DE1294524B

DE1294524B - Device for contactless speed control of a small direct current motor

Info

Publication number: DE1294524B
Application number: DEB78137A
Authority: DE
Inventors: Bauhus Guenter
Original assignee: Buehler GmbH
Current assignee: Buehler GmbH
Priority date: 1964-08-17
Filing date: 1964-08-17
Publication date: 1969-05-08

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur kontaktlosen Drehzahlregelung eines Gleichstromkleinmotors durch ein in seinem Ankerstromkreis liegendes Stellglied mit Hilfe eines in einem Gleichstromsteuerkreis des Stellgliedes angeordneten, vom Motor angetriebenen Wechselstromtachogenerators.The invention relates to a device for contactless speed control of a small direct current motor by an actuator located in its armature circuit with the help of a arranged in a DC control circuit of the actuator, from Motor driven AC tachometer generator.

Insbesondere bei Tonaufzeichnungs- und Widergabegeräten besteht die Notwendigkeit, die Drehzahl des als Antrieb dienenden Gleichstromkleinmotors unabhängig von Last- und Spannungsschwankungen konstant zu halten. Zu diesem Zweck ist die Verwendung komplizierter und aufwendiger mechanischer Drehzahlumschaltungseinrichtungen bekannt, die jedoch .Anlaß zu erheblichen Störungen geben.In particular in the case of sound recording and playback devices, there is the Necessity of the speed of the small DC motor serving as a drive independently to keep constant from load and voltage fluctuations. To this end, the Use of complicated and expensive mechanical speed switching devices known, which, however, give rise to considerable disturbances.

Es ist auch bekannt, die Drehzahl von Gleichstrommotoren unabhängig von der zugeführten Spannung und dem abgenommenen Drehmoment durch Fliehkraftregler, Hilfsgeneratoren od. dgl. konstant zu halten. Dabei wird der Motor bereits vom Hersteller auf eine bestimmte Drehzahl eingestellt bzw. die Anordnung entsprechend ausgelegt. Da jedoch die Reglerkontakte einer mitunter beträchtlichen Abnützung und Alterung unterliegen, wird von Zeit zu Zeit eine Nachjustierung erforderlich. Außerdem ist insbesondere bei zum Antrieb von Plattenspielern dienenden Gleichstromkleinmotoren eine Ausbildung erwünscht, die sowohl eine Feinregelung der Drehzahl, als auch eine stufenweise Regelung über einen weiten Drehzahlbereich ermöglicht.It is also known to be independent of the speed of DC motors of the voltage supplied and the torque taken by the centrifugal governor, Auxiliary generators or the like to keep constant. The engine is already supplied by the manufacturer set to a certain speed or the arrangement designed accordingly. However, since the controller contacts sometimes show considerable wear and tear and aging readjustment is necessary from time to time. Also is especially in the case of small DC motors used to drive turntables a training desired that both a fine control of the speed, as well as a Step-by-step control over a wide speed range is possible.

Dies läßt sich in bekannter Weise erreichen, indem die Spannung eines mit dem Motor gekuppelten Tachogenerators über einen Spannungsteiler einem im Ankerstromkreis des Motors liegenden Stellglied zugeführt wird. Dabei erfolgt die Regelung meist so, daß die Istspannung am Spannungsteiler mit einer konstanten Sollspannung verglichen wird (vgl. A b b. 4 auf S.450 der Zeitschrift »Die Elektro-Post« Nr.25/1955). Diese Art der Regelung ergibt zufriedenstellende Ergebnisse, falls die Solldrehzahl nur in einem verhältnismäßig engen Bereich verändert werden muß. Soll jedoch die Drehzahl in weiten Grenzen eingestellt werden können, so läßt sich auf Grund der den meisten Spannungsteilern anhaftenden Fehler nur eine begrenzte Regelgenauigkeit, insbesondere keine gute Reproduzierbarkeit der gewünschten Drehzahl, erreichen.This can be achieved in a known manner by the voltage of a tachometer generator coupled to the motor via a voltage divider in the armature circuit of the motor lying actuator is supplied. The regulation usually takes place here so that the actual voltage at the voltage divider is compared with a constant nominal voltage (cf. Fig. 4 on page 450 of the magazine “Die Elektro-Post” No. 25/1955). These Type of control gives satisfactory results if the target speed is only must be changed in a relatively narrow range. However, should the speed can be set within wide limits, so can be based on most Errors attached to voltage dividers only have a limited control accuracy, in particular do not achieve good reproducibility of the desired speed.

Ziel der Erfindung ist es, eine derartige Regelvorrichtung zu schaffen, die es bei hoher Regelgenauigkeit erlaubt, die Solldrehzahl in weiten Grenzen zu verändern.The aim of the invention is to create such a control device, which allows the target speed to be increased within wide limits with high control accuracy change.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Generatorwicklung mindestens zwei Anzapfungen aufweist, von denen. jeweils eine mittels eines Umschalters in den Gleichstromsteuerkreis einschaltbar ist.This task is achieved with a device of the type mentioned at the beginning according to the invention achieved in that the generator winding has at least two taps has, of which. one at a time into the DC control circuit by means of a changeover switch can be switched on.

Durch die nach der Erfindung vorgesehenen Anzapfungen der Wicklung des Tachogenerators ist die Möglichkeit gegeben, je nach Schaltung der Generatorwicklung bei verschiedenen Drehzahlen eine gleich große Spannung am Generator abzunehmen, die dann mit einer konstanten Spannung verglichen wird. Ein Spannungsteiler ist dann lediglich noch für eine Feinregelung der Drehzahl erforderlich, wobei sich ohne Schwierigkeiten eine ausreichende Genauigkeit erreichen läßt. Die vom Tachogenerator abgegebene. Wechselspannung kann in bekannter Weise mittels Trockengleichrichtern gleichgerichtet werden.By the taps of the winding provided according to the invention of the tachometer generator is possible, depending on the circuit of the generator winding take the same voltage from the generator at different speeds, which is then compared with a constant voltage. A voltage divider is then only required for fine control of the speed, whereby can achieve sufficient accuracy without difficulty. The one from the tachometer generator submitted. AC voltage can be generated in a known manner by means of dry rectifiers be rectified.

Es ist zwar schon eine Schaltungsanordnung zur Verbesserung der Eichkurve von mittels Wechselstromgeneratoren über Trockengleichrichter betriebenen Tourenzählern bekannt (deutsche Patentschrift 613 533), bei der die Generatorwicklung in zwei Hälften geteilt ist, die bei niedriger Drehzahl in Reihe und bei hoher Drehzahl parallel geschaltet sind. Dabei sind jedoch im Gegensatz zur Erfindung keine Anzapfungen vorgesehen, die wahlweise in einen Gleichstromsteuerkreis eingeschaltet werden können.It is indeed a circuit arrangement for improving the calibration curve from speed counters operated by means of alternators via dry rectifiers known (German Patent 613 533), in which the generator winding in two Divided into halves, those in series at low speed and in series at high speed are connected in parallel. In contrast to the invention, however, there are no taps provided, which can optionally be switched into a DC control circuit.

Diese Möglichkeit ist auch bei einem bekannten, nach dem Prinzip des Wechselstromgenerators .arbeitenden Geber für Drehzahlmeßanlagen nicht vorhanden, bei dem zwei oder mehr einem gemeinsamen Anker zugeordnete Wicklungen vorgesehen sind (deutsche Patentschrift 848 614). Bei diesem bekannten Geber sind die Wicklungen ganz oder teilweise elektrisch getrennt und magnetisch entkoppelt und dienen jeweils einzeln zur Speisung eines unabhängigen Meßsystems.This possibility is also available with a well-known, according to the principle of AC generator .working encoder for speed measuring systems not available, in which two or more windings associated with a common armature are provided are (German Patent 848 614). In this known encoder, the windings are completely or partially electrically separated and magnetically decoupled and serve in each case individually for supplying an independent measuring system.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Bescheibung einer in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Schaltungsanordnung.Further advantages and details of the invention emerge from the following description of a preferred circuit arrangement shown in the drawing.

Einem in einem Stromkreis 1 liegenden Gleichstromkleinmotor 2 wird eine Spannung von einer Gleichstromquelle 3 zugeführt. Der Motor 2 treibt unmittelbar einen Wechselstromtachogenerator 4 an.A small DC motor 2 lying in a circuit 1 is a voltage is supplied from a DC power source 3. The motor 2 drives directly an alternating current tachometer generator 4.

Der Wechselstromtachogenerator 4 weist zwei Anzapfungen 5, 5' auf, die über einen Umschalter 6 mit einem eine Konstantspannungsquelle 7 enthaltenden Gleichstromsteuerkreis 8 wahlweise verbunden werden können. An Stelle der Konstantspannungsquelle 7 kann beispielsweise auch eine Zenerdiode als Bezugselement verwendet werden. Der eine Pol der Konstantspannungsquelle 7 ist über einen ohmschen Widerstand 9 mit dem dritten Anschluß 10 des Wechselstromtachogenerators 4 verbunden.The alternating current tachometer generator 4 has two taps 5, 5 ', via a changeover switch 6 with a constant voltage source 7 containing DC control circuit 8 can be optionally connected. Instead of the constant voltage source 7, for example, a Zener diode can also be used as a reference element. Of the one pole of the constant voltage source 7 is connected via an ohmic resistor 9 the third terminal 10 of the alternating current tachometer generator 4 is connected.

