DE1513309C - Schaltungsanordnung zur Dreh zahlregelung eines Gleichstrommotors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Drehzahlregelung eines Gleichstrommotors mit einem periodisch arbeitenden Umschalter, welcher abwechselnd den Speisekreis des Motors schließt und die drehzahlabhängige Spannung des Motors an einen den Motorstrom beeinflussenden Regelkreis anschließt.

Eine solche Schaltungsanordnung ist bekannt durch die USA.-Patentschrift 3 027 505. Bei dieser Schaltungsanordnung wird durch einen periodisch arbeitenden Umschalter abwechselnd der Speisekreis des Motors und ein Rückkopplungskreis geschlossen, durch welchen die vom Motor abgegriffene drehzahlabhängige Spannung auf einen Verstärker gegeben und von der Speisespannung des Motors subtrahiert wird. Die Regelung der Drehzahl des Motors geschieht also hier durch Veränderung der Höhe der Speisespannung. Die Schaltungsanordnung für diese bekannte Art der Drehzahlregelung ist sehr aufwendig.

Es ist bekannt, die Drehzahl von Gleichstrommotoren mittels Fliehkraftschaltern zu regeln, die beim Erreichen einer Ansprechdrehzahl die Stromzufuhr zum Motor unterbrechen und beim Unterschreiten der Ansprechdrehzahi den Stromkreis wieder schließen. Die Fliehkraftschalter müssen zur möglichst genauen Einhaltung einer vorgegebenen Drehzahl mit einer derart hohen Frequenz öffnen und schließen, daß ihre Kontakte sehr schnell verbraucht sind. Insbesondere aus diesem Grunde ist bei derartigen Motoren der Fliehkraftschalter eine ständige Fehlerquelle. Man ist daher dazu übergegangen, die Drehzahl von Gleichstrommotoren ohne Fliehkraftregler mit Hilfe elektronischer Elemente konstant zu halten.

Ohne Fliehkraftschalter kann die Drehzahl von Gleichstrommotoren mit Hilfe von Hochfrequenz-Oszillatoren geregelt werden. Nachteilig ist hierbei jedoch, daß die Hochfrequenz führenden Teile gegenüber anderen elektrischen Geräten sehr gut abgeschirmt werden müssen, da letztere sonst gestört werden.

Durch die französische Patentschrift 1 290 598 ist ein Gleichstrommotor bekanntgeworden, dessen Drehzahl mit Hilfe einer einem Tachogenerator entnommenen Regelspannung geregelt wird. Für die

ίο Drehzahlregelung dieses Motors, bei welcher die im Tachogenerator kontinuierlich erzeugte Regelspannung mit einem der vorgegebenen Drehzahl entsprechenden Spannungswert verglichen wird, ist ein erhöhter Aufwand'erforderlich.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung anzugeben, welche ohne Fliehkraftschalter und ohne elektromagnetische Beeinflussung der Umgebung mit einfachen Mitteln eine möglichst genaue Regelung der Drehzahl eines

so Gleichstrommotors gestattet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gfc-J^ löst, daß in der einen Position des periodisch arbeiten-?" den Umschalters'die drehzahlabhängige Spannung des { Motors an eine Diagonale einer spannungsabhängigen * Brückenschaltung angeschlossen ist, an deren anderer ' Diagonalen ein Stromunterbrecher angeschlossen ist, J der gemeinsam mit dem periodisch arbeitenden Um- '. schalter im Speisekreis des Motors liegt. Als Stromunterbrecher kann nach der Erfindung ein Schalttransistor vorgesehen sein. Der Umschalter-' kann einen Multivibrator enthalten.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist darin zu sehen, daß störanfällige Fliehkraftschalter für die Regelung der Drehzahl des Gleichstrommotors nicht benötigt werden und daß eine elektromagnetische Beeinflussung der Umgebung entfällt. Gegenüber den bekannten Schaltungsanordnungen zur Drehzahlregelung von Gleichstrommotoren hat die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung den Vorzug, daß sie ohne großen Aufwand zu erstellen ist.

