DE1809196C3

DE1809196C3 - Device for regulating the speed of a DC motor

Info

Publication number: DE1809196C3
Application number: DE19681809196
Authority: DE
Inventors: Tadashi; Onishi Kazuo; Hitachi Takahashi (Japan)
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1967-11-17
Filing date: 1968-11-15
Publication date: 1977-10-13

Description

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Die Erlindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Regeln der Drehzahl eines über einen Haupltransistor d aus einer Glcichspannungsquellc gespeisten Gleichstrommotors mit einem an die Basis des Haupttransistors angeschlossenen Steueriransisior, der über einen Emitterwiderstand an den einen Pol und über einen Koüektorvviderstand an den andeien Pol der Gleich- (^ Spannungsquelle angeschlossen ist und dessen Steuerstrecke die mit Hilfe eines Tachogenerators ermittelte Drehzahlregelabweichung zugeführt wird.The invention relates to a device for regulating the speed of a main transistor d DC motor fed from a DC voltage source with a control transistor connected to the base of the main transistor, which has a Emitter resistor to one pole and via a Koüektorviderstand to the other pole of the equal (^ Voltage source is connected and its control path was determined with the help of a tachometer generator Speed control deviation is fed.

Eine Einrichtung dieser Art ist in Bild 2 auf Seile 1029 der Zeitschrift »Der Elektromeister«, lieft Ib (19bb) dargestellt. Diese bekannte Schaltung enthält im Basiszweig des Steuertransistors eine Serienschaltung aus einer Diode und einem Heißleiter, mit deren Hilfe die Verstärkung des Steuertransistors gegenüber .Schwankungen der Speisespannung und gegenüber TemperLUuränderungen stabilisiert werden soll, um das vom Tachogenerator gelieferte und erst oberhalb einer bestimmten Drehzahl des Tachogenerators und damit des zu regelnden Gleichstrommotors selbst Steuersignal von solchen Änderungen in den Umwelibedingungen /u befreien. Zum gleichen Zwecke ist außerdem auch im Ausgangskreis des Steuerlransistors eine Serieiischallung mit zwei Dioden vorgesehen.A facility of this type is shown in picture 2 on ropes 1029 of the magazine »Der Elektromeister«, ran Ib (19bb) shown. This known circuit contains a series circuit in the base branch of the control transistor from a diode and a thermistor, with the help of which the gain of the control transistor opposite . Fluctuations in the supply voltage and opposite Changes in temperature should be stabilized in order to supplied by the tachometer generator and only above a certain speed of the tachometer generator and thus of the DC motor to be regulated itself control signal of such changes in the environmental conditions / u to free. For the same purpose, there is also a series connection in the output circuit of the control transistor provided with two diodes.

ähnliche Einrichtungen sind auch in der I)T-AS Il bb«04. der CiB-PS 10/0 032. den US-PS 32 34 447 und 32 57 59b. tier BE-PS b 42 i82 und auf Seite 585 der Zeitschrift »radio mentof electronic«. 8 (1967) beschrieben. Diese bekannten Schallungen ermöglichen zum Teil nur eine Kompensation allein von Speisespan· iHingsschwankur.gen für den Betrieb der Drehzahlregelung, während der Einfluß von Temperaturänderungen unberücksichtigt bleibt, und zum alitieren Teil ist bei ihnen der Tachogenerator unmittelbar für die Gewinnung des steuernden Gleichspanniingssignals vorgesehen, so daß er als Gleichspannungsgenerator ausgebildet sein muß.Similar facilities are also in the I) T-AS Il bb «04. the CiB-PS 10/0 032. the US-PS 32 34 447 and 32 57 59b. tier BE-PS b 42 i82 and on page 585 of the Magazine »radio mentof electronic«. 8 (1967). Some of these known soundings only allow compensation for food chip iHingsschwankur.gen for the operation of the speed control, while the influence of temperature changes is not taken into account, and the alitier part is at the tachometer generator is intended for them directly to obtain the controlling DC voltage signal, so that it must be designed as a DC voltage generator.

Der entscheidende Mangel aller vorgenannten bekannten Schaltungen liegt jedoch darin, daß sie für einen einwandfreien Betrieb eine relativ große Auslegung ties Tachogenerators verlangen, da die Gewinnung der endgültigen Steuersignale insbesondere in Verbindung mit einer Kompensation von Speisespannungsschwankungen und Temperaturänderungen mit einem hohen Energiebedarf verknüpft ist.The main shortcoming of all the aforementioned known circuits, however, is that they are for proper operation a relatively large design ties require tachogenerators, since the acquisition of the final control signals is particularly important in Connection with a compensation of supply voltage fluctuations and temperature changes with is linked to a high energy demand.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß sie eine Kompensation von Temperatur- und .Speisespannungsänderungen in ihrer Auswirkung auf die Drahzahl des zu regelnden Gleichstrommotors mit Hilfe von Schaltungsmiucln mit geringem Energieverbrauch ermöglicht.The invention is therefore based on the object of a To train device of the type mentioned so that they compensate for temperature and .Supply voltage changes in their effect on the number of wires of the DC motor to be controlled With the help of Schaltungsmiucln with low energy consumption.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Emilter-Kollektor-Sirecke ties Steuerlransistors und dem Kollektorwiderstand ein Ohmscher Widerstand parallelgeschaltet isi und daß die Basis des Steuerlransistors zum einen an einen zwischen den Polen der Gleichspannurigsquelle liegenden Spannungsteiler aus einem Ohmschen Widerstand und einer Zenerdiode und zum anderen über ein Bauelement mit temperaturabhängiger Stromdurchlässigkeit an den Tachogenerator angeschlossen ist.The object is achieved according to the invention in that the Emilter-Kollektor-Sirecke ties control transistor and the collector resistor is connected in parallel with an ohmic resistor and that the base of the Control transistor on the one hand to a voltage divider located between the poles of the DC voltage source from an ohmic resistor and a Zener diode and on the other hand via a component with temperature-dependent current permeability is connected to the tachogenerator.

