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    公开号:WO1985004535A1
    申请号:PCT/EP1985/000144
    申请日:1985-04-02
    公开日:1985-10-10
    发明作者:Walter Dürr；Hans-Dietrich Weisse；Ulrich Simon
    申请人:Ifl Ag；
    IPC主号:H02P27-00
    专利说明:
    [0001] Anordnung zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl und/oder des Drehmoments eines Induktionsmotors
    [0002] Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl und/oder des Drehmoments eines Induktions¬ motors, der an einen Wechselrichter eines Gleichstromzwischenkreis¬ umrichters angeschlossen ist, wobei der Wechselrichter eine Brücken¬ schaltung enthält, die steuerbare elektronische Schalter aufweist, zu denen Dioden parallel geschaltet sind und die jeweils mittels eines Impulserzeugers von impulsförmigen Spannungen beaufschlagt sind, die gegeneinander phasenverschoben sind und deren Frequenz wahlweise veränderbar ist.
    [0003] Zur Einstellung einer gewünschten Drehzahl eines Induktionsmotors wird zum Beispiel die Spannung und die Frequenz der Stromversorgung in der Weise beeinflußt, daß der Effektivwert der Spannung am Motor der Frequenz proportional ist. Mit dieser Maßnahme läßt sich über einen weiten Drehzahlbereich ein annähernd konstantes Ausgangsdreh- moment erzielen. Die Frequenz des Wechselrichters legt die synchrone Drehzahl des Induktionsmotors fest.
    [0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzuentwickeln, daß bei einfachem Aufbau der Induktionsmotor in einem weiten Drehzahlbereich bei geräuscharmem Lauf unter Belastung mit hohen Drehmomenten betrieben werden kann , die nicht zu einer unzulässig hohen Er¬ wärmung des Induktionsmotors führen, wobei dem Wechsel- oder Dreh¬ stromnetz nur wenig Blindleistung entzogen wird. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die ' im Anspruch 1 be¬ schriebenen Maßnahmen gelöst. Mit den im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen läßt sich die Eingangsspannung des Gleichstromzwischen¬ kreisumrichters zum Beispiel stufenlos auf gewünschte Werte einstellen. Der schaltungstechnische Aufwand im Gleichstromzwischenkreisumrichter kann hierdurch klein gehalten werden. Der Induktionsmotor kann im gesamten Drehzahlbereich mit seinem Nennmoment belastet werden. Daher ist es nicht erforderlich, den Induktionsmotor im Hinblick auf nur eine Betriebsbedingung oder auf bestimmte Betriebsbedingungen größer zu bemessen. Über die Anpassung der Frequenz des Wechsel¬ richters und der Eingangsspannung des Gleichstromzwischenkreisum¬ richters ist es möglich, den Induktionsmotor im ganzen Drehzahl¬ bereich mit dem gleichen, kleinen Schlupf zu betreiben. Damit ergeben sich auch im gesamten Drehzahlbereich nur geringe Verluste, so daß die Motorerwärmung innerhalb vorgegebener Grenzen bleibt. Ins¬ besondere nimmt die Lagertemperatur mit geringer werdender Drehzahl ab. Das Drehmoment kann über den gesamten Drehzahlbereich konstant gehalten werden. Bei kleineren Drehzahlen ist es über eine ent¬ sprechende Einstellung des Transduktors und/oder der Einschaltdauer der kontaktlosen Schalter möglich, den Induktionsmotor mit einem höheren Drehmoment zu belasten. Durch eine entsprechende An- und Abschnittsteuerung der Leistungstransistoren des Wechselrichters läßt sich eine sehr geringe Phasenverschiebung zwischen der Netzspannung und dem vom Gleichstromzwischenkreisumrichter aufgenommenen Strom erreichen. Über die An- und Abschnittsteuerung der Leistungs¬ transistoren kann sogar absichtlich eine kapazitive oder induktive Phasenverschiebung des vom Gleichstrom zwischen Kreis umrichter auf¬ genommenen Stroms hervorgerufen werden, um die Blindströme von anderen, an das Netz angeschlossenen Verbrauchern zu kompensieren. Der Wirkungsgrad ist im gesamten Drehzahlbereich hoch.
    [0005] Bei einer bevorzugten Ausführu gsform ist vorgesehen, daß der Impuls¬ erzeuger ein Mikroprozessor oder Mikrorechner ist, der je mit einem der Leistungstransistoren verbundene Ausgänge aufweist und daß wei¬ tere Ausgänge an die Steuereingänge der kontaktlosen Schalter und/oder an Eingänge eines Digital/Analog-Wandlers angeschlossen sind, dessen Ausgänge mit der Steuerwicklung verbunden sind. Diese Ausführungsform läßt sich leicht auf die jeweils gewünschten Betriebs¬ bedingungen und Gegebenheiten einstellen. Sie ist deshalb vielseitig verwendbar. Dabei sind für verschiedene Anwendungsfälle keine Än¬ derungen des schaltungstechnischen Aufbaus notwendig . Aufgrund der vielseitigen Verwendbarkeit ergeben sich höhere Stückzahlen und damit niedrigere Fertigungskosten.
    [0006] Besonders zweckmäßig ist eine Anordnung , bei der als Gleichstrom¬ steller zwischen dem Gleichrichter und dem Wechselrichter des Gleich¬ stromzwischenkreisumrichters ein getakteter Gleichspannungs-Gleich- spannungswandler angeordnet ist, der zumindest einen kontaktlosen Schalter aufweist, der mit seinem Steuereingang an einen Taktgeber angeschlossen ist, dessen Taktfrequenz über die Steuerschaltung ein¬ stellbar ist. Bei dieser Anordnung läßt sich mit nur einem Steuer¬ signal die Eingangsgleichspannung des Wechselrichters auf einen für den jeweiligen Betriebsfall des Induktionsmotors benötigten Wert ein¬ stellen. Um die Abmessungen und das Gewicht der Drossel klein zu halten, wird die Frequenz des Steuersignals vorzugsweise höher als 10 KHz gewählt. Die Gleichspannung am Eingang des Wechselrichters wird über das Impulspausen/Impulsdauerverhältnis des Steuersignals eingestellt. Die Anordnung kann auch ohne einen Transduktor und ohne die kontaktlosen Schalter im Eingangskreis verwendet werden, da die Kondensatoren im Gleichstromzwischenkreis bereits eine Blindstrom¬ kompensation hervorrufen. Die im Wechselrichter angeordneten Konden¬ satoren wirken zusätzlich als Kondensatoren. Auch kann die Einschalt¬ dauer und die Phasenlage des Ein- und Abschaltzeitpunkts im Sinne einer Reduzierung der Blindströme beeinflußt werden.
    [0007] Bei einer günstigen Ausführungsform sind als kontaktlose Schalter Brückengleichrichter vorgesehen, deren Gleichspannungsausgänge je¬ weils an die Source- und Drain-Elektroden eines Leistungs-Feldeffekt¬ transistors angeschlossen sind, dessen Steuerelektrode an die Steuer¬ schaltung gelegt ist. Mit dieser Anordnung kann die auf der je- weiligen Phasenleitung anstehende Wechselspannung schnell auf den Gleichstromzwischenkreisumrichter geschaltet bzw. von diesem ab¬ geschaltet werden. Es können auch größere Ströme in sehr kurzer Zeit abgeschaltet werden.
