21 1st über je eine weitere Gleichrichterbrücke 31 bis 34 die Zündstrecke der Stromtore 5 bis 8 angeschlossen. Die OlelchrichterbrUcken 31 bis 34 richten die durchgelesenen Rechteckimpulse des Vorsorgungsoszillators 22 gleich, sobald einer der Schalttraneistoren 23 bis 26 . geöffnet wird, so daIi zum Zünden der Stromtore 5 bis θ an deren * Zündetrecken Gleichspannung ansteht. '15 t rom to re must be done cyclically, are between the pulse converters 1B to? 1 and the square oscillator 2? iJchalttranaistören? 3 to 26 switched on, each of which is in the zero branch of a rectifier * ', bridge 27 to 30 »so that the switching transistors are penetrated by both the positive a Ls and the negative pulses of the supply oscillator 22 in the same sense * On the secondary side of the pulse converter 16 to 21, the ignition path of the current gates 5 to 8 is connected via a further rectifier bridge 31 to 34 each. The oil converter bridges 31 to 34 rectify the read square-wave pulses of the supply oscillator 22 as soon as one of the switching transistors 23 to 26. is opened so Daii to θ at the * pending Zündetrecken DC voltage for igniting the current gates. 5 '
Die zyklische Ansteuerung der Schalttransietoren erfolgt nun mit Hilfe der Hallgeneratoren 16 und 17 drehwinkelabhängig» wobei in Gegensatz zu des älteren Vorschlag nicht jedem Schalttran-, eietor 23 bis 26 ein Hallgenerator zugeordnet ist, sondern es werden jedem Hallgenerator zwei Schalttraneistoren zugeordnet, und zwar immer die tinea zugeordneten Wicklungspaaree. Dem Hallgenerator 16 sind aleo die beiden Schalttraneistoren 23 und 24 und dem Hallgenerator 17 die beiden Schalttraneistüren 25 und 26 zugeordnet. Hierbei stehen die Basen der beiden zugeordneten Schalttraneistoren 23 und 24 bzw. 25 und 26 über die Hallepannungsausgänge der Hallgeneratoren 16 und 17 miteinander in Verbindung. Ferner sind die Emitter der beiden zugeordneten Schalt-, transistoren miteinander verbunden und liegen zusammen mit der ! einen Steueretromzuleltung des zugeordneten Hallgenerators an dem einen (negativen) Pol der Steueretromversorgunge«|uelIe, während die andere Steueretromzuleltung über je einen Widerstand 35 b.zw. 36 mit dem anderen (positiven) Pol der Steueretromversorgungsquelle verbunden ist. Durch entsprechende Bemessung der Widerstände 35 und 36 kann ein über die Baeis-Emitteretrecke der Schalttransietoren 23 und 24 bzw. 25 und 26 fließender Vorstrom eingestellt werden. Damit besteht die Möglichkeit, mit ι einer relativ geringen Höhe der Hallspannung die Schwellspannung der Transistoren 23 bis 26 zu überwinden. Durch den über die ^Widerstände 35 und 36 eingeprägten Basie-Emitterstrom können dieThe switching transistor gates are now controlled cyclically with the help of the Hall generators 16 and 17 depending on the angle of rotation »whereby in contrast to the older proposal, not every switching eietor 23 to 26 is assigned a Hall generator, but it two switching transistors are assigned to each Hall generator, always the winding pairs assigned to tinea. The two switching transistors 23 and 24 are aleo of the Hall generator 16 and the Hall generator 17, the two switching transceiver doors 25 and 26 assigned. The bases of the two associated switching transistors 23 and 24 or 25 and 26 are connected to one another via the Hall voltage outputs of Hall generators 16 and 17. Furthermore, the emitters of the two associated switching transistors are connected to one another and are located together with the ! a Steueretromzuleltung of the assigned Hall generator the one (negative) pole of the control power supply, while the other control power supply has a resistor each 35 or 36 is connected to the other (positive) pole of the control power supply source. By appropriate dimensioning of the resistors 35 and 36 can be connected via the base-emitter path the switching transistor gates 23 and 24 or 25 and 26 flowing bias current can be set. There is thus the possibility of using ι a relatively low level of the Hall voltage, the threshold voltage of the transistors 23 to 26 to overcome. Through the over the ^ Resistors 35 and 36 impressed basie emitter current can the
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■" PLA 66/H31■ "PLA 66 / H31
Schalttransistoren unmittelbar an die Hallelektroden angeschlossen werdent so daß man auf die aufwendigen Anpassungen und Impulsformerstufen verzichten kann. Dadurch tritt eine erhebliche Einsparung an elektronischen Mitteln gegenüber der älteren Ausführung ein.Switching transistors connected directly to the hall electrodes are going to allow you to make the complex adjustments and Pulse shaping stages can be dispensed with. This results in a considerable saving in electronic means compared to the older ones Execution a.
