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WO2004031778A2 - Drehzahlmessung/drehzahlsteuerung eines einphasigen asynchronmotors und eines universalmotors - Google Patents

Drehzahlmessung/drehzahlsteuerung eines einphasigen asynchronmotors und eines universalmotors Download PDF

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WO2004031778A2
WO2004031778A2 PCT/DE2003/003243 DE0303243W WO2004031778A2 WO 2004031778 A2 WO2004031778 A2 WO 2004031778A2 DE 0303243 W DE0303243 W DE 0303243W WO 2004031778 A2 WO2004031778 A2 WO 2004031778A2
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voltage
winding
control
motor
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Inventor
Stanislav Tkadlec
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Original Assignee
Individual
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Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/04—Single phase motors, e.g. capacitor motors

Definitions

  • the invention relates to a measuring method. - Speed measurement of a single-phase asynchronous motor, universal motor and several versions of the speed controls of a single-phase asynchronous motor and a universal motor.
  • the speed of a motor is measured either via a mechanically connected incremental encoder or via a mechanically coupled magnetic sensor, which represents a certain inconvenient design and cost Realize speed control.
  • the measuring method described in the application offers the specification of the speed of a motor directly from an electrical parameter - the induced voltage Uhw from the auxiliary winding 2 - after a signal processing and to use it as feedback for speed control of a single-phase asynchronous motor.
  • the speed measurement of a single-phase asynchronous motor after registration is characterized by the following features:
  • An asynchronous motor has the main winding 12 and at the same time the auxiliary winding 1 connected to a corresponding alternating voltage U1 via a starting capacitor 2 connected in series. Then the measured induced voltage -Uhw on the auxiliary winding 1 is proportional to the speed of the single-phase asynchronous motor. It may be necessary to process and calibrate the induced voltage -Uhw via a measuring device 14 for the speed measurement of a certain single-phase asynchronous motor. Instead of the induced voltage -Uhw on the auxiliary winding 1, the measured voltage -Uc from the starting capacitor 2 can also be used in the same way.
  • a speed control of a single-phase asynchronous motor is also described, which is characterized by the following features.
  • a single-phase asynchronous motor has the main winding 12 connected to the corresponding AC voltage U1 via a regulator element 4 and at the same time the auxiliary winding 1 via a starting capacitor 2.
  • a negative input of a differential controller 3 is connected to the connection point between the starting capacitor 2 and the auxiliary winding 1 and the positive input of a differential controller 3 is connected to the control input 6.
  • the output of the differential controller 3 is further connected to the input of the control element 4.
  • the current of the main winding 12 is regulated via the regulator element 4, namely in proportion to the voltage difference between the voltage Uact, which is further proportional to the induced voltage Uhw, and the control voltage Usoll on the control input 6.
  • the voltage Uc from the starting capacitor 2 is to be used instead of the voltage Uhw. Otherwise there is also the option to connect a voltage difference 15 in series between the connection nodes - auxiliary winding 1 - starting capacitor 2 and the negative input of a differential regulator 3 in order to compensate for the voltage drop Uo.
  • a single-phase asynchronous motor is described, where the two windings of an asynchronous motor - the main winding 12 and the auxiliary winding 1 are connected and controlled via a control element 4 and are characterized by the following features.
  • the main winding 12 and the auxiliary winding 1 connected in series with the starting capacitor 2 are connected via a regulator element 4 to the corresponding AC voltage U1.
  • a negative input of a differential controller 3 is connected to the connection point between the starting capacitor 2 and the auxiliary winding 1 and the positive input of a differential controller 3 is connected to the control input 6.
  • the output of the differential controller 3 is further connected to the input of the controller clip 4.
  • the current of the main winding 12 and the auxiliary winding 1, which is closed in parallel, is regulated via the regulator element 4, namely in proportion to the voltage difference between the voltage Uact, which is further proportional to the induced voltage Uhw, and the control voltage Usoll on the control input 6.
  • the feedback of the differential regulator 3 is to use the voltage Uc from the starting capacitor 2 instead of the voltage Uhw.
  • a voltage difference 15 in series between the connection nodes - auxiliary winding 1 - starting capacitor 2 and the negative input of a differential regulator 3 in order to compensate for the voltage drop Uo.
  • a phase-controlled element such as a triack or thyristor is intended as the control element 4.
  • a voltage-phase converter (9) and possibly a galvanic isolating element (8) should be connected between the output of the differential controller (3) and the input of the controller clip (4).
  • the control cable 6 can be connected via a communication module 35 to a communication bus 36 and the target value in the form of an analog input voltage (Usoll) can be conveyed by a communication bus 36 via a communication module 35.
  • a measuring method is described - speed measurement of a universal motor and several versions of the speed control of a universal motor.
  • the speed of a motor is measured either via a mechanically connected incremental encoder or via a mechanically coupled magnetic sensor, which represents an additional effort and an unfavorable cost factor.
  • a signal from the sensor as a feedback one can further correct an engine speed control.
  • a measuring method is described - speed measurement of a universal motor and several versions of the speed control of a universal motor.
  • the measuring method described in the application provides the specification of the speed of a universal motor directly from an electrical parameter - to take up the induced voltage Urw from the excitation winding 22 and after signal processing further use it as feedback for a speed control of a universal motor.
  • the speed measurement of a universal motor after registration is characterized in that with armature winding 21 of a universal motor connected in series as standard and the excitation winding 22 of a universal motor to a corresponding alternating voltage Un, the measured induced voltage -Urw on the excitation winding 22 at the speed of the universal motor ' is proportional.
