Schaltungsanordnung zur elektrischen Drehzahlsteuerung von Tonspeicherabspielvorrichtungen
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur elektrischen Drehzahlsteuerung
von Tonspeicherabspielvorrichtungen, z. B. von Schallplattenabspielgeräten, durch
die die Drehzahl des Motors stufenweise einstellbar und auf den eingestellten Wert
stabilisiert ist.Circuit arrangement for the electrical speed control of sound storage playback devices
The invention relates to a circuit arrangement for electrical speed control
from audio storage players, e.g. B. of record players by
which the speed of the motor can be adjusted in steps and to the set value
is stabilized.
Es ist bekannt, Schallplattenabspielgeräte mit zwei mit unterschiedlicher
Drehzahl arbeitenden Motoren auszurüsten, die je nach der gewünschten Drehzahlangeschaltet
werden. Da beide Motoren eine Pese antreiben und untereinander gekoppelt sind, läuft
der nicht angeschaltete Motor stets leer mit.It is known, record players with two with different
Equip speed working motors that are switched on depending on the desired speed
will. Since both motors drive a Pese and are coupled to each other, it runs
the motor that is not switched on is always empty.
Diese Drehzahlumschaltung hat den Nachteil, daß zum Antrieb des Schallplattenabspielgerätes
mindestens zwei Motoren erforderlich sind. Da die Motoren miteinander gekoppelt
sind, wird der Plattenteller nicht
nur durch die vom arbeitenden
Motor, sondern auch durch die vom leer mitlaufenden Motor hervorgerufenen Störungen
beeinflußt.This speed change has the disadvantage that to drive the record player
at least two motors are required. Because the motors are coupled together
the platter will not
only by the working
Engine, but also due to the malfunctions caused by the idling engine
influenced.
Es ist weiterhin bekannt, die Drehzahl eines Asynchronmotors durch
Abbremsung des Motors mittels Gleichstrom zu verändern. Durch eine geeignete Schaltung
wird dem Motor neben dem treibenden Wechselstrom noch ein Gleichstrom zugeführt.
Durch Veränderung des durch den Motor fließenden Gleichstromes durch einen regelbaren,
dem Motor vorgeschalteten Widerstand kann die Drehzahl des Motors geändert werden.
Der Gleichstrom kann. durch Gleichrichtung der den: Motor speisenden Wechselspannung
gewonnen werden. Dazu wird vor den Motor eine Schaltung angeordnet, die aus einem
mit einer Diode in Reihe geschalteten regelbaren Widerstand und einem zu dieser
Reihenschaltung parallelgeschalteten Widerstand besteht. Durch die Diode wird der
Wechselstrom z. T. gleichgerichtet, so daß im Speisestrom des Motors ein Gleichstrom
enthalten ist, der den Motor. abbremst. Durch den regelbaren Widerstand wird die
Größe des Gleichstromes und somit die Drehzahl des Motors eingestellt.
Nachteil
dieser Drehzahleinstellung ist, daB Spannungsschwankungen der Speisespannung die
Drehzahl einmal direkt beeinflussen, zum anderen eine zusätzliche Änderung der Drehzahl
durch die Änderung des Gleichstromer bewirkt wird. Obwohl diese Störungen gegeneinander
wirken, kompensieren sie sich nicht vollständig. Hinzu kommt, daB Drehzahländerungen,
die durch Iastschwankungen entstehen, nicht verhindert werden. Zweck der Erfindung
ist deshalb, eine Schaltungsanordnung zur elektrischen Drehzahlsteuerung von T®nspeicherabspielgeräten
zu schaffen, durch die ein Motor stufenweise auf verschiedene Drehzahlen eingestellt
werden kann, wobei die eingestellte Drehzahl von Spannungsschwankungen der Speisespannung
und von Zastschwankungen unabhängig ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
durch eine drehzahlstabilisierende Schaltung die eingestellte Drehzahl eines durch
Abbremsung mittels Gleichstrom i.n seiner Drehzahl stufenweise einstellbaren Aschronmotors
auf ihrem Nennwert konstant zu halten.
Die Aufgabe wird dadurch
gelöst, daß der elektrische oder magnetische Energiekreis eines Asynchronmotors
eine einen elektrischen Gleichstrom oder magnetischen Gleichfluß erzeugende Anordnung
aufweist und daß erfindungsgemäß direkt vom Netz oder vom Asynchronmotor eine den
Spannungsschwankungen der Speisespannung oder eine der Drehzahl des Asynchronmotors
proportionale Steuerspannung abgenommen wird, die einen steuerbaren Widerstand einer
den Bremsstrom oder den magnetischen Bremsgleichfluß erzeugenden Schaltung steuert.
Die -Steuerspannung kann in im Motor angebrachten Hilfswicklungen direkt vom Netz
oder durch einen eine der Drehzahl proportionalen Spannung erzeugenden Generator
gewonnen werden. Die den Bremsstrom erzeugende Schaltung besteht aus einer Diode,
die für eine Halbwelle des Motorwechselstromes durchlässig ist, und aus einer der
Diode parallelgeschalteten steuerbaren Widerstandsanordnung, vorzugsweise einem
Transistor, der die andere Halbwelle entweder voll durchläßt oder durch entsprechend
geringe Aussteuerung seiner Steuerelektrode abschwächt, in dessen Emitter- oder
Kol-1 ekt orkre is eine Widerstandskaskade- geschaltet ist. Bei Bremsung mit einer
Hilfswicklung wird die an
dieser Wicklung induzierte Wechselspannung
mit einer Diode gleichgerichtet, und der in diesem Stromkreis fließende Gleichstrom
beeinflußt wiederum eine steuerbare Widerstandsanordnung. Durch Einstellung der
Größe des Bremsstromes mit der Widerstandskaskade und entsprechender Wahl des Steuerstromes
durch Vorwiderstände oder Spannungsteiler kann die gewünschte Drehzahl eingestellt
werden, wobei gegebenenfalls durch. ein vor die Widerstandskaskade geschaltetes
Potentiometer eine Feineinstellung der Drehzahl erreicht wird. Der nichtlineare
Zusammenhang zwischen Stellglied und Steuergröße kann durch nichtlineare Widerstände
ausgeglichen werden. Zur Gewinnung einer Sollgröße für einen geregelten Kreis werden
Glimmstabilisatoren, Zenerdioden oder stabile Hilfsspannungen verwendet. Die Erfindung
soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen
Zeichnung zeigen: Fig. 1: Ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,
bei der die Steuerspannung vom Asynchronmotor abgenommen wird
Fig.
2: Ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, bei der die Steuerspannung
direkt vom Netz abgenommen wird Fig. 3: Eine Schaltungsanordnung, deren Meßglied
eine von der Drehzahl des Motors abhängige Spannung liefert Fig. 4: Eine Schaltungsanordnung,
bei der der Brems-Strom den Hauptwicklungen des Motors zugeführt wird Fig. 5: Eine
Schaltungsanordnung, bei der der Bremsstrom den Hilfswicklungen des Motors zugeführt
wird. In Fig. 1 ist das Prinzip der Schaltungsanordnung in einem Blockschaltbild
dargestellt. Einem Asynchron motor 1 wird über ein Stellglied 2 ein Wechselstrom
zugeführt, dem durch das Stellglied 2 eine Gleichstromkomponente beigefügt ist.
Ein Meßwertgeber 3
erzeugt eine der Drehzahl bzw. den Spannungsschwankungen
der Speisespannung proportionale Spannung, die über einen Verstärker 5 dem Stellglied
2-zugeführt wird und dieses derart steuert, daß die durch Spannungsschwankungen
der Speisespannung oder durch Laständerungen hervorgerufenen Drehzahlschwankungen
des Asynchronmotors 1 Busgeregelt werden. Sind die Drehzahlschwankungen, die durch
Verändern der last entstehen, unerheblich, so genügt zur Kompenoierung der Drehzahlschwankungen,
die durch Speisespannungsschwankungen hervorgerufen werden, die Schaltung nach Fig.
2. Hier wird die Speisespannung an dem Meßwertgeber 3 angelegt und die von der mit
dem Meßwertgeber 3 gekoppelten Meßeinrichtung 4 abgegebene, den Spannungsschwankungen
der Speisespannung proportionale Steuerspannung über den Verstärker 5 dem vor den
Asynchronmotor 1 geschalteten Stellglied 2 zugeführt,. so daß die durch Spannungsschwankungen
der Speisespannung hervorgerufenen Drehzahlschwankungen ausgeregelt werden. In Fig.
