DE2059842A1 - Circuit for the dynamic braking of a slip ring rotor motor - Google Patents
Circuit for the dynamic braking of a slip ring rotor motorInfo
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Description
Sevcon Engineering Ltd., Teamvalley/ Gateshead 11, Co. Durham, GroßbritannienSevcon Engineering Ltd., Teamvalley / Gateshead 11, Co. Durham, Great Britain
SCHALTUNG ZUR DYNAMISCHEN BREMSUNG EINES SCHLEIFRINGLÄUFERMOTORS CIRCUIT FOR DYNAMIC BRAKING OF A SLIP RING MOTOR
Die Erfindung bezieht sich auf die dynamische Bremsung eines Schleifringläufermotors.The invention relates to the dynamic braking of a slip ring motor.
Gemäß der Erfindung ist eine Schaltung zur dynamischen Bremsung eines mehrphasigen Schleifringläufermotors mit Phasenwicklungen vorgesehen, die aus einem mehrphasigen Netz gespeist sind und mit einem Schleifringläufer; dieseAccording to the invention, a circuit for dynamic braking of a polyphase slip ring motor is with Phase windings provided, which are fed from a polyphase network and with a slip ring rotor; these
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Schaltung ist gekennzeichnet durch eine an dem Läufer angeschlossene Gleichrichtereinrichtung, um den Ausgang des Läufers gleichzurichten, und durch eine Schalteinrichtung in einem ersten Schaltzustand, um die Ständer-Phasenwicklungen von dem Netz abzutrennen und die Gleichrichtereinrichtung an einen Regler mit variablem Impulstastverhältnis und wenigstens an eine Phasenwicklung des Ständers anzuschalten, so daß der gleichgerichtete Läuferausgang durch den Impulsregler der Ständer-Phasenwicklung zugeführt ist, um hierdurch eine dynamische Bremsung des Motors durchzuführen, wobei der Impulsregler den Gleichstromwert in der Ständer-Phasenwicklung regelt.Circuit is characterized by a connected to the rotor Rectifier device to rectify the output of the rotor, and by a switching device in a first switching state in order to separate the stator phase windings from the network and the rectifier device to be connected to a controller with a variable pulse duty factor and at least one phase winding of the stator, so that the rectified rotor output is fed through the pulse regulator of the stator phase winding to thereby perform a dynamic braking of the motor, the pulse regulator the DC value in the stator phase winding regulates.
Vorzugsweise ist die Schalteinrichtung in einem zweiten Schaltzustand mit den Ständer-Phasenwicklungen an das Netz angeschlossen sowie die Gleichrichtereinrichtung mit dem Impulsregler verbunden, so daß der gleichgerichtete Rotorausgang an den Impulsregler angeschlossen ist, was zu einer Änderung des Wirkwiderstandes und hierdurch zu einer Änderung der Antriebsdrehzahl des Motors führt.The switching device is preferably in a second switching state with the stator phase windings connected to the Mains connected and the rectifier device connected to the pulse regulator, so that the rectified Rotor output is connected to the pulse regulator, which leads to a change in the effective resistance and thereby to a Change in the drive speed of the motor leads.
Weiterhin ist eine Glättungsschaltung vorgesehen, die an die Gleichrichtereinrichtung angeschlossen ist, um den gleichgerichteten Läuferausgang zu glätten, und die einen Speicherkondensator enthält, der an die Schalteinrichtung so angeschlossen ist, daß bei Betätigung der Schalteinrichtung, um eine dynamische Bremsung des Motors durchzuführen, der Speicherkondensator sich durch eine Serienschaltung wenigstens einer der Phasenwicklungen des Ständers zu entladen beginnt, wodurch ein Anfangsgleichstrom in der Ständerwicklung oder den Ständerwicklungen vorhanden ist.Furthermore, a smoothing circuit is provided which is connected to the rectifier device in order to reduce the rectified rotor output, and which contains a storage capacitor connected to the switching device is connected in such a way that when the switching device is actuated in order to carry out dynamic braking of the motor, the storage capacitor to discharge itself through a series connection of at least one of the phase windings of the stator begins, whereby an initial DC current is present in the stator winding or windings.
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Vorteilhafterweise enthält die Glättungsschaltungsanordnung einen ersten, einseitig gerichteten Strompfad, durch den der Speicherkondensator im Betrieb einen Ladestrom von der Gleichrichtereinrichtung aufnimmt, wenn der Impulsregler nicht leitend ist, und einen zweiten einseitig gerichteten Strompfad, der in Serie mit dem Speicherkondensator und dem Impulsregler geschaltet ist und durch den sich der Speicherkondensator während des Betriebs entladen kann, wenn der Impulsregler leitend ist, wobei dann der Strompfad mit der Schalteinrichtung in der Weise verbunden ist, daß Lade- und Entladeströme des Speicherkondensators während der dy- m namischen Bremsung des Läufers in derselben Richtung durch die Ständer-Phasenwicklung oder die Ständer-Phasenwicklungen fließen.The smoothing circuit arrangement advantageously contains a first, unidirectional current path, through which the storage capacitor receives a charging current from the rectifier device during operation if the pulse regulator is not conductive, and a second unidirectional current path which is connected in series with the storage capacitor and the pulse regulator and the storage capacitor may be discharged during operation by the time the pulse controller is conductive, then the current path is connected to the switching device in such a manner that charging and discharging of the storage capacitor during the dy- m namic braking of the rotor in the same direction through the stator phase winding or the stator phase windings flow.
Weiterhin ist die Schaltung ausgestattet mit einer Fühleinrichtung für ein erstes, von der Geschwindigkeit des Läufers abhängiges, elektrisches Signal, mit einer Einrichtung zur Schaffung eines zweiten oder Bezugssignals mit einer Vergleichseinrichtung zum Vergleich der Amplitudengrößen der ersten und zweiten Signale und zur Abgabe eines von den Amplituden des ersten und zweiten Signals abhängigen Ausgangssignals, wobei das Ausgangssignal der Schalt- ^ einrichtung zugeführt ist, so daß diese den ersten Schalt- ™ zustand einnimmt, um eine dynamische Bremsung des Läufers durchzuführen, wenn der Vergleich der ersten und zweiten Signale anzeigt, daß die Motorgeschwindigkeit größer ist als ein vorherbestimmter, der Amplitude des zweiten oder Bezugssignals entsprechender Wert.Furthermore, the circuit is equipped with a sensing device for a first electrical signal dependent on the speed of the runner, with a device for creating a second or reference signal with a comparison device for comparing the amplitude sizes of the first and second signals and for outputting one of the amplitudes the first and second signal-dependent output signal, the output signal of the switch is supplied ^ means occupies so that this state the first switching ™, to perform a dynamic braking of the rotor when the comparison of the first and second signals indicates that the Motor speed is greater than a predetermined value corresponding to the amplitude of the second or reference signal.
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Die Erfindung wird nun im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigenThe invention will now be described below using an exemplary embodiment in conjunction with the accompanying drawings described. Show it
Figur 1 ein Blockdiagramm eines Regelsystems gemäß der Erfindung, wobei ein Dreiphasen-Schleifringläufer-Motor verwendet ist; FIG. 1 is a block diagram of a control system according to the invention using a three-phase slip ring motor;
Figur 2 ein Schaltkreisdiagramm einiger der Schaltelemente des in Figur 1 dargestellten Regreisystems; Figure 2 is a circuit diagram of some of the switching elements of the control system shown in Figure 1;
Figur 3 und 4 ausführlichere Diagramme von Teilen des in Figur 2 dargestellten Schaltkreises, und Figures 3 and 4 are more detailed diagrams of parts of the circuit shown in Figure 2, and
Figur 5 ein Schaltkreisdiagramm weiterer Elemente des in Figur 1 dargestellten Regelsystems. FIG. 5 is a circuit diagram of further elements of the control system shown in FIG.
In Figur 1 sind die in Dreieck geschalteten Phasenwicklungen des Ständers 40 eines Dreiphasen-Schlelfringiäufer-Motors an das Netz 44 über Haupttrennschütze 42 angeschaltet. Der Schleifringläufer 46 des Motors besitzt in Stern geschaltete Phasenwicklungen; parallel zu dem Ausgang des Läufers ist über Schleifringe eine Vollweg-Gleichrichterbrücke 48 vorgesehen, die ein gleichgerichtetes Ausgangssignal liefert. Parallel zu dem gleichgerichteten Ausgang ist über eine Glättungsschaltungsanordnung 50 ein Regler 52 mit variablem Impulstastverhältnis angeschlossen, der den Wirkwiderstand des Läufers 46, wie im einzelnen unten noch beschrieben wird, verändert, wenn der Motor als Antrieb wirkt, wodurch sich dann die Geschwindigkeit des Motors ändert; ebenso regelt der Regler den Strom, der demIn Figure 1, the delta-connected phase windings of the stator 40 of a three-phase Schlelringi-rotor motor connected to the network 44 via main disconnectors 42. The slip ring rotor 46 of the motor has a star connection Phase windings; parallel to the output of the rotor is a full-wave rectifier bridge via slip rings 48 is provided, which provides a rectified output signal. In parallel with the rectified output is connected via smoothing circuitry 50, a variable duty cycle controller 52, the the effective resistance of the rotor 46, as will be described in detail below, changed when the motor is used as a drive acts, which then changes the speed of the motor; the controller also regulates the current that the
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Ständer 40 von dem Läufer 46 zugeführt ist, wenn der Motor als Bremsqtfirkt, was genauer noch unten beschrieben wird.Stator 40 is fed from the rotor 46 when the engine as a braking effect, which will be described in more detail below.
Die Rotationsgeschwindigkeit des Läufers 46 wird durch einen Tacho-Generator 54 gemessen, der ein zu der Läufergeschwindigkeit proportionales elektrisches Signal liefert. Das Signal des Tacho-Generators 54 wird mit einem Bezugssignal 56 mittels einer Vergleichseinrichtung 58 verglichen. Wenn der Vergleich ergibt, daß die Motorgeschwindigkeit zu niedrig ist, dann wird durch ein Signal, das von der Vergleichseinrichtung 58 den Regleroszillatoren 60, die den ^ Impulsregler 52 regeln, zugeführt ist, dieser Impulsregler veranlaßt, den Läuferwirkwiderstand zu vermindern und hierdurch die Motorgeschwindigkeit zu vergrößern. Wenn der Vergleich ergibt, daß die Motorgeschwindigkeit zu hoch ist, werden durch ein Signal von der Vergleichseinrichtung 58 an das Brems/Antriebs-Schaltsystern 62 die Haupttrennschütze 42 betätigt, um den Ständer 40 von dem Netz 42 abzutrennen; weiterhin werden die Schütze betätigt, um das gleichgerichtete Ausgangssignal des Läufers 44 durch den Impulsregler 52 an zwei der Phasenwicklungen des Ständers 40 anzuschalten, um die dynamische Bremsung des Motors auszulösen. Der Strom wird dem Ständer zugeführt und darauf- λ hin wird die dynamische Bremsung durch den Impulsregler 52, was im einzelnen unten noch beschrieben wird, in Abhängigkeit von dem von der Vergleichseinrichtung 58 aufgenosnenen Signal geregelt. The speed of rotation of the rotor 46 is measured by a tachometer generator 54 which supplies an electrical signal proportional to the rotor speed. The signal from the tachometer generator 54 is compared with a reference signal 56 by means of a comparison device 58. If the comparison shows that the motor speed is too low, then a signal which is fed from the comparison device 58 to the controller oscillators 60, which control the pulse controller 52, causes this pulse controller to reduce the rotor resistance and thereby increase the motor speed enlarge. If the comparison shows that the motor speed is too high, the main circuit breakers 42 are actuated by a signal from the comparison device 58 to the brake / drive switching system 62 in order to disconnect the stator 40 from the network 42; Furthermore, the contactors are actuated in order to connect the rectified output signal of the rotor 44 through the pulse regulator 52 to two of the phase windings of the stator 40 in order to trigger the dynamic braking of the motor. The current is supplied to the stator and darauf- λ out is controlled dynamic braking by the pulse controller 52, which will be described in detail below in dependence on the aufgenosne from the comparison means 58 nen signal.
Der Ständer 40, der Läufer 46, die Gleichrichtereinrichtung 48, die Glättungsschaltungsanordnung 50 sowie der Iapuleregler 52 sind ausführlicher in Figur 2 dargestellt.The stator 40, the rotor 46, the rectifier device 48, the smoothing circuitry 50 as well as the Iapule controllers 52 are shown in greater detail in FIG.
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In Figur 2 ist der Ausgang des Vollweg-Gleichrichters 48 an eine Glättungsschaltungsanordnung angelegt, die eine Induktivität 70 und einen Speicherkondensator 72 aufweist. Eine Platte des Speicherkondensators 72 ist mit der negativen Klemme der Gleichrichtereinrichtung 48 verbunden, während die andere Platte durch die Serienschaltung einer Diode 74, eines Widerstandes 76 und der Induktivität 70 an die positive Klemme der Gleichrichtereinrichtung 48 angeschlossen ist; hierbei ist die Diode 74 gegenüber der Spannung des gleichgerichteten Läuferausgangs in Sperrichtung geschaltet. Parallel zu der Diode 74 und dem Widerstand 76 liegt eine Serienschaltung aus einem Schütz 78, einer Diode 80 und einem Thyristor 82; die Durchlaßrichtung der Diode 80 und des Thyristors 82 ist der Durchlaßrichtung der Diode 74 entgegengesetzt. Ein Widerstand 84 liegtTparallel zu den Klemmen des Schützes 78. Ein gesteuerter Selengleichrichter oder eine "Klemmzelle" (clipcell) 86 ist parallel zu der Gleichrichtereinrichtung 48 geschaltet, um die Dioden der Einrichtung vor einer Beschädigung durch zu hohe Spannungsanschaltstöße zu schützen.In Figure 2, the output of full wave rectifier 48 is applied to smoothing circuitry which is a Has inductance 70 and a storage capacitor 72. One plate of storage capacitor 72 is negative Terminal of the rectifier device 48 connected, while the other plate by the series connection of a diode 74, a resistor 76 and the inductance 70 are connected to the positive terminal of the rectifier device 48 is; In this case, the diode 74 is switched in the reverse direction with respect to the voltage of the rectified rotor output. In parallel with the diode 74 and the resistor 76 there is a series circuit comprising a contactor 78, a diode 80 and a thyristor 82; the forward direction of the diode 80 and the thyristor 82 is the forward direction of the diode 74 opposite. Resistor 84 is parallel to the Clamping the contactor 78. A controlled selenium rectifier or "clipcell" 86 is in parallel with the Rectifier device 48 connected to protect the diodes of the device from damage due to excessive voltage surges to protect.
An die Glättungsschaltungsanordnung ist der Regler 52 mit einem variablen Impulstastverhältnis angeschlossen, wobei der Regler einen Hauptthyristor 90 aufweist, dessen Anode durch eine Induktivität 92 an den Knotenpunkt zwischen dem Schütz 78 und der Diode 80 angeschaltet ist, und dessen Kathode mit der negativen Klemme der Gleichrichtereinrichtung 48 verbunden ist. Ein Kommutierungskondensator 94, eine Induktivität 96 und ein zweiter Thyristor 98 sind in Reihe parallel zu dem Hauptthyristor 90 geschaltet. Ein Widerstand 100 und eine Diode 102 sind an den Knotenpunkt zwischen dem Thyristor 82 und dem Speicherkondensator The regulator 52 is connected to the smoothing circuit arrangement with a variable pulse duty factor, the regulator having a main thyristor 90, the anode of which is connected through an inductance 92 to the junction between the contactor 78 and the diode 80, and its cathode to the negative terminal of the rectifier device 48 is connected. A commutation capacitor 94, an inductor 96 and a second thyristor 98 are connected in series in parallel with the main thyristor 90. A resistor 100 and a diode 102 are at the junction between the thyristor 82 and the storage capacitor
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72 sowie an den Knotenpunkt zwischen dem zweiten Thyristor 98 und der Induktivität 96 angeschaltet. Die Kathode der Diode 102 ist mit der Anode des Thyristors 98 verbunden, über Verbindungsleitungen von einer stabilisierten 160 V-Zuleitung 116, die von dem Netz abgeleitet ist, ist eine Hilfsversorgung vorgesehen, die über eine Diode 104 und einen Widerstand 106 an die Anode des Thyristors 98 und durch eine Diode 108 und einen Widerstand 110 an die Anode des Thyristors 90 angeschaltet ist.72 and at the junction between the second thyristor 98 and the inductance 96 switched on. The cathode of diode 102 is connected to the anode of thyristor 98, via connecting lines from a stabilized 160 V supply line 116, which is derived from the network, an auxiliary supply is provided, which via a diode 104 and resistor 106 to the anode of thyristor 98 and through diode 108 and resistor 110 to the anode of the thyristor 90 is turned on.
