DE1294536B - Anordnung zur Drehzahlregelung von Elektromotoren - Google Patents

Description

• Die Erfindung richtet sich auf eine Anordnung zur Drehzahlregelung von Elektromotoren mit je einem stromsteuernden Steuerelement in jeder Stromzuführung, bei der den Steuerelementen ein gemeinsamer Oszillator zugeordnet ist, dessen Ausgangsspannung jeweils mindestens einem Steuerelement über ein mit dem Läufer umlaufendes Koppelglied als Steuergröße einkoppelbar ist.
• Bei den gebräuchlichen Elektromotoren stellt ein auf der Ankerwelle angeordneter Kollektor über auf ihm schleifende feststehende Bürsten die Verbindung zwischen Ankerwicklung und äußerem Stromkrreis dar. Die Nachteile dieser Anordnung sind zahlreich. Der Stromübergang ist nicht zuletzt durch die infolge der Reibung auftretende Abnutzung vergleichsweise schlecht, und es ergeben sich Funkenbildungen mit ihren nachteiligen Folgen sowie beträchtliche Geräusche. Andererseits ist der Kollektor vielfach die Ursache von beträchtlichen Anlaufschwierigkeiten.
• Ein vorbekannter kollektorloser Motor weist für alle Steuerelemente in den Stromzuführungen einen gemeinsamen Oszillator oder zwei Oszillatoren verschiedener Frequenz auf. Die Steuerelemente werden unter der Wirkung der niederfrequenten Ausgangsspannung des Oszillators oder der Oszillatoren in einem Winkelbereich von etwa 360°, geteilt durch die Anzahl der Steuerelemente, angesteuert, und zwar jeweils durch einen Spannungsstoß infolge einer drehwinkelabhängigen Impedanzänderung in auf bestimmte Frequenzen abstimmbaren Schwingkreisen, durch die der Grad der Ansteuerung der Steuerelemente veränderbar ist.
• Gemäß dem Gegenstand eines älteren Patentes kann für sinngemäße Aussteuerung der Schaltelemente auch ein Hochfrequenzoszillator herangezogen werden.
• Nach einem weiteren älteren Patent wird bei einem kollektorlosen Gleichstrommotor der der Ständerwicklung über Speisetransistoren zugeführte Strom durch ein je Speisetransistor und Ständerspule vorgesehenes Rückkopplungssystem mittels drehwinkelabhängiger, induktiver Kopplungsänderung gesteuert. Dabei dient zur induktiven Kopplungsänderung zwischen zwei feststehenden Kopplungsspulen ein weichmagnetischer Anker bzw. ein Dämpfungselement, durch die bei Überdrehzahl die Kopplung derart vermindert wird, daß die Speisetransistoren nicht mehr voll durchgeschaltet werden und dadurch eine Stabilisierung der Drehzahl eintritt. In Ansehung dieser Tatsachen ist es Aufgabe der Erfindung, eine Drehzahlregelung zu schaffen, die noch wesentlich einfacher im Aufbau, aber nicht minder wirkungsvoll in ihrer Funktion ist.
• Erfindungsgemäß weist das Koppelglied bei der eingangs geschilderten Anordnung einen Fliehkraftschalter auf, der in Abhängigkeit von der Läuferdrehzahl eine Steuerfunktion auf das oder die jeweiligen Steuerelemente ausübt.
• Damit wird der drehzahlabhängigen Steuerung für die Steuerelemente ein Schaltorgan zugeordnet, das infolge seiner geringen Kontaktbelastung einen besonders genau arbeitenden Drehzahlfühler bildet, der beispielsweise den Stromfluß durch das mit dem Läufer umlaufende Koppelglied unterbricht, so daß die Kopplung stromlos wird.
• Mit dieser Ausbildung gewinnt die Erfindung eine ganz besondere Bedeutung insofern, als auf diese Weise eine feinfühlige Drehzahlregelung ermöglicht wird, die nur einen minimalen Aufwand erfordert, denn der gewünschte Erfolg stellt sich bereits dadurch ein, daß der Grundaufbau der Steuerung nur um einen ebenso einfachen wie wirkungsvollen Fliehkraftregler ergänzt wird. Ein solcher Motor gewährleistet eine sehr hohe Drehzahlkonstanz.
• Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Fliehkraftschalter einem induktiven oder kapazitiven Koppelglied zugeordnet. Besondere Vorteile bietet die in Weiterbildung dieses Gedankens gemäß der Erfinduung vorgesehene Verwendung eines Koppelspulen-Stromkreises mit HF-Eisenjoch.
• Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie an Hand der Zeichnung. Hierbei zeigt F i g. 1 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung und F i g. 2 die schematisierte Teildarstellung eines Motors mit Schaltelementen der Schaltung nach F i g. 1. Die Stromzuführungen des mit M bezeichneten Motors sind bei 1, 2 und 3 angedeutet. In diesen Stromzuführungen ist je ein Steuerelement in Form eines mit einem Transistor 4 bestückten Schalters 5 angeordnet. Dieser Schalter 5 vereinigt in sich die erforderlichen Widerstände sowie einen Kondensator und einen Gleichrichter. Die Schaltung nach F i g. 1 ist mit drei Steuerelementen in Form der Schalter 5 versehen, die je eine Koppelspule 12 aufweisen. Hierfür kommen gegebenenfalls einfache HF- bzw. Ferrit-Spulen in Frage: Den drei Steuerschaltern 5 ist ein gemeinsamer Oszillator 13 zugeordnet, dessen Steuerspule 14, wie F i g. 2 zeigt, beispielsweise um die Ankerwelle 15 angeordnet sein mag. Mit dieser Ankerwelle 15 ist ein Koppelglied in Form der Koppelspule 16 verbunden, die außerhalb der auf dem Lagerschild 17 des Motors M gelagerten Steuerspule 14 des Oszillators 13 umläuft und dabei nacheinander in den Wirkungsbereich je einer der Koppelspulen 12 der Schalter 5 gelangt.
• Das Koppelglied 16 ist mit einem Fliehkraftschalter 11 versehen, der öffnet, wenn die Drehzahl der Ankerwelle 15 über eine vorbestimmten Wert ansteigt und im anderen Fall schließt. Passiert die Koppelspule 16 bei ihrem Umlauf bei geschlossenem Fliehkraftschalter 11 die Steuerspule 12 eines der Steuerelemente 5, so fließt durch diese Spule 12 ein Strom, der jedoch sofort wieder unterbrochen wird, wenn das Koppelglied vorbeigelaufen ist, wobei dann allerdings die nachfolgende Steuerspule 12 Strom führt. Die hierdurch dem Steuerelement 5 eingekoppelte Steuergröße läßt den Transistor 4, je nach der gewünschten Schaltung, derart ansprechen, daß er entweder den Stromdurchgang durch die Stromzuführung 1, 2 oder 3 gestattet oder sperrt. Dieses Spiel wiederholt sich beim Umlauf der Koppelspule 16 in regelmäßigen Abständen. Ist hingegen der Fliehkraftschalter geöffnet, da die Drehzahl über einen vorbestimmten Wert angestiegen ist, unterbleibt die Einkopplung, und der Motor M kann dann keinen Strom ziehen.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Anordnung zur Drehzahlregelung von Elektromotoren mit je einem stromsteuernden Steuerelement in jeder Stromzuführung, bei der den Steuerelementen ein gemeinsamer Oszillator zugeordnet ist, dessen Ausgangsspannung jeweils mindestens einem Steuerelement über ein mit dem Läufer umlaufendes Koppelglied als Steuergröße einkoppelbar ist, dadurch gekennzeichn e t, daß das Koppelglied einen Fliehkraftschalter (11) aufweist, der in Abhängigkeit von der Läuferdrehzahl eine Steuerfunktion auf das oder die jeweiligen Steuerelemente (5) ausübt.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fliehkraftschalter (11) einem induktiven oder kapazitiven Koppelglied zugeordnet ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fliehkraftschalter (11) einem Koppelspulen-Stromkreis (16) mit HF-Eisenjoch zugeordnet ist.