DE1538550C3 - Schaltungsanordnung zur kontaktlosen Drehzahlregelung und zur Drehrichtungsumkehr eines Gleichstrom-Nebenschlußmotors - Google Patents

Description

7 8

Sofern keine Ankerstrombegrenzung durch einen An- stellten Drehzahlsollwertgebers in die Mittelstellung kerstrom-Detektor vorgesehen ist, erfolgt die Aus- gebracht, so daß die abgegriffene Sollwertspannung schaltung wie im gezeigten Ausführungsbeispiel durch an der Klemme 50 gleich Null ist, so ist bei laufendem den aus der Vorderflanke 4 b der Kurve 4 durch Motor am Vergleichspunkt 60 nur die vom Tacho-Differentiation abgeleiteten, in der Kurve 5 nach 5 neterdynamo T zugeführte istdrehzahlproportionale oben gerichteten Impuls 5 b entgegengesetzter Polari- Gleichspannung wirksam. Dieses über die Leitung 63 tat. Dieser Impuls wirkt über die Sekundärwicklung dem Verstärker V 3 zugeführte Fehlersignal läßt über w 126 und die Diode D 61 lediglich auf die Steuer- die Klemmen 20 und 10 einen Eingangsstrom I_e elektrode des gesteuerten Gleichrichters Q 6 ein. Da fließen, dessen Richtung dem eingetragenen Stromder Impuls mit positiver Polarität an dem nicht durch io pfeil entgegengesetzt ist. Das Gleiche gilt natürlich den Punkt gekennzeichneten Wicklungsende steht, wenn der Drehzahlsollwertgeber von der bisherigen ist er für die Steuerelektroden aller übrigen, an den Drehrichtung in Gegenrichtung ausgelenkt wird. Impulstransformator Tr 1 angeschlossenen gesteuer- Dann sind die der Istdrehzahl proportionale Spanten Gleichrichter unwirksam, zumal die zwischen nung an der Klemme 30 und die am Sollwertgeber Wicklungsende und Steuerelektrode dieser Gleich- 15 abgegriffene Spannung an der Klemme 50 nicht mehr richter eingeschalteten Dioden solche negativen Im- einander entgegengerichtet sondern unterstützen sich pulse gar nicht zur Steuerelektrode gelangen lassen. im Vergleichspunkt 60 und lassen einen entsprechend Die Durchschaltung des gesteuerten Gleichrichters größeren Eingangsstrom I_e in den Eingangskreis der Q 6 hat zur Folge, daß sich über diesen und den Steuerverstärker fließen. Wegen der umgekehrten Gleichrichter Q 5 der Kömmutierungskondensator C 20 Stromrichtung fließt jetzt der Eingangsstrom von der entlädt, wobei der Entladestrom im Bereich des Klemme 20 über den Emitter des Transistors T 21 Gleichrichters Q 5 dem ,dort fließenden Ankerstrom des Steuerverstärkers V 2 für Linkslauf und die Basis entgegengerichtet ist und diesen kurzzeitig zu Null dieses Transistors zur Eingangsklemme 10 zurück, kompensiert. Beim Verschwinden des Stroms im Die Erzeugung der Steuerimpulse durch Aufladung Gleichrichter Q 5 sperrt dieser, wodurch der Anker- 25 des Kondensators C 21 bis zur Durchschaltspannung strom unterbrochen wird,- des Doppelbasistransistors T22 und die Steuerung

Beim Eintreffen des nächsten Impulses 5 α an der der aus den beiden Transistoren T 23 und T 24 bePrimärwicklung des impulstransformators Tr 1 be- stehenden monostabilen Kippschaltung über die Diode ginnt das geschilderte Arbeitsspiel von neuem. Durch D 21 mittels der Spannung am Kondensator C 22 die aufeinanderfolgenden Ankerstromimpulse steigt 30 erfolgt in entsprechender Weise, wie zuvor an Hand die Motoristdrehzahl ή aid. des oberen Steuerverstärkers V1 für Rechtslauf be-

