DE1131312B

DE1131312B - Transistoren-Schaltverstaerker fuer eine Gleichstrommotor-Folgeregelung

Info

Publication number: DE1131312B
Application number: DEE19727A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dick
Original assignee: ELMEG Elektro Mechanik GmbH
Current assignee: ELMEG Elektro Mechanik GmbH
Priority date: 1960-08-05
Filing date: 1960-08-05
Publication date: 1962-06-14

Description

Transistoren-Schaltverstärker für eine Gleichstrommotor-Folgeregelung Zusatz zur Patentanmeldung E 17009 VIII b / 21 c (Auslegeschrift 1087 245) Die Erfindung betrifft einen Transitoren-Schaltverstärker für eine Gleichstrommotor-Folgeregelung nach Patentanmeldung E 17009 VIIIb/21 c. Bei dieser ist im Mittelzweig einer Brückenschaltung von Leistungstransistoren der Anker des Gleichstrommotors angeordnet. Bei Stillstand des Motors sind die beiden Leistungstransistoren, die am positiven Pol einer Gleichspannungsquelle liegen, durchlässig, und die am negativen Pol liegenden Leistungstransistoren sind gesperrt. Eine zweite Brückenschaltung am Eingang des Verstärkers, nur von dieser zweiten Brückenschaltung ist im folgenden die Rede, enthält zwei an e iner ileichspannung liegende Spannungsteiler, deren Abgriffe den Mittelzweig der Brückenschaltung bilden. In diesem Mittelzweig liegen die Eingangsstufen des Schaltverstärkers. Die Eingangsstufen können reine Verstärkerstufen sein, die auf nachgeordnete Kippstufen einwirken, die Kippstufen können aber auch unmittelbar im Mittelzweig der Brückenschaltung liegen. Ihrer Natur nach sprechen die Kippstufen erst an, wenn ihre Steuergröße einen gewissen Mindestwert, die Ansprechgrenze, überschreitet. Ist die Brückenschaltung abgeglichen, so erhalten die Eingangsstufen des Schaltverstärkers keine Spannung. Eine Abweichung eines oder beider Spannungsteiler von der Stellung bei Abgleich steuert die Kippstufen jedoch erst aus, wenn die Abweichung deren Ansprechgrenze überschreitet, so daß der Schaltverstärker in der Nähe des Abgleichs sowohl für positive als auch negative Abweichungen einen gewissen Unempfindlichkeitsbereich hat. Nach überschreiten der Ansprechgrenze steuern die Kippstufen jedoch die Leistungstransistoren im Ankerkreis des Gleichstrommotors voll aus, und der Gleichstrommotor läuft sofort in der erforderlichen Drehrichtung.
Die Erfindung beseitigt nun die mit diesem Unempfindlichkeitsbereich verbundenen Nachteile für die Folgeregelung. Sie sieht vor, der Speisegleichspannung der zweiten Brückenschaltung eine periodische Wechselspannung konstanter Frequenz und Amplitude zu überlagern. Die Spitzenwerte dieser Wechselspannung liegen dabei auch nach Verstärkung noch unterhalb der Ansprechspannung der Kippstufen, so daß diese nicht ausgesteuert werden, solange die Regelabweichung, d. h. die Spannung im Mittelzweig, im ausgeregelten Zustand Null ist. Bei einer vorhandenen Regelabweichung überlagert sich die Wechselspannung der Spannung im Mittelzweig der Brücke, und die Spitzen der Wechselspannung überschreiten je nach Größe der Regelabweichung mehr oder weniger stark die Ansprechgrenze der Kippstufen, so daß diese die Leistungstransistoren mit der Regelabweichung entsprechend langen Impulsen aussteuern. Die Impulse bewirken, daß der Gleichstrommotor eine Drehzahl annimmt, die mit der Dauer der Impulse und mit der Regelabweichung wächst.
Weitere Merkmale der Erfindung seien an Hand der Fig. 1 bis 4 erläutert.
Die Fig. 1 zeigt einen Transistoren-Schaltverstärker nach Patentanmeldung E 17009 VIIIb/21 c. Die Brückenschaltung am Eingang des Schaltverstärkers enthält die Spannungsteiler 10 und 11, deren Abgriffe den Mittelzweig der Brücke bilden. Die Spannung im Mittelzweig der Brücke wird nachgeordneten, nicht näher bezeichneten Transitorvor- und -Kippstufen und weiteren Transitorstufen für Rechts-oder Linkslauf des Ankers 14 des Gleichstrommotors zugeführt. Der Übertrager 15 überlagert der die Brückenschaltung speisenden Gleichspannung eine an den Klemmen 1.6, 17 liegende Wechselspannung.
In Fig. 2 ist der Verlauf der an den Eingangsstufen des Schaltverstärkers liegenden Steuerspannung Ust in Abhängigkeit von der Zeit t aufgetragen. Die Spitzenwerte der Wechselspannung Uw erreichen in dem gezeigten abgeglichenen Zustand der Brückenschaltung nicht die Ansprechspannung UA der Kippstufen. Liegt eine Regelabweichung vor, so überlagert sich die Wechselspannung Uw der der Regelabweichung entsprechenden Gleichspannung UG aus dem Mittelzweig der Brückenschaltung, so daß die Spitzen der Wechselspannung einseitig über die Ansprechspannung UA der Kippstufen hinausgehen, wie Fig. 3 zeigt. Für die Zeit tL spricht nun eine der beiden Kippstufen an und schaltet den Gleichstrommotor für eine Drehrichtung ein. Je größer der Gleichstromanteil UG ist; um so größer ist die Einschaltzeit tE und um so größer ist die Drehzahl des Gleichstrommotors. Das bedeutet, daß die Einschaltdauer des Gleichstrommotors und dessen Drehzahl mit zunehmender Gleichspannung UG, d. h. mit zunehmender Regelabweichung, wächst.
Wie die Fig. 4 zeigt, in der die Drehzahl des Motors nmot in Abhängigkeit von der Steuergleichspannung UG bei einem angenommenen Spitzenwert der Wechselspannung Uw nahezu gleich der Ansprechspannung UA (vgl. Fig. 2) aufgetragen ist, erhält die Folgeregelung durch die erfindungsgemäßen Merkmale einen Proportionalbereich für Steuergleichspannungen, die, absolut betrachtet, kleiner sind als die doppelte Ansprechspannung 2 UA. Dieser Proportionalbereich ersetzt den bisher vorhandenen Unempfindlichkeitsbereich des Schaltverstärkers.

Claims

PATENTAI`ISPRÜCHE: 1. Transistoren-Schaltverstärker für eine Gleichstrommotor-Folgeregelung, wobei der Anker des Gleichstrommotors im Mittelzweig einer Brückenschaltung von Leistungstransistoren angeordnet ist und eine am Eingang des Schaltverstärkers liegende zweite Brückenschaltung zwei an einer Gleichspannung liegende Spannungsteiler enthält, deren Abgriffe den Mittelzweig dieser Brückenschaltung bilden, an den die Eingangsstufen des Schaltverstärkers angeschlossen sind, nach Patentanmeldung E 17009 VIIIb/21c, dadurch gekennzeichnet, daß der Speisegleichspannung der zweiten Brückenschaltung eine periodische Wechselspannung konstanter Frequenz und Amplitude überlagert ist.
2. Schaltverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzenwerte der Wechselspannung auch nach Verstärkung unterhalb der Ansprechspannung von die Leistungstransistoren steuernden Transistoren-Kippstufen liegen.
3. Schaltverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannung dreieckförmig ist.
4. Schaltverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannung mit einem induktiven übertrager der Speisegleichspannung der am Eingang des Schaltverstärkers vorgesehenen zweiten Brückenschaltung überlagert wird.