In Fig. 6'a sind Ausgangespannungen U^..,- und U^1 „ der beiden Hallgeneratoren 16 und 17 und die in den einzelnen Teilwicklungen induzierten Spannungen e-j bis e. in Zuordnung zur Winkellage des Magnetflusses la Läufer dargestellt. Darunter ist in gleicher Abhängigkeit der Streofluß in den Wicklungssträngen 1 bis 4 bzw. Stromtoren 5 biß 8 dargestellt. Bei der in Figur 1 dargestellten Läuferstellung gibt der Hal!generator 16 eine Spannung Uj11^ ab, die sieh zur Spannung des Vorstromes des Schalttransistors 23 addiert, so daß dieser durchlässig ist und die vom Oszillator 22 kommenden Impulse zum Impulswandler 18 durchläßt. An der Zü&dstrecke des Stroratores 5 steht also die gleichgerichtete Zündspannung an« Das Stromtor 5 ist somit durchlässig und es kann durch den Wieklungszweig 3 Strom fließen. Durch den anderen Pol des Permatietitmagnetläufers gibt der Hallgenerator 17 eine Spannung entgegengesetzter Polarität ab, öl© sich zur Vorspannung des Schalttransistors 26 addiert, so daß auch das Stromtor 8 geöffnet und der Wicklungsstrang 2 vom Strom durchflössen ist. Die Durchflutiingen der beiden Wicklungszweige 2 und 3 addieren sich geometrisch. Hat der Nordpol des Läufers die senkrechte Lage überschritten, wechselt der magnetische' Fluß durch den Hallgenerator 16 die Richtung Nord, so daß letzterer nunmehr eine Spannung ^wiß entgegengesetzter Polarität entgegen der Pfsi!richtung abgibt. Dadurch wird der Schalttransistor 23 gesperrt und der Sehalttransistor 24 geöffnet. Beim Leitendwerden des Stromes 6 kenn sieh der Kondensator 9 entladen und sperrt das Stromtor 5* Ss führen nun die Tei!wicklungen 2 und 4 Strom. Anschließend wird das Stromtor 7 gezündet und damit das Stromtor 8 (duröh Kondensator 10) sum Löschen gebracht«' Es fütesn a&wa di© Teilwiatelragen 4 wau. 1 Strom. Bei weiterer Drefeuüg dta Läufers itfirä torch Aufsteuerung -des Stromtores 5 das Stromtor 6 golSecfct* bo daß g®mlS Figo Sa nun "die Teilwiolclungen 1 wad 3 Steom 'fUferea* AnsöhlidSendIn Fig. 6'a output voltages U ^ .., - and U ^ 1 "of the two Hall generators 16 and 17 and the induced voltages ej to e in the individual partial windings. shown in association with the angular position of the magnetic flux la rotor. Below this, the stray flux in the winding phases 1 to 4 or current gates 5 to 8 is shown in the same relationship. In the rotor position shown in FIG. 1, the Hal! Generator 16 emits a voltage Uj 11 ^ which is added to the voltage of the bias current of the switching transistor 23 so that it is permeable and the pulses coming from the oscillator 22 allow the pulse converter 18 to pass. The rectified ignition voltage is thus present at the ignition path of the strorator 5. The current gate 5 is thus permeable and current can flow through the weighing branch 3. Through the other pole of the permeability magnet rotor, the Hall generator 17 emits a voltage of opposite polarity, oil © adds to the bias voltage of the switching transistor 26, so that the current gate 8 is also open and current flows through the winding phase 2. The flow lengths of the two winding branches 2 and 3 add up geometrically. If the north pole of the rotor has exceeded the vertical position, the magnetic flux through the Hall generator 16 changes the direction