DE1918229A1

DE1918229A1 - Control device for electric motors

Info

Publication number: DE1918229A1
Application number: DE19691918229
Authority: DE
Inventors: Collie Arthur Alexander
Original assignee: Kenwood Manufacturing Woking Ltd
Current assignee: Kenwood Manufacturing Woking Ltd
Priority date: 1968-04-11
Filing date: 1969-04-10
Publication date: 1969-10-23
Also published as: GB1222893A

Description

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KENWOOD MANUFACTURING (WOKING) LIMITED Havant, Hampshire (England)KENWOOD MANUFACTURING (WOKING) LIMITED Havant, Hampshire (England)

Steuervorrichtung für Elektromotoren.Control device for electric motors.

Die Erfindung betrifft Steuervorrichtungen bzw. Steuerschaltungen für Elektromotoren. ...The invention relates to control devices or control circuits for electric motors. ...

Es ist bekannt, die Geschwindigkeit eines Elektromotors durch eine Regelvorrichtung mit elektrischen Zontakten zu steuern, die im Motorschaltkreis eingeschaltet und mit dem Anker des Motors gedreht werden, so dass, sobald die Geschwindigkeit des Motors einen bestimmten Wert überschreitet, die Kontaktstellen geöffnet werden und die Geschwindigkeit des MotorsIt is known to control the speed of an electric motor by a control device with electric Zontakten, which are turned on in the motor circuit and rotated with the armature of the motor so that once the speed of the motor exceeds a certain value, the contact points are opened and the speed of the motor

herabgesetzt wird. Diese Anordnung ist jedoch mit dem Nachteil cois reduced. However, this arrangement has the disadvantage co

Jj^ behaftet, dass die Kontakte unter, der vollen last des Motor- *.. stromes stehen und deshalb einer starken Abnutzung unterwor- ' "^s- fen sind. ,Jj ^ subject that the contacts under the full load of the engine are * .. current and therefore to heavy wear unterwor- '^"s. - are fen,

Nach der Erfindung ist nunmehr eine Steuervorrichtung bzw. eine Steuerschaltung für Elektromotoren vorgesehen, die ein gesteuertes Halbleiterelement im MotorStromkreis und ein Gatter oder eine Steuerelektrode für das Element aufweist, das mit denAccording to the invention is now a control device or a Control circuit for electric motors provided, which has a controlled semiconductor element in the motor circuit and a gate or has a control electrode for the element that is connected to the

Reglerkontakten einer Regelvorrichtung, für die Motorgeschwindigkeit verbunden ist, so dass die Leitfähigkeit des Elementes jeweils in Abhängigkeit davon verändert wird, ob die Reglerkontakte offen oder geschlossen sind.Regulator contacts of a regulating device, connected to the motor speed, so that the conductivity of the element is changed depending on whether the controller contacts are open or closed.

Die Erfindung sei nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen; .The invention is described below with reference to Drawings explained in more detail. Show it; .

Figuren 1 und 2 jeweils Schaltbilder von zwei Steuerkreisen; undFigures 1 and 2 each circuit diagrams of two control circuits; and

Figur 3 eine in Verbindung mit der Erfindung einsetzbare Regelvorrichtung. ■FIG. 3 shows a regulating device which can be used in connection with the invention. ■

Die Figur 1 zeigt einen Stromkreis mit einem Motoranker 1, der mit einem in zwei Richtungen wirkenden Halbleitersteuerelement 2 in Reihe geschaltet ist. Desweiteren sind Feldspulen 3 und 4 sowie Störsperrdrosselstellen 5 und 6 an den beiden Zuleitungsklemmen 7 und 8 vorgesehen. Ein Steuerschalter 9 ist zwischen der Drosselstelle 5 und der Feldspule 3 eingeschaltet und das feststehende Kontaktstück des Schalters 9 ist über einen Kondensator 10 von 0,01 /uF geerdet und mit der Verbindungsstelle zwischen der Drosselstelle 6 und einer FeIdspule 4 über einen 0,1 /UF-Kondensator -11 verbunden. An das Element 2 ist ein Widerstand R1 angeschlossen, der in Reihe mit einem Kondensator .01 geschaltet ist. Der Widerstandswert des Widerstandes R1 liegt in.der G-rössenorunung von 100-Λ und die Kapazität des· Kondensators C1 liegt in der Grössenordnung 0,1 /uF. Die Verbindungsstelle zwischen dem WiderstandFIG. 1 shows a circuit with a motor armature 1, which is connected in series with a semiconductor control element 2 acting in two directions. Furthermore, there are field coils 3 and 4 as well as Störsperrdrosselstellen 5 and 6 on the two supply terminals 7 and 8 are provided. A control switch 9 is switched on between the choke point 5 and the field coil 3 and the fixed contact piece of the switch 9 is grounded through a capacitor 10 of 0.01 / uF and connected to the Connection point between the throttle point 6 and a field coil 4 connected via a 0.1 / UF capacitor -11. To the Element 2 is connected to a resistor R1, which is connected in series with a capacitor .01. The resistance value of the resistor R1 is in the size range of 100-Λ and the capacitance of the capacitor C1 is of the order of magnitude 0.1 / uF. The junction between the resistor

R1.und dem Kondensator 01 ist über zwei Reglerkontakte 15 für den Motor und einen Widerstand R2 mit der Steuerelektrode dee Elementes 2 verbunden.R1. And the capacitor 01 is via two regulator contacts 15 for the motor and a resistor R2 connected to the control electrode of the element 2.

Sie Figur 2 veranschaulicht einen Stromkreis, der sämtliche Elemente des Stromkreises der Figur 1 aufweist, von dieser aber jedoch insofern abweicht, ale der die Reglerkontakte 15 durchfliessende Strom nicht durch den Widerstand R1 hindurchgeht. You Figure 2 illustrates a circuit that all Has elements of the circuit of Figure 1, but differs from this insofar as the regulator contacts 15 current flowing through does not pass through the resistor R1.

Bei dem in zwei Richtungen wirkenden Halbleitersteuerelement handelt es sich um einen in zwei Richtungen wirkenden Trioden-Thyristor, welcher derart geschaltet bzw. betätigt werden kann, dass er für jede Polarität einer oberhalb eines bestimmten Wertes liegenden und an seinem Gatter bzw. seiner Steuerelek trode angelegten Spannung aus dem Sperrzustand in den leiten den Zustand gebracht wird. Die Wirkung der Vorrichtung ist in etwa derjenigen von. zwei HalMeiter-Steuergleiahr ich tern ähnlich, die parallel und einander entgegengesetzt geschaltet .sind. Hierfür geeignete Element·.? 3ind im Handel als sogenannte Triacs erhältlich.The two-way semiconductor control element is a two-way triode thyristor which can be switched or actuated in such a way that it is applied to its gate or control electrode for each polarity of a value above a certain value Voltage is brought from the blocking state into the conducting state . The effect of the device is roughly that of. two HalMeiter control rails similar to those connected in parallel and opposite to each other . Suitable for this element ·.? 3 are available commercially as so-called triacs .

ο Durch entsprechende Dimensionierung des den Widerstand R1 undο By appropriately dimensioning the resistor R1 and

cd den Kondensator 01 einschliessenden Stromkreises ist es möglich,cd the circuit including the capacitor 01 it is possible to

*°· jedesmal dann, wenn sich die Reglerkontakte 15 schliessen,* ° · every time the controller contacts 15 close,

J^ eine Auslösespannung an die Steuerelektrode des Elementes 2J ^ a trigger voltage to the control electrode of element 2

-» anzulegen.- »to create.

BAD ORIQfNAUBAD ORIQfNAU

Für den Betrieb ist die Anordnung derart, dass die Reglerkontakte 15 geschlossen werden, wenn der Motor mit normaler Umdrehungsgeschwindigkeit läuf.t, während diese Kontakte geöffnet werden, sobald die Motorgeschwindigkeit einen vorbestimmten Wert übersteigt. Wie aus ^der Figur 3 hervorgeht, besteht die Reglervorrichtung aus Gewichten 20, die an den flexiblen Bauteilen 21 derart befestigt sind, dass die Gewichte umso weiter von der Achse des Motors weg bewegt werden, je mehr die Motorlaufgeschwindigkeit zunimmt. Im Mittelpunkt der Reglervorrichtung ist ein Kugellager 22 vorgesehen, das sich in dem Masse axial vom Motor weg bewegt, in dem die Gewichte nach aussen geschleudert werden. Die Anbringung der Kontaktstücke 15 ist derart, dass die Kontakte bei einer vorbestimmten Motorlaufgeschwindigkeit durch das sich weiter bewegende Kugellager geöffnet werden. Die Stellung der Kontakte 15 lässt sich von einer ausserhalb des Motors befindlichen Stelle her verändern, da die Kontakte an einer Kontaktreglerplatte 25 angebracht sind, die durch eine Nockenschneckenanordnung entsprechend bewegt werden kann. Diese letztere besteht dabei aus einem an der Platte 25 befestigten Stift 26, der in eine Nut 28 in einem drehbaren Kopf 27 eingreift.For operation, the arrangement is such that the regulator contacts 15 are closed when the engine is at normal Rotation speed runs while these contacts are opened as soon as the motor speed has reached a predetermined level Value exceeds. As can be seen from ^ of Figure 3, the regulator device consists of weights 20 which are attached to the flexible components 21 in such a way that the weights the further away from the axis of the motor, the more the motor running speed increases. In the centre the regulator device is provided with a ball bearing 22 which moves axially away from the motor to the extent that the weights are thrown outward. The attachment of the Contact pieces 15 is such that the contacts continue at a predetermined engine running speed through the moving ball bearings are opened. The position of the contacts 15 can be determined from one located outside the motor Make a change since the contacts are on a contact regulator plate 25 are attached, which can be moved accordingly by a cam screw arrangement. This latter consists in this case from a pin 26 which is fastened to the plate 25 and which engages in a groove 28 in a rotatable head 27.

Da die Nut 28 nicht kreisförmig ausgebildet ist, bewegen sich co
° der Stift 26 und die Platte 25 bei einer Drehung des Stell-Since the groove 28 is not circular, move co
° the pin 26 and the plate 25 upon rotation of the adjusting

^ kopfes 27 parallel zur Motorachse. Jede Stellung der Platte^ head 27 parallel to the motor axis. Any position of the plate

^ 25 entspricht einer Motorgeschwindigkeit, bei welcher die N> Kontakte 15 durch das Kugellager 22 voneinander getrennt wer-""* den.^ 25 corresponds to a motor speed at which the N> contacts 15 separated from each other by the ball bearing 22 - "" * the.

Beim öffnen der Kontakte stellt sich das Element 2 bei der nächsten Umkehrung des Speisestromes in den Blockierungszustand um, das heisst also, wenn der das Element durchfliessende Strom und der Motor unterhalb den Haltestrom für das Element abfallen und die Laufgeschwindigkeit des Motors damit automatisch geringer wird. Sobald die Motorlaufgeschwin-. digkeit unter den vorgegebenen Wert abfällt, schliessen sich die Reglerkontakte 15 und durch die an der Steuerelektrode des Elementes 2 angelegte Spannung wird das Element leitend und die mittlere Motorlaufgeschwindigkeit wird aufrecht erhalten. When the contacts are opened, element 2 appears at the The next reversal of the supply current to the blocking state, i.e. when the one flowing through the element Current and the motor drop below the holding current for the element and the running speed of the motor with it automatically decreases. As soon as the motor running speed. If the speed drops below the specified value, the controller contacts 15 and close by the contacts on the control electrode The voltage applied to the element 2 makes the element conductive and the mean running speed of the motor is maintained.

Es ist damit eine Anordnung geschaffen, bei der die Reglerkontakte 15 nur unter einem sehr geringen Strom von einigen wenigen Milliampere stehen, während der Hauptmotorstrom über das Halbleiterelement 2 geht. Es können somit bei Verwendung dieser Anordnung stärkere Motoren als bisher eingesetzt werden, da nunmehr nicht mehr wie bisher die Einschränkung gegeben ist, wie sie bei den bekannten Anordnungen durch das Abbrennen der Kontaktstücke bedingt war.An arrangement is thus created in which the regulator contacts 15 are only subjected to a very low current of a few Milliamps stand while the main motor current goes through the semiconductor element 2. It can thus when using this Arrangement more powerful motors than before are used, since the restriction is no longer given as before is, as it was due to the burning of the contact pieces in the known arrangements.

Die Anordnung eignet sich zur Steuerung der Motorlaufgeschwin-.The arrangement is suitable for controlling the engine running speed.

co ·co

ο digkeiten für Geräte wie Küchenmixgeräte und Nähmaschinen. Imο supplies for equipment such as kitchen blenders and sewing machines. in the

co .co.

letzteren Falle kann auch eine Fernsteuerung vorgesehen sein,in the latter case a remote control can also be provided,

SJ" über welