DE1116307B

DE1116307B - Circuit arrangement for starting and keeping the speed of a single-phase synchronous motor constant

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.Circuit arrangement for starting and keeping the Drehzabl constant of a single-phase synchronous motor The invention relates to a circuit arrangement for Starting and keeping the speed of a single-phase synchronous motor constant, in particular for the drive of facsimile transmitters or receivers, which has a dependent of a frequency standard, the motor voltage and one proportional to the motor current Voltage controlled amplifier is fed.

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.AC power sources for feeding synchronous motors are for Devices are important for which it is important to set the speed with the highest accuracy to keep constant, such as B. Facsimile senders and receivers. For this purpose they are known to be with a time standard, such as B. a tuning fork transmitter equipped and with an amplifier that receives a small signal voltage from the time standard and delivers a sufficiently high power for the drive motor of the device.

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.The greatest power that a single-phase synchronous motor consumes occurs generally on startup. If an amplifier feeding the synchronous motor is designed so that its greatest output for starting the engine suffices, then it was observed that with an increase in speed and correspondingly lower Power consumption of the motor the output voltage of the amplifier and thus the Motor voltage increases impermissibly and the motor is therefore overstressed will.

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.One way to mitigate this effect is to use a take greater amplifier power, so that the power change caused by the Motor emerges, only a fraction of the greatest output power of the amplifier represents. But then the size, weight and cost of such an amplifier increase in a careless way.

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.The invention is based on the object of an amplifier previously described type to provide a circuit arrangement, which is an undesirable Prevents the voltage from increasing on the synchronous motor as soon as its speed increases, even if an amplifier is used, it is only used for start-up power of the motor is dimensioned.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß dem Steuerstromkreis des Verstärkers die Motorspannung gegengekoppelt und die dem Motorstrom proportionale Spannung rückgekoppelt zugeführt sind.The invention is characterized in that the control circuit of the amplifier, the motor voltage is fed back and that which is proportional to the motor current Voltage are fed back fed back.

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.The sum of the negative feedback and the feedback voltage is zero, when the engine is at a standstill. If the engine is started, the negative feedback voltage increases so that the output voltage of the amplifier is constant or almost constant.

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.In order to prevent instabilities, the negative feedback can be chosen become that it is slightly larger than the feedback. So the feedback is when the engine revs up and draws less power, it is smaller by the same amount as the negative feedback increases, to the extent that the output voltage increases may grow. So the cumulative effect is in series with the negative feedback voltage dimensioned feedback voltage so that it is zero when the motor is at a standstill, and greater than zero as the engine speed increases.

Es ist klar, daß durch zweckmäßige Wahl der Gegen- und der Rückkopplungsspannung die Ausgangsspannung des Verstärkers bei allen Motordrehzahlen konstant gehalten werden kann.It is clear that by appropriate choice of the negative and the feedback voltage the output voltage of the amplifier is kept constant at all engine speeds can be.

Die Erfindung wird im einzelnen an Hand eines Beispieles, das in der Zeichnung in Fig. 1 dargestellt ist, beschrieben. Fig. 2 zeigt eine Abwandlung.The invention will be described in detail with reference to an embodiment which is illustrated in the drawing in Fig. 1,. Fig. 2 shows a modification.

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.In Fig. 1 , a time standard 1, e.g. B. a tuning fork transmitter, an input voltage to the amplifier 2, the output voltage of which feeds the single-phase synchronous motor 3 , the z. B. drives a facsimile machine. The current from the amplifier 2 to the motor 3 runs through the primary winding 4 of a transformer 5. The secondary winding 6 of this transformer is looped into the one feed line that leads from the time standard 1 to the amplifier 2. The voltage of the winding 6 is directed in such a way that it increases the output voltage of the time standard 1 . The output voltage of the amplifier is applied to the primary winding 7 of a transformer 8, the secondary winding 9 of which is also looped into the same supply line from the time standard 1 to the amplifier 2. The voltage of the winding 9 counteracts the output voltage of the time standard.

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.At the moment of switching on, with the motor still at a standstill, the voltages of the windings 6 and 9 cancel each other out so that the input voltage to the amplifier 2 is equal to the output voltage of the time standard 1 . As soon as the motor starts to run, the voltage of the winding 9 increases , but the voltage of the winding 6 decreases. The combined effect of these two voltages is used to counteract the output voltage of the time standard and in this way to reduce the input voltage at amplifier 2.

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.By appropriately dimensioning the voltages of the windings 6 and 9 , it is possible that for all currents which are taken up by the motor 3 , the input voltage at the amplifier 2 can be changed in such a way that the output voltage of the amplifier 2 is essentially constant .

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.It will also be appreciated that according to FIG. 2, the transformer may be replaced 8 of FIG. 1 by a potentiometer 8 a which is located at the output terminals of the amplifier and to which a part can be 9 a of the output voltage of the amplifier tapped, namely as a negative feedback voltage, while the series transformer 5 of FIG. 1 can be replaced by a choke coil 4 a, which is located in one supply line to the motor 3 and is used to generate the negative feedback voltage. In Fig. 2, plus and minus signs are entered in the drawing, which are intended to represent an instantaneous voltage distribution and the two types of couplings that arise.

Der Verstärker in den beiden angeführten Beispielen kann ein Verstärker der bekannten Art sein, wie z. B. ein Röhrenverstärker oder ein magnetischer Verstärker.The amplifier in the two examples given can be an amplifier be of the known type, such as. B. a tube amplifier or a magnetic amplifier.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Circuit arrangement for starting and keeping constant the speed of a single-phase synchronous motor, in particular for driving Faksinüreaders or receivers, which is fed via an amplifier controlled as a function of a frequency standard, the motor voltage and a voltage proportional to the motor current, thereby characterized in that the motor voltage is fed back to the control circuit of the amplifier and the voltage proportional to the motor current is fed back.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that a transformer (5) is provided, through the primary winding (4) of which the motor current flows and the feedback voltage is taken from its secondary winding (6). 3. Circuit arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that a further transformer (8) is provided, the primary winding (7) of which is connected to the output terminals of the amplifier (2) and the secondary winding (9) of which supplies the negative feedback voltage. 4. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that at the output terminals of the amplifier (2) there is a potentiometer (8 a) on which the negative feedback voltage is taken, and that a choke coil (4 a) in series with the motor (3 ) at which the feedback voltage is taken. References considered: U.S. Patent No. 2,113,165 .