DE69905453T2 - Stromversorgungseinrichtung für einen elektrischen Motor und dazugehörige Steuerungsmethode - Google Patents
Stromversorgungseinrichtung für einen elektrischen Motor und dazugehörige SteuerungsmethodeInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Netzversorgungsschaltung vom stabilisierten oder wenigstens geregelten Spannungs-Typ für einen Elektromotor, um die Effizienz des Motors oder die Regelung seiner Geschwindigkeit zu maximieren, insbesondere für einen asynchronen Elektromotor und speziell - jedoch nicht ausschließlich - einen asynchronen Einphasen-Motor.
- Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen Elektromotor mit einer Netzversorgungsschaltung vom stabilisierten Spannungstyp sowie auch ein Verfahren zum Steuern der Netzspannung eines Elektromotors.
- Bei der Auslegung von Elektromotoren wird davon ausgegangen, dass die Netzversorgung eine konstante Spannung ist, und der Motor ist mit dem Ziel ausgelegt, dass die Leistung des Motors bei der Auslegungsspannung, typischerweise im Bereich von 200 bis 230 V, oder anderen Werten gemäß der Netzspannung, die in dem Land, in welchem der Motor verwendet wird, verwendet wird, optimiert ist.
- Tatsächlich ist die Netzspannung als Ergebnis von möglichen Spannungsfluktuationen im Netz und auch als ein Ergebnis kleiner Spannungsdifferenzen in verschiedenen Netzsyste men der einzelnen Länder, in welchen der Motor verwendet werden kann, nicht konstant. Typischerweise kann die Netzspannung 255 V hoch sein. Um einen Motor, der für eine spezifische Spannung ausgelegt ist, in die Lage zu versetzen, dass er unter Bedingungen, bei denen die Spannung um mehrere 10 Volt variieren kann, korrekt arbeiten kann, werden derzeit Steuerungsschaltungen, die auf dem Begrenzungsprinzip, insbesondere Triac - und Zerhackersteuerschaltungen, verwendet. Diese Schaltungen haben einige Nachteile, umfassen einen hohen Oberschwingungsgehalt der Versorgungsspannung des Motors (insbesondere bei Triac-Steuerungen) und hohe Kosten infolge der Notwendigkeit der Verwendung von Hochspannungskomponenten und komplizierten Steuerschaltungen. Die Herstellung der Zerhacker-Steuerschaltungen hat auch den Nachteil einer gewissen strukturellen Komplexität infolge der Notwendigkeit der Verwendung von gesteuerten Schaltern, die mit Bezug auf die Netzfrequenz bei einer Hochfrequenz arbeiten.
- Die US-A-4347474 offenbart ein Verfahren zum Speisen eines Elektromotors mit einer gesteuerten Spannung und eine Schaltung zum Steuern der Netzversorgungsspannung eines Elektromotors. Diese bekannte Schaltung umfaßt Mittel zum Messen der Differenz zwischen einer Netzspannung und einer Referenzspannung und Mittel zum Erzeugen einer alternierenden Korrekturreferenz, deren Frequenz gleich der Frequenz der Netzspannung ist, und die bezogen auf die Netzspannung phasenverschoben ist.
- Die US-A-5283726 offenbart eine Wechselstrom-Leitungs-Stromsteuerung zur Verwendung in Kombination mit einem Elektromotor.
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue Art von Steuerschaltung für die Netzversorgung eines Motors, insbesondere eines Asynchron-Motors, zu schaffen, die dazu verwendet werden kann, die Netzspannung zu setzen oder zu stabilisieren, wobei die Nachteile der herkömmlichen Begrenzungsschaltungen vermieden werden.
- Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues Verfahren zum Steuern der Netzversorgung eines Elektromotors, insbesondere eines Asynchronmotors zu schaffen, das es ermöglicht, eine stabilisierte Netzspannung ohne die Nachteile der herkömmlichen Verfahren zu erhalten.
- Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltung und ein Steuerverfahren zu schaffen, bei dem keine teueren Komponenten erforderlich sind, bei dem die Verwendung von Hochfrequenz-Schaltelementen vermieden ist und bei dem keine Netzfilter für die Eliminierung von elektromagnetischem Rauschen erforderlich sind.