north, so that the latter now emits a voltage, of course, of opposite polarity in the opposite direction. As a result, the switching transistor 23 is blocked and the holding transistor 24 is opened. When the current 6 becomes conductive, the capacitor 9 is discharged and blocks the current gate 5 * Ss, the partial windings 2 and 4 now carry current. Then, the current gate is ignited 7 and thus the current gate 8 (duröh capacitor 10) brought sum Delete '' It fütesn a & wa di © Teilwiatelragen 4 wau. 1 stream. With further Drefeuüg dta runner itfirä torch opening of the Stromtores 5 the Stromtor 6 golSecfct * bo that g®mlS Figo Sa now "the Teilwiolclungen 1 wad 3 Steom 'fUferea * AnsöhlidSend
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tiert der Strom von der Teilwicklung 1 auf die Tel!wicklung 2, eo daß schließlich wieder die Teilwicklungen 3 und 2 Strom führen. Beim nächsten Umlauf des Läufers wiederholen eich die Vorgänge.If the current flows from part winding 1 to part winding 2, eo that finally the partial windings 3 and 2 current again to lead. With the next round of the runner, repeat the process.
Die Stromversorgung kann sowohl von Batterien als auch von einem Wechselstromnetz aus erfolgen, welches mit 37 bezeichnet ist. Über eine Gleichrichterbrücke 38 wird die Wechselspannung zur Versorgung der Wicklungsetränge 1 bis 4 gleichgerichtet. Der Steuerstrom wird über einen Transformator 39 und Gleichrichter 40 gewonnen. Die gleichgerichtete Spannung ÜV, kann sowohl zur Versorgung der Hallgeneratoranordnungen als auch zur Versor-" gung des Oszillators 22 dienen. Anstelle von Stroetoren können als Schaltventile auch Traneistoren verwendet werden. Bei Speisung aus einem normalen Wechselstromnetz braucht man jedoch bei Einsatz vom Stromtoren keinen Zwischentransformator. Bei Verwen-^ dung von Transistoren ist ein solcher erforderlich, über welchen die gesamte Motorleistung gefuhrt werden muß, um die Spannung auf das für die Transistoren erforderliche Niveau herabzusetzen. Damit bei dem zu löschenden Stromtor im Löschmoment mit Sicherheit keine Zündspannung mehr ansteht, kann es zweckmäßig sein, daß im Nullzweig der Brücken 27 bis 30 je ein Differenziergiied 41 bis 44 angeordnet ist.The power supply can take place both from batteries and from an alternating current network, which is denoted by 37 is. The alternating voltage for supplying the winding strands 1 to 4 is rectified via a rectifier bridge 38. The control current is obtained via a transformer 39 and a rectifier 40. The rectified voltage ÜV, can both serve to supply the Hall generator arrangements and also to supply the oscillator 22. Instead of strobe gates transistor transistors can also be used as switching valves. However, when feeding from a normal alternating current network, Use of current gates no intermediate transformer. When using ^ The use of transistors requires one over which the entire motor power must be fed to generate the voltage to the level required for the transistors. To ensure that there is no longer any ignition voltage at the power gate to be extinguished at the moment of extinguishing, it can be useful to that in the zero branch of the bridges 27 to 30 each have a differentiating element 41 to 44 is arranged.
