DE2326239A1

DE2326239A1 - Anordnung zur erzeugung einer drehzahlabhaengigen gleichspannung ohne restwelligkeit

Info

Publication number: DE2326239A1
Application number: DE2326239A
Authority: DE
Inventors: Jan Dipl Ing Vacek
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1973-05-23
Filing date: 1973-05-23
Publication date: 1974-12-12
Also published as: DE2326239B2; CH570623A5; NL7406790A; US3893014A; IT1012712B

Description

STANDARD ELEKTRIK LORENZ
AKTIENGESELLSCHAFT

Stuttgart

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Anordnung zur Erzeugung einer drehzahlabhängigen Gleichspannung ohne Restwelligkeit.

Die Anmeldung bezieht sich auf eine Anordnung zur Erzeugung einer drehzahlabhängigen Gleichspannung. Derartige Anordnungen werden beispielsweise für die Drehzahlregelung von elektromotorischen Antrieben benötigt, wobei die drehzahlabhängige Regelgleichspannung als Istwert bei der Regelung verwendet wird.

Es ist bekannt, für die Erzeugung der drehzahlabhängigen Regelgleichspannung einen Wechselspannungtachogenerator zu verwenden, dessen umlaufendes Teil mit dem in der Drehzahl zu regelnden Antrieb gekoppelt und dessen in der Frequenz und Amplitude drehzahlabhängige Ausgangswechselspannung gleichgerichtet ist. In bekannter Weise entsteht bei der G3ß ichrichtung dieser Ausgangswechselspannung - wie bei der Gleichrichtung einer jeden Wechselspannung - nicht nur die gewünschte Gleichspannung, sondern auch eine dieser überlagerte Wechselspannung, welche auch als Brummspannung bezeichnet wird. Es ist zwar bekannt, die erzeugte Gleichspannung in an sich bekannter Weise durch LC bzw. RC-Siebglieder weitgehend zu glätten, jedoch ist die vollkommene Glättung - wenn überhaupt - nur mit erheblichen Mitteln möglich, insbesondere bei niedrigen Drehzahlen.

Das Vorhandensein einer Restwelligkeit in der Regelgleichspannung hat zunächst den Nachteil, daß die überlagerte, mehr oder minder

I0.4.1975 ^Λ

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hohe Wechselspannung als Störsignal selbst auf den Regelkreis einwirkt und die Regelung verfälschen kann. Etwa vorhandene LC bzw. RC Siebglieder weisen außerdem den Nachteil auf, daß durch sie eine Zeitkonstante in den Regelkreis eingefügt ist.· Insbesondere bei niedrigen Drehzahlen macht sich diese Zeitkonstante sehr störend bemerkbar, so daß für die Anwendung der bekannten Anordnungen mit Siebgliedern bei der Drehzahlregelung eine Grenze bei niedrigen Drehzahlen gegeben ist.

Der Anmeldung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Erzeugung einer drehzahlabhängigen Regelgleichspannung ohne Restwelligkeit und zusätzliche Zeitkonstante anzugeben, welche mit einem Wechselspannungsgenerator, dessen Ausgangswechse!spannung gleichgerichtet ist, erzeugt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwei Wechselspannungsgeneratoren derart miteinander gekoppelt sind, daß die gleichgerichteten Wechselspannungen frequenz- und phasensynchron sind und addiert werden, so daß ihre Summe eine Steuergleichspannung ohne Restwelligkeit ergibt.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden als Wechselspannungsgeneratoren umlaufende Wechselstromgeneratoren verwendet, von denen der eine eine Zweiphasenstatorwieklung und einen zweipoligen Permanentmagnetläufer und der andere einen Einphasenstator und einen vierpoligen Permanentmagnetläufer besitzt, und die Läufer derart starr miteinander gekoppelt sind, daß die Maximalwerte der in beiden Generatoren induzierten Spannungen zum gleichen Zeitpunkt erreicht werden.

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Weitere Einzelheiten und andere mögliche AusfUhrungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Figuren 1 bis 5 näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Entstehen der Brummspannung bei einem Dreiphasenwechselspannungsgenerator mit gleichgerichteter Ausgangsspannung,

Fig. 2 die Schaltungsanordnung der neuen Anordnung und

Fig. 3 die Ausgangsspannungen der Wechselspannungsgeneratoren A und B gemäß Fig. 2 und das Entstehen der Gleichspannung.

Fig. 1 zeigt die Ausgangsspannung eines Wechselspannungstachogenerators, der eine dreiphasige Statorwicklung und einen zweipoligen Permanentmagnetläufer besitzt, nach Doppelweggleichrichtung. Es entsteht eine Gleichspannung U, der die Wechselspannung Uj^ überlagert ist. Die überlagerte Wechselspannung xi^, ist trotz einer ggf. vorgenommenen Siebung mehr oder minder hoch, wodurch sich die bereits erwähnten Nachteile ergeben.

