DD148918A3

DD148918A3 - Einrichtung zur regelung der drehzahl von reihenschlussmotoren

Info

Publication number: DD148918A3
Application number: DD21255179A
Authority: DD
Inventors: Dieter Schultz
Original assignee: Dieter Schultz
Priority date: 1979-04-27
Filing date: 1979-04-27
Publication date: 1981-06-17
Also published as: HU188636B; FR2455389A1; CS255501B1; SU1069111A1; BG33418A1; BE881786A; FI800654A; NL8000937A; DE3001670A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung der Motordrehzahl bei Ansteigen des belastenden Drehmomentes. Ziel der Erfindung ist eine Einrichtung zur Regelung der Drehzahl, die gegenueber bekannten Einrichtungen einfacher aufgebaut sein soll, die mit wenigen raumsparenden Bauteilen sicher arbeiten und universell einsetzbar sein soll. Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, einen Reihenschluszmotor, der ein Universalmotor oder ein Gleichstromreihenschluszmotor sein kann, so zu steuern, dasz beim Ansteigen des belastenden Drehmomentes die Drehzahl am Motor konstant gehalten wird, ohne dasz der Einstellwert des einstellbaren ohmschen Widerstandes veraendert werden musz und dasz der jeweilige Motor ohne technische Veraenderung an die elektronische Regelschaltung angeschlossen werden kann. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dasz in den Stromfluszphasen des oder der Thyristoren eine vom belastenden Drehmoment des Motors abhaengige Spannung ueber eine Diode und einen Widerstand einen Strom in den Zuendkondensator flieszen laeszt und diesen teilweise auflaedt. Das Anwendungsgebiet der erfindungsgemaeszen Einrichtung belaeuft sich insbesondere auf Antriebsmotoren von Haushaltgeraeten und Elektrowerkzeugen.

Description

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a) Titel der Erfindung

Einrichtung zur Regelung der Drehzahl von Reihenschlußmotoren

t) Anwendungsgebiet i'er Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung der Drehzahl von Reihenschlußmotoren, insbesondere Antriebsmotoren von Haushaltgeräten und Elektrowerkzeugen.

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Schaltungsanordnungen zur Regelung der Drohzahl von Reihenschlußmotoren sind in großer Vielfalt bekannt geworden. Bei bekannten Lösungon wird zur Regelung der Drehzahl Gegen-ί,ΜΚ genutzt, wobei der Ladestrom für den Zündkondensator in Abhängigkeit von der Drehzahl derart beeinflußt wird, daß bei Absinken der Drehzahl durch Erhöhung des Drehmomentes der Ladestrom vergrößert und uine Zündwinkelverschiobung erreicht wird, die dem Motor mehr Spannung zuführt. Nachteilig ist, daß zur Auskopplung der Gegen-KLiK ein v/eiterer Anschluß am iuotor vorhanden sein muß und somit die Universalität der Regelschaltung eingeschränkt wird.

Bei anderen bekannten Lösungen wird zur Regelung der Drohzahl der Motorstrom genutzt, wobei durch einen Spannungsabfall an einem Widerstand, der in Reihe mit dem iVlotor geschaltet ist, ein Strom erzeugt wird, der einen Kondensator auflädt. Die Kondensatorladung wird entweder zur Beeinflussung das Ladestroms für den Zündkondensator oder zur Beeinflussung der Höhe des Zündpotentials der Zündschaltung genutzt.

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Nachteilig dabei ist, daß neben dem Zündkondensatör ein zweiter Kondensator mit höherer Kapazität vorhanden sein muß und daß entweder durch den Kondensator die Dynamik des Systems beeinflußt wird, oder eine zusätzliche Schaltung zur Entladung des Kondensators vorhanden sein muß, v/as einen erhöhten Aufwand an Bauelementen bedeutet.

d) Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine Einrichtung zur Regelung der Drehzahl, die gegenüber bekannten Einrichtungen einfacher aufgebaut sein soll, die mit wenigen raumsparenden Bauteilen sicher arbeiten und universell einsetzbar sein soll.