    [0008] Vorzugsweise sind die Leistungstraπsistoren Feldeffekttransistoren. Bei dieser Ausführungsform sind kurze Ein- und Ausschaltzeiten erreich¬ bar. Der Wechselrichter kann daher mit höheren Frequenzen betrieben werden. Außerdem treten dabei geringere Verluste auf.
    [0009] Vorzugsweise ist in der Steuerschaltung für jeweils verschiedene Lastmomente die erforderliche Eingangsspannung des Wechselrichters als Funktion der Drehzahl des Induktionsmotors in einer Tabelle gespeichert. Über Eingabeelemente an der Steuerschaltung kann die Drehzahl und das Drehmoment des Induktionsmotors ausgewählt werden. Durch diese Auswahl wird über die Tabelle ein Gleichspannungswert festgelegt. Um diesen Gleichspannungswert zu erreichen, wird die Anschnitt- bzw. Abschnittsteuerung entsprechend eingestellt bzw. es wird ein bei vorgegebener Taktfrequenz des getakteten Gleich¬ spannung s-Gleichspannungswandlers entsprechendes Impulspausen/Im- pulsdauerverhältnis eingestellt.
    [0010] Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind in der Steuer¬ schaltung in Abhängigkeit von der Drehzahl des Induktionsmotors die zur Blindstromkompensation erforderlichen Anschnitt- und Abschnitt- Winkel in einer Tabelle gespeichert. Über die Auswahl der Drehzahl des Induktionsmotors wird daher zugleich der entsprechende An- bzw. Abschnittwinkel festgelegt, der den Blindstrom des Motors kompensiert.
    [0011] Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, aus dem sich weitere Merkmale sowie Vorteile ergeben.
    [0012] Es zeigen :
    [0013] Fig. 1 ein Schaltbild einer Anordnung zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl und/oder des Drehmoments eines Induktionsmotors, Fig . 2 ein Diagramm des zeitlichen Verlaufs von Steuerspannungen , die von dem Wechselrichter der in Fig. 1 dargestellten Anordnung erzeugt werden,
    [0014] Fig. 3 ein Schaltbild einer anderen Ausführungsform einer Anordnung zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl und/oder des Drehmoments eines Induktionsmotors,
    [0015] Fig . 4 ein Diagramm der Gleichspannung am Eingang des Wechsel- richters der in Fig . 1 oder 3 dargestellten Anordnung in
    [0016] Abhängigkeit von der am Induktionsmotor anstehenden Fre¬ quenz,
    [0017] Fig . 5 ein Diagramm des Anschnitt- bzw. Abschnittwinkels der dem Gleichrichter der in Fig. 1 dargestellten Anordnung zu¬ geführten Wechselspannαngen in Abhängigkeit von der am Induktionsmotor anstehenden Frequenz,
    [0018] Fig . 6 ein Schaltbild einer weiteren Anordnung zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl und/oder des Drehmoments eines In¬ duktionsmotors ,
    [0019] Fig . 7 ein Schaltbild eines Zeitschaltgliedes , das in der Anordnung gemäß Fig . 6 eingesetzt wird,
    [0020] Fig . 8 ein Schaltbild eines EinStellgliedes für die Drehzahl des Induktionsmotors und
    [0021] Fig. 9 ein Schaltbild einer Anordnung zur Einstellung der Spannung des Gleichstromzwischenkreises.
    [0022] Ein Induktionsmotor 1 , z. B. ein Drehstrom-Asynchronmotor, ist mit seinen Ständerwicklungen 2, 3» 4 an einen Wechselrichter 5 an¬ geschlossen. Die Ständerwicklungen 2, 3, 4 sind im Stern geschaltet. Der Wechselrichter 5 enthält sechs Leistungs-Feldeffekttransistoren 7, 8, 9, 10, 11, 12, die in einer Brückenschaltung angeordnet sind. Zu jedem Feldeffekttransistor 7 bis 12 ist eine Diode 13 parallel ge¬ schaltet. Es handelt sich um eine sogenannte Freilaufdiode, mit der jeweils die an den Feldeffekttransistoren während des Abschaltens von der Induktivität des Induktionsmotors 1 hervorgerufene Spannungen klein zu halten sind. Der Wechselrichter 5 wird von einem Gleich¬ richter 14 gespeist, der eine nicht näher bezeichnete Drehstrom- Brückenschaltung enthält, zu deren Gleichspannungs-Ausgängen ein Widerstand 15 und ein Kondensator 16 in Reihe angeordnet sind.
    [0023] Der Widerstand 15 ist sehr niederohmig und hat zum Beispiel 0,5 Λ •
    [0024] Die Drehstrom-Brückenschaltung ist mit ihren drei Eingängen je an eine Wicklung 17, 18, 19 eines Transduktors 20 angeschlossen, der eine Steuerwicklung 21 enthält. Der Transduktor 20 ist mit seinen Wicklungen 17, 18, 19 jeweils an einen kontaktlosen Schalter 36, 37, 38 angeschlossen. Die drei kontaktlosen Schalter 36, 37, 38 sind je an eine Phase R, S, T eines Drehstromnetzes gelegt. Der Wechselrichter 5 kann auch von einem Doppelweggleichrichter gespeist werden, der über einen einphasigen Transduktor und einen kontaktlosen Schalter an ein Wechselspannungsnetz angeschlossen ist. In diesem Fall reicht ein kontaktloser Schalter zur Unterbrechung des Stromflusses im Ein¬ gangskreis des Gleichrichters aus.
    [0025] Die Steuerwicklung 21 des Transduktors 20 ist mit dem Ausgang eines Digital/Analog-Wandlers 22 verbunden, dessen Eingänge an Ausgänge eines Mikroprozessors 23 oder Mikrorechners angeschlossen sind, der mit einer Eingabeschaltung 24 in Verbindung steht, deren Verbindung zum Mikroprozessor wahlweise gelöst werden kann. Die Auftrennung kann zum Beispiel vorgenommen werden, wenn die Daten im Mikro¬ prozessor 23 von außen nicht mehr verändert werden sollen. Der Mikroprozessor 23 enthält sechs weitere Ausgänge 25, 26, 27, 28, 29, 30, die je an eine Steuerelektrode eines der Feldeffekttransistoren 7 bis 12 gelegt sind. Die Verbindungsleitungen zwischen den Ausgängen 25 bis 30 und den Steuerelektroden der Feldeffekttransistoren 7 bis 12 sind in Fig. 1 der Übersichtlichkeit wegen nur zum Teil dargestellt.