Die zwischen der Konstantspannungsquelle 7 und dem Widerstand 9 auftretende Spannung dient zur Steuerung eines Vortransistors 11, dem ein im Stromkreis 1 des Motors 2 liegender Endtransistor 12 nachgeschaltet ist.The occurring between the constant voltage source 7 and the resistor 9 Voltage is used to control a pre-transistor 11, which is one in the circuit 1 of the Motor 2 lying end transistor 12 is connected downstream.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: übersteigt die über den Umschalter 6 im Gleichstromsteuerkreis 8 wirksame, vom Wechselstromtachogenerator 4 erzeugte Spannung die Spannung der Konstantspannungsquelle 7, so liegt am Widerstand 9 eine Spannung, die zum Durchlaßzustand des Vortransistors 11 führt, wodurch der Endtransistor 12 den Stromkreis 1 des Motors 2 unterbricht. Dadurch verschwindet die Speisespannung des Motors 2, so daß seine Drehzahl absinkt, was auch ein Absinken der vom Tachogenerator 4 abgegebenen Spannung bewirkt.The mode of operation of the device is as follows: exceeds the over the changeover switch 6 in the DC control circuit 8 effective from the AC tachometer generator 4 voltage generated the voltage of the constant voltage source 7, it is due to the resistor 9, a voltage which leads to the on state of the pre-transistor 11, whereby the End transistor 12 interrupts circuit 1 of motor 2. This disappears the supply voltage of the motor 2, so that its speed decreases, which also a decrease the voltage delivered by the tachometer generator 4.

Infolgedessen verringert sich die Spannung am Widerstand 9, so daß der Vortransistor 11 gesperrt und der Endtransistor 12 durchlässig wird und die Speisespannung an den Motor schaltet, was zu einer Drehzahlerhöhung führt. Dadurch erhöht sich wieder-und die vom Tachogenerator 4 abgegebene Spannung, so daß der Endtransistor 12 neuerdings undurchlässig wird. Auf diese Weise pendelt die Drehzahl des Motors um die gewünschte Solldrehzahl.As a result, the voltage across the resistor 9 is reduced, so that the pre-transistor 11 is blocked and the final transistor 12 is permeable and the The supply voltage to the motor switches, which leads to an increase in speed. Through this increases again and the voltage output by the tachometer generator 4, so that the End transistor 12 has recently become impermeable. In this way the speed fluctuates of the motor by the desired target speed.

Soll nun die Solldrehzahl des Motors verändert werden, so wird lediglich mittels des Umschalters 6 an Stelle der Anzapfung 5 die Anzapfung 5' des Tachogenerators mit dem Gleichstromsteuerkreis 8 verbunden. Der Tachogenerator 4 gibt jetzt bei gleicher Drehzahl über die Anzapfung 5' eine höhere bzw. niedrigere Spannung ab. Infolgedessen veränder sich die Stromdauer im Speisekreis 1 für den Motor 2 so, bis .infolge der Drehzahländerung die Spannung des Tachogenerators 4 mit der der Konstantspannungsquelle 7 übereinstimmt.If the target speed of the motor is now to be changed, the tap 5 ′ of the tachometer generator is connected to the direct current control circuit 8 by means of the switch 6 instead of the tap 5. The tachometer generator 4 now outputs a higher or lower voltage via the tap 5 'at the same speed. As a result, the current duration in the supply circuit 1 for the motor 2 changes until the voltage of the tachometer generator 4 matches that of the constant voltage source 7 as a result of the change in speed.

Eine Feinregelung der Drehzahl ließe sich beispielsweise dadurch verwirklichen, daß die vom Tachogenerator kommende Spannung über einen Spannungsteiler an die Konstantspannungsquelle geleRt wird.A fine control of the speed could be realized, for example, by that the voltage coming from the tachometer generator is sent to the constant voltage source via a voltage divider is emptied.

Claims

Claim: Device for contactless speed control of a small direct current motor by an actuator located in its armature circuit with the aid of an alternating current tachometer generator arranged in a direct current control circuit of the actuator and driven by the motor, characterized in that the generator winding has at least two taps (5, 5 '), of which one at a time can be switched into the direct current control circuit (8) by means of a changeover switch (6) .