DE1107329B

DE1107329B - Schaltanordnung zur Anzeige des Absinkens der Speisespannung unter einen vorbestimmten Wert eines mittels eines Fliehkraftschalters drehzahlgeregelten Gleichstrommotors

Info

Publication number: DE1107329B
Application number: DEB55652A
Authority: DE
Inventors: Leo Paist
Original assignee: Boelkow Entwicklungen KG
Current assignee: Boelkow Entwicklungen KG
Priority date: 1959-11-24
Filing date: 1959-11-24
Publication date: 1961-05-25
Also published as: GB897836A; US3038110A

Description

Schaltanordnung zur Anzeige des Absinkens der Speisespannung unter einen vorbestimmten Wert eines mittels eines Fliehkraftschalters drehzahlgeregelten Gleichstrommotors Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung zur Anzeige des Absinkens der Speisespannnung unter einen vorbestimmten Wert eines mittels eines Fliehkraftschalters drehzahlgeregelten Gleichstrommotors, wie sie beispielsweise bei Tonband- und Phonogeräten benötigt wird, die von batteriegespeisten Gleichstrommotoren betrieben werden.
Bekanntlich ist für diese Art der Regelung eine genügend hohe Batteriespannung Voraussetzung. Sinkt diese unter einen vorbestimmten Wert ab, so setzt auch die Regelung der Motordrehzahl aus, was sich durch veränderte Tonhöhe und Verständlichkeit der Aufnahme und/oder Wiedergabe der Tonaufzeichnung unangenehm bemerkbar macht. Es ist daher eine Anzeige der Höhe der zur Verfügung stehenden Batteriespannung notwendig, um rechtzeitig das Aussetzen der Drehzahlregelung erkennen zu können.
Hierzu wurden bisher Meßinstrumente verwendet, die nicht nur teuer, sondern auch erschütterungsempfindlich sind. Gerade batteriebetriebene Geräte sollen aber, da sie von ortsgebundenen Versorgungsnetzen unabhängig sind, in jeder beliebigen Lage, auch unter Beschleunigungen unterworfenen Betriebszuständen funktionsfähig sein.
In billigeren Ausführungsformen batteriegetriebener Geräte der genannten Art sind Anzeigelampen oder über einen Transformator auch Glimmlampen direkt in den Regelkreis geschaltet. Abgesehen davon, daß hierdurch die Regelung der Motordrehzahl verschlechtert wird, ergibt diese Art der Schaltung keine eindeutige Anzeige.
Die Erfindung geht einen neuartigen Weg, um den Abfall der Batteriespannung anzuzeigen in der Weise, daß die von dem Fliehkraftschalter in Abhängigkeit von der Motordrehzahl erzeugten Schaltimpulse über eine RC-Kombination von solcher Zeitkonstante der Basis eines Transistors zugeführt werden, daß eine im Kollektorkreis des Transistors angeordnete Anzeigevorrichtung dann stromführend wird, wenn die Batteriespannung unter einen vorbestimmten Wert abgesunken ist.
Die Zeitkonstante der RC-Kombination ist also so gewählt, daß bei normalem, durch das Arbeiten des Fliehkraftschalters bedingtem Impuls-Pause-Verhältnis der Gleichstromanteil an der Basis des Transistors zu gering ist, um ein Ansprechen der Anzeigevorrichtung zu erreichen, d. h., die Impulspause ist hierbei, verglichen mit der Impulsdauer, groß, so daß bei der gewählten Zeitkonstanten die Ladung am Kondensator abfließen kann, ehe durch einen neuen Impuls eine erneute Aufladung erfolgt. Sinkt dagegen die Batteriespannung und ändert sich dadurch infolge des geänderten Schaltverhaltens des Fliehkraftschalters das Impuls-Pause-Verhältnis zugunsten der Impulsdauer so weit, daß die Basis des Transistors infolge des nicht mehr rechtzeitigen Abfließens der Ladung einen genügend großen Gleichstromanteil erhält, so spricht die im Kollektorkreis befindliche, den um den Stromverstärkungsfaktor erhöhten Gleichstrom erhaltende Anzeigevorrichtung an.
Die erfindungsgemäße Schaltanordnung ist also eine einfache und billige Ja-Nein-Anzeige, die ein falsches Ablesen der angezeigten Spannung unmöglich macht und sich durch minimalen Energieverbrauch während des Regelbetriebs auszeichnet. Erst dann, wenn die Batteriespannung unter einen vorbestimmten Wert sinkt, steigt der Energieverbrauch, was sich aber nicht mehr störend auswirken kann, da beim Ansprechen der erfindungsgemäßen Schaltanordnung die Betriebszeit des Gerätes bereits beendet ist.
Grundsätzlich ist es zwar bekannt, den Entladestrom eines Kondensators zur Auslösung von Schaltern oder Relais zu benutzen. Hierbei handelt es sich jedoch ausschließlich um Schutzvorrichtungen, die elekrische Maschinen beispielsweise bei auftretendem Erdschluß oder Ausfall einer Phase vor Schaden bewahren sollen. Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung dagegen dient zur Anzeige eines Grenzwertes einer Betriebsspannung, bei dessen Unterschreitung zwar das Gerät keinen Schaden erleidet, aber die Tonqualität der von dem Gerät bewirkten Tonaufzeichnung nicht mehr befriedigt. Die Anzeigevorrichtung ist im einfachsten Falle eine Signallampe. Es können aber auch jede andere Art von Schauzeichen oder ähnliche Signalvorrichtungen benutzt werden.
Alles Nähere über die Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnunng, in der ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltanordnung dargestellt ist.
Die an den Klemmen 1 und 2 anliegende Batteriespannung UB«tt. ist über die Leitungen 3 und 4 und über den Transistor Tri zum Motor M geführt, auf dessen hier nicht dargestellter Rotorwelle der in Fig. 1 schematisch dargestellte Fliehkraftschalter S angeordnet ist. Der eine Pol des Fliehkraftschalters ist mit der Zuleitung 3 und der andere Pol über den Widerstand R1 mit der Basis des Transistors Tri verbunden, dessen Basis und Kollektor über den Kondensator Cl miteinander verbunden sind. Die eben beschriebene Schaltanordnung bildet einen an sich bekannten Regelkreis für das KonstanthaIten der Drehzahl des Motors M unabhängig von der Höhe der Batteriespannung UButt..
Diese beim Absinken der Batteriespannnung nicht mehr einwandfrei arbeitende Schaltanordnung wird gemäß der Erfindung durch einen Transistor Tr2 ergänzt, dessen Basis über eine RC-Kombination-bestehend aus dem Widerstand R2 und dem Kondensator C2 - mit dem Fliehkraftschalter S verbunden ist. In seinem Kollektorkreis liegt eine Anzeigevorrichtung L, im einfachsten Falle eine Signallampe.
Die Zeitkonstante der RC-Kombination ist so gewählt, daß bei normalem, durch das Arbeiten des Fliehkraftschalters S bedingtem Impuls-Pause-Verhältnis der zur Basis des Transistors Tr2 gelangende Gleichstromanteil zu gering ist, um ihn genügend zu öffnen, d. h., die Impulspause ist, verglichen mit der Impulsdauer, groß, so daß bei der gewählten Zeitkonstante die Ladung am Kondensator C2 über den Sperrwiderstand des Transistors Tr2 und die Widerstände R2, R1 und den Sperrwiderstand des Transistors Trl abfließen kann, ehe durch einen neuen Impuls der Kondensator C2 über den Widerstand R2 erneut aufgeladen wird. Von der Klemme 2 kann demgemäß über den Transistor Tr. und die Anzeigevorrichtung L kein nennenswerter Strom zur Klemme 1 gelangen. Die Anzeigevorrichtung verharrt daher in ihrer Ruhelage. Sinkt dagegen die Batteriespannung UBatt. so weit, daß der Fliehkraftschalter über längere Zeiträume geschlossen bleibt, so ändert sich auch hierdurch das Impuls-Pause-Verhältnis zugunsten der Impulsdauer. Die zur RC-Kombination gelangenden Impulse laden daher den Kondenator C2 so weit auf, daß seine Ladung während der verhältnismäßig kurzen Impulspause nicht mehr abfließen kann. Der Transistor Tr2 wird daher geöffnet, so daß der Stromkreis von der Klemme 2 über den Transistor Tr. und die Anzeigevorrichtung L zur Klemme also nunmehr geschlossen ist. Ist die Anzeigevorrichtung L eine Signallampe, so kann die das Gerät bedienende Person seine einsetzende Funktionsunfähigkeit rechtzeitig erkennen.
Ein weiterer Vorteil der Anzeigevorrichtung ist darin zu sehen, daß infolge des Anlaufstromes - der Fliehkraftschalter S ist im Ruhezustand des Gerätes geschlossen - die Anzeigevorrichtung kurz aufleuchtet. Die das Gerät bedienende Person erkennt bei Inbetriebnahme des Gerätes sofort seine Funktionsfähigkeit. Bei Funktionsunfähigkeit des Gerätes bleibt die Anzeigevorrichtung in erregtem Zustand.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Schaltanordnung zur Anzeige des Absinkens der Speisespannung unter einen vorbestimmten Wert eines mittels eines Fliehkraftschalters drehzahlgeregelten Gleichstrommotors, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Fliehkraftschalter (S) in Abhängigkeit der Motordrehzahl erzeugten Schaltimpulse über eine RC-Kombination von solcher Zeitkonstante der Basis eines Transistors Ur.) zugeführt werden, daß eine im Kollektorkreis des Transistors (Tr2) angeordnete Anzeigevorrichtung (L) dann stromführend wird, wenn die Batteriespannung unter einen vorbestimmten Wert abgesunken ist.
2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (L) im Augenblick der Inbetriebnahme des Gleichstrommotors infolge des bei stillstehendem Motor geschlossenen Fliehkraftschalters (S) und des hierdurch geöffneten Transistors (Tr2) kurzzeitig stromführend ist und dadurch den funktionsfähigen Zustand der Batterie anzeigt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 562 197; deutsche Auslegeschrift H 23779 VIII b l 21 d 3 (bekanntgemacht am 30. 12. 1956); Mitteilungen der deutschen Patentanwälte, Mai 1957, S. 81 bis 83.