Dank der erfindungsgemäßen Ausbildung der Regeleinrichtung erhält der mit der Differenz zwischen einer Bezugsspannung einerseits und einer drehzahlproportionalcn Spannung andererseits betriebene .Steuertransistor als Basisstrom einen im wesentlichen konstanten Strom zugeführt, wobei für einen Teil des Basissiromes ein Nebenschluß vorgesehen ist. Auf diese Weise wird eiii Betrieb des Steueriransisiors und damit der gesamten Regeleinrichtung mit Hilfe eines Tachogenerators minimaler Leistung möglich, was insbesondere bei der Drehzahlregelung für Klein- und Kieinstmoiore sehr vorteilhaft ist.Thanks to the inventive design of the control device with the difference between one receives Reference voltage on the one hand and a speed-proportionalcn Voltage, on the other hand, operated .Steuertransistor as base current an essentially constant Electricity supplied, for part of the base sirome a shunt is provided. In this way eiii operation of the tax repository and thus of the entire control device with the help of a tachometer generator of minimal power possible, which in particular in speed control for small and micro bogs is very beneficial.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind im übrigen in den Unteransprüehen im einzelnen gekennzeichnet.Advantageous refinements and developments of the invention are also set out in the subclaims marked in detail.

In (Ji-T Zeichnung ist die Hrfindung anhand zweier Ausführungsbcispiele veranschaulicht-, im einzelnenIn (Ji-T drawing, the hearing is based on two Exemplary embodiments illustrated, in detail

pig. 1 ein .Schaltbild der anspruchsgemäßen Einrichtung, pig. 1 a circuit diagram of the device according to the claim,

Fig. 2 ein .Schaltbild für eine abgewandelte Ausführung eines Teilbereichs der Schaltung von 1·' ι g. 1 undFig. 2 is a .Schaltbild for a modified embodiment a portion of the circuit from 1 · 'ι g. 1 and

pig. ί ein Diagramm /ur Darstellung von K-i verschiedenen ßelriebszuständen und an verschiedenen Stellen der Schaltung von F i g. 1 auftretenden /eillichen Stroniverläufen.pig. ί a diagram / for the representation of Ki different ßeltriebsbedingungen and at different points of the circuit of F i g. 1 occurring / hasty stronia courses.

