DE1613936C - Mehrphasiger Wechselstromsteller - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen mehrphasigen Wechselstromsteller für einen über in Serie mit den Phasenwicklungen liegende Halbleiterschalter gesteuerten Induktionsmotor.

Bei den bekannten Wechselstromstellern dieser Art sind für die Drehrichtungsumkehr sowie die Polumschaltung zwei Schaltungen erforderlich, und zwar eine Schaltung für Rechtslauf und eine für Linkslauf. Zwischen der Umschaltung von Rechtslauf auf Linkslauf oder umgekehrt liegt mindestens eine Zeitverzögerung von 10 Millisekunden (bei 50 Hz), wodurch die Halbleiter bekanntlich erst beim Phasennulldurchgang löschen, was zum Kurz- oder Phasenschluß führt, wenn die andere Drehrichtung zu schnell eingeschaltet wird. Die bekannten Schaltungen weisen daher Verzögerungsschaltungen auf, um einen Phasenschluß durch zu schnelle Umschaltung zu verhüten. Die bekannten Wechselstromsteller der vorliegenden Art sind daher kompliziert und aufwendig.

Durch die französische Patentschrift 1 305 512, die britische Patentschrift 1 067 974 und die Zeitschrift »Elektronik« 1966, Heft 3, S. 71 bis 73, sind Wechselstromsteller bekanntgeworden, bei denen die Zweiweg-Wechselstromthyristoren zwischen den Wicklungen und dem Sternpunkt des Motors angeordnet sind, wodurch zwar die Gefahr eines Kurz- oder Phasenschlusses der Zweiweg-Wechselstromthyristoren mit einer normalen Ausgangsspannung von Elektronikschaltungen vermieden und der Motor aus- und eingeschaltet werden kann, jedoch ist eine schnelle Drehrichtungsumkehr sowie eine Polumschaltung mit diesen bekannten Vorrichtungen nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wechselstromsteller der vorbezeichneten Art zu schatten, bei dem eine schnelle Drehrichtungsumkehr sowie Polumschaltung möglich ist, ohne daß die Gefahr von Kurzschlüssen besteht.

Die eine Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß von mindestens zwei als Wicklungspaare ausgebildeten Phasenwicklungen des Motors jeweils die eine Wicklung für Rechtslauf und die andere Wicklung für Linkslauf vorgesehen ist und daß ,die Wicklungen sternpunktseitig jeweils mit einem Zweiweg-Wechselstromthyristor in Serie geschaltet sind, wobei die Torelektroden der Zweiwcg-Wechselstromthyristoren für Rechts- bzw. Linkslauf über je eine Eingangsklemme an die Steuerspannungsquelle angeschlossen sind. .

Eine andere Lösung derselben Aufgabe besteht darin, daß von den als Wicklungspaare (Aa, Ab; Ba, Bb; Ca, Cb) ausgebildeten Phasenwicklungen des Motors (MW) jeweils die eine Wicklung {Ab, Bb, Cb) für Schnellauf und die andere Wicklung (Aa, Ba, Ca) für Langsamlauf vorgesehen ist und daß die Wicklungen (Aa, Ab, Ba, Bb, Ca, Cb) sternpunktseitig jeweils mit einem Zweiweg-Wechselstromthyrislor (aa, ab, ha, bb, ca, cb) in Serie geschaltet sind, wobei die Torelektroden der Zweiweg-Wechselstromthyristoren für Schnell- bzw. Langsamlauf jeweils gemeinsam an die Steuerspannungsquelle (32 bzw. 30) angeschlossen sind.

Auf Grund der Hedämpfung des Zweiweg-Wechselstromthyristors durch den vorgeschalteten Motor kann niemals ein Kurz- oder Phasenschluß auftreten, auch wenn kurzzeitig beide Ansteuertingen wirksam sein sollten.

Im Gegensatz zu den bekannten Ausführungen ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung deshalb eine schnelle Drehrichtungsumkehr für die Polumschaltung ohne die Gefahr von Kurzschlüssen möglich.

Dabei erfordert die anmeldungsgemäße Lösung gegenüber den bekannten Ausführungen einen überraschend geringen schaltungstechnischen Aufwand. Die für die bekannten Ausführungen notwendigen besonderen Verzögerungsschaltungen, die erforderlich waren, um einen Phasenkurzschluß durch zu

ίο schnelle Umschaltung zu vermeiden, können wegfallen.

