DE1588527C3

DE1588527C3 - Einrichtung zur Drehzahlregelung und zur KurzschluBbremsung eines konstant erregten Gleichstromnebenschlußmotors

Info

Publication number: DE1588527C3
Application number: DE1588527A
Authority: DE
Inventors: Joshiaki Igarashi; Kazutsugu Kobayashi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1966-02-16
Filing date: 1967-02-14
Publication date: 1975-06-05
Also published as: DE1588527A1; US3440511A; DE1588527B2; GB1130694A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Drehzahlregelung und zur Kurzschlußbremsung eines konstant erregten Gleichstromnebenschlußmotors, dessen Ankerwicklung über einen Leistungstransistor mit einer Gleichstromquelle verbunden ist. Eine entsprechende Drehzahlregeleinrichtung, bei der auch eine Kurzschlußbremsung konventioneller Art ohne weiteres anwendbar ist, ist in der US-PS 2 975 349 beschrieben und dargestellt (F i g. 3).

Die jüngste Entwicklung der Elektronik-Industrie erfordert Antriebe mit einem Gleichstrommotor, der unabhängig von Änderungen der Versorgungsspannung mit konstanter Drehzahl laufen, jederzeit mit Hilfe einer einfachen Schaltungsanordnung schnell anhalten und seine Position im Stillstand beibehalten kann. Zum Beispiel ist in einem selbstabstimmenden Rundfunkempfänger ein Gleichstrommotor mit einer Selbstabstimmeinrichtung gekuppelt. Dieser Gleichstrommotor muß so schnell wie möglich anhalten, wenn der Empfänger eine bestimmte Frequenz empfängt, und muß diese Position im Stillstand beibehalten, damit der Empfänger diese Frequenz stabil empfangen kann. Außerdem ist es notwendig, daß der Motor während des Abstimmungs- und Bremsvorgangs durch ein elektrisches Signal kleiner Leistung gesteuert werden kann.

Es gibt verschiedene Einrichtungen, die einzelne dieser Forderungen erfüllen. Die französische Patentschrift 1 054 387 beschreibt Drehzahlregeleinrichtungen für einen aus einer Wechselstromquelle über einen steuerbaren Gleichrichter gespeisten Gleichstromnebenschlußmotor. Dabei fehlt jedoch eine einfache und schnelle Bremsmöglichkeit. Die USA.-Patentschrift 3 188 547 betrifft eine Drehzahlstcuereinrichtung einschließlich Widerstandsbremsung für einen aus einer Gleichstromquelle über einen Transistor gespeisten Gleichstrommotor, bei der entweder nur

lieser Transistor bei Motorbetrieb oder nur ein In der Fig. 1 ist ein Drehzahlregelkreis mit 10,

iremstransistor bei Bremsbetrieb durchlässig ist. Eine ein Bremskreis mit 50 und eine bistabile Transistor-

)rehzahlregelung des Motors ist dabei aber nicht vor- Steueranordnung mit 20 bezeichnet. Im Drehzahl-

'.esehen. Bei der bereits eingangs genannten Dreh- regelkreis 10 ist ein erster Widerstand 4 zwischen eine

/^regeleinrichtung nach der USA.-Patentschrift 5 erste Ankerklemme 2 der Ankerwicklung 1 eines kon-

i 975 349 handelt es sich im wesentlichen um beson- stant erregten Gleichstromnebenschlußmotors und

lere Maßnahmen zur Erhöhung des Anlaufdreh- eine erste Anschlußklemme 72 einer Gleichstrom-

noments. Es ist demnach keine Einrichtung zur quelle geschaltet. Zwischen eine zweite Anker-

Jrehzahlregelung und zur Kurzschlußbremsung eines klemme 3 des Gleichstrommotors und eine zweite

.onstant erregten Gleichstromnebenschlußmotors be- ίο Anschlußklemme 71 der Gleichstromquelle ist ein

.annt, die gleichzeitig alle obengenannten Anforde- Leistungstransistor 12 geschaltet. Zwischen die zweite

ungen ohne jeglichen Widerspruch erfüllt. Ankerklemme 3 des Gleichstrommotors und die erste

