DE1244284B

DE1244284B - Drehzahlregelschaltung fuer ueber Transistoren gespeiste Gleichstrommotoren

Info

Publication number: DE1244284B
Application number: DEL43245A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Helmut Moczala; Horst Sander
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1962-10-19
Filing date: 1962-10-19
Publication date: 1967-07-13

Description

Drehzahlregelschaltung für über Transistoren gespeiste Gleichstrommotoren Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehzahlregelschaltung für Gleichstrommotoren, welche über Transistoren gespeist werden. Die Schaltung ist mit mindestens zwei Speisetransistoren versehen und weist weiterhin zwei um eine Polteilung gegeneinander versetzte, in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Läufers erregte Steuerinduktionsspulen auf. Die Basis eines jeden Speisetransistors ist an eine der Steuerinduktionsspulen angeschlossen, und die beiden die Steuerinduktionsspulen enthaltenden Transistorbasiskreise sind zusätzlich von einer im Takte der Solldrehzahl arbeitenden Vorrichtung gesteuert.
Es sind schon Drehzahlregelschaltungen bekanntgeworden, bei welchen im Takte der Solldrehzahl arbeitende Vorrichtungen die Transistoren, über welche die Erregerspulen gespeist werden, steuern. Bei diesen bekannten Anordnungen sind diese Vorrichtungen beispielsweise als federnde Zungen ausgebildet, welche vom Motor selbst angeregt werden. Derartige Schaltungen haben den Nachteil, daß der damit betriebene Motor zunächst angeworfen werden muß, da ein Selbstanlauf nicht möglich ist, und darüber hinaus die Vorrichtung von der Motordrehzahl abhängig ist, wodurch eine relativ hohe Drehzahländerung erforderlich wird, bevor die Regelung überhaupt einsetzen kann.
Durch die Erfindung wird eine Drehzahlregelschaltung der eingangs beschriebenen Art angegeben, welche unabhängig von der Motordrehzahl arbeitet. Die Erfindung besteht darin, daß ein von der Motordrehzahl unabhängiger mechanischer Umschalter die Basiskreise der Transistoren abwechselnd im Takte der Solldrehzahl kurzschließt und öffnet. Der mechanische Umschalter ist so aufgebaut, daß er unabhängig von der Motordrehzahl die Stromkreise der beiden Erregerspulen, welche um eine Polteilung gegeneinander versetzt sind, abwechselnd in einem festgelegten Rhythmus öffnet und schließt. Die Drehzahlregelung nach der vorliegenden Erfindung ist somit ständig im Einsatz, und der damit betriebene Motor kann dadurch mit äußerst konstanter Drehzahl laufen.
Es sind zwar schon Anordnungen bekanntgeworden, die zur Stabilisierung einer Drehzahl mit Vorrichtungen versehen sind, die unabhängig von der Motordrehzahl sind. Jedoch handelt es sich bei diesen bekannten Anordnungen zum Teil um Einrichtungen, die im Zusammenhang mit Schwingern arbeiten und andererseits mit einem Oszillator ausgerüstet sind, welcher die Basiskreise von Transistoren beaufschlagt, in denen Steuerinduktionsspulen angeordnet sind. Diese Steuerinduktionsspulen werden bei einer bekannten Anordnung außerdem in Abhängigkeit von den Erregerspulen erregt. Der Aufbau dieser bekannten Anordnung ist demnach grundsätzlich anders, als der beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Mit 1 und 2 sind die Erregerspulen bezeichnet, welche nach Schließen der Schalters 3 aus der Stromquelle 4 über die Transistoren 11 und 21 gespeist werden. In den Basiskreisen der Transistoren liegen die Induktionsspulen 12 und 22. Die Basen der Transistoren 11 und 21 können über den Umschalter 8, welcher die Klemmen 13 und 23 berührt, wahlweise an die Stromquelle 4 angeschlossen werden. Der Umschalter 13 wird beispielsweise von einem Frequenzgenerator 19 in einem vorbestimmten Rhythmus zwischen den Kontakten 13 und 23 hin-und herbewegt. Auf der Welle 6 des Motors sind der Dauermagnetläufer 5 sowie der Steuermagnet 7 angebracht.