Die Tor-Kathode des Hauptthyristors 90 wird mit Zündimpul- % sen von einem Steueroszillator 112 bekannter Bauart versorgt. Der Steueroszillator enthält einen Kippgenerator, dessen Schwingungsdauer von einem Transistor geregelt ist, an dessen Basis ein Signal angelegt ist, das von der Vergleichseinrichtung 58 abgeleitet ist, die im einzelnen unten noch beschrieben wird. Ein Generator dieser Art ist beispielsweise in der Britischen Patentschrift 950 734 wiedergegeben, wobei der erwähnte Transistor durch einen veränderlichen Widerstand ersetzt ist, der die Schwingungsdauer steuert. Steueroszillatoren dieser Art sind in der Britischen Patentschrift 963 648 beschrieben.The gate-cathode of the main thyristor 90 is with Zündimpul-% sen from a master oscillator 112 supplies a known type. The control oscillator contains a ripple generator, the oscillation period of which is regulated by a transistor, to the base of which a signal is applied which is derived from the comparison device 58, which will be described in detail below. A generator of this type is shown, for example, in British patent specification 950 734, the transistor mentioned being replaced by a variable resistor which controls the period of oscillation. Control oscillators of this type are described in British patent specification 963,648.
Die Tor-Kathode des zweiten Thyristors 98 ist an einen Zündschaltkreis 118 angeschlossen, der im einzelnen unten beschrieben wird, und der einen Zündimpuls an den Thyristor 98 liefert, wenn die Spannung an dem Kommutierungskondensator 94 200 V erreicht. Der Thyristor 82 erhält die Zündimpulse von einem Zündschaltkreis 114, der ebenfalls unten genauer beschrieben wird; der Thyristor wird dann gezündet, wenn die Spannung an der Diode 80 und demThe gate cathode of the second thyristor 98 is connected to an ignition circuit 118, which is described in detail below is described, and which supplies a trigger pulse to the thyristor 98 when the voltage on the commutation capacitor 94 reaches 200V. The thyristor 82 receives the firing pulses from an ignition circuit 114, also described in greater detail below; the thyristor will then ignited when the voltage across the diode 80 and the
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Thyristor 82 15OV erreicht.Thyristor 82 15OV reached.
Der Knotenpunkt zwischen den zwei Phasenwicklungen 120 und 122 des Ständers ist durch ein Kontaktpaar eines Schützes 126 mit dem Knotenpunkt zwischen dem Schütz 78 und der Diode 70 verbunden. Die anderen Knotenpunkte zwischen den Stände r-Phasenwick lungen sind durch Schutzkontakte 126 mit dem Knotenpunkt zwischen dem Schütz 78 und dem Widerstand 76 verbunden.The junction between the two phase windings 120 and 122 of the stator is through a contact pair of a contactor 126 connected to the node between the contactor 78 and the diode 70. The other nodes between the stands R-phase windings are connected to the junction between the contactor 78 and the resistor 76 by protective contacts 126 tied together.
Der Zündschaltkreis 114, der zu dem Thyristor 82 gehört, ist im einzelnen in Figur 3 beschrieben. Parallel zu der Diode 80 und dem Thyristor 82 liegt ein Widerstands-Kondensatornetzwerk, das eine Serienschaltung aus einem Widerstand 130 und einem Kondensator 132 aufweist; eine Platte des Kondensators 132 ist mit der Kathode des Thyristors 82 verbunden. Ein Widerstandspaar 134 und 136 liegt parallel zu einem Widerstand 130 und einem Kondensator 132; eine Diode 138 ist mit dem Knotenpunkt zwischen den Widerständen 134 und 136 und mit dem Knotenpunkt zwischen dem Widerstand 130 und dem Kondensator 132 verbunden. Der Knotenpunkt zwischen dem Kondensator 132 und dem Widerstand 130 ist durch eine Shockley-Diode 140 an die Tor-Kathode des Thyristors 82 angeschaltet. Die Durchbruchspannung der Shockley-Diode 140 ist so gewählt, daß ein SZündvpimpuls an den Thyristor 82 über die Shockley-Diode angelegt wird, wenn die Spannung an dem Kondensator 132 10V erreicht. Die Widerstandswerte der Widerstände 134 und 136 sind so gewählt, daß der Kondensator 132 schnell auf 10 V durch die Diode 138 geladen wird, wenn die Spannung an der Diode 80 und dem Thyristor 82 150 V erreicht. Wenn die Spannung an der Diode 80 und dem Thyristor 82 zwischen 10 V und 150 V liegt, wird derThe ignition circuit 114 associated with the thyristor 82, is described in detail in FIG. In parallel with the diode 80 and the thyristor 82 there is a resistor-capacitor network, which comprises a series circuit of a resistor 130 and a capacitor 132; a plate of capacitor 132 is connected to the cathode of thyristor 82. A pair of resistors 134 and 136 are in parallel to a resistor 130 and a capacitor 132; a diode 138 is connected to the junction between the resistors 134 and 136 and connected to the junction between resistor 130 and capacitor 132. The junction between the capacitor 132 and the resistor 130 is through a Shockley diode 140 to the gate cathode of the thyristor 82 switched on. The breakdown voltage of the Shockley diode 140 is selected so that an ignition pulse is sent to the thyristor 82 is applied across the Shockley diode when the voltage on capacitor 132 reaches 10V. The resistance values of resistors 134 and 136 are chosen so that capacitor 132 is quickly charged to 10 volts through diode 138 is when the voltage across diode 80 and thyristor 82 reaches 150V. When the voltage across the diode 80 and the thyristor 82 is between 10 V and 150 V, the
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Kondensator 132 durch die Diode 138 auf die erforderliche Spannung aufgeladen, damit die Shockley-Diode bei einem von der Spannung an der Diode 80 und dem Thyristor 82 abhängigen Wert durchbricht. Durch den Widerstand 130 ist eine Maximalverzögerung zwischen der Umschaltung des Hauptthyristors 90 und der Zündung des Thyristors 82 vorgesehen; wenn die Spannung an der Diode 80 und dem Thyristor 82 sich 10 V nähert, wird bei diesem Grenzwert durch den Widerstand 130 der Kondensator 132 nach einer Verzögerung von ungefähr 20 msek auf den erforderlichen Wert aufgeladen. Eine Diode 142 ist zwischen der Kathode und der Torkathode des Thyristors 82 angeschaltet, um eine Umkehrung der Spannung zu Λ verhindern, die an der Tor-Kathode anliegt; ein Widerstand 144 zur Unterdrückung der Spannung an der Tor-Kathode liegt parallel zu der Diode 142.The capacitor 132 is charged by the diode 138 to the required voltage so that the Shockley diode breaks down at a value that is dependent on the voltage across the diode 80 and the thyristor 82. The resistor 130 provides a maximum delay between the switching of the main thyristor 90 and the ignition of the thyristor 82; when the voltage across diode 80 and thyristor 82 approaches 10 volts, at this limit, resistor 130 charges capacitor 132 to the required level after a delay of approximately 20 msec. A diode 142 is connected between the cathode and the Torkathode of the thyristor 82 to prevent a reversal of voltage to Λ, which rests on the gate-cathode; a resistor 144 for suppressing the voltage at the gate cathode is connected in parallel with the diode 142.
Der Zündschaltkreis 118, der zu dem Thyristor98 gehört, ist genauer in Figur 4 dargestellt. Ein Widerstands-Kondensator net ζ werk mit einem Widerstand 150 und einem Kondensator 152 ist parallel zu dem Kommutierungs-Kondensator 94 geschaltet; eine Platte des Kondensators 152 ist mit einer Platte des Kommutierungs-Kondensators 94 verbunden, der an die Anode des Hauptthyristors 90 angeschlossen ist. Ein Widerstandspaar 154 und 156 liegt parallel zu dem Wider- a The ignition circuit 118, which belongs to the thyristor 98, is shown in more detail in FIG. A resistor capacitor network with a resistor 150 and a capacitor 152 is connected in parallel with the commutation capacitor 94; one plate of the capacitor 152 is connected to one plate of the commutation capacitor 94, which is connected to the anode of the main thyristor 90. A pair of resistors 154 and 156 are parallel to the resistor a
stand 150 und dem Kondensator 152. Eine Diode 158 liegt zwischen de» Knotenpunkt zwischen den Widerständen 154 und 156 und dem Knotenpunkt zwischen dem Widerstand 150 und dem Kondensator 152. Der Knotenpunkt zwischen dem Kondensator 152 und der Diode 158 ist mittels einer Shockley Diode 160 an die eine Seite der Primärwicklung eines Transformators 162 geschaltet; die andere Seite der Primärwicklung des Transformators ist an den Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 152 und dem Wideretand 156 geschaltet. Die Se-stand 150 and the capacitor 152. A diode 158 lies between the junction between the resistors 154 and 156 and the junction between resistor 150 and capacitor 152. The junction between the capacitor 152 and the diode 158 is connected to one side of the primary winding of a transformer by means of a Shockley diode 160 162 switched; the other side of the transformer's primary winding is at the connection point between the Capacitor 152 and the resistor 156 connected. These-
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kundärwicklung des Transformators 162 liegt parallel zu dem Kathoden-Tor-Kathodenpfad des Thyristors 98. Die Widerstandswerte der Widerstände 154 und 156 sind so gewählt, dae der Kondensator 152 durch die Diode 158 schnell auf 10 V geladen wird, wenn die Spannung an dem Kommutierungskondensator 94 200 V erreicht. Wenn die Spannung an dem Kondensator 152 10 V erreicht, bricht die Shockley-Diode 160 durch und ein Zündimpuls wird . rmittel* des Transformators 160 an den Thyristor 98 angelegt. Wenn die Spannung an dem Kommutierungskondensator 94 zwischen 10 V und 200 V liegt, wird der Kondensator 152 über die Diode 158 auf die erforderliche Spannung aufgeladen, damit die Shockley-Diode l$0 bei einem von der Spannung an dem Kommutierungskondensator abhängigen Wert durchbricht. Für eine Maximalverzögerung der Zündung des Thyristors 98 ist der Widerstand 150 vorgesehen, durch den der Kondensator 152 nach einer Verzögerung von ungefähr 20 msek auf die erforderliche Spannung geladen wird, wenn die Spannung an dem Kommutierungskondensator ungefähr 10 V beträgt.secondary winding of transformer 162 is parallel to the cathode-gate-cathode path of the thyristor 98. The resistance values of the resistors 154 and 156 are chosen so because capacitor 152 rises rapidly through diode 158 10 V is charged when the voltage on the commutation capacitor 94 reaches 200 V. When the voltage on the capacitor 152 reaches 10 V, the Shockley diode 160 breaks through and an ignition pulse is generated. rmeans * of the transformer 160 is applied to the thyristor 98. If the voltage on the commutation capacitor 94 is between 10 V and 200 V, the capacitor 152 is charged via the diode 158 to the required voltage so that the Shockley diode l $ 0 breaks down at a value dependent on the voltage across the commutation capacitor. For a maximum delay the ignition of the thyristor 98, the resistor 150 is provided, through which the capacitor 152 after a delay of approximately 20 msec is charged to the required voltage when the voltage on the commutation capacitor is approximately 10 V.
Die Vergleichseinrichtung 58 und der zugehörige Schaltungsaufbau sind genauer in Figur 5 dargestellt. The comparison device 58 and the associated circuit structure are shown in more detail in FIG.
Das Bezugssignal 56 wird durch eine Spannungsteilerstufe geliefert, die aus zwei Widerständen 180 und 182 besteht. Die beiden Widerstände liegen zwischen einer stabilisierten 40 V-Spannungschiene 184 und einer 0 V-Spannungsschiene 186. Der Ausgang des Tacho-Generators 54 wird mittels eines (nicht dargestellten) Vollweg-Gleichrichters gleichgerichtet und liegt an den Klemmen 188 und 190 an, an die eine Spannungsteilerstufe aus Widerständen 192 und 194 angeschaltet ist. Die Klemme 188 ist weiterhin mit dem Knoten-The reference signal 56 is supplied by a voltage divider stage which consists of two resistors 180 and 182. The two resistors are between a stabilized 40 V voltage rail 184 and a 0 V voltage rail 186. The output of the tachometer generator 54 is rectified by means of a full-wave rectifier (not shown) and is applied to terminals 188 and 190, to which a voltage divider stage made up of resistors 192 and 194 is connected is. Terminal 188 is still connected to the node
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punkt zwischen den Widerständen 180 und 182 verbunden, so daß das Potential an dem Knotenpunkt zwischen den Widerstän den 192 und 194 gleich der Differenz zwischen der Bezugsspannung an dem Knotenpunkt zwischen den Widerständen 180 und 182 und einem bestimmten Teil der gleichgerichteten Aus gangsspannung des Tacho-Generators 54 ist.point between the resistors 180 and 182, so that the potential at the node between the resistors the 192 and 194 equal to the difference between the reference voltage at the node between the resistors 180 and 182 and a certain part of the rectified output voltage of the tachometer generator 54 is.
Der Knotenpunkt zwischen den Widerständen 192 und 194 ist über eine Diode 196 an die Basis eines n-p-n-Transistors 198 angeschaltet, dessen Kollektor über einen Widerstand 202 an eine stabilisierte 9 V-Spannungsschiene 200 und dessen Emitter über einen Widerstand 204 an die O-V-Spannungsschiene 186 angeschaltet ist. Der Emitter des Transistors 198 ist mit der Basis eines p-n-p-Transistors 206 verbunden, dessen Kollektor über einen Widerstand 208 an die 0 V-Spannungsschiene 186 und an den Emitter eines p-n-p-Transistöxs 210 angeschaltet ist. Der Kollektor des Transistors 210 ist über einen Widerstand 212 an die O-V-Spannungsschiene 186 angeschaltet. Die Basis des Transistors 210 wird mittels einer Zener-Diode 214 auf einer Spannung von 4,7 V gehalten; die Zener-Diode 214 liegt in Reihe mit einem Widerstand 216 und einer Diode 218 zwischen der 9 V-Spannungsschiene 20*0 und der 0 V-Spannungsschiene 186. Der Emitter des Transistors 206 ist an den Knotenpunkt zwischen dem Widerstand 216 und der Anode der Diode 218 angeschaltet. Der Emitter des Transistors 206 wird auf einem Potential gehalten, das gleich der Spannung von 4,7 V plus dem Spannungsabfall an der Diode 218 ist. Der Kollektor des Transistors 206 ist über einen Widerstand 220 und eine Diode 222 an die Basis eines n-p-n-Transistors 224 angeschaltet. Der Kollektor des Transistors 224 ist über einen Widerstand 226 an eine stabilisierte 18 V-The junction between resistors 192 and 194 is via a diode 196 to the base of an n-p-n transistor 198 switched on, its collector via a resistor 202 to a stabilized 9 V voltage rail 200 and its Emitter through resistor 204 to the O-V voltage rail 186 is turned on. The emitter of transistor 198 is connected to the base of a p-n-p transistor 206, its collector via a resistor 208 to the 0 V voltage rail 186 and to the emitter of a p-n-p transistor 210 is turned on. The collector of transistor 210 is connected to the O-V voltage rail through resistor 212 186 switched on. The base of the transistor 210 is by means of a Zener diode 214 at a voltage of 4.7 V held; Zener diode 214 is in series with resistor 216 and diode 218 between the 9 V voltage rail 20 * 0 and the 0 V voltage rail 186. The emitter of transistor 206 is at the node is connected between resistor 216 and the anode of diode 218. The emitter of transistor 206 is on held at a potential equal to the voltage of 4.7 volts plus the voltage drop across diode 218. The collector of transistor 206 is connected to the base of an n-p-n transistor via a resistor 220 and a diode 222 224 switched on. The collector of transistor 224 is connected to a stabilized 18 V-
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Spannungsschiene 230 angeschaltet. Sein Emitter ist über einen Widerstand 232 an die O V-Spannungsschiene 186 angeschaltet. Der Kollektor des Transistors 210 ist über einen Widerstand 234 und eine Diode 236 an die Basis des Transistors 224 angeschaltet. Der Knotenpunkt zwischen der Basis des Transistors 224 und den Kathoden der Dioden 222 und 236 ist über einen Widerstand 238 an die 0 V-Spannungsschiene 186 angeschaltet. Der Kollektor des Transistors 224 ist durch eine Leitung 240 an den Steueroszillator 112 des Hauptthyristors 90 angeschaltet und liefert eine Steuerspannung, um die Zündfrequenz des Hauptthyristors zu steuern.Voltage rail 230 switched on. Its emitter is connected to the O V voltage rail 186 through a resistor 232. The collector of transistor 210 is connected through a resistor 234 and a diode 236 to the base of the transistor 224 switched on. The junction between the base of transistor 224 and the cathodes of diodes 222 and 236 is connected to the 0 V voltage rail 186 through a resistor 238. The collector of the transistor 224 is connected by a line 240 to the control oscillator 112 of the main thyristor 90 and supplies a control voltage, to control the firing frequency of the main thyristor.