Weitere Merkmale der Erfindung sind im Anspruch 2 niedergelegt.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Drehstrommotor für eine Drehrichtung mit einer Einrichtung zum Ein- und Auschalten; F i g. 2 zeigt in einer der F i g. 1 entsprechenden Darstellung die Anordnung für einen Drehstrommotor mit Drehrichtungsumkehr;

Fig. 3 zeigt in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung die Anordnung für einen Drehstrommotor mit Polumschaltung;

Fig. 4 zeigt wiederum in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung die Anordnung für einen Drehstrommotor mit Polumschaltung und Drehrichtungsumkehr.

Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Drehstrommotor M weist in herkömmlicher Weise drei Wicklungen^, B und C auf, deren Eingangsklemmen U, V und W jeweils an die drei Phasen R, S und T eines Drehstromnetzes angeschlossen sind. Die Ausgangsklemmen X, Y und Z der Wicklungen A, B und C sind über Zweiweg-Wechselstromthyristoren (Triacs) a, b, c an den Sternpunkt St angeschlossen, an dem wiederum in bekannter Weise die Nullphase MP angeschlossen ist. Die Anschlußklemme für die Steuerspannung der Zweiweg-Wechselstromthyristoren ist mit 16 bezeichnet. Sie wird mit einer normalen Ausgangsgleichspannung von Elektronikschaltungen gespeist.

Zum Einschalten des Drehstrommotors M wird über die Eingangsklemme 16 von einem kontaktlosen System eine Gleichspannung über Vorwiderstände 10 den Zweiweg-Wechselstromthyristoren a, b, c zugeführt, so daß diese leitend werden. Zum Ausschalten des Motors wird die Gleichspannung von der Anschlußklemme 16 weggenommen.

Während in Fig. 1 ein Drehstrommotor M für nur eine Drehrichtung'dargestellt ist, zeigt Fig. 2 einen Drehstrommotor M W für Drehrichtungsumkehr.

Man erkennt aus der Zeichnung, daß die allgemein mit 18 bezeichnete Wicklung aus zwei Wicklungen besteht, nämlich aus einer an die Phase R angeschlossenen Wicklung A 1 und aus einer an die Phase T angeschlossenen Wicklung A 2. Desgleichen besteht die allgemein mit 22 bezeichnete Wicklung aus einer an die Phase R angeschlossenen Wicklung C1 und aus einer an die Phase T angeschlossenen Wicklung CI. , Die an die Phase 5 angeschlossene Wicklung B braucht nur einfach vorhanden zu sein.

Die Ausgangsklemmen X1, Z2, Y, Xl, Zl der Wicklungen A 1, A 2, B, Cl, C2 sind über Zweiweg-Wechselstromthyristoren al, a2, b, el, c2 an den Sternpunkt St angeschlossen. Es sind zwei Anschlußklemmen 12, 14 für die Steuergleichspannung vorgesehen, wobei die Steuergleichspannung an die An-

schlußklemme 12 angelegt wird, um den Motor auf Linkslauf zu schalten, während die Steuerspannung an die Anschlußklemme 14 für Rechtslauf angelegt wird. Von der an die Anschlußklemme 12 angeschlossenen Verteilerleitung zweigt eine Zweigleitung 26 ab, in die eine Diode dl eingeschaltet ist und die über eine Leitung 28 zur Steuerung des Zweiweg-Wechselstromthyristors b beim Linkslauf dient. An die Leitung 28 ist über eine Diode dl, die zu der Diode d2 entgegengesetzt angeordnet ist, und über eine Zweigleitung 24 ferner die von der Anschlußklemme 14 kommende Steuerleitung angeschlossen.

Wird eine Gleichspannung an die Anschlußklemme 12 angelegt, so werden die Zweiweg-Wechselstromthyristoren al und el leitend.

Gleichzeitig wird über die Leitung 16 und die Diode dl sowie über die Leitung 28 auch der Zweiweg-Wechselstromthyristor b leitend, wobei die entgegengesetzt angeordnete Diode dl verhindert, daß der Steuerstrom in die Zweigleitung 24 fließen kann. Der Motor läuft dann im Linkslauf.

Wird dagegen an die Anschlußklemme 14 eine Steuergleichspannung angelegt, so werden die Zweiweg-Wechselstromthyristoren al und el leitend, während gleichzeitig über die Leitung 24, die Diode d 1 und die Leitung 28 wiederum der Zweiweg-Wechselstromthyristor b leitend wird. In diesem Falle verhindert die Diode dl einen Stromfluß in die Leitung 26.