3 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt, deren Meßwertgeber 3 eine von der Drehzahl
abhängige Spannung liefert. Dazu treibt der Asynchronmotor 1, in dessen
Nicklungen
11; 12 ein Wechselstrom eingespeist wird, einen Generator 6 an, der eine
der Drehzahl proportionale Spannung abgibt. Diese Spannung wird über die h2eßeinrichtung
4, einen Verstärker 5 und einer Widerstandskaskade 10 der Basis eines Transistors
7 zugeführt. Das Stellglied 2 besteht aus einer Diode 8, der der Transistor 7 parallelgeschaltet
ist, dessen Kollektorwiderstand aus einer Widerstandskaskade 9 besteht. Die Schalter
der Widerstandskaskaden 9; 10 sind miteinander mechanisch verbunden. Die Speisespannung
des Asynchronmotors '! wird auf das Stellglied 2 gegeben. Die Diode 8 läßt die einen
Halbwellen ungehindert hindurch und sperrt die anderen Halbwellen, so daß diese
durch die Transistorstufe in ihrer Amplitude geschwächt werden. Somit enthält der
Speisestrom des Asynchronmotors 1 einen Gleichstrom, der diesen abbremst. Die Größe
der Bremswirkung wird durch den Kaskadenwiderstand 9 eingestellt. Von der Größe
der über den Transistor 7 und einen der Widerstände der Widerstandskaskade 9 abfallenden
Spannung hängt die Drehzahl des Asynchronmotors 1 entsprechend
der
Drehmoment/Drehzahlkennlinie ab. Zur Ausregelung von Drehzahlschwankungen, die von
Last- oder von Spannungsschwankungen abhängen, dient der Transistor 7. Durch die
vom Generator 6 abgegebene Gleichspannung wird das Potential der Basis des Transistors
7 gesteuert, so daB sein Innenwiderstand geändert wird. Bei geeigneter Wahl des
Arbeitspunktes können dadurch Drehzahlschwankungen in einem gewissen Bereich ausgeregelt
werden. Die Widerstände der Widerstandskaskaden 9 und 10 sind so zu wählen, daß
beim Umschalten der Arbeitspunkt des Transistors T so verschoben wird, daß weiterhin
die Drehzahlschwankungen ausgeregelt werden. Sind die Drehzahlschwankungen, die
durch lastschwankungen hervorgerufen werden, unerheblich, so genügt zur Kompensierung
der durch Speisespannungsschwankungen hervorgerufenen Drehzahlschwankungen die in
Fig. 4 dargestellte Schaltungsanordnung. Als Meßwertgeber 3 sind im Asynchronmotor
1 Hilfswicklungen 13; 14 angebracht. An die Hilfswicklungen 13; 14 ist ein aus einer
Zenerdiode 19, einer Diode 18, einem Widerstand 20 und
einer Widerstandskaskade
16 bestehender Stromeis angeschlossen. Dem Stellglied 2 entspricht hier die
Schaltungsanordnung, die aus dem Transistor 7, einer zwischen Basis und Kollektor
des Transistors 7 geschalteten Widerstandskaskade 15, zu der ein Potentiometer 17
in Reihe geschaltet ist, und einer die Emitter-Kollektor-Streeke des Transistors
7 überbrückenden Diode 8 besteht. Zur Steuerung des Transistors? ist seine Emitter-Basis-Strecke
dem Widerstand 20 parallelgeschaltet. Der Bremsstrom aus dem Stellglied 2 wird in
dieser Schaltungsanordnung direkt auf die Antriebswicklungen 11 und 12 des Asynchronmotors
1 gegeben. Die Größe des Bremsstromes wird durch den gaskadenwiderstand 15 und den
Innenwiderstand des Transistors 7 bestimmt. Der Transistor 7 dient als veränderbarer
Widerstand, dessen Größe durch den Spannungsabfall über dem Widerstand 20 gesteuert
wird. Spannungsschwankungen der Speisespannung, die Drehzahlschwankungen hervorrufen,
werden auf die Hilfswicklungen 13 und 14 übertragen. Indem an die Iiilfawicklungen
13; 14 angeschlossenen Stromkreis kann wegen der Diode 18 nur ein. Gleichstrom fließen.
Die gegenüber der Größe der Speisespannung unerheblichen Spannungsschwankungen werden
durch
die Zenerdiode 19 so verstärkt, daß sie zur Steuerung des Transistors 7 ausreichen.
Die Steuerspannung des Transistors 7 wird über-dem Widerstand 20 abgenommen. Ändert
sich der Spannungsabfall über dem Widerstand 20, so verändert sich die Steuerspannung
des Transistors 7, wodurch sein Innenwiderstand und somit der Bremsstrom des Asynchronmötors
1 so verändert wird, daß die Drehzahlschwankungen kompensiert werden. In der in
Fig. 5 dargestellten Schaltung sind die Hilfswicklungen 13 und 14, in denen die
Speisespannung eine Wechselspannung induziert, Stellglied 2 und Meßwertgeber 3 zugleich,
d. h. sie haben zwei Funktionen. Erstens erzeugen sie einen magnetischen Gleichfluß,
der den Asynchronmotor bremst, und zweitens werden die Speisespannungsschwankungen
mitübertragen. An die Hilfswicklungen 13 und 14 ist der Stromkreis, der aus
einer Transistorschaltung mit Basisspannungsteiler und einer Diode 8 besteht, angeschlossen.