Der Knotenpunkt zwischen dem Widerstand 220 und der Diode 222 ist über eine weitere Diode 242 an den Kollektor eines n-p-n-Transistors 250 eines bistabilen Multivibrators angeschlossen, der einen Teil des Brems-Antriebschaltsystems 62 bildet. Der Knotenpunkt zwischen dem Transistor 234 und der Diode 236 ist über eine Diode 244 an einen zweiten n-p-n-Transistor 252 des bistabilen Multivibrators angeschaltet. Der an sich bekannte bistabile Multivibrator besteht aus zwei n-p-n-Transistören 250 und 252, deren Emitter an die 0 V-Spannungsschiene 186 und deren Kollektoren über entsprechende Widerstände 254 und 256 an die 18 V-Spannungsschiene 230 angeschaltet sind. Die Basis des Transistors 250 ist an den Kollektor des Transistors 252 über einen Widerstand 258, an die 0 V-Spannungsschiene 186 über einen Widerstand 260 und über einen Widerstand 262 an die eine Platte eines Kondensators 264 angeschaltet, dessen andere Platte mit der Spannungsschiene 186 verbunden ist. Die Basis des Transistors 252 ist über einen Widerstand 266 an den Kollektor des Transistors 250, über einen Widerstand 268 an die Spannungsschiene 186 und über einen Wider-The junction between the resistor 220 and the diode 222 is connected to the collector of a via a further diode 242 n-p-n transistor 250 of a bistable multivibrator connected, which forms part of the brake-drive switching system 62. The node between transistor 234 and the diode 236 is connected to a second n-p-n transistor 252 of the bistable multivibrator via a diode 244. The bistable multivibrator known per se consists of two n-p-n transistors 250 and 252, their emitters to the 0 V voltage rail 186 and their collectors via corresponding resistors 254 and 256 to the 18 V voltage rail 230 are switched on. The base of transistor 250 is connected to the collector of transistor 252 a resistor 258, to the 0 V voltage rail 186 through a resistor 260 and through a resistor 262 to the one plate of a capacitor 264 is connected, the other plate of which is connected to the voltage rail 186. The base of transistor 252 is through a resistor 266 to the collector of transistor 250, through a resistor 268 to the voltage rail 186 and via a resistor
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stand 270 an eine Platte eines Kondensators 272 angeschaltet, dessen andere Platte an die Spannungsschlene 186 angeschlossen 1st.stood 270 connected to a plate of a capacitor 272, the other plate of which is connected to voltage loop 186.
Der Kollektor des Transistors 206 1st über einen Widerstand 274 an den Knotenpunkt zwischen dem Kondensator 272 und dem Widerstand 270 angeschlossen. Eine Diode 276 liegt parallel zu dem Widerstand 274 und ist mit ihrer Anode an den Kondensator 272 angeschaltet. Der Kollektor des Transistors 210 ist über eine Diode 280 und einen Widerstand 282 an den Knotenpunkt zwischen dem Kondensator 264 und dem Widerstand 262 angeschaltet; eine Diode 284 liegt paral lel zu dem Widerstand 282 und ist mit ihrer Anode an den Kondensator 264 angeschaltet.The collector of transistor 206 is connected to the junction between capacitor 272 via a resistor 274 and resistor 270 connected. A diode 276 is in parallel with resistor 274 and has its anode on the capacitor 272 is turned on. The collector of transistor 210 is through a diode 280 and a resistor 282 connected to the junction between capacitor 264 and resistor 262; a diode 284 is in parallel lel to the resistor 282 and has its anode connected to the capacitor 264.
An den Knotenpunkt zwischen dem Kollektor des Transistors 252 und dem Widerstand 254 des bistabilen Multivibrators ist über einen Widerstand 286 an die Basis eines n-p-n-Transistors 290 angeschaltet, dessen Emitter mit der 0 V-Spannungsschiene 186 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 290 ist durch eine Leitung 292 an ein (nicht dargestelltes) Relais angeschaltet/ das erregt wird, wenn sich der Transistor 290 in leitendem Zustand befindet, um die Trennschütze 42 (Figur 2) zu schließen und die Schütze 126 und 78 zu öffnen; hierdurch wird der Motor dann zum Anlaufen gebracht. Wenn sich der Transistor 290 in nichtleitendem Zustand befindet, wird das Relais abgeschaltet und die Schütze 42, 126 und 78 werden betätigt; hierdurch wird der Motor zum Abbremsen gebracht, was unten noch erläutert wird.At the junction between the collector of transistor 252 and resistor 254 of the bistable multivibrator is via a resistor 286 to the base of an n-p-n transistor 290 turned on, the emitter of which is connected to the 0 V voltage rail 186. The collector of the Transistor 290 is connected by line 292 to a relay (not shown) / which is energized when the transistor 290 is in the conductive state in order to close the isolating contactors 42 (FIG. 2) and the contactors 126 and 78 open; this then causes the motor to start. When transistor 290 is in non-conductive State, the relay is switched off and the contactors 42, 126 and 78 are operated; through this the motor is brought to a brake, which will be explained below.
Eine Leitung 300, die an die 9 V-Spannungsschiene 200 ange-A line 300 that is connected to the 9 V voltage rail 200
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schaltet werden kann, wenn es erwünscht ist, ist über einen Widerstand 302 und eine Diode 304 an die Basis des Transistors 198 und über eine Diode 306 an den Knotenpunkt zwischen dem Kondensator 264 und dem Widerstand 262 des bistabilen Multivibrators angeschaltet.Can be switched on when it is over is desired resistor 302 and diode 304 to the base of transistor 198 and through diode 306 to the node connected between the capacitor 264 and the resistor 262 of the bistable multivibrator.
Die verschiedenen stabilisierten Spannungsschienen sind von entsprechenden Schaltkreisen abgeleitet, die vom Netz über einen Vollweg-Gleichrichter gespeist sind.The various stabilized voltage rails are derived from corresponding circuits that are run by the network are fed via a full wave rectifier.
Im folgenden wird nun die Betriebsweise der verschiedenen Schaltkreise beschrieben.The operation of the various circuits will now be described.
Wenn sich der Motor im Antriebszustand befindet, sind die Haupttrennschütze 42 in Figur 2 geschlossen, um den Ständer 40 des Motors an das dreiphasige Netz 44 anzuschalten. Die Bremsschütze 126 sind offen und das Schütz 78 ist geschlossen, um den Hauptthyristor 90 mit der Gleichrichtereinrichtung i8 in Reihe zu schalten. Das rotierende, sich in dem Ständer aufbauende Magnetfeld induziert Ströme in den Phasenwicklungen des Läufers 46 und versetzt den Läufer in Drehbewegung. Die Ausgangsspannung des Läufers wird durch die Gleichrichtereinrichtung 48 gleichgerichtet und an den Hauptthyristor 90 angelegt. Die GlMttungsschaltungsanordnung 50 unterbindet hohe Induktionsspannungen, die an dem Läufer beim Abschalten des Hauptthyristors 90 auftreten. Wenn dann der Hauptthyristor 90 nichtleitend ist und der Thyristor 82 leitend ist, dann fließt ein Ladestrom über die Spule 70, das Schütz 78, die Diode 80 und den Thyristor 82 in den Speicherkondensator 72. Wenn der Hauptthyristor 90 leitend ist,When the motor is in the drive condition, the main contactors 42 in Figure 2 are closed to the stator 40 of the motor to be connected to the three-phase network 44. The brake contactors 126 are open and the contactor 78 is closed, to connect the main thyristor 90 in series with the rectifier device i8. The rotating, itself Magnetic field building up in the stator induces currents in the phase windings of the rotor 46 and displaces the rotor in rotary motion. The output voltage of the rotor is rectified by the rectifier device 48 and applied to the main thyristor 90. The smoothing circuitry 50 prevents high induction voltages on the rotor when the main thyristor is switched off 90 occur. Then if main thyristor 90 is non-conductive and thyristor 82 is conductive, then a charging current flows through the coil 70, the contactor 78, the diode 80 and the thyristor 82 in the storage capacitor 72. When the main thyristor 90 is conductive,
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beginnt sich der Kondensator über die Diode 74, den Widerstand 76, das Schütz 78 und den Thyristor 90 zu entladen. Der Widerstand 84 parallel zu dem Schütz 78 läßt bereits ein Laden des Kondensators 72 zu, bevor das Schütz 78 geschlossen ist; der Widerstand verhindert auch hohe Einschalt-Stromstöße, wenn das Schütz geschlossen ist.the capacitor begins to discharge through the diode 74, the resistor 76, the contactor 78 and the thyristor 90. The resistor 84 in parallel with the contactor 78 already allows the capacitor 72 to be charged before the contactor 78 closes is; the resistance also prevents high inrush currents, when the contactor is closed.
