DE1588360C

DE1588360C - Circuit arrangement for controlling the speed of an emphasis series circuit commutator motor

Info

Publication number: DE1588360C
Application number: DE19671588360
Authority: DE
Inventors: Kenzi Tokio Kato
Original assignee: Janome Sewing Machine Co Ltd
Current assignee: Janome Corp
Priority date: 1966-12-29
Filing date: 1967-12-28
Publication date: 1973-05-10

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Steuerung der Drehzahl eines Einphasen-Reihenschlußkommutator-Motors, der in Reihe mit einem Diac (Zweiweg-Thyristor ohne Steueranschluß) und einer Sekundärwicklung eines Impulstransformators an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen ist, mit einer die Zündimpulse erzeugenden Steuerschaltung, deren einen veränderbaren Widerstand enthaltender Eingangskreis parallel zum Motor und der Wechselspannungsquelle liegt. Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus der USA.-Patentschrift 3,188,490 bekannt.The invention relates to a circuit arrangement for controlling the speed of a single-phase series commutator motor, in series with a diac (two-way thyristor without control connection) and a secondary winding of a pulse transformer is connected to an AC voltage source, with a control circuit generating the ignition pulses, whose input circuit containing a variable resistor in parallel with the motor and the AC voltage source is. Such a circuit arrangement is from the USA patent 3,188,490 known.

• Es gibt eine Reihe von Geräten, die aufgrund ihres Aufbaus und ihrer Betriebsweise intermittierend ein Drehmoment und auch ein veränderliches Drehmo-. ment aufbringen müssen. Beispielsweise wird bei einem hin- und herbeweglichen Mechanismus, bei dem Stillstand und-Bewegung aufeinanderfolgen, ein relativ hohes Drehmoment benötigt, wenn der Mechanismus vom Stillstand in die Bewegung übergeht. Selbst bei Mechanismen, die eine Drehbewegung ausführen, liegen ähnliche Verhältnisse vor, wie bei einem hin- und hergehenden Mechanismus. Weiterhin wird beispielsweise durch Schneid-, Reibungsvorgänge usw. die Last sehr häufig intermittierend geändert. Als typisches Beispiel kann das Drehmoment einer Nähmaschine bei geringer Drehzahl genannt werden.• There are a number of devices that, due to their design and mode of operation, switch on intermittently Torque and also a variable torque. need to raise ment. For example, at a reciprocating mechanism in which standstill and motion follow one another relatively high torque is required when the mechanism goes from standstill to motion. Even with mechanisms that perform a rotary movement, the situation is similar to that of a reciprocating mechanism. Furthermore, for example by cutting, friction processes etc. the load changed intermittently very frequently. As a typical example, the torque a sewing machine at low speed.

Zur weiteren Erläuterung der Arbeitsweise bekannter Steuerschaltungen für Nähmaschinen, und zur Erläuterung der Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels einer noch zu beschreibenden erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird zunächst auf die Zeichnung hingewiesen. Es zeigtTo further explain the operation of known control circuits for sewing machines, and for explanation the mode of operation of an embodiment of a still to be described according to the invention Circuit arrangement is first referred to the drawing. It shows

Fig. IA und IB den Drehmomentverlauf bei niedriger Drehzahl einer Nähmaschine;IA and IB show the torque curve at a lower level Speed of a sewing machine;

Fig. 2A bis 2C, Fig. 2A' bis 2C' und Fig. 2A" bis 2C" die Beziehungen zwischen den Spannungswellenformen, dem vom Motor erzeugten Drehmoment und dem Drehmoment der Nähmaschine gemäß bisher verwendeter Steuerschaltungen;Figs. 2A to 2C, 2A 'to 2C' and Figs. 2A "to 2C" show the relationships between the voltage waveforms; the torque generated by the motor and the torque of the sewing machine according to heretofore used control circuits;

F i g. 3 die Beziehung zwischen dem vom Motor erzeugten Drehmoment und dem Drehmoment der Nähmaschine" bei einer erfindungsgemäßen Steuerschaltung; F i g. 3 the relationship between the torque generated by the motor and the torque of the sewing machine " in a control circuit according to the invention;

ίο Fig. 4a bis 4g eine Darstellung der erfindungsgemäßen Spannungssteuerung;ίο Fig. 4a to 4g an illustration of the invention Voltage control;

F i g. 5 das Schaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung; F i g. 5 shows the circuit diagram of a preferred exemplary embodiment of the circuit arrangement according to the invention;

F i g. 6 und 7 Darstellungen der Wirkungsweise der Schaltung der F i g. 5.F i g. 6 and 7 representations of the mode of operation of the circuit of FIG. 5.