θ) Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, einen Reihenschlußmotor, der ein Universalmotor oder ein Glaichstromreihanschlußmotor sein kann, so zu steuern, daß beim Ansteigen dös belastenden Drehmomentes die Drehzahl am i.Iotor konstant gehalten wird, ohne daß der Einstollwert des einstellbaren ohmschen Widerstandes verändert werden muß und daß dor jeweilige uocor ohne technische Yorandοrung an die elektronische Regelschaltung angoschlossen werden kann«. Erfindungsgomäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein fhyristor in Reihe mit einem iiiotor an eine pulsierende Gleichspannungsquelle angeschlossen ist und daß eine vom'belastenden Drehmoment des Motors abhängige Spannung einem Zündkondensator in den Stromflußphasen des Thyristors so zugeführt wird, daß Drehzahlschwankungen des Motors ausgeglichen v/erden, ohne daß der Einstellwart des einstellbaren ohmschen Widerstandes geändert wird.

Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß in den Stromflußphasen des oder der Thyristoren βine vom belastenden Drehmoment des Motors abhängige Spannung über eine Diode und einen Widerstand einen Strom in den Zündkondensator fließan läßt und diesen teilweise auflädt und daß die teilweise Aufladung des Zündkondensators durch einen Widerstand oder eine Kombination mehrerer Widerstände, der oder dia. den Zündkondensator mit dem Minuspol des Brückenßloichrichters ·

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verbinden, in Abhängigkeit vom Stromflußwinkel des Motors beein-.flußt wird.

Anhand der Figuren 1 und 2 soll die Erfindung näher erläutert werden;

Über R und M_ gelangt der Wechselstrom an den Brückengleichrichter 7, dessen Pluspol einmal mit der Anode des Thyristors 5 und zum anderen über den einstellbaren Widerstand 27 mit dem Zündkondensator 25 und der Zündschaltung 26 verbunden ist. Die Zündschaltung 26 ist mit dein Gate des Thyristors 5 verbunden und die Katode dos Thyristors 5 liegt über einem Motor 28 am Minuspol des Brückengleichrichters 7. Dieser Minuspol ist über einen Widerstand 30 mit dem Zündkondensator 25 verbunden. Die vom belastenden Drehmoment des Motors abhängige Spannung wird über die Diode 23 und den Widerstand 24 dem Zündkondcncator 25 zugeführt.

In der Figur 1 ist der Verlauf der wichtigsten Spar.nungskurven der erfindungsgemäßen Einrichtung dargestellt.

U Spannungsverlauf a:n Pluspol des Brückengleichrichters

U„ Spannungsverlauf am Zür.dkondensator bei

ο ——

. normaler Belastung

U„ Spannungsverlauf am Zündkondensator bei

erhöhter Belastung

U_M Spannungsverlauf an den i.iotoranschluß-

klemmon bei normaler Belastung

U_M Spannungsverlauf an den Motoranschluß-

klemnien bei erhöhter Belastung

Der Zündkondensator 25 wird durch einen dem Einstellwert des regelbaren Widerstandes 27 entsprechenden Strom aufgeladen. V/enn die Spannung am Zündkondensator 25 das Zündpotential der Zündschaltung 26 erreicht (t^), wird diese kurzzeitig niederohnig und dor Zünd-

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kondensator 25 über die Gate-Katoden-Strecke das Thyristors 5 ent-. laden. Die Zündschaltung 26 ist vom Zeitpunkt t an wieder hochohmig und der Zündkondensator 25 erfährt bis zum Zeitpunkt t_ durch eine vom belastenden Drehmoment des Motors 28 abhängige Spannung, die einen entsprechenden Strom durch die Dioden 23 und den Widerstand 24 zum Zündkondensator 25 fließen läßt, eine teilweise Aufladung. Diese teilweise Aufladung des Zündkondensators wird durch den Widerstand 30, der mit dem Minuspol des Brückengleichrichters 7 verbunden ist, derart beeinflußt, daß der Zündkondensator 25 zwischen den Zeitpunkten t. und t„ auf ein geringes, vom Spannungsabfall an den Motoranschlußklemmen abhängiges, negatives Potential aufgeladen wird. Der Thyristor 5 sperrt zum Zeitpunkt t_, und der Zündkondensator 25 wird durch einen Strom, der über den einstellbaren Widerstand 27 fließt, weiter bis zur Höhe des Zündpotontial3 aufgeladen. Zum Zeitpunkt t. bewirkt die Zündschaltung 2&, daß der Thyristor 5 wieder gezündet und den Motoranschlußklemmen 9 und 10 eine zum Zündwinkel entsprechende Spannung zugeführt wird.