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Ein- Anschlußklemme 72 der Gleichstromquelle ist ein

ichtung der eingangs genannten Art, die den Motor zweiter Widerstand 5 und in Reihe mit diesem ein

:nit einer praktisch konstanten Drehzahl unabhängig 15 dritter Widerstand 6 geschaltet, um eine Wheatstone-

/on Änderungen der Versorgungsspannung und des brückenschaltung zu bilden. Die Ankerklemme 2 und

Lastdrehmomentes betreiben kann und den Motor eine Klemme 8, die der Verbindungspunkt des zwei-

lederzeit so schnell wie möglich durch eine dyna- ten Widerstandes 5 und des dritten Widerstandes 6

;nische Bremsschaltung anhalten kann, wobei diese ist, sind Ausgangsklemmen der Wheatstonebrücken-

£inrichtung als transistorierte Schaltung aufgebaut ao schaltung. Die Basiselektrode des Leistungstransistors

ind mit elektrischen Signalen kleiner Leistung Steuer- 12 steht mit dem Ausgang eines Verstärkers 114 in

•jar sein soll. . Verbindung. Die beiden Eingänge dieses Verstärkers

Die Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfin- liegen in der Ausgangsdiagonalen der Wheatstone-

lung gekennzeichnet durch eine über den Leistungs- brückenschaltung.

transistor mit der Gleichstromquelle verbundene 25 Der Bremskreis 50 umfaßt einen Bremstransistor Wheatstonebrückenschaltung, in deren einem Brük- 52, dessen Emitter-Kollektor-Strecke parallel zur Kenzweig die Ankerwicklung des Gleichstromneben- Ankerwicklung 1 des Motors liegt,
ichlußmotors liegt, durch einen Verstärker, dessen Die bistabile Transistor-Steueranordnung 20 weist Eingangsklemmen in der Ausgangsdiagonale der Mittel auf, die zwei verschiedene Steuerzustände er-Wheatstonebrückenschaltung liegen und dessen Aus- 30 zeugen, sowie eine erste und eine zweite Eingangs-■,jangsklemme mit dem Basisanschluß des Leistungs- klemme 27 und 29. Die bistabile Transistor-Steuertransistors verbunden ist, durch einen Bremstran- anordnung 20 ist mit dem Drehzahlregelkreis 10 und ■listor, dessen Emitter-Kollektor-Strecke parallel zur dem Bremskreis 52 so verbunden, daß beide Kreise Ankerwicklung liegt, und durch eine bistabile Tran- entsprechend den beiden Steuerzuständen entgegensistor-Steueranordnung, deren Ausgangsklemmen mit 35 gesetzt wirksam sind.

dem Verstärker und dem Basisanschluß des Brems- Im Drehzahlregelkreis 10 besteht der Verstärker

transistors so verbunden sind, daß jeweils nur einer 114 aus einem einzelnen Transistor 14 und einem

dieser Transistoren durchlässig und der andere ge- Widerstand 15. Die Basis- und die Emitterelektrode

sperrt ist. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den des Transistors 14 entsprechen zwei Eingängen des

Unteransprüchen gekennzeichnet. 40 Verstärkers 114. Sie sind mit den Ausgangsklemmen 2

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Aus- bzw. 8 der Brückenschaltung verbunden. Die dem

führungsbeispielen beschrieben. In den Zeichnungen Ausgang des Verstärkers 114 entsprechende Kollek-

zeigt torelektrode des Transistors 14 ist mit der Basiselek-

Fig. 1 einen Schaltplan für eine erste Ausfüh- trode des Leistungstransistors 12 verbunden Der

rungsform einer Einrichtung zur Drehzahlregelung 45 Widerstand 15 steht mit der zweiten Anschlußklemme

und zur Kurzschlußbremsung eines konstant erregten 71 der Gleichstromquelle und mit der Kollektorelek-

Gleichstrommotors nach der Erfindung, trode des Transistors 14 in Verbindung.