- Diese und weitere Aufgaben und Vorteile, die der folgende Text dem Fachmann klar verständlich macht, werden im wesentlichen mittels einer Schaltung erhalten, gekennzeichnet dadurch, dass sie Mittel zum Messen einer Differenz zwischen einer Netzspannung und einer Referenzspannung und Mittel zum Erzeugen einer alternierenden Korrekturspannung aufweist, deren Frequenz gleich der Frequenz der Netzspannung ist, und die bezogen auf die Netzspannung phasenverschoben ist, wobei die Phasenverschiebung zwischen der Netzspannung und der Korrekturspannung proportional zur Differenz zwischen der Netzspannung und der Referenzspannung ist, und die Korrekturspannung zur Netzspannung addiert wird.
- Im wesentlichen basiert die Erfindung daher auf der Idee des Subtrahierens oder Addierens einer alternierenden Welle mit niedriger Spannung (Korrekturspannung) von oder zu der Netzspannung, deren Phase bezogen auf die Netzspannung so gesteuert ist, dass die Summe der zwei Spannungen dem Motor eine stabilisierte Spannung zuführt.
- In einer praktischen Ausführungsform ist es möglich, die Korrekturspannung unter Verwendung einer Ganzbrücke zu erzeugen, die aus vier gesteuerten Schaltern besteht, deren Schalten die Korrekturspannung erzeugt, welche in diesem Fall eine Rechteckspannung ist. Eine Steuerlogik schaltet die gesteuerten Schalter gemäß der Differenz zwischen der Netz- Spannung und dem Wert der stabilisierten Spannung, die für den Motor erforderlich ist. Die Brücke der gesteuerten Schalter ist über einen Gleichstromzweig der Brücke an eine virtuelle, kontinuierliche Spannungsquelle angeschlossen.
- Obwohl diese virtuelle, kontinuierliche Spannungsquelle eine Quelle sein kann, die von derselben Netzspannung gespeist wird, die auf geeignete Art und Weise verarbeitet worden ist, wird in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform die kontinuierliche Spannung durch die Verwendung der induktiven Energie des Motors erhalten. Zu diesem Zweck kann eine Speichervorrichtung, in welcher die induktive Energie während gewisser Phasen des Betriebszyklus gespeichert wird und in den übrigen Phasen auf den Motor übertragen wird, in dem Gleichstromzweig der Brücke der gesteuerten Schalter angeordnet sein. In einer praktischen Ausführungsform besteht die Speichervorrichtung aus einem Kondensator oder einer Gruppe von Kondensatoren.
- Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Schaltung gemäß der Erfindung und des entsprechenden Motors, sowie des Verfahrens zur Netzversorgung des Motors sind in den anhängenden Patentansprüchen angegeben und werden im einzelnen im Folgenden unter Bezugnahme auf eine Ausführungsform beschrieben.
- Die Erfindung geht aus der Beschreibung und den anhängenden Figuren, die eine nichteinschränkende, praktische Ausführungsform der Erfindung zeigen, klarer hervor. Insbesondere zeigt in den Figuren:
- Fig. 1 ein vereinfachtes Schaltbild des Motors und der entsprechenden Netzspannungssteuerschaltung;
- Fig. 2 ein Blockschaltbild der Steuerlogik;
- Fig. 3A bis 3B das Schaltbild des Motors und der entsprechenden Steuerschaltung in vier aufeinanderfolgenden Betriebsstufen;
- Fig. 4 ein Diagramm der Netzspannung, der Motorversorgungsspannung, des Motorversorgungsstroms, der Spannung des Speicherkondensators und der Steuerspannung;
- Fig. 5A bis 5E getrennt die einzelnen Kurven gemäß Fig. 4;
- Fig. 6A bis 61 die Signalformen an den verschiedenen Punkten der Steuerlogik; und
- Fig. 7 den Oberschwingungsgehalt der Spannung zum Motor.
- Fig. 1 zeigt schematisch eine Gleichspannungs-Netzversorgungsschaltung für einen asynchronen Einphasen-Motor. Die Bezugsziffer 1 bezeichnet die Wechselspannungsquelle, bestehend beispielsweise aus dem elektrischen Versorgungsnetz, einer Generatoreinheit oder einer anderen Quelle. Die Bezugsziffer 3 bezeichnet auf allgemeine Art und Weise den Motor, der schematisch als eine Spule 5 parallel zu einem Widerstand 7 dargestellt ist.
