DE1463662C3 - Elektrisches Kleingerat - Google Patents

Description

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vorbestimmten Wert herabzusetzen. Parallel zu dem gangsgleichspannung, wie sie an dem Thyristor SCR Kondensator C1 liegt ein Widerstand R1, durch den unter den Betriebsbedingungen in Erscheinung tritt, sich der Kondensator C1 entladen kann, wenn die in denen dieser nichtleitend ist.
angelegte elektrische Leistung von der Anordnung Als nächstes sei angenommen, die Eingangsgetrennt ist. 5 wechselspannung VA (Fig. 2) steige über einen be-

Der Ausgang des Vollweg-Gleichrichters V liegt stimmten Wert, beispielsweise 110 Volt, an, der eran einem Regelkreis, der die Speisung des Motor- forderlich ist, um den Motorrotor M mit der gerotors M auf einem vorbestimmten geeigneten Pegel wünschten Drehzahl anzutreiben, d. h. also auf einen automatisch aufrechterhält, auch wenn die Höhe der Spannungswert von 130 Volt. In jeder einzelnen Spannung der zugeführten elektrischen Leistung io Halbwelle der angelegten Spannung, also unabhängig innerhalb weiter Grenzen schwankt. Der Steuerkreis davon, ob es sich um die negative oder positive enthält einen Thyristor SCR. Die Hauptanschlüsse Polarität handelt, wird der Thyristor 5Ci?, wenn die dieses Thyristors liegen am Ausgang des Gleich- Spannung einen bestimmten Betrag übersteigt, in richters V, und sein Steueranschluß steht über einen den Leitzustand gebracht. Die Kurve VS2 (Fig. 3) Strombegrenzungswiderstand R 2 mit der positiven 15 stellt dafür die Spannungsverhältnisse an dem Ausgangsklemme des Brückengleichrichters V in Thyristor SCR dar. Der Thyristor SCR verbleibt im Verbindung. Ein Kondensator C 2 liegt parallel zu eingeschalteten Zustand, bis die Spannung an ihm dem Rotor M des Elektromotors und in Reihe mit unter einen bestimmten Pegel absinkt. Der Thyristor einer Selen-Diode RE am Ausgang des Gleich- SCR kehrt dann wieder in seinen Sperrzustand zurichters V. Die Diode RE verhindert die Entladung 20 rück. Die Kurve VS 2 zeigt deutlich die Schaltdes Kondensators ~C~2 über den Thyristor SCR in wirkung des Thyristors. Der Schaltvorgang erfolgt den Fällen, in denen der Kondensator C 2 aufgeladen beispielsweise bei 112 Volt.

und der Thyristor 5Ci? stromleitend ist, wie im Ein Teil der Eingangswechselspannung erscheint

folgenden näher beschrieben ist. an dem Eingangskondensator C1. Die Kurve VC1

Zur Erläuterung der Wirkungsweise des Erfin- 25 (F i g. 4) betrifft den Zustand der Schaltanordnung, dungsgegenstandes sei angenommen, daß der An- bei dem der Thyristor SCR nichtleitend wird. Die triebsmotor eines Trockenrasiergerätes aus einer Kurve VC 2 stellt den Verlauf der Spannung dar, die Wechselstromquelle gespeist wird, deren Spannung an dem Kondensator C1 auftritt, wenn die Eingangsbei einer Frequenz von 50 Hertz im Bereich von 110 spannung entsprechend größer ist und der Thyristor bis 250 Volt liegt. Für eine praktische Ausführungs- 30 SCR abwechselnd leitend und nicht leitend ist. Die form des Gerätes nach der Erfindung erhielt man Kurve VC 2 zeigt, daß die Spannung an dem Kondann zufriedenstellende Werte, wenn die Wider- densator C1 praktisch den doppelten Wert erreicht, stände i? 1 bzw. i? 2 270 bzw. 12 Kiloohm groß den sie ursprünglich hatte.

waren; die Werte für die Kapazitäten der Konden- Die Kurven VMl und VM2 in Fig. 5 geben den

satoren C1 und C 2 lagen bei 3 bzw. 20 Mikrofarad. 35 Verlauf der Gleichstromspannung an dem Motor-Ist die Eingangsspannung 110 Volt, dann bleibt rotor M der Fig. 1 für die beiden obenerwähnten der Thyristor SCR stets stromundurchlässig. Fälle wieder. Die Größe jeder Spannung ist gegeben