  • the measured induced voltage -Urw may need to be corrected for converting the measured induced voltage -Urw into a speed.
  • the excitation winding 22 can be implemented in two winding sections 221 and 222 connected in series. Between the winding sections 221 and 222 the armature winding 21 is shot. In this case, the induced voltage -Urw is to be measured on one of the two of the winding sections 221 and 222.
  • the speed control of a universal motor after registration is characterized in that the armature winding 21 and the excitation winding 22 of a universal motor are connected to the corresponding AC voltage Un via a control element 24.
  • the input of an AC-DC converter 23 with the galvanic isolation is connected to the excitation winding 22 and the output of the AC-DC converter 23 is further connected to the negative input of a differential controller 3.
  • the positive input of a differential controller 3 is connected to the control input 6 of the speed control.
  • the output of the differential controller 3 is connected to the input of the control element 24.
  • the excitation winding 22 can be implemented in two winding sections 221 and 222 connected in series.
  • the armature winding 21 is connected between the winding sections 221 and 222.
  • the input of an AC-DC converter 23 is connected to one of the two of the winding sections 221 and 222 of the excitation winding 22.
  • the induced voltage -Urw from the excitation winding 22 becomes. transformed and corrected in the AC-DC converter 23 and evaluated as actual value (Uact) with the analog input voltage (target value - Usoll) from control input 6 in differential controller 3.
  • the differential controller 3 may be designed with electrical isolation and may be equipped with a suitable converter for converting an analog voltage into a phase signal.
  • the differential controller 3 controls the control element 24 with the output signal in a suitable form; For example, if a control element 24 is designed as a triack or thyristor, this control element 24 will be controlled with a phase-controlled signal.
  • the control input 6 can be connected via a communication module 35 to a communication bus 36, and the analog input voltage setpoint value (Usoll) can be conveyed by a communication bus 36 via a communication module 35.
  • control unit is described as an application of the described type of speed control of an electric motor.
  • Control unit for speed control of the motors in particular universal motors, asynchronous motors with a starting capacitor, characterized in that the actual input 11 is connected via an AC-DC converter with the electrical isolation 23 to the negative input of a differential controller 3.
  • the positive input of a differential controller 3 is connected to the control input 6 of the speed control.
  • the output of the differential controller 3 is connected via a DC-Phasc converter with the galvanic isolation 25 to an input of the control element 24.
  • the two power poles of the Rcgclelement 24 are connected to two output clamps 27.
  • the induced voltage -Urw from a motor winding, proportional to the speed of a motor, is connected to actual input 11.
  • the voltage is converted and corrected appropriately in the AC-DC converter 23 and evaluated as the actual value (Uactual) with the analog input voltage (setpoint value - Usoll) from the control input 6 in the differential controller 3.
  • the analog signal is converted into a phase-modulated signal in the DC-Phasc converter 25.
  • the signal further controls the regulating element 24 and the regulating element 24 regulates the current of a main winding, the armature winding of a motor and thus the speed of a motor.
  • the analog input voltage setpoint value (Usoll) can also be transferred via a communication module 35, which is also connected to a communication bus 36.
  • Fig.l. shows a block diagram of the circuit of the speed measurement
  • FIG. 2 shows a circuit of the speed control of a single-phase asynchronous motor after registration, the asynchronous motor having the main winding 12 over a
  • FIG 3 shows a circuit of the speed control of a single-phase asynchronous motor after registration, the asynchronous motor having the two windings main winding 12 and the auxiliary winding connected via a control element 4.
  • Fig. 4,5 shows the detailed control circuits for both options according to Figs. 2 and 3.
  • Fig. 6 shows the possibility of controlling the speed control unit via a communication bus.
  • Fig. 7 shows the basic arrangement of the speed measurement of a universal motor
  • Fig. 8 shows the basic arrangement of the speed control of a universal motor
  • FIG. 9 shows an example of a basic arrangement of the speed control of an asynchromotor with three windings and a starting capacitor.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

Eine Vorrichtung bzw. Ein damit durchführbares Verfahren dient zur Drehzahlmessung und Drehzahlregelung der Motoren insbesondere Universalmotoren, Asynchronmotoren mit Anlaufkondensator. Die induzierte Spannung Urw von einer Motorwicklung, proportional zu Drehzahl eines Motors wird gemessen. Nach einer Signalbearbeitung wird dieses Signal weiter als eine Rückkopplung für eine Drehzahlsteuerung genutzt. Das Signal steuert ein Regelelement (Triac oder Thyristor) und das Regelelement reguliert phasenmässig Strom einer Hauptwicklung oder Ankerwicklung eventuell eine Hilfswicklung eines Motors und damit die Drehzahl eines Motors.

Description

Drehzahlmessung, Drehzahlsteuerung eines einphasigen Asynchronmotors und eines Universalmotors
Die Erfindung betrifft sich ein Messverfahren. — Drehzahlmessung eines einphasigen Asynchronmotors, Universalmotors und mehrere Ausführungen der Drehzahlsteuerungen eines einphasigen Asynchronmotors und eines Universalmotors.
Standaiimässig bei einem einphasigen Asynchronmotor miss man die Drehzahl eines Motors entweder über einen mechanisch verbunden Inkrementalgeber oder über einen mechanischen angekoppelten magnetischen Fühler, was stellt ein gewissen ungünstiger Konstruktion- und Kostenaufwand dar. Mit so einem Signal abhängigem von der Drehzahl eines Motors kann man weiter eine Drehzahlsteuerung realisieren.