Dank der Bedämpfung der Zweiweg-Wechsel-Stromthyristoren durch den vorgeschalteten Motor MW kann niemals ein Kurz- oder Phasenschluß auftreten, auch wenn kurzzeitig beide Ansteuerungen 12, 14 wirksam sein sollten.

F i g. 3 zeigt einen Motor mit einer Einrichtung zur Polumschaltung für Langsam- und Schnellauf. Eine Steuergleichspannungsanschlußklemme 30 dient zur Schaltung auf Langsamlauf und eine Steuergleichspannungsanschlußklemme 32 zur Schaltung auf Schnellauf. Wenn die Steuergleichspannung an die Anschlußklemme 30 angelegt wird, werden die Zweiweg-Wechselstromthyristoren aa, ba und ca leitend, so daß die Wicklungen A a, Ba, Ca stromdurchflossen werden.

Wird dagegen an die Anschlußklemme 32 eine Steuergleichspannung angelegt, so werden die Zweiweg-Wechselstromthyristoren ab, bb und cb leitend, so daß die Wicklungen Ab, Bb und Cb leitend werden.

Die in F i g. 4 dargestellte Ausführungsform ist eine Kombination auf den in den F i g. 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen, d. h., sie zeigt einen Drehstrommotor, der sowohl für Polumschaltung als auch für Drehrichtungsumkehr ausgebildet ist. Wird die Steuergleichspannung an die Klemme angelegt, so läuft der Motor langsam im Rechtslauf. Wird die Steuerspannung an die Klemme 36 angelegt, so läuft der Motor schnell im Rechtslauf. Wird die Steuerspannung an die Klemme 38 angelegt, so läuft der Motor langsam im Linkslauf, und wenn man die Steuerspannung an die Anschlußklemme 40 anlegt, so läuft der Motor schnell im Linkslauf. Im übrigen ergibt sich die Funktionsweise dieser Ausführungsform aus einer gemeinsamen Betrachtung der Ausführungsformen gemäß F i g. 2 und 3.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Mehrphasiger Wechselstromsteller für einen über in Serie mit den Phasenwicklungen liegende Halbleiterschalter gesteuerten Induktionsmotor, dadurch gekennzeichnet, daß von mindestens zwei als Wicklungspaare ausgebildeten Phasenwicklungen des Motors (MW) jeweils die eine Wicklung (A 1, Cl) für Rechtslauf und die andere Wicklung (A 2, Cl) für Linkslauf vorgesehen ist und daß die Wicklungen (A 1, B, Cl, A 2, Cl) sternpunktseitig jeweils mit einem Zweiweg-Wechselstromthyristor (α 1, b, el, al, el) in Serie geschaltet sind, wobei die Torelektroden der Zweiweg-Wechselstrom thyristoren für Rechts- bzw. Linkslauf über je eine Eingangsklemme an die Steuerspannungsquelle (14 bzw. 12) angeschlossen sind.

2. Wechselstromsteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zweiweg-Wechselstromthyristor (b) für die einteilige Phasenwicklung (B) über zwei entgegengesetzt angeordnete Dioden (d 1, dl) an die Steuerspannungsquellen (12, 14) angeschlossen ist.

3. Mehrphasiger Wechselstromsteller für einen über in Serie mit den Phasenwicklungen liegende Halbleiterschalter gesteuerten Induktionsmotor, dadurch gekennzeichnet, daß von den als Wicklungspaare (Aa, Ab; Ba, Bb; Ca, Cb) ausgebildeten Phasenwicklungen des Motors (MPF) jeweils die eine Wicklung (Ab, Bb, Cb) für Schnellauf und die andere Wicklung (Aa, Ba, Ca) für Langsamlauf vorgesehen ist und daß die Wicklungen (Aa, Ab, Ba, Bb, Ca, Cb) sternpunktseitig jeweils mit einem Zweiweg-Wechselstromthyristor (aa, ab, ba, bb, ca, cb) in Serie geschaltet sind, wobei die Torelektroden der Zweiweg-Wechselstromthyristoren für Schnell- bzw. Langsamlauf jeweils gemeinsam an die Steuerspannungsquelle (32 bzw. 30) angeschlossen sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen