CH381306A - Schaltungsanordnung mit Antriebsmotor zur Vorgabe von Sollwerten und Steuergrössen - Google Patents

Description

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 Schaltungsanordnung    mit   Antriebsmotor zur Vorgabe von Sollwerten und    Steuergrössen   Der Patentanspruch I des Hauptpatentes bezieht sich auf ein Verfahren zur Vorgabe von Sollwerten und Steuergrössen, bei dem diese Grössen einem Energiespeicher mit    kapazitivem   Verhalten entnommen werden, der aus einer Spannungsquelle über einen Vorwiderstand gespeist wird, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der über den    Vorwiderstand   erzeugte konstante Strom zur Auf-,    Ent-   und Umladung des Energiespeichers über eine Schalteinrichtung verwendet wird, die von der    Differenz   zwischen der Spannung an dem Energiespeicher und einer Vorgabespannung gesteuert wird und die erforderliche Stromrichtung bestimmt.

   Die mit dem Patentanspruch Il des Hauptpatentes beanspruchte Schaltungsanordnung zur Ausübung des Verfahrens nach Patentanspruch I des Hauptpatentes ist dadurch gekennzeichnet, dass eine aus Halbleiterelementen gebildete Schalteinrichtung vorgesehen ist, bei der eine Ventilanordnung mit einer    Vorspannung   versehen ist, welche durch die    Differenz   zwischen der Spannung an dem Energiespeicher und der Vorgabespannung gebildet wird. 



  Mit den vorgenannten Massnahmen sollte eine weitgehende zeitlineare Drehzahländerung des jeweiligen Antriebsmotors erzielt werden. Sofern nun bei Verwendung von    Gleichstrom-Nebenschlussmotoren   ein zusätzlicher    Feldschwächbereich   vorgesehen ist, würde ein zeitlinearer Drehzahlanstieg einen    mit   zunehmender Feldschwächung ansteigenden Ankerstrom bedingen. Dies ist jedoch aus    Kommutierungsgründen   unerwünscht und wird daher lediglich in Sonderfällen angewendet. Vielmehr wird man bestrebt sein, entweder den Ankerstrom auch im    Feldschwächbereich   auf einen bestimmten Spitzenwert zu begrenzen oder aber sogar den Ankerstrom mit zunehmender Drehzahlerhöhung, das heisst zunehmender Feldschwächung herabzusetzen. 



  Die vorliegende Erfindung    betrifft   eine Schaltungs-    anordnung   der genannten Art, d. h. zur Vorgabe von Sollwerten und von Steuergrössen nach Patentanspruch    II   des Hauptpatentes, mit einem Antriebsmotor. Erfindungsgemäss sind zur Vorgabe einer Betriebsgrösse für den Antriebsmotor Mittel vorgesehen, die den Betrag des Stromes zur Auf-,    Ent-   und Umladung des Energiespeichers in Abhängigkeit von der Feldschwächung des Antriebsmotors ändern. 



  Die Erfindung sei nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert. 



  In    Fig.   1 wird die    Sollwertspannung      US   an den Klemmen 17 und 18 einem Kondensator 1 entnommen. Die an den    Klemmen   15 und 16 angeschlossenen gegenläufig verstellbaren Abgriffe des    Führungs-      grössengeber-Widerstandes   2, der an einer festen Gleichspannung liegt, geben eine Führungsgrössenspannung    Uso   vor, die einer bestimmten Drehzahl- oder Ankerspannung eines Antriebsmotors entspricht.

   Solange die Spannung    Uso   an den Klemmen 15 und 16 und die Spannung    Us   an den Klemmen 17 und 18 einander nicht gleich sind, wird durch die aus den Trockengleichrichtern 3 bis 6 bestehende Ventileinheit ein konstanter Strom auf den Kondensator 1 geschaltet, um diesen    ent-,   auf- oder umladen zu können. Die zeitliche Spannungsänderung an dem Kondensator wird dann zur Vorgabe der gewünschten zeitlichen Drehzahländerung des nicht dargestellten Antriebes verwendet. 



  Zur Korrektur der durch die unterschiedlichen    Durchlasswiderstände   der    Trockengleichrichter   3 bis 6 entstehenden Fehler dient der    Justierwiderstand   12. Der relativ hohe Blindwiderstand des stromsteuernden Magnetverstärkers 7 bewirkt eine weitgehende Lastunabhängigkeit des durch ihn    fliessenden   Stromes, der durch die an den Klemmen 13 und 14    liegende   Wechselspannung erzeugt wird. Der Transformator 8 dient zur Anpassung seiner primären    Wechselstromgrössen   an 

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 die gewünschten elektrischen Grössen der Gleichstromseite des Gleichrichters 9. Der Trockengleichrichter 9 in Brückenschaltung richtet den Wechselstrom gleich.

   Der Kondensator 10 dient zur    Glättung.   Der Widerstand 11 ist erforderlich, um auch bei plötzlicher    Sollwertspannung   den Strom über den in Brückenschaltung angeordneten Gleichrichter 9 in jedem Fall konstant zu halten und immer eine positive Ausgangsklemmenspannung des Gleichrichters 9 zu gewährleisten. Über die    Vormagnetisierungswicklung   des    stromsteuernden   Magnetverstärkers 7 mit den Klemmen 19 und 20 wird ein dem Feldstrom des Gleichstromantriebsmotors proportionaler Strom geleitet. Im    Feldschwächbereich   wird daher der stromsteuernde Magnetverstärker weniger ausgesteuert, so dass der Ladestrom des Kondensators sich verringert und damit auch die    zeitliche   Drehzahländerung verkleinert wird. 



     Fig.   2 zeigt eine andere Möglichkeit zur kontinuierlichen Änderung des    Kondensatorladestromes.   Der konstante, das heisst lastunabhängige Strom wird durch den hohen    Blindwiderstand   des Kondensators 21 erzeugt. Parallel zu den Sekundärklemmen des Anpassungstransformators 8 ist    wechselstromseitig   durch einen stromsteuernden Magnetverstärker 22, der annähernd umgekehrt proportional dem Feldstrom des oder der Antriebsmotoren erregt wird, ein Nebenschluss gebildet. In diesem    Fallewirdder   stromsteuernde Magnetverstärker nach Überschreiten des Drehzahlwertes, bei dem die Feldschwächung einsetzt, mit zunehmender Drehzahl zunehmend vormagnetisiert.

   Das kann, wie in    Fig.   2 dargestellt, derart geschehen,    dass   die    Vormagnetisierung   oberhalb des durch Vorspannung 23 und    Gleichrichterbrückenschaltung   24 bestimmten Schwellwertes des    Drehzahl-Sollwertes   einsetzt. 



  In entsprechender Weise ist es gemäss    Fig.2a   möglich, das Einsetzen der Feldschwächung durch Messung des    Drehzahl-Istwertes   zu erfassen. Ein am    Istwertgeber   27 abgegriffener Spannungswert wird über einen    Ohmschen   Spannungsteiler 25, 26 der    Gleichrichterbrückenschaltung   24 zugeführt, die durch die    Gleichspannungsquelle   23 vorgespannt ist. Nach Überschreiten des durch letztere bestimmten    Schwell-      wertes   wird der stromsteuernde Magnetverstärker 22 mit zunehmendem    Drehzahl-Istwert   zunehmend vormagnetisiert. 



  Ausführungsbeispiele für eine    stufenweiseÄnderung   des Ladestromes in Abhängigkeit von der Motorenfelderregung zeigen die    Fig.   3 und 4. 



  In    Fig.   3 ist der Anpassungstransformator 8 mit    Anzapfungen   versehen. Ein über einen    Shunt   30    (Klemmen   31 und 32) vom Feldstrom erregtes Relais 28 liegt mit seinem Arbeitskontakt 29 an der    Transfor-      matoranzapfung   mit der kleineren    Windungszahl.   Sinkt nun der Feldstrom unter seinen Nennwert, so fällt das Relais ab, und sein Kontakt 29 wird an eine    Anzapfung,   die einer höheren    Windungszahl   entspricht, gelegt. Um das    Durchflutungsgleichgewicht   auf der Primär- und Sekundärseite des Transformators aufrechtzuerhalten, wird der Sekundärstrom des Trans-    formators   und damit der Ladestrom des Kondensators 1 kleiner.