F i g. 2 einen Schaltplan für eine Wheatstone- In der Schaltung nach der F i g. 2 ist die Ankerbrückenschaltung zum Ermitteln einer Gegen-EMK, wicklung 1 des Gleichstrommotors durch einen der F i g. 3 einen Schaltplan für eine der F i g. 2 gleich- 50 Impedanz des Ankerkreises des Motors gleichwertiwertige Brückenschaltung zum Vorherbestimmen der gen Widerstand R_a sowie durch die Gegen-EMK E₀ Drehzahl des Gleichstrommotors, ersetzt, die der Motordrehzahl proportional ist. Die Fig. 4 einen Schaltplan für eine zweite Ausfüh- in der Fig. 2 dargestellte Brückenschaltung ermittelt rungsform der Einrichtung nach der Erfindung und eine Spannung E_d zwischen ihren Ausgangsklemmen 2 F i g. 5 einen Schaltplan für eine dritte Ausfüh- 55 und 8. Die Spannung E_d errechnet sich nach der folrungsform der Einrichtung nach der Erfindung. genden Gleichung:

e„+ E_a, (1)

R + R + R + R

wobei A₁, R₂ und R₃ die Widerstandswerte der drei "ständen im Brückenkreis eine Beziehung nach der

Widerstände 4, 5 und 6 darstellen, während E_b eine 6₅ folgenden Gleichung:

an die Brückenschaltung zwischen der Klemme 3 des

Motors und der Klemme 72 der Gleichstromquelle 3l __3l= _r> (2)

angelegte Spannung ist. Besteht zwischen den Wider- R_a ~~ R₃

5
so ergibt sich für (1) die nachstehende Gleichung:

E_d = E_a = —— E₀. (3)

R + R + R + R 1 +

Die Spannung E_d ist demnach der Gegen-EMK E₀ und 3 durch eine kleine Impedanz kurzgeschlossen, proportional. Diese Gegen-EMK tritt daher zwischen Der dann fließende Ankerstrom erzeugt zusammen den Ausgangsklemmen 2 und 8 der Brückenschaltung mit dem erregten magnetischen Feld ein entgegen auf, ungeachtet der Größe der Spannung E_b, die der io dem Drehsinn wirkendes Bremsmoment.
Brückenschaltung zugeführt wird, und des Lastdreh- In der in F i g. 1 dargestellten bistabilen Transistormomentes, das dem Ankerstrom proportional ist. Steueranordnung stellen die Widerstände 26 und 34

Da die Spannung E_d die Istdrehzahl des Motors Kollektorbelastungswiderstände der beiden Trandarstellt, so kann diese geregelt werden, wenn die sistoren 22 und 24 dar. Die Kollektorelektrode des Spannung E_d geregelt wird. Eine Abweichungsspan- 15 Transistors 24 steht über einen Widerstand 28 mit nung E_e kann gemäß der nachstehenden Gleichung der Basiselektrode des Transistors 22 in Verbindung, aus der Spannung E_d und einer Bezugsspannung E_r Die Basiselektrode des Transistors 24 steht über einen abgeleitet werden: weiteren Widerstand 32 mit der Kollektorelektrode

β _ β _ β des Transistors 22 in Verbindung. Die Emitterelek-

^{6 d} '' 20 troden der beiden Transistoren 22 und 24 sind mit der

Die Abweichungsspannung E_e wird verstärkt und Anschlußklemme 72 der Gleichstromquelle verbunzum Steuern der Impedanz der Emitter-Kollektor- den. Befinden sich die Transistoren 22 und 24 im ak-Strecke als Leistungstransistor 12 benutzt, wodurch tiven Betriebszustand, so erfolgt eine hohe Spannungsdie der Ankerwicklung 1 zugeführte Spannung gere- ' verstärkung zwischen der Basiselektrode des Trangelt wird. Bei der Schaltung nach der F i g. 1 tritt die 35 sistors 24 und der Kollektorelektrode des Transistors Bezugsspannung E_r nicht gesondert auf, vielmehr 22. Die Verstärkung des Basisstromes des Transistors besteht sie aus einer Spannung, die durch eine cha- 24 bewirkt eine Erhöhung der Kollektorspannung des rakteristische, annähernd konstante Spannung zwi- Transistors 22 mit der Folge, daß der Basisstrom des sehen den Basis- und Emitter-Elektroden des Tran- Transistors 24 verstärkt wird, der durch den Widersistors 14 definiert wird. Die Abweichungsspannung 30 stand 32 fließt, und umgekehrt. Es kann daher eine E_e kann daher bestimmt werden durch Berücksich- positive Rückkopplung durchgeführt werden, und die tigung dieser charakteristischen Spannung des Tran- Steueranordnung 20 kann ein Flipflop sein, das zwei sistors 14. stabile Betriebszustände aufweist und das den Dreh-

Inder Schaltung nach der F i g. 3 bezeichnet Ä_ö die Zahlregelkreis 10 und den Bremskreis 50 steuern Ausgangsimpedanz der Brückenschaltung von F i g. 2 35 kann.

bezüglich der Klemmen 2 und 8, an die ein Wider- Der Gleichstrommotor weist zwei Betriebszustände

stand R_s geschaltet ist. In dieser Schaltung wird die auf, und zwar beim Lauf mit einer gleichbleibenden ermittelte Spannung E_d auf eine verkleinerte Span- Drehzahl und beim Stillstand. Der Motor soll seinen nung E/ nach der folgenden Gleichung herabgesetzt: Lauf schnell beenden und den Stillstand danach auf-

40 rechterhalten.

β , __ Rt β ^n Der Gleichstrommotor läuft, wenn der Transistor

^d R_b + R_s ^d'' 22 gesperrt ist, und steht still, wenn der Transistor 22

wobei leitend ist. Der Bremstransistor 52 darf nicht leitend

(R₀ + R₀) (R +R) ^sem während der Zeit, in der der Motor so gesteuert

R_b = 45 wird, daß er mit gleichbleibender Drehzahl läuft.

R₃ +K₁ +K₂ +K₃ . _{Es ist} f_erner erforderlich, daß beim Bremsen die

ist. Impedanz der Emitter-Kollektor-Strecke des Brems-

Die Bezugsspannung E_T wird daher nicht geändert, transistors 52 klein ist, damit der restliche Drehwährend die die Istdrehzahl darstellende Spannung winkel des Läufers klein wird, wenn der mit gleich- E_d durch Anordnung, des Widerstandes R_s zwischen 50 bleibender Drehzahl laufende Motor angehalten wird, den Ausgangsklemmen der Brückenschaltung ver- Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Basiskleinert wird. Die Drehzahl des Motors wird deshalb elektrode des Bremstransistors 52 durch einen Widererhöht, bis die verkleinerte Istwertspannung E/ die stand 25 mit der Kollektorelektrode des Transistors Bezugsspannung E_r erreicht. Mit einem an die Klem- 24 verbunden wird, wenn die Transistoren 52 und 22 men 2 und 8 angeschlossenen Widerstand R_s kann 55 vom gleichen Leitfähigkeitstyp sind, wie in der F i g. 4 daher eine bestimmte Drehzahl des Motors vorgege- dargestellt, während bei verschiedenem Leitfähigben werden. keitstyp die Basiselektrode des Bremstransistors 52

Soll der Motor zum Stillstand gebracht werden, so mit der Kollektorelektrode des Transistors 22 direkt muß die Stromversorgung des Motors unterbrochen verbunden wird, wie in der F i g. 1 dargestellt,
werden. Selbst bei Abschaltung des Motors setzt der 60 Außerdem darf der Leistungstransistor 12 die Läufer auf Grund seines Trägheitsmomentes seine Ankerwicklung 1 nicht mit Strom versorgen, wenn der Drehung für eine kurze Zeit fort, bis der Läufer voll- Läufer stillsteht. Dies wird dadurch erreicht, daß im ständig zum Stillstand gelangt. Leistungstransistor 12 kein Basisstrom fließt.

Bei der weiteren Drehung des Motorläufers wird Eine Möglichkeit, dieses zu erreichen, besteht nach

zwischen den beiden Ankerklemmen 2 und 3 eine 65 F i g. 1 darin, daß die Anode einer Diode 54 mit dem Spannung entsprechend der Gegen-EMK bei Motor- Kollektor des Transistors 14 und die Kathode mit betrieb erzeugt. Um den Motorläufer schnell anhalten dem Kollektor des Transistors 22 verbunden wird. In zu können, werden die beiden Ankerklemmen 2 F i g. 4 ist die Kathode einer Diode 58 mit der Basis