Das in der Anmeldung beschriebene Messverfahren bietet die Angabe der Drehzahl eines Motors direkt von einem elektrischen Parameter — die induzierte Spannung Uhw von der Hilfswicklung 2 - nach einer Signalbearbeitung aufzunehmen und die weiter als eine Rückkopplung für eine Drehzahlsteuerung eines einphasigen Asynchronmotors zu nutzen.
Die Drehzahlmessung eines einphasigen Asynchronmotors nach der Anmeldung ist mit folgenden Merkmalen gekennzeichnet: Ein Asynchronmotor hat standaiimässig die Hauptwicklung 12 und gleichzeitig die Hilfswicklung 1 über ein, in Reihe angeschossenen Anlaufkondensator 2 an eine entsprechende Wechselspannung Ul angeschlossen. Dann die gemessene induzierte Spannung -Uhw auf der Hilfswicklung 1 ist proportional zu der Drehzahl des einphasigen Asynchronmotors . Wobei eventuell für die Drehzahlmessung eines bestimmten einphasigen Asynchronmotors ist notwendig über eine Mess Vorrichtung 14 der induzierten Spannung -Uhw signalmässig zu bearbeiten und zu eichen. Anstatt der induzierten Spannung -Uhw auf der Hilfswicklung 1 kann man auch die gemessene Spannung -Uc vom Anlaufkondensator 2 gleicherweise anwenden. Hier ist zu achten den Spannungsabfall (Uo), entstanden durch den Wechselstrom über den Anlaufkondensator 2 in Ruhestand, mit einer in Reihe zur Eingangssignal angeschlossen Spannungsreferenz 15 wie zum Beispiel einer Zenerdiode zu unterdrücken oder zu kompensieren ist. Die Drehzahlmessung eines Asynchronmotors möglich ist auch wenn die Hauptwicklung 12 oder beide Wicklungen eines Asynchronmotors - die Hauptwicklung 12 und die Hilfswicklung 1 über ein Regelelement angeschlossen sind.
Weiter ist beschrieben eine Drehzahlsteuerung eines einphasigen Asynchronmotors , die mit folgenden Merkmalen gekennzeichnet ist. Ein einphasiger Asynchronmotor hat die Hauptwicklung 12 über ein Reglerelement 4 und gleichzeitig die Hilfswicklung 1 über ein Anlaufkondensator 2 an die entsprechende Wechselspannung Ul angeschlossen. Wobei ein negativer Eingang eines Differenzreglers 3 ist mit dem Nerbindungspunkt zwischen den Anlaufkondensators 2 und der Hilfswicklung 1 verbunden und der positive Eingang eines Differenzreglers 3 ist mit dem Steuereingang 6 verbunden. Der Ausgang des Differenzreglers 3 ist weiter mit dem Eingang des Rcglerclements 4 verbunden. Dabei der Strom der Hauptwicklung 12 ist über das Reglerelement 4 geregelt und zwar proportional zu der Spannungsdifferenz zwischen der Spannung Uist, die weiter zur induzierten Spannung Uhw proportional ist, und der Steuerspannung Usoll auf dem Steuereingang 6.
Als eine Option für die Rückkopplung des Differenzreglers 3 ist anstatt der Spannung Uhw die Spannung Uc vom Anlaufkondensator 2 anzuwenden. Ansonsten hier gibt es auch die Option eine Spannungsdifferenz 15 in Reihe zwischen den Nerbindungsknoten - Hilfswicklung 1 — Anlaufkondensator 2 und negativen Eingang eines Differenzreglers 3 anzuschliessen um die Spannungsabfall Uo zu kompensieren. Weiter ist beschrieben eine weitere Drehzahlsteuerung eines einphasigen Asynchronmotors, wo die beide Wicklungen eines Asynchronmotors - die Hauptwicklung 12 und die Hilfswicklung 1 über ein Regelclement 4 angeschlossen und gesteuert sind und mit folgenden Merkmalen gekennzeichnet ist. Die Hauptwicklung 12 und die in Reihe mit dem Anlaufkondensator 2 verbundene Hilfswicklung 1 über ein Reglerelcment 4 an die entsprechende Wechselspannung Ul angeschlossen sind. Wobei ein negativer Eingang eines Differenzreglers 3 ist mit dem Ncrbindungspunkt zwischen den Anlaufkondensators 2 und der Hilfswicklung 1 verbunden und der positive Eingang eines Differenzreglers 3 ist mit dem Steuereingang 6 verbunden. Der Ausgang des Differenzreglers 3 ist weiter mit dem Eingang des Reglerclcments 4 verbunden. Dabei der Strom der Hauptwicklung 12 und der parallel geschlossenen Hilfswicklung 1 ist über das Reglerelement 4 geregelt und zwar proportional zu der Spannungsdifferenz zwischen der Spannung Uist, die weiter zur induzierten Spannung Uhw proportional ist, und der Steuerspannung Usoll auf dem Steuereingang 6. Wieder als eine Option für die Rückkopplung des Differenzreglers 3 ist anstatt der Spannung Uhw die Spannung Uc vom Anlaufkondensator 2 anzuwenden. Ansonsten hier gibt es auch die Option eine Spannungsdifferenz 15 in Reihe zwischen den Nerbindungsknoten -Hilfswicklung 1 — Anlaufkondensator 2 und negativen Eingang eines Differenzreglers 3 anzuschliessen um die Spannungsabfall Uo zu kompensieren. Als Reglerelement 4 ist in allem Fällen an ein phasengesteuerten Element wie Triack, bzw. Thyristor gedacht. In den Fällen sollte zwischen dem Ausgang des Differenzreglers (3) und dem Eingang des Reglerclcments (4) ein Spannung-Phase-Wandlcr (9) und eventuell ein galvanisches Trennelement (8) angeschlossen sein..
