DE1788129B2

DE1788129B2 - Speed-controlled DC motor. Eliminated from: 1538378

Info

Publication number: DE1788129B2
Application number: DE19671788129
Authority: DE
Inventors: Josef 8500 Nuernberg Lackner
Original assignee: Buehler GmbH
Current assignee: Buehler GmbH
Priority date: 1967-01-19
Filing date: 1967-01-19
Publication date: 1974-08-01
Also published as: DE1788129C3; DE1788129A1

Description

Gegenstand des Hauptpatentes 1538 378 ist ein drehzahlgcrcgelter Gleichstrommotor mit einem Kollektor und mit einem im Rotor angeordneten Fliehkraftschalter, der dadurch gekennzeichnet ist. daß der eine der beiden miteinander zusammenwirkenden Kontakte des Fliehkraftschalter über einheitlich gcpoltc Dioden unmittelbar mit jeder Lamelle des Kollektors verbunden ist und daß der andere Kontakt mit einem außerhalb des Rotors angeordneten, das Stellglied des Regelkreises bildenden Bauteil in Verbindung steht.The subject of the main patent 1538 378 is a Speed-controlled DC motor with one collector and with a centrifugal switch arranged in the rotor, which is characterized. that the one of the two interacting contacts of the centrifugal switch via uniform gcpoltc diodes directly with each lamella of the collector is connected and that the other contact is arranged outside of the rotor, the actuator of the Control loop forming component is in connection.

Damit wird die Aufgabe gelöst, einen drehzahlgcrcgclten ΟΙοϊ^ίΓΟ.,ι-ΚοΙΙε^οπτιοΐοΓ mit Fliehkraftschalter so auszubilden, daß er ohne slörungsanfalligc und einer starken Abnutzung unterworfene Schleifringanordnung auskommt, dabei aDcr ke ne Verschlechterung der Regeleigenschaften und des Motorwirkungsgrades verursacht.This solves the problem of providing a speed-controlled ΟΙοϊ ^ ίΓΟ., Ι-ΚοΙΙε ^ οπτιοΐοΓ with centrifugal switch to be trained so that it is without slip ring assembly subject to failure and severe wear gets by, with no deterioration the control properties and the motor efficiency.

Bei dieser Lösung wird mit geringen Mehrkosten ein gesonderter Schleifring vermieden und slatt dessen der Kollektor des Motors als Übergangsglicd zwischen dem Steuerteil des Motors und dem Stator verwendet. Der andere Übergang zwischen dem Stcucrteil und dem Stator kann in an sich bekannter Weise durch eine an die Stirnseite der Antriebswelle anliegende Bürste oder einen Schleifer erzielt werden, die oder der an dieser Stelle bei einer entsprechenden Formgebung kaum einer Abnützung unterworfen ist. Die Motorwelle ist elektrisch leitend mit dem anderen Kontakt des Fliehkraftreglers verbunden.With this solution, a separate slip ring is avoided with little additional cost and instead of the The motor's collector is used as a transition link between the control part of the motor and the stator. The other transition between the Stcucrteil and the stator can in a known manner by a on the end face of the drive shaft abutting brush or a grinder can be achieved that or on this point is hardly subject to wear with a corresponding shape. The motor shaft is electrically connected to the other contact of the governor.

Die vorliegende Zusatzerfindung betrifft eine Verbesserung des Gegenstandes des Hauptpalentes, der die Aufgabe zugrunde liegt, den Gegenstand des Hauptpatentes einfacher und kostengünstiger zu gestalten. The present additional invention relates to an improvement of the subject matter of the main palent, the the task is to make the subject of the main patent simpler and cheaper.

Die Zusatzerfindung bezieht sich auf einen drchzahlgeregclten Gleichstrommotor mit einem Kollektor und mit einem im Rotor angeordneten Fliehkraftschalter, dessen einer Kontakt mit einem außerhalb des Rotors angeordneten, das Stellglied des Regelkreises bildenden Bauteil in Verbindung steht.The additional invention relates to a number-regulated DC motor with a collector and a centrifugal switch arranged in the rotor, One of which is in contact with an actuator arranged outside the rotor and forming the control element of the control loop Component is connected.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der andere Kontakt des Fliehkraftschalter über eine oder mehrere einheitlich gcpoltc Dioden unmittelbar mit je einer, aber nicht allen Lamellen des Kollektors verbunden ist.This object is achieved in that the other contact of the centrifugal switch has one or more uniformly gcpoltc diodes are directly connected to one, but not all, of the lamellas of the collector.

Es hat sich gezeigt, daß es für einen einwandfreien Betrieb des drchzahlgcrcgcltcn Gleichstrommotors nicht erforderlich ist, den einen Kontakt des Fliehkraftschalter mit jeder Lamelle des Kollektors zu verbinden, sondern daß ein Betrieb des Motors auch gewiihrleiMei ist, wenn dieser Kontakt nur mit einem Teil der Lamellen oder auch nur mit einer ein/igen Lamelle verbunden ist. In diesem Falle läuft der Motor zwar nicht mit einer einheitlichen Drehmomentwirkung und Leistung über seinen ganzen Umfang, weil er nur über einen bestimmten Umfangsbereich mit dem vollen Molorstrom versorgt wird. Durch die Vielcckschaltung der Einzclwicklungsteilc des Motors ist jedoch sichergestellt, daß der Motor auf jeden Fall läuft und immer einIt has been shown that it is essential for proper operation of the drchzahlgcrcgcltcn DC motor it is not necessary to have one contact of the centrifugal switch to be connected to each lamella of the collector, but that an operation of the motor is also guaranteed is when this contact is only with part of the lamellae or only with a single lamella connected is. In this case the motor does not run with a uniform torque effect and Power over its entire range, because it only works over a certain range with the full molor current is supplied. However, the multi-circuit connection of the individual winding parts of the motor ensures that that the engine is running in any case and always on

ίο Anlaufdrehmoment erzeugt, selbst wenn nur ehte einzige Lamelle an den Steuerkreis angeschlossen ist.ίο Starting torque generated, even if only the only one Lamella is connected to the control circuit.

Zwar ist durch die DT-AS I 152 474 ein flichkraftabhängjg drchzahlgercgclter Polankermotor mit einer Ankerwicklung in Dreieckschaltung bekannt, bei welchcm drei Ankerspulen in einem geschlossenen Kreis hintereinander geschaltet sind und das feste Kontaktstück eines Fliehkraftschalter mit einer der Lamellen des Kommutators verbunden ist, während das zugeordnete bewegliche Kontaktstück des Fliehkr^rr>chaltersDT-AS I 152 474 means that a fuel force-dependent, high-speed pole armature motor with a Armature winding in delta connection known, at which cm three armature coils are connected in series in a closed circuit and the fixed contact piece a centrifugal switch is connected to one of the slats of the commutator, while the associated movable contact piece of the centrifugal crank switch

ao an die der Lamelle zugeordnete Drcicckverbindung der Ankerwicklung angeschlossen ist. Diese Schaltung hat jedoch den Nachteil, daß der gesamte Bclricbsstrom des Moiors über den Fliehkraftschalter geführt wird, so daß beim Öffnen des Fliehkraftschalter ein Kontakt-ao to the pressure connection associated with the lamella Armature winding is connected. However, this circuit has the disadvantage that the entire Bclricbsstrom des Moiors is guided over the centrifugal switch, so that when the centrifugal switch is opened, a contact

»5 abbrand kaum vermeidbar ist. Im Gegensatz dazu fließt beim Anmeldungsgcgenstand über den Fliehkraftschalter nur Steuerstrom, da der Fliehkraftschalter in einer von den Kollektorlamcllen über Dioden und einen Widerstand zur Basis eines Transistors führenden Sleucrleitung angeordnet ist.»5 burn-up is hardly avoidable. In contrast, it flows when the subject of the registration via the centrifugal switch only control current, since the centrifugal switch is in a from the collector lamps via diodes and a resistor to the base of a transistor Sleucrleitung is arranged.

Für die Erzeugung eines Anlaufdrehmomentcs ist es unwichtig, in welcher Lage sich die an den Steuerkreis angeschlossene Lamelle gegenüber den Kontakianschlußstellcn befindet. Durch die Vieleckschaltung derFor the generation of a starting torque it is unimportant in which position the to the control circuit connected lamella opposite the Kontakianschlussstellcn is located. The polygon circuit of the

3:i einzelnen Wicklungsteile liegt beim Einschalten des Motors, also beim Anschluß an eine Batterie, an jeder Lamelle eine Minusspannung, ganz unabhängig davon, an welcher Lamelle die Verbindung mit dent Motor liegt. Damit ist der Anlauf des Moiors in jeder Lage sichergestellt.3: i individual winding parts are applied to each part when the motor is switched on, i.e. when it is connected to a battery Lamella a minus voltage, regardless of which lamella the connection with the motor lies. Thus the approach of the moior is in every situation ensured.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung auf der die Schaltung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Gleichstrommotors dargestellt ist.Details of the invention emerge from the following description in conjunction with FIG Drawing on which the circuit of a DC motor designed according to the invention is shown.

4,5 Der in seinem mechanischen Aufbau nicht dargestellte Glcichstrom-Kollektormotor weist eine umlaufende Ankerwicklung mit fünf Einzelwicklungstcilcn t bis 5 auf, deren Enden zu einer Vieleckschaltung miteinander und außerdem jeweils mit einer Lamelle 6 bis 10 des auf der Rotorwelle 11 befestigten Kollektor 12 verbunden sind.4.5 The DC collector motor, not shown in its mechanical structure, has a rotating Armature winding with five individual winding pieces t to 5, the ends of which form a polygonal circuit with one another and also each connected to a lamella 6 to 10 of the collector 12 fastened on the rotor shaft 11 are.

Der Ankerwicklung wird der Betriebsstrom von einer Batterie 13 über den Kollektor 12 mit der Plusbürstc 14 und der Minusbürstc 15 und über die Emittcr/Kollcktor-Streckc eines als Schaller wirkenden Transistor 14 zugeführt. Der Transistor 1,6 wird in an sich bekannter Weise drehzahlabhängig beeinflußt. Zu diesem Zweck ist auf der Motorwelle 11 in ebenfalls bekannter Weise ein Fliehkraftschalter 17 mit einem starren Kontakt 18 und einem verschwenkbar gelagerten Kontakt 19 angeordnet, über welchen ein den Transistor 16 steuernder Regelkreis geführt ist. Während über die Emitler/Kollcklor-Strcckc des Transistors 16 der Bclricbsstrom vom Pluspol der Batterie 13 zur PlusbUrstc 14 des Kollektor 12 geleitet wird, ist die Basis des Transistors 16 über eine Leitung 20 und einen Vorwiderstand 21 mit einem gegen die Stirnseite 11,7 der Motorwcllc 11 anliegenden Schleifer 22 verbunden,The armature winding receives the operating current from a battery 13 via the collector 12 with the plus brush 14 and the minus brush 15 and over the Emittcr / Kollcktor Streckc a transistor 14 acting as a Schaller is supplied. The transistor 1,6 is in on influenced in a known manner speed-dependent. For this purpose is on the motor shaft 11 in as well a known manner a centrifugal switch 17 with a rigid contact 18 and a pivotably mounted Contact 19 arranged, via which a control circuit controlling the transistor 16 is performed. While Via the Emitler / Kollcklor-Strcckc of the transistor 16 the Bclricbsstrom from the positive pole of the battery 13 to PlusbUrstc 14 of the collector 12 is passed, the base of the transistor 16 via a line 20 and a Series resistor 21 is connected to a wiper 22 resting against the end face 11.7 of the motorwcllc 11,

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so daß cine elektrisch leitende Verbindung mit dem elektrisch leitend auf der Moiorwelle 11 befestigten siarrcn Kontakt 18 des Fliehkraftschalters 17 geschaffen ist.so that there is an electrically conductive connection with the Fastened electrically conductive on the Moior shaft 11 siarrcn contact 18 of the centrifugal switch 17 created is.

Der unter dem Einfluß der Fliehkraft am Rotor verschwenkbare Kontakt 19 des Fliehkraftschalters (7 ist erfindungsgemäß über gleichsinnig gepolte Dioden 24, 26 mit mindestens einer der Lamellen 6 bis 10 im Ausführungsbeispiel mit den Lamellen 7 und 9 des Kollektors 12 verbunden. Die Dioden 24, 26 sind so gcpolt, daß ein an den Lamellen liegendes negatives Potential zum verschwenkbar gelagerten Kontakt 19 des Fliehkraftschalters 17 gelangen kann, ein an den Lamellen liegendes positives Potential aber durch die Sperrwirkung der Dioden vom Kontakt 19 des Flichkraftschalters 17 ferngehalten wird. Dies bedeutet praktisch, daß der Kontakt 19 des Fliehkraftschalters 17 über eine oder zwei Lamellen — bei der aus der Zeichnung ersichtlichen Kollektorstellung über die Lamellen 6 und IO — und die Minusbürste 15 dauernd mit dem negativen Pol der Batterie 13 verbunden ist. Dabei ist es durch die dazwischcngcschalteten Dioden 24, 26 unbe-The pivotable under the influence of centrifugal force on the rotor Contact 19 of the centrifugal switch (7 is according to the invention via diodes 24 with the same polarity, 26 with at least one of the lamellae 6 to 10 in the exemplary embodiment with the lamellae 7 and 9 of the collector 12 connected. The diodes 24, 26 are polarized in such a way that a negative potential is applied to the lamellae can reach the pivotably mounted contact 19 of the centrifugal switch 17, one on the slats lying positive potential due to the blocking effect of the diodes from contact 19 of the force switch 17 is kept away. This means in practice that the contact 19 of the centrifugal switch 17 via a or two slats - in the collector position shown in the drawing above the slats 6 and IO - and the minus brush 15 continuously with the negative one Pole of the battery 13 is connected. It is there through the interposed diodes 24, 26

deuiend, daß gleichzeitig über die Plusbürste 14 des Motors und eine oder zwei Lamellen des Kollektors ein positives Potential an einer oder mehreren Verbindungsleitungcn zum Kontakt 19 auftritt.meaning that at the same time over the plus brush 14 of the Motor and one or two lamellas of the collector have a positive potential on one or more connecting lines to contact 19 occurs.

Bei der gewählten Schaltung wird die Regelung durch sich am Kollektor eventuell durch Kohleabrieb bildende leitende Brücken nicht beeinflußt. Die Basislcitung des Transistors kann durch eine entsprechende Bemessung des Widerstandes 21 so hochohmig gemacht werden, daß Änderungen des Kontaktwiderstandes, also beispielsweise an der Minusbürste 15, an den Fliehkraftkontakten 18, 19 oder am Schleifer 22 im Regelkreis praktisch keine Wirkung mehr ausüben.With the selected circuit, the regulation is possible through carbon abrasion on the collector forming conductive bridges not affected. The base line of the transistor can be replaced by a corresponding Dimensioning of the resistor 21 can be made so high that changes in the contact resistance, So for example on the minus brush 15, on the centrifugal contacts 18, 19 or on the wiper 22 in the control loop practically no longer have any effect.

Wenn bei einer vorbestimmten Drehzahl der entsprechend ausgelegte Fliehkraftschalter durch ein Verschwenken seines Kontaktes 19 geöffnet wird, wird der Regelkreis des Transistors 16 unterbrochen und damit der Transistor 16 gesperrt. Dasnit ist die Stromzufuhr zur Ankerwicklung des Motors unterbrochen, bis der Motor wieder auf die gewünschte Solldrehzahl oder etwas darunter abgefallen und .^idurch der Fliehkraftschalter wieder geschlossen worder ist.If, at a predetermined speed, the appropriately designed centrifugal switch is pivoted its contact 19 is opened, the control circuit of the transistor 16 is interrupted and thus the transistor 16 blocked. Dasnit is the power supply to the armature winding of the motor interrupted until the motor returns to the desired target speed or something fallen below and. ^ i through the centrifugal switch has been closed again.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

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Claim;

Speed-controlled DC motor with a Collector and with a centrifugal switch arranged in the rotor and having two contacts, its one contact with an outside of the rotor arranged, the actuator of the control loop forming component is in connection, according to Patent 1538 378, characterized in that the other contact (19) of the centrifugal switch (17) via one or more uniformly polarized diodes (24, 26) connected directly to at least one, but not all of the lamellae (7, 9) of the collector (12) is.