DE1588038A1

DE1588038A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzielung einer raschen Drehzahlabsenkung bei drehzahlgeregelten Gleichstrommotoren,insbesondere kollektorlosen Gleichstrommotoren

Info

Publication number: DE1588038A1
Application number: DE19671588038
Authority: DE
Inventors: Schaub Dipl-Ing Gerhard
Original assignee: Buehler GmbH
Current assignee: Buehler GmbH
Priority date: 1967-03-18
Filing date: 1967-03-18
Publication date: 1970-04-23

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Erzielung einer raschen Drehzahlabsenkung bei drehzahlgeregelten Uleichstrommotoren, insbesondere kollektorlosen Gleichstrommotoren. Die Erfindung betrifft ein verfahren und eine Vorrichtung zur Erzielung einer raschen Drehzahlabsenkung bei drehzahlgeregelten Gleichstrommotoren, insbesondere kollektorlosen Gleichstrommotoren.
Motoren dieser Art werden üblicherweise mit einer elektronischen Drehzahlregeleinrichtung versehen, die eine Stromzufuhr zu der Ankerwicklung des Motors beim Überschreiten einer Solldrehzahl unterbricht oder drosselt. Diese Regelungsart hat die auf bestimmten Anwendungsgebieten dieser Motoren nachteilige Eigenschaft, daß beim Auftreten einer Überdrehzahl ein Absinken der Drehzahl allein durch die mechanische tselastung des Biotors erzielt werden kann. So können beispielsweise bei drehzahlgeregelten Gleichstrommotoren für Bonbandgeräte Beschleunigungen des ü.otors auf über der Solldrehzahl liegende Drehzahlen durch eine rasche Bewegung des Tonbandgerätes auftreten. Da bei solchen Geräten relativ große Schwungmassen vorhanden sind, kann sich das Absinken der Drehzahl durch die mechanische jelastung des Motors so stark verzögern, daß die Drehzahländerung beim Tonbandablauf hörbar wird.
Der Erfindung laö die Aufgabe zugrunde, ein '[erfahren und eine Vorrichtung zur jerfeinerung der Drehzahlregelung solcher ü:otoren zu schaffen, bei denen der-vorstehend genannte ivachteil nicht auftreten kann und oei einer Drehzahlüberhöhung eine rasche Abbremsung des Biotors einsetzt.
Erfindungsgemäß -wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Ankerwicklung oder einzelnen Ankerwicklungssträngen oder Spulengruppen in von der betriebsstromquelle abgeschaltetem Zustand über mindestens einen rrems-aiderstand Energie entzogen wird, der in Abhängigkeit von der A:otordrehzahl eingeschaltet und/oder gesteuert ist. Dies wird ,gemäß der Erfindung mit einer Regelvorrichtung erzielt, die eine elektronische Drehzahlregeleinrichtung auch an sich bekannter Bauart aufweist, die beim Überschreiten und Unterschreiten einer Solldrehzahl nach Art und/oder Stärke und/oder Polung unterschiedliche Regelsig:nale erzeugt. Die Vorrichtung ist dann so ausgelegt, daß die Einschaltung und/oder Steuerung des riremsaiderstandes nur mittels des beim Überschreiten der Solldrehzahl erzeugten Regelsignales bewirkt wird.
Die Anwendung der Erfindung ist in erster Linie auf Gleichstrommotoren mit einer angesteuerten und aufgeteilten stationären Ankerwicklung und einem Permanentmagnetrotor vorgesehen. Dabei kann das für negative Drehzahlabweichungen gelieferte Regelsignal zur beeinflussung des in die Ankerwi:klung fließenden netriebsstromes weiterhin wie bei bereits bekannten Anlagen verwendet :;erden. Das bei einer positiven Drehzahlabweichung in der Drehzahlregeleinricht-ung erzeugte Regelsignal wird dage,en zur Steuerung des Bremswiderstandes verwendet, der erfindungsgemä3 aus einem Iransistor oder _yristor bestehen kann und der Biber mindestens eine Diode mit der Ankerxick-ung verbunden ist, über welche im stromlosen .-;astend der Ankerwicklung oder des betreffenden A.r@<erwi @ 'r:lun s Veiles die in dieser Wicklung oder diesem '_ :duzierte elektromotorische hraft abgenommen werden kann. Kollektorlose uleichstrommotoren weisen im allgemeinen eine in mehrere gesonderte Wicklungsstränge gegliederte stationäre Ankerwicklung auf, deren einzelne Stränge nacheinander mittels einer Steuerschaltung an die Betriebsstromquelle gelegt werden. Bei der Anwendung der Erfindung auf solche iV:otoren ist jeder der Wicklungsstränge über eine Diode mit dem steuerbaren brems-widerstand verbunden.
Der steuerbare @:remsdiderstand hat nicht nur den Vorteil, daß er eine rasche Abbremsung des Gleichstrommotors auf die Solldrehzahl bewirkt, sondern daB er bereits einer Überschreitung der Solldrehzahl als bremsend entgegenwirkt.
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, auf der ein AnwendungsbeisFiel der Erfindung im Schaltbild dargestellt ist.
Das Schaltbild zeigt einen bereits vorgeschlagenen sleichstrommotor mit drei getrennten und gleichmäßig über den 1mfang des Stators angeordneten Ankerwicklungssträngen 1, 2 und 3, die jeweils über einen Leistungstransistor 4, 5 oder 6 und einen gemeinsamen Vorwiderstand 7 an eine Betriebsgleichstromquelle mit der 14iinuS-Klemüle 8 und der Plus-Klemme 9 gelegt werden können. Die Stromversorgung der Einzelwicklungsstränge 1 bis 3 erfolgt nacheinander durch ein drehzahlabhängig gesteuertes, aufeinanderfolgendes öffnen der Leistungstransistoren 4 bis 6, das mittels magnetfeldabhängigen Widerständen 10 bis 12 erfolgt, sogenannten Feldplättchen, deren Widerstand durch einen mit dem nicht dargestellten Rotor umlaufenden Steueimagnet beeinflußt wird.
Die drei Wicklungsstränge 1 bis 3 werden im Betriebszu-»stand nur in einer Richtung vom Strom durchflossen, wobei jeweils nur einer der Wicklungsstränge leitend ist, während die beiden anderen Wicklungsstränge stromlos sind. Durch den umlaufenden Permanentmagnetrotor des Motors wird in allen drei Wicklungssträngen eine elektromotorische Gegenkraft induziert, die erfindungsgemäß über zwischen den Transistoren 4 bis 6 und dem zugehörigen Wicklungsstrang 1 bis 3 über Dioden 13 bis 15 abgegriffen und auf einen allgemein mit der Bezugsziffer 16 versehenen gesteuerten r5remswiderstand gegeben wird, der zwischen eine Steuerklemme 17 und die 1GLinus-Klemme 8 der Betriebsstromquelle gelegt ist. Ein gesteuerter gremswiderstand 16' könnte aber auch zwischen die Steuerklemme 17 und die Plus-nlemme 9 der betriebsstromquelle gelegt sein. Die gesteuerten Bremswiderstände können auf verschiedene Art und Weise-ausgebildet sein. Er ist daher in der Zeichnung symbolisch durch einen Ohm`schen Widerstand 16a und einen in Reihe dazu gelegten Schalter 16b charakterisiert. Vorzugsweise wird als steuerbarer Bremswiderstand ein Transistor oder ein Tyristor verwendet.
Die Steuerung des Bremswiderstandes 16 erfolgt mittels eines über einen Steuereingang 18 von einem nicht dargestellten Signaleber kommenden, für eine #Solldrehzahlüberschreitung ^harakteristischen -,tegelsignal bei nicht an die i,etriebsstromquelle angeschlossener Ankeri:icklung, d.h. bei durch die brehzahlregelschaltung unterbrochener .3etriebsstromzufuhr zu den drei Ankervricklungs strängen 1 bis 3. Als Regelsignalgeber der Drehzahlregeleinrichtung kann beispielsweise ein '2achogenerat or oder ein Frequenzgenerator verwendet werden.
bei einer Überschreitung der Solldrehzahl -.rird durch die Drehzahlregeleinrichtung die Stromzufuhr zu den Wicklungssträngen 1, 2 und 3 unterbrochen und über den Steuereingang 18 der steuerbare Widerstand 16 eingeschaltet, über welchen ein von den in den drei Statorwicklungssträngen 1 bis 3 durch den umlaufenden Permanentmagnetrotor induzierten Spannungen erzeugter und über die Dioden 13 bis 15 geleiteter Strom fließen kann, der durch die Erzeugung eines jegendrehmoments eine so rasche Abbremsung des i..otors auf die Solldrehzahl bewirkt, daß auch bei empfindlichen ---onbandgeräten keine 1'onschvrankung hörbar wird. Mit dem Erreichen der Solldrehzahl wird wieder ein durch die Drehzahlregeleinrichtung gesteuerter Stromfluß von der Betriebsstromquelle zu dem im Augenblick durch die Steuerorgane 10 - 12 eingeschalteten Strang der drei ':ricklungsstränge 1 bis 3 eingeleitet und der bremswiderstand 16 gesperrt, so daß keine weitere zremswirkung auf den b:otor ausgeübt wird.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Erzielung einer raschen Drehzahlabsenkung bei drehzahlgeregelten Gleichstrommotoren, insbesondere kollektorlosen Gleichstrommotoren, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankerwicklung oder einzelner Ankerrricklungssträngen @ 1, bis 3) oder 8pulengruppen in von der betriebsstromquelle (8,9) abgeschaltetem Zustand über mindestens einen bremswiderstand 06) Energie entzogen wird, der in Abhängigkeit von der iv.otordrehzahl eingeschaltet und/ oder gesteuert ist.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, insbesondere für einen Gleichstrommotor mit angesteuerter, unterteilter, stationärer Ankerwic;_lung und einem Permanentmaetrotor, dadurch gekennzeichnet, daß der iLotor mit einer elektronischen Jrehza_hlregeleinrichtung auch an sich bekannter Tauart versehen ist, die bei einer Überschreitung der SolldrehzeL1 ein Regelsignal erzeugt, das sich nach Art und/oder Stärke und/oder rolung von einem Ibeim @nterscreiten einer Solldrehzahl gelieferten _:egelsignal unterscheidet und die Einschaltung und/ oder Steuerung des Bremswiderstandes (16) bewirkt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abgriff der induzierten Spannung die Ankerwicklung oder einzelne Ankerwicklungsstränge (1 bis 3) oder Spulengruppen über eine Diode oder Dioden (4 bis 6) mit dem gesteuerten 3remswiderstand (16) verbunden ist bzw. sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und/oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als steuerbarer Widerstand (16) ein Transistor oder Tyristor vorgesehen ist.