DE1166341B

DE1166341B - Vorrichtung zur fliehkraftabhaengigen Drehzahlregelung eines Gleichstrommotors

Info

Publication number: DE1166341B
Application number: DEB66084A
Authority: DE
Inventors: Herbert Scholl
Original assignee: Buehler GmbH
Current assignee: Buehler GmbH
Priority date: 1962-02-24
Filing date: 1962-02-24
Publication date: 1964-03-26
Also published as: US3221236A; GB977762A; CH425968A

Description

Vorrichtung zur fliehkraftabhängigen Drehzahlregelung eines Gleichstromm tors . Die Erfindung befaßt sich mit dem Problem der Konstanthaltung der Drehzahl von Gleichstrommotoren, wie sie vor allem zum Antrieb von Tonträgergeräten verwandt werden, und sie richtet sich auf eine Vorrichtung zur fliehkraftabhängigen Drehzahlregelung eines Gleichstrommotors mit Hilfe einer mit dem Anker umlaufenden Spule.
Es sind zahlreiche Arten geregelter Gleichstrommotoren bekannt, die im allgemeinen mit dem Anker umlaufende Fliehkraftregler aufweisen, d-z#ren Kontakt sich beim Erreichen der Nenndrehzahl öffnet und beim Absinken der Drehzahl wieder schließt. Der zu steuernde Strom fließt dabei häufig über Schleif bürsten.
Im einfachsten Fall wird der Reglerkontakt mit dem Motor in Serie geschaltet und gegebenenfalls durch einen Widerstand überbrückt. Infolge der wegen der geringen Kontaktbrücke außerordentlich empfindlichen Kontakte hat sich diese Schaltung jedoch nicht bewährt. Zwar kann mit der Verwendung von Schalttransistoren die Belastung des Reglerkontaktes auf einen Bruchteil des Motorstroms vermindert werden, doch ist auch hierdurch noch nicht die erforderliche Konstanz der Drehzahl zu erreichen, da insbesondere bei längerem Gebrauch die Gleichstrombelastung der Kontakte zu Materialwanderungserscheinungen führt und bei höherer Belastung die Kontakte verbrennen. Schließlich ist die Spannungsabnahme mittels auf Schleifringen laufender Bürsten mit zahlreichen Unsicherheitsfaktoren hinsichtlich des übergangswiderstandes belastet, die vielfach bereits zu Schwankungen der Grunddrehzahl führen.
Es kommt für das der Erfindung zugrunde liegende Problem weniger darauf an, den Fliehkraftregler berährungs- und schleifringlos in die Regelvorrichtung eingreifen zu lassen, was in Verbindung mit einer Regelvorrichtung bekannt ist, die sich eines kontinuierlichen Steuervorgangs bedient. Dies erfordert einen beträchtlichen apparativen Aufwand, denn im einfachsten bekannten Fall sind hierzu mindestens drei Röhren in einer entsprechend komplizierten Schaltung erforderlich, ohne daß dadurch ein diesem erhöhten Aufwand auch nur annähernd entsprechend verbesserter Regeleffekt erzielt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, den immer noch bestehenden Schwierigkeiten bei der Drehzahlregelung von Gleichstrommotoren zu entgehen und eine Vorrichtung zu schaffen, die sich bei einfachstem Aufbau durch ein Höchstmaß an Betriebssicherheit auszeichnet und die das angestrebte Ziel auch in wirtschaftlich besonders vorteilhafter Weise erreichen läßt. Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ganz allgemein vor, die mit dem Anker umlaufende Spule in einem auf dem Motoranker befindlichen, einen fliehkraftabhängigen Schalter aufweisenden Hilfsstromkreis anzuordnen und auf ein Steuerelement des Motorhauptstromkreises einwirken zu lassen.
Es handelt sich dabei praktisch um die Anwendung des »Ein-Aus-Prinzips«. überschreitet die Ankerdrehzahl einen vorbestimmten Wert, so öffnet der Fliehkraftschalter den Hilfsstromkreis, so daß die in diesem befindliche Spule stromlos wird. Diese Zustandsänderung innerhalb des Hilfsstromkreises beeinflußt einen im Hauptstromkreis liegenden Schalter. Dies hat zwangläufig zur Folge, daß die Motordrehzahl absinkt. Bei Erreichen einer bestimmten Drehzahl schließt der Fliehkraftschalter den Hilfsstromkreis wieder, so daß die in diesem liegende Spule wieder stromführend wird.
Da bekanntlich sehr genau arbeitende Fliehkraftregler zur Verfügung stehen, kann auf diese Weise die Motordrehzahl unter außerordentlich geringem konstruktivem Aufwand in wirkungsvollster Weise innerhalb sehr enger Grenzen praktisch konstant gehalten werden.
In weiterer Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß der Hilfsstromkreis mit zwei getrennten Kommutatorlamellen des Motors verbunden ist. Diese Anordnung dient dem Zweck der Erzeugung eines Wechselstromes, was besondere funktionelle Vorteile für die Regelvorrichtung mit sich bringt.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist der Hilfsstromkreis von einem auf der Ankerwelle angeordneten Generator gespeist. Welcher Anordnung jeweils der Vorzug gegeben wird, richtet sich vor allem nach den Erfordernissen des einzelnen Falles.
Es hat sich darüber hinaus als besonders vorteilhaft erwiesen, das Steuerelement des Motorhauptstromkreises in Form eines polarisierten Relais auszubilden, dessen Erregerspule die mit dem Anker umlaufende Spule ist. Diese Ausführungsform ist ebenso einfach wie betriebssicher. Zweckmäßigerweise ist im Erregerkreis des polarisierten Relais ein Gleichrichter angeordnet.
Eine andere Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß das Steuerelement des Motorhauptstromkreises eine feststehende Sekundärspule aufweist, die im Feld der umlaufenden Spule angeordnet ist und eine Schaltvorrichtung im Motorhauptstromkreis steuert. Auf diese Weise kann der Sekundärspule die erforderliche Steuerspannung entnommen werden. Zweckmäßigerweise ist der feststehenden Sekundärspule ein Gleichrichter und/oder ein Verstärker für den Steuerstrom nachgeschaltet.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung einer besonders bevorzugten Ausführungsform sowie an Hand der Zeichnung. Hierbei zeigt F i g. 1 das Schaltbild und F i g. 2 einen schematischen Teilschnitt und eine Ansicht einer ersten Ausführungsform, F i g. 3 das Schaltbild und F i g. 4 einen schematischen Teilschnitt und eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform.
Der mit M bezeichneten Ankerwicklung eines Gleichstrommotors wird über die Leiter 1 und 2 Strom zugeführt. Diese sind an eine mit + und - angedeutete Stromquelle angeschlossen. Der Anker des Motors, dessen Welle mit 3 bezeichnet ist, ist an zwei einander gegenüberliegenden Kommutatorlamellen durch Leiter 4 und 5 angezapft, die an eine Spule 6 angeschlossen sind, welche im allgemeinen nur wenige Windungen aufweist. Die Spule 6 ist innerhalb eines Spulenträgers 7 untergebracht, der fest auf der Ankerwelle 3 gelagert ist, so daß diese Spule mit dem Anker umläuft. An der dem Motoranker zugewandten Stirnfläche 8 des Spulenträgers 7 ist ein Fliehkraftregler 9 angeordnet, dessen an einem Federarm vorgesehener Schließkontakt 11 die Verbindung zu einem am Spulenträger feststehenden Kontakt 12 herstellen oder unterbrechen kann. Bei 13 ist ein in den Leiter 5 eingeschalteter, der Spule 6 vorgeordneter Gleichrichter wiedergegeben.
In die Spule 6 greift ein Dauermagnet 14 ein, der an einen Schalter 15 angreift, welcher von einem Widerstand 16 überbrückt wird. Nach F i g. 2 ist der Magnet 14 auf einem Federarm 17 gelagert. Bewegt sich der Magnet 14 in die Spule 6 hinein, wird die Verbindung zwischen dem Schließkontakt 18 und dem Kontaktstift 19 getrennt und im anderen Fall geschlossen. Der Federarm 17 ist in einem Halter 20 des Lagerschilds 21 gelagert und an den Leiter 22 angeschlossen.
Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 und 4 ist der mit dem Anker des Gleichstrommotors M umlaufenden Spule 6 eine Sekundärspule 32 zugeordnet, die bei dem in F i g. 4 gezeigten Beispiel über der umlaufenden Spule 6 liegt, welche ihrerseits um den auf die Ankerwelle 3 aufgesetzten Spulenträger 7' gewickelt ist. Die Spule 23 ist innerhalb des am Lagerschild 21 befestigten Einsatzstückes 24 untergebracht und an die Leiter 25 und 26 angeschlossen. Die in der feststehenden Spule induzierte Spannung wird von dem Gleichrichter 27 gleichgerichtet und gelangt über eine Verstärkeranordnung zu einem Schalttransistor 28, der in der Zuleitung 2 des Motorarikers angeordnet ist.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebene und in der Zeichnung wiedergegebene Ausführungsform beschränkt, sondern es sind demgegenüber zahlreiche Abänderungen möglich, ohne daß diese vom Gundgedanken der Erfindung abweichen. So kann beispielsweise an die Stelle der Spannungsabnahme von den Kommutatorlamellen des Motors ein auf der Motorwelle angeordneter Generator vorgesehen sein. Andererseits ist es auch möglich, der Sekundärspule einen anderen Platz im Verhältnis zur umlaufenden Spule zuzuordnen. Sie kann sowohl innerhalb als auch neben dieser angebracht sein.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur ffiehkraftabhängigen Drehzahlregelung eines Gleichstrommotors mit Hilfe einer mit dem Anker umlaufenden Spule, d a - durch gekennzeichnet, daß die Spule(6) in einem auf dem Motoranker befindlichen, einen fliehkraftabhängigen Schalter (9) aufweisenden Hilfsstromkreis angeordnet ist und auf ein Steuerelement (15 bzw. 28) des Motorhauptstromkreises einwirkt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsstromkreis mit zwei getrennten Kommutatorlamellen des Motors (M) verbunden ist. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsstromkreis von einem auf der Ankerwelle (3) angeordneten Generator gespeist ist. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement des Motorhauptstromkreises aus einem polarisierten Relais (14) besteht, dessen Erregerspule die umlaufende Spule (6) ist. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge- kennzeichnet, daß in dem Erregerstromkreis des polarisierten Relais (14) ein Gleichrichter (13) angeordnet ist. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement des Motorhauptstromkreises eine feststehende Sekundärspule (23) aufweist, die im Feld der umlaufenden Spule (6) angeordnet ist und eine Schaltvorrichtung (28) im Motorhauptstromkreis steuert. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärspule (23) innerhalb der umlaufenden Spule (6) oder über dieser angeordnet ist. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der feststehenden Sekundärspule (23) ein Gleichrichter (27) und/oder ein Verstärker nachgeschaltet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 1 719 492.