- Der Motor 3 und die Spannungsquelle 1 sind in einer Ganzbrücke geschaltet, bestehend aus gesteuerten Schaltern 11, 12, 13, 14, bestehend beispielsweise aus der gleichen Anzahl von MOSFETs oder anderen Schallvorrichtungen, die durch eine Steuerlogik 17 gesteuert werden, deren Ausgänge 17A-17D die Schalter 11 bis 14 öffnen und schließen.
- Ein Gleichstromzweig 18, der einen Speicherkondensator 19 hat, ist parallel zu der Brücke 11-14 geschaltet. Wie in der folgenden Beschreibung erklärt wird, wird das Schalten der Schalter 11-14 durch die Steuerlogik 17 in Übereinstimmung mit der Spannung an den Anschlüssen des Motors 3 und der Phase der Netzspannung so gesteuert, dass eine Rechteckspannung, die eine Frequenz gleich der Frequenz der Netzspannung, welche durch die Quelle 1 zugerührt wird, erzeugt wird, die jedoch bezogen auf die zuletzt genannte phasenverschoben ist, und die zur Netzspannung addiert oder von dieser subtrahiert wird, um eine Spannung gleich der gewünschten Spannung an den Anschlüssen der Statorwicklung des Motors 3 zu erzeugen. Die Steuerlogik modifiziert die Phase des Rechtecksignals bezogen auf die Phase der Netzspannung, die von der Quelle 1 zugeführt wird, um eine Spannung gleich der gewünschten Spannung an den Anschlüssen des Motors zu erzeugen. Die notwendige Spannung für das Speisen der Brücke 11-14 zum Erzeugen des Rechtecksignals wird durch Speichern einer gewissen induktiven Energie des Motors 3 in dem Kondensator 19 erhalten.
- Die Funktionsweise der vorstehend kurz beschriebenen Schaltung wird unter Bezugnahme auf die Diagramme in den Fig. 4, 5A bis 5D und die Fig. 3A bis 3D, erläutert. Fig. 4 zeigt die folgenden, einander überlagerten Kurven:
- - V1: die Netzspannung, die von der Spannungsquelle 1 zugeführt wird;
- - V2: die Rechteckspannung, die der Ganzbrücke 11, 12, 13, 14 zugeführt wird, die von der in dem Kondensator 19 gespeicherten Energie gespeist wird;
- - Vm: die Spannung an den Anschlüssen des Motors 3 (Spannung an der Wicklung);
- - Im: den Strom, welcher den Motor 3 passiert;
- - Vc: die Spannung an den Anschlüssen des Speicherkondensators 19.
- Der größeren Klarheit halber sind die vorstehend genannten Kurven nochmal getrennt voneinander in den Diagrammen der Fig. 5A bis 5E gezeigt.
- Wie in der Fig. 4 gezeigt, ist die an den Motor durch die Brücke 11-14 angelegte Spannung V2 eine Rechteckspannung mit einer Frequenz gleich der Frequenz der Netzspannung V1, jedoch zu dieser phasenverschoben. Die Spannung Vm am Motor ist die algebraische Summe der zwei Spannungen V1 und V2. Die Phasenverschiebung zwischen den Spannungen V1 und V2 wird durch Betreiben der gesteuerten Schalter 11-14 der Ganzbrücke erhalten und so gesteuert, dass diese den Motor 3 unabhängig von der Spannung der Quelle 1 immer mit einer Auslegungsspannung speist. In dem Diagramm der Fig. 4 ist zu ersehen, dass die Netzspannung V1 größer als die Motorversorgungsspannung Vm ist. In der Praxis ist es vorteilhaft, dass die Steuerschaltung der Spannung V2 eine Phase verleiht, dass immer eine Subtraktion von der Netzspannung V1 erfolgt, obwohl es für den Fachmann klar zu ersehen ist, dass die Schaltung auch in der entgegengesetzten Weise arbeiten kann. Das heißt, dass der Motor für einen gesteuerten Spannungswert Vm ausgelegt ist, der niedriger als der Mindestwert ist, welcher niedriger als der Mindestwert ist, welcher durch das Netz zugeführt werden kann. Beispielsweise wird für einen Motor, der für einen Betrieb in einem Spannungsbereich von 210 bis 240 V geeignet ist, die Auslegungsspannung des Motors gleich oder niedriger als 210 V sein.
- Wenn die Netzspannung V1 aus irgendeinem Grund variiert, wird die Steuerlogik 17 die Schaltphase der Schalter 11, 12, 13 und 14 so modifizieren, dass die Rechteckspannung V2 bezogen auf die Netzspannung V1 auf unterschiedliche Weise phasenverschoben wird, um die Summe Vm der zwei Spannungen gleich dem Auslegungswert des Motors zu halten.
- Das Diagramm der Fig. 4 zeigt vier Zeitintervalle T1, T2, T3 und T4, die den vier Zuständen, welche in der Folge durch die Steuerschaltung gemäß Fig. 1 gemäß der Fließrichtung des Stromes, der durch die Spannungsquelle 1 zugerührt wird, angenommen werden und den Zuständen des Öffnens und Schließens der Schalter 11, 12, 13, 14 der Ganzbrücke entsprechen. Die Fig. 3A bis 3D zeigen die Schaltzustände der Schalter und die Fließrichtung des Stromes in der Schaltung für jedes der vier Intervalle T1 bis T4.
- Fig. 3A zeigt die Netzversorgungsschaltung des Motors 3 während des Intervalls T1, das zum Zeitpunkt (t0) beginnt, zu welchem die Schalter 11-14 der Brücke geschaltet sind und die Spannung V1 positiv ist. Die Schalter 11, 13 sind offen (Aus-Zustand), während die Schalter 12 und 14 geschlossen (Ein-Zustand) sind. In dem ersten Teil der Periode T1 stimmt die Polarität des Kondensators 19 mit der Polarität der Spannungsquelle 1 überein, so dass die Spannung V2 an den Anschlüssen des Kondensators 19 zur Netzspannung V1 addiert wird. Der Kondensator 19 entlädt sich, leitet Strom zum Motor 3. Dies wird als ein leichtes Sinken der Spannung Vc an den Anschlüssen des Kondensators im Intervall T1 reflektiert (siehe auch Fig. 5E). Die Kapazitanz des Kondensators 19 ist jedoch so, dass diese Spannungsänderung minimiert ist.
- Der Strom Im im Motor hat eine sinusförmige Änderung, die bezogen auf die Änderung der Netzspannung V1 phasenverschoben ist und am Ende des Intervalls T1 (zum Zeitpunkt t1) hat er einen Nulldurchgang, wodurch die Fließrichtung geändert wird. Zum Zeitpunkt t1 nimmt die Schaltung die Konfiguration gemäß Fig. 3B ein, die für das Zeitintervall T2 (t2- t1) aufrechterhalten wird: der Strom Im fließt durch den Kondensator 19 in einer solchen Richtung, dass er geladen wird, wie dies aus dem leicht steigenden Trend der Spannung Vc (siehe auch Fig. 5e) im Intervall T2 zu ersehen ist, und Energie in Form von reaktiver Energie des Motors 3 wird in dem Kondensator 19 gespeichert.
- Zum Zeitpunkt t2 werden bestimmt durch die Steuerlogik 17 der Schaltung auf später beschriebene Art und Weise die Schalter 11, 12, 13 und 14 der Brücke geschaltet:
- Die Schalter 11, 13, werden geschlossen (Ein-Zustand) und die Schalter 12, 14 werden geöffnet (Aus-Zustand) während der Strom Im in dem Motor kontinuierlich in die gleiche Richtung fließt. Die Schaltung nimmt die in der Fig. 3C gezeigte Konfiguration ein. Die Spannung, welche durch die Brücke angelegt wird, ändert das Vorzeichen und wird negativ. Der Strom in dem Kondensator 19 fließt nun in eine solche Richtung, dass Energie vom Kondensator auf den Motor übertragen wird, der Kondensator entladen wird (die Kurve Vc sinkt leicht).
- Zum Zeitpunkt t3 geht der Strom Im durch den Wert 0 und ändert wiederum seine Fließrichtung. Die Schaltung nimmt die in der Fig. 3T gezeigte Konfiguration ein:
- die reaktive Energie des Motors wird auf den Kondensator 19 übertragen, der geladen wird. Dieser Zustand besteht bis zum nächsten Schalten der Brücke 11, 12, 13, 14 zum Zeitpunkt t4, zu welchem Zeitpunkt ein Betriebszyklus identisch mit dem beschriebenen, beginnend mit dem Zeitpunkt des Schaltens der Schalter 11, 12, 13, 14, erneut beginnt.
- Wie in der Fig. 4 zu sehen ist, sind die Zeitpunkte des Schaltens der Brücke 11, 12, 13, 14, die die Phase des Rechtecksignals V2 bezogen auf die Netzspannung V1 bestimmen, so verzögert, dass die Spannung V2, die algebraisch zur Spannung V1 addiert wird, eine Spannung an den Anschlüssen der Statorwicklung des Motors 3 aufrechterhält, die kleiner als die Netzspannung ist. Dies ist unter der Annahme, dass der Motor für eine gesteuerte Spannung niedriger als die Netzspannung ausgelegt ist, beispielsweise unter der Annahme, dass die Auslegungsspannung 210 V und die Netzspannung 230 V ist. Wenn die Netzspannung V1 einer Änderung unterworfen ist, modifziert die Steuerlogik 17 die Phase der Rechteckspannung V2 so, dass die Auslegungsspannung von 210 V noch an den Anschlüssen der Statorwicklung des Motors erzeugt wird. Ein ähnliches Verhalten kann dann stattfinden, wenn die Auslegungsspannung größer als die Netzspannung ist, in welchem Fall die Phase des Rechtecksignals V2 so gewählt wird, dass die Spannung an den Anschlüssen des Motors bezogen auf die Netzspannung erhöht wird.
- Die Ganzbrücke 11, 12, 13, 14 wird durch Finden der Phase der Netzspannung V1 und des Wertes der Spannung an den Anschlüssen des Motors 3 zum Schalten gebracht und die Schalter 11, 12, 13, 14 werden dann so geschaltet, dass für das Rechtecksignal V2 die gewünschte Phase erzielt wird, so dass die Spannung am Motor auf dem gewünschten Wert bleibt.
- Die Steuerlogik 17, welche das Schalten der Brücke 11, 12, 13, 14 verursacht, kann die in der Fig. 2 gezeigte Konfiguration haben. Die Signalformen der verschiedenen Signale in der Steuerlogik 17 sind in den Fig. 6A bis 6I wiedergegeben.
- Ein Signal entsprechend der Netzspannung V1, dessen Änderung in der Fig. 6A dargestellt ist, wird an den Eingang eines Nulldurchgangsdetektors 21 angelegt. Am Ausgang des Detektors 21 ist ein periodisches Signal (siehe Fig. 6B), das mit der Netzspannung V1 in Phase ist, das an den Eingang eines ersten Anstiegsgenerators 23 geschickt wird. Das Signal am Ausgang des Detektors 21 wird auch an einen Inverter 25 geschickt, an dessen Ausgang ein Signal erzielt wird, das bezogen auf das Ausgangssignal des Detektors 21 invertiert ist (Fig. 6C) und das an den Eingang eines zweiten Anstiegsgenerators 27 geschickt wird. An den Ausgängen der zwei Anstiegsgeneratoren werden zwei identische Signalformen eine in Phase mit der Netzspannung V1 und die andere um 90º phasenverschoben, wie in den Fig. 6T und 6E gezeigt, erzielt. Die zwei Signale an den Ausgängen der Anstiegsgeneratoren 23, 27, werden an einen ersten Eingang von zwei entsprechenden Komparatoren 29, 31 geschickt, an deren zweiten Eingang eine Fehlerspannung (Verr) proportional zur Differenz zwischen der Auslegungsspannung des Motors (Vp) und der Netzspannung (V1) angelegt wird.
- Am Ausgang des ersten Komparators 29 wird ein Rechtecksignal mit einer Anstiegsfront, die mit dem Schnittpunkt jedes Anstiegs mit der Fehlerspannung Verr übereinstimmt und mit einer Abstiegsfront, die mit der Abstiegsfront jedes Abstiegs übereinstimmt, erhalten. Das Ausgangssignal des Komparators 29 ist in der Fig. 6F mit durchgezogenen Linien dar gestellt. Ein Signal, das ähnlich, jedoch um 90º phasenverschoben ist, wird am Ausgang des Komparators 31 erhalten (Fig. 6G; das mit durchgezogener Linie dargestellte Signal).
- Wenn die zwei Ausgangssignale der zwei Komparatoren 29, 31 zum Setzen und Rücksetzen der Eingänge eines Flip-Flops 33 geschickt werden, wird am Ausgang des zuletzt genannten ein Rechtecksignal erhalten, um die Schalter der Ganzbrücke 11, 12, 13, 14 zu schalten, wobei dieses Signal ein Tastverhältnis von 50% und eine Phase bezogen auf die Netzspannung V1 hat, die eine Funktion des Wertes der Fehlerspannung Verr ist, da die Position der Anstiegsfront der zwei Ausgangssignale des Komparators 29, 31 von dieser Fehlerspannung abhängt. Das Ausgangssignal des Flip-Flops 33 bei Anwesenheit einer Fehlerspannung Verr ist in der Fig. 6H gezeigt.