Für die Signalbcarbeitung der induzierten Spannung Uhw es ist günstig in Reihe mit dem negativen Eingang eines Differenzreglers (3) ein Gleichrichter (10) und eventuell ein galvanisches Trennelemcnt (8) und eventuell ein Verstärker ( 11 ) anzuschliessen. Der Steuercingang 6 kann über ein Kommunikationsmodul 35 auf einem Kommunikationsbus 36 angeschlossen sein und die Soll-Wert in der Form eine analoge Eingangsspannung (Usoll) kann über ein Kommunikationsmodul 35 von einem Kommunikationsbus 36 vermittelt werden.
Weiter ist beschrieben ein Meßverfahren - Drehzahlmessung eines Universal motors und mehrere Ausführungen der Drehzahlsteuerung eines Universalmotors.
Standardmäßig bei einem Universalmotor miß man, wenn es notwendig ist, die Drehzahl eines Motors entweder über einen mechanisch verbunden Inkrementalgeber oder über einen mechanisch angekoppelten magnetischen Fühler, was stellt ein zusätzlicher Aufwand und ungünstiges Kostenfaktor dar. Mit einem Signal vom Fühler als eine Rückkopplung kann man weiter eine Drchzahlstcuerung eines Motors korrigieren.
Weiter ist beschrieben ein Meßverfahren - Drehzahlmessung eines Universalmotors und mehrere Ausführungen der Drchzahlstcuerung eines Universalmotors. Das in der Anmeldung beschriebene Meßverfahren bietet die Angabe der Drehzahl eines Univcrsalmotors direkt von einem elektrischen Parameter - die induzierte Spannung Urw von der Erregerwicklung 22 aufzunehmen und nach einer Signalbearbeitung weiter als eine Rückkopplung für eine Drchzahlsteuerung eines Universalmotors nutzen. Die Drehzahlmessung eines Universalmotors nach der Anmeldung ist damit gekennzeichnet, daß bei standardmäßig in Reihe angeschlossene Ankerwicklung 21 eines Universal motors und die Erregerwicklung 22 eines Universalmotors an eine entsprechende Wcchselspannung Un, die gemessene induzierte Spannung -Urw auf der Erregerwicklung 22 zu der Drehzahl des Universalmotors' proportional ist. Wobei eventuell für Umsetzung der gemessenen induzierten Spannung -Urw in eine Drehzahl ist die gemessene induzierte Spannung -Urw zu korrigieren. Die Erregerwicklung 22 kann in zwei, in Reihe angeschlossene Wicklungssektionen 221 und 222 ausgeführt sein. Wobei zwischen der Wicklungssektionen 221 und 222 die Ankerwicklung 21 angeschossen ist. In dem Falle ist die induzierte Spannung -Urw auf eine von der beiden der Wicklungssektionen 221 und 222 zu messen.
Die Drehzahlsteuemng eines Universalmotors nach der Anmeldung ist damit gekennzeichnet, dass die Ankerwicklung 21 und die Erregerwicklung 22 eines Universalmotors über ein Regelelement 24 an die entsprechende Wechselspannung Un angeschlossen ist. Wobei auf der Erregerwicklung 22 Eingang eines AC-DC-Umfomers 23 mit der galvanische Trennung angeschlossen ist und der Ausgang des AC-DC-Umfomers 23 ist weiter auf den negativen Eingang eines Differenzreglers 3 angeschlossen. Der positive Eingang eines Differenzreglers 3 ist mit dem Steuereingang 6 der Drehzahlsteuemng verbunden. Der Ausgang des Differenzrcgler 3 ist an den Eingang des Regelelements 24 verbunden. Die Erregerwicklung 22 kann in zwei, in Reihe angeschlossene Wicklungssektionen 221 und 222 ausgeführt sein. Wobei zwischen der Wicklungs Sektionen 221 und 222 die Ankerwicklung 21 angeschossen ist. In dem Falle ist der Eingang eines AC-DC-Umfomers 23 auf eine von der beiden der Wicklungssektionen 221 und 222 der Erregerwicklung 22 angeschlossen. Die induzierte Spannung -Urw von der Erregerwicklung 22 wird. umgeformt und passend korrigiert im AC-DC-Umfomer 23 und als Ist-Wert (Uist) mit der analogen Eingangsspannung (Soll- Wert - Usoll) vom Steuereingang 6 im Differenzregler 3 ausgewertet. Der Differenzregler 3 ist eventuell ausgeführt mit einer galvanischen Trennung und eventuell ausgestattet mit einem passenden Umformer für die Umwandlung eine Analogsspannung in ein Phasensignal.