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des Transistors 14 und die Anode über einen Wider- lektorstrom des Transistors 19 wird schwächer, wäh-

stand57 mit dem Kollektor des Transistors 24 ver- rend der Basisstrom und der Kollektorstrom des

bunden. Transistors 18 stärker werden. Daher wird der Basis-

Bei dieser Schaltung ist das an der Basiselektrode strom des Leistungstransistors 16 stärker, und dieser des Leistungstransistors 12 liegende Potential nahezu 5 Transistor wird stärker leitend. Infolgedessen erhöht gleich dem Potential an der Anschlußklemme 72 der sich die der Ankerwicklung 1 zugeführte Spannung, Gleichstromquelle, und der Basisstrom des Leistungs- wodurch die Drehzahl des Motors erhöht wird. Hiertransistors 12 erhält den Wert Null infolge der Cha- bei wird eine negative Rückkopplung wirksam, die rakteristik der Basis-Emitter-Übergangsstelle des die Drehzahl des Motors konstant hält.
Leistungstransistors 12. Dementsprechend erhält die io Bei einem Absinken der Betriebsspannung oder bei Ankerwicklung 1 keinen Strom und wird im Stillstand einer Erhöhung der Motorbelastung erhöht sich die gehalten. Leitfähigkeit des Leistungstransistors 16, wobei die

Wird der ersten Eingangsklemme 27 der bistabilen zwischen seiner Emitterelektrode und seiner Kollek-Transistor-Steueranordnung 20 ein negatives Span- torelektrode liegende Spannung absinkt. Da die nungssignal zugeführt, wobei der Transistor 22 ge- 15 Emitterelektrode des Transistors 18 mit der Ankersperrt wird, so wird dessen Kollektorstrom unter- klemme 2 des Motors verbunden ist, wirkt die Emitbrochen und der Drehzahlregelkreis 10 in den Be- ter-Basis-Spannung des Transistors 18 für den Drehtriebszustand versetzt, bei dem der Motor mit kon- Zahlregelkreis 10 nicht als Spannungsverlust. Da der stanter Drehzahl läuft. Dieselbe Wirkung wird erhal- Leistungstransistor 16 als herkömmlicher Emitterten, durch Kurzschließen der Basis- und der Emitter- 20 Transistor benutzt wird und einen genügend starken strecke des ersten Transistors 22 unter Verwendung Basisstrom erhält, so kann der Leistungstransistor 16 eines Einschalters 37, z. B. eines Druckknopfschalters. gesättigt werden durch die zwischen der Kollektor-

Wird dem zweiten Eingang 29 der bistabilen Tran- elektrode und der Emitterelektrode liegende Span-

sistor-Steueranordnung 20 ein negatives Spannungs- nung. Daher wird der Ankerwicklung 1 und dem mit

signal zugeführt und dabei der zweite Schalttransistor 25 dieser in Reihe geschalteten ersten Widerstand 4 fast

24 gesperrt, so wird dessen Kollektorstrom unter- die gesamte Betriebsspannung zugeführt,

brochen und der Motor gebremst. Die Bezugsspannung E_r, die wie bei der Schaltung

Nach der F i g. 5 steht die Emitterelektrode eines nach der F i g. 1 von der charakteristischen Spannung pnp-Leistungstransistors 16 mit dem Anschluß 71 der an der Basis-Emitter-Übergangsstelle des Transistors Gleichstromquelle in Verbindung, während die KoI- 30 19 bestimmt wird, verändert sich mit der Umgelektorelektrode des Leistungstransistors 16 mit der bungstemperatur. Dieser Vorgang kann dadurch ver-Ankerklemme 3 des Gleichstrommotors verbunden mieden werden, daß die Diode 46 und der Widerist. Es ist eine Wheatstonebrückenschaltung wie in stand 42 zusätzlich verwendet werden. Nach der F i g. 1 und 4 vorgesehen. Der Verstärker 115 in der F i g. 5 liegt die Diode 46 zwischen dem ersten ver-Fig. 5 entspricht dem Verstärker 114 in der Fig. 1 35 stärkenden Transistor 19 und der Ausgangsund weist einen ersten verstärkenden npn-Transistor klemme 8.

19, einen zweiten -verstärkenden npn-Transistor 18, Die Diode 46 erhält Strom über den Widerstand

eine Diode 46, Widerstände 11, 17, 42, 43 und einen 42. Dieser Strom ist nahezu konstant, selbst wenn

Kondensator 44 auf. Die dem Ausgang des Verstär- die Betriebsspannung schwankt, da der genannte

kers 115 entsprechende Kollektorelektrode des Tran- 40 Strom von der zweiten Ankerklemme 3 des Motors

sistors 18 steht über den Widerstand 17 mit der Basis- aus zugeführt wird, an welcher Klemme das Potential

elektrode des Leistungstransistors 16 in Verbindung. beim normalen Lauf des Motors nahezu konstant

Die Kathode der Diode 46 ist mit dem Verbin- gehalten wird. Die Bezugsspannung E₁. kann durch dungspunkt 8 zwischen den beiden Widerständen 5 die folgende Gleichung ausgedrückt werden:
und 6 und die Anode der Diode 46 ist mit der Basis- 45 _ _ _ ,_.
elektrode des ersten verstärkenden Transistors 19 ver- ^^T ~ ^{Ubc d} ' *■ '
bunden. Der Widerstand 42 ist zwischen die Anker- wobei U_be die Basis-Emitter-Spannung des Transistors klemme 3 des Motors und die Anode der Diode 46 19 und U_d der Vonvärts-Spannungsabfall der Diode geschaltet und führt der Diode 46 einen Vorstrom zu. 46 ist, die mit einem nahezu konstanten Strom ver-Die Emitterelektrode des ersten verstärkenden Tran- 50 sorgt wird. Da der Temperaturkoeffizient der Spansistors 19 ist mit der Ankerklemme 2 des Motors und nung U_d so gewählt werden kann, daß er fast gleich mit der Emitterelektrode des zweiten verstärkenden dem Temperaturkoeffizienten der Spannung U_be ist, Transistors 18 verbunden. Die Kollektorelektrode des so bleibt die Bezugsspannung E₁. konstant, ungeachtet Transistors 19 ist mit der Basiselektrode des Tran- einer Änderung der Umgebungstemperatur. Zwischen sistors 18 verbunden. Der Widerstand 11 weist je eine 55 der Anschlußklemme 71 der Gleichstromquelle und Verbindung zur Kollektorelektrode des Transistors der Ausgangsklemme 8 ist ein Widerstand 45 ange-19 und zur Anschlußklemme 71 der Gleichstrom- ordnet und wirkt als Kompensationswiderstand bei quelle auf. Der Widerstand 43 ist mit der Kollektor- schwankender Stromversorgung. Bleiben die Betriebselektrode des Transistors 19 verbunden, während der bedingungen des Gleichstrommotors unverändert, so dem Widerstand 43 nachgeschaltete Kondensator 44 60 muß das Potential an der Kollektorelektrode des ermit der ersten Anschlußklemme 72 der Gleichstrom- sten verstärkenden Transistors 19 konstant sein trotz quelle verbunden ist, wodurch eine unerwünschte schwankender Speisespannung. Steigt die Speisespan-Schwingung in dieser Rückkopplung der Drehzahl- nung an, so verstärkt sich der durch den Widerstand regelung eingeschränkt wird. 45 fließende Strom, wobei die zwischen der Aus-

Sinkt die Drehzahl des Motors ab, so sinkt die 65 gangsklemme 8 und der ersten Klemme 72 der

Spannung zwischen den Klemmen 2 und 8 gleich- Gleichstromquelle liegende Spannung ansteigt mit der

falls ab, wobei der Transistor 19 weniger gut leitend Folge, daß der durch den Widerstand 11 fließende

wird. Der durch den Widerstand 11 fließende KoI- Kollektorstrom des Transistors 19 stärker wird und

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die zwischen der Kollektorelektrode des Transistors dämpft, daß der Betriebszustand des Flipflops nicht

19 und der ersten Klemme 72 der Gleichstromquelle verändert wird.

liegende Spannung konstant hält. Mit der beschriebenen Drehzahlregeleinrichtung

Die Drehzahl des Motors kann mit Hilfe eines Wi- nach der Erfindung kann der Gleichstrommotor sehr

derstandes 48 und eines Schalters 49 vorherbestimmt 5 schnell zum Stillstand gebracht werden. Beträgt z. B.

werden, welche Schaltungselemente zwischen die An- das Trägheitsmoment des Motorläufers 1 Gramm-cm²

kerklemme 2 des Motors und die Ausgangsklemme 8 und dreht sich der Läufer mit einer Drehzahl von

geschaltet werden. Der Widerstand 48 entspricht dem 3000 U/min, so beträgt der restliche Drehwinkel des

Widerstand R_s in der Fi g. 3 und wirkt als die Dreh- Läufers mit Bremsschaltung ungefähr 180°, bei einem

zahl bestimmendes Mittel nach der Gleichung (4). io herkömmlichen Motor ohne Bremsschaltung jedoch

Für einige Verwendungszwecke, z. B. bei selbst- ungefähr 900°. Bei einem selbstabstimmenden Radio-

abstimmenden Radiogeräten, ist es erwünscht, daß empfänger mit der Drehzahlregeleinrichtung nach der

die Drehzahlregeleinrichtung den Gleichstrommotor Erfindung kann die Abweichung von der Abstimm-

nicht allein schon dadurch einschaltet, daß die Gleich- frequenz ein Fünftel so niedrig gehalten werden wie

Stromquelle mit der Einrichtung verbunden wird. 15 bei einer herkömmlichen Einrichtung, wenn die zum

Ein zwischen die Kollektorelektrode des Transistors Absuchen des gesamten Frequenzbandes erforder-

22 und die Anschlußklemme 72 einer Gleichstrom- liehen Zeiten einander gleich sind,

quelle geschalteter Kondensator 39 sichert, daß der Bei der erfindungsgemäßen Drehzahlregeleinrich-

Transistor 24 sich im Sperrzustand und der Tran- rung beträgt die Abweichung bei der Solldrehzahl

sistor 22 sich im leitenden Zustand befindet, wenn 20 weniger als 1%, wenn die Speisespannung von 7,5

die Schaltung mit Strom versorgt wird. auf 4,5 Volt absinkt, und weniger als 3 °/o, wenn das

Zwischen der Anschlußklemme 72 der Gleich- Belastungsdrehmoment von 0 auf 5 g/cm ansteigt,

stromquelle und der Basiselektrode des ersten Tran- Um eine hohe Genauigkeit der Motordrehzahl er-

sistors 22 ist ein Einschalter 37 angeordnet. reichen zu können, muß der Widerstand 4 der

Wird ein Steuersignal zum Anhalten des Motors 25 Wheatstonebrückenschaltung aus demselben Material der- Basiselektrode des Transistors 24 über einen hergestellt werden wie die Läuferwicklung, und der Kondensator 23 von der Eingangsklemme 29 aus zu- Widerstand 5 muß aus demselben Material bestehen geführt, so schaltet ein negatives Signal das Flipflop wie der Widerstand 6 zusätzlich zu Maßnahmen zur so um, daß der Transistor 24 gesperrt wird, während Temperaturkompensation der Bezugsspannung,
der Transistor 22 leitend wird und den Motor durch 30 Der Widerstandswert R₁ des Widerstandes 4 kann den Bremstransistor 52 abbremst. Verschwindet das nach der Gleichung (2) bestimmt werden. Je nach der negative Signal, so wird der Transistor 24 leitend, angestrebten Drehmoment - Drehzahl - Charakteristik während der Transistor 22 gesperrt wird, wobei der des Motors kann der Widerstandswert R₁ jedoch entMotor wieder eingeschaltet wird. Eine solche uner- sprechend der nachstehenden Gleichung abgeändert wünschte Arbeitsweise kann mit Hilfe einer zusatz- 35 werden:
liehen Diode 33 parallel zum Widerstand 32 vermieden werden. Die Anode der Diode 33 ist mit der ^ <- ^0^3 /$\
Basiselektrode des zweiten Schalttransistors 24 und ¹ R₂ '
die Kathode der Diode 33 mit der Kollektorelektrode

des ersten Schalttransistors 22 verbunden. Ist der 40 Der nach der Gleichung (6) bemessene WiderTransistor 24 gesperrt und der Transistor 22 leitend, standswert R₁ ermöglicht eine Erhöhung des Anlaufso wird ein der Basiselektrode des Transistors 24 zu- drehmomentes, selbst wenn die Spannung der Stromgeführtes positives Signal von der Diode 33 und der quelle niedrig ist, jedoch wird die Drehmoment-Dreh-Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 22 so ge- zahl-Charakteristik dadurch beeinträchtigt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Drehzahlregelung und zur Kurzschlußbremsung eines konstant erregten Gleichstromnebenschlußmotors, dessen Ankerwicklung über einen Leistungstransistor mit einer Gleichstromquelle verbunden ist, gekennzeichnet durch eine über den Leistungstransistor (12; 16) mit der Gleichstromquelle verbun- to dene Wheatstonebrückenschaltung (1 bis 6, 8), in deren einem Brückenzweig die Ankerwicklung (1) des Gleichstromnebenschlußmotors liegt, durch einen Verstärker (114; 115), dessen Eingangsklemmen in der Ausgangsdiagonale der Wheat- stonebrückenschaltung liegen und dessen Ausgangsklemme mit dem Basisanschluß des Leistungstransistors (12; 16) verbunden ist, durch einen Bremstransistor (52), dessen Emitter-Kollektor-Strecke parallel zur Ankerwicklung (1) liegt, und durch eine bistabile Transistor-Steueranordnung (20), deren Ausgangsklemmen mit dem Verstärker (114; 115) und mit dem Basisanschluß des Bremstransistors (52) so verbunden sind, daß jeweils nur einer dieser Transistoren (12; 16, 52) durchlässig und der andere gesperrt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bistabile Transistor-Steueranordnung (20) mit dem Verstärker (114; 115) über eine Diode (54; 58) galvanisch gekoppelt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bistabile Transistor-Steueranordnung (20) aus einer Transistorschaltung mit einem ersten und einem zweiten Transistor (22, 24) besteht, von denen jeweils einer durch ein kleines elektrisches Signal in den leitenden Zustand steuerbar ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (114) aus einem Transistor (14) von dem gleichen Leitfähigkeitstyp wie der Leistungstransistor (12) besteht, daß dessen Basis- und Emitteranschlüsse als Eingangsklemmenpaar in der Ausgangsdiagonalc der Wheatstonebrückenschaltung liegen und daß dessen Kollektoranschluß als Ausgangsklemme mit der Basis des Leistungstransistors (12) verbunden ist (Fig. 1 und 4).

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Diode (33) zwischen der Basis des zweiten Transistors (24) und dem Kollektor des ersten Transistors (22) angeordnet ist und daß eine Kapazität (23) mit der Basis des zweiten Transistors (24) verbunden ist, über die ein Stopsignal für den Motor zuführbar ist (Fig. 5).

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (115) aus einem ersten und einem zweiten Verstärkungstransistor (19, 18) besteht, die von entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp wie der Leistungstransistor (16) sind, und daß Basis und Emitter des ersten Verstärkungstransistors (19) in der Ausgangsdiagonale der Wheatstonebrückenschaltung liegen, der Kollektor des ersten Verstärkungstransistors (19) mit der Basis des zweiten Verstärkungstransistors (18), der Emitter des zweiten Verstärkungstransistors (18) mit dem Emitter des ersten Verstärkungstransistors (19) und der Kollektor des zweiten Verstärkungstransistors (18) mit der Basis des Leistungstransistors (16) verbunden ist (F i g. 5).

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (115) Temperaturkompensationsmittel aufweist, die mindestens eine zwischen der einen Ausgangsklemme (8) der Wheatstonebrückenschaltung und der Basis des ersten Verstärkungstransistors (19) liegende Diode (46) aufweist, die mit einem praktisch konstanten Durchlaßvorstrom über einen Widerstand (42) vom Verbindungspunkt der Wheatstonebrückenschaltung und des Leistungstransistors (16) versorgt ist (F i g. 5).

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Ausgangsklemme (8) der Wheatstonebrückenschaltung mit der zweiten Klemme (71) der Gleichstromquelle über einen Widerstand (45) verbunden ist (F i g. 5).

9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsklemmen (2, 8) der Wheatstonebrückenschaltung durch einen ohmschen Widerstand (48) miteinander verbunden sind (F i g. 5).