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Title:
SPEED MEASUREMENT/CONTROL OF A MONOPHASE ASYNCHRONOUS MOTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/030339
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to the measurement and control of the speed of a monophase asynchronous motor. According to the inventive measurement method, the speed indication is recorded directly from an electric parameter of the auxiliary winding and after a signal processing is further used as feedback for controlling the speed of a monophase asynchronous motor. The speed control of a monophase asynchronous motor is characterised in that the primary winding (12) of a monophase asynchronous motor is connected to the corresponding alternating voltage (U1) by means of a controller element (4) and the auxiliary winding of a monophase asynchronous motor is simultaneously connected to said corresponding alternating voltage (U1) by means of a starting capacitor (2). The current of the primary winding (12) of the monophase asynchronous motor is thus controlled by means of the controller element (4), by the voltage differential between a voltage Uist of the auxiliary winding (2) of the monophase asynchronous motor and the control voltage Usoll of the control input and is processed accordingly in the differential controller.

Inventors:
TKADLEC STANISLAV (DE)
Application Number:
PCT/DE2002/003680
Publication Date:
April 10, 2003
Filing Date:
September 28, 2002
Export Citation:
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Assignee:
TKADLEC STANISLAV (DE)
International Classes:
H02P25/04; (IPC1-7): H02M/
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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, Anlaufskondesator (2) an die entsprechende Wechselspannung Ul angeschlossen sind. Dann die gemessene induzierte SpannungUhw auf der Hilfswicklung (2) ist proportional zu der Drehzahl des einphasigen Asynchronmotors. Wobei eventuell für die Drehzahlmessung eines bestimmten einphasigen Asynchronmotors ist die Meßvorrichtung (14) der induzierten SpannungUhw in Drehzahl geeicht.
2. Drehzahlmessung eines einphasigen Asynchronmotors nach Anspruch 1 damit gekennzeichnet, dass die auf dem Anlaufskondesator (2) gemessene Spannung Uc, proportional zu der Drehzahl ist. Wobei eventuell für die Drehzahlmessung eines bestimmten einphasigen Asynchronmotors ist die Meßvorrichtung (14) der SpannungUc in Drehzahl geeicht.
3. Drehzahlmessung eines einphasigen Asynchronmotors nach Anspruch 1 und 2 damit gekennzeichnet, dass die Hauptwicklung (12) eines einphasigen Asynchronmotors über ein, in Reihe angeschossenen Reglerelement (4) an die entsprechende Wechselspannung Ul angeschlossen ist.
4. Drehzahlsteuerung 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 Anlaufskondesator (2) an die entsprechende Wechselspannung Ul angeschlossen ist. Wobei ein negativer Eingang eines Differenzreglers (3) mit dem Verbindungspunkt zwischen den Anlaufkondensators (2) und der Hilfswicklung (1) eines einphasigen Asynchronmotors verbunden ist und der positive Eingang eines Differenzreglers (3) mit dem Steuereingang (6) verbunden ist. Der Ausgang des Differenzregler (3) ist mit dem Eingang des Reglerelements (4) verbunden. Dabei der Strom der Hauptwicklung (12) des einphasigen Asynchronmotors ist über das Reglerelement (4) von der Spannungsdifferenz zwischen eine Spannung Uist, proportional zu der induzierten Spannung Uhw auf der Hilfswicklung (2) des einphasigen Asynchronmotors, und der Steuerspannung Usoll auf dem Steuereingang (6), passend im Differenzregler (3) bearbeitetet und eventuell umgewandelt, gesteuert.
5. Drehzahlsteuerung 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 Anlaufskondesator (2) und der Steuerspannung Usoll vom Steuereingang (6) durchgeführt ist.
6. Drehzahlsteuerung 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 Anlaufskondesator (2) an die entsprechende Wechselspannung Ul angeschlossen ist. Wobei erst ein positiver Eingang eines Differenzverstärkers (5) mit dem Verbindungspunkt zwischen den Anlauflcondensators (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 Steuereingang (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 Reglerelements (4) verbunden. Der Strom der Hauptwicklung (12) des einphasigen Asynchronmotors ist über das Reglerelement (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. Drehzahlsteuerung 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 SpannungPhaseWandler (9) und eventuell ein galvanisches Trennelement (8) angeschlossen ist.
8. Drehzahlsteuerung nach Anspruch 4 bis 6, damit gekennzeichnet, daß das Reglerelement (4) ein Triak (7) ist.
9. Drehzahlsteuerung nach Anspruch 4 bis 6, damit gekennzeichnet, daß das Reglerelement (4) ein oder zwei Thyristoren bilden.
10. Drehzahlsteuerung nach Anspruch 4,5 und 7 bis 9, damit gekennzeichnet, daß zwischen dem Verbindungspunkt des Anlaufkondensators (2) und der Hilfswicklung (1) eines einphasigen Asynchronmotors und dem negativen Eingang eines Differenzreglers (3) ein Gleichrichter (10) und eventuell ein galvanisches Trennelement (8) und eventuell ein Verstärker (11) und eventuell eine Spannungsreferenz (15) angeschlossen ist.
11. Drehzahlsteuerung 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 (11) und eventuell eine Spannungsreferenz (15) angeschlossen ist.
Description:
Beschreibung : Die Erfindung betrifft sich ein Meßverfahren-Drehzahlmessung eines einphasigen Asynchronmotors und zwei elektrische Drehzahlsteuerungen eines einphasigen Asynchronmotors.