Der Impulsregelkreis arbeitet folgendermaßen. Wenn die Thyristoren 98 und 82 nicht-leitend sind, wird der Hauptthyristor durch einen Zündimpuls von dem Zündschaltkreis 112 leitend d.h. geöffnet. Der Läuferstrom fließt dann durch den Thyristor 90 und der Speicherkondensator beginnt sich zu entladen. Der Strom von dem Speicherkondensator 72 fließt durch den Widerstand 100, die Diode 102 und die Spule 96 zu dem Kommutierungskondensator 94, der dann auf der Platte, die mit der Spule 96 verbunden ist, auf ein relativ zu der Anode des Thyristors 90 positives Potential aufgeladen wird.The pulse control loop works as follows. When the thyristors 98 and 82 are non-conductive, the main thyristor is activated by an ignition pulse from ignition circuit 112 conductive i.e. open. The armature current then flows through the thyristor 90 and the storage capacitor starts to unload. The current from the storage capacitor 72 flows through the resistor 100, the diode 102 and the coil 96 to the commutation capacitor 94, which is then placed on the plate, which is connected to the coil 96 is charged to a potential which is positive relative to the anode of the thyristor 90 will.
Wenn die Spannung an dem Kommutierungskondensator 94 200 V erreicht, oder nach einer Maximalverzögerung von 20 msek, wie oben bereits beschrieben, wird der Thyristor 98 durch den Zündschaltkreis 118 geöffnet, d.h. leitend. Der Kommutierungskondensator 94 beginnt sich über die Spule 96 und den Thyristor 98 zu entladen, so daß der Hauptthyristor 90 umgekehrt vorgespannt und dann umgepolt wird. Der Kondensator 94 wird weiter über den Induktionskreis entladen, der die Spu Ie 96, den Thyristor 98, die Gleichrichtereinrichtung 48, die Spule 70 und das Schütz 72 aufweist; der Kondensator 94 beginnt sich dann wieder in entgegengesetzter Richtung zu laden. Da der Thyristor 82 an-When the voltage on the commutation capacitor 94 reaches 200 V, or after a maximum delay of 20 msec, as already described above, the thyristor 98 is opened, i.e. conductive, by the ignition circuit 118. Of the Commutation capacitor 94 begins to discharge through coil 96 and thyristor 98, so that the main thyristor 90 is reverse biased and then reversed in polarity. The capacitor 94 is passed through the induction circuit discharged, the coil Ie 96, the thyristor 98, the rectifier device 48, coil 70 and contactor 72; the capacitor 94 then begins again in the opposite direction Direction to load. Since the thyristor 82
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fangs nicht-leitend ist, kann der Läuferstrom nicht in den Speicherkondensator 72 fließen, so daß der Läuferstrom in den Kommutierungskondensator fließt, und vergrößert dessen Ladung. Der Thyristor 82 wird durch den Zündschaltkreis 114 gezündet und dadurch leitend, wie bereits oben beschrieben, wenn die Spannung an der Diode 80 und dem Thyristor 82 150 V erreicht. Die Spannung, auf die der Kommutierungskondensator 94 aufgeladen wird, tibersteigt daher die Spannung an dem Speicherkondensator 72. Wenn der Thyristor 82 öffnet, d.h. leitend wird, befindet sich die Platte des Kommutierungskondensators 94, der an die Anode des Thyristors 90 angeschlossen ist, etwa auf demselben Potential wie die Platte des Speicherkondensators 72, der an die Kathode des Thyristors angeschlossen ist. Die andere Platte des Kommutierungskondensators 94 befindet sich auf einem niedrigeren Potential als die Platte des Speicherkondensators 72, der an die Kathode des Thyristors 98 angeschlossen ist. Wenn dann der Strom, der durch die Spule 96 fließt, verbraucht ist, wird der Thyristor 98 umgekehrt vorgespannt und dann umgepolt. Wenn der Hauptthyristor 90 dann wieder öffnet, d.h. leitend ist, dann wird der Thyristor umgekehrt vorgespannt und durch den Speicherkondensator 72 umgepolt. Der Kondensator 72 beginnt sich dann über den Hauptthyristor 90 zu entladen. Dieser Ablauf wiederholt sich dann von selbst.is non-conductive at the beginning, the rotor current cannot flow into the storage capacitor 72 flow so that the armature current flows into the commutation capacitor, and increases its charge. The thyristor 82 is ignited by the ignition circuit 114 and thereby becomes conductive, as already above when the voltage across diode 80 and thyristor 82 reaches 150V. The voltage to which the commutation capacitor 94 is charged, therefore exceeds the voltage on the storage capacitor 72. When the thyristor 82 opens, i.e. becomes conductive, is the plate of the commutation capacitor 94, which is connected to the anode of the thyristor 90 is connected, approximately at the same potential as the plate of the storage capacitor 72, the is connected to the cathode of the thyristor. The other plate of the commutation capacitor 94 is located at a lower potential than the plate of the storage capacitor 72, which is connected to the cathode of the thyristor 98 is. Then, when the current flowing through the coil 96 is consumed, the thyristor 98 is reversed pre-tensioned and then reversed. When the main thyristor 90 then opens again, i.e. conducts, the thyristor becomes reverse biased and reversed polarity by the storage capacitor 72. The capacitor 72 then starts over the main thyristor 90 to discharge. This process then repeats itself.
Durch den Thyristor 82 in der Ladestrecke des Speicherkondensators 72 kann der Kommutierungskondensator 94 auf eine höhere Spannung geladen werden als die, auf die er geladen würde, wenn der Thyristor 82 weggelassen oder durch eine Diode ersetzt wäre, um dann hierdurch die Umpolung desThrough the thyristor 82 in the charging path of the storage capacitor 72, the commutation capacitor 94 can be charged to a higher voltage than that to which it is charged would, if the thyristor 82 were omitted or replaced by a diode, in order to then reverse the polarity of the
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Thyristors 98 sicherzustellen. Wenn der Thyristor 98 nicht umgepolt wird, dann würde der Widerstand 100 an den gleichgerichteten Rotorausgang, wenn der Hauptthyristor nichtleitend war, anstatt an den gewünschten offenen Schaltkreis angeschaltet.Thyristor 98 ensure. If the thyristor 98 doesn't If the polarity is reversed, then the resistor 100 would be connected to the rectified rotor output if the main thyristor was non-conductive, instead of to the desired open circuit turned on.
Wenn die Spannung an dem Kommutierungskondensator 94 einen vorherbestimmten Wert erreicht, ist durch die Zündung des Thyristors 98 sichergestellt, daß der Kondensator 94 ausreichend aufgeladen ist, um den Hauptthyristor 90 umzupolen.When the voltage across the commutation capacitor 94 has a When the predetermined value is reached, the triggering of the thyristor 98 ensures that the capacitor 94 is sufficiently charged to reverse the polarity of the main thyristor 90.
Die HilfsStromversorgung über die Leitung 116 sorgt für eine ausreichende Spannung an jedem der Thyristoren 90 und 98. Hierdurch wird der Impulsregler in Betrieb gehalten, wenn die Ausgangsspannung der Gleichrichteranordnung 48 sehr niedrig ist.The auxiliary power supply via line 116 ensures a sufficient voltage on each of the thyristors 90 and 98. This keeps the pulse regulator in operation, when the output voltage of the rectifier arrangement 48 is very low.
Aufgrund der Reihenschaltung der Diode 80 und des Thyristors 82 anstelle eines einzelnen Thyristors kann ein Thyristor »it relativ niedriger Nennspannung verwendet werden; diese Kombination ist billiger als ein einzelner Thyristor mit der notwendigen Nennspannung.Due to the series connection of the diode 80 and the thyristor 82 instead of a single thyristor, a Thyristors can be used with a relatively low nominal voltage; this combination is cheaper than a single one Thyristor with the necessary nominal voltage.
