DE1159078B - Arrangement for regulating the armature voltage of a constantly excited DC shunt motor with the aid of transistors - Google Patents

Arrangement for regulating the armature voltage of a constantly excited DC shunt motor with the aid of transistors

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DE1159078B
DE1159078B DES74475A DES0074475A DE1159078B DE 1159078 B DE1159078 B DE 1159078B DE S74475 A DES74475 A DE S74475A DE S0074475 A DES0074475 A DE S0074475A DE 1159078 B DE1159078 B DE 1159078B
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Description

Anordnung zur Regelung der Ankerspannung eines konstant erregten Gleichstrom-Nebenschlußkleinmotors mit Hilfe von Transistoren Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Regelung der Ankerspannung eines konstant erregten Gleichstrom-Nebenschlußkleinmotors mit Hilfe von Transistoren und einem Netzanschlußtransformator mit mehreren Sekundärwicklungen zur Stromversorgung des Motors und des elektronischen Steuer- und Regelteils. Dieser Steuer- und Regelteil besteht hierbei aus Steuergliedern zur Einstellung einer Ankersollspannung entsprechend der jeweils gewünschten Motordrehzahl und aus Regelgliedern zum selbsttätigen Korrigieren der belastungsabhängigen Ankeristspannung auf den Spannungssollwert. Die Regelung erfolgt hierbei mit Rechteckimpulsen von konstanter Frequenz durch Andern der Impulsbreite.Arrangement for regulating the armature voltage of a constantly excited DC shunt motor with the aid of transistors The invention relates to an arrangement for regulating the armature voltage of a constantly excited DC shunt motor with Using transistors and a power supply transformer with several secondary windings for the power supply of the motor and the electronic control and regulation part. This The control and regulating part consists of control elements for setting a target armature voltage according to the desired engine speed and from control elements for automatic Correct the load-dependent armature actual voltage to the voltage setpoint. The regulation is carried out with square-wave pulses of constant frequency Change the pulse width.

Es sind Regelanordnungen bekannt. bei denen Gleichstrom-Nebenschlußkleinmotoren mit rechteckförmigen Spannungsimpulsen gesteuert werden. Eine bekannte Regelanordnung steuert durch Verändern der Impulsfrequenz bei konstanter Impulsbreite (Impulsfrequenzsteuerung). Sie verwendet einen monostabilen Multivibrator zum Erzeugen von Impulsen konstanter Breite, ferner einen Schalttransistor zum Vergleichen der an einem Potentiometer eingestellten Ankersollspannung mit der Ankeristspannung. Sinkt die Ankeristspannung, so wird der Transistor leitend, seine Kollektorspannung sinkt und bewirkt damit, daß über zwei weitere Transistoren die die Impulse erzeugende Multivibratorschaltung in Tätigkeit tritt. Die Impulse werden dann über weitere Transistoren verstärkt und dem Motoranker zugeführt, der von diesen Impulsen erregt wird. Hat die Ankeristspannung die Ankersollspannung ereicht, so schaltet die Anordnung so lange ab, bis die Ankeristspannung wieder sinkt. Diese Regelanordnung arbeitet im allgemeinen mit einer Impulsfrequenz zwischen 200 und 700 Impulsen pro Sekunde. Ungünstig ist bei dieser Regelanordnung ihr aufwendiger und teurer Aufbau infolge der benötigten großen Anzahl von Transistoren.Control arrangements are known. where DC shunted small motors can be controlled with square-wave voltage pulses. A known rule arrangement controls by changing the pulse frequency with a constant pulse width (pulse frequency control). It uses a monostable multivibrator to generate pulses more constant Width, also a switching transistor for comparing the on a potentiometer set anchor tension with the anchor actual tension. If the actual armature voltage drops, so the transistor becomes conductive, its collector voltage drops and thus causes that the multivibrator circuit generating the pulses has two further transistors comes into action. The impulses are then amplified via further transistors and supplied to the motor armature, which is excited by these pulses. Has the anchor tension the armature setpoint tension is reached, the arrangement switches off until the armature actual tension is reached sinks again. This control arrangement generally works with a pulse frequency between 200 and 700 pulses per second. This rule arrangement is unfavorable their complex and expensive construction due to the large number of transistors required.

Bei einer weiteren bekannten Regelanordnung wird mit Impulsbreitenveränderung bei konstanter Impulsfrequenz gesteuert (Impulsbreitensteuerung). Diese Regelanordnung ist jedoch mindestens ebenso aufwendig wie die vorgenannte Regelanordnung mit veränderbarer Impulsfrequenz. Zur Steuerung eines Rechteckimpulserzeugers werden Dreieckimpulse verwendet, die durch eine Multivibratorschaltung gebildet werden. Zum Vergleich einer an einem Potentiometer eingestellten Ankersollspannung mit einer drehzahlproportionalen Gleichspannung und ein Tachogenerator, ein Vergleichstransistor und eine eigene Gleichstromquelle vorgesehen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine über einen großen Drehzahlbereich sich erstreckende. möglichst einfache und billige Anordnung zur Regelung der Ankerspannung eines konstant erregten Gleichstrom-Nebenschlußkleinmotors mit Hilfe von Transistoren zu schaffen.In another known control arrangement, the pulse width is changed controlled at constant pulse frequency (pulse width control). This rule arrangement However, it is at least as expensive as the aforementioned control arrangement with changeable Pulse frequency. Triangle pulses are used to control a square pulse generator used, which are formed by a multivibrator circuit. For comparison an armature setpoint voltage set on a potentiometer with a speed proportional DC voltage and a tachometer generator, a comparison transistor and your own DC power source provided. The invention is based on the object of a extending over a wide speed range. the simplest and cheapest possible arrangement for regulating the armature voltage of a constantly excited DC shunt motor to create with the help of transistors.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung eines Transistors, der die rechteckförmigen Spannungsimpulse von konstanter Frequenz und variierender Impulsbreite erzeugt, wobei die Impulsbreite von der an einem Potentiometer als Steuerglied eingestellten Ankersollspannung und der lastabhängigen mittleren Ankeristspannung abhängt, an dessen Basis-Emitter-Strecke eine gleichgerichtete sinushalbwellenförmige Spannung gelegt ist, die durch Veränderung ihres Grundpotentials in Abhängigkeit von der Regelabweichung die jeweilige Impulsbreite bestimmt. Zur Veränderung des Grundpotentials der Steuerspannung des Transistors sind Mittel vorgesehen, die das an sich gegenüber Null negative Grundpotential der Steuerspannung in den positiven Bereich heben und den Regelbereich der Ankerspannung derart erweitern, daß die Motordrehzahl bis auf den Wert Null einstellbar ist. Um eine besonders einfache, leistungsstarke Regelanordnung zu erhalten, sind in Ausgestaltung der Erfindung noch folgende. zum Teil bekannte Maßnahmen angewendet: a) Als selbsttätige Regelanordnung ist ein als veränderbarer Widerstand arbeitender weiterer Transistor vorgesehen, dessen Innenwiderstand von der an einem Potentiometer eingestellten, an der Basis dieses Transistors gelegten Ankersollspannung und von der durch einen Kondensator geglätteten mittleren Ankerspannung des Motors, die an den Emitter dieses Transistors gelegt ist, abhängt; b) das vom Innenwiderstand abhängige Kollektorpotential dieses Transistors beeinflußt das Potential an einem Spannungsteilerabgriffpunkt, der zwischen dem Kollektor dieses Transistors und einem daran angeschlossenen Widerstand angeordnet ist; c) von dem Spannungsteilerabgriffpunkt ist eine Leitung über eine Zenerdiode, einen Zweiweggleichrichter und eine Sekundärwicklung des Transformators an die Basis des die Rechteckimpulse erzeugenden Transistors gelegt, so daß das Potential der gleichgerichteten sinushalbbogenförmigen Steuerspannung, das die Breite der Rechteckimpulse bestimmt, vom Potential am Spannungsteilerabgriffpunkt beeinflußt wird; d) die rechteckförmigen Spannungsimpulse werden in bekannter Weise mit Hilfe weiterer Transistoren verstärkt und bilden als Folge von Im- pulsen mit einer der Motorbelastung ständig angepaßten Breite die Ankerspannung.The invention is characterized in that, to control a transistor which generates the square-wave voltage pulses of constant frequency and varying pulse width, the pulse width depends on the armature setpoint voltage set on a potentiometer as a control element and the load-dependent average armature actual voltage, on its base-emitter path a rectified sinusoidal half-wave voltage is applied, which determines the respective pulse width by changing its base potential as a function of the control deviation. To change the basic potential of the control voltage of the transistor, means are provided which raise the basic potential of the control voltage, which is negative compared to zero, into the positive range and expand the control range of the armature voltage in such a way that the motor speed can be set to zero. In order to obtain a particularly simple, high-performance control arrangement, the following are also developed in accordance with the invention. In some cases known measures are used: a) A further transistor working as a variable resistor is provided as an automatic control arrangement, the internal resistance of which depends on the armature setpoint voltage set on a potentiometer and applied to the base of this transistor and the mean armature voltage of the motor, which is smoothed by a capacitor is applied to the emitter of this transistor, depends; b) the collector potential of this transistor, which is dependent on the internal resistance, influences the potential at a voltage divider tap, which is arranged between the collector of this transistor and a resistor connected to it; c) from the voltage divider tap point, a line is connected via a Zener diode, a full-wave rectifier and a secondary winding of the transformer to the base of the transistor generating the square-wave pulses, so that the potential of the rectified sine semicircular control voltage, which determines the width of the square-wave pulses, is influenced by the potential at the voltage divider tap point will; d) the square-wave voltage pulses are amplified in a known manner with the aid of further transistors and form as a result of importing pulses with a width matched to the engine load constantly the armature voltage.

Da bei Motorbelastung die Ankerspannung nur so viel sinkt, wie zum Einleiten des Regelvorganges notwendig ist, der dann ein weiteres Absinken unterbindet, kann der eingestellte Ankerspannungsmittelwert auch bei wechselnder Belastung konstant gehalten werden.Since when the engine is loaded, the armature voltage only drops as much as for It is necessary to initiate the control process, which then prevents any further drop, the set armature voltage mean value can be constant even with changing loads being held.

In einfacher Weise kann die Leistungsstärke der Regelanordnung noch erhöht werden, indem, wie an sich bekannt, eine Drosselspule vor den Motor geschaltet wird, so daß die von den Impulsen in der Drosselspule induzierten Spannungen sich zur jeweiligen Betriebsspannung addieren. Als überspannungsschutz für den letzten Transistor der Impulsverstärkerstufe ist in bekannter Weise eine Löschdiode parallel zur Drosselspule und zum Anker so angeordnet, daß der nach dem Sperren des letzten Transistors der Impulsverstärkerstufe am Ende jedes Impulses fließende Induktionsstrom über den Motoranker fließt und so zur Drehmomentbildung beiträgt.In a simple way, the performance of the control arrangement can still can be increased by, as known per se, connecting a choke coil in front of the motor so that the voltages induced by the pulses in the choke coil add to the respective operating voltage. As surge protection for the last The transistor of the pulse amplifier stage is a quenching diode in parallel in a known manner to the choke coil and to the armature so arranged that after locking the last Transistor of the pulse amplifier stage at the end of each pulse induction current flowing flows over the motor armature and thus contributes to the generation of torque.

Das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Regelanordnung ist in der Zeichnung dargestellt. Es wird an Hand dieser Zeichnung im folgenden näher beschrieben.The circuit diagram of an embodiment of the control arrangement according to the invention is shown in the drawing. It is based on this drawing in the following described in more detail.

Ein Netzanschlußtransformator 1 ist mit seiner Primärwicklung 10 über eine Sicherung 11 und einen zweipoligen Schalter 12 an eine Wechselstromquelle anzuschließen. Auf der Sekundärseite des Transformators 1 befinden sich vier Wicklungen. Eine Wicklung mit den Anschlüssen 21 und 22 erzeugt mit der Gleichrichterbrücke 3 eine zweiweggleichgerichtete, sinushalbbogenförmige Gleichspannung, die über eine Zenerdiode 4 zwischen den Spannungsteilerabgriffpunkt A und den Basisanschluß eines Transistors 30 gelegt ist. Von einer weiteren Sekundärwicklung mit den Anschlüssen 23 und 24 und dem Mittelanschluß 25 wird über ein Diodenpaar 5 und 6 die Erregerwicklung 200 und über eine Drosselspule 201, einen Drehrichtungsschalter 202 und einen Transistor 50 die Ankerwicklung 204 eines Gleichstrom-Nebenschlußkleinmotors gespeist. Als überspannungsschutz für den Transistor 50 ist parallel zur Drosselspule 201 und zum Anker 204 des Motors eine Löschdiode 205 angeordnet.A mains connection transformer 1 is to be connected with its primary winding 10 via a fuse 11 and a two-pole switch 12 to an alternating current source. There are four windings on the secondary side of the transformer 1. A winding with terminals 21 and 22 and rectifier bridge 3 generates a full-wave rectified, semi-sinusoidal DC voltage which is applied via a Zener diode 4 between voltage divider tap point A and the base terminal of a transistor 30. A further secondary winding with the connections 23 and 24 and the center connection 25 feeds the excitation winding 200 via a pair of diodes 5 and 6 and the armature winding 204 of a small direct current shunt motor via a choke coil 201, a direction switch 202 and a transistor 50. As overvoltage protection for the transistor 50 , a quenching diode 205 is arranged parallel to the choke coil 201 and to the armature 204 of the motor.

An einem Potentiometer 206 ist eine Ankersollspannung stufenlos einstellbar. Die Potentiometerspeisespannung wird einer Sekundärwicklung mit den Anschlüssen 28 und 29 über eine Gleichrichterbrücke 71 an einem Glättungskondensator 711 entnommen.An armature setpoint voltage can be continuously adjusted on a potentiometer 206. The potentiometer supply voltage is taken from a secondary winding with the connections 28 and 29 via a rectifier bridge 71 on a smoothing capacitor 711.

Zum Reduzieren der Motordrehzahl wird am Potentiometer 206 die Ankersollspannung vermindert. Zum Erhöhen der Motordrehzahl wird die Ankersollspannung dagegen erhöht.To reduce the engine speed, the armature setpoint voltage is reduced at the potentiometer 206. To increase the engine speed, however, the nominal armature tension is increased.

Eine weitere Sekundärwicklung mit den Anschlüssen 26 und 27 liefert über eine Gleichrichterbrücke 70 an einem Glättungskondensator 701 eine negative Vorspannung.A further secondary winding with the connections 26 and 27 supplies a negative bias voltage via a rectifier bridge 70 on a smoothing capacitor 701.

Bei der folgenden Betrachtung des Regelvorganges wird zugrunde gelegt, daß die Leitung O das Potential Null hat. Bekanntlich ist die mittlere Drehzahl des Motors von dessen mittlerer Ankerspannung abhängig. Die mittlere Ankerspannung wird durch die am Potentiometer 206 eingestellte Ankersollspannung vorgegeben. Die Ankersollspannung ist zwischen die Leitung O und die Basis des Transistors 203 gelegt. Sie ist bei der gezeigten Regelanordnung gegenüber Leitung 0 positiv, jedoch um den Wert der Steuerspannung des Transistors 203 (beispielsweise etwa 0,1 Volt) kleiner als die positive, durch einen Kondensator geglättete mittlere Ankerspannung des Motors. Diese ist zwischen den Emitter des Transistors 203 und die Leitung O gelegt und von etwa 6 bis 60 Volt veränderbar.The following consideration of the control process is based on the fact that line O has zero potential. It is known that the mean speed of the motor is dependent on its mean armature voltage. The mean armature voltage is specified by the armature setpoint voltage set on potentiometer 206. The armature setpoint voltage is placed between the line O and the base of the transistor 203 . In the control arrangement shown, it is positive with respect to line 0, but is smaller by the value of the control voltage of transistor 203 (for example about 0.1 volts) than the positive mean armature voltage of the motor, smoothed by a capacitor. This is placed between the emitter of transistor 203 and line O and can be varied from about 6 to 60 volts.

Der Innenwiderstand des Transistors 203 hängt von der zwischen seiner Basis und dem Leiter O liegenden Ankersollspannung und von der mittleren Ankeristspannung ab, die zwischen seinem Emitter und dem Leiter 0 liegt und vom Drehmoment des Motors beeinflußt wird. Bei großer Drehzahl und großem Drehmoment ist der Innenwiderstand groß, bei kleiner Drehzahl und kleinem Drehmoment klein. Bei kleiner Drehzahl und großem Drehmoment und bei großer Drehzahl und kleinem Drehmoment sowie bei allen möglichen Zwischenstufen ergibt sich ein zwischen diesen Extremwerten liegender Innenwiderstand.The internal resistance of the transistor 203 depends on the nominal armature voltage lying between its base and the conductor O and on the mean actual armature voltage, which lies between its emitter and the conductor 0 and is influenced by the torque of the motor. At high speed and high torque the internal resistance is high, at low speed and low torque it is small. At low speed and high torque and at high speed and low torque as well as at all possible intermediate stages, an internal resistance between these extreme values results.

Ist der Innenwiderstand des Transistors 203 groß, so ist auch der Spannungsabfall zwischen Emitter und Kollektor groß und das Potential am Kollektor stark negativ. Da das Potential des Widerstandes 207 ebenfalls negativ ist. so ist auch das Potential am Spannungsteilerabgriffpunkt A stark negativ. Ist hingegen der Innenwiderstand des Transistors 203 klein, so ist auch das negative Potential am Kollektor klein, und damit wird auch das Potential am Spannungsteilerabgriffpunkt A kleiner, d. h., das Potential am Punkt A verschiebt sich nach Null hin.If the internal resistance of transistor 203 is high, then the voltage drop between emitter and collector is also high and the potential at the collector is strongly negative. Since the potential of the resistor 207 is also negative. so the potential at the voltage divider tap point A is also strongly negative. If, on the other hand, the internal resistance of transistor 203 is small, then the negative potential at the collector is also small, and thus the potential at voltage divider tap point A also becomes smaller, ie the potential at point A shifts towards zero.

Diese Potentialänderung am Punkt A wirkt sich auf den Steuervorgang des Transistors 30 aus, da zwischen dem Punkt A und der Basis des Transistors 30 die um den Wert der Zenerspannung nach Plus verschobene gleichgerichtete sinushalbbogenförmige Steuerspannung liegt. Um ein einwandfreies Schalten und Steuern des Transistors 30 zu erhalten, müssen bei der Wahl der Zenerdiode folgende Bedingungen beachtet werden: Das Grundpotential der Steuerspannung muß kleiner als die Zenerspannung sein, und die Summe aus Steuerspannung und Abgriffsspannung zwischen Punkt A und Leitung O muß größer als die Zenerspannung sein.This change in potential at point A has an effect on the control process of transistor 30, since between point A and the base of transistor 30 there is the rectified sine semicircular control voltage shifted by the value of the Zener voltage to plus. In order to obtain proper switching and control of the transistor 30 , the following conditions must be observed when choosing the Zener diode: The basic potential of the control voltage must be less than the Zener voltage, and the sum of the control voltage and tap voltage between point A and line O must be greater than be the zener tension.

Sind diese Bedingungen erfüllt. so wird das Grundpotential der Steuerspannung so weit in den positiven Bereich gehoben, daß nur noch die Spitzen der sinushalbbogenförmigen Steuerspannung in den negativen Bereich hinein und über die Schaltspannung des Transistors 30 hinausragen und ein öffnen des Transistors 30 bewirken.Are these conditions met? the basic potential of the control voltage is raised so far into the positive range that only the peaks of the sine semicircular control voltage protrude into the negative range and beyond the switching voltage of transistor 30 and cause transistor 30 to open.

Bei großer Motordrehzahl und großer Motorbelastung ist das positive Grundpotential der an der Basis des Transistors 30 liegenden Steuerspannung klein, die sinusförmigen Spannungshalbbögen kommen weit in den negativen Bereich und öffnen den Transistor 30 lange. Die Rechteckimpulse am Kollektor des Transistors sind daher breit.This is positive at high engine speeds and high engine loads Basic potential of the control voltage at the base of transistor 30 is small, the sinusoidal voltage half-arcs come far into the negative range and open the transistor 30 for a long time. The square pulses at the collector of the transistor are therefore wide.

Bei kleiner Motordrehzahl und kleiner Motorbelastung ist das positive Grundpotential der an der Basis des Transistors 30 liegenden Steuerspannung groß, die sinusförmigen Spannungshalbbögen kommen nur wenig, d. h. nur mit dem nahe dem Scheitel liegenden Teil, in den negativen Bereich. Der Transistor 30 wird dadurch nur kurz geöffnet, die Impulse am Kollektor des Transistors 30 sind daher schmal.This is positive for a low engine speed and low engine load The basic potential of the control voltage at the base of the transistor 30 is large, the sinusoidal tension half-arcs come only a little, d. H. only with the near that Part of the vertex lying in the negative area. The transistor 30 is thereby open only briefly, the pulses at the collector of transistor 30 are therefore narrow.

Bekanntlich kann durch entsprechende Wahl des Transistors 30 ein genaues Schalten, d. h. Impulse mit großer Flankensteilheit, erreicht werden, so daß praktisch die am Kollektor entstehenden Impulse als rechteckförmig bezeichnet werden können.As is known, by appropriate selection of the transistor 30, a precise Switching, d. H. Pulses with a steep slope can be achieved, so that practical the impulses generated at the collector can be described as rectangular.

Diese rechteckförmigen Impulse werden in an sich bekannter Weise durch die Transistoren 40 und 50 verstärkt. Diese verstärkte, aus einzelnen Rechtecken sich zusammensetzende Spannung, die der Sekundärwicklung mit den Anschlüssen 25 und 23-"24 entnommen ist, wird an den Anker 204 des Motors geführt und ergibt die mittlere Ankeristspannung, die für die jeweilige Drehzahl des Motors maßgebend ist.These square-wave pulses are amplified by the transistors 40 and 50 in a manner known per se. This amplified voltage, composed of individual rectangles, which is taken from the secondary winding with the terminals 25 and 23- "24, is fed to the armature 204 of the motor and results in the mean actual armature voltage, which is decisive for the respective speed of the motor.

Sinkt durch größere Belastung die mittlere Ankeristspannung, so werden nach dem vorbeschriebenen Regelvorgang die Impulse breiter, und die mittlere Ankeristspannung steigt dann wieder auf den Wert. den sie vor der Belastungserhöhung des Motors hatte.If the mean actual armature voltage drops due to higher loads, after the control process described above, the pulses are wider, and the mean actual armature voltage then rises again to the value. that she had before the load increase on the engine.

Sinkt hingegen die Belastung, so erhöht sich die mittlere Ankeristspannung, da der Motor infolge seiner konstant gehaltenen Erregung dann als Generator wirkt. Der Regelvorgang verläuft nun umgekehrt, die Impulse werden schmäler, und die mittlere Ankeristspannung sinkt damit wieder auf den ursprünglichen Wert ab.If, on the other hand, the load decreases, the mean actual anchor voltage increases, because the motor then acts as a generator due to its constant excitation. The control process is now reversed, the impulses become narrower and the middle one The actual armature voltage thus drops back to the original value.

Wie schon erwähnt, wirkt sich eine Belastungsänderung auf die Ankeristspannung nicht voll aus, sondern nur so weit, wie dies zum Einleiten des Regelvorganges notwendig ist, der dann eine weitere Spannungsänderung unterbindet.As already mentioned, a change in load affects the actual armature stress not fully off, but only as far as necessary to initiate the control process which then prevents any further voltage change.

Eine Veränderung der Ankerspannung am Potentiometer 206 bewirkt den gleichen Regelvorgang wie eine Belastungsänderung; eine Erhöhung der Ankersollspannung wirkt wie eine Erhöhung der Belastung, eine Verminderung der Ankersollspannung wirkt wie eine Verminderung der Belastung des Motors. Vor den Motoranker ist in bekannter Weise eine Drosselspule 201 geschaltet, die die Differenz zwischen der gleichgerichteten Sekundärspannung des Transformators 1 und der mittleren Ankeristspannung übernimmt und eine Gegenspannung erzeugt. Am Ende jedes Impulses. in dem Moment also, in dem der Transistor 50 schlagartig sperrt, entsteht in der Drosselspule eine Spannung, die sich zur gleichgerichteten Spannung addiert. Damit diese Spannung dem Transistor 50 nicht gefährlich werden kann, wird in bekannter Weise parallel zur Drosselspule 201 und zum Anker eine Löschdiode 205 zur überspannungsunterdrückung angeordnet, wodurch der nach dem Sperren des Transistors 50 fließende Induktionsstrom zwangläufig über den Anker 204 des Motors geleitet wird und so zur Drehmomentbildung beiträgt.A change in the armature voltage at the potentiometer 206 effects the same control process as a change in load; an increase in the armature setpoint tension acts like an increase in the load, a decrease in the armature setpoint tension acts like a decrease in the load on the motor. Before the motor armature, a choke coil 201 is connected in a known manner, which takes over the difference between the rectified secondary voltage of the transformer 1 and the average armature actual voltage and generates a counter voltage. At the end of each pulse. At the moment when the transistor 50 suddenly blocks, a voltage arises in the choke coil which is added to the rectified voltage. So that this voltage cannot be dangerous to transistor 50, a quenching diode 205 for overvoltage suppression is arranged in a known manner in parallel to choke coil 201 and the armature, whereby the induction current flowing after the transistor 50 is blocked is inevitably passed through the armature 204 of the motor and so contributes to torque generation.

Claims (3)

PATENTANSPROCHE: 1. Anordnung zur Regelung der Ankerspannung eines konstant erregten Gleichstrom-Nebenschlußkleinmotors mit Hilfe von Transistoren und einem Netzanschluß-Transformator mit mehreren Sekundärwicklungen zur Stromversorgung des Motors und des elektronischen Steuer- und Regelteils sowie mit Steuergliedern zur Einstellung einer Ankersollspannung entsprechend der jeweils gewünschten Motordrehzahl und mit Regelgliedern zum selbsttätigen Korrigieren der belastungsabhängigen Ankeristspannung auf den Spannungssollwert, wobei die Regelung mit Rechteckimpulsen von konstanter Frequenz durch Ändern der Impulsbreite erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung eines Transistors (30), der die rechteckförmigen Spannungsimpulse von konstanter Frequenz und variierender Impulsbreite erzeugt, wobei die Impulsbreite von der an einem Potentiometer (206) als Steuerglied eingestellten Ankersollspannung und der lastabhängigen mittleren Ankeristspannung abhängt, an dessen Basis-Emitter-Strecke eine gleichgerichtete sinushalbbogenförmige Spannung gelegt ist, die durch Veränderung ihres Grundpotentials in Abhängigkeit von der Regelabweichung die jeweilige Impulsbreite bestimmt. PATENT APPLICATION: 1. Arrangement for regulating the armature voltage of a constantly excited DC shunt motor with the help of transistors and a mains connection transformer with several secondary windings for the power supply of the motor and the electronic control and regulating part as well as with control elements for setting a nominal armature voltage according to the desired motor speed and with control elements for automatically correcting the load-dependent Ankeristspannung to the voltage target value, wherein the control with rectangular pulses of constant frequency is accomplished by changing the pulse width, characterized in that to control a transistor (30) which generates the square-wave voltage pulses of constant frequency and a varying pulse width , the pulse width depending on the armature setpoint voltage set on a potentiometer (206) as a control element and the load-dependent mean actual armature voltage, at its base-emitter line ke a rectified sinusoidal semicircular voltage is applied, which determines the respective pulse width by changing its basic potential as a function of the control deviation. 2. Regelanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (4) vorgesehen sind. die das an sich gegenüber Null negative Grundpotential der Steuerspannung des Transistors (30) in den positiven Bereich heben und den Regelbereich der Ankerspannung derart erweitern, daß die Motordrehzahl bis auf den Wert Null einstellbar ist. 2. Control arrangement according to claim 1, characterized in that means (4) are provided. which is the negative basic potential of the Raise the control voltage of the transistor (30) into the positive range and the control range the armature voltage in such a way that the motor speed down to the value zero is adjustable. 3. Regelanordnung nach Anspruch I und ?, gekennzeichnet durch die Anwendung folgender, zum Teil bekannter Maßnahmen: a) daß als selbständige Regelanordnung ein als veränderbarer Widerstand arbeitender weiterer Transistor (203) vorgesehen ist, dessen Innenwiderstand von der an einem Potentiometer (206) eingestellten, an der Basis dieses Transistors (203) gelegten Ankersollspannung und von der durch einen Kondensator geglätteten mittleren Ankerspannung des Motors. die an den Emitter dieses Transistors (203) gelegt ist. abhängt, b) daß das vom Innenwiderstand abhängige Kollektorpotentials dieses Transistors (203) das Potential an einen Spannungsteilerabgriffpunkt (A) beeinflußt, der zwischen dem Kollektor dieses Transistors (203) und einem daran angeschlossenen Widerstand (207) angeordnet ist, e) daß von dem Spannungsteilerabgriffpunkt (A) eine Leitung über eine Zenerdiode (4), einen Zweiweggleichrichter (3) und eine Sekundärwicklung des Transformators (1) an die Basis des die Rechteckimpulse erzeugenden Transistors (30) gelegt ist, so daß das Potential der gleichgerichteten sinushalbbogenförmigen Steuerspannung, das die Breite der Rechtseckimpulse bestimmt, vom Potential am Spannungsteilerabgriffpunkt (A) beeinflußt wird. d) daß die rechteckförmigen Spannungsimpulse in bekannter Weise mit Hilfe weiterer Transistoren (40, 50) verstärkt werden und als Folge von Impulsen mit einer der Motorbelastung ständig angepaßten Breite die Ankerspannung bilden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1021025; »Elektronik«, 1959, Nr. 6, S. 179 bis 182.3. Control arrangement according to claim I and?, Characterized by the application of the following, partly known measures: a) that a further transistor (203) operating as a variable resistor is provided as an independent control arrangement, the internal resistance of which is different from that set on a potentiometer (206) , at the base of this transistor (203) applied armature target voltage and from the mean armature voltage of the motor smoothed by a capacitor. which is applied to the emitter of this transistor (203). depends, b) that the internal resistance-dependent collector potential of this transistor (203) influences the potential at a voltage divider tap point (A) which is arranged between the collector of this transistor (203) and a resistor (207) connected to it, e) that of the Voltage divider tap point (A) a line via a Zener diode (4), a full-wave rectifier (3) and a secondary winding of the transformer (1) is connected to the base of the transistor (30) generating the square-wave pulses, so that the potential of the rectified sine semicircular control voltage, the determines the width of the rectangular pulses, is influenced by the potential at the voltage divider tap point (A). d) that the square-wave voltage pulses are amplified in a known manner with the aid of further transistors (40, 50) and form the armature voltage as a sequence of pulses with a width constantly adapted to the motor load. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1021025; "Electronics", 1959, No. 6, pp. 179 to 182.
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DE1285605B (en) * 1963-12-21 1968-12-19 Rau Swf Autozubehoer Arrangement for regulating the induced armature voltage of a constantly excited DC shunt motor

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