    [0026] Der Mikroprozessor 23 gibt an den Ausgängen 25 bis 30 sechs Impulsfolgen in Form von pulsbreitenmodulierten Rechteckimpulsen ab , die zum Beispiel in der Anlaufphase des Induktionsmotors 1 jeweils eine Impulsbreite von 180 haben. Das Impulsintervall ist dann ebenfalls 180 . Die Rechteckimpulse sind jeweils gegeneinander um 60 phasen verschoben. Jeweils zwei Feldeffekttransistoren 7 , 8 bzw. 9» 10 bzw. 11 , 12 werden mit Rechteckimpulsen beaufschlagt, die gegeneinan¬ der um 180 phasenverschoben sind. Die Rechteckimpulse der jeweils an eine der Wicklungen 2, 3, 4 angeschlossenen Paare von Feldeffekt¬ transistoren 7, 8; 9, 10 ; 11 , 12 sind gegeneinander um 120 phasen¬ verschoben. Infolgedessen wird die Wicklung 2 von einer Spannung 31 beaufschlagt, die den in Fig . 2 dargestellten Verlauf hat. Die Spannung 31 ist rechteckförmig. Die Wicklungen 3, 4 werden von rechteckigen Spannungen 32 , 33 beaufschlagt. Die Spannungen 31 , 32, 33 fallen jeweils an den Wicklungen 2, 3, 4 ab. Die verketteten Spannungen zwischen den Eingangsanschlüssen der Wicklungen 2, 3 bzw. 3, 4 bzw. 2, 4 ändern sich in Abhängigkeit von der Polarität der Spannungen zwischen Eingang und Sternpunkt und wechseln alle 1 12200 zzwwiisscchheen den in Fig . 2 mit 34 und 35 bezeichneten Kurven- verlaufen ab.
    [0027] Die kontaktlosen Schalter 36, 37, 38 haben jeweils Steuereingänge 39, 40, 41 , die an Ausgänge 42, 43, 44 des Mikroprozessors 23 an¬ geschlossen sind. Bei dem Mikroprozessor 23 handelt es sich vorzugs¬ weise um den unter der Type 8748 von der Firma Intel Corp . vertriebenen Mikroprozessor.
    [0028] Über die Ausgänge 25 bis 30 und die an den Digital/Analog-Wandler 22 angeschlossenen Ausgänge des Mikroprozessors 23 wird einerseits die Frequenz des Wechselrichters 5 und andererseits die Eingangs¬ spannung des aus dem Gleichrichter 14 und dem Wechselrichter 5 bestehenden Gleichstromzwischenkreisumrichters beeinflußt. Die Ein- gangsspannung des Gleichstromzwischenkreisumrichters wird in Ab- hängigkeit von den mit dem Digital/ Analog-Wandler 22 möglichen Quantisierung stufen, d. h. sehr feinstufig, verändert. Die Ausgangs¬ spannungen an den Ausgängen 25 bis 30 werden durch Teilung der Frequenz eines nicht dargestellten hochfrequenten Taktoszillators ver- ändert. Es kann jedoch nicht nur die Frequenz der Rechteck impulse an den Ausgängen 25 bis 30, sondern auch das Impulsdauer-Impuls¬ pausenverhältnis und die Phase des Rechteckimpulses innerhalb einer Periode geändert werden. Die Einstellung der Frequenz der Rechteck¬ impulse bestimmt die synchrone Drehzahl für den Induktionsmotor 1. Vorzugsweise werden über die Ausgänge 25 bis 30 Steuerimpulse ausgegeben, die jeweils für eine halbe Periode als Rechtecksignale anstehen. Je zwei für eine halbe Periode anstehende Rechtecksignale ergeben' eine Periode der an der jeweiligen Phasenwicklung des Induktionsmotors 1 vorhandenen Wechselspannung.
    [0029] Die kontaktlosen Schalter 36, 37, 38 bestehen jeweils aus einem Brückengleichrichter 45, dessen Gleichspannungsausgänge an die Drain- und Source-Elektroden von Feldeffekttransistoren 46 gelegt sind. Die Steuerelektroden der Feldeffekttransistoren 46 sind jeweils an die Steuereingänge 39, 40, 41 gelegt.
    [0030] Der Steuerstrom in der Steuerwicklung 21 und die Frequenz der Rechteckimpulse an den Ausgängen 25 bis 30 können unabhängig voneinander verändert werden. Für bestimmte Anwendungsfälle ist jedoch die Beeinflussung in gegenseitiger Abhängigkeit notwendig. Soll beispielsweise das - vom Induktionsmotor 1 abgegebene Drehmoment bei unterschiedlichen Drehzahlen gleich sein, dann muß der Steuerstrom in der Steuerwicklung 21 in Abhängigkeit von der Frequenz der Rechteck¬ impulse an den Ausgängen 25 bis 30 so eingestellt werden, daß die Spannungen an den Wicklungen 2, 3, 4 der Frequenz proportional sind. Bei einer solchen gegenseitigen Einstellung hat der Induktions¬ motor 1 trotz unterschiedlicher Drehzahlen immer den gleichen Schlupf. Dies bedeutet, daß im Induktionsmotor 1 bei unterschiedlichen Dreh¬ zahlen in etwa die gleichen geringen Verluste auftreten. Der In¬ duktionsmotor 1 hat deshalb unabhängig von der Drehzahl einen hohen Wirkungsgrad. Weiterhin hat der Induktionsmotor 1 einen besonders geräuscharmen Lauf. Der Transduktur 20 ist daher dazu geeignet, über eine ent¬ sprechende Beeinflussung der Spannungszeitfläche der dem Gleich¬ richter 14 zugeführten Spannung die Gleichspannung am Eingang des Wechselrichters 5 auf gewünschte Werte einzustellen . Diese Gleich¬ spannung legt die Höhe der Phasenspannungen des Induktionsmotors 1 fest, die in Verbindung mit der jeweils vorgegebenen Drehzahl für das Lastmoment am Induktionsmotor 1 maßgebend ist.
    [0031] Die kontaktlosen Schalter 36, 37, 38 wandeln die Wechselspannungen der drei Phasen in Gleichspannungen um, deren Ein- und Aus¬ schaltung jeweils mittels eines Feldeffekttransistors 46, vorzugsweise eines Leistungs-Mosfets , schnell und einfach vorgenommen werden kann . Zweckmäßigerweise sind die kontaktlosen Schalter 36, 37, 38 für die Beeinflussung der Phasenlage der vom Netz eingespeisten Ströme vorgesehen. Die Steuereingänge 39, 40, 41 werden von Rechteck¬ impulsen beaufschlagt, deren Beginn den Anschnittwinkel und deren Ende den Abschnittwinkel festlegt. Die Anschnitt- und Abschnitt¬ steuerung der Feldeffekttransistoren 46 erfolgt im Synchronismus mit der Frequenz des Wechsel- oder Drehstromnetzes.
    [0032] Während die an den Wicklungen 2, 3, 4 anstehenden Spannungen rechteckförmig sind und zum Beispiel auch innerhalb einer Impuls¬ periode mehrere Impulse umfassen können , fließen in den Wicklungen 2, 3, 4 kontinuierliche Ströme. Der Induktionsmotor 1 hat deshalb bei der jeweils eingestellten Drehzahl einen ruhigen Lauf. Durch den hohen Wirkungsgrad ergeben sich geringe Verluste, so daß die Er¬ wärmung des Induktionsmotors 1 im gesamten Drehzahlbereich die zulässigen Grenzen nicht überschreitet.
    [0033] Falls die in Fig. 1 dargestellte Anordnung zur Drehzahlregelung eingesetzt werden soll, kann ein Drehzahlgeber mit dem Induktions¬ motor 1 verbunden werden. Die Ausgangsspannung des Drehzahlgebers wird mit einem Drehzahlsollwert, zum Beispiel im Mikroprozessor 23 verglichen, der entsprechend der Regelabweichung die Frequenz der Rechteckimpulse an den Ausgängen 25 bis 30 im Sinne einer Re¬ duzierung der Regelabweichung beeinflußt.
    [0034] Aufgrund des einfachen Aufbaus läßt sich die oben beschriebene Anordnung auch bei Asynchronmotoren kleiner bis mittlerer Leistung anwenden.
    [0035] Bei kleinern Drehzahlen nimmt die Temperatur der Lager des In¬ duktionsmotors sogar ab. Dies ist einerseits auf die geringeren Reibungsverluste zurückzuführen. Es zeigt aber auch an, daß die Verluste im Induktionsmotor 1 , zum Beispiel die Ummagnetisierungs- und Wirbelstromverluste bei kleineren Drehzahlen entsprechend nied¬ riger sind.
    [0036] Mit den kontaktlosen Schaltern 36, 37, 38 kann die Spannungszeit¬ fläche der dem Gleichrichter 14 zugeführten Wechselspannung so be¬ einflußt werden, daß auch ohne Transduktor 20 die Gleichspannung am Wechselrichter 5 auf eine gewünschte Höhe eingestellt werden kann. Für viele An wendungs fälle reicht daher bereits die Anordnung von kontaktlosen Schaltern 36, 37, 38 zwischen dem Gleichrichter 14 und den Phasen R, S, T des Netzes aus. Es kann dann auf den Transduktor 20 verzichtet werden.
    [0037] Bei der in Fig. 3 dargestellten Anordnung ist ein Dreiphasen-Brücken- gleichrichter 47 eingangsseitig direkt an die Pole R, S, T des
    [0038] Drehstromnetzes gelegt. Der Ausgang des Brückengleichrichters 47 speist einen Gleichspannungs-Gleichspannungswandler 48, der als ge- taktetes Gerät arbeitet. Der Gleichspannungs-Gleichspannungswandler
    [0039] 48 enthält einen an den positiven Ausgang des Gleichrichters 47 angeschlossenen Leistungs-Feldeffekttransistor 49, dessen Source-Drain-
    [0040] Strecke in Reihe mit einer Drossel 50 angeordnet ist, die mit dem einen Eingang des Wechselrichters 5 verbunden ist. Der negative
    [0041] Ausgang des Gleichrichters 47 ist mit dem anderen Eingang des
    [0042] ' Wechselrichters 5 und mit einem Kondensator 51 verbunden, dessen andere Elektrode an die Drossel 50 gelegt ist. - Eine Freilauf diode 52 ist mit der Drossel 50 und dem negativen Ausgang des Gleichrichters 47 verbunden.
    [0043] Der Feldeffekttransistor 49 ist mit seiner Steuerelektrode 53 an einen Taktgeber 54 angeschlossen, der über die Ausgänge 42, 43 des Mikroprozessors so gesteuert wird, daß seine Taktfrequenz und/oder sein Impulspausen/Impulsdauerverhältnis bedarfsweise geändert wird. Die in Fig . 3 dargestellte Anordnung kann auch über kontaktlose Schalter 36, 37, 38 an das Drehstromnetz angeschlossen werden, wenn eine Blindstromkompensation verlangt wird.
    [0044] Der Gleichspannungs-Gleichspannungswandler 48 verändert über die Frequenz und/oder das Impulspausen/Impulsdauerverhältnis der an die Steuerelektrode 53 gelegten Impulse die Ausgangsgleichspannung , die dem Wechselrichter 5 zugeführt wird. Die Taktfrequenz und/oder das Impulspausen/Impulsdauerverhältns bestimmt die Ausgangsgleich¬ spannung , die sich nach der Drehzahl des Induktionsmotors 1 und nach dem Lastmoment richtet. Mit dem Kondensator 51 wird ein Teil der Blindströme des Induktionsmotors 1 kompensiert. Einen weiteren Teil der" Blindströme kompensieren die als Kondensatoren wirkenden Transistoren 7 bis 12. Auch mit den Transistoren 7 bis 12 kann eine Anschnitt- oder Abschnittsteuerung durchgeführt werden . In einem nicht dargestellten Speicher des Mikroprozessors 23 ist in Form einer Tabelle die Ausgangsgleichspannung U_ des Gleichspannungs-Gleich- spannungswandlers 48 als Funktion der Drehzahl des Induktionsmotors 1 bzw. der an den Induktionsmotor 1 angelegten Frequenz f des Drehstroms gespeichert. Ein Diagramm , das in analoger Darstellung die Abhängigkeit der Gleichspannung U_ von der Frequenz für ver- schiedene Momente M. , M«, M~ zeigt, ist in Fig. 4 dargestellt.
    [0045] Für die drei Lastmomente M- , M» , M,, des Induktionsmotors 1 sind, je nach der gewünschten Drehzahl bzw. Frequenz des angelegten Dreh¬ stroms unterschiedliche Gleichspannungen am Eingang des Wechsel- richters 5 erforderlich. Die Drehzahl bzw. Frequenz des Induktions¬ motors und das Moment werden von außen eingegeben. Der Mikro¬ prozessor bestimmt dann anhand der in Fig. 4 dargestellten Funktion die Höhe der Eingangsgleichspannung des Wechselrichters 5« Über die Höhe der Eingangsgleichspannung wird die Frequenz bzw. das Impuls- dauer/lmpulspausenverhältnis des Steuertakts des Gleichspannungs- Gleichspannungswandlers 48 festgelegt. Der Mikroprozessor 23 ordnet jeweils einer Gleichspannung eine bestimmte Impulsbreite zu, die die Einschaltdauer der Transistoren 7 bis 12 festlegt.
    [0046] Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung wird entsprechend dem in Fig. 4 dargestellten Diagramm die Eingangsgleichspannung des Wechsel¬ richters 5 über den Steuerstrom im Transduktor 20 beeinflußt. Die in Fig. 1 und 3 dargestellten Anordnungen enthalten die in Fig. 4 dargestellten Funktionen in Form digitaler Tabellen. Die Umsetzung des aus der Tabelle erhaltenen Gleichspannungswertes in Steuerimpulse geschieht bei den Anordnungen gemäß Fig. 1 und 3 in einer an den Transduktor 20 bzw. den Gleichspannungs-Gleichspannungswandler 48 angepaßten Form. Das Diagramm gemäß Fig. 4 wird zweckmäßigerweise für den jeweiligen Induktionsmotor bzw. den Typ des Motors empirisch ermittelt.
    [0047] Die Fig. 5 zeigt den Anschnittwinkel 0C und den Abschnittwinkel [<-5 in Abhängigkeit von der Drehzahl bzw. Frequenz des Drehstroms des Induktionsmotors 1. Die Diagramme gemäß Fig. 5 sind als digitale Tabelle im Mikroprozessor 23 in der Fig. 1 dargestellten Anordnung gespeichert. Um die Blindströme vollständig zu kompensieren, sind bei den verschiedenen Drehzahlen des Induktionsmotors 1 die in Fig. 5 dargestellten Anschnitt- bzw. Abschnittwinkel erforderlich. Anhand des für die jeweilige Drehzahl bzw. Frequenz f aus der Tabelle gemäß Fig. 5 festgestellten Anschnitt- bzw. Abschnittwinkel 0 , j erzeugt der Mikroprozessor 23 mit der Netzfrequenz synchronisierte Steuer¬ impulsfolgen, die an die Steuereingänge 39, 40, 41 festgelegt werden. Die in Fig. 5 gezeigten Diagramme werden für den jeweiligen Motortyp empirisch aufgenommen. Falls Motoren höherer Leistung gespeist werden sollen , können die höheren Ströme durch die Parallelschaltung von Leistungs-Feldeffekt¬ transistoren jeweils zu den Transistoren 7 bis 12 aufgebracht werden. Die in den Fig. 1 und 3 dargestellten Anordnungen lassen sich daher auf einfache Weise an Motoren mit unterschiedlichen Leistungen an¬ passen.
    [0048] Bei den Transistoren 7 bis 12 und 49 handelt es sich vorzugsweise um MOSFETs.
    [0049] Das Drehmoment des Induktionsmotors 1 ist bei den oben beschriebenen Anordnungen auf einfache Weise an das Moment der Last anzupassen. Wenn zum Beispiel von der Last ein bestimmtes Moment verlangt wird, wird das Ausgangsmoment des Induktionsmotors über die Eingangs- gleichspannung des Wechselrichters 5 so ausgewählt, daß der Last¬ strom ein Minimum wird.
    [0050] Die Fig. 6 zeigt eine weitere Anordnung zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl bzw. des Drehmoments eines Induktionsmotors 1 . Gleiche Elemente in den Fig . 1 , 3 und 6 sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Der Mikroprozessor vom Typ INTEL 8748 hat Datenbus¬ ausgänge 25, 26, 27, 28 , 29, 30. Bei diesen Ausgängen handelt es, sich um die von INTEL mit der Bezeichnung "12 , 13, 14, 15 , 16 und 17" versehenen Ausgänge des Mikroprozessors 8748. Die entsprechenden Herstellerbezeichnungen wurden in der Fig. 6 in Ausführungszeichen gesetzt. Der Ausgang 25 ist an einen Eingang eines UND-Gliedes 55 gelegt, dessen anderer Eingang über ein nicht näher bezeichnetes Invertierglied mit dem Ausgang 28 verbunden ist. Der Ausgang 26 steht mit einem Eingang eines UND-Gliedes 56 in Verbindung , dessen anderer Eingang über ein nicht näher bezeichnetes Invertierglied an den Ausgang 29 angeschlossen ist. Ein UND-Glied 57 ist mit seinem ersten Eingang an den Ausgang 27 und mit seinem zweiten Eingang über ein nicht näher bezeichnetes Invertierglied an den Ausgang 30 angeschlossen. Der Ausgang 28 speist einen Eingang eines UND-Gliedes 58, das mit seinem zweiten Eingang über ein nicht näher bezeichnetes Invertierglied mit dem Ausgang 25 verbunden ist. Der Ausgang 29 ist mit einem Eingang eines UND-Gliedes 59 verbunden, dessen anderer Eingang über ein nicht näher bezeichnetes Invertierglied an den Ausgang 26 angeschlossen ist. Ein weiteres UND-Glied 60 ist mit einem Eingang an den Ausgang 30 und mit dem anderen Eingang über ein nicht näher bezeichnetes Invertierglied mit dem Ausgang 27 verbunden.
    [0051] Die UND-Glieder 55, 56, 57, 58, 59, 60 speisen jeweils Optokoppler 61 , 62, 63, 64, 65 und 66. Der Optokoppler 61 ist über einen nicht näher bezeichneten Verstärker mit dem Feldeffekttransistor 7 verbunden. Der Optokoppler 64 speist den Feldeffekttransistor 8. Der Optokoppler 62 ist über einen nicht näher bezeichneten Verstärker mit dem Feldeffekt¬ transistor 12 verbunden. Der Optokoppler 65 speist über einen nicht näher -bezeichneten Verstärker den Feldeffekttransistor 11. An den Optokoppler 63 ist über einen nicht näher bezeichneten Verstärker der Feldeffekttransistor 9 angeschlossen. Dem Optokoppler 66 ist über einen nicht näher bezeichneten Verstärker der Feldeffekttransistor 10 nachgeschaltet. Die Optokoppler 61 bis 66 sind jeweils an die Gate-Elektroden der oben erwähnten Feldeffekttransistoren an¬ geschlossen. Durch die Optokoppler 61 bis 66 wird eine galvanische Trennung zwischen dem Mikroprozessor 23 und den Feldeffekttransisto¬ ren 7 bis 12 erreicht. Bei den Feldeffekttransistoren 7 bis 12 handelt es sich vorzugsweise um p-Kanal-MlSFETs .
    [0052] Die UND-Glieder 55 bis 60 haben in Verbindung mit den nicht näher bezeichneten Invertiergliedern eine wichtige Aufgabe zu erfüllen. Jedes der UND-Glieder 55 bis 60 verhindert, daß die in einem Brückenzweig angeordneten Feldeffekttransistoren 7, 8 bzw. 9, 10 bzw. 11, 12 gleichzeitig leitend gesteuert werden können. Wenn die beiden in einem Brückenzweig liegenden Feldeffekttransistoren 7, 8 bzw. 9, 10 bzw. 11 , 12 gleichzeitig leitend sind, wird der Gleichstromzwischen¬ kreis kurzgeschlossen, was zu so hohen Strömen in den jeweiligen Feldeffekttransistoren führt, daß diese zerstört werden können. Bei einwandfreier Arbeitsweise des Mikroprozessors 23 stimmen die Wertig¬ keiten der binären Signale an den Ausgängen 25 bis 30 jeweils mit den Schaltzuständen der Feldeffekttransistoren 7 bis 12 überein. Beispielsweise entspricht eine binäre "1" an einem der Ausgänge 25 bis 30 dem leitenden Zustand des jeweiligen Feldeffekttransistors, während eine binäre "0" den nichtleitenden Zustand des dem ent¬ sprechenden Ausgang zugeordneten Transistors bestimmt. Ein be- sonderer Vorteil der in den Fig . 1 , 3 und 6 dargestellten Anordnung ist darin zu sehen, daß die sechs Datenbusausgänge des Mikro¬ prozessors 23 ohne die Zwischenschaltung aufwendiger Zählschaltungen zur Erzeugung der Ansteuersignale für die Gate-Elektroden der Feld¬ effekttransistoren verwendet werden können. Während jeder Periode von 360° steht dann an jedem Ausgang 25 bis 30 für 180° der Periode eine binäre "1" und für 180° eine binäre "0" an. Die Ausgänge 25 und 28 bzw. 26 und 29 bzw. 27 und 30 haben jeweils zueinander antivalente binäre Signale. Zwischen den binären Signalen an den Ausgängen 25, 27 und 29 ist eine Phasenverschiebung von 60 vorhanden. In gleicher Weise sind die binären. Signale an den Ausgängen 26, 28 und 30 um 60 gegeneinander phasen verschoben.
    [0053] Die Anschlüsse "21" bis "24" und "35" bis "38" des Mikroprozessors 8748 sind mit Eingängen eines Digital-Analog-Wandlers 67 verbunden , dessen analoger Ausgang über einen Impedanzwandler 68 und einen Integrationsverstärker 69 an einen Taktgeber 70 angeschlossen ist, bei dem es sich vorzugsweise um einen Schaltkreis des Typs SE 556 handelt, der mit äußeren nicht näher dargestellten Widerständen und Kapazitäten verbunden ist. An den Ausgang des Taktgebers 70 ist ein Differenzverstärker 71 angeschlossen, der mit seinem anderen Eingang an ein Potentiometer 72 gelegt ist, das von einem Transformator 73 gespeist wird, der im Gleichstromzwischenkreis angeordnet ist. Der Differenzverstärker 71 ist über einen nicht näher bezeichneten Ver¬ stärker und einen Optokoppler 75 sowie einen nicht näher bezeichneten weiteren Verstärker mit der Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors 49 verbunden, bei dem es sich ebenfalls zweckmäßigerweise um einen p-Kanal-MISFET handelt. Der Optokoppler 75 bewirkt in Verbindung mit dem Transformator 73 und den Optokopplern 61 bis 66 eine völlige Trennung zwischen den Steuerstromkreisen mit dem Mikroprozessor 23 als wesentlichem Bestandteil und den von höheren Spannungen be- aufschlagten Stromkreisen. Der Feldeffekttransistor 49 ist mit dem Transformator 73, der Drossel 50, dem Kondensator 51 , dem Opto¬ koppler 75, dem Potentiometer 72, dem Differenzverstärker 71 und den nicht bezeichneten Verstärkern Bestandteil eines Regelkreises, dessen Sollwert über den Taktgeber 70 erzeugt wird, der mit dem Mikro- prozessor 23 in Bezug auf die Impulsdauer einer Schwingung ein¬ gestellt wird, die ebenfalls im Taktgeber 70 erzeugt wird.
    [0054] Die Anschlüsse "17" und "39" des Mikroprozessors 23 der Type 8748 sind mit einem Zeitschaltglied 74 verbunden, das bei Anstoß mit dem am "Strobe"-Ausgang "10" auftretenden Impuls angestoßen wird und nach Ablauf einer einstellbaren Zeitdauer den Eingang "39" mit einem Signal beaufschlagt, das den internen Ereigniszähler im Mikro¬ prozessor 23 steuert. Die zum Beispiel über ein Potentiometer 6 von Hand im Zeitschaltglied 74 einstellbare Zeit bestimmt die Frequenz an den Ausgängen des Wechselrichters 5. Der Mikroprozessor 23 stellt anhand des internen Ereigniszählers die über das Zeitschaltglied 74 vorgegebene Zeitdauer fest. Es ist nicht erforderlich, daß die Fre¬ quenz mit der im Zeitschaltglied 74 eingestellten Zeitdauer überein¬ stimmt. Durch Multiplikation oder Division mit Hilfe des Programms kann, auch eine andere Abhängigkeit der Frequenz des Wechselrichters 5 von der im Zeitschaltglied 74 eingestellten Zeitdauer erreicht werden.
    [0055] Die Anschlüsse "33" und "31" sind je an einen Thermostat und einen Drehmomentsensor angeschlossen. Hierdurch kann der Wechselrichter 5 bei Übertemperatur im Induktion smotor 1 und bei einem zu hohen Lastmoment über den Mikroprozessor 23 abgeschaltet werden. Die Anschlüsse "18" und "19" des Mikroprozessors 23 sind je mit einem Anzeigeelement 77 und 76 verbunden. Die Anzeigeelemente 76, 77 können entfernt vom Induktionsmotor 1 angeordnet sein. Sie zeigen jeweils den Betriebszustand an.
    [0056] Zu der Drain-Source-Strecke jedes Feldeffekttransistors 7 bis 12 ist eine Glimmröhre 78 parallel geschaltet. Die Glimmröhren 78 dienen als Bereitschafts- und Betriebsanzeiger für die Feldeffekttransistoren 7 bis 12. Falls einer der Feldeffekttransistoren 7 bis 12 dauerhaft zerstört ist, kann dies durch die Anzeige der entsprechenden Glimm¬ röhre 78 festgestellt werden. Die Glimmröhren 78 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nur in Fig. 1 dargestellt.
    [0057] Die Fig. 7 zeigt im einzelnen ein Zeitschaltglied 74, wie es vorzugs¬ weise bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig . 6 eingesetzt wird . Es werden Präzisionszeitglieder der Type SE 556 eingesetzt, von denen zwei Zeitglieder in einem Chip angeordnet sind. Die Zeitglieder sind in Fig. 7 mit 79, 80 bezeichnet. Das erste Zeitglied 79 legt eine maximale Drehzahl fest. Diese Drehzahl kann durch Hinzufügung der mit dem Zeitglied 80 über ein EinStellglied vorgegebenen Zeitdauer vermindert werden. Die beiden Zeitglieder 79 und 80 sind jeweils mit äußeren RC-Gliedern verbunden, die die Ansprechzeit bestimmen. Über den "Strobe"-Ausgang "10" des Mikroprozessors 23 wird der Trigger- Eingang des Zeitgliedes 79 mit einem Impuls beaufschlagt, der ver¬ anlaßt, daß ein Flipflop im Zeitglied gesetzt wird. Hierdurch wird das Ausgangssignal des ZeitgliecLes auf einen hohen Pegel umgeschal¬ tet, der bewirkt, daß sich ein Kondensator 81 auflädt, der zwischen dem einen Pol 82 der Betriebsspannungsquelle in Reihe mit einen nicht näher bezeichneten Widerstand und dem anderen Pol 83 der Betriebs¬ spannungsquelle angeordnet ist. Wenn sich der Kondensator 81 auf die Höhe der* Betriebsspannung aufgeladen hat, wird das interne Flipflop des Zeitgliedes 79 über einen mit dem Kondensator 81 verbundenen Schwellenwerteingang zurückgesetzt, wodurch sich der Kondensator 81 entlädt. Mit dem Ausgang des Zeitgliedes 79 ist über einen nicht näher bezeichneten Widerstand die Basis eines Transistors 84 ver¬ bunden , der in Reihe mit einem Widerstand 85 im Kollektorkreis zwischen den Polen 82 und 83 angeordnet ist. Der Kollektor des Transistors 84 ist mit dem Trigger-Eingang des Zeitgliedes 80 ver- bunden, dessen Ausgang über eine einen Transistor 86 enthaltende Verstärkerstufe mit dem Eingang "39" des Mikroprozessors 23 ver¬ bunden ist. Ebenso wie das Zeitglied 79 ist das Zeitglied 80 mit einem Kondensator 87 verbunden, der an ein Einstellglied 88 an¬ geschlossen ist, das z. B. ein einstellbares Potentiometer enthält, das in Reihe mit der Parallelschaltung von Widerständen mit einem Poten- tiometer angeordnet und an den Pol 82 gelegt ist. Über eine Ein¬ stellung der beiden nicht näher dargestellten Potentiometer kann der Drehzahlbereich für den Induktionsmotor 1 vorgegeben werden. Das Einstellglied 88 kann auch als fernsteuerbares Element ausge¬ bildet sein, wie es in Fig. 8 dargestellt ist. Eine Spannung , deren Höhe der Drehzahl des Induktionsmotors 1 proportional ist, wird an einen Eingang 89 des EinStellgliedes 88 gelegt. Der Eingang 89 ist über einen nicht näher bezeichneten Widerstand mit einem Eingang eines Differenzverstärkers 90 verbunden, dessen anderer Eingang über einen nicht näher bezeichneten Widerstand an Massepotential gelegt ist. Der Differenzverstärker 90 ist an einen Eingang eines weiteren Differenzverstärkers 91 angeschlossen, dessen zweiter Eingang über eine ein Potentiometer 92 enthaltende Widerstandskombination wahlweise mit einem zwischen einem , positiven und negativen Wert liegenden Potential beaufschlagbar ist. Der Ausgang des Differenzverstärkers 91 speist eine Totem-pole-Schaltung 93, die zwischen einem positiven und negativen Potential angeordnet ist. Der Ausgang der Totem-pole- Schaltung 93 zweier nicht näher bezeichneter bipolarer Transistoren ist über einen Widerstand 96 an den Kondensator 87 an einen Impedanzwandler 94 und über einen Widerstand 95 mit dem Eingang des Differenzverstärkers 91 verbunden. Der Impedanzwandler 94 ist über einen Widerstand 97 an den Eingang des Differenzverstärkers 90 angeschlossen. Die Aufladung des Kondensators 87 wird über den Widerstand 96 mit einer positiven oder negativen Spannung gesteuert. Über das Potentiometer 92 wird dabei die Höhe der Ladespannung eingestellt. Über den Eingang 89 kann eine Spannung angelegt wer¬ den, mit der die Ladespannung am Kondensator 87 im Sinne einer gewünschten Drehzahl eingestellt werden kann.