Der Basisspannungsteiler ist aufgeteilt in ein Potentiometer 21 zur Feinregelung
der Drehzahl, einer Widerstandskaskade 22 zur Grobumschaltung der Drehzahl und einem
Varistor 23.
Zn dem an die Hilfswicklungen 13 und 14 angeschlossenen
Stromkreis wird die der Speisespannung entsprechende Wechselspannung gleichgerichtet.
Hierbei wirkt die Transistorschaltung als veränderbarer Widerstand. Die Größe des
Gleichstromes und damit die Drehzahl des Asynchronmotor s 1 wird durch den Basisspannungsteiler
bestimmt. Drehzahlschwankungen, die durch Speisespannungsschwankungen hervorgerufen
werden, werden kompensiert, indem die Spannungsschwankungen über den Varistor 23
die erforderlichen Steuer stromänderungen für den Transistor 7 liefern.It is also known to change the speed of an asynchronous motor by braking the motor using direct current. By means of a suitable circuit, a direct current is fed to the motor in addition to the driving alternating current. The speed of the motor can be changed by changing the direct current flowing through the motor using a controllable resistor connected upstream of the motor. The direct current can. can be obtained by rectifying the alternating voltage feeding the motor. For this purpose, a circuit is arranged in front of the motor, which consists of a controllable resistor connected in series with a diode and a resistor connected in parallel with this series circuit. The alternating current z. T. rectified, so that the supply current of the motor contains a direct current that drives the motor. decelerates. The variable resistance sets the size of the direct current and thus the speed of the motor. The disadvantage of this speed setting is that voltage fluctuations in the supply voltage directly influence the speed on the one hand, and on the other hand an additional change in the speed is caused by the change in the direct current. Although these disturbances work against each other, they do not completely compensate each other. In addition, changes in speed caused by load fluctuations are not prevented. The purpose of the invention is therefore to create a circuit arrangement for the electrical speed control of T®nspeicherabspielgeräte, by means of which a motor can be set to different speeds in steps, the set speed being independent of voltage fluctuations in the supply voltage and fluctuations in timing. The invention is based on the object of using a speed-stabilizing circuit to keep the set speed of an ashron motor whose speed can be gradually adjusted by braking by means of direct current at its nominal value. The object is achieved in that the electrical or magnetic energy circuit of an asynchronous motor has an arrangement generating an electrical direct current or magnetic direct flux and that, according to the invention, a control voltage proportional to the voltage fluctuations in the supply voltage or a control voltage proportional to the speed of the asynchronous motor is taken directly from the mains or from the asynchronous motor controls a controllable resistance of a circuit generating the braking current or the magnetic braking direct flux. The control voltage can be obtained in auxiliary windings in the motor directly from the mains or by a generator that generates a voltage proportional to the speed. The circuit generating the braking current consists of a diode which is permeable to a half-wave of the alternating motor current, and a controllable resistor arrangement connected in parallel with the diode, preferably a transistor, which either fully lets through the other half-wave or attenuates it by a correspondingly low modulation of its control electrode Emitter or col-1ect or circuit is a resistor cascade connected. When braking with an auxiliary winding, the alternating voltage induced on this winding is rectified with a diode, and the direct current flowing in this circuit in turn influences a controllable resistor arrangement. By setting the size of the braking current with the resistor cascade and appropriate selection of the control current through series resistors or voltage dividers, the desired speed can be set, if necessary by. a potentiometer connected upstream of the resistor cascade enables fine adjustment of the speed. The non-linear relationship between the actuator and the control variable can be compensated for by non-linear resistances. Glow stabilizers, Zener diodes or stable auxiliary voltages are used to obtain a target value for a regulated circuit. The invention is to be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The accompanying drawings show: the measuring element supplies a voltage dependent on the speed of the motor. Fig. 4: A circuit arrangement in which the braking current is supplied to the main windings of the motor. In Fig. 1, the principle of the circuit arrangement is shown in a block diagram. An asynchronous motor 1 is supplied with an alternating current via an actuator 2, to which a direct current component is added by the actuator 2. A transducer 3 generates a voltage proportional to the speed or the voltage fluctuations of the supply voltage, which is fed to the actuator 2 via an amplifier 5 and controls this in such a way that the speed fluctuations of the asynchronous motor 1 caused by voltage fluctuations in the supply voltage or load changes are controlled by the bus. If the speed fluctuations caused by changing the load