Der Differenzregler 3 steuert mit dem Ausgangssignal in einer passenden Form das Regelelemnt 24; zum Beispiel Im Falle der Ausfuhrung eines Regelelements 24 als ein Triack oder Thyristor wird dieses Regelelement 24 mit einem phasengesteuert Signal gesteuert werden. Der Steuereingang 6 kann über ein Kommunikationsmodul 35 auf einem Kommunikationsbus 36 angeschlossen sein und die analoge Eingangsspannung Soll-Wert (Usoll) kann über ein Kommunikationsmodul 35 von einem auch Kommunikationsbus 36 vermittelt werden.
Weiter ist beschrieben die Regelungseinheit als eine Applikation der beschriebenen Art der Drehzahlsteuemng eines Elektromotors.
Regelungseinhcit für Drehzahlregelung der Motoren insbesondere Universalmotoren, Asynchronmotoren mit Anlaufkondensator, damit gekennzeichnet dass der Ist-Eingang 11 ist über ein AC-DC-Umfomers mit der galvanischen Trennung 23 mit dem negativen Eingang eines Diffcrenzreglers 3 angeschlossen. Der positive Eingang eines Differenzreglers 3 ist mit dem Steuereingang 6 der Drehzahlsteuemng verbunden. Der Ausgang des Differenzregler 3 ist über ein DC-Phasc- Wandler mit der galvanischen Trennung 25 mit einem Eingang des Regelelements 24 verbunden. Die zwei Leistungspolen des Rcgclelement 24 sind auf zwei Ausgangsklcmmer 27 angeschlossen.
Die induzierte Spannung -Urw von einer Motorwicklung, proportional zu Drehzahl eines Motors wird auf Ist-Eingang 11 angeschlossen. Die Spannung wird umgeformt und passend korrigiert im AC-DC-Umfomer 23 und als Ist-Wert (Uist) mit der analogen Eingangsspannung (Soll-Wert - Usoll) vom Steuereingang 6 im Differenzrcgler 3 ausgewertet. Das analoge Signal ist im DC-Phasc- Wandler 25 in ein phasenmodulierten Signal umgewandelt. Das Signal steuert weiter das Regelclement 24 und das Regelelement 24 reguliert phasenmässig Strom einer Hauptwicklung, Ankerwicklung eines Motors und damit die Drehzahl eines Motors. Die analoge Eingangsspannung Soll- Wert (Usoll) kann auch über ein Kommunikationsmodul 35 übergeben kann, der weiter auf einem Kommunikationsbus 36 angeschlossen ist. Fig.l. zeigt eine Blockschaltbild der Schaltung der Drehzahlmessung
Fig.2 zeigt eine Schaltung der Drehzahlsteuemng eines einphasigen Asynchronmotors nach der Anmeldung, wobei der Asynchronmotor hat die Hauptwicklung 12 über ein
Rcglerelement 4 angeschlossen.
Fig.3 zeigt eine Schaltung der Drchzahlstcuerung eines einphasigen Asynchronmotors nach der Anmeldung, wobei der Asynchronmotor hat die beide Wicklungen Hauptwicklung 12 und die Hilfswicklung über ein Reglerelement 4 angeschlossen.
Fig. 4,5 zeigt die detaillierte Steuerungskreise für beide Optionen nach Fig. 2 und 3.
Fig. 6 zeigt die Möglichkeit der Steuerung der Einheit der Drehzahlsteuemng über ein Kommunikationsbus.
Fig.7 zeigt die Grundanordnung der Drehzahlmessung eines Universalmotors
Fig.8 zeigt die Grundanordnung der Drehzahlsteuemng eines Universalmotors
Fig.9 zeigt ein Beispiel einer Grundanordnung der Drehzahlsteuemng eines Asynchromotors mit drei Wicklungen und einem Anlaufskondensator.

Claims

Ansprüche:
1. Drehzahlmessung eines einphasigen Asynchronmotors damit gekennzeichnet, dass die Hauptwicklung (12 ) eines einphasigen Asynchronmotors und gleichzeitig die Hilfswicklung (1 ) eines einphasigen Asynchronmotors über ein, in Reihe angeschossenen, Anlaufkondensator (2) an die entsprechende Wcchselspannung Ul angeschlossen sind. Dann die gemessene induzierte Spannung -Uhw auf der Hilfswicklung (2) ist proportional zu der Drehzahl des einphasigen Asynchronmotors. Wobei eventuell für die Drehzahlmessung eines bestimmten einphasigen Asynchronmotors ist notwendig über eine Mcssvomchtung (14) der induzierten Spannung -Uhw signalmässig zu bearbeiten und zu eichen.
2. Drehzahlmessung eines einphasigen Asynchronmotors nach Anspruch 1 damit gekennzeichnet, dass die auf dem Anlaufkondensator (2) gemessene Spannung -Uc, proportional zu der Drehzahl ist. Wobei eventuell für die Drehzahlmessung eines bestimmten einphasigen Asynchronmotors ist notwendig über eine Messvorrichtung (14) der Spannung -Uc signalmässig zu bearbeiten und zu eichen.
3. Drehzahlmessung eines einphasigen Asynchronmotors nach Anspruch 1 und 2 damit gekennzeichnet, dass die Hauptwicklung (12 ) oder beide Wicklungen eines Asynchronmotors - die Hauptwicklung (12) und die Hilfswicklung (1) eines einphasigen Asynchronmotors über ein, in Reihe angeschossenen Rcglerelement (4) an die entsprechende Wechsclspannung Ul angeschlossen sind.
