• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1986004468A1
    申请号:PCT/EP1985/000737
    申请日:1985-12-21
    公开日:1986-07-31
    发明作者:Heinrich Zeitvogel
    申请人:Telefunken Electronic Gmbh；
    IPC主号:H02P25-00
    专利说明:
    [0001] Schaltungsanordnung zur Drehzahlregelung eines Reihenschlußmotors
    [0002] Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
    [0003] Bei einer bekannten Schaltungsanordnung dieser Art (DE-OS 29 06 388) ist zwischen zwei Feldwicklungshälften die Serienschaltung der Ankerwicklung des elektrischen Motors und ei nes steuerbaren G leichrichters geschaltet. Paral le l zu dieser Serienschaltung liegt ein Potentiometer -* dessen Abgriff auf den i nvertierenden Eingang ei nes als' integrierender Verstärker ausgebi ldeten Operationsverstärkers geführt ist. Der invertierende Eingang des Operations- Verstärkers liegt an dem Anschluß des Potentiometers, der unmittelbar an eine Elektrode des steuerbaren G leichrichters angeschaltet ist. Paral lel zu dem von diesem Bezugspotentialpunkt ausgehenden Feldwicklungstei l ist die Serienschaitung aus ei nem Kondensator und einem ohmschen Widerstand geschaltet, wobei der Kondensator an den Bezugspotentialpunkt angeschlossen ist. Vom Verbi ndungspunkt des K ondensators und des Widerstandes führt eine Leitung zum invertierenden Eingang des Operationsverstärkers. Damit wi rd ein dem Motorstrom proportionales Signal erzeugt, welches dem am Potentiometer abgegriffenen Signal entgegengeschaltet ist. Der Ausgang des Operationsver- stärkers steuert eine Phasenanschnittsteuerung, die ihrerseits die Steuer¬ elektrode des steuerbaren Gleichrichters beaufschlagt. Von Nachteil ist bei dieser Schaltungsanordnung, daß über das Potentiometer, das zur Drehzahlein¬ stellung dient, auch der Spannungsabfall erfaßt wird, der sich während der Sperrzeit des steuerbaren Gleichrichters aufbaut. Damit dieser das Me߬ ergebnis verfälschende Teil der am Abgriff des Potentiometers anstehenden Steuerspannung unterdrückt wird, ist ein besonderer Schalter erforderlich, der während der Sperrzeit des steuerbaren Gleichrichters das am Potentiometer- abgriff anstehende Steuersignal gegenüber dem Bezugspotentialpunkt kurz- schließt.
    [0004] Der Erfi ndung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, die mit einfachen Mitteln eine Nachregelung der Drehzahl in Abhängigkeit von der Belastung ermöglicht. * . • "
    [0005] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeich¬ nenden Merkmale des Anspruchs 1.
    [0006] Bei einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung wird eine unmittelbar an den Anschlüssen des Ankers abgegriffene Spannung, die sich proportional mit der Drehzahl des Ankers ändert, nach einer Anpassung an die zulässigen Steuerdaten des Operationsverstärkers den beiden Eingängen desselben zuge¬ führt. Am Ausgang des Operationsverstärkers steht dann eine der Anker¬ drehzahl entsprechende Steuerspannung zur Verfügung, die als Ist-Wert einem Eingang eines Komparators zugeführt ist, dessen zweitem Eingang ein "
    [0007] Soll-Wertsignal aufgeschaltet ist. Liegt dabei der vom Operationsverstärker abgegebene Ist-Wert niedriger als der vorgegebene Soll-Wert, gibt der Komparator auf den Phasensteuereingang der Phasenanschnittsteuerung ein Signal , das den Phasenanschnittwinkel über den steuerbaren G leichrichter so verändert, daß die Stromflußänderung den Ist-Wert zu einer Annäherung an den Soll-Wert bringt. Nachdem der Komparator nur ein Ein- oder Aussignal abgibt, wird eine schnelle Nachregelung der Drehzahl erreicht. Damit jedoch keine Überschwingungen im Steuerungsvorgang auftreten, ist an den Ausgang des Komparators ein Integrationskondensator angeschaltet.
    [0008] Damit die Regelungseigenschaften noch verbessert werden, ist in den Motor- Stromkreis ein Meßw iderstand in Serie geschaltet, an dem ei ne dem tat¬ sächlich fließenden Motorstrom proportionale Meßspannung abgegriffen wi rd. Damit der Widerstandswert klein gehalten werden kann, wird die Meßspannung an den Eingang eines Verstärkers geschaltet, dessen Ausgangssignal ein Soll-Wertpotentiometer speist. Der Abgriff dieses Soll-Wertpotentiometers ist an den entsprechenden Eingang des Komparators angeschlossen. Hierdurch wi rd der Sol l-Wert abhängig vom Motorstrom so gesteuert, daß bei einer Belastung des Motors ni cht nur die über der Ankerwicklung abgegriffene Steuerspannung sondern auch die am Meßwiderstand erfaßte Meßspannung zu ei ner Vergrößerung des Stromflußwinkels durch den steuerbaren Gleichrichter führen.
    [0009] Die Erfi ndung ist nachfolgend anhand der Schaltungsskizze ei nes Ausführungs¬ beispiels nähe r erläutert.
    [0010] Ein elektrischer Reihenschlußmotor mit einem Anker 1 und . ei ner darauf angebrachten Ankerwicklung ist über Kohlebürsten 2 und einen Kollektor kontaktie rt. An die K ohlebürsten ist jeweils eine Drossel 3 zur Unterdrückung von Funkstörspannungen angeschlossen, zu welchen je eine Tei lwicklung 4 der Feldspule i n Serie geschaltet ist. Während die eine Tei lwicklung 4 unmittelbar an Netzspannung liegt, ist die andere Teilwicklung über die Serienschaltung aus einem steuerbaren Gleichrichter 5 und einem Meßwiderstand 6 an Masse angeschaltet, an welche auch der zweite Pol der Netzspannung angeschlossen ist. An die Verbindungspunkte der Drosseln 3 mit den Tei lwicklungen 4 ist jewei ls eine Verbindungsleitung 8 angeschlossen, die über Schutzwiderstände 9 ei nerseits an den i nvertierenden Eingang 10 und andererseits an den ni cht invertierenden Eingang 1 1 ei nes Operationsverstärkers 12 angeschaltet si nd. An diese Eingänge si nd auch Schutzdioden 13 angeschlossen, deren K athode an Masse liegt. Dabei ist der invertierende Eingang 10 über einen Rückführ- widerstand 14 mit dem Ausgang 15 des Operationsverstärkers 12 verbunden, während der nicht invertierende Eingang 11 über einen Widerstand 16 gegen Masse geschaltet ist. Die Schutzwiderstände 9 sind dabei so bemessen, daß die über der Ankerwicklung abgegriffene Spannung an den Verbindungslei- tungen 8 nicht die an den Eingängen 10, 11 zulässigen Werte überschreitet und dienen in Verbindung mit den Widerständen 14, 16 zur Einstellung der Verstärkung. Parallel zum Ausgang 15 ist auch ein einendig an Masse ge¬ schalteter Kondensator 17 gelegt, der plötzliche, durch Störungen, insbe¬ sondere durch Bürstenfeuer an den Kohlebürsten auftretende Störspannungen aussiebt. Der Ausgang 15 des Operationsverstärkers 12 ist über einen zwi¬ schengeschalteten Begrenzungswiderstand 18 an einen Eingang 19 eines Kom¬ parators 20 geschaltet, an dessen zweiten Eingang 21 über einen Begren¬ zungswiderstand 22 der Abgriff eines Potentiometers 23 angeschlossen ist. Das Potentiometer 23 liegt mit einem Anschluß a Masse und ist mit dem zweiten - Anschluß an den Ausgang 24 eines Anpassungsverstärkers -25 angeschlossen, dessen Eingang 26 an den Verbindungspunkt zwischen dem steuerbaren Gleich¬ richter 5 und dem Meßwiderstand 6 angeschlossen ist. Der steuerbare Gleich¬ richter 5 ist als Triac ausgebildet. Seine Steuerelektrode 28 liegt am Ausgang 29 einer Phasenanschnittsteuerung 30, deren Eingang 31 mit dem Ausgang 32 des Komparators 20 verbunden ist. Paral lel zum Ausgang 32 des Komparators
    [0011] 20 liegt ein- Integrationskondensator 33.