Steigt die Belastung des Motors 20, so wird der Zündkondensator 25 in der Zeitspanne \ bis t~ auf ein höheres Potential aufgeladen und bei unveränderter Einstellung dos Widerstandes 27 wird das Zündpotential am Zündkondensator 25 früher erreicht, so daß dor Zündzeitpunkt des Thyristors 5 vom Zeitpunkt t^ nach t„ verschoben wird.

Der Spannungszuwachs an den Motoranschlußkl'emmen 9 und 10 gleicht den vom Strom bedingten Spannungsabfall in der Feld- und Ankervvicklung des Motors 28 so aus, daß die Drehzahl nahezu konstant bleibt.

Da der SpannungsZuwachs an den Motoranschlußklemmen ebenfalls bewirkt, daß sich der Zündkondensator 25 zwischen t.. und t_? auf ein negativeres Potential auflädt, wird verhindert, daß der Zündwinkel über den Zeitpunkt tp. hinaus verschoben wird, und somit ist die Stabilität der Regelung gewährleistet. '

Ein mögliches Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung ist in Figur 3 aufgezeigt und wird nachfolgend erläutert.

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f) Ausführunfisbeispiel

Die Anoden der Thyristoren 5 und 6 und die Katoden der Dioden 3 und 4 sowie der irsta Anschluß des Widerstandes 12 und der erste Anschluß des Widerstandes 13 sind über die Verbindungsstellen 1 und 2 an eine Wechselstromquelle angeschlossen. Die Katoden der Thyristoren 5 und 6 sind über den Widerstand 8 und den Motor 28 mit den Anoden der Dioden 3 und 4 verbunden. Parallel zum Motor 28 ist eine Diode 29 so geschaltet, daß die Katode der Diode 29 an der Anschlußklemme 9 und die Anode der Diode 29 an der Anschlußklemme liegt. Die Verbindungsstelle 14 ist mit dem zweiten Anschluß des Widerstandes 13» mit dem zweiten Anschluß des Widerstandes 12, mit der Anode der Diode 1?, mit dem einstellbaren ohmschon Widerstand 27 und über den Widerstand 15 mit der Basis des Transistors 16 verbunden. Die Katode dor Diode 17 ist mit der Katode der Z-Diode sowie über das Trirnmorpotentiometer 18 und die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 16 mit der Anschlußklemme 9 und mit der Anode der Z-Diode 11 verbunden. Dor regelbare Anschluß des Trimmerpotentiometers 13 steht mit der Basis des Transistors 20 sowie über die Kollektor-Emittor-Strecko des Transistors 21 :.iit den Gates der Thyristoren 5 und 6 in Verbindung. Die Bacis des Transistors 20 ist über den ?ionde>nsator 19 mit der Verbindungsstelle 14 verbunden. Der andere Anschluß des einstellbaren ohmseheη Widerstandes steht mit. dem Zündkonder.sator 25 und über den Widerstand 24 sowie die Katoden-Anoden-Strecke der Dioden 23 mit den Katoden dor Thyristoren 5 und 6, über den Widerstand 30 mit der Anschlußklemme' 10 und über die Emitter-Kollektor-Strecko dos Transistors 20 mit der Basis dos Transistors 21, die über den Widerstand 22 mit dom anderen Anschluß des Zündkondensators 25 und mit dor Anschlußklemme 9 verbunden ist, in Verbindung.

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Wirkungsweise

Die an der Katode der Diode 17 liegende pulsierende Gleichspannung v/ird durch die Z-Diode 11 in ihrer Amplitude begrenzt. Die so stabi- ' lisierte Spannung wird dem Basisspannungsteiler, der aus dem Trimmerpotentiometer 18 und der Kollaktor-Emitter-Strecke des Transistors 16 besteht, zugeführt. Mit dem Trimmerpotentiometer 18 kann die Höhe des Zündpotentials für die Zündschaltung, die aus einem Si-npn-Transistor 21 und einem Si-pnp-Transistor 20 besteht, eingestellt werden. Über den einstellbaren ohmschen Widerstand 27 fließt ein der Bins te 1-lung dieses Widerstandes entsprechender Strom in den Zündkondensator 25· Sobald die Spannung am Zündkondensator 25 die an der Basis des Transistors 20 eingestellte Spannung um etwa 0,6 Y übersteigt, wird die Zündschaltung niederohmig und der Zündkondensator 25 kann sich über die Zündschaltung und die Gate-Katoden-Stracken der Thyristoren 5 und 6 entladen.'Bis zum Ende der Halbwalle wird die Sperrwirkung -des Thyristors aufgehoben, an dessen Anode sich gerade die positive Halbwolle des Wechselstromes befindet.

Da der !,laßwiderstand 8 verhindert, daß der Zündkondensator 25 sich vollständig entlädt, v/ird dieser durch den Widerstand 30 in der Zeit zwischen t. und t_ auf ein geringes negatives Potential, das von der Größe der Spannung an den Iilotoranschlußklemman abhängt, aufgeladen.'

Der infolge der Aufhebung dor Sperrwirkung des Thyristors 5 odor 6 den Meßwiderstand 3 und den Motor 28 durchfliaConda Stromimpuls erzeugt einen vom belastenden Drehmoment des Motors 28 abhängigen Spannungsabfall am Meßwiderstand 8, der die Größe des die Dioden 23 und den V/iderstand 24 durchfließenden Stromes, der eine teilweise Aufladung des Zündkondensators 25 bewirkt, bestimmt. Dar Transistor 16, der während der Stromflußphase der Thyristoren 5 und 6 gesperrt ist, verhindert, daß sich der Zündkondensator 25 über die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 20 wieder entlädt. Der Transistor 16 wird wieder leitend, wann der Thyristor 5 oder 6 am Ende der positiven Halbwelle sperrt, da die Spannung an der Verbindungsstelle 14 dann wi^er positiv v/ird und über den Widerstand 15 einen Strom fließen läßt, der den Transistor 16 aufsteuert. Dar Kondensator 19 garantiert, daß in der Übergangsphase das Transistors 16 vorn nichtleitenden in den leitenden Zustand an dar Basis das Transistors 20 eine positivere Spannung als am Emitter des Transistors 20 vorhanden ist.

Claims

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Erfindungsanspruch

•ι

Einrichtung zur Regelung der Drehzahl von Reihenschlußmotoren, insbesondere Antriebsmotoren von Haushaltgeraten und Elektrowerkzeugen, durch Phasenanschnittsteuerung mit einem oder mehreren im Motorstromkreis angeordneten ihyristoren, wobei dio Zündung des oder der Thyristoren über eine an sich bekannte Zündschaltung erfolgt und die Einstellung' des Phasenanschnittv/inkols durch einen .einstellbaren ohmschen Widerstand, der einen seinem Einstellwert entsprechenden Strom in einem Zündkondensator fließen läßt und dieser bei Erreichen des Zündpotentials über die Gate-Katoden-Strecke der Thyristoren entladen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß des Zündkondensators (25), der mit dem Emitter des.Transistors (20) der Zündschaltung (26) und mit einem einstellbaren ohmschen Widerstand (27) in Verbindung steht, über einen Widerstand (30) oder eine Kombination mehrerer Widerstände mit dem negativen Anschluß des lüotors (28) verbunden ist, und daß derselbe Anschluß des Zündkondensators (2p) über einen Widerstand (24) und eine Diode (23), deren Anode mit dem Anschluß des Ließwiderstandes (8) verbunden ist, der an die Katoden der Thyristoren (5) und/oder (6) angeschlossen ist, mit den Katoden dor Thyristoren (5) und/odor (6) in Verbindung steht.

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