Aus Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der neuen Anordnung zur Erzeugung einer Regelgleichspannung ersichtlich. Sie besteht aus dem Wechselspannungsgenerator A mit einer Zweiphasen-Statorwicklung und einem zweipoligen Permanentmagnetläufer und dem Wechselspannungsgenerator B mit einer Einphasen-Statorwicklung und einem vierpoligen Permanentmagnetlaufer. Die Ausgangswechselspannung des Generator A wirkt über Doppelweggleichrichter auf den Arbeitswiderstand R., an dem die Spannung u. abfällt. Die Ausgangswechselspannung des Generators B wirkt über einen Doppelweggleichrichter auf den veränderlichen Arbeitswiderstand R_Q, an dem die Spannung u„ abfällt.

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Die Permanentmagnetläufer der Generatoren A und B sind mit dem Läufer des in der Drehzahl zu regelnden Motors fest gekoppelt. Zwischen den Abgriff des Widerstandes Rg und den oberen Anschluß des Widerstandes R. ist der Widerstand R^ geschaltet. An ihm fällt die Spannung u_L = u. - u„ ab.

In Fig. 3 ist der Verlauf der gleichgerichteten Wechselspannungen u. und Ug zum Vergleich übereinandergezeichnet. Durch die Wahl der entsprechenden Weehselspannungsgeneratoren und den richtig eingestellten Phasenwinkel zwischen den Läufern der Generatoren A und B ist sichergestellt, daß die Wechselspannungsanteile der Spannungen u. und u_ß frequenz- und phasensynchron zueinander sind. Wenn dann am Widerstand R_ß die Amplitude der Spannung u_ß derart eingestellt wird, daß U₁ = u«, dann ist, wie aus Fig. 3 ersichtlich Uy = U,., d.h. eine reine Gleichspannung, welche als drehzahlabhängige Regelgleichspannung ohne Restwelligkeit verwendet werden kann.

Nach dem aus Fig. 3 ersichtlichen Prinzip arbeitende Anordnungen können auch in anderer Weise als die Generatoren A und B in Fig. 2 aufgebaut sein. Wenn beim Generator B an der Einphasenstatorwicklung festgehalten wird» dann sind als Generator A alle Wechselstromgeneratoren mit einer m-phasigen Statorwicklung und einem n-poligen Permanentmagnetläufer verwendbar, wenn die Polzahl des Permanentmagnetläufers des Generators Bm^n beträgt. Der Phasenwinkel zwischen den gleichnamigen Permanentmagnetpolen der Läufer der Generatoren A und B muß jeweils so eingestellt werden, daß die Maximalwerte der Spannungen u. und Ug in Phase sind.

Anstelle des umlaufenden Wechselspannungsgenerators B kann aber auch ein elektronischer Wechse-lspannungsgenerator verwendet werden, dessen Frequenz drehzahlabhängig elektronisch geregelt wird.

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In jedem Fall aber kann mit der neuen Anordnung eine Regelgleichspannung ohne Restwelligkeit und Zeitkonstante erzeugt werden.

Der technische Vorteil der neuen Anordnung zur Erzeugung einer Regelgleichspannung ist darin zu sehen, daß der Regelbereich der mit diesen Tachogeneratoren ausgerüsteten Motoren insbesondere zu niedrigen Drehzahlen hin vergrößert wird*

2 Patentansprüche

1 Blatt Zeichnungen mit 3 Figuren

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Claims

J.Vacek - 2 Patentansprüche;

1.J Anordnung zur Erzeugung einer drehzahlabhängigen Gleich-— spannung ohne Restwelligkeit mit einem Wechselspannungsgenerator, dessen Ausgangswechselspannung gleichgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Wechselspannungsgeneratoren derart miteinander gekoppelt sind, daß die gleichgerichteten Wechselspannungen frequenz- und phasensynchron sind, und addiert werden, so daß ihre Summe eine Regelgleichspannung ohne Restwelligkeit ergibt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Wechselspannungsgeneratoren umlaufende Wechselstromgeneratoren verwendet werden, von denen der eine (A) eine Zweiphasenstatorwicklung und einen zweipoligen Permanentmagnetläufer und der andere (B) eine Einphasenstatorwicklung und einen vierpoligen Permanentmagnetläufer besitzt, und die Läufer derart starr miteinander gekoppelt sind, daß die Maximalwerte

- der Ausgangsspannungen (u., u_ß) in Phase sind.

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