Wenn sich der Motor in Antriebsstellung befindet, wird durch den Impulsregler der Wirkwiderstand des Läufers verändert. Wenn der Hauptthyristor 90 geschlossen d.h. nicht leitend ist, ist der Läuferwiderstand unendlich; wenn der Hauptt^yristor 90 offen d.h. leitend ist, dann ist der LÄuferwiderstand praktisch 0. Um die Geschwindigkeit zu verändern, Kit der der Hauptthyristor 90 abwechselnd gezündet d.h. leitend und umgepolt wird, wird der Wirkwiderstand des Läufers und damit die Geschwindigkeit des LäufersWhen the motor is in the drive position, the impulse controller changes the effective resistance of the rotor. When the main thyristor 90 is closed i.e. not is conductive, the rotor resistance is infinite; if the main transistor 90 is open, i.e. conductive, then the Runner resistance practically 0. To increase the speed change, kit that the main thyristor 90 is alternately ignited i.e. conductive and reversed polarity, the effective resistance of the rotor and thus the speed of the rotor
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für ein gegebenes Antriebsdrehmoment verändert. Wenn der Impulsregler in dieser Weise als ein veränderlicher Widerstand wirkt, dann wird die Energie durch den Stroipverbrauchfc, der durch die Widerstände 76 und 100 fließt.changed for a given drive torque. If the pulse regulator in this way as a variable resistor then the energy is consumed by the Stroipfc, which flows through resistors 76 and 100.
Wenn eine dynamische Bremsung des Motors durchgeführt werden soll, werden die Haupttrennschütze 42 geöffnet und hierdurch die Phasenwicklungen des Ständers 40 von dem Netz abgetrennt. Dann wird das Schütz 78 geöffnet und die Bremsschütze 126 werden geschlossen. Hierdurch werden dann die Phasenwicklungen 120 und 122 des Ständers parallel und die Gleichrichtereinrichtung 48 in Reihe mit den Phasenwicklungen 120 und 122 und dem Hauptthyristor 90 geschaltet. Die Phasenwicklung 124 des Ständers wird durch das Schütz 126 kurzgeschaltet. Darüberhinaus wird der Speicherkondensator 72 über die Diode 74 nnd den Widerstand 76 in Reihe mit den Phaaenwicklungen 120 und 122 des Ständers und dem Hauptthyristor 90 geschaltet. Wenn der Thyristor 90 geöffnet d.h. leitend ist, dann beginnt sich der Speicherkondensator 72 über die Phasenwicklungen 120 und 122 zu entladen. Der Gleichstrom, der dann in den Ständerwicklungen fließt, erzeugt dann ein statisches Feld, das von den sich drehenden Leitern des Läufers geschnitten wird. Hierdurch wird ein Bremsdrehmoment an den Läufer angelegt und ein Strom in den Phasenwicklungen des Läufers induziert. Der induzierte Strom wird durch die Gleichrichtereinvlchturig 48 gleichgerichtet und fließt durch die Ständerwicklungen in den oben beschriebenen Serienschaltkreis,- hierdurch wird der Ständerstrom und dadurch auch das Bremsärehnioinent vergrössert. Das System stellt dann für die dynamische Bremsung des Motors ein positives Rückkoppelungssystem dar.If dynamic braking of the motor is to be carried out, the main isolating contactors 42 are opened and thereby the phase windings of the stator 40 are disconnected from the network. Then the contactor 78 is opened and the brake contactors 126 are closed. This then makes the phase windings 120 and 122 of the stator parallel and the Rectifier device 48 connected in series with phase windings 120 and 122 and main thyristor 90. the Phase winding 124 of the stator is short-circuited by contactor 126. In addition, the storage capacitor 72 through the diode 74 and the resistor 76 in series with the phase windings 120 and 122 of the stator and the main thyristor 90 switched. When the thyristor 90 is open, i.e. conductive, the storage capacitor starts 72 through the phase windings 120 and 122 to discharge. The direct current that then flows in the stator windings is generated then a static field cut by the rotor's rotating conductors. This becomes a Braking torque is applied to the rotor and a current in induced by the phase windings of the rotor. The induced current is rectified by the rectifier unit 48 and flows through the stator windings in the series circuit described above, - this becomes the Stator current and thereby also the braking mechanism increased. The system then represents a positive feedback system for dynamic braking of the motor.
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Der Gleichstrom in den Phasenwicklungen 120 und 122 des Ständers 40 kann durch Verändern des Impulstastverhältnisses des Reglers geregelt werden. Wenn die Öffnungsdauer in einem festen Zeitintervall des Hauptthyristors 90 ein Maximum ist, dann baut sich das Bremsdrehmoment am schnellsten auf; wenn die Öffnungsdauer in einem festen Zeitintervall des Haul.ptthyristors 90 abnimmt, so nimmt die Zunahmegeschwindigkeit des Bremsmoments ebenfalls ab.The direct current in phase windings 120 and 122 of the Stator 40 can be controlled by changing the pulse duty factor of the controller. If the opening time is in a fixed time interval of the main thyristor 90 is a maximum, then the braking torque builds the fastest on; if the opening duration of the haul.ptthyristor 90 decreases in a fixed time interval, the rate of increase decreases the braking torque also decreases.
Die Glattungsschaltungsanordnung arbeitet während des Bremsvorgangs in ähnlicher Weise wie während des AnlaufVorgangs des Motors. Wenn der Hauptthyristor 90 umgepolt wird, m dann beginnt sich der Speicherkondensator 72 über die Spule 70, die Phasenwicklungen 120 und 122 des Ständers, die Diode 80 und den Thyristor 82 zu laden. Wenn der Hauptthyristor 90 gezündet hat d.h. wenn er leitend ist, beginnt sich der Speicherkondensator 72 über eine Serienschaltung aus der Diode 70, dem Widerstand 76, den Phasenwicklungen 120 und 122 des Ständers und des Hauptthyristors 90 zu entladen. Die Lade- und Entladeströme des Speicherkondensators fließen in derselben Richtung durch die Ständerwicklungen. Tatsächlich fließt dann ein Teil des gleichgerichteten Läuferstroms zweimal durch die Ständerwicklungen, so daß der statische Fluß in dem Ständer hierdurch vergrös- j sert wird.The smoothing circuitry operates during the braking process in a manner similar to that during the start-up process of the motor. When the main thyristor 90 is reversed, then m, the storage capacitor 72 via the coil 70, the phase windings 120 and 122 of the stator, the diode 80 and the thyristor 82 begins to charge. When the main thyristor 90 has ignited, ie when it is conductive, the storage capacitor 72 begins to discharge via a series circuit comprising the diode 70, the resistor 76, the phase windings 120 and 122 of the stator and the main thyristor 90. The charging and discharging currents of the storage capacitor flow in the same direction through the stator windings. In fact, part of the rectified rotor current then flows twice through the stator windings, so that the static flux in the stator is thereby increased.
Die Arbeitsweise der Vergleichseinrichtung und der zugehörigen in Figur 5 dargestellten Schaltungsanordnung wird im folgenden beschrieben.The operation of the comparison device and the associated circuit arrangement shown in FIG described below.
Ein Signal, das aus der Bezugsspannung und der Tacho-Generator-Ausgangsspannung abgeleitet ist, wird an die BasisA signal that consists of the reference voltage and the tachometer generator output voltage is derived is to the base
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des Transistors 198 angelegt, wie bereits oben beschrieben worden ist. Der Transistor 198 ist an eine Emitterfolgestufe angeschlossen, so daß das Signal über den Emitter des Transistors 198 an der Basis des Transistors 206 und an dem Emitter des Transistors 210 angelegt wird. Wenn das Potential des Emitters des Transistors 198 etwas über 4,7 V liegt, dann werden beide Transistoren 206 und 210 in nichtleitendem Zustand gehalten; der Schaltkreis befindet sich dann in einem ruhenden Zustand.of transistor 198 is applied as described above. The transistor 198 is connected to an emitter follower stage connected so that the signal through the emitter of transistor 198 to the base of transistor 206 and is applied to the emitter of transistor 210. When the potential of the emitter of transistor 198 is slightly above 4.7 volts is, then both transistors 206 and 210 are kept in the non-conductive state; the circuit is in place then in a dormant state.