Fig. 1 zeigt das Drehmoment einer Nähmaschine bei geradlinigem Nähen, wobei der Abschnitt α einen Drehmomentanstieg angibt, der infolge der Arbeitsweise bei jeder Umdrehung notwendig ist, wenn die Nadel durch den Stoff geht. Fig. Ib stellt ein beim Zickzacknähen verlangtes Drehmoment dar, wobei das Zickzacknähen durch einen Hauptnocken ausgeführt wird. In diesem Falle tritt durch den Anstieg des Drehmoments, das bei jeder Umdrehung, wenn die Nadel durch den Stoff geht, notwendig ist, ebenfalls eine Erhöhung α auf. Ferner erscheint vor dieser Erhöhung α alle zwei Umdrehungen eine weitere Erhöhung b. Die Erhöhung b stellt das Drehmoment dar, das notwendig ist, um die Nadel durch einen Arbeitsmechanismus, wie etwa einen Nocken, auf eine Seite des Ausschlages zu bewegen. Insbesondere tritt dieses Drehmoment deshalb alle zwei Umdrehungen auf, weil die Rückführung der Nadel in ihre ursprüngliehe Stellung durch eine Feder bewerkstelligt wird, wobei nur ein geringes Drehmoment notwendig ist. Somit steigt das Drehmoment bei niedriger Drehzahl einer Nähmaschine in einer bestimmten Phase beim geradlinigen Nähen oder beim Zickzacknähen abrupt an. Die Höhe des Drehmoments hangt von der Härte oder Dicke des Stoffes, von der Anzahl der Bahnen oder der Form der Zickzacknocke usw. ab. Darüber hinaus ändert sie sich ununterbrochen im Laufe der Zeit, wie es beim Nähen mit einer Nähmaschine üb-Hch ist. 'Fig. 1 shows the torque of a sewing machine when sewing in a straight line, the section α indicating a torque increase which, as a result of the mode of operation, is necessary for each revolution when the needle goes through the fabric. Fig. 1b shows a torque required in zigzag sewing, the zigzag sewing being carried out by a main cam. In this case there is also an increase α due to the increase in the torque which is necessary for each revolution when the needle passes through the fabric. Furthermore, before this increase α, a further increase b appears every two revolutions. The increase b represents the torque necessary to move the needle to one side of the deflection by an operating mechanism such as a cam. In particular, this torque occurs every two revolutions because the return of the needle to its original position is brought about by a spring, with only a small amount of torque being required. Thus, when the speed of a sewing machine is low, the torque rises abruptly in a certain phase in straight-line sewing or in zigzag sewing. The amount of torque depends on the hardness or thickness of the fabric, the number of tracks or the shape of the zigzag cam, etc. In addition, it changes continuously with the passage of time, as is the case with sewing with a sewing machine. '

Bekanntlich beruht bei der bisherigen Drehzahl- \. steuerung eines allgemein verwendeten Nähmaschinenmotors, nämlich eines Einphasen-Reihenkommutator-Motors, die Eingangsklemmenspannung des Motors auf Amplitudensteuerung der Wechselspannung (Fig. 2A), auf zweiseitiger Phasenanschnittssteuerung durch ein symmetrisches Halbleiterelement (USA.-Patentschrift 3,188,490, Fig. 6), das geöffnet und geschlossen werden kann (Fig. 2B) oder auf der Phasenanschnittssteuerung einer halben Welle (USA.-Patentschrift 3,188,490, Fig. 1), die mit einem asymmetrischen Halbleiterschaltelement durchgeführt wird (F i g. 2C). Die durch diese Systeme im Motor erzeugten Drehmomente sind jeweils in den Fig. 2A', B' und C' wiedergegeben. Im Falle der Amplitudensteuerung beträgt bei einer Netzfrequenz von 50 Hz die PuI-sationsfrequenz des erzeugten Drehmoments 100 Hz, im Falle der zweiseitigen Phasenanschnittssteuerung ebenfalls 100 Hz, wobei ein geringer Unterschied in der Wellenform vorhanden ist, und bei der Phasenanschnittssteuerung einer halben Welle 50 Hz. Diese Pulsationsfrequenz ist jeweils konstant, unabhängig von der Höhe des erzeugten Drehmoments. Nimmt manAs is known, based on the previous speed \. control of a commonly used sewing machine motor, namely a single-phase series commutator motor, the input terminal voltage of the motor to amplitude control of the AC voltage (Fig. 2A), to two-sided phase control by a symmetrical semiconductor element (U.S. Patent 3,188,490, Fig. 6), the open and can be closed (Fig. 2B) or on the phase control of a half wave (USA. Patent 3,188,490, Fig. 1), which is carried out with an asymmetrical semiconductor switching element (Fig. 2C). The torques generated in the engine by these systems are shown in FIGS. 2A ', B' and C ', respectively. In the case of amplitude control at a mains frequency of 50 Hz the pulse frequency of the generated torque is 100 Hz, in the case of bilateral phase control it is also 100 Hz, with a slight difference in the waveform, and with phase control of a half wave it is 50 Hz. This pulsation frequency is constant, regardless of the amount of torque generated. Taking

an, daß die Periode des abrupten Drehmomentanstiegs einer Nähmaschine 0,5 Sekunden beträgt (entsprechend 120 U/Min., also im Bereich geringer Drehzahl einer Nähmaschine), so verhalten sich das Drehmoment der Nähmaschine und das des Antriebsmotors gemäß der Darstellung der Fig. 2A", B" und C". Daraus geht hervor, daß bei einer Nähmaschine in Zonen geringen Drehmoments ein weit höheres Drehmoment als erforderlich ist erzeugt wird. Demzufolge ist beispielsweise die Startdrehzahl, die gerade nach der Überwindung eines sehr hohen Anfangsdrehmoments auftritt, hoch. Unter dem Einfluß dieses Anfangsdrehmoments kann man keine ausreichend niedrige Drehzahl erreichen. Insbesondere hält eine Nähmaschine bei geringer Drehzahl sofort an, wenn der Maximalwert des verlangten Nähmaschinendrehmoments das im Motor erzeugte Drehmoment nur etwas übersteigt. Im mittleren und oberen Drehzahlbereich steigt das vom Schwungrad oder anderen Teilen der Nähmaschine abgegebene Drehmoment aufgrund der Trägheit beträchtlich an, so daß die Maschine nicht stehenbleibt, abgesehen von einem gewissen Anstieg des Maschinendrehmoments, wodurch sich eine im wesentlichen stabile Drehzahl einstellt. Demnach kann offensichtlich der Betrieb einer Nähmaschine in vorteilhafter Weise theoretisch dadurch verbessert werden, daß man eine Änderung des Maschinendrehmoments auf einen Steuerkreis durch gewisse Einrichtungen rückwirken läßt, so daß das Maschinendrehmoment entsprechend den Änderungen des Drehmoments in eine Eingangsklemmenspannung des Motors umgewandelt wird. Bei einem sogenannten Rückkopplungssteuersystem ändert sich, wenn man dieses System insbesondere bei geringer Drehzahl voll wirksam machen will, die Wirkung der Steuerung abrupt, wodurch man eine sehr stark schwankende Drehzahl, wie etwa beim Auftreten eines Stoßes, erhält. Dieses Problem kann technisch und wirtschaftlich nur unter Schwierigkeiten gelöst werden.indicates that the period of the abrupt increase in torque of a sewing machine is 0.5 seconds (corresponding to 120 rpm, i.e. in the low speed range of a sewing machine), this is how the torque behaves of the sewing machine and that of the drive motor as shown in FIGS. 2A ", B" and C ". From this it can be seen that in the case of a sewing machine, in zones of low torque, a far higher Torque as required is generated. As a result, the starting speed, for example, is the current one occurs after overcoming a very high initial torque, high. Under the influence of this initial torque you cannot achieve a sufficiently low speed. In particular, a sewing machine stops at low speed immediately when the maximum value of the required sewing machine torque only slightly exceeds the torque generated in the engine. In the middle and upper speed range the torque delivered by the flywheel or other parts of the sewing machine increases due to the Inertia increases considerably so that the machine does not stop, apart from a certain increase of the machine torque, whereby an essentially stable speed is established. Therefore can obviously theoretically improve the operation of a sewing machine in an advantageous manner thereby be that one can change the machine torque on a control circuit through certain devices can react so that the machine torque according to the changes in torque is converted into an input terminal voltage of the motor. In a so-called feedback control system changes when this system is fully effective, especially at low speed want to make the action of the control abrupt, which results in a very strong fluctuating speed, such as when a shock occurs. This problem can technically and economically only under Difficulties are resolved.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß sie auch bei sehr niedrigen Drehzahlen einen gleichmäßigen Betrieb gestattet und insbesondere intermittierend auftretenden Drehmomentänderungen gut anpaßbar ist.The present invention is therefore based on the object of the circuit arrangement of the initially to train mentioned type in such a way that they even at very low speeds a uniform Operation permitted and particularly well adaptable to intermittent torque changes is.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Eingangskreis der Steuerschaltung aus einer Reihenschaltung des veränderbaren Widerstandes und eines Festwiderstandes besteht, daß eine Reihenschaltung eines weiteren Diac und eines Kondensators parallel zum Festwiderstand geschaltet ist und daß dem Diac eine erste Reihenschaltung, bestehend aus einem Kondensator und der Primärspule des Impulstransformators, und eine zweite Reihenschaltung, bestehend aus einer Diode und einem Widerstand, parallel geschaltet sind, und letzterer derart bemessen ist, daß sein Widerstand kleiner ist als die Impedanz der ersten Reihenschaltung.According to the invention, this object is achieved in that the input circuit of the control circuit a series connection of the variable resistor and a fixed resistor that a series connection another diac and a capacitor is connected in parallel to the fixed resistor and that the diac has a first series circuit, consisting of a capacitor and the primary coil of the pulse transformer, and a second series circuit, consisting of a diode and a resistor, are connected in parallel, and the latter is dimensioned such that its resistance is smaller than the impedance the first series connection.

Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist die in F i g. 3 dargestellte Beziehung zwischen dem Nähmaschinendrehmoment und dem durch den Motor · bei geringer Drehzahl abgegebenen Drehmoment möglich. In dieser Figur ist das vom Motor in Form eines Impulses erzeugte Drehmoment r größer als das angenommene maximale Maschinendrehmoment T, das durch eine Betriebsänderung hervorgerufen wird. Hierbei wird die Drehzahlsteuerung durch wiederholte Frequenzänderung ohne Änderung der Amplitude eines Wellenimpulses des vom Motor erzeugten Drehmoments durchgeführt. Mit dieser Schaltung kann man eine Startdrehung bzw. -drehzahl und eine niedertourige Drehung erhalten, die bei einer Nähmaschine beide extrem niedrig liegen. Außerdem wird damit ein Stehenbleiben der Nähmaschine verhindert, so daß ein stabilisierter Betrieb möglich ist, selbst wenn sich das Maschinendrehmoment etwas ändert. With the circuit arrangement according to the invention, the circuit shown in FIG. 3 is possible between the sewing machine torque and the torque output by the motor at low speed. In this figure, the torque r generated by the engine in the form of a pulse is greater than the assumed maximum engine torque T, which is caused by a change in operation. Here, the speed control is carried out by repeatedly changing the frequency without changing the amplitude of a wave pulse of the torque generated by the motor. With this circuit, you can get a starting rotation or speed and a low-speed rotation, both of which are extremely low in a sewing machine. In addition, the sewing machine is prevented from stalling, so that a stabilized operation is possible even if the machine torque changes somewhat.

Mit der erfindungsgemäßen Schaltung wird das Betriebsverhalten des oben beschriebenen Mechanismus bei niedriger Drehzahl erheblich verbessert und ein beträchtlicher Fortschritt bezüglich Startfähigkeit, π Brauchbarkeit und Stabilität einer solchen Nähmaschine bei niedriger Drehzahl erzielt Damit kann eine Stickerei oder eine andere, bei niedriger Drehzahl auszuführende Arbeit mit einer Nähmaschine sehr leicht und einfach durchgeführt werden, wodurch das Anwendungsgebiet beträchtlich vergrößert wird. Beim Sticken ist keine besondere Technik notwendig und die Bedienungsperson ist von der mühsamen Bedienung der Nähmaschine befreit. Jede Hausfrau kann Stickarbeiten ausführen und die Bedienungsperson ist in der Lage, ihre gesamte Aufmerksamkeit dem Nähen zu widmen, so daß eine Stickerei in zufriedenstellender Weise ausgeführt werden kann.With the circuit according to the invention, the operating behavior of the mechanism described above Significantly improved at low speed and a significant advance in startability, π usability and stability of such a sewing machine at low speed can thus be achieved embroidery or other work that needs to be done at low speed with a sewing machine can be carried out very easily and simply, which increases the field of application considerably will. No special technique is required in embroidery and the operator is troublesome Operating the sewing machine exempted. Any housewife can do embroidery work, and so can the operator is able to devote all of her attention to sewing, so that an embroidery can be carried out in a satisfactory manner.

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Impulsfrequenzsteuerung geschaffen, die in der Lage ist, die oben angegebene Charakteristik hervorzubringen und die bisher verwendete, ausschließlich nach dem Phasenanschnittsprinzip arbeitende Schaltungsanordnung zu verbessern. Bekanntlich wird die bisher für einen Antriebsmotor gebräuchliche Phasenanschnittssteuerung für hochtourigen Antrieb unter Last vorgezogen. Bei den bisherigen Nähmaschinen ist der hochtourige Betrieb für die Gewährleistung einer hohen Arbeitsleistung erforderlich. Die vorliegende Erfindung verbessert die Brauchbarkeit bei niedrigtouri-The present invention provides a pulse rate controller which is capable of the Bring out the characteristics given above and the previously used, exclusively according to the phase control principle to improve working circuit arrangement. It is well known that so far for one Drive motor preferred phase control for high-speed drive under load. In the previous sewing machines, the high-speed operation is necessary to ensure a high Work required. The present invention improves the utility at low-tourist

-10 gern Antrieb unter Last und ermöglicht ebenso eine Phasenanschnitssteuerung mit ein- und demselben Aufbau, wobei die volle Leistungsfähigkeit bei hohen Drehzahlen beibehalten ist.-10 likes to drive under load and also enables one Phase cut control with one and the same structure, with full performance at high Speeds is maintained.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist einfach aufgebaut. Insbesondere kann die Impulsfrequenz- und Phasenanschnittssteuerung mit ein- und demselben Aufbau durchgeführt werden. Mit einer solchen wirtschaftlichen elektrischen Schaltung kann Wechselstrom, wie in den Fig. 4a bis g einer bei-The circuit arrangement according to the invention has a simple structure. In particular, the pulse frequency and phase control can be carried out with one and the same structure. With a such an economical electrical circuit, alternating current, as in Figs. 4a to g of two

jo spielsweisen Steuerung dargestellt ist, gesteuert werden. In F i g. 4 gibt die gestrichelte Linie die Wellenform der Netzspannung wieder, der durchgezogene Linienabschnitt stellt die dem Motor zugeführte Wechselspannung dar. Aus der Darstellung geht hervor, daß in den Fig. 4a bis 4d die jeweiligen Spannungswellenformen nicht einer veränderbaren Phasenanschnittssteuerung unterworfen sind, jedoch wird der Abstand zwischen zwei Impulsen gesteuert. In den Fig. 4d und 4e werden die betreffenden Spannungswellenformen durch Phasenanschnittssteuerung gesteuert. In den F i g. 4e bis 4g werden die Wellen in Phasenanschnittssteuerung von einer halben Welle zu einer vollen Welle ergänzt, und in Fig. 4g wird eine Phasenanschnittssteuerung der vollen Welle durchge-jo game-wise control is shown, can be controlled. In Fig. 4, the dashed line shows the waveform of the mains voltage, the solid line Line segment represents the alternating voltage supplied to the motor. The illustration shows that in FIGS. 4a to 4d the respective voltage waveforms do not have a variable phase control are subject, however, the interval between two pulses is controlled. Referring to Figures 4d and 4e, the voltage waveforms concerned are shown controlled by phase control. In the F i g. 4e to 4g are the waves in Phase angle control is added from half a wave to a full wave, and in Fig. 4g becomes a Phase angle control of the full wave through

führt. Die erfindungsgemäße Ausführungsform mitleads. The embodiment of the invention with

einer solchen Vielzahl von Steuerungsmöglichkeiten verbessert die Leistungsfähigkeit unter Last_erhejbjicj\...Such a multitude of control options improves the performance under Last_erhejbjicj \ ...

Schließlich wird mit der vorliegenden ErfindungFinally, with the present invention

eine Verringerung des Energieverbrauchs erzielt. Man paßt das vom Motor erzeugte Drehmoment dem Drehmoment einer Nähmaschine oder einer anderen Belastung, insbesondere im niedertourigen Betrieb an. Außerdem wird, wie oben bereits ausgeführt, in der Zone eines geringen Maschinendrehmoments die Erzeugung eines unnötig hohen Motordrehmoments weitgehend vermieden. Damit kann offensichtlich der Energieverbrauch für einen Antriebsmotor eingeschränkt werden.achieved a reduction in energy consumption. You adapt the torque generated by the engine Torque of a sewing machine or other load, especially in low-speed operation. In addition, as already stated above, generation takes place in the zone of low engine torque an unnecessarily high engine torque largely avoided. Obviously the Energy consumption for a drive motor can be restricted.

Das Schaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist in Fig. 5 dargestellt. In dieser Figur ist mit AC eine Wechselstromquelle bezeichnet, mit M ein Einphasen-Reihenschlußkommutator-Motor, mit SSS_M ^e'ⁿ Diac für den Hauptkreis, das geöffnet und gesperrt werden kann, und mit Lz die Sekundärwicklung eines Impulstransformators PT. Diese Glieder bilden einen geschlossenen Reihenhauptkreis 1.The circuit diagram of a circuit arrangement according to the invention is shown in FIG. In this figure, AC designates an alternating current source, M a single-phase series commutator motor, SSS _M ^e ' ⁿ Diac for the main circuit, which can be opened and closed, and Lz the secondary winding of a pulse transformer PT. These links form a closed main series circle 1.

Zu einer Reihenschaltung 1' aus der Sekundärwicklung L₂ des Impulstransformators PT und dem Diac SSS_M für den Hauptkreis ist eine Reihenschaltung 2 aus einem variablen Widerstand VR und einem Widerstand R₁ parallel geschaltet. Zu der Schaltung 2, die den Widerstand R₁ enthält, ist weiterhin ein Reihenzündkreis 3, der aus einem Diac SSS₇- für die Zündung, das geschlossen und geöffnet werden kann, und einem Kondensator C₁ besteht, parallel geschaltet. Zu dem Diac SSS_T ist ferner ein Reihendiodenkreis 4 aus einer Diode D und einem Widerstand R₁ parallel geschaltet. Statt des bekannten Reihenzündverfahrens, bei dem die Sekundärwicklung L₂ des Impulstransformators mit dem Diac SSSm für den Hauptkreis in Reihe geschaltet ist, kann ebenso das parallele Zündverfahren verwendet werden. Im letzteren Fall muß man lediglich eine Reihenschaltung aus der Sekundärwicklung L₂ und einem anderen Kondensator parallel zum Diac SSS_M für den Hauptkreis schalten.A series circuit 2 consisting of a variable resistor VR and a resistor R ₁ is connected in parallel to a series circuit 1 ′ consisting of the secondary winding L _{2 of} the pulse transformer PT and the diac SSS _{M for the main circuit.} A series ignition circuit 3, which consists of a diac SSS ₇ - for ignition, which can be closed and opened, and a capacitor C ₁ , is connected in parallel with the circuit 2, which contains the resistor R _1. A series diode circuit 4 comprising a diode D and a resistor R _{1 is} also connected in parallel to the diac SSS _T. Instead of the known series ignition process, in which the secondary winding L _{2 of} the pulse transformer is connected in series with the diac SSSm for the main circuit, the parallel ignition process can also be used. In the latter case, you only have to connect a series circuit of the secondary winding L ₂ and another capacitor in parallel with the diac SSS _M for the main circuit.

Die erfindungsgemäße Schaltung arbeitet wie folgt. Das Diac SSS_M wird in bekannter Weise geschaltet. Die im Kondensator C₂ gespeicherte elektrische Ladung wird durch die Durchbruchsspannung am Diac SSS_T abrupt entladen, und sie bewirkt einen Stromfluß zur Primärwicklung L₁ des Impulstransformators PT zur Erzeugung eines Signalimpulses in der Sekundärwicklung L₂. Dieser Signalimpuls bringt das Diac SSS_M ^m Hauptkreis in den leitenden Zustand. In diesem Falle wird die Impulsfrequenzsteuerung durch eine halbe Welle, die in Fig. 4a bis d dargestellt und ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, wie folgt durchgeführt.The circuit according to the invention works as follows. The Diac SSS _M is switched in a known manner. The electrical charge stored in the capacitor C ₂ is abruptly discharged by the breakdown voltage at the diac SSS _T , and it causes a current to flow to the primary winding L _{1 of} the pulse transformer PT to generate a signal pulse in the secondary winding L ₂ . This signal pulse brings the diac SSS _M ^m main circuit into the conductive state. In this case, the pulse frequency control by half wave shown in Figs. 4a to d and being a feature of the present invention is performed as follows.

Grundsätzlich beruht diese Steuerung darauf, daß der Kondensator C₁ über die Diode D des Diodenkreises 4 und den Widerstand R₂ mit Gleichstrom aufgeladen wird. Wie aus dem Schaltbild ersichtlich ist, kann man die Klemmenspannung des Zünddiac SSS_T während der Zeit, in der das Diac SSS_M für den Hauptkreis geöffnet bzw. gesperrt ist, durch Spannungsteilung der Netzspannung mit dem Widerstand VR erhalten. Die Spannung am Diac SSS_T ist gleich der Potentialdifferenz zwischen der Klemmenspannung Vp des Widerstandes R, und der Spannung V₀ am Kondensator C, nämlich V_P— V_Q, wobei V_P die durch den Spannungsabfall am Widerstandswert des Widerstandes VR reduzierte Netzspannung ist. Wenn der Widerstandswert des in Reihe mit der Diode D geschalteten Widerstandes R₂ so gewählt wird, daß er kleiner ist als die Impedanz der Reihenschaltung des Kondensators C₂ und der Primärwicklung L₁, und daß die an Kondensator C₁ des Zündkreises 3 gelegte Wechselspannung positiv und negativ unsymmetrisch ist, so wird der Kondensator C₁ auf der Potentialseite der größeren Spannungsamplitude aufgeladen. Fig. 6 zeigt eine Wellenform, die das Verhältnis von V_P— V_Q mit dieser Aufladung darstellt. Nimmt man an, daß V_P— V_Q gleich V(P₁ -Q₁) ist, wenn die Polarität oder das Potential der Netzperiode hinter der Diode D liegt, und daß V_P— V_Q gleich V(P₂ — Q₂) ist, wenn das Potential davor liegt, so bewegt sich die Spannung V_Q insgesamt in Richtung des Ladungspotentials, wenn auch abwechselnd, so doch mit zunehmender Aufladung des KondensatorsBasically, this control is based on the fact that the capacitor C _{1 is} charged with direct current via the diode D of the diode circuit 4 and the resistor R _2. As can be seen from the circuit diagram, the terminal voltage of the ignition diac SSS _T can be obtained during the time in which the diac SSS _{M is} open or blocked for the main circuit by dividing the voltage with the resistor VR . The voltage at the diac SSS _T is equal to the potential difference between the terminal voltage Vp of the resistor R and the voltage V ₀ at the capacitor C, namely V _P - V _Q , where V _{P is} the mains voltage reduced by the voltage drop across the resistance of the resistor VR. If the resistance value of the resistor R ₂ connected in series with the diode D is chosen so that it is smaller than the impedance of the series connection of the capacitor C ₂ and the primary winding L ₁ , and that the _{alternating voltage applied to the capacitor C 1 of} the ignition circuit 3 is positive and is negatively asymmetrical, the capacitor C _{1 is} charged on the potential side of the larger voltage amplitude. Fig. 6 is a waveform showing the relationship of V _P - V _Q with this charge. Assume that V _P - V _{Q is} equal to V (P ₁ _{-Q 1} ) when the polarity or potential of the line period is behind diode D , and that V _P - V _{Q is} equal to V (P ₂ - Q ₂ ) , if the potential is in front of it, then the voltage V _Q moves overall in the direction of the charge potential, albeit alternately, at least with increasing charging of the capacitor

π C₁ in Form von Gleichstrom. Da V_P konstant ist, soweit der variable Widerstand VR nicht verändert wird, steigt V(P₁ — Q₁) mehr und mehr an, und V(P₂ — Q₂) nimmt mehr und mehr ab, wie aus F i g. 7 hervorgeht. π C ₁ in the form of direct current. Since V _{P is} constant as long as the variable resistor VR is not changed, V (P ₁ - Q ₁ ) increases more and more and V (P ₂ - Q ₂ ) decreases more and more, as shown in FIG. 7 shows.

Durch geeignete Wahl des Widerstandes R₂ wird erfindungsgemäß die Ladungskonstante und damit die Klemmenspannung des Zünddiacs SSS₇- während des Aufladens eingestellt, wenn die Netzspannung in Durchlaßrichtung der Diode D angelegt ist. Bezeichnet man die Summe aus dem Widerstandswert des Widerstandes R₂ und dem maximalen Widerstandswert des veränderlichen Widerstandes VR mit R₀, so wird der Wert des Widerstandes R₂ entsprechend dem gewünschten Steuerverhalten der Impulsfrequenzsteuerung gewählt, daß durch die sich aus dem Widerstandswert R₀ und dem Kondensator C₁ ergebende Zeitkonstante bestimmt ist. In Fig. 6a erreicht V(P₁ — P₂) jede zweite Periode die Durchbruchsspannung des Zünddiac SSS₇. Die Figur zeigt, daß beim Zünden des Zünddiac SSSr, wenn das Diac SSS_M des Hauptkreises leitend bzw. geschlossen wird, die Spannungen V_P und V_Q Null werden, so daß auch V_P— V_Q Null wird. Wenn das Diac SSS_M According to the invention, by suitable selection of the resistor R ₂ , the charge constant and thus the terminal voltage of the ignition diac SSS _{7 are set} during charging when the mains voltage is applied in the forward direction of the diode D. If the sum of the resistance value of the resistor R ₂ and the maximum resistance value of the variable resistor VR is denoted by R ₀ , then the value of the resistor R _{2 is selected} according to the desired control behavior of the pulse frequency control that results from the resistance value R ₀ and the Capacitor C ₁ resulting time constant is determined. In FIG. 6a, V (P ₁ _{-P 2} ) reaches the breakdown voltage of the ignition diac SSS ₇ every other period. The figure shows that when the ignition diac SSSr is ignited, when the diac SSS _{M of} the main circuit becomes conductive or closed, the voltages V _P and V _{Q become} zero, so that V _P -V _{Q also} becomes zero. When the Diac SSS _M