    [0058] Die Fig. 9 zeigt den Integrations Verstärker 69, der die Impulsdauer des Taktgebers 70 moduliert, der einen Baustein der Type SE 556 enthält, die von der Fa. Signetics oder Texas Instruments erhältlich ist. Die Anschlüsse "8" und "4" des Bausteins SE 556 sind jeweils an Betriebsspannung und Massepotential gelegt. Der Anschluß "7" wird vom Ausgang des Integrations Verstärkers 69 gespeist, der einen Differenzverstärker 99 enthält, dessen invertierender Eingang mit dem Anschluß "1" des Bausteins SE 556 verbunden ist. Der Ausgang "5" des Bausteins SE 556 ist über einen Kondensator 100 an den Anschluß "4" gelegt. Der Schwellwertanschluß "2" ist über ein Potentiometer 101 an Masse gelegt. Der "Trigger"-Anschluß "6" steht mit dem Abgriff eines aus zwei Widerständen 102, 103 bestehenden Spannungsteilers in Verbindung , der zwischen Betriebsspannung und Masse angeordnet ist. Ein weiterer Widerstand 104 ist zwischen Betriebsspannung und dem Ausgang "5" angeordnet.
    [0059] Der Integrationsverstärker 69 integriert die Ausgangsspannung des Digital-Analog-Wandlers 67 bis zu einer Schwelle, die im Baustein SE 556 eingestellt ist. Wenn die Schwelle erreicht ist, wird der Konden¬ sator 98 im Rückkopplungszweig des Differenzverstärkers 99 über den Baustein SE 556 entladen. Es beginnt dann ein neuer Ladezyklus. Die Lade- und die Entladezeit bestimmen das Impulsdauer-Impulspausen¬ verhältnis der Taktimpulse.
    [0060] Die Spannung an der Last, zum Beispiel dem Induktionsmotor 1 , ist bei den oben beschriebenen Umformern eng mit der Frequenz am Ausgang des Wechselrichters 5 verknüpft. Die Frequenz wird den Schaltelementen des Wechselrichters 5 zugeführt, während gleichzeitig vom Mikroprozessor 23 eine der jeweiligen Frequenz zugeordnete Spannung den Wechselstromstellern im Eingangskreis bzw. einem Gleich¬ stromsteller im Gleichstromzwischenkreis zugeführt wird. Beispielsweise wird bei einer Frequenz von 10 Hz am Ausgang des Wechselrichters 5 eine Gleichspannung von 70 Volt am Eingang des Wechselrichters 5 erzeugt.
    [0061] Die Drehmomentkurven für den Induktionsmotor 1 können eine ge¬ wünschte Abhängigkeit von der Frequenz haben. Beispielsweise kann eine quadratisch fallende, quadratisch steigende oder lineare Ab- hängigkeit über eine entsprechende Tabelle im Speicher des Mikro¬ prozessors 23 eingestellt werden.
    [0062] Mit dem jeweiligen Anwendungsfall angepaßten Drehmomentkurven ist eine optimale Energieeinsparung und der geringste Antrieb smotoren- und Arbeitsmaschinenverschleiß erzielbar. Die Abrufung der ver- schiedenen Drehmomentkurven aus dem Mikroprozessor 5 kann über einen Wahlschalter in der Eingabeschaltung 24 erfolgen. Die oben beschriebenen Umrichter sind sehr einfach aufgebaut und ermöglichen eine wirtschaftliche Betriebsweise der angeschlossenen Lasten.
    [0063] Mit dem Transduktor 20 und den kontaktlosen Schaltern 36, 37, 38 läßt sich auf einfache Weise ein sehr großer Regelbereich erzielen. Außerdem können Blindströme kompensiert werden. Bei Induktions¬ motoren lassen sich die Eigenschaften bei Änderung der Betriebs- bedingungen, nämlich der Netzspannung U, der Netzfrequenz f, dem magnetischen Feld © und der Windungszahl, nach folgender Beziehung beurteilen:
    [0064] U δ≠ const. ψ Wj fχ f voltj
    [0065] Bei Änderung der Frequenz muß bei gleichbleibendem Fluß und damit gleichbleibendem Drehmoment die Spannung entsprechend geändert werden.
    [0066] Es können mit der im Mikroprozessor 23, beispielsweise in dessen Programmspeicher, vorhandenen Tabelle die leitenden Phasen der Feld¬ effekttransistoren 7 bis 12 unterschiedlich großen Spannungen zugeord¬ net werden. Dies bedeutet, daß die Ständerwicklungen 2, 3, 4 nicht mit den gleichen Spannungen, sondern jeweils mit verschiedenen Spannungen beaufschlagt werden. Im Induktionsmotor 1 wird somit kein zirkuläres sondern ein elliptisches Drehfeld erzeugt. Damit läßt sich eine Verminderung der vom Induktionsmotor 1 über Pumpen in Rohrleitungen hervorgerufenen Geräusche erreichen. Es wird an¬ genommen, daß durch ein derartiges elliptisches Drehfeld über ent- sprechend zugeordnete geringfügige Schwankungen der jeweiligen Um¬ laufgeschwindigkeit die Anregung von Resonanzschwingungen im Rohr¬ leitungssystem erschwert oder unterbunden wird.
    权利要求:
    Claims
    Z . -
    Patentansprüche ;
    1. Anordnung zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl und/oder des Drehmoments eines Induktionsmotors, der an einen Wechsel- richter eines Gleichstromzwischenkreisumrichters angeschlossen ist, wobei der Wechselrichter eine Brückenschaltung enthält, die steuer¬ bare elektronische Schalter aufweist, zu denen Dioden parallel geschaltet sind und die jeweils mittels eines Impulserzeugers von impulsförmigen Spannungen beaufschlagt sind , die gegeneinander phasenverschoben sind und deren Frequenz wahlweise veränderbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Gleichstromzwischenkreisumrichter (5, 1 ^ an die spannungsführenden Pole eines Wechselstrom- oder Drehstromnetzes (R , S, 7 > über kontaktlose Schalter (36, 37, 38 ϊ und/oder über einen Gleichstromsteller (481 und/oder über einen Transduktor (201 , der eine Steuerwicklung (21 1 aufweist, angeschlossen ist, daß die Steuereingänge (39, 40, 41 der kontaktlosen Schalter (36, 37, 381 und/oder die Steuerwicklung (211 an eine Steuerschal- tung (231 gelegt sind, durch deren Ausgangssignale die
    Spannungszeitflächen der dem Gleichstromzwischenkreisumrichter zu¬ geführten Wechselspannungen gegebenenfalls über eine Anschnitt- und/oder Abschnittsteuerung in Abstimmung auf die Drehzahl und das Lastmoment des Induktionsmotors (1 1 veränderbar sind, und daß die steuerbaren elektronischen Schalter Leistungstransistoren
    (7 bis 12^ sind. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Impulserzeuger ein Mikroprozessor (231 oder Mikrorechner ist, der je mit einem der Leistungstransistoren (7 bis 121 verbundene Ausgänge aufweist und daß weitere Ausgänge an die Steuereingänge (39, 40, 411 der kontaktlosen Schalter (36, 37, 381 und/oder Eingänge eines Digital/Analog-Wandlers (221 ange¬ schlossen sind, dessen Ausgänge mit der Steuerwicklung (211 verbunden sind.
    3. Anordnung insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Gleichstromsteller zwischen dem Gleichrichter (471 und dem Wechselrichter (5 des Gleichstromzwischenkreis Umrichters ein getakteter Gleichspannungs-Gleichspannungswandler (481 angeord¬ net ist, der zumindest einen* kontaktlosen Schalter (491 aufweist, der mit seinem Steuereingang an einen Taktgeber (541 ange¬ schlossen ist, dessen Taktfrequenz über die Steuerschaltung (231 einstellbar ist.
    4. Anordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Leistungstransistoren (7 bis 121 Feldeffekttransistoren sind.
    5- Anordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als kontaktlose Schalter (36, 37, 381 Brückengleichrichter (451 vorgesehen sind, deren Gleichspannungsausgänge jeweils an die Source- und Drain-Elektroden eines Leistungs-Feldeffekttransi- stors (46 angeschlossen sind, dessen Steuerelektrode an die
    Steuerschaltung (231 gelegt ist.
    6. Anordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Gleich stromzwischeπkreis Umrichter (5, 14 einen Gleich- richter (141 in Drehstrom-Brückenschaltung enthält, mit dessen Ausgängen der Wechselrichter (51 und die Reihenschaltung eines Widerstandes (151 und eines Kondensators (161 verbunden sind.
    7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Gleichspannungs-Gleichspannungswandler (481 eine in Reihe mit dem Leistungs-Feldeffekttransistor ( 91 angeordnete Drossel (501 aufweist, der ein Glättungskondensator (511 nach¬ geschaltet ist.
    8. Anordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in der Steuerschaltung (231 für jeweils verschiedene Last¬ momente die erforderliche Eingangsgleichspannung des Wechsel- richters (51 als Funktion der Drehzahl des Induktionsmotors (11 in einer Tabelle gespeichert ist.
    9. Anordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in der Steuerschaltung (23 in Abhängigkeit von der Drehzahl des 'Induktionsmotors (11 die zur Blindstromkompensation erforder¬ lichen Anschnitt- und Abschnittwinkel (Q , 1 als Tabelle ge¬ speichert sind.
    10. Anordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sechs Ausgänge (25 bis 301 des Mikroprozessors (231 für Daten jeweils für die Steuerung der Feldeffekttransistoren (7 bis 121 vorgesehen sind, daß jeder Ausgang mit einem Eingang eines UND-Glieds (55 bis 601 verbunden ist, daß die zweiten Eingänge der UND-Glieder (55 bis 601 je über ein Invertierglied mit demjenigen Ausgang (25 bis 30 verbunden sind, der dem im Brückenzweig mit dem vom UND-Glied (55 bis 601 gespeisten Feldeffekttransistor (7 bis 121 in Reihe liegenden Feldeffekt¬ transistor zugeordnet ist. -14 -
    11. Anordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die UND-Glieder (55 bis 601 je über einen Optokoppler (61 bis 661 mit der Gate-Elektrode eines Feldeffekttransistors (7 bis 121 verbunden sind.
    12» Anordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß Ausgänge des Mikroprozessors (231 mit Eingängen eines Digital- Analog-Wandlers (671 verbunden sind, dem ein Pulsdauer¬ modulator nachgeschaltet ist, der den Istwert einer Regelgröße einem Differenzverstärker (711 zuführt, dessen weiterer Eingang an einen Transformator (731 für die Spannung im Gleichstrom¬ zwischenkreis angeschlossen ist.
    13. Anordnung nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Differenzverstärker (711 über einen Optokoppler (751 mit dem Feldeffekttransistor (491 verbunden ist.
    14. Anordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein bei Beaufschlagung der Busleitungen mit neuen Daten* auftretender Impuls des Mikroprozessors (231 über einen Ausgang einem Zeitschaltglied (741 zuführbar ist, dessen Ausgangssignal¬ dauer einstellbar ist und dessen Ausgang mit dem Eingang für die Steuerung eines internen Ereigniszählers des Mikroprozessors (231 verbunden ist.
    15. Anordnung nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e ~ϊ c h n e t, daß das Zeitschaltglied (741 zwei in Reihe geschaltete Zeitglieder (79, 801 enthält, von denen das erste auf eine feste Zeit eingestellt ist, die der maximalen Drehzahl des Induktionsmotors (11 entspricht, während mit dem zweiten Zeitglied (801 die Drehzahl zwischen der maximalen und einer minimalen Drehzahl einstellbar ist. 16. Anordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß parallel zu den Drain-Source-Elektroden der Feldeffekttransi¬ storen (7 bis 121 Glimmröhren (781 geschaltet sind.
    17. Anordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Digital-Analog-Wandler (671 über einen Integrations¬ verstärker (691 an einen Taktgeber (701 angeschlossen ist, dessen Impulsdauer durch den Integrationsverstärker (691 modulierbar ist.
    18. Anordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Feldeffekttransistoren (7 bis 121 p-Kanal-MlSFETS sind. '
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