DE1285605B

DE1285605B - Anordnung zur Regelung der induzierten Ankerspannung eines konstant erregten Gleichstrom-Nebenschlusskleinmotors

Info

Publication number: DE1285605B
Application number: DES88856A
Authority: DE
Inventors: Maerkle Willi
Original assignee: SWF Spezialfabrik fuer Autozubehoer Gustav Rau GmbH
Current assignee: SWF Auto Electric GmbH
Priority date: 1963-12-21
Filing date: 1963-12-21
Publication date: 1968-12-19

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Regelung der induzierten Ankerspannung eines konstant erregten Gleichstrom-Nebenschlußkleinmotors, dessen Ankerwicklung aus einer Gleichstromquelle über einen Leistungstransistor und einen ohmschen Vorwiderstand gespeist wird.
Es sind derartige Anordnungen bekannt (britische Patentschrift 900 088), bei denen außer dem Leistungstransistor noch ein zweiter Transistor vorgesehen ist. Die Basiselektroden der beiden Transistoren sind jeweils mit dem Kollektor des anderen Transistors verbunden. Die Basis des Leistungstransistors ist außerdem mit einem Teilwiderstand eines einstellbaren Spannungsteilers verbunden, der parallel zur Ankerwicklung liegt. Auf diese Weise ist zwischen Emitter und Basis des Leistungstransistors ein Teil der Ankerspannung wirksam. Am Vorwiderstand im Ankerstromkreis tritt ein Spannungsabfall entsprechend dem Ankerstrom auf. Dieser Vorwiderstand bildet einen Teil des Basis-Emitter-Kreises des zweiten Transistors, so daß sich der Kollektorstrom des zweiten Transistors direkt mit dem Ankerstrom ändert. Da der Kollektor des zweiten Transistors mit der Basis des Leistungstransistors verbunden ist, ändert sich auch dessen Leitfähigkeit direkt mit dem Ankerstrom, wodurch sich die Spannung am Leistungstransistor umgekehrt mit dem Ankerstrom ändert. Diese Anordnungen können so als eine Konstant-Spannungsquelle in Reihe mit einem negativen Widerstand betrachtet werden. Auf diese Weise wird die induzierte Ankerspannung geregelt.
Es sind auch Anordnungen zur Regelung der induzierten Ankerspannung eines konstant erregten Gleichstrom-Nebenschlußmotors mittels einer Brükkenschaltung zur Bildung einer dem Istwert der induzierten Ankerspannung proportionalen Spannung bekannt (vgl. zum Beispiel die deutsche Patentschrift 719 631). Diese Brückenschaltung hat die Aufgabe, den störenden, durch den Ankerwiderstand verursachten Spannungsabfall meßtechnisch zu kompensieren, so daß die in der Ankerwicklung induzierte Ankerspannung zu Regelzwecken verwendet werden kann. Ein Nachteil derartiger Brückenschaltungen ist, daß dabei ebenfalls nur ein Teil, insbesondere nur die Hälfte des Istwertes der induzierten Ankerspannung für Regelzwecke zur Verfügung steht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regelanordnung für einen Gleichstrom-Nebenschlußkleinmotor zu schaffen, mit der eine konstante Motordrehzahl in Abhängigkeit von der vollen induzierten Ankerspannung eingehalten werden kann. Diese Aufgabe wird bei einer Regelanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein als Vergleicher dienender Transistor in Abhängib keit von einem Soll-Istwertvergleich den Leistungstransistor steuert, daß zur Bildung des Istwertes der induzierten Ankerspannung als Differenz der Ankerklemmenspannung und einer mit dem Ankerspannungsabfall übereinstimmenden Spannung im Emitter-Kollektor-Kreis eines Hilfstransistors zwei ohmsche Widerstände in Reihe liegen, deren Verbindungspunkt mit dem Verbindungspunkt des Vorwiderstandes und der Ankerwicklung unmittelbar verbunden ist und die so bemessen sind, daß ihr Widerstandsverhältnis mit dem des Vorwiderstandes zum Ankerwiderstand übereinstimmt, und daß der Hilfstransistor mittels des Vorwiderstandes und des diesem größenmäßig zugeordneten einen ohmschen Widerstandes im Emitter-Basiskreis so ausgesteuert ist, daß am anderen ohmschen Widerstand die mit dem Ankerspannungsabfall übereinstimmende Spannung liegt.
An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Schaltplanes wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Zum besseren Verständnis der gezeigten Schaltanordnung sind die auftretenden Einzelspannungen entsprechend ihren Größenverhältnissen im Schaltplan eingetragen.
Mit M ist der Anker eines der zu regelnden Gleichstrom-Nebenschlußkleinmotors, mit R2 dessen Ankerwiderstand und mit R1 ein ohmscher Vorwiderstand im Ankerstromkreis bezeichnet, der vorzugsweise die gleiche Größe wie der Ankerwiderstand R2 hat und einstellbar ausgebildet ist. Der Ankerstromkreis speist eine nicht dargestellte Gleichstromquelle, die eine Spannung Ui aufweist. In Reihe mit der Emitter-Kollektor-Strecke eines Hilfstransistors 1 liegen zwei ohmsche Widerstände R3 und R4, deren Widerstandsverhältnis mit dem des Vorwiderstandes R1 zum Ankerwiderstand R2 übereinstimmt, an einer Gleichspannung U2. Statt des Vorwiderstandes R1 kann der ohmsche Widerstand R3 einstellbar sein. Mit drei ohmschen Stellwiderständen R5, Ra, R7 in Spannungsteilerschaltung, an der eine Gleichspannung U3 liegt, wird der Sollwert der induzierten Ankerspannung und somit auch die Drehzahl des Motors eingestellt. Ein Transistor 2 dient in an sich bekannter Weise (deutsche Auslegeschrift 1159 078) als Vergleicher der Anker-Istwertspannung mit der Anker-Sollwertspannung und zum Steuern eines Transistors 3, der, als Verstärker wirkend, einen Leistungstransistor 4 steuert, welcher im Ankerstromkreis des Motors liegt. Der Hilfstransistor 1 liegt im Regelkreis und dient zur Nachbildung des Istwertes der induzierten Ankerspannung. An den Basen der Transistoren 1 und 2 liegende ohmsche Widerstände R8 und Ra sind Schutzwiderstände gegen tlberlastung, desgleichen die Widerstände Rio, Rii und R1. für die Transistoren 3 und 4, die mit einer Gleichspannung U4 in Verbindung stehen.
Wenn der Vorwiderstand R1, wie vorzugsweise vorgesehen ist, den gleichen Wert hat wie der Ankerwiderstand R" entsteht am Vorwiderstand R1 bei Vernachlässigung des durch die Widerstände R1 und R8 fließenden Steuerstroms des Hilfstransistors 1 eine mit dem durch den Ankerstrom J1 verursachten Ankerspannungsfall Ji, R2 übereinstimmende Spannung UR,. Die Ankerklemmenspannung UAO setzt sich zusammen aus der induzierten Ankerspannung Uo und dem Ankerspannungabfall UR 2 am Ankerwiderstand R2. Der Spannungsabfall UR i am Vorwiderstand R1 entspricht dem am Ankerwiderstand R, und steuert den Hilfstransistor 1, der in Kollektorschaltung liegt, Der über den Anschluß B fließende Strom 12 erreicht dadurch einen Wert, bei dem der Spannungsabfall UR 3 am ohmschen Widerstand R3 dem Spannungsabfall UR, am Vorwiderstand R1 entspricht bis auf die Größe der Steuerspannung des Hilfstransistors 1, die nur einige Millivolt beträgt. Da die ohmschen Widerstände R3 und R4 gleiche Widerstandswerte haben, entsteht auch am Widerstand R4 ein gleich großer Spannungsabfall wie am Widerstand R3. Die Spannungsabfälle von R3 und R4 liegen am Verbindungspunkt A', jedoch mit umgekehrten Vorzeichen, so daß der Spannungsabfall, der am Ankerwiderstand R2 verursacht ist, kompensiert wird. Zwischen den Anschlüssen O und B tritt somit eins Spannung U, * auf, die dem Istwert der induzierten Ankerspannung Uo gleich ist.
Durch diese Maßnahme steht nun der sonst nicht abgreifbare Istwert der induzierten Ankerspannung als Vergleichsspannung zur Verfügung. Da der Anschluß B mit der Basis des als Vergleicher dienenden Transistors 2 verbunden ist, wirkt in dessen Emitter-Basiskreis die Differenz des am Widerstand R, eingestellten Ankerspannungssollwertes und des Ankerspannungsistwertes. Bei Spannungsabweichung fließt ein Strom durch den Transistor 2 zum Kollektor-Basiskreis des Transistors 3, der daraufhin als Treiber wirkt und den Leistungstransistor 4 steuert.
Bei einer Belastungserhöhung vergrößern sich die Spannungsabfälle am Ankerwiderstand R2 und auch am Vorwiderstand R1. Mittels des Hilfstransistors 1 werden dann auch die Spannungsabfälle UR s und UR 4 größer und die nachgebildete Spannung Uo * kleiner, wodurch der Anker M über den Leistungstransistor 4 eine höhere Spannung erhält, bis die Spannung U, und damit die Motordrehzahl wieder ihre ursprüngliche Größe erreicht haben.

Claims

Patentanspruch: Anordnung zur Regelung der . induzierten Ankerspannung eines konstant erregten Gleichstrom-Nebenschlußkleinmotors, dessen Ankerwicklung aus einer Gleichstromquelle über einen Leistungstransistor und einen ohmschen Vorwiderstand gespeist wird, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß ein als Vergleicher dienender Transistor (2) in Abhängigkeit von einem Soll-Istwertvergleich den Leistungstransistor (4) steuert, daß zur Bildung des Istwertes (U.) der induzierten Ankerspannung als Differenz der Ankerklemmenspannung (U.4 0) und einer mit dem Ankerspannungsabfall (Up ,2) übereinstimmenden Spannung (UR 4) im Emitter-Kollektor-Kreis eines Hilfstransistors (1) zwei ohmsche Widerstände (R R4) in Reihe liegen, deren Verbindungspunkt (AI mit dem Verbindungspunkt (A) des Vorwiderstandes (R1) und der Ankerwicklung unmittelbar verbunden ist und die so bemessen sind, daß ihr Widerstandsverhältnis mit dem des Vorwiderstandes (R1) zum Ankerwiderstand (R, übereinstimmt, und daß der Hilfstransistor (1) mittels des Vorwiderstandes (R1) und des diesem größenmäßig zugeordneten einen ohmschen Widerstandes (R3) im Emitter-Basiskreis so ausgesteuert ist, daß am anderen ohmschen Widerstand (R4) die mit dem Ankerspannungsfall übereinstimmende Spannung (UR 4) liegt.