des Hauptkreises nach einer halben Periode gesperrt wird, werden die Spannungen V_P und V_Q wieder angelegt, und gleichzeitig beginnt sich die Spannung V_Q mehr und mehr zu der mit Gleichstrom aufgeladenen Potentialseite hin zu bewegen. Wenn die Ladungsmenge des Kondensators C₁ und die Spannung V_P des Widerstandes R₁ durch die Erhöhung des Widerstandswertes des variablen Widerstandes VR verringert werden, geht die Phase der Durchbruchsspannung des Zünddiac SSS_x zurück, und der Augenblickswert der Periode einer Seite erreicht die Durchbruchsspannung nicht bei jeder einzelnen Periode. Somit kann die Eingangsklemmenspannung des Motors unter verschiedenen Bedingungen, wie in Fig. 4a bis c dargestellt, mit Hilfe der Impulsfrequenzsteuerung geändert werden. Wird andererseits der Widerstandswert des variablen Widerstands VR weiter reduziert, so kann die Eingangsklemmenspannung entsprechend Fig. 6b geändert werden, und die Phase der Durchbruchsspannung des Zünddiac SSS_T rückt vor, so daß eine Phasensteuerung durchgeführt wird, wie aus den F i g. 4d und e hervorgeht. Wenn der Widerstandswert des Widerstandes weiter reduziert wird, kann eine spezielle Impulsfrequenzsteuerung durchgeführt werden, wie sie in Fig. 4f dargestellt ist. In diesem Falle erreicht der Augenblickswert der Periode einer Seite der Klemmenspannung des Zünddiac SSS_T ebenfalls den Durchbruchsspannungswert des Zünddiac SSS_r bei jeder einzelnen Periode, wie es durch V(P₂ bis Q₂) in Fig. 6b dargestellt ist. Wennof the main circuit is blocked after half a period, the voltages V _P and V _{Q are} reapplied, and at the same time the voltage V _Q begins to move more and more to the potential side charged with direct current. When the amount of charge of the capacitor C ₁ and the voltage V _{P of} the resistor R ₁ are decreased by increasing the resistance value of the variable resistor VR , the breakdown voltage phase of the ignition diac SSS _x decreases and the instantaneous value of the period of one side does not reach the breakdown voltage at every single period. Thus, the input terminal voltage of the motor can be changed under various conditions as shown in Figs. 4a to c by means of the pulse frequency control. On the other hand, if the resistance of the variable resistor VR is further reduced, the input terminal voltage can be changed as shown in FIG. 6b, and the phase of the breakdown voltage of the ignition diac SSS _T advances so that phase control is performed as shown in FIGS. 4d and e. If the resistance value of the resistor is further reduced, a special pulse frequency control can be carried out, as shown in Fig. 4f. In this case, the instantaneous value of the period of one side of the terminal voltage of the ignition diac SSS _T also reaches the breakdown voltage value of the ignition diac SSS _r every single period, as shown by V (P ₂ to Q ₂ ) in FIG. 6b. When

der Widerstandswert des variablen Widerstandes VR noch weiter reduziert wird, als im Fall der Fig. 4f, so kann eine vollkommene zweiseitige Wellensteuerung, wie sie in Fig. 4g wiedergegeben ist, und ebenso eine Phasenanschnittssteuerung durchgeführt werden. Der Grund dafür, daß die Perioddnzahl für die Zeitdauer bis zur Spannung V(P₂ — Q₁), wie in F i g. 4f und g dargestellt, den Durchbruchsspannungs-If the resistance value of the variable resistor VR is reduced even further than in the case of FIG. 4f, perfect bilateral wave control as shown in FIG. 4g and also phase control can be carried out. The reason that the period number for the period up to the voltage V (P ₂ - Q ₁ ) as shown in FIG. 4f and g, the breakdown voltage

wert des Zünddiac erreicht, ist etwas verschieden vom Fall der Spannung V(P₁ — Q₁), da sich jede Halbperiode einer Seite bereits im leitenden Zustand befindet. Jedoch ist diese Steuerung der Periodenzahl ebenso durch die Aufladung des Kondensators C₁, durch die Diode D und den Widerstand R-, beeinflußt. value of the ignition diac is slightly different from the case of the voltage V (P ₁ - Q ₁ ), since every half cycle of one side is already in the conductive state. However, this control of the number of periods is also influenced by the charging of the capacitor C ₁ , by the diode D and the resistor R- .

¹ Hierzu 1 Blatt Zeichnungen ¹ 1 sheet of drawings

209544/125209544/125

Claims

ι.

Claim:

■2■ 2

Circuit arrangement for controlling the speed of a single-phase series commutator motor, which is connected in series with a diac (two-way thyristor without control connection) and a secondary winding of a pulse transformer to an AC voltage source, with a control circuit which generates the ignition pulses and whose input circuit contains a variable resistor parallel to the motor and the AC voltage source, characterized in that the input circuit of the control circuit consists of a series connection of the variable resistor (VR) and a fixed resistor (R ₁ ) , that a series connection of a further diac (SSS-,) and a capacitor (C ₁ ) is connected in parallel to the fixed resistor and that the diac has a first series connection, consisting of a capacitor (C ₂ ) and the primary coil (L ₁ ) of the pulse transformer, and a second series connection, consisting of a diode (D) and a resistor (A ₂ ), connected in parallel, and l The latter is dimensioned such that its resistance is smaller than the impedance of the first series circuit.