Wenn die Ausgangsspannung des Tacho-Generators 54 zunimmt, d.h. wenn die Läufergeschwindigkeit zu hoch ist, dann fällt das Potential des Emitters des Transistors 198 unter 4,7 V ab. Der Transistor 210 bleibt nicht-leitend, so daß sein Kollektor auf dem Potential der 0 V-Spannungsschiene 186 gehalten wird. Der Transistor 206 öffnet d.h. er wird leitend, so daß Strom durch den Widerstand 208 fließt und die Kollektorspannung des Transistors 206 auf 4,7 V anwächst. Der Kollektorstrom des Transistors 206 fließt dann über den Widerstand 274 und lädt den Kondensator 272 des bistabilen Multivibrators auf. Wenn der Kondensator 272 geladen ist, fließt Strom über den Widerstand 270 in die Basis des Transistors 252 des Multivibrators und schaltet ihn an. Das Potential des Kollektors des Transistors 252 fällt dann ebenso wie das Potential an der Basis des Transistors 250, so daß der Transistor 250 abgeschaltet wird. Wenn der Transistor 252 dann angeschaltet wird, fällt das Potential an der Basis des Transistors 290; dieser Transistor wird dann nicht-leitend. Das (nicht dargestellte) Relais, das dee Transistor 290 zugeordnet ist, wird abgeschaltet; die Schütze 42, 126 und 78 werden ausgelöst und setzenIf the output voltage of the tachometer generator 54 increases, i.e. if the rotor speed is too high, then it falls the potential of the emitter of transistor 198 drops below 4.7 volts. The transistor 210 remains non-conductive, so be Collector is held at the potential of the 0 V voltage rail 186. The transistor 206 opens, i.e. it becomes conductive, so that current flows through resistor 208 and the collector voltage of transistor 206 increases to 4.7 volts. The collector current of transistor 206 then flows through resistor 274 and charges capacitor 272 of the bistable Multivibrators on. When capacitor 272 is charged, current flows through resistor 270 into the base of transistor 252 of the multivibrator and turns it on. The potential of the collector of transistor 252 falls then as well as the potential at the base of transistor 250, so that transistor 250 is turned off. if transistor 252 is then turned on, the potential at the base of transistor 290 drops; this transistor then becomes non-conductive. The relay (not shown) associated with transistor 290 is turned off; the contactors 42, 126 and 78 are triggered and set
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den Bremsvorgang des Motors in Gang.the braking process of the engine in motion.
Wenn der Transistor 250 abgeschaltet worden ist, dann fliest der Kollektorstrom des Transistors 206 durch den Widerstand 220 und die Diode 222 in die Basis des Transistors 224, welcher dann leitend wird. Der Kollektorstrom fließt dann über den Widerstand 226; die Kollektorspannung des Transistors 224 fällt ab. Durch die Spannung, die über die Leitung 240 an den Steueroszillator 112 des Hauptthyristors 90 zugeführt wird, nimmt die Zündfrequenz des Transistors 90 zu, so daß eine dynamische Bremsung des Motors so lange durchgeführt wird, bis die Geschwindigkeit des Motors auf die Geschwindigkeit zurückgeführt ist, die durch die Bezugsspannung eingestellt ist. Wenn der Transistor 250 offen d.h. leitend ist, dann wird die Anode der Diode 222 durch die Diode 242 auf O-Potential gehalten, so daß kein Kollektorstrom von dem Transistor 206 an die Basis des Transistors 224 zugeführt werden kann. Das Impulstastverhältnis des Reglers kann so lange nicht vergrößert werden, solange der Multivibrator betätigt worden ist, um die Bremsart des Motors auszuwählen.When transistor 250 has been turned off, the collector current of transistor 206 flows through it Resistor 220 and diode 222 in the base of transistor 224, which then becomes conductive. The collector current then flows through resistor 226; the collector voltage of transistor 224 drops. By the voltage that is supplied via line 240 to the control oscillator 112 of the main thyristor 90 is supplied, the ignition frequency of the transistor 90 increases, so that a dynamic braking of the engine is carried out until the speed of the motor is reduced to the speed that was achieved by the reference voltage is set. When transistor 250 is open, i.e. conductive, then the anode of the diode becomes 222 held at 0 potential by the diode 242, so that no collector current can be supplied from transistor 206 to the base of transistor 224. The pulse duty factor of the controller cannot be increased as long as the multivibrator has been operated by select the type of braking of the motor.
Wenn die Geschwindigkeit des Motors sinkt, steigt das Potential an dem Emitter des Transistors 198 über ein Potential von 4,7 V plus dem Spannungsabfall an der Diode 218 an; hierdurch wird dann der Transistor 210 geöffnet, d.h. er wird leitend, während der Transistor 206 abschaltet, da seine Kollektorspannung auf 0 fällt. Der Kondensator 272 des Multivibrators entlädt sich dann Über die Diode 276, während der Kondensator 264 von dem Kollektor des Transistors 210 mit Ladestrom gespeist wird. Hierauf schal-As the speed of the motor decreases, the potential at the emitter of transistor 198 rises above a potential from 4.7 volts plus the voltage drop across diode 218; this then opens transistor 210, i. it becomes conductive while transistor 206 turns off as its collector voltage drops to zero. The condenser 272 of the multivibrator then discharges through the diode 276, while the capacitor 264 from the collector of the Transistor 210 is fed with charging current. Thereupon
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tet dann der Transistor 250 an und der Transistor 252 ab. Das Potential an der Basis des Transistors 290 liegt dann auf dem Potential der 18 V-Eeitung 230; hierdurch wird dann dieser Transistor angeschaltet. Das Relais, das die Haupttrenn- und Bremsschütze betätigt, wird erregt; der Motor wird dann auf Anlaufen geschaltet. Wenn der Transistor 252 abschaltet d.h. nicht-leitend ist, dann steigt die Spannung an den Anoden der Dioden 244 und 236; der Kollektorstrom liegt dann über die Diode 236 an der Basis des Transistors 224 an und schaltet diesen ein. Das Impulstastverhältnis des Reglers wird vergrößert und die Geschwindigkeit des Motors nimmt so lange zu, bis sie ihre eingestellte Geschwindigkeit erreicht.Then transistor 250 turns on and transistor 252 turns off. The potential at the base of the transistor 290 is then applied at the potential of the 18 V line 230; this then turns on this transistor. The relay that the Main disconnector and brake contactors actuated, energized; the motor is then switched to start. When the transistor 252 switches off, i.e. is non-conductive, then the voltage at the anodes of diodes 244 and 236 increases; the collector current is then applied via the diode 236 to the base of the transistor 224 and switches it on. The pulse duty factor of the controller is increased and the speed of the motor increases until it reaches its set value Speed reached.
Der beschriebene Schaltkreis wirkt dann, wenn die Geschwindigkeit des Motors von der eingestellten Geschwindigkeit abnimmt, und zwar schaltet er den Motor auf Anlaufen oder Bremsen und betätigt den Impulsregler, um die Geschwindigkeit des Motors wieder zurück auf seine eingestellte Geschwindigkeit zu bringen.The circuit described works when the speed of the motor is lower than the set speed decreases, namely he switches the motor to starting or braking and activates the pulse regulator to increase the speed to bring the motor back to its set speed.
Mittels des Schaltkreises kann eine Maximalgeschwindigkeit für den Motor ausgewählt werden. Hierzu muß dann die Leitung 240 an die 9 V-Spannungsschiene 200 angeschaltet werden. Ein 9 V-Potential liegt dann über dem Widerstand und der Diode 304 an der Basis des Transistors 198 an, überdeckt den Tacho-Generator-Regler und hält den Transistor 224 in leitendem Zustand, ..um auf diese Weise das maximale Impulstastverhältnis des Reglers aufrecht zu erhalten. Zur selben Zeit wird der Kondensator 264 des Multivibrators durch die Diode 306 schnell geladen, wodurchA maximum speed for the motor can be selected by means of the circuit. The line must then do this 240 can be connected to the 9 V voltage rail 200. A 9 V potential is then across the resistor and diode 304 at the base of transistor 198, covers the tacho generator regulator and holds the transistor 224 in the conductive state, ... in order to maintain the maximum pulse duty factor of the controller in this way. At the same time, the capacitor 264 of the multivibrator is quickly charged by the diode 306, thereby
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der Multivibrator so eingestellt ist, daß er den Motor auf Anlaufen einstellt.the multivibrator is set to run the motor sets to start up.
Durch Ersetzen des Widerstandsnetzwerks 180 und 182 durch ein einstellbares Potentiometer könnte eine einstellbare Bezugsspannung und eine einstellbare, vorherbestimmte Motorgeschwindigkeit erhalten werden.By replacing resistor network 180 and 182 with an adjustable potentiometer could have an adjustable reference voltage and an adjustable, predetermined motor speed can be obtained.
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