are insignificant, the circuit according to FIG. 2 is sufficient to compensate for the speed fluctuations caused by supply voltage fluctuations coupled measuring device 4, the voltage fluctuations of the supply voltage proportional control voltage supplied via the amplifier 5 to the actuator 2 connected upstream of the asynchronous motor 1 ,. so that the speed fluctuations caused by voltage fluctuations in the supply voltage are corrected. In Fig. 3, a circuit arrangement is shown, the transducer 3 supplies a voltage dependent on the speed. For this purpose, the asynchronous motor 1 drives, in its nickings 11; 12 an alternating current is fed in to a generator 6, which outputs a voltage proportional to the speed. This voltage is fed to the base of a transistor 7 via the measuring device 4, an amplifier 5 and a resistor cascade 10. The actuator 2 consists of a diode 8 to which the transistor 7 is connected in parallel, the collector resistance of which consists of a resistor cascade 9. The switches of the resistor cascades 9; 10 are mechanically connected to each other. The supply voltage of the asynchronous motor! is given to the actuator 2. The diode 8 allows one half-waves to pass through unhindered and blocks the other half-waves, so that the amplitude of these is weakened by the transistor stage. The feed current of the asynchronous motor 1 thus contains a direct current that brakes it. The size of the braking effect is set by the cascade resistor 9. The speed of the asynchronous motor 1 depends on the size of the voltage drop across the transistor 7 and one of the resistors of the resistor cascade 9 in accordance with the torque / speed characteristic. The transistor 7 is used to regulate speed fluctuations that depend on load or voltage fluctuations. The potential of the base of the transistor 7 is controlled by the direct voltage output by the generator 6, so that its internal resistance is changed. With a suitable choice of the operating point, speed fluctuations can be regulated within a certain range. The resistances of the resistor cascades 9 and 10 are to be chosen so that when switching over the operating point of the transistor T is shifted so that the speed fluctuations are still regulated. If the speed fluctuations caused by load fluctuations are insignificant, the circuit arrangement shown in FIG. 4 is sufficient to compensate for the speed fluctuations caused by supply voltage fluctuations. As a transducer 3 in the asynchronous motor 1 auxiliary windings 13; 14 attached. To the auxiliary windings 13; 14 is a current consisting of a Zener diode 19, a diode 18, a resistor 20 and a resistor cascade 16 connected. The circuit arrangement here corresponds to the actuator 2, which consists of the transistor 7, a resistor cascade 15 connected between the base and collector of the transistor 7, to which a potentiometer 17 is connected in series, and a diode 8 bridging the emitter-collector path of the transistor 7 consists. To control the transistor? its emitter-base path is connected in parallel to resistor 20. The braking current from the actuator 2 is applied directly to the drive windings 11 and 12 of the asynchronous motor 1 in this circuit arrangement. The magnitude of the braking current is determined by the gas resistance 15 and the internal resistance of the transistor 7. The transistor 7 serves as a variable resistor, the size of which is controlled by the voltage drop across the resistor 20. Voltage fluctuations in the supply voltage, which cause fluctuations in speed, are transmitted to the auxiliary windings 13 and 14. By attaching to the auxiliary windings 13; 14 connected circuit can only one because of the diode 18. Direct current flow. The voltage fluctuations, which are insignificant compared to the magnitude of the supply voltage, are amplified by the Zener diode 19 in such a way that they are sufficient to control the transistor 7. The control voltage of the transistor 7 is taken from the resistor 20. If the voltage drop across the resistor 20 changes, the control voltage of the transistor 7 changes, whereby its internal resistance and thus the braking current of the asynchronous motor 1 is changed so that the fluctuations in speed are compensated. In the circuit shown in FIG. 5, the auxiliary windings 13 and 14, in which the supply voltage induces an alternating voltage, are actuator 2 and transducer 3 at the same time, ie they have two functions. Firstly, they generate a magnetic direct flux, which brakes the asynchronous motor, and secondly, the supply voltage fluctuations are also transmitted. The circuit, which consists of a transistor circuit with a base voltage divider and a diode 8, is connected to the auxiliary windings 13 and 14. The base voltage divider is divided into a potentiometer 21 for fine control of the speed, a resistor cascade 22 for roughly switching the speed and a varistor 23. The AC voltage corresponding to the supply voltage is rectified in the circuit connected to the auxiliary windings 13 and 14. Here, the transistor circuit acts as a variable resistor. The size of the direct current and thus the speed of the asynchronous motor s 1 is determined by the base voltage divider. Speed fluctuations caused by supply voltage fluctuations are compensated for in that the voltage fluctuations via the varistor 23 supply the required control current changes for the transistor 7.