DE1116307B

DE1116307B - Schaltungsanordnung zum Anlassen und zum Konstanthalten der Drehzahl eines Einphasen-Synchronmotors

Info

Publication number: DE1116307B
Application number: DEC13960A
Authority: DE
Inventors: Frederick P Mason; Graham J L Stevens
Original assignee: Creed and Co Ltd
Current assignee: Creed and Co Ltd
Priority date: 1955-11-22
Filing date: 1956-11-15
Publication date: 1961-11-02

Description

Schaltungsanordnung zum Anlassen und zum Konstanthalten der Drehzabl eines Einphasen-Synchronmotors Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Anlassen und zum Konstanthalten der Drehzahl eines Einphasen-Synchronmotors, insbesondere für den Antrieb von Faksimilesendern oder -empfängern, der über einen in Abhängigkeit von einem Frequenznormal, der Motorspannung und einer dem Motorstrom proportionalen Spannung gesteuerten Verstärker gespeist wird.
Wechselstromquellen für die Speisung von Synchronmotoren sind für Geräte wichtig, bei denen es darauf ankommt, die Drehzahl mit höchster Genauigkeit konstant zu halten, wie z. B. bei Faksimilesendern und -empfängern. Für diesen Zweck sind sie bekanntlich mit einem Zeitnormal, wie z. B. einem Stimmgabelsender, ausgestattet und mit einem Verstärker, der eine kleine Signalspannung von dem Zeitnormal empfängt und eine genügend hohe Leistung für den Antriebsmotor des Gerätes abgibt.
Die größte Leistung, die ein Einphasen-Synchronmotor aufnimmt, tritt im allgemeinen beim Anlauf auf. Wenn ein den Synchronmotor speisender Verstärker derart ausgeführt ist, daß seine größte Ausgangsleistung für das Anlassen des Motors genügt, dann wurde beobachtet, daß bei Zunahme der Drehzahl und entsprechend kleinerer Leistungsaufnahme des Motors die Ausgangsspannung des Verstärkers und dadurch die Motorspannung unzulässig anwächst und der Motor daher wärinemäßig überbeansprucht wird.
Eine Methode, um diesen Effekt herabzumindern, besteht darin, eine größere Verstärkerleistung zu nehmen, so daß die Leistungsänderung, die durch den Motor entsteht, nur einen Bruchteil der größten Ausgangsleistung des Verstärkers darstellt. Dann wachsen aber Größe, Gewicht und Kosten eines derartigen Verstärkers in unhebsamer Weise an.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verstärker der vorher geschilderten Art eine Schaltungsanordnung vorzusehen, die ein unerwünschtes Anwachsen der Spannung am Synchronmotor verhindert, sobald seine Drehzahl sich vergrößert, selbst wenn ein Verstärker dabei verwendet wird, der nur für die Leistung beim Anlauf des Motors bemessen ist.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß dem Steuerstromkreis des Verstärkers die Motorspannung gegengekoppelt und die dem Motorstrom proportionale Spannung rückgekoppelt zugeführt sind.
Die Summe der Gegenkopplungs- und der Rückkopplungsspannung ist Null, wenn der Motor stillsteht. Wird der Motor angelassen, dann wächst die Gegenkopplungsspannung so an, daß die Ausgangs-Spannung des Verstärkers konstant oder nahezu konstant ist.
Um Unstabilitäten zu verhindern, kann die Gegenkopplung so gewählt werden, daß sie etwas größer als die Rückkopplung ist. Die Rückkopplung wird also, wenn der Motor auf Touren kommt und weniger Strom aufnimmt, in demselben Maße kleiner werden, wie die Gegenkopplung anwächst, und zwar in dem Maße, wie hoch die Ausgangsspannung anwachsen darf. So wird die Summenwirkung der in Serie mit der Gegenkopplungsspannung liegenden Rückkopplungsspannung so bemessen, daß sie Null ist, wenn der Motor stillsteht, und größer als Null, sobald die Motordrehzahl zunimmt.
Es ist klar, daß durch zweckmäßige Wahl der Gegen- und der Rückkopplungsspannung die Ausgangsspannung des Verstärkers bei allen Motordrehzahlen konstant gehalten werden kann.
Die Erfindung wird im einzelnen an Hand eines Beispieles, das in der Zeichnung in Fig. 1 dargestellt ist, beschrieben. Fig. 2 zeigt eine Abwandlung.
In Fig. 1 gibt ein Zeitnormal 1, z. B. ein Stimmgabelsender, eine Eingangsspannung auf den Verstärker 2, dessen Ausgangsspannung den Einphasen-Synchronmotor 3 speist, der z. B. ein Faksimilegerät antreibt. Der Strom aus dem Verstärker 2 zum Motor 3 durchläuft die Primärwicklung 4 eines Transformators 5. Die Sekundärwicklung 6 dieses Transformators ist in die eine Zuleitung, die von dem Zeitnormal 1 zu dem Verstärker 2 führt, eingeschleift. Die Spannung der Wicklung 6 ist so gerichtet, daß sie die Ausgangsspannung des Zeitnormals 1 vergrößert. Die Ausgangsspannung des Verstärkers liegt an der Primärwicklung 7 eines Transformators 8, dessen Sekundärwicklung 9 ebenfalls in die gleiche Zuleitung vom Zeitnormal 1 zum Verstärker 2 eingeschleift ist. Die Spannung der Wicklung 9 wirkt aber der Ausgangsspannung des Zeitnormals entgegen.
Im Augenblick des Einschaltens, bei noch stillstehendem Motor, heben sich die Spannungen der Wicklungen 6 und 9 gegenseitig auf, so daß die Eingangsspannung an dem Verstärker 2 gleich der Ausgangsspannung des Zeitnormals 1 ist. Sobald der Motor zu laufen anfängt, wächst die Spannung der Wicklung 9 an, die Spannung der Wicklung 6 hingegen nimmt ab. Die kombinierte Wirkung dieser zwei Spannungen dient dazu, der Ausgangsspannung des Zeitnormals entgegenzuwirken und auf diese Weise die Eingangsspannung am Verstärker 2 herabzusetzen.
Durch zweckmäßige Bemessung der Spannungen der Wicklungen 6 und 9 ist es möglich, daß für alle Ströme, die von dem Motor 3 aufgenommen werden, die Eingangsspannung am Verstärker 2 in einer derartigen Weise verändert werden kann, daß die Ausgangsspannung des Verstärkers 2 im wesentlichen konstant ist.
Es ist ebenfalls einzusehen, daß gemäß Fig. 2 der Transformator 8 der Fig. 1 durch ein Potentiometer 8 a ersetzt werden kann, das an den Ausgangsklemmen des Verstärkers liegt und an dem ein Teil 9 a der Ausgangsspannung des Verstärkers abgegriffen werden kann, und zwar als Gegenkopplungsspannung, während der Serientransformator 5 der Fig. 1 durch eine Drosselspule 4 a ersetzt werden kann, die in der einen Zuleitung zum Motor 3 liegt und zur Erzeugung der Gegenkopplungsspannung dient. In Fig. 2 sind in der Zeichnung Plus- und Minuszeichen eingetragen, die eine augenblickliche Spannungsverteilung und die beiden Arten der entstehenden Kopplungen darstellen sollen.
Der Verstärker in den beiden angeführten Beispielen kann ein Verstärker der bekannten Art sein, wie z. B. ein Röhrenverstärker oder ein magnetischer Verstärker.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Schaltungsanordnung zum Anlassen und zum Konstanthalten der Drehzahl eines Einphasen-Synchronmotors, insbesondere für den Antrieb von Faksinülesendem oder -empfängern, der über einen in Abhängigkeit von einem Frequenznormal, der Motorspannung und einer dem Motorstrom proportionalen Spannung gesteuerten Verstärker gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Steuerstromkreis des Verstärkers die Motorspannung gegengekoppelt und die dem Motorstrom proportionale Spannung rückgekoppelt zugeführt sind.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Transformator (5) vorgesehen ist, durch dessen Primärwicklung (4) der Motorstrom fließt und an dessen Sekundärwicklung (6) die Rückkopplungsspannung abgenommen wird. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Transformator (8) vorgesehen ist, dessen Primärwicklung (7) an den Ausgangsklemmen des Verstärkers (2) liegt und dessen Sekundänvicklung (9) die Gegenkopplungsspannung liefert. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgangsklemmen des Verstärkers (2) ein Potentiometer (8 a) liegt, an dem die Gegenkopplungsspannung abgenommen wird, und daß eine Drosselspule (4 a) in Serie, mit dem Motor (3) liegt, an der die Rückkopplungsspannung abgenommen wird. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 113 165.