Angenommen, die Spannung der angelegten durch den Abstand der Kurven von der zugehörigen Leistung werde größer, so zündet der Thyristor SCR Basislinie B. Die Spannungskurven VM1 und VM 2 und schließt den Ausgang des Brückengleich- 40 machen die Filterwirkung des Speicherkondensators richters V kurz, da die Impedanz des Thyristors C 2 deutlich. Die Kurve VM1 stellt die Spannung praktisch Null ist. Die Diode RE verhindert, daß der dar, ohne daß der Thyristor SCR (Fig. 1) in Tätig-Kondensator C 2 sich über den Thyristor SCR ent- keit tritt. Sie gehört also zu der Kurve VS1 in lädt. Statt dessen beginnt der Kondensator C 2, sich F i g. 3. Die Kurve VM 2 der F i g. 5 stellt die Spanüber den Rotor M des Motors zu entladen. Sinkt die 45 nung dar, wenn der Thyristor SCR laufend schaltet. Spannung unter einen bestimmten Wert ab, so wird Diese Kurve VM 2 entspricht also der Kurve VS 2 der Thyristor SCR wieder stromundurchlässig. Dies der Fig. 3. Die Kurve VM 2 zeigt deutlich, wie der bewirkt, daß der Gleichrichter V seinen Strom wieder Kondensator C2 (Fig. 1) im Sinne der Aufrechtan den Kondensator C 2 und den Rotor M liefert. erhaltung der Speisung des Motorrotors M mit kon-Die Leistung, die dem Rotor M zugeführt wird, 50 stanter Leistung wirkt.

wird also auf einem praktisch konstanten Pegel ge- Im folgenden sei angenommen, daß die Eingangshalten, wechselspannung auf 195 Volt ansteigt. Unter diesen

Ist der Thyristor leitend, könnte über ihn ein Bedingungen schneidet der Thyristor SCR einen Strom beträchtlicher Stärke fließen. Dieser wird je- größeren Teil der gleichgerichteten Spannung ab. doch durch den Kondensator C1 begrenzt. 55 Dies zeigt die Kurve VS3 in Fig. 6, die die Span-

Die Wirkungsweise der Spannungsregelung in dem nung darstellt, die an dem Thyristor SCR erscheint. Gerät nach der Erfindung erkennt man am besten Die automatische Regelung der Schaltung wird deutaus den Wellenformen der Spannungen der F i g. 2 lieh, wenn man die Spannungskurve VS 3 mit der bis 7. Die Spannungen £ ändern sich mit der Zeit T. Spannungskurve F52 (Fig. 3) vergleicht, die einer In F i g. 2 ist die Spannung mit VA bezeichnet, die 60 angelegten Eingangsspannung von nur 130 Volt entdem Stromkreis nach Fig. 1 von dem Anschluß- spricht. Die Kurve VS4 in Fig. 6 stellt den Verlauf stecker P zugeführt wird. Die obere, mit Vl be- der Spannung an dem Gleichrichter CSR für die zeichnete Kurve stellt die Wechselspannung dar, die Fälle dar, in denen die angelegte Eingangsspannung an den Eingangsklemmen des Vollweg-Brücken- einen größeren Wert als 230 Volt hat. Unter diesen gleichrichters V liegt. 65 Betriebsbedingungen schaltet der Thyristor SCR in

In Fig. 3 ist die mit VSl bezeichnete Kurve die jeder Halbwelle der angelegten Spannung zweimal Kurve des Ausgangs des Brückengleichrichters V ein und aus.
nach Fig. 1 und betrifft die gleichgerichtete Aus- Die Kurve VM3 (Fig. 7) stellt den Verlauf der

Spannung dar, die dem Motorrotor M zugeführt wird für den Fall, daß die angelegte Eingangsspannung 230 Volt beträgt. Ein Vergleich der Kurve VM3 mit den Kurven FMl und VM 2 der Fig. 5 läßt erkennen, daß die erfindungsgemäße Schaltung die an den Motorrotor M angelegte Spannung praktisch konstant hält, unabhängig von den erheblichen Änderungen der angelegten Eingangsspannung. Ein Rasierapparat mit einer Schaltung gemäß der Erfindung kann also praktisch in der ganzen Welt vertrieben werden oder von einem Reisenden von einem Ort zu einem anderen, wo eine andere Spannung herrscht, mitgeführt werden.

Bei der Ausführungsfonn nach F i g. 8 gelangen zwei Thyristoren SCR 1 und SCR 2 zur Anwendung, die mit ihren entsprechenden Zündstromkreisen an den Eingang des Vollweg-Gleichrichters V gelegt sind. Die Wechselstromleistung wird von dem Stecker? her an die beiden Thyristoren SCR 1 und SCR 2 gelegt. Widerstände R 2 und R 3 sind mit dem Steueranschluß des Thyristors SCR 1 und Widerstände R 4 und R 5 mit dem Steueranschluß des Thyristors SCR 2 verbunden. Die Thyristoren sind mit entgegengesetzter Polarität in die Schaltungsanordnung eingeschaltet, derart, daß der Thyristor SCR 1 die positive Halbwelle der angelegten Eingangsspannung verarbeitet, während der Thyristor SCR 2 die negative Halbwelle der angelegten Eingangsspannung verarbeitet. Der Kondensator C 2, der parallel zum Ausgang der Vollweg-Gleichrichterbrücke liegt, wirkt in der gleichen Weise wie in der Schaltanordnung nach Fig. 1. Der Brückengleichrichter V verhindert die Entladung des Kondensators C 2 über einen anderen Strompfad als über den Motorrotor M.

Bei einer praktisch ausgeführten Ausführungsform, die zufriedenstellend arbeitete, hatten die Kondensatoren Cl und C 2 eine Kapazität von 2,8 bzw. 20 Mikrofarad, während der Widerstand R1 270 Kiloohm hatte. Die taktgebenden Widerstände R 2 und R 5 hatten Widerstandswerte von 5 Kiloohm, während der Widerstandswert der beiden Widerstände R 4 bzw. R 3 15 Kiloohm betrug.

In F i g. 9 ist eine dritte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher mittels eines Gleichrichters RE1 eine halbwellig gleichgerichtete Wechselstromleistung auf den Motorrotor M gegeben und mit Hilfe eines Thyristors SCR verarbeitet wird. Die dem Motorrotor M zugeführte Leistung wird durch die Parallelschaltung eines Kondensators C 2 praktisch konstant gehalten, wie dies bei den beiden anderen Ausführungsbeispielen auch der Fall ist.*' Dem Halbwellen-Gleichrichter REl wird die Wechselspannungsleistung über den Kondensator C1 zur Spannungsherabsetzung zugeführt. Der Halbwellen-Gleichrichter REl legt die gleichgerichtete Halbwellenspannung an den Thyristor SCR, dessen Steueranschluß mit den Widerständen R 2 und R 3 verbunden ist. Die Schaltung weist ferner die Diode RE 2 auf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 Thyristor wieder. Der Motor wird also von dem Patentansprüche:' über den Gleichrichter fließenden Strom nur zwi schen Sperren und Öffnen des Thyristors angetrieben.

1. An ein Wechselstromnetz anschließbares Die Ausgangsspannung kann den bewußten Wert elektrisches Kleingerät mit einem Gleichrichter, 5 nicht überschreiten, selbst wenn die Eingangsdem wechselstromseitig eine Impedanz vor- spannung größere Werte annehmen sollte,
geschaltet ist, an dem gleichstromseitig ein Ein solches Gerät ist besonders geeignet für elek-Gleichstrommotor angeschlossen ist und der von trische Rasierapparate,, die in verschiedenen Ländern mindestens einem von einer Spannung Steuer- benutzt werden sollen, da die Netzspannungen in baren Halbleiterbauelement kurzschließbar ist, io den verschiedenen Ländern häufig unterschiedlich d adu rch gekennzeichnet, daß das Halb- sind.

leiterbauelement ein Thyristor (SCR) ist, dessen Es sei erwähnt, daß auch schon ein Gerät bekannt

Steueranschluß über einen Widerstand mit einem ist (USA.-Patentschrift 2 735 023), das mit zwei

Hauptanschluß des Thyristors verbunden ist. unterschiedlichen Eingangsspannungen (110 Volt und

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 15 220 Volt) betrieben werden kann. In diesem Gerät zeichnet, daß dem Motor ein elektronischer ist ein Relais vorgesehen, dessen Anker bei der einen Speicher, insbesondere ein Kondensator (C 2), Spannung eine erste Stellung und bei der zweiten parallel geschaltet ist. . Spannung eine zweite Stellung einnimmt und in-

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- sofern dafür sorgt, daß die Last stets mit der gleichen kennzeichnet, daß der Thyristor (SCR) auf der 20 Spannung betrieben wird. Ein Relais ist aber für GleichstromseifeMes Gleichrichters (V, REl) an- kleine Geräte (z.B. Rasierapparate) ungeeignet, geordnet ist. Hinzu kommt, daß dieses Gerät nur zwei Spannun- Γ*

4. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- gen verarbeiten kann. Das Gerät gemäß der Er- _t kennzeichnet, daß zwei entgegengesetzt zu- findung kann demgegenüber an alle über einer beeinander gepolte, parallel zueinander liegende 35 stimmten Spannung liegende Spannungen, sofern sie Thyristoren (SCR 1, SCR 2) auf der Wechsel- nicht allzu große Werte annehmen, angelegt werden, stromseite des Gleichrichters (V) angeordnet sind. Eine Weiterentwicklung der Erfindung besteht

5. Gerät nach Anspruch 2 und 3, dadurch ge- darin, daß dem Motor ein elektronischer Speicher, kennzeichnet, daß sich zwischen dem Thyristor insbesondere ein Kondensator, parallel geschaltet ist. (SCR) und dem elektronischen Speicher (C 2) ein 30 Dieser Speicher übernimmt die Versorgung des Gleichrichter (RE) befindet. Motors innerhalb der Zeitintervalle, in denen der

Thyristor leitet.

Erfindungsgemäß kann der Thyristor auf der

Gleichstromseitd¹ des Gleichrichters angeordnet sein.

35 Eine andere Lösung besteht erfindungsgemäß darin, daß zwei entgegengesetzt zueinander gepolte, parallel

Die Erfindung bezieht sich auf ein an ein Wechsel- zueinander liegende Thyristoren auf der Wechselstromnetz anschließbares elektrisches Kleingerät mit stromseite des Gleichrichters angeordnet sind,
einem Gleichrichter, dem wechselstromseitig eine Befindet sich der Thyristor auf der Gleichstrom-

Impedanz vorgeschaltet ist, an dem gleichstromseitig 40 seite und ist parallel zu dem Motor ein elektronischer ein Gleichstrommotor angeschlossen ist und der von Speicher geschaltet, so ist es erfindungsgemäß zweckmindestens einem von einer Spannung steuerbaren mäßig, wenn sich zwischen dem Thyristor und dem Halbleiterbauelement kurzschließbar ist. elektronischen Speicher ein Gleichrichter befindet, ,

Bei einem bekannten Gerät dieser Art (öster- der dafür sorgt, daß sich der elektronische Speicher ^l-¹ reichische Patentschrift 220 720, Fig. 2) ist das 45 nur über den Motor entlädt.

Halbleiterelement ein Transistor, dessen Steuer- In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele

anschluß über eine Zenerdiode mit einem der Haupt- gemäß der Erfindung veranschaulicht. Darin zeigt
anschlüsse des Transistors verbunden ist. Ferner ist F i g. 1 ein vereinfachtes Schaltbild einer ersten

dem Transistor ein Glättungskondensator parallel Ausführungsform,

geschaltet. Dieses Gerät dient zum Herabsetzen einer 50 F i g. 2 bis 7 zeigen Oszillogramme verschiedener Spannung, derart, daß man über das Gerät mit einer Spannungswellen eines Stromkreises nach Fig. 1,
relativ hohen Eingangsspannung, z. B. 220 Volt, F i g. 8 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild einer

einen für kleinere Spannungen ausgelegten Motor zweiten Ausführungsform und
betreiben kann. Die Größe der Ausgangsspannung F i g. 9 ein vereinfachtes Schaltbild einer dritten

ist von der Größe der Eingangsspannung abhängig. 55 Ausführungsform. - _l

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das In Fig. 1, welche die bevorzugte Ausführungsform

eingangs erwähnte Gerät derart auszubilden, daß bei des Erfindungsgegenstandes wiedergibt, ist mit M ein unterschiedlichen Eingangsspannungen die Ausgangs- Rotor eines Gleichstrommotors eines kleinen Elektrospannung im wesentlichen gleich groß bleibt. gerätes, beispielsweise eines Trockenrasiergerätes»

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- 60 und mit PMF sein Permanentmagnetfeld bezeichnet, löst, daß das Halbleiterbauelement ein Thyristor ist, P bezeichnet einen Stecker, der die Verbindung mit dessen Steueranschluß über einen Widerstand mit einer (nicht dargestellten) Wechselstromquelle hereinem Hauptanschluß des Thyristors verbunden ist. stellt. V bezeichnet einen Vollweg-Gleichrichter in

Steigt bei einem solchen Gerät die Spannung einer Brückenschaltung, der zur Umwandlung der an-Halbwelle über einen bestimmten Wert, so öffnet 65 gelegten Wechselstromleistung in Gleichstromleistung der Thyristor, und der Strom fließt von diesem dient. Ein Kondensator Cl liegt im Eingangskreis Augenblick an im wesentlichen über den Thyristor. des Vollweg-Brückengleichrichters V) er hat die Auf-Sobald. die Spannung abgesunken ist, sperrt der gäbe, die Höhe der angelegten Spannung auf einen