    [0012] Nach dem Anschalten des Reihenschlußmotors 1 , 4 an ein Wechselspannungs¬ netz erreicht der Anker 1 eine Drehzahl , die dem am Soll-Wertpotentiometer 23 vorgegebenen Soll-Wert entspricht. Wird davon ausgegangen, daß der Anker nicht belastet ist, dann ist der vom Phasenanschnittsteuergerät 30 vorgegebene Anschnittwinkel der Wechselstromhalbwellen bezogen auf den voraus¬ gegangenen Nul l-Durchgang relativ groß. Es wird somit nur der auf 180° • fehlende Teil der Halbwelle für einen Stromdurchgang ausgenutzt. Tritt danach eine mechanische Belastung bzw. Abbremsung am Anker 1 ein, dann fällt die an den Verbindungsleitungen 8 anstehende Ankerspannung ent¬ sprechend der Drehzahlverminderung ab. Nachdem der Operationsverstärker 12 als Differenzverstärker ausgebi ldet, bewirkt die fal lende Spannungsdifferenz zwischen den Verbindungsleitungen 8 einen entsprechenden Abfall der Signal- spannung am Ausgang 15 des Operationsverstärkers 12. Nachdem im vorausge¬ gangenen Leerlauffal l die Spannungen an den Eingängen 19, 21 des Kom¬ parators gleich hoch waren, unterschreitet nun die am Eingang 19 anstehende Ist-Wert-Signalspannung den am Soll-Wertpotentiometer 23 eingestellten Soll-Wert. Die Folge davon ist ein Durchschalten des Komparatorausgangs auf die maximale Ausgangsspannung, die ihrerseits übe r den Phasensteuereingang 31 der Phasenanschnittsteuerung 30 am Ausgang 29 einen zum Nul l- Punkt hin verschobenen Steuerimpuls auf die Steuerelektrode 28 des Triac 5 leitet. Der hierdurch erhöhte Stromflußw inkel erzeugt einen erhöhten Mittelwert des Stromes durch die Feldw icklungen 4 und den Anker 1. Hierdurch steigt die Drehzahl des Ankers und damit die an der Ankerwicklung anstehende Span¬ nung wieder an, bis die Spannungsdifferenz an den Verbindungsleitungen 8 einen Wert annimmt, der gleich oder größer als der vom Sol l-Wertpotentiomer 23 vorgegebene Soll-Wert. Die bei dem erhöhten Stromflußwinkel entsprechend steigende Meßspannung am Meßwiderstand 6 verursacht gleichzeitig am Ausgang 24 des Verstärkers 25 eine entsprechend erhöhte Speise¬ spannung für das Sol l-Wertpotentiometer 23, so daß der Sol l-Wert angehoben wi rd. Diese Anhebung ist jedoch so geri ng bemessen, daß durch diese Mit¬ kopplung keine Übersteuerung stattfindet, die zu ei ner tatsächlichen Über- höhung der Drehzahl des Ankers 1 führt. Erreicht das Ist-Wertsignal danach den Wert des Soll-Wertsignals, dann schaltet der Komparator sein Ausgangs¬ signal wieder um , wodurch der Phasenanschnittwinkel durch die Phasenan¬ schnittsteuerung 30 wieder gegen 180° wandert. Um krasse Sprünge zu vermeiden, ist an den Ausgang 32 der Integrationskondensato r 33 angeschaltet, de r wenigstens eine plötzl iche Veränderung des Ansteuerwinkels von kleinen Werten nach großen Werten verhindert.
    [0013] Bei ei ner Verminderung der mechanischen Belastung des Ankers 1 tritt eine Drehzahlerhöhung und dam it ei ne entsprechende Vergrößerung der Differenz- Spannung an den Verbindungsleitungen 8 auf. Diese Änderung der Differenz¬ spannung am Anker 1 bewi rkt eine entsprechende Nachstellung der Ist-Wert¬ spannung am Eingang 1 9 des Komparators, der dadurch sein Ausgangssigπal - « -
    [0014] wieder gegen "Null" schaltet, wodurch der Stromflußwinkel durch die Phasen¬ anschnittsteuerung 30 zurückgenommen wird. Bei geringerem mittleren Strom¬ fluß durch den Motor 1 , 4 sinkt auch die Drehzahl des Ankers 1 , bis wieder Gleichgewicht an den Eingängen 19,* 21 des Komparators erreicht ist und bei weiterem Drehzahlabfal l eine erneute Steigerung des Phasenanschnittwinkels eintritt. Es wi rd so für jede Halbwelle des Wechselstromes i n Abhängigkeit von der Drehzahl des Ankers 1 der Phasenanschnittwinkel erneut festgelegt und über den Triac 5 gesteuert. Es ergibt sich so eine hohe Drehzahlkonstanz.
    权利要求:
    Claims" -Patentansprüche
    1. Schaitungsanordnung zur Drehzahlregelung eines elektrischen Motors mit in Reihe geschalteten Feld- und Ankerwicklungen, zu welchen ein steuerbarer Gleichrichter in Serie liegt der von einer Phasenanschnittsteuerung in Ab¬ hängigkeit von einem an der Ankerwicklung abfallenden, über einen Opera- tionsverstärker geführten Steuersignal gesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß von der Ankerwicklung (1) der eine Anschluß (2, 7) an den invertierenden Eingang (10) und der andere Anschluß (2, 7) an den nicht invertierenden Eingang (11) des Operationsverstärkers (12) angeschlossen ist, daß der Aus¬ gang (15) des Operationsverstärkers (12) an einen Eingang (19) eines Kom- parators (20) gelegt ist, dessen zweiter Eingang (21) an einen Sollwertgeber (23) angeschlossen ist und daß der Ausgang (32) des Komparators (20) mit dem Phasensteuereingang (31) der Phasenanschnittsteuerung (30) verbunden ist.
    2. Schaitungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindungsleitungen (8) von den Anschlüssen (7) der Ankerwicklung (1) zu den Eingängen (10, 11) des Operationsverstärkers (12) Schutzwiderstände (9) gelegt sind.
    3. Schaitungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu jedem Eingang (10, 11 ) des Operationsverstärkers (12) eine Schutzdiode (13) gelegt ist.
    4. Schaitungsanordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzei chnet, daß der Ausgang (15) des Operationsverstärkers (12) über einen Rückführungswiderstand (14) mit seinem invertierenden Eingang (10) verbunden ist.
    5. Schaitungsanordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß paralle l zum Ausgang (15) des Operationsverstärkers (12) ein K ondensator (17) geschaltet ist.
    .6. Schaltungsanrodnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzei chnet, daß in Serie mit der Ankerwicklung (1 ) an jedem Anschluß (2) eine Drossel (3) liegt und daß die Verbindungsleitungen (8) zu den Eingängen (10, 1 1 ) des Operationsverstärkers (12) zwischen der jewei ligen Drossel (3) und ei nem Tei l der Feldwi cklung (4) angeschlossen ist.
    • 7. Schaitungsanordnung nach Anspruch 1 oder ei nem der folgenden, dadurch gekennzei chnet, daß der Sol lwertgeber ein Potentiometer (23) ist, dessen Abgriff an den Sol lwert-Ei ngang (21 ) des Komparators (20) geschaltet ist und das von einer vom Motorstrom abhängigen Spannung gespeist ist.
    8. Schaitungsanordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß i n den Stromkreis des Motors ein Widerstand (6) gelegt ist und daß eine der am Widerstand (6) abfallenden Meßspannung proportio¬ nale Steuerspannung dem Sol lwe rtgeber (23) zugeführt ist;
    9. Schaitungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzei chnet, daß die
    Meßspannung ei nem Verstärker (25) als Steuersignal zugeführt ist und daß der Ausgang (24) des Verstärkers an das Potentiometer (23) angeschaltet ist.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    DE2445316C2|1988-04-21|
    EP0113503B1|1987-04-01|Dreiphasenleistungsfaktor-Steuergerät mit Messfilter für die induzierte elektromotorische Kraft
    EP0435460B1|1995-04-12|Stromverteilungssteuerung für Wechselrichter im Parallelbetrieb
    CA2202710C|2003-02-11|Current regulating switch circuit
    US4585986A|1986-04-29|DC switching regulated power supply for driving an inductive load
    US4355274A|1982-10-19|Load responsive control system for constant speed induction motor
    US4734844A|1988-03-29|Master/slave current sharing, PWM power supply
    US3938024A|1976-02-10|Converter regulation by controlled conduction overlap
    US5055747A|1991-10-08|Self-regulating, no load protected electronic ballast system
    US5568035A|1996-10-22|Variable-capacitance power supply apparatus
    US4044296A|1977-08-23|Electronic voltage regulator for three-phase generators
    US4072865A|1978-02-07|Automatic control system
    DE2730774C2|1987-08-20|
    US4347474A|1982-08-31|Solid state regulated power transformer with waveform conditioning capability
    US5483146A|1996-01-09|Control system for a vehicle electrical system
    US4480298A|1984-10-30|Multiple output DC-to-DC voltage converter apparatus
    KR100303450B1|2001-11-30|역률보정제어기
    EP0147723A2|1985-07-10|Röntgenstrahlgenerator mit Strombegrenzer-Schaltung
    CA1171907A|1984-07-31|Pulsed thyristor trigger control circuit
    CA1068343A|1979-12-18|Inductive load current measuring circuit
    US4037271A|1977-07-19|Switching regulator power supply
    US3984755A|1976-10-05|Voltage regulator
    US4346342A|1982-08-24|Current limiting voltage regulator
    EP0114274B1|1987-04-15|Regelungs- und Stabilisierungssystem für dämpferlose Synchronmotoren
    CA1285315C|1991-06-25|Direct current adjusting device
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0211011B1|1989-05-31|
    JPS62501535A|1987-06-18|
    US4730149A|1988-03-08|
    DE3501727A1|1986-07-24|
    EP0211011A1|1987-02-25|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    DE2041148A1|1970-08-19|1972-03-02|Marquardt J & J|Verfahren zur Regelung der Drehzahl von Kollektormotoren|
    DE3022434A1|1980-06-14|1981-12-17|Metronic Elektronic Gmbh|Anordnung zur drehzahlregelung eines wechselstrommotors|EP0836269A1|1996-10-09|1998-04-15|Manfred Odeski|Drehzahlregelanordnung für einen mit einem Kommutator augestatteten Motor|US3231808A|1963-06-24|1966-01-25|Beckman Instruments Inc|Electronic motor control|
    US3705337A|1970-10-12|1972-12-05|Burroughs Corp|Motor control system with bridge sensing emf|
    US3868554A|1973-12-26|1975-02-25|Gen Electric|Current limit system for DC motor control|
    DE2622656C2|1976-05-20|1982-09-09|Kaltenbach & Voigt Gmbh & Co, 7950 Biberach, De||
    DE2906388A1|1979-02-20|1980-09-04|Bosch Gmbh Robert|Schaltungsanordnung zur drehzahlregelung eines reihenschlussmotors, insbesondere eines universalmotors|
    JPH0359677B2|1981-08-27|1991-09-11|Matsushita Electric Ind Co Ltd||
    GB2123990B|1982-07-17|1985-11-27|Ferranti Plc|Speed control of a universal electrical motor|
    DE3302985C2|1983-01-29|1988-02-18|Messer Griesheim Gmbh, 6000 Frankfurt, De||US4893067A|1987-05-06|1990-01-09|Black & Decker Inc.|Direct current motor speed control|
    CA2038257A1|1990-11-15|1992-05-16|James B. Cockroft|Full-wave feedback speed control for hand mixer|
    DE4124275A1|1991-07-22|1993-01-28|Siemens Ag|Ueber einen umrichter gespeister, drehzahlregelbarer mehrphasiger motor|
    GB2269280A|1992-07-30|1994-02-02|Yang Tai Her|Electric motor control|
    DE4426309C2|1994-07-25|2003-09-18|Bosch Gmbh Robert|Mehrpolpaariger Gleichstrommotor|
    法律状态:
    1986-06-26| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1986900666 Country of ref document: EP |
    1986-07-31| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP US |
    1986-07-31| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): CH FR GB IT |
    1987-02-25| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1986900666 Country of ref document: EP |
    1989-05-31| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1986900666 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE19853501727|DE3501727A1|1985-01-19|1985-01-19|Schaltungsanordnung zur drehzahlregelung eines reihenschlussmotors|
    DEP3501727.9||1985-01-19||JP50072486A| JPS62501535A|1985-01-19|1985-12-21||
    [返回顶部]