In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. - ■- -. _r. In F i g. 1 ist mit 1 ein Gleichstrommotor bezeichnet, welcher nach Schließen eines Schalters 2 aus einer Batteries gespeist wird. Im Speisekreis liegen ein Stromunterbrecher4 und ein periodisch arbeitender. Umschalters. Die Ankerklemmen des Motors sind an eine Diagonale einer aus drei Widerständen und einer Diode bestehenden Brückenschaltung 6 angeschlossen. Die andere Diagonale dieser Brückenschaltung ist an den Stromunterbrecher 4 gelegt. Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist folgende: Während des Hochlaufs des Motors ist der Stromunterbrecher 4 geschlossen. Der periodisch arbeitende Umschalter 5 schließt in seiner einen Position den Speisestromkreis, so daß der Motor Strom erhält, während in der anderen Position der Brückenkreis geschlossen ist, so daß die drehzahlabhängige Spannung des Motors an der Brücke liegt; Wichtig dabei ist, daß die Schließzeit des Speisestromkreises groß ist gegenüber der Schließzeit des Brückenkreises. Die Brücke 6 ist nun so aufgebaut, daß beim Erreichen einer Ansprechdrehzahl, d. h. beim Erreichen einer bestimmten EMK die Verhältnisse sich innerhalb der Brücke so weit ändern, daß der Stromunterbrecher 4 geöffnet wird. Dadurch wird die Speisung des Motors ebenf aiis unterbrochen, und die Drehzahl und damit die EMK des Motors sin-

ken ab, so daß der Stromunterbrecher^ wieder schließt. Auf diese Art und Weise ist ein Motor gefunden, welcher mit nahezu konstanter Drehzahl läuft.

In Fig.2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Durch Schließen des Schal-, ters2 wird der Gleichstrommotor 1 über den Transistor 10 an die Batterie3 gelegt. Der Umschalters ist als Multivibrator 7 mit den Transistoren 8 und 9 ausgebildet. Gespeist wird der Motor über den Transistor 10, welcher dem Unterbrecher 4 in F i g. 1 entspricht. Die drehzahlabhängige Spannung des Motors ist wiederum an eine Brückenschaltung 6 sowie gleichzeitig an den Kondensator 11 gelegt. In der anderen Diagonalen der Brücke liegt der Transistor 12, dessen Kollektor an die Basis eines Transistors 13 angeschlossen ist. Dieser Transistor 13 ist koUektorseitig mit dem Transistors des Multivibrators und emiiterseitig mit der Basis des Transistors 10 verbunden. Zwischen Motor und Briickenschaltung liegt der Transistor 14 mit seiner Kollektor-Emitter-Strecke, während seine Basis über einen Widerstand 15 an den Emitter des Transistors 9 des Multivibrators angeschlossen ist. Das Potentiometer 16 dient zur Einstellung der zu regelnden Drehzahl. .

Die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung ist folgende: Durch die Schwingungen des Multivibrators? ist entweder der Transistor 8 leitend und der Transistor 9 nichtleitend oder der .Transistor 9 leitend und der Transistor 8 nichtleitend. Der Multivibrator schwingt so, daß die Zeit, in der der Transistor 8 leitend ist, groß ist gegenüber der Zeit, in der der Transistor 9 leitend ist. Ist nun der Transistor 8 leitend, so hat die Basis des Transistors 10 eine derartige Vorspannung, daß dieser Transistor leitend ist und der Motor demnach mit Strom versorgt wird. Wird der

ίο Transistor8 gesperrt, so wird gleichzeitig auch der Transistor 10 gesperrt, während der Transistor 9 leitend wird und somit auch den Transistor 14 leitend macht, so daß die drehzahlabhängige Spannung an die Brückenschaltung 6 gelangen kann. Bei Erreichen der Ansprechdrehzahl ändern sich die Verhältnisse inner-" halb der Brücke derart, daß der während des Hochlaufs stets nichtleitende Transistor 12 leitend wird, wodurch der Transistor 13 nichtleitend wird. Wird nun der Transistor 8 wieder leitend, so bleibt der Transistor 13 nichtleitend und dadurch ebenfalls der Transistor 10, so daß der Motor keinen Strom erhält und somit seine Drehzahl und seine EMK absinken. Dadurch wird der Transistor 12 wieder nichtleitend und der Transistor 13 wieder leitend, so daß der Motor wieder mit Strom versorgt werden kann, wenn der Transistor 8 des Multivibrators leitend wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Drehzahlregelung eines Gleichstrommotors, mit einem periodisch arbeitenden Umschalter, welcher abwechselnd den Speisekreis des Motors schließt und die drehzahlabhängige Spannung des Motors an einen den Motorstrom beeinflussenden Regelkreis anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß in der einen Position des periodisch arbeitenden Umschalters (5; 7.10,14) die drehzahlabhängige Spannung des Motors (1) an eine Diagonale einer spannungsabhängigen Brückenschaltung (6) angeschlossen ist, an deren anderer Diagonalen ein Stromunterbrecher (4) angeschlossen ist, der gemeinsam mit dem periodisch arbeitenden Umschalter (5; 7,10,14) im Regelkreis des Motors liegt. ■ ■ ·

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Stromunterbrecher ein. Schalttransistor (10) vorgesehen ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter einen Multivibrator (7) enthält.