4. Drehzahlsteuemng eines einphasigen Asynchronmotors damit gekennzeichnet, dass ein einphasiger Asynchronmotor hat die Hauptwicklung (12) über ein Rcglerelement (4) und gleichzeitig die Hilfswicklung (1 ) über ein Anlaufkondensator (2) an die entsprechende Wcchselspannung Ul angeschlossen. Wobei ein negativer Eingang eines Differcnzreglcrs (3) ist mit dem Verbindungspunkt zwischen den Anlaufkondcnsators (2) und der Hilfswicklung (1 ) verbunden und der positive Eingang eines Differcnzreglcrs (3) ist mit dem Stcuereingang (6) verbunden. Der Ausgang des Diffcrenzreglers (3) ist weiter mit dem Eingang des Rcglcrelcmcnts (4) verbunden. Dabei der Strom der Hauptwicklung (12) ist über das Rcglerelement (4) geregelt und zwar mit einem Signal proportional zu der Spannungsdifferenz zwischen der Spannung Uist, die weiter zur induzierten Spannung Uhw proportional ist, und der Stcuerspannung Usoll auf dem Stcuereingang (6). Das Signal der Spannungsdifferenz Uist und Uhw ist eventuell passend im Differenzrcgler (3) bearbeitetet, eventuell normalisiert und eventuell passend für den Rcglerelement (4) in einen Signal mit einer Pulsbreitc-Modulation oder einer Phasenmodulation umgewandelt
5. Drehzahlsteuemng eines einphasigen Asynchronmotors damit gekennzeichnet, dass ein einphasiger Asynchronmotor die beide Wicklungen - die Hauptwicklung (12) ) und die in Reihe mit dem Anlaufkondensator (2) verbundene Hilfswicklung (1) über ein Rcglerelement (4) an die entsprechende Wcchselspannung Ul angeschlossen sind. Wobei ein negativer Eingang eines Differcnzreglcrs (3) ist mit dem Ncrbindungspunkt zwischen den Anlaufkondcnsators (2) und der Hilfswicklung (1 ) verbunden und der positive Eingang eines Differcnzreglcrs (3) ist mit dem Stcuereingang (6) verbunden. Der Ausgang des Differcnzreglcrs (3) ist weiter mit dem Eingang des Reglerclcments (4) verbunden. Dabei der Strom der Hauptwicklung (12) ist über das Rcglerelement (4) geregelt und zwar mit einem Signal proportional zu der Spannungsdifferenz zwischen der Spannung Uist, die weiter zur induzierten Spannung Uhw proportional ist, und der Steuerspannung Usoll auf dem Stcuereingang (6). Das Signal der Spannungsdifferenz Uist und Uhw ist eventuell passend im Differenzrcgler (3) bearbeitetet, eventuell normalisiert und eventuell passend für den Rcglerelement (4) in einen Signal mit einer Pulsbreitc-Modulation oder einer Phasenmodulation umgewandelt.
6. Drehzahlsteuemng eines einphasigen Asynchronmotors damit gekennzeichnet, dass die Hauptwicklung (12) eines einphasigen Asynchronmotors über ein Reglerelement (4) und gleichzeitig die Hilfswicklung (1) eines einphasigen Asynchronmotors über ein Anlaufkondesator (2) an die entsprechende Wechselspannung Ul angeschlossen ist. Wobei erst ein positiver Eingang eines Differenzverstärkers (5) mit dem Verbindungspunkt zwischen den Anlaufkondensators (2) und der Hilfswicklung (1) eines einphasigen Asynchronmotors verbunden ist und der negative Eingang eines Differenzverstärkers (5) mit dem positiven Eingang des Differenzreglers (3) und mit dem Steucreingang (6) verbunden ist. Der Ausgang des Differenzverstärkers (5) ist mit dem negativen Eingang des Reglerelements (4) verbunden. Der Ausgang des Differenzregler (3) ist mit dem Eingang des Reglerclcments (4) verbunden. Der Strom der Hauptwicklung (12) des einphasigen Asynchronmotors ist über das Reglerelemcnt (4) von der Spannungsdifferenz zwischen eine Spannung Udif aus dem Ausgang des Differenzverstärkers (5), und der Steuerspannung Usoll vom Steuereingang (6), passend im Differenzregler (3) bearbeitetet und eventuell umgewandelt, gesteuert. Wobei die Spannung Udif aus dem Ausgang des. Differenzverstärkers (5) ist die Spannungsdifferenz zwischen der Steuerspannung Usoll vom Steuereingang (6) und eine Spannung Uist proportional zu der induzierten Spannung Uhw auf der Hilfswicklung (2) des einphasigen Asynchronmotors.
7. Drehzahlsteuemng eines einphasigen Asynchronmotors nach Anspruch 4 damit gekennzeichnet, dass die Spannungsdifferenz für die Steuerung des Stromes der Hauptwicklung (12) zwischen der Spannung Uist, proportional zu der Spannung Uc auf dem Anlaufkondensator (2) und der Steuerspannung Usoll vom Steuereingang (6) durchgeführt ist.
8. Drehzahlsteuemng nach Anspruch 4 bis 6, damit gekennzeichnet, dass das Reglerelement (4) ein phasengesteuertes Element ist und zwischen dem Ausgang des Differenzreglers (3) und dem Eingang des Reglerelements (4) ein Spannung-Phase-Wandler (9) und eventuell ein galvanisches Trennelement (8) angeschlossen ist.
9. Drehzahlsteuemng nach Anspruch 4 bis 6, damit gekennzeichnet, dass als ein Reglerelement (4) ein Triack, Thyristor oder zwei Thyristoren in einer biphasen Schaltung eingesetzt sind.