   Selbstverständlich ist es möglich, mehrere auf unterschiedliche Feldströme ansprechende Stromrelais vorzusehen, die eine sinngemässe Änderung des Ladestromes bewirken. 



  In    Fig.   4 ist eine Steuerung des Feldstromes des Antriebsmotors dargestellt. Das    Motorenerregerfeld   36 wird über den    Feldsteller-Widerstand   35 von der    Gleichspannungsquelle   37 erregt. Der Anpassungstransformator 8 ist mit mehreren    Anzapfungen   versehen, an die ein verstellbarer Abgriff 33 gelegt werden kann. Zwischen letzterer und der    Verstelleinrichtung   34 des Feldstellers ist eine    zwangläufige   Kupplung vorgesehen, wodurch bewirkt wird, dass mit zunehmender Feldschwächung der Ladestrom des Kondensators zunehmend herabgesetzt wird. In diesem Fall dient die Spannung am Kondensator lediglich zur Ankerspannungsvorgabe für den Antriebsmotor. 



  Dadurch, dass sich die Spannungen des    Blindvor-      widerstandes   7 bzw. 21 und der als    ohmisch   anzusehenden gleichstromseitigen Belastung des Gleichrichters 9    vektoriell   addieren, kann das    Konstantstromverhalten   bereits mit einer gegenüber bei Verwendung von nur    Ohmschen      Vorwiderständen   kleineren Wechselspannung erreicht werden. Gleichzeitig ergibt sich hierdurch eine Leistungsersparnis. 



  Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, vielmehr können die in den Figuren dargestellten Möglichkeiten, wie bereits die Erläuterungen zeigen, in sinngemässer Weise untereinander ausgetauscht und kombiniert werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Schaltungsanordnung zur Vorgabe von Sollwerten und von Steuergrössen nach Patentanspruch 1I des Hauptpatentes, mit einem Antriebsmotor, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vorgabe einer Betriebsgrösse für den Antriebsmotor Mittel vorgesehen sind, die den Betrag des Stromes zur Auf-, Ent- und Umladung des Erregerspeichers in Abhängigkeit von der Feldschwächung des Antriebsmotors ändern. UNTERANSPRÜCHE 1. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, die den Betrag des Ladestromes mit zunehmender Feldschwächung herabsetzen. 2.

   Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 1, gekennzeichnet durch einen stromsteuernden Magnetverstärker (7), der in Reihe mit einer@den Strom erzeugenden Wechselspannungsquelle liegt und proportional dem Feldstrom des Antriebsmotors erregt wird. 3. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 1, bei der der Auf-, Ent- und Umladestrom ein gleichgerichteter Wechselstrom ist, gekennzeichnet durch einen für den Strom wechselstromseitig einen Nebenschluss darstellenden stromsteuernden Magnetverstärker (21), der umgekehrt proportional dem Feldstrom des Antriebsmotors erregt wird (Fig. 2). <Desc/Clms Page number 3> 4.

   Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der stromsteuernde Magnetverstärker (21) oberhalb eines durch eine Gleichrichtereinheit (24) und eine Vorspannung (23) gebildeten Schwellwertes des Drehzahl-Sollwertes mit zunehmendem Sollwert zunehmend vormagnetisiert wird (Fig. -2). 5. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der stromsteuernde Magnetverstärker oberhalb eines durch eine Gleichrichtereinheit (24) und eine Vorspannung (23) gebildeten Schwellwertes des Drehzahl-Istwertes (25, 26, 27) mit zunehmendem Istwert zunehmend vormagnetisiert wird (Fig. 2a). 6.

   Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Schaltmittel vorgesehen sind, mit denen der Ladestrom des Kondensators (1U) stufenweise über Anzapfungen eines Anpassungstransformators (8) geändert wird. 7. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zum stufenweisen Umschalten der Transformatorenanzapfungen mindestens ein vom Feldstrom erregtes Stromrelais (28) vorgesehen ist (Fig. 3). B. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch b, dadurch gekennzeichnet, dass eine zwangläufige Kupplung zwischen der Verstelleinrichtung (34) des Feldstellers (35) und der Verstelleinrichtung (33) des Transformators (8) vorgesehen ist.