Die Darstellung in V i g. 1 zeigt eine Gleichspannungsqucllc 1, deren positiver Pol mit einer Aiischlußleitung 2 und deren negativer Pol mit einer Anschlußleilung 3 verbünde:! sind. Man sieht weiter den Anker 4 eines /Li regelnden Gleichstrommotors, der außerdem eine mit der Anschlußleitung 2 verbundene ersie Bürste 5 und eine mit dem Kollektor eines I laupiuansistois 7 verbundene /weite Bürste 6 aufweist. Der Hmiiier des I hinpitransistors 7 ist mit der Anschlußleitung 3 verbunden, so daß ein durch den Anker 4 fließender StIi)Ui entsprechend dem Ausmaß <.\cv Stromleitung /wischen dem Emitter und dem Kollektor des Transistors geregelt wird. Kin Steueriransistor 8 weist einen mit der Anschlußleitung 2 über einen Kollektorwiderstand 9 verbundenen Kollektor und einen mit der Aiischlußleitung 3 über einen Eininerwidersiand 10 verbundenen Emitter auf. Das enntierseiiige FmIe ties Finiiterwiderstandes 10 ist über einen ⁽ ^"unsch'.'ii Widerstand Il mit der Anschlußleilung 2 \erbunden. pine Zenerdiode 12 ist mit ihrer Anode an die Anschlußleitung 3 angeschaltet und an ihrer Kathode über einen Ohmschen Widerstand 13 mit dcv Anschlußlciuing 2 verbunden, so daß am Schaltungspunkt /'eine konstante Spannung liegt. Zwischen dem Schaltungspunkt /·* und der Basis des Steuenransistors 8 liegt ein Ohnischer Widerstand 14 von im Vergleich /um inneren Widerstand /wischen der Basis und dem Emitter des S'.euertransislors 8 und dem Wen des Emitterwidersiandes 10 sehr hohem Wen. Mit dem Anker 4 ist ein als Wechselstromgenerator ausgebildeter Tachogenerator 15 mechanisch verbunden, der elektrisch einerseits mit der Anschlußleitung 3 und andererseits mit einem gemeinsamen Anschluß für die Widerstände 16, 17 und 18 verbunden ist. Ein Umschalter 19 besitzt feste Kontakte 20, 21 und 22, die mit den anderen Enden der Widerstände 16, 17 und 18 verbunden sind, und einen beweglichen Kontakt 23, der über einen Widerstand 24 mit der Anschlußleitung 3 verbunden ist. So wird die vom Tachogenerator 15 erzeugte Spannung /wischen dem Widerstand 24 und jedem der Widerstände 16, 17 und 18 aufgeteilt. Eine Diode 25 ist an ihrer Kathode mit dem umschalterscitigen Ende des Widerstandes 24 verbunden, während ihre Anode über einen Kondensator 26 mit der Anschliißleitung 3 und über einen Widerstand 27 mit der Basis des Steuenransistors 8 verbunden ist. Mit de:n Kollektor des .Steuertransistors 8 ist außerdem die Basis eines ersten Verstärkertransistors 28 verbunden, dessen Emitter mit der Basis eines zweiten Verstärkertransislors 29 und dessen Kollektor über einen Widerstand 30 mi; der Anschlußleitung 2 verbunden ist. Der Emitter des /weiten Verstärkertransistors 29 ist mit der Anschlußleitung 3 verbunden, und sein Kollektor ist mit der Basis des I laupttransistois 7 und über einen Widerstand Jl auch mit der Anschiußieitung 2 verbunden.The representation in V i g. 1 shows a DC voltage source 1, the positive pole of which is connected to a connecting line 2 and the negative pole of which is connected to a connecting line 3 :! are. One can also see the armature 4 of a / Li regulating direct current motor, which also has a first brush 5 connected to the connection line 2 and a wide brush 6 connected to the collector of a I laupiuansistois 7. The Hmiiier the I hinpitransistors 7 is connected to the connection line 3, so that a current flowing through the armature 4 STII) Ui corresponding to the amount <. \ Cv power line / wipe the emitter and the collector of the transistor is controlled. The control transistor 8 has a collector connected to the connecting line 2 via a collector resistor 9 and an emitter connected to the connecting line 3 via a single resistor 10. The enntierseiiige FmIe ties Finiiterwiderstandes 10 is erbunden a ^{(^} 'unsightly'. 'Ii resistance Il with the Anschlußleilung 2 \. Pine Zener diode 12 is connected with its anode to the connection line 3 and at its cathode through an ohmic resistor 13 to dcv Anschlußlciuing 2 connected so that a constant voltage is at the node / '. Between the node / · * and the base of the control transistor 8 there is an ohnic resistor 14 with an internal resistance / between the base and the emitter of the control transistor 8 and the value of the emitter resistor 10. A tachometer generator 15 designed as an alternating current generator is mechanically connected to the armature 4, which is electrically connected on the one hand to the connection line 3 and on the other hand to a common connection for the resistors 16, 17 and 18. A Changeover switch 19 has fixed contacts 20, 21 and 22 which are connected to the other ends of resistors 16, 17 and 18 , and a movable contact 23 which is connected to the connection line 3 via a resistor 24. Thus, the voltage generated by the tachometer generator 15 is divided between the resistor 24 and each of the resistors 16, 17 and 18. A diode 25 is connected at its cathode to the end of the resistor 24 with the switch, while its anode is connected to the connection line 3 via a capacitor 26 and to the base of the control transistor 8 via a resistor 27. The base of a first amplifier transistor 28 is also connected to the: n collector of the control transistor 8, the emitter of which is connected to the base of a second amplifier transistor 29 and the collector of which via a resistor 30 mi; the connecting line 2 is connected. The emitter of the wide amplifier transistor 29 is connected to the connecting line 3, and its collector is connected to the base of the main transistor 7 and also to the connecting line 2 via a resistor J1.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Schaltung sei zunächst angenommen, daßTo explain the operation of the circuit shown in Fig. 1, it is initially assumed that

der Anker 4 stillsteht. Dann hat die vom Tachogenerator 15 erzeugte- Spannung den Wert Null, so daß am Widerstand 24 keine Spannung anliegt. So wird über den Kondensator 26, der mit dem Widerstand 24 über die Diode 25 verbunden ist, keine Spannung erhalten. Andererseits wird die Spannung am Schaltungspunkt P /wischen der Zenerdiode 12 und dem Widerstand Π bezüglich der Anschlußleiuing 3 durch t^!ie Wirkung der Zenerdiode 12 auf einem bestimmten Wert gehalten. Die Spannung am Anschlußpunkt P fuhrt zu einem genugenden Vorw ärtsvorspannungsstrom /wischen der Basis und dem Emitter des Steuertransisiors 8 durch den Widerstand 14. Damit wird der Steuertransisior 8 leitend, so daß sich sein Kollektorpoieniial verringert. Daraus folgt, daß die Versiärkertransistorcn 28 und 29 nicht leiten. Folglieh wird der in Reihe mit dem Anker 4 liegende 1 laupitransistor 7 leitend, so daß ein starker Strom durch den Anker 4 fließt. Dieser Strom, in Verbindung mit tier Wirkung des magnetischen Flusses, der durch feste in der Zeichnung nicht dargestellte Magnetpole erzeugt wird, führt zu einem Drehmoment tür den Anker 4, wie es bei einem üblichen Gleichstrommotor der Fall ist. Wenn die Drehzahl des Ankers 4 ansteigt, steigt auch die vom Tachogenerator 15 erzeugte Spannung, so daß dementsprechend zunehmend Wechselspannung am Widerstand 24 ansteht. Die Spannung am Widerstand 24 wird durch die Diode 25 gleichgerichtet und dann mittels des Kondensators 26 geglättet. Die Polarität der geglätteten Spannung am Kondensator 26 ist positiv (+) an der Seite der Anschlußleilung 3 und negativ ( —) dem Widerstand 27 zugewendeten Sein-. So kann man annehmen, daß /wischen der Basis und dem Emitter ties Steuertransisiors 8 unter Einschiuli des I jnitterwiderstandes 10 über den Widerstand 27 eine Stromquelle \on entgegengesetzter Polarität angeschlossen ist. Ein Teil des Vorspannungssiromes. der vom .Schallungspunkt P durch den Widerstand 14 zur Basis des Sieuertransislors 8 fließt, wird mittels der erwähnten Stromquelle durch den Widerstand 27 kompensiert. Indessen bleibt die Größe des durch den Widerstand 14 Iließenden Vorspannungsstromes im wesentlichen konstant, unabhängig von der Stärke des kompensierten Stromes, da der Widerstand 14 einen viel höheren Wert aufweist als die Impedanz des Basis-F'mitierkreises des Steuenransistors 8 und die des Nebenschlußkreises. Da so tier kompensierte Strom ansteigt (die Spannung am Kondensator 26 wird größer, wenn die Drehzahl des Ankers 4 genügend gesteigert wird), fließt ein unzureichender Strom zur Basis des Steuertransisiors 8. so daß dieser weniger stark leitet. Als Ergebnis wächst das Kollcktorpotential gegenüber der Anschlußleitung 3, wodurch die Versiürkertransistoren 28 und 29 leitend werden, so dall die Leitfähigkeit des I latipttransistors 7 verringert wird und somit der durch den Anker 4 fließende Strom abnimmt. Auf diese Weise wird verhindert, daß die Drehzahl ties Ankers 4 weiter zunimmt.the armature 4 stands still. Then the voltage generated by the tachometer generator 15 has the value zero, so that no voltage is applied to the resistor 24. Thus, no voltage is obtained across the capacitor 26, which is connected to the resistor 24 via the diode 25. On the other hand, the voltage at the connection point P / between the Zener diode 12 and the resistor Π with respect to the connection line 3 is given by t ^! The effect of the Zener diode 12 is kept at a certain value. The voltage at the connection point P leads to a sufficient Vorw arrtsvorspannungsstrom / between the base and the emitter of the control transistor 8 through the resistor 14. This makes the control transistor 8 conductive, so that its collector potential is reduced. It follows that the Versiärkertransistorcn 28 and 29 do not conduct. As a result, the 1 laupitransistor 7 lying in series with the armature 4 becomes conductive, so that a strong current flows through the armature 4. This current, in conjunction with the effect of the magnetic flux, which is generated by fixed magnetic poles not shown in the drawing, leads to a torque for the armature 4, as is the case with a conventional DC motor. When the speed of the armature 4 increases, the voltage generated by the tachometer generator 15 also increases, so that accordingly an increasing amount of alternating voltage is applied to the resistor 24. The voltage at resistor 24 is rectified by diode 25 and then smoothed by means of capacitor 26. The polarity of the smoothed voltage on the capacitor 26 is positive (+) on the side of the connection line 3 and negative (-) the resistor 27 facing being-. It can thus be assumed that a current source of opposite polarity is connected between the base and the emitter ties control transistor 8 with the inclusion of the interface resistor 10 via the resistor 27. Part of the bias sirome. which flows from the .Schallungspunkt P through the resistor 14 to the base of the Sieuertransislors 8, is compensated by the resistor 27 by means of the mentioned current source. In the meantime, the magnitude of the bias current flowing through the resistor 14 remains essentially constant, regardless of the magnitude of the compensated current, since the resistor 14 has a much higher value than the impedance of the base-measuring circuit of the control transistor 8 and that of the shunt circuit. Since so tier compensated current increases (the voltage across the capacitor 26 is greater when the speed of the armature 4 is increased enough), an insufficient current flows to the base of the control transistor 8 so that it conducts less. As a result, the collector potential increases with respect to the connecting line 3, whereby the Versiürkertransistors 28 and 29 are conductive, so that the conductivity of the I latipttransistor 7 is reduced and thus the current flowing through the armature 4 decreases. In this way it is prevented that the speed ties armature 4 increases further.