10. Drehzahlsteuemng nach Anspruch 4,5 und 7 bis 9, damit gekennzeichnet, dass zwischen dem Verbindungspunkt des Anlaufkondensators (2) und der Hilfswicklung (l) eines einphasigen Asynchronmotors und dem negativen Eingang eines Differenzreglers (3) ein Gleichrichter (10) und eventuell ein galvanisches Trennelement (8) und eventuell ein Verstärker (11 ) angeschlossen ist.
1 1. Drehzahlsteuemng nach Anspruch 6 bis 9, damit gekennzeichnet, dass zwischen dem Verbindungspunkt des Anlaufkondensators (2) und der Hilfswicklung (1) eines einphasigen Asynchronmotors und dem negativen Eingang eines Differenzverstärkers (5) ein Gleichrichter ( 10) und eventuell ein galvanisches Trennelement (8) und eventuell ein Verstärker (1 1 ) angeschlossen ist.
12. Drehzahlsteuemng nach den Ansprüchen 1 bis 11 damit gekennzeichnet, dass an dem Stcuereingang (6) ein Analogausgang eines Kommunikationsmoduls (35) angeschlossen ist, das die Soll-Wert (Usoll) als eine analoge Eingangsspannung von einem seriellen oder parallelen Kommunikationsbus (36) durch Umwandeln der Digitaldaten aus einem Kommunikationsprotokoll vermittelt.
13. Die Drehzahlmessung eines Universalmotors ist damit gekennzeichnet, dass bei standardmäßig in Reihe angeschlossene Ankerwicklung (22) eines Univcrsalmotors und die Erregerwicklung (22) eines Univcrsalmotors an eine entsprechende Wcchselspannung Un, die gemessene induzierte Spannung -Urw auf der Erregerwicklung (22) zu der Drehzahl des Universalmotors proportional ist. Wobei eventuell für Umsetzung der gemessenen induzierten Spannung -Urw in eine Drehzahl ist die gemessene induzierte Spannung -Urw zu korrigieren.
14. Die Drehzahlmessung eines Universalmotors nach dem Anspruch 13 ist damit gekennzeichnet, dass Die Erregerwicklung (22) in zwei, in Reihe angeschlossene Wicklungssektionen (221) und (222) ausgeführt ist. Wobei zwischen der Wicklungssektionen (221) und (222) die Ankerwicklung (22) angeschlossen ist. In dem Falle ist die induzierte Spannung -Urw auf eine von der beiden der Wicklungssektionen (221 ) und (222) zu messen
15. Drehzahlsteuemng eines Universalmotors nach der Anmeldung ist damit gekennzeichnet, dass die Ankerwicklung (22) und die Erregerwicklung (22) eines Universalmotors über ein Regelelement (24) an die entsprechende Wcchselspannung Un angeschlossen ist. Wobei auf der Erregerwicklung (22) ein Eingang eines AC-DC-Umfomers (23) mit der galvanische Trennung angeschlossen ist und der Ausgang des AC-DC-Umfomers (23) ist weiter auf den negativen Eingang eines Differenzreglers (3) angeschlossen. Der positive Eingang eines Differenzreglers (3) ist mit dem Stcuereingang (6) der Drehzahlsteuemng verbunden. Der Ausgang des Diffcrenzregler (3) ist an den Eingang des Regelelements (24) verbunden. Die induzierte Spannung -Urw von der Erregerwicklung (22) wird umgeformt und passend korrigiert im AC-DC-Umfomer (23) und als Ist-Wert (Uist) mit der analogen Eingangsspannung (Soll-Wert - Usoll) vom Stcuereingang (6) im Differenzregler (3) ausgewertet. Der Differenzregler (3) ist eventuell ausgeführt mit einer galvanischen Trennung und eventuell ausgestattet mit einem passenden Umformer für die Umwandlung eine Analogsspannung in ein Phasensignal. Der Differcnzregler (3) steuert mit dem Ausgangssignal in einer passenden Form das Rcgelelment (24).
16. Die Drehzahlsteuemng eines Universalmotors nach dem Anspruch 15 ist damit gekennzeichnet, dass Die Erregerwicklung (22) in zwei, in Reihe angeschlossene Wicklungssektionen (221) und (222) ausgeführt ist. Wobei zwischen der Wicklungssektionen (221) und (222) die Ankerwicklung (22) angeschossen ist. In dem Falle ist der Eingang eines AC-DC-Umfomers (23) auf eine von der beiden der Wicklungssektionen (221) und (222) der Erregerwicklung (22) angeschlossen
17. Drehzahlsteuemng nach den Ansprächen 15 bis 16 damit gekennzeichnet, dass das Regelelement 24 ein phasengestcuerter Schalter ist, wobei der Differenzregler (3) steuert den phasengestcuerter Schalter (24) mit einem Phasensignal.
18. Drehzahlsteuemng nach den Ansprächen 15 bis 17 damit gekennzeichnet, dass das Regelelement 24 ein Triack oder Thyristor eingesetzt, wobei ist der Differenzrcgler (3) steuert den Regelelemnt 24 mit einem Phasensignal.
19. Drehzahlsteuemng nach den Ansprächen 15bis 18 damit gekennzeichnet, dass an dem Steuereingang (6) ein Analogausgang eines Kommunikationsmoduls (35) angeschlossen ist, das die Soll-Wert (Usoll) als eine analoge Eingangsspannung von einem seriellen oder parallelen Kommunikationsbus (36) durch Umwandeln der Digitaldatcn aus einem Kommunikationsprotokoll vermittelt.
20. Regclungscinheit für Drehzahlregelung der Motoren insbesondere Univcrsalmotoren, Asynchronmotoren mit Anlaufkondensator, damit gekennzeichnet dass ein negativen Eingang eines Differcnzreglcrs (3) über den Ist-Eingang (1 1) und ist über ein AC-DC-Umfomer (23) mit einer galvanischen Trennung mit einer Hilfswicklung eventuell Erregerwicklung eines Elektromotors angeschlossen. Der positive Eingang eines Differcnzreglcrs (3) ist mit dem Stcuereingang (6) der Drehzahlsteuemng verbunden. Der Ausgang des Differenzrcgler (3) ist über ein DC-Phase- Wandler mit der galvanischen Trennung (25) mit einem Eingang des Regelelements (24) verbunden. Der Rcgelclcmcnt (24) ist angeschlossen und steuert die Hauptwicklung und eventuell die Hilfswicklung ober auch Erregerwicklung bei Univcrsalmotoren. Die induzierte Spannung -Urw von einer Motorwicklung, proportional zu Drehzahl eines Motors wird auf Ist-Eingang (1 1 ) angeschlossen. Die Spannung wird umgeformt und passend korrigiert im AC-DC-Umfomer (23) und als Ist-Wert (Uist) mit der analogen Eingangs-spannung (Soll-Wert - Usoll) vom Stcuereingang (6) im Diffcrenzregler (3) ausgewertet. Das analoge Signal ist im DC-Phasc- Wandler (25) in ein phasenmodulierten Signal umgewandelt. Das Signal steuert weiter das Regclelemcnt (24) und das Rcgelelement (24) reguliert phasenmässig Strom einer Hauptwicklung oder Ankerwicklung eventuell eine Hilfswicklung eines Motors und damit die Drehzahl eines Motors.
21. Regelungseinheit nach dem Anspruch 20 damit gekennzeichnet, dass die Regelungseinheit für Drehzahlregelung wird für Drehzahlregelung eines Asynchronmotoren mit drei Wicklungen und Anlaufkondensator eingesetzt wird.
22. Rcgclungseinheit nach den Ansprächen 20 bis 21 damit gekennzeichnet, dass die Regclungseinheit für Drchzahlregclung wird für Drehzahlrcgelung eines einphasigen Asynchronmotoren mit einem Anlaufkondensator eingesetzt wird
23. Regelungseinheit nach den Ansprächen 20 bis 22 damit gekennzeichnet, dass die Regelungsei nheit für Drehzahlregclung wird für Drehzahlregelung eines Universalmotors eingesetzt wird, wobei der Ist-Eingang (11) auf eine Erregerwicklung (22) oder eine Wicklungssektion der Erregerwicklung (22) angeschlossen ist.
24. Regelungseinheit nach den Ansprächen 20 bis 23 damit gekennzeichnet, dass das Regelelement 24 ein phasengesteuerter Schalter ist, wobei der Differenzregler (3) steuert den phasengestcuerter Schalter (24) mit einem Phasensignal.
25. Rcgelungseinheit nach den Ansprächen 20 bis 24 damit gekennzeichnet, dass das Regelelement 24 ein Triack oder Thyristor eingesetzt, wobei ist der Differenzregler (3) steuert den Regelelemnt 24 mit einem Phasensignal.
26. Regelungseinheit nach dem Anspruch 20 und 25 damit gekennzeichnet, dass an dem Stcuereingang (6) ein Analogausgang eines Kommunikationsmoduls (35) angeschlossen ist.
27. Verfahren - Drehzahlregelung der Motoren insbesondere Universalmotoren, Asynchronmotoren mit Anlaufkondensator, damit gekennzeichnet dass ein negativen Eingang eines Diffcrenzrcglers (3) über den Ist-Eingang (1 1) und ist über ein AC-DC-Umfomer (23) mit einer galvanischen Trennung mit einer Hilfswicklung eventuell Erregerwicklung eines Elektromotors angeschlossen. Der positive Eingang eines Diffcrenzreglers (3) ist mit dem Steuereingang (6) der Drehzahlsteuemng verbunden. Der Ausgang des Differenzregler (3) ist über ein DC-Phase-Wandler mit der galvanischen Trennung (25) mit einem Eingang des Regclelcmcnts (24) verbunden. Der Regelelement (24) ist angeschlossen und steuert die Hauptwicklung und eventuell die Hilfswicklung ober auch Erregerwicklung bei Universalmotorcn. Die induzierte Spannung -Urw von einer Motorwicklung, proportional zu Drehzahl eines Motors wird auf Ist-Eingang (1 1) angeschlossen. Die Spannung wird umgeformt und passend korrigiert im AC-DC-Umfomer (23) und als Ist-Wert (Uist) mit der analogen Eingangs- Spannung (Soll- Wert - Usoll) vom Steuereingang (6) im Differenzregler (3) ausgewertet. Das analoge Signal ist im DC-Phase-Wandler (25) in ein phasenmodulierten Signal umgewandelt. Das Signal steuert weiter das Regelclement (24) und das Regelelement (24) reguliert phasenmässig Strom einer Hauptwicklung oder Ankerwicklung eventuell eine Hilfswicklung eines Motors und damit die Drehzahl eines Motors.
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