Figur 2 zeigt eine Schaltungsanordnung, bei der die einzelnen Wicklungszweige 1 bis 4 nicht parallel zur Spannungsquelle, sondern in Reihe geschaltet sind. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern wie in Figur 1 versehen. Bei der in Fig. 2 dargestellten Läul'eretellung gibt entsprechend Fig. 6 der Hallgenerator 16 eine positive und der Hallgenerator 17 eine negative Spannung ab, so daß, wie zuvor, über die Schalttransistoren 23 und 2b die Stromtore 5 und 8 aufgesteuert werden, so daß ein Strom vom positiven Pol der Spannungaquelle über Stromtor 5, Teilwicklung 3, Teilwicklung 2 und Stromtor 8 zum negativen Pol der Spannungequelle fließt. Wie bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 führen aleo die Teilwicklungen 3 und 2 Strom. Bei senkrechter Lage des Läuferflusses kommutiert entsprechend Fig. 6 der durch die Wicklung 3 fließende Strom auf die Wicklung 4, soFIG. 2 shows a circuit arrangement in which the individual winding branches 1 to 4 are not connected in parallel to the voltage source, but in series. The same parts are provided with the same reference numbers as in FIG. In the Läul'eretstellung shown in FIG. 6, the Hall generator 16 emits a positive voltage and the Hall generator 17 emits a negative voltage in accordance with FIG that a current flows from the positive pole of the voltage source via current gate 5, partial winding 3, partial winding 2 and current gate 8 to the negative pole of the voltage source. As with the circuit arrangement according to FIG. 1, aleo partial windings 3 and 2 carry current. If the rotor flux is in a vertical position, the current flowing through the winding 3 commutates to the winding 4, as shown in FIG
009813_/88.25009813_ / 88.25
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« · ft «· Ft
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daä nunmehr die Teilwicklungen ? wniS 4 :Hron fuhrmi. ti« ι weiterer Drehung de· Läufers 15 werden die Teilwicklungen 4»! und 1,3 und schließlich wieder die Teilwieklungen 3*2 erregt.because now the partial windings? wniS 4: Hronfuhrmi. With further rotation of the rotor 15, the partial windings 4 are! and 1.3 and finally the Teilwieklungen 3 * 2 again excited.
Eine Drehrichtungsumkehr kenn durch paarweieea Vertauochen der einander zugeordneten Zündkanäl« vorgenommen werden. In Fig.6b sind die Zuordnungen von Hai!spannungen, in den Teilwicklungen induzierten Spannungen und den durch die Wicklungen fließenden Ströme für Linkslauf dargestellt. Die Schaltung in Fig. 2 weist gegenüber der Schaltung in Fig. 1 einen besseren Wirkungsgrad auf» weil durch Ser!anschaltung zweier um 90° phasenverschobener Teilwicklungen die Gegen-ΣΜΚ in der Schaltung gemäß Fig. 2 eine geringere Welligkelt hat.A reversal of the direction of rotation is known through a pair of confusion mutually assigned ignition channels «are made. In Fig.6b are the assignments of shark voltages in the partial windings induced voltages and the currents flowing through the windings for counterclockwise rotation. The circuit in Fig. 2 has compared to the circuit in Fig. 1 a better efficiency because by connecting two partial windings phase-shifted by 90 ° the counter-ΣΜΚ in the circuit according to FIG. 2 has a lower waviness.
Die Drehzahl de· Motorft ist proportional der Spannung U1. Eine Drehzahländerung kann somit durch Änderung der Spannung U1 herbeigeführt werden. Flg. 4 zeigt la Prinzip eine Drehzahlregeleinrichtung für die Motorschaltung gemäß Flg. 1« Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsslffern wie in Fig. 1 und 2 versehen. Die Regelung auf konstante Drehzahl erfolgt durch Soll-Istwert-Vergleich mit Hilfe einer Anachnittasteuerung 45, die in an sich bekannter Weise ausgebildet ist. Zu diesem Zweck werden in Abhängigkeit von der Soll-Istwert-Differene die in der Netzzuleitung liegenden Stromtor· 46 In an sich bekannter Weise angesteuert. Der Sollwert kann beispielsweise mit Hilfe einer Zenerdiode 47 vorgegeben werden. Biese Spannung wird mit einer der Drehzahl des Motors proportionalen Spannung verglichen. Zu diesem Zweck können über Dioden 48 bis 51 die an den Teilwicklungen 1 bis 4 in den nicht stromführenden Phasen induzierten Spannungen ausgekoppelt werden. Sie werden auf einen Kondensator 52 gegeben. Die daran resultierende Spannung liegt an einer Brücke, die aus drei Widerständen 53 bis 55 aus der Zenerdio.de 47 besteht.The speed de · Motorft is proportional to the voltage U 1 . A change in speed can thus be brought about by changing the voltage U 1. Flg. 4 shows the principle of a speed control device for the motor circuit according to FIG. 1 «Identical parts are given the same reference numerals as in FIGS. 1 and 2. The regulation to constant speed is carried out by comparison of the setpoint and actual value with the aid of a post control 45, which is designed in a manner known per se. For this purpose, the current gates 46 located in the mains supply line are controlled in a manner known per se as a function of the setpoint / actual value differences. The setpoint value can be specified with the aid of a Zener diode 47, for example. This voltage is compared with a voltage proportional to the speed of the motor. For this purpose, the voltages induced in the partial windings 1 to 4 in the non-current-carrying phases can be decoupled via diodes 48 to 51. They are placed on a capacitor 52. The resulting voltage is applied to a bridge consisting of three resistors 53 to 55 from the Zenerdio.de 47.
Fig. 5 zeigt die entsprechende Drehzahlregeleinrichtung für den Motor in Serienschaltung gemäß Flg. 2, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen sind. '. .Fig. 5 shows the corresponding speed control device for the motor in series connection according to Flg. 2, with same parts are provided with the same reference numbers. '. .
009813^0^25009813 ^ 0 ^ 25
ÖÖ I1LA 66/143.1I 1 LA 66 / 143.1
Figur 3 zeigt einen Stromrichtermotor in Dreiphasen-Schaltung. Die Dreiphasen-Wicklung 56, 57 und 58, welche eine Drehetrom-FIG. 3 shows a converter motor in a three-phase circuit. The three-phase winding 56, 57 and 58, which is a rotary
wicklung bilden« werden In an sich bekannter Weite Über einen Drehstrombrückenwechselrichter, welcher aus den Stromtoren 59 bie 64 besteht, aue dem Wechselstromnetz 37 Über Gleichrichteranordnung 38 mit Gleichstrom versorgt. Die Strangenden der Phasenwicklungen 56 bis 58 sind paarweise über Je einen Kommutierungskondensator 65 bis 67 miteinander verbunden. Als Läufer findet ein Permanentmagnetläufer 68 Verwendung, der die mit N und S bezeichnete Polarität aufweist. Auch hier könnte die Erregung durch eine Erregerwicklung, welche vorzugsweise ruhend angeordnet ist, erfolgen. Um 90° zu den Wicklungsacheen versetzt liegen die Hallgeneratoren 69 bis 71. Sie werden bei der Drehung des Läufers 68 vom Läjuferfeld durchsetzt.Forming a winding «become In a known width About one Three-phase bridge inverter, which is made up of the current gates 59 When 64 exists, the alternating current network 37 is supplied with direct current via rectifier arrangement 38. The strand ends of the phase windings 56 to 58 are connected to one another in pairs via one commutation capacitor 65 to 67 each. As a runner a permanent magnet rotor 68 is used, which has the N and S has polarity indicated. Here, too, the excitation could be through an excitation winding, which is preferably at rest is arranged to take place. The Hall generators 69 to 71 are offset by 90 ° to the winding axes Rotation of the runner 68 interspersed with the runner field.