- Die Fig. 6D bis 61 zeigen auch, wie die Phase des Schaltsignals, das durch das Flip- Flop 33 erzeugt wird, mit der Änderung der Fehlerspannung variiert. Die Fig. 6D und 6E zeigen in strichpunktierter Linie einen unterschiedlichen Wert der Fehlerspannung Verr, die die Erzeugung von Ausgangssignalen der Komparatoren 29, 31 bewirkt, die in den Fig. 6F und 6G in strichpunktierter Linie dargestellt sind. Diese zwei Signale, die an die Setz- und Rücksetz-Eingänge des Flip-Flop 33 angelegt werden, erzeugen das in der Fig. 61 angegebene Schaltsignal. Dieses letzte Signal hat die gleiche Frequenz wie das Signal in der Fig. 6H, ist jedoch gegenüber diesem phasenverschoben.
- Fig. 7 zeigt das Spektrum des Oberwellengehaltes der Spannung, die an den Motor angelegt wird. Wie in dem Diagramm gezeigt, sind die Oberwellen des Basissignals bei 50 Hz vernachlässigbar, was beträchtliche Vorteile gegenüber der Situation, die auftritt, wenn die Spannung durch Triac-Begrenzer gesteuert wird, schafft.
- Es ist zu ersehen, dass die Zeichnungen nur eine praktische Ausführungsform der Erfindung zeigen, die in ihren Formen und Anordnungen ohne Abweichen vom Umfang der Patentansprüche variieren kann. Das Vorhandensein von Bezugsziffern in den folgenden Patentansprüchen hat den Zweck, das Lesen der Patentansprüche unter Berücksichtigung der vorstehenden Beschreibung und anhängenden Figuren zu erleichtern und stellt keine Begrenzung des Schutzumfanges der Patentansprüche dar.
Claims (15)
1. Schaltung zum Steuern der Netzversorgungsspannung eines Elektromotors, mit einer
Einrichtung zum Messen der Differenz zwischen einer Hauptspannung (V1) und einer
Referenzspannung (Vp), und einer Einrichtung (11-14, 17) zum Erzeugen einer
Korrekturwechselspannung (V2), deren Frequenz gleich der Frequenz der Hauptspannung (V1) ist,
und die zu der Hauptspannung (V1) phasenverschoben ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenverschiebung zwischen der
Hauptspannung und der Korrekturspannung proportional zur Differenz zwischen der Hauptspannung
und der Referenzspannung ist, und die Korrekturspannung (V2) zur Hauptspannung (V1)
addiert wird.
2. Schaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen der
Korrekturspannung eine Ganzbrücke aufweist, bestehend aus vier gesteuerten Schaltern (11, 12, 13, 14),
deren Schalten die Korrekturspannung (V2) erzeugt, wobei die Korrekturspannung eine
Rechteckspannung ist, und eine Steuerlogik (17), um das Schalten der gesteuerten Schalter
(11, 12, 13, 14) zu bewirken, wobei in einem Gleichstromzweig (18) der Ganzbrücke eine
im wesentlichen kontinuierliche Spannungsquelle angeordnet ist.
3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Speichervorrichtung (19) zum Speichern
der aktiven Energie des durch die Schaltung gespeisten Motors aufweist, wobei die
Speichervorrichtung (19) Energie zur Einrichtung zum Erzeugen der Korrekturspannung (V2)
zuführt.
4. Schaltung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Speichervorrichtung einen Kondensator
aufweist, der in dem Gleichstromzweig (18) der Ganzbrücke liegt.
5. Schaltung nach mindestens Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerlogik eine Einrichtung (21) zum
Erzeugen eines Signals (B, C), das die Phase der Hauptspannung (V1) anzeigt, eine Einrichtung
zum Vergleichen eines Signals proportional zur Hauptspannung (V1) mit einem
Referenzwert (Vp) und zum Erzeugen eines Fehlersignals (Verr), eine Vergleichseinrichtung
(29, 33) zum Erzeugen eines Signals (F, G), das zu der Hauptspannung (V1) um ein Maß
proportional zu dem Fehlersignal (Verr) phasenverschoben ist, und eine Einrichtung (33)
zum Erzielen eines Signals (H; I) zum Schalten der gesteuerten Schalter aus dem
phasenverschobenen Signal, aufweist.
6. Schaltung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerlogik aufweist: einen
Nulldurchgangsdetektor (21), der ein Signal in Phase mit der Hauptspannung (V1) erzeugt, ein Paar
Anstiegsgeneratoren (23, 27), an dessen Eingänge das von dem Nulldurchgangsdetektor (21)
erzeugte Signal und ein invertiertes Signal angelegt wird, ein Paar Komparatoren (29, 31),
an deren ersten Eingang das Ausgangssignal der zwei Anstiegsgeneratoren (23, 27) und an
dessen zweiten Eingang eine Fehlerspannung (Verr), proportional zur Differenz zwischen
der Hauptspannung (V1) und der Referenzspannung (Vp) angelegt wird, und ein Flip-Flop
(33), an dessen Setz- und Rücksetzeingänge die Ausgangssignale der zwei Komparatoren
(29, 31) angelegt werden, wobei der Ausgang des Flip-Flops für das Schalten der
gesteuerten Schalter verwendet wird.
7. Elektromotor (3) mit einer Einrichtung zur Netzversorgung mit einer gesteuerten
Spannung (Vm),
dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungseinrichtung eine Schaltung
gemäß einem oder mehrerer der Patentansprüche 1 bis 6 aufweist.
8. Elektromotor nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß er ein asynchroner Ein-Phasen-Motor ist.
9. Verfahren zum Speisen eines Elektromotors (3) mit einer gesteuerten Spannung
(Vm) mit dem Schritt Erzeugen einer niedrigen, alternierenden Korrekturspannung (V2),
deren Frequenz gleich der einer Versorgungsspannung (V1) ist, und die zu der
Versorgungsspannung phasenverschoben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur-
Spannung zu der Versorgungsspannung um einen Wert proportional zur Differenz
zwischen der Versorgungsspannung (V1) und einer Referenzspannung (Vp) phasenverschoben
ist, und daß die Korrekturspannung (V2) zur Versorgungsspannung (V1) addiert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturspannung (V2) mittels der induktiven
Energie des Motors (3) erzeugt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturspannung (V2) eine
Rechteckspannung ist.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß der Motor mittels einer Ganzbrücke aus gesteuerten
Schaltern (11, 12, 13, 14) gespeist wird, indem eine im wesentlichen kontinuierliche
Spannungsversorgung (19) in einem Gleichstromzweig (18) der Ganzbrücke angeordnet wird
und indem die Phase des Schaltens der Schalter als eine Funktion der Differenz zwischen
der Versorgungsspannung (V1) und der Referenzspannung (Vp) modifiziert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 10 und 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen kontinuierliche
Spannungsquelle (19) aus einem Kondensator (19) besteht, der mittels der induktiven Energie des
Motors geladen wird.
14. Verfahren wenigstens gemäß Anspruch 12,
gekennzeichnet durch:
Erzeugen eines Signals (B, C), das die Phase der Hauptspannung (V1) anzeigt;
Vergleichen eines Signals proportional zur Hauptspannung (V1) mit einem Referenzwert
(Vp) und Erzeugen eines Fehlersignals (Verr) proportional zur Differenz zwischen der
Hauptspannung und dem Referenzwert; Erzeugen eines Signals (F, G) das zu der
Hauptspannung (V1) um ein Maß proportional zum Fehlersignal (Verr) phasenverschoben ist;
Erzielen eines Signals (H; I) zum Schalten der gesteuerten Schalter (11, 12, 13, 14) aus
diesem phasenverschobenen Signal.
15. Verfahren nach Anspruch 14,
gekennzeichnet durch:
Erzeugen eines Signals (B), das den Nulldurchgang der Hauptspannung (V1) delektiert und
eines entsprechenden invertierten Signals (C), Erzeugen von zwei entsprechenden
Anstiegssignalen (D, E), Vergleichen der Anstiegssignale mit dem Fehlersignal (Verr) und
Erzeugen von zwei Vergleichssignalen (F, G); und Erzeugen des Signals (H; I) zum Schalten
der gesteuerten Schalter (11, 12, 13, 14) aus den Vergleichssignalen (F, G).
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