DE1220017B - Anordnung zur Drehzahlsteuerung eines Gleichstrommotors - Google Patents

Description

• Anordnung zur Drehzahlsteuerung eines Gleichstrommotors Es ist bereits bekannt, die Drehzahl eines Gleichstrommotors der aus einer Gleichspannungsquelle gespeist wird, dadurch zu steuern, daß man zwischen der Gleichspannungsquelle und der Ankerwicklung des Gleichstrommotors eine aus Transistoren aufgebaute Brückenschaltung vorsieht, durch deren Aussteuerung Drehzahl und Drehrichtung des Gleichstrommotors verstellt werden können. Diese Anordnungen haben jedoch den Nachteil, daß nur Motoren geringer Leistung und niedriger Nennspannung verwendet werden können. Soll der Gleichstrommotor beispielsweise von der Fahrdrahtspannung eines Bahnnetzes gespeist werden, dann sind die bekannten Anordnungen dazu nicht in der Lage. Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Anordnung zur Drehzählsteuerung eines Gleichstrommotors zu schaffen, die die erwähnten Mängel nicht aufweist.
• Demzufolge betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Drehzahlsteuerung eines aus einer Gleichspannungsquelle gespeisten Gleichstrommotors, dessen Ankerwicklung allein oder in Reihe mit seiner Erregerwicklung in der Gleichstromdiagonalen einer Gleichrichterbrückenschaltung angeordnet ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die anderen Eckpunkte der Gleichrichterbrückenschaltung einerseits über eine Drossel mit der Verbindungsleitung zweier Kondensatoren und andererseits mit der Verbindungsleitung zweier steuerbarer Halbleiterventile verbunden sind und daß die in Reihe liegenden Kondensatoren parallel zu den in Reihe liegenden steuerbaren Halbleiterventilen an die Gleichspannungsquelle angeschlossen sind.
• In der Zeichnung ist ein schematisches Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Mit 1 und 2 sind zwei in Reihe geschaltete Leistungskondensatoren und mit 3 eine Drossel bezeichnet. Letztere ist mit den beiden Kondensatoren auf Resonanz abgestimmt. 4 und 5 stellen zwei in Serie geschaltete, als Schalter wirkende, als Thyristoren bezeichnete steuerbare Halbleiterventile dar. Dazu antiparallelliegende Halbleiterelemente - sie entsprechen an sich bekannten Blindlastventilen - haben die Ziffern 6 und 7. Die vier Trockengleichrichter einer Gleichrichterbrückenschaltung, die mit ihren Wechselstromanschlüssen zwischen der Verbindungsleitung der gesteuerten Halbleiter 4, 5 und der Drossel 3 liegt, sind mit 8 bis 11 bezeichnet. 12 ist die Ankerwicklung und 13 die Erregerwicklung eines Gleichstrommotors. Die Anordnung ist an eine speisende Gleichspannung Ug angeschlossen.
• Die Wirkungsweise der Anordnung ist etwa folgende: Angenommen, der linke Kondensator 1 sei geladen, so wird zuerst der Thyristor 4 gezündet. Der Kondensator 1 entlädt sich über den Thyristor 4, die Bauelemente 11, 13, 12, 8 und 3 in Form eines Teiles einer angenäherten Sinuskurve, bis der Strom den Wert 0 erreicht hat. Ist noch etwas Energie in dem Kreis vorhanden, so wird diese über das Halbleiterelement 6 dem Kondensator 1 zugeführt, so daß sich die Polarität der am Kondensator 1 liegenden Spannung umpolt. Mit der Abnahme der Spannung am Kondensator 1 hat inzwischen die Spannung am Kondensator 2 zugenommen. Nach Zündung des Thyristors 5 entlädt sich der Kondensator 2 über die Bauelemente 3, 9, 13, 12, 10 und 5. Schließlich ist auch in diesem Fall der Stromnullwert wieder erreicht, bei welchem der Strom im Thyristor 5 aussetzt und das Halbleiterelement 7 den Strom kurzzeitig übernimmt. Man erkennt, daß die Thyristoren 4 und 5 abwechselnd gezündet werden müssen.
• Mit der obigen Anordnung ist es möglich, die Drehzahl eines Gleichstromreihenschlußmotors, z. B. beim Antrieb eines Fahrzeuges, zu steuern. Um die Drehzahl zu ändern, ist es erforderlich, die einzelnen Stromhalbwellen seltener durch die Anordnung zu schicken, wodurch der belastete Motor langsamer läuft. Verändert man die Impulszahl z. B. im Verhältnis 1 : 10, so ist damit eine Steuerung der Drehzahl angenähert von Nenndrehzahl bis auf 10 % davon möglich.
• In Weiterführung des Erfindungsgedankens ist es denkbar, in gleicher Weise die Drehzahl eines Gleichstromnebenschlußmotors zu steuern. Die Drehzahl hängt dann von der zugeführten Spannung ab. Für den Leerlaufbetrieb würden sich die Stromimpulse sehr lange hinziehen. In diesem Falle erweist es sich als vorteilhaft, einen Kondensator 14 parallel zur Ankerwicklung des Motors zu schalten. Dies ist in der Zeichnung gestrichelt angedeutet. Der Kondensator 14 würde dann in die Stromversorgung mit einbezogen sein und sich in gewissen Zeitabständen immer wieder aufladen.

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. Anordnung zur Drehzahlsteuerung eines aus einer Gleichspannungsquelle gespeisten Gleichstrommotors, dessen Ankerwicklung allein oder in Reihe mit seiner Erregerwicklung in der Gleichstromdiagonalen einer Gleichrichterbrückenschaltung angeordnet ist, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die anderen Eckpunkte der Gleichrichterbrückenschaltung einerseits über eine Drossel mit der Verbindungsleitung zweier Kondensatoren und andererseits mit der Verbindungsleitung zweier steuerbarer Halbleiterventile verbunden sind und daß die in Reihe liegenden Kondensatoren parallel zu den in Reihe liegenden steuerbaren Halbleiterventilen an die Gleichspannungsquelle angeschlossen sind. 2," Anordnung nach Anspruch l,. dadurch ge. kennzeichnet, daß antiparallel zu jedem steilet baren Halbleiterventil ein nichtsteuerbares Halb leiterventil angeordnet ist. 3. Anordnung nach Anspruch 1 mit einen Gleichstromnebenschlußmotor, dadurch gekenn. zeichnet, daß parallel zur Ankerwicklung eir Kondensator angeordnet ist. 'In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1131312, 1098 996; USA: Patentschrift Nr. 3110 851; »Elektrische Bahnen«, 1962, Heft 5, S.120; »Moderne Probleme der elektr. Antriebe«, VDE-Verlag, 1956, S. 70; »AEG-Mitteilungen«, 1961, Heft 3/4, S.133; »modell«,1961, Heft 3, S. 93; »Control Engineering«, August 1962, S. 80.