Die Stromtore 59 bis 64 werden wiederum zyklisch in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Maschine angesteuert. Die Ansteuerung erfolgt wie zuvor über Schalttransistoren 12 bis 77, die im Nullkreis der GieichrichterbrUoken 78 bis 83 liegen. Wandler 84 bis 89 dienen wiederum der Potentialtrennung. Die Zündkanäle werden wie bei dem AusfUhrungsbeisplel nach Fig. 1 und 2 von einem Rechteckoezillator 22 gespeist, der die erforderliche Zündenergie liefert. Differenzierglieder 90 bis 95 dienen dazu, daß die Stromtore 61 bis 64 bei der Ansteuerung nur einen einmaligen Ziindimpuls erhalten. Damit wird mit Sicherheit vermieden, daß nach dem Löschen des entsprechenden Stromtoree keine Zündspannung mehr ansteht. Der Steuerteil wird wiederum über einen Transformator 39 und Gleichrichterbrücke 4ü aus dem Wechselstromnetz 37 gespeist.The current gates 59 to 64 are in turn controlled cyclically depending on the angle of rotation of the machine. As before, the control takes place via switching transistors 12 to 77, which are located in the zero circle of the rectifiers 78 to 83. Converters 84 to 89 are again used for potential separation. As in the embodiment according to FIGS. 1 and 2 , the ignition channels are fed by a square-wave oscillator 22 which supplies the necessary ignition energy. Differentiating elements 90 to 95 are used to ensure that the current gates 61 to 64 receive only a single ignition pulse when they are activated. In this way it is avoided with certainty that no ignition voltage is present after the corresponding power gate has been deleted. The control part is in turn fed from the alternating current network 37 via a transformer 39 and rectifier bridge 4ü.
Den zugeordneten Stromtoren 61 und 62, 60 und 63, 59 und 64 bzw. deren SchaIttransistoren 72 und 73, 74 und 75, 76 und 77 1st jeweils nur ein Hallgenerator 69, 70 und 71 zugeordnet. Die von den Hallgeneratoren abgegebenen Hallspannungen sind in der Phase um 120° verschoben. Die Ansteuerung der Stromtore 59 bis 64 erfolgt analog wie bei den Schaltungen in Fig. 1 und 2. Auf diese Weise entsteht eine Drehdurchflutung, an der alle drei Wicklungen 56 \)is 58 beteiligt sind, wobei der Stromfluß in jeweilsThe associated current ports 61 and 62, 60 and 63, 59 and 64 or their switching transistors 72 and 73, 74 and 75, 76 and 77 are each assigned only one Hall generator 69, 70 and 71. The from Hall voltages emitted by the Hall generators are in phase shifted by 120 °. The control of the current gates 59 to 64 takes place analogously to the circuits in FIGS. 1 and 2. On these A rotary flux is created in which all three windings 56 \) is 58 are involved, the current flow in each case
009813/0625009813/0625
I O D 3 ό D *♦IOD 3 ό D * ♦
QQ PLA. 66/1431PLA. 66/1431
zwei Wicklungen gleich und in der dritten Wicklung entgegengesetzt gerichtet let.let two windings be the same and in the third winding in the opposite direction.
Wie-bei den AusfUhrungsbeispielen nach Fig. 1 und 2 kann durch Änderung oder Regelung der Eingangsspannung die Drehzahl des Stromrichtermotors geändert bzw. konstant gehalten werden.As with the exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 2, through Changing or regulating the input voltage, the speed of the Converter motor can be changed or kept constant.
8 Patentansprüche 6 Figuren8 claims 6 figures
009813/062S009813 / 062S
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