Mit dem Anker ist ein Gleichstrom-Tachometer- schrieben wurde. Die am Ausgang der Endstufe T 25, dynamo T gekuppelt, der über ein Siebglied R 30/C 30 T 26 stehenden Impulse werden im Kondensator C 25 eine der Motoristdrehzahl proportionale Gleichspan- differenziert, so daß an der Primärwicklung w 21 nung über die Klemme 30 liefert. Diese Spannung 35 des Impulsübertragers Tr 2 für Linkslauf wiederum wird einer beispielsweise mit Hilfe eines Potentio- Steuerimpulse der in Kurve 5 in F i g. 2 wiedergemeters eingestellten, über eine Klemme 50 zugeführ- gebenen Art stehen und auf die Sekundärwicklungen ten, dem Drehzahlsollwert proportionalen und ent- w 221 und w 223 bis w 226 übertragen werden. Zur sprechend der gewählten Drehrichtung gepolten Einschaltung des Ankerstromkreises für entgegenge-Gleichspannung in einem Vergleichspunkt 60 ent- 40 setzte Stromrichtung stehen Impulse an den Sekungegengeschaltet. Die Differenzspannung treibt über därwicklungen, deren Wicklungsenden mit positiver eine Leitung 63 und einen Verstärker V 3 den Ein- Polarität durch einen Punkt gekennzeichnet sind. Wie gangsstrom I_e über die Eingangsklemmen 10 und 20 man sieht, ist der an der Wicklung w 225 stehende der Steuerverstärker V1 und V 2. Je mehr sich die Impuls infolge umgekehrter Polarität dieser Wicklung Istdrehzahl η ihrem vorgegebenen Sollwert nähert, 45 nicht in der Lage, den gesteuerten Gleichrichter Q 5 um so geringer wird der Eingangsstrom I_e. Dadurch durchzuschalten. Der Impuls an der Wicklung w 221 wird die Zeit, die zur Aufladung z. B. des Kondensa- liegt über die Diode D 1 am gesteuerten Gleichrichtors C 11 auf die Durchschaltspannung des Transi- ter Q 1, der Impuls an der Wicklung w 223 über die stors T12 benötigt wird, und damit der Abstand der Diode D 31 am gesteuerten Gleichrichter Q 3, der am Ausgang des Steuerverstärkers V1 stehenden 50 Impuls der Wicklung w 224 über die Diode D 42 am Impulse gemäß Kurve 4 immer größer. Damit wird gesteuerten Gleichrichter Q 4 und der Impuls der auch der Abstand der Ankerstromimpulse vergrößert. Wicklung w 226 über die Diode D 62 am gesteuerten Schließlich nimmt auch deren Amplitude ab, weil Gleichrichter Q 6. Die Gleichrichter Ql, Q 3, β 4 mit steigender Istdrehzahl die Gegenspannung am und Q 6 werden also durchgeschaltet. Sobald der Anker zunimmt und damit der Anstieg der Anker- 55 Kommutierungskondensator C aufgeladen ist, sinkt Stromimpulse immer flacher verläuft. Für den Strom- der Strom durch den gesteuerten Gleichrichter Q 3 anstieg ist jetzt die Differenz zwischen Batterie- und unter den Haltestrom, so daß dieser Gleichrichter Ankergegenspannung maßgebend. Dies hat zur Folge, sperrt.

daß der Ankerstrom beim Eintreffen des Ausschalt- Aus der Vorderflanke des am Verbindungspunkt

impulses 5 b noch nicht den ursprünglichen Maximal- 60 der Emitter der beiden Endstufentransistoren T 25, wert erreicht hat. T 26 stehenden Impulses gemäß Kurve 4 in F i g.

Soll die Drehzahl des Motors verringert, der Mo- wird über den Kondensator C 25 ein Impuls 5 b enttor also elektrisch gebremst oder gar in Gegenrich- gegengesetzter Polarität abgeleitet, der über die Wicktung in Umlauf gebracht werden, so muß der Anker- lung w 225 und die Diode D 52 den gesteuerten strom den Anker in entgegengesetzter Richtung 65 Gleichrichter Q 5 durchgeschaltet. Dies hat, wie bedurchfließen. Es müssen also die gesteuerten Gleich- reits bei Rechtslauf erläutert, die Entladung des Konrichter Ql, Q 4 und Q 6 durchgeschaltet werden. densators C und die Sperrung des gesteuerten Gleich-Wird beispielsweise der Schleifer des nicht darge- richters β 6 zur Folge. Hieran schließt sich die Um-

9 10

ladung des Kommutierungskondensators C und die pulse erzeugt werden können. Erst wenn das Aus-Sperrung der beiden steuerbaren Gleichrichter Q 1 gangssignal an dem anderen Verstärker verschwindet, und Q 4 an. Die einzelnen Schritte der Ausschaltung wird der Ausgang des einen Verstärkers freigegeben, des Ankerstromkreises verlaufen analog zu den zu- Die Diode D 12 bzw. D 22 ist bei einer bevorzugten vor bei Rechtslauf beschriebenen Vorgängen. 5 Ausführungsform der Erfindung an die vom Masse-

Um zu verhindern, daß beim Abbremsen des Mo- anschluß O abgewandte Belegung eines der zusamtors oder bei der Drehrichtungsumkehr kurzzeitig men mit einem der Doppelbasistransistoren T12 die Batterie über eine der beiden Reihenschaltungen bzw. T 22 aus dem Eingangsstrom I_e eine Sägezahnkurzgeschlossen wird und ein Strom solcher Größe spannung erzeugenden Ladekondensatoren C11 bzw. fließt, daß die gesteuerten Gleichrichter gefährdet io C 21 angeschlossen. Die andere Seite der Diode D 12 werden, ist in die Zuleitung zwischen der Plusklemme bzw. D 22 ist mit dem Verbindungspunkt der Emitter 40 der Stromquelle und dem oberen Eckpunkt der der beiden Ausgangstransistoren T15, T16 bzw. Doppelbrückenschaltung eine Drosselspule Lv ge- T 25, T 26 im anderen Steuerverstärker V1 bzw. V 2 schaltet, welche einen solchen Stromanstieg verzögert. verbunden. Dieser Verbindungspunkt liegt gemäß

In Weiterbildung der Zusatzerfindung ist darüber 15 Kurve 4 in F i g. 2 während der Impulsdauer auf hinaus eine gegenseitige Verriegelung der beiden Massepotential. Jede während dieser Zeit sich am Steuerverstärker V1 und V 2 vorgesehen, durch die Kondensator C 21 aufbauende Spannung wird, sobeim Umschalten auf den anderen Verstärker das bald sie die Schwellspannung der Diode D 12 über-Entstehen von Steuerimpulsen am Ausgang des neu schreitet, nach Masse hin abgeleitet. Erst wenn der eingeschalteten Verstärkers zumindest so lange unter- ao Impuls an der Ausgangsstufe T15, T16 verschwinbunden wird, bis die bisher infolge der Steuerimpulse det und der Verbindungspunkt der beiden Emitter aus dem zuvor eingeschalteten Verstärker durchge- wieder ein Potential von etwa + 24 V annimmt, kann schalteten steuerbaren Gleichrichter mit Sicherheit sich der Kondensator C 21 aufladen. Das Entstehen gelöscht sind. Gemäß der Erfindung ist hierzu von eines Ausgangsimpulses an der Endstufe T 25, T 26 einer Vorstufe des einen Verstärkers eine Diode D 12 25 des anderen Steuerverstärkers V 2 wird also außer- bzw. D 22 mit solcher Polarität zum Ausgang des dem noch um die Aufladezeit des Kondensators C 21 anderen Verstärkers geschaltet, daß beim Vorhanden- bis zum Zünden des Schalttransistors T 22 verzögert, sein eines Signals an diesem anderen Verstärker der In umgekehrter Richtung, das heißt beim schnellen Eingang des einen Verstärkers kurzgeschlossen oder Umschalten von Verstärker V 2 auf Verstärker V1 auf Bezugspotential gelegt wird und somit keine Im- 30 wirkt die Diode D 22 in entsprechender Weise.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

ZEICHNUNGEN BLATT 1

Nummer:	1538550
Int. Cl.:	H 02 ρ, 5/16
Deutsche Kl.:	21 c, 59/10
Auslegetag:	5.JuIi 1973

: J

ZEICHNUNGEN BLATTl Nummer:
Int. Cl.:
Deutsche Kl. Auslegetag:

1538550 H 02 ρ, 5/16 21 c, 59/10

5.JuIi 1973

309 527/155

Claims (2)

1. 5 6

   Hauptpatents bildende Schaltungsanordnung in Ge- die aus den steilen Rückflanken 4 α abgeleiteten, in stalt einer Doppelbrückenschaltung mit sechs ge- der Kurve 5 nach unten gerichteten Impulse 5 α jesteuerten Gleichrichtern Q 1 bis Q 6 und der Anker- weils zur Einschaltung des Ankerstroms und die aus wicklung eines Gleichstrom-Nebenschlußmotors M den weniger steilen Vorderflanken 4 b abgeleiteten, in dem einen und einem Kommutierungskondensator 5 in Kurve 5 nach oben gerichteten Impulse 5 b zur C in dem anderen Querzweig der Doppelbrücken- Sperrung des Ankerstromkreises verwendet werden, schaltung. Diese Doppelbrückenschaltung wird über wie dies aus der Kurve des Ankerstroms Ia hervoreine Drosselspule Lv aus einer Gleichspannungsquelle geht und im folgenden näher beschrieben werden soll, von beispielsweise + 28 V gegen Masse gespeist. Je größer der Eingangsstrom I_e ist, um so schneller

   Es sei angenommen, daß bei Rechtslauf der Anker- io erfolgt die Aufladung des Ladekondensators C11, strom den Anker von rechts nach links durchfließen das heißt, um so dichter folgen die Einschaltimpulse soll. Zu diesem Zweck ist es, wie das Schaltbild leicht aufeinander. Es handelt sich also um eine Art Impulserkennen läßt, erforderlich, daß die gesteuerten folgefrequenz-Modulation. Schließlich ist in F i g.
2. 2 Gleichrichter Q 2, Q 3 und β 5 durchgeschaltet wer- noch der zeitliche Verlauf der Motoristdrehzahl η den. Da der gesteuerte Gleichrichter Q 2 nur durch 15 aufgetragen.

   einen positiven Schaltimpuls aus der Wicklung w 122 Steht an der Primärwicklung w 11 des oberen Imdurchgeschaltet werden kann, müssen also die Steuer- pulstransformators Tr 1 ein Impuls 5 a, so werden in impulse für Rechtslauf in einem Impulstransforma- den Sekundärwicklungen w 122 bis w 126 Impulse tor Tr 1 auftreten und demzufolge in einem vorge- mit positiver Polarität an dem durch einen Punkt geschalteten, oberhalb der gemeinsamen Masseleitung O 20 kennzeichneten Wicklungsende erzeugt. Der in der dargestellten Steuerverstärker V1 erzeugt werden. Wicklung w 126 entstehende Impuls hat keinen Ein-Drehzahl und Drehrichtung des Motors werden durch fluß auf die über die Diode D 61 angeschlossene Größe und Richtung eines über zwei Eingangsklem- Steuerelektrode des gesteuerten Gleichrichters Q 6, men 10 und 20 fließenden, der Drehzahlregelabwei- weil die Wicklung w 126 mit entgegengesetzter PoIachung proportionalen Eingangsstroms I_e bestimmt. 25 rität zu den übrigen an diese Steuerelektrode ange-Fließt dieser, wie durch den Pfeil angedeutet, von der schlossen ist und daher der Impuls nicht die zum Klemme 10 über den Emitter des Transistors T11 Durchschalten des gesteuerten Gleichrichters Q 6 erim oberen Steuerverstärker V1 und die Basis dieses forderliche Polarität aufweist. Demgegenüber haben •Transistors zur anderen Eingangsklemme 20, so ent- die in den Wicklungen w 122 bis w 125 erzeugten stehen im oberen Steuerverstärker V1 Schaltimpulse, 30 Impulse die richtige Polarität zum Durchschalten der deren Häufigkeit der Größe des Eingangsstroms l_e aus diesen Wicklungen gespeisten gesteuerten Gleichproportional ist. richten Der Impuls aus der Wicklung w 124 schaltet

   Fließt der Strom in umgekehrter Richtung, das über die Diode D 41 den gesteuerten Gleichrichter

   heißt von der Eingangsklemme 20 durch den Transi- Q 4 und der Impuls aus der Wicklung w 122 über die

   stör T 21 im unteren Steuerverstärker V 2 zur Klem- 35 Diode D 2 den gesteuerten Gleichrichter Q 2 durch,

   me 10, so entstehen die Steuerimpulse am Ausgang Die Wicklung w 123 liefert über die Diode D 32 den

   des unteren Steuerverstärkers V 2. Durchschaltimpuls für den gesteuerten Gleichrichter

   Bei der eingezeichneten Stromrichtung des Ein- Q 3, während der Impuls aus der Wicklung w 125 gangsstroms I_e wird ein Ladekondensator C11 über über die Diode D 51 die Durchschaltung des gesteuerden Transistor T 11 in Abhängigkeit vom Eingangs- 40 ten Gleichrichters Q 5 bewirkt. An den gesteuerten strom I_e aufgeladen, und zwar mit einer Ladege- Gleichrichter Q 1 gelangt kein Impuls, weil die ihn schwindigkeit, die der Größe des Eingangsstroms I_e speisende Sekundärwicklung w 221 auf dem der anproportional ist. Sobald die Zündspannung eines an deren Drehrichtung zugeordneten Impulstransformaden Ladekondensator C11 angeschlossenen Doppel- tor Tr 2 angebracht ist. Demzufolge werden, wie gebasistransistors T12 erreicht ist, wird der Ladekon- 45 fordert, die gesteuerten Gleichrichter Q 2 bis Q 5 densator C11 über diesen entladen. Am Ladekon- durchgeschaltet, das heißt alle gesteuerten Gleichdenastor C11 entsteht also eine Sägezahnspannung richter mit Ausnahme des ersten gesteuerten Gleichgemäß Kurve 1 in F i g. 2, während durch den Dop- richters Ql in der einen und des letzten gesteuerten pelbasistransistor T12 jeweils bei der Entladung des Gleichrichters Q 6 in der anderen Reihe. Der Batterie-Ladekondensators C11 Stromimpulse gemäß Kurve 2 50 gleichstrom fließt also durch die gesteuerten Gleichfließen. Diese laden über eine Diode D 11 einen richter Q 2, Q 3 und Q 5 im Ankerstromkreis und Kondensator C12 entsprechend der Kurve 3 auf. lädt außerdem über den gesteuerten Gleichrichter Q 4 Diese Spannung steuert mit ihren Anstiegsflanken, den Kommutierungskondensator C auf. Sobald die eine aus den beiden Transistoren T13 und T14 be- Aufladung des Kondensators C beendet ist, sinkt stehende monostabile Kippschaltung, welche die zu- 55 der Strom durch den Gleichrichter Q 4 unter den geführten Nadelimpulse in Rechteck-Einheitsimpulse Haltewert, so daß dieser gesteuerte Gleichrichter mit konstanter Einschaltdauer und veränderbarem sperrt. Dann ist nur noch der Ankerstromkreis durch-Pulsabstand umwandelt. Diese Impulse werden ohne geschaltet. Ein dem gesteuerten Gleichrichter Q 4 wesentliche Formänderung in einer aus zwei komple- parallel geschalteter Widerstand R 4 übernimmt einen mentären Transistoren T15 und T16 aufgebauten 60 Teil des Ladestroms für den Kommutierungskonden-Endstufe verstärkt und stehen in der aus Kurve 4 er- sator C, wodurch die Aufladung des Kondensators sichtlichen Form am Verbindungspunkt der Emitter und damit das Ausschalten des gesteuerten Gleichdieser beiden Transistoren. Ein sich anschließender richters Q 4 beschleunigt wird. Außerdem lassen sich Kondensator C15 bildet ein Differenzierglied, so daß mit den beiden Widerständen R 3 und R 4 Exeman der Primärwicklung w 11 des Impulstransforma- 65 plarstreuungen der Ausschaltstromwerte der getors Tr 1 eine Spannung entsprechend der in Kurve 5 steuerten Gleichrichter Q 3 und Q 4 ausgleichen. Der gezeigten Kurvenform entsteht. Man erhält also zwei Ankerstrom steigt, wie aus der Kurve Ia in F i g. 2 Impulsreihen entgegengesetzter Polarität, von denen ersichtlich ist, nach einer Exponentialfunktion an.