Standardmäßig bei einem einphasigen Asynchronmotor miß man die Drehzahl des Motors entweder über einen mechanisch verbunden Inkrementalgeber oder über einen mechanisch angekoppelten magnetischen Fühler, was stellt ein zusätzlicher ungünstige Kostenfaktor dar.

Mit dem Signal vom Fühler kann man weiter eine Drehzahlsteuerung des Motors als eine Rückkopplung korrigieren.

Das in der Anmeldung beschriebene Meßverfahren bietet die Angabe der Drehzahl direkt von einem elektrischen Parameter-die induzierte Spannung Uhw von der Hilfswicklung 2 aufzunehmen und nach einer Signalbearbeitung weiter als eine Rückkopplung für eine Drehzahlsteuerung eines einphasigen Asynchronmotors nutzen.

Die Drehzahlmessung eines einphasigen Asynchronmotors ist mit folgenden Merkmalen gekennzeichnet : Der Asynchronmotor hat standardmäßig angeschlossene Hauptwicklung 12 und gleichzeitig die Hilfswicklung 1 über einen Anlaufskondesator 2 an die entsprechende Wechselspannung UI. Dann 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 die Meßvorrichtung 14 der induzierten Spannung-Uhw zum Beispiel ein Voltmeter in Drehzahl zu eichen. Anstatt die induzierte Spannung-Uhw auf der Hilfswicklung 2 kann man auch die gemessene Spannung sUc vom Anlaufskondesator 2 gleicherweise anwenden. Hier ist zu achten den Spannungsabfall (Uo) entstanden durch den Wechselstrom über die Hilfswicklung 1 und den Anlaufskondesator 2, der mit einer Spannungsreferenz 15, angeschlossen in Reihe mit der Meßvorrichtung 14, wie zum Beispiel eine Zenerdiode zu unterdrücken oder kompensieren ist.

Die Drehzahlmessung eines einphasigen Asynchronmotors ist möglich auch wenn in der Hauptwicklung 12 ein Reglerelement 4 angeschlossen ist.

Weiter ist beschrieben eine Drehzahlsteuerung eines einphasigen Asynchronmotors mit folgenden Merkmalen gekennzeichnet. Der Asynchronmotor hat standardmäßig angeschlossene die Hilfswicklung 1 über einen Anlaufskondesator 2 und die Hauptwicklung 12 über ein Reglerelement 4 an der entsprechenden Wechselspannung Ul angeschlossen ist.