Es soll nun angenommen werden, daß die Drehzahl des Ankers 4 zum Abfallen unter den vorerwähnten Zustand (wenn tier Anker mit einer genügend hohen Geschwindigkeit rotiert) tendiert. Dann verringert sich die vom Tachogenerator 15 abgegebene Spannung, so daß die Spannung am Kondensator 26 ebenfalls kleiner wird. Daraus eigibi sich, daß der durch den Widerstand 27 nebengeschlossene Strom verringert wird, so daß an der Basis des Steuertransistors 8 ein erhöhter Strom fließt. Dadurch wird der .Steuertransistor 8 wiederumIt should now be assumed that the speed of the armature 4 falls below the aforementioned State (when the anchor rotates at a sufficiently high speed) is tending. Then it decreases the voltage output by the tachometer generator 15, so that the voltage on the capacitor 26 is also smaller will. From this it follows that through resistance 27 shunted current is reduced, so that at the base of the control transistor 8, an increased current flows. As a result, the control transistor 8 becomes again

leitend, so daß sein Kollektorpotcntial absinkt. Andererseits verringert sich die Leitung der Verstärkertransistoren 28 und 29, während die Leitung des Haupttransistors 7 zunimmt, so daß ein höherer Strom durch den Anker 4 fließt, wodurch das auf diesen wirkende Drehmoment zunimmt und ein Abfallen seiner Drehzahl verhindert wird. Diese Drehzahl bleibt somit auf dem dafür bestimmten Wert.conductive, so that its collector potential drops. on the other hand the conduction of the amplifier transistors decreases 28 and 29, while the conduction of the main transistor 7 increases, so that a higher current through the Armature 4 flows, as a result of which the torque acting on it increases and its speed drops is prevented. This speed thus remains at the value determined for it.

Bei diesem Regelvorgang wird ein Teil des Vorspannungsstromes (in einigen Füllen der gesamte Vorspannungsstrom), der durch den Widerstand 14 fließt, durch den Tachogenerator 15 kompensiert. Es zeigt sich daher, daß die vom Tachogenerator 15 abgegebene Spannung sehr niedrig sein kann und daß der für die Drehzahl des Ankers 4 festgesetzte Wert durch Ändern der Stärke eines kompensierten Stromes mittels einer Auswahl eines der Widerstände 16, 17 und 18 durch Umlegen des Umschalters 19 variiert werden kann. Weiter ist offensichtlich, daß die Stärke des kompensierten Stromes auch unter Verwendung eines Potcntiometerwidcrstandcs, wie des Widerstandes 27 und Verbinden des dem Schalumgspunkt /' abgewandten L^:ndes des Widerstandes (4. mit dem Schleifer eines solchen Potentiometers festgesetzt werden kann.During this control process, part of the bias current (in some cases the entire bias current) flowing through resistor 14 is compensated for by tachometer generator 15. It can therefore be seen that the voltage delivered by the tachometer generator 15 can be very low and that the value set for the speed of the armature 4 by changing the strength of a compensated current by means of a selection of one of the resistors 16, 17 and 18 by switching the switch 19 can be varied. Further, it is apparent that the strength of the compensated current also using a Potcntiometerwidcrstandcs as the resistor 27 and the connection of the L Schalumgspunkt / 'remote ^from: ndes of the resistor (4 can be fixed to the wiper of such a potentiometer.

Dadurch wird die Drehzahl des Ankers 4 so geregell. daß sie unabhängig von Schwankungen im Belastungsdrchmomcnt usw. konstant bleibt. l^:alls sich die Ausgangsspannung der Gleichspannungsquelle 1 z. B. auf einen höheren Wert ändert, tendiert indessen clic Drehzahl des Ankers 4 zu höheren Werten.As a result, the speed of the armature 4 is regulated in this way. that it remains constant regardless of fluctuations in the load pressure, etc. l ^: alls the output voltage of the DC voltage source 1 z. B. changes to a higher value, however, the speed of the armature 4 tends to higher values.

Dies gilt, weil eine Zencrdiode, wenn sie bei niedriger Spannung arbeitet, eine positive Charakteristik bezüglich einer Spannungsschwankung zeigt, d. h.. daß. wenn die Spannung der Gleichspanniingsquelle 1 größer wird. die Spannung am Schalumgspunkt P ebenfalls größer wird, so daß der Vorspannimgsstrom, der durch den Widerstand 14 fließt, mit der Folge ansteigt, daß die Leitung des StcuerlransiMors 8 in Relation zur vom Tachogenerator 15 abgegebenen Spannung ansteigt.This is because a Zener diode, when it operates at a low voltage, shows a positive characteristic with respect to voltage fluctuation, ie. that. when the voltage of the DC voltage source 1 increases. the voltage at the switching point P also increases, so that the biasing current flowing through the resistor 14 increases with the result that the conduction of the StcuerlransiMors 8 increases in relation to the voltage output by the tachometer generator 15.

Um diese Schwierigkeit zu beheben, ist der Fmitterwidcrstand 10 für den Stcuertransistor 8 vorgesehen, und außerdem wird die Spannung aus der Anschlußleitung 2 dem Firsitierwidersland 10 über den Widerstand 11 zugeführt. Wenn so die Spannung der Gleichspanniingsquclle 1 größer wird, wächsi das F.miiterpolcntial am Sicuertransisior 8 ebenfalls, so daß die Rückwärtsvorspannung für den Sieuertransistor 8 ansteigt. Dementsprechend kann die vorerwähnte Drehzahländerung kompensiert werden.In order to remedy this problem, the transmitter resistor 10 is for the control transistor 8 provided, and also the voltage from the connecting line 2 to the Firsitierwidersland 10 via the Resistor 11 is supplied. If the voltage of the DC voltage source 1 increases, that grows F.miiterpolcntial am Sicuertransisior 8 also, so that the reverse bias for the control transistor 8 increases. Accordingly, the aforementioned Speed change can be compensated.

Fs ist weiter bekannt, daß sich der Spannungsabfall in Vorwärtsriehning /wischen der Basis und dem limitler eines Transistors bei einer Tempenitui änderung ebenfalls ändert. Dies gill im vorliegenden Falle auch für den Steueriransisior 8 und führt dazu, daß hei einem Anstieg der Temperatur der liasissirom für ilen Steuertransisior 8 ansteigt. Da jedoch der Spannungsabfall in Vorwärts richtung an der Diode 25 eine analoge Änderung erfährt, nimmt der nehengeschlossene Strom ebenlalls zu. Dementsprechend verlaufen diese Schwankungen zueinander entgegengesetzt, so daß sie keine Auswirkung auf den Betrieb der Schaltung haben. Außer dieser Temperaturkompensation übernimmt die Diode 25 bei Ausbildung des Tachogenerator 15 als Wechselstrom generator noch die Funktion eines Gleichrichters. Wird der Tachogenerator 15 als Gleichstromgenerator ausgebildet, so ist die Diode 25 durch einen Varialor mil negativer Tempera turehara kl er isük /w ersel/en.It is also known that the voltage drop in the forward drive / between the base and the limitler of a transistor also changes when the temperature changes. In the present case, this also applies to the control transistor 8 and leads to the fact that the liasis for ilen control transistor 8 rises when the temperature rises. However, since the voltage drop in the forward direction at the diode 25 experiences an analogous change, the connected current also increases. Accordingly, these fluctuations are opposite to one another so that they have no effect on the operation of the circuit. In addition to this temperature compensation, the diode 25 also takes on the function of a rectifier when the tachometer generator 15 is designed as an alternating current generator. If the tachogenerator 15 is formed as a direct current generator, then the diode 25 through a negative temperature Varialor mil turehara kl he isük / w Ersel / s.

I Inier Bezugnahme auf F ig. 2 soll nun eineI inier reference to Fig. 2 should now be a

modifizierte Form für den Vorspannungskreis zur Zuführung eines Vorspannungsstromes zur Basis des Steuertiansistors 8 erläutert werden. In der Anordnung nach F i g. 2 wird von einer Zenerdiodc 12' und einem PNP-Transistor 32 Gebrauch gemacht. Der Emitter des Transistors 32 ist mit der Anschlußleitung 2 über einen Widerstand 33 verbunden, und sein Kollektor ist mit der Basis des Steucrtransistors 8 verbunden. Die Zenerdiodc 12' liegt parallel zur Hasis-Emittcr-Strcckc des Transistors 32 einschließlich des Widerstandes 33. und zwischen der Basis des Transistors 32 und der Anschlußleitung 3 ist ein Widerstand 34 angeschlossen. In einem solchen Kreis wird über den Widerstand 33 die Zenerspannung der Zenerdiode 12' in Vorwärtsrichtung zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors 32 angelegt. So ist der Strom, der über den Transistor 32 durch den Widerstand 33 fließt, derart, daß die Summe aus der Spannung am Widerstand 33 einerseits und der Spannung zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors 32 andererseits gleich der Zenerspannung der Zenerdiode 12' wird. Das hcißi, daß die Spannung am Widerstand 33 so geregelt wird, daß sie stets konstant ist. So wird ein Konstanisiromvorspannungskreis verwirklicht.modified form for the bias circuit to supply a bias current to the base of the Control transistor 8 will be explained. In the arrangement according to FIG. 2, use is made of a Zener diode 12 'and a PNP transistor 32. The emitter of the The transistor 32 is connected to the lead 2 through a resistor 33, and its collector is connected to the Base of the Steucrtransistor 8 connected. The Zenerdiodc 12 'lies parallel to the Hasis-Emittcr-Strcckc des Transistor 32 including the resistor 33. and between the base of the transistor 32 and the Connection line 3, a resistor 34 is connected. In such a circle, the resistor 33 is the Zener voltage of the Zener diode 12 'in the forward direction between the base and the emitter of the transistor 32 created. The current flowing through the resistor 33 via the transistor 32 is such that the sum from the voltage across the resistor 33 on the one hand and the voltage between the base and the emitter of the On the other hand, transistor 32 becomes equal to the Zener voltage of the Zener diode 12 '. That means the tension is regulated at the resistor 33 so that it is always constant. So becomes a constant bias circuit realized.