Die Wirkungsweise der Anordnung nach der Erfindung ist folgende: Durch Schließen des Schalters 3 wird der Motor an Spannung gelegt, und es kann durch eine der Spulen 1 und 2 ein Strom fließen. In der dargestellten Lage fließt der Strom über die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 21 und somit durch die Spule 2, da der Basiskreis des Transistors 12 über den Umschalter 8 kurzgeschlossen ist und damit der Transistor 11 stromundurchlässig ist. Auf diese Weise wird auf den Dauermagneten 5 ein Drehmoment ausgeübt und der Läufer beginnt sich zu drehen. Nach einer vorbestimmten Zeit, welche der Solldrehzahl des Motors angepaßt ist, wechselt der Umschalter vom Kontakt 13 auf den Kontakt 23, und die Spule 1 wird über die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 11 von Strom durchflossen. Im Idealfall, wenn also der Motor mit seiner Solldrehzahl läuft, erhält jede der beiden Spulen 1 und 2 genau über l80° des 1,Tmlaufwinkels Strom. Die Durchsteuerung der Transistoren 11 und 21 erfolgt durch die Induktionsspulen 1 2 und 22, welche in den Basiskreisen der Transistoren liegen und in weiche durch den Steuermagneten 7 durch die Rotation des Läufers Spannungen induziert werden. Diese Spannungen sind in ihrer Richtung von der Polarität des Steuermagneten abhängig und sind so gerichtet, daß beispielsweise in der dargestellten Lage der Transistor 21 stromdurchlässig wird.
Wird die Solldrehzahl beispielsweise durch Laständerung überschritten, so gelangt der Nordpol N des Steuermagneten 7 früher in die Nähe der Induktionsspule 22, so daß in diese schon früher eine Spannung induziert wird, während der Umschalter 8 noch nicht die Stellung zum Kontakt 23 erreicht hat. Es ist also zunächst die Steuerwirkung im Basiskreis unterbrochen und es geht eine bestimmte Energiemenge zur Speisung der Spule 2 somit verloren. Erst wenn der Umschalter 8 die Klemme 23 in den Steuerkreis legt, kann auch ein Strom durch die Spule 2 fließen. Zu diesem Zeitpunkt ist dann jedoch der Nordpol N des Steuermagneten 7 schon weiter vorgerückt, d. h., er gelangt nach kurzer Zeit aus dem Wirkungsbereich der Induktionsspule 22. Durch die damit verbundene niedrigere Energiezufuhr senkt der Motor somit seine Drehzahl sofort und kann insgesamt betrachtet mit nahezu konstanter Drehzahl betrieben werden. Bei einer zu niedrigen Drehzahl infolge Lasterhöhung wird der Vorgang genau umgekehrt erfolgen. Der Frequenzgenerator 19 kann beispielsweise als eine als frequenznormal arbeitende Umschaltzunge ausgebildet sein. Hierbei ist die Zunge direkt als Schalter ausgebildet.

Claims

Patentansprüche: 1. Drehzahlregelschaltung für über Transistoren gespeiste Gleichstrommotoren mit mindestens zwei Speisetransistoren und zwei um eine Polteilung gegeneinander versetzte, in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Läufers erregten Steuerinduktionsspulen, bei welcher jede Transistorbasis an eine der Steuerinduktionsspulen angeschlossen ist und die beiden die Steuerinduktionsspulen enthaltenden Transistor-Basiskreise zusätzlich von einer im Takte der Solldrehzahl arbeitenden Vorrichtung gesteuert sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Motordrehzahl unabhängiger mechanischer Umschalter (8) die Basiskreise der Transistoren abwechselnd im Takte der Solldrehzahl kurzschließt und öffnet.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Umschalter (8) eine als frequenznormal arbeitende Umschaltzunge ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1105 045, 1128 018; französische Patentschrift Nr.1090 564; USA.-Patentschriften Nr. 2 994 023, 2 995 690, 2 980 839; Revue Generale de 1Blectricit6, März 1959, S. 200; Funktechnik, 1961, S. 29.