Wobei ein negativer Eingang eines Differenzreglers 3mit dem Verbindungspunkt zwischen den Anlaufkondensators 2 und der Hilfswicklung 1 eines einphasigen Asynchronmotors verbunden ist und der positive Eingang eines Differenzreglers 3 mit dem Steuereingang 6 verbunden ist.

Der Ausgang des Differenzregler 3 ist mit dem Eingang des Reglerelements 4 verbunden.

Dabei der Strom der Hauptwicklung 12 des einphasigen Asynchronmotors ist über das von der Spannungsdifferenz zwischen eine Spannung Uist, proportional zu der induzierten Spannung Uhw auf der Hilfswicklung 2 des einphasigen Asynchronmotors, und der Steuerspannung Usoll auf dem Steuereingang 6, passend im Differenzregler 3 bearbeitetet und eventuell umgewandelt, gesteuert. Als eine Option für die Rückkopplung des Differenzreglers 3 ist anstatt der Spannung Uhw die Spannung Uc vom Anlaufskondesator 2 anzuwenden.

Ansonsten hier gibt es auch die Option eine Spannungsreferenz 15 zwischen den Knoten Hilfswicklung 1-Anlaufskondesator 2 und negativer Eingang eines Differenzreglers 3 anzuschließen um die Spannungsabfall (Uo) zu kompensieren.

Weiter ist beschrieben eine drehzahlsteuerung eines einphasigen Asynchronmotors mit folgenden Merkmalen gekennzeichnet. die Hauptwicklung 12 eines einphasigen Asynchronmotors über ein Reglerelement 4 und gleichzeitig die Hilfswicklung 1 eines einphasigen Asynchronmotors über ein Anlaufskondesator 2 an die entsprechende Wechselspannung U ! 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 Steuereingang 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 Reglerelements 4 verbunden. Der Strom der Hauptwicklung 12 des einphasigen Asynchronmotors ist über das Reglerelement 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. Hier gibt es auch die Option eine Spannungsreferenz 15 zwischen den Knoten Hilfswicklung 1-Anlaufskondesator 2 und negativer Eingang eines Differenzreglers 3 anzuschließen um die Spannungsabfall (Uo) zu kompensieren In den beschrieben letzten Drehzahlsteuerungen kann als ein Reglerelement 4 ein phasengesteuertes Element sein und in dem Fall zwischen dem Ausgang des Differenzreglers 3 und dem Eingang des Reglerelements 4 ein Spannung-Phase-Wandler 9 und eventuell ein galvanisches Trennelement 8 zu anschließen ist. Weiter als ein Reglerelement 4 kann es ein Triak 7 oder zwei Thyristoren sein.

Ebenfalls bei der ersten Drehzahlsteuerung kann zwischen dem Verbindungspunkt des Anlaufkondensators 2 und der Hilfswicklung 1 eines einphasigen Asynchronmotors und dem negativen Eingang eines Differenzreglers 3 ein Gleichrichter 10 und eventuell ein galvanisches Trennelement 8 und eventuell ein Verstärker 11 und eventuell eine Spannungsreferenz 15 angeschlossen sein.

Bei der zweiten Drehzahlsteuerung kann es 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 11 und eventuell eine Spannungsreferenz 15 angeschlossen sein. Wobei das galvanische Trennelement 8 in beiden Drehzahlsteuerungen können digital oder analog sein.

Fig. 1 zeigt die Grundanordnung der Drehzahlmessung eines einphasigen Asynchronmotors Fig. 2 zeigt das elektrische Grund-Blockschaltbild der ersten Drehzahlsteuerung eines einphasigen Asynchronmotors.

Fig. 3 zeigt das elektrische Grund-Blockschaltbild der zweiten Drehzahlsteuerung eines einphasigen Asynchronmotors.

Fig. 4 zeigt das detaillierte elektrische Blockschaltbild der ersten Drehzahlsteuerung eines einphasigen Asynchronmotors Fig. 5 zeigt das detaillierte elektrische Blockschaltbild der zweiten Drehzahlsteuerung eines einphasigen Asynchronmotors




 
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