Für manche Anwendungslalle kann es vorteilhalt sein, einen Transistor entweder im leitenden oder im nichtleitenden Zustand zu verwenden. Fine solche Betriebsweise ist insofern vorteilhaft, als die Slromkapa/ität des Transistors niedrig sein kann, da die Verlustleistung des Transistors als solchen aiii einen niedrigen Wert gebracht werden kann.For some applications it can be advantageous to use a transistor either in the conductive or in the to use non-conductive state. Such a mode of operation is advantageous in that the power capacity of the transistor can be low, since the power dissipation of the transistor as such aiii a low value can be brought.

Dies kann entsprechend Fig. 3 folgendermaßen erreicht werden. Die Auslegung ist so. daß die Ausgangsspannung des Tachogenerator 15 durch ilen Kondensator 26 nicht völlig geglättet wird, sondern durch den Widerstand 27 ein nebengeschlosscner Strom ir, mil einer Wechselstromkomponente fließt. Dieser nebengeschlossene Strom /i? ist negativ, wenn ein Vorspannungsslrom /u zur Basis des Stcuertransisiors 8 als positiv gewertet wird. Der Wert für den Strom /«an der Basis des Sleuerlransistors 8 berechnet sich /u /μ — i:i, und er enthält eine Wechselsironikomponenic. Wird nun der Betriebsnullpunkl für den Sleuerlransistor 8 in diese Wechselsiromkomponente gelegt, so wird der Steueriransisior 8 entweder im »An«- oder im »Aus«-Zustand gehalten.According to FIG. 3, this can be achieved as follows. The interpretation is like this. that the output voltage of the tachometer generator 15 is not completely smoothed by ilen capacitor 26, but a shunted current ir, with an alternating current component flows through the resistor 27. This shunted current / i? is negative if a bias current / u to the base of the Stcuertransisiors 8 is evaluated as positive. The value for the current / «at the base of the sleuer transistor 8 is calculated as / u / μ - i: i, and it contains an alternating ironic component. If the operating zero point for the sleuer transistor 8 is now placed in this alternating signal component, the control transistor 8 is either kept in the "on" or in the "off" state.

In diesem Falle wird die Drehzahl des Anders 4 in folgender Weise geregelt: Falls der Anker 4 mil der gewünschten Drehzahl rotiert und der Nebenschluß snom, der durch den Widerstand 27 fließt. /;; ist. dann hat der an der liasis des Stcuerlransisiors 8 fließende Strom den Wen in. Dabei wird der SleueriransiMor 8 während einer Periode »/7\'.V8 An« leitend, so daß Si rom durch i\vu Anker 4 fließt. Nun soll angenommen werden, daß die Drehzahl ties Ankers 4 sieigudann wird die im Tachogenerator 15 induzierte Spannung gesteigert, so daß der Nebensehlußsirom auf /.>,·' anwächst. Als lirgebnis wird der an der Basis des Sleueriransislors 8 lließenile Strom auf den Wert /// abgesenkt. \\nt.\ die !eilende Periode für ilen Steuern,in sislor 8 wird auf »IRSH An« verkürzt. So wird dei Duivhschuiiisweri für den durch den Anker 4 fließenden Strom verfingen, so daß die Ankerdreh/nli vcrkleiiHTl wird.In this case, the speed of the other 4 is regulated in the following way: If the armature 4 rotates at the desired speed and the shunt snom, which flows through the resistor 27. / ;; is. then the current flowing at the liasis of the transformer 8 has the value in. The sleueriransiMor 8 becomes conductive during a period "/7". V8 An " , so that Si rom flows through i \ vu armature 4. It should now be assumed that the speed of rotation of the armature 4 is increased, then the voltage induced in the tachogenerator 15 is increased so that the secondary leakage sirom increases to /.>,· '. As a result, the current at the base of the Sleueriransislor 8 is lowered to the value ///. \\ nt. \ the! urgent period for ilen taxes, in sislor 8 is shortened to "IRSH An". In this way the duivhschuiiisweri for the current flowing through the armature 4 is caught, so that the armature rotation is blocked.

Fin solcher Schallbelrieb kanu ohne Gläitung de¹ Aiisirangssignals des Tachogencralors 15 erreichi werden, doch wird durch solche GLiming bis /11 einen gewissen Grade die Neigung der Wellcnlorni vcrrinFin such Schallbelrieb canoe without Gläitung de ¹ Aiisirangssignals of Tachogencralors 15 are erreichi, but a certain extent is the inclination of the Wellcnlorni by such GLiming up / 11 vcrrin

gert, was in Verbindung mit der Variation des Durchschnittswertes zu einer verbesserten Genauigkeit für die Regelung führt.gert, which in connection with the variation of the average value leads to an improved accuracy for the scheme leads.

Obwohl in der vorstehenden Beschreibung der Fall dargestellt wurde, daß von NPN-Transistoren Gebrauch gemacht wird, ist es klar, daß die Schaltunge auch bei Verwendung von PNP-Transistoren realisiei werden können.Although the above description has shown the case that NPN transistors are used is made, it is clear that the circuit can also be implemented using PNP transistors can be.

Es soll nun noch ein konkretes Beispiel für di Bemessung der Schaltung gegeben werden.A concrete example for the dimensioning of the circuit should now be given.

Ausgangsspannung der Gleichspannungsquelle 1: Zu regelnder Gleichstrom:Output voltage of DC voltage source 1: DC current to be regulated:

Haupttransistor 7: Transistoren 8, 28, 29: Zenerdiode 12: Diode 25: Wechselstromgenerator 15:Main transistor 7: Transistors 8, 28, 29: Zener diode 12: Diode 25: Alternator 15:

Widerstände 10, 11, 16, 17, 18, 24: Widerstand 9: Widerstand 13: Widerstand 14: Widerstand 27:Resistors 10, 11, 16, 17, 18, 24: Resistor 9: Resistor 13: Resistor 14: Resistor 27:

Widerstand 30: Widerstand 31: Kondensator 26:Resistor 30: Resistor 31: Capacitor 26:

Versuchsergebnisse Lastcharakteristik:Test results load characteristics:

Temperaturcharakteristik: Spannungscharakteristik:Temperature characteristics: Voltage characteristics:

Nennspannung 10 — 16 V, Nenndrehmoment 40g-cm, Nennstrom 250 mA, Drehzahl 3000 U/min 2 SC830 (HITACHI)Nominal voltage 10 - 16 V, nominal torque 40g-cm, Nominal current 250 mA, speed 3000 rpm 2 SC830 (HITACHI)

2SC281 (HITACHI)2SC281 (HITACHI)

1 S757 (HITACHI) Zenerspannung 7 V 1 S1219 (HITACHI)1 S757 (HITACHI) Zener voltage 7 V 1 S1219 (HITACHI)

Falls ein Widerstand von 1OkQ über eine Diode damit vei bunden ist, beträgt die Maximalspannung am Widerstand 0,3 V, wenn er mit 3000 U/min rotiert Nicht benutztIf a resistance of 1OkΩ across a diode is bound, the maximum voltage across the resistor is 0.3 V when it rotates at 3000 rpm Not used

12OkQ12OkQ

4,7 kQ 22OkQ4.7 kQ 22OkQ

100 kQ, Potenliometertyp, dessen beweglicher Arm mit dei Widerstand 14 verbunden ist100 kQ, potentiometer type, whose movable arm with dei Resistor 14 is connected

680 kQ680 kQ

Schwankung innerhalb 50 U/min bei 0 40 g-cm (Solldrehzahl: 3000 U/min)Variation within 50 rpm at 0 40 g-cm (target speed: 3000 rpm)

Schwankung innerhalb 60 U/min bei - 10°C~ +60° (Solldrehzahl 3000 U/min)Fluctuation within 60 rpm at - 10 ° C ~ + 60 ° (target speed 3000 rpm)

Schwankung innerhalb 40 U/min bei 10— 16 V (Solldrehzahl 3000 U/min)Fluctuation within 40 rpm at 10-16 V (target speed 3000 rpm)

Hicr::u 1 Blatt ZeichnungenHicr :: u 1 sheet of drawings

7(19Ml/7 (19Ml /

Claims

Patent claims:

1. Device for regulating the speed of a via a main transistor from a DC voltage source powered DC motor with a connected to the base of the main transistor Control transistor connected to one pole via an emitter resistor and via a collector resistor is connected to the other pole of the DC voltage source and its control path the rotary / ah I control deviation determined with the help of a Taehogenerator supplied wild, d a d ti r c h g e k e η η / e i c h net that the Emitter-Coilektor-Streeke of the control transistor (8) and the collector resistor (9) is an ohmic resistor (II) connected in parallel and that the Base of the control transistor on the one hand to / between the poles of the same voltage source (1) lying voltage divider from an ohmic see Resistor (13; 34) and a Zener diode (12; 12 ') and on the other hand via a component with temperature-dependent! "current permeability is connected to ilen tachogenerator (15).

2. Device according to claim 1 with an alternating current tachogenerator, characterized in that daü the component with temperature-dependent! · Stromtkirchlassigki.it a diode (25) with . Current permeability from the base of the control ansist (jrs (8) to the tachometer generator (15).

i. Device according to claim 2, characterized in that that parallel to the control path of the control transistor (8) between its base and the diode (25) a /? C element (26, 27) is connected. its dimensioning to that rectified by the diode Current from the tachometer generator (15) a residual ripple leaves.

4. Kinrichtung according to claim I with a DC Taehogencraior, characterized in that that the component with temperature-dependent thermal permeability is a varistor with negative Tcmpcraturcharakleristik is.

5. Device according to one of claims I to 4, characterized in that the connection of the Base of the control transistor (8) with the voltage divider (12, 13) an ohmic resistor (14) contains (Fig. I).

b. Device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the connection of the Base of the Sieuertransistor (8) with the voltage divider (12 ', 34) contains the base-collector section of a transistor (32), the emitter-base section of which in series with an ohmic resistor (33) parallel to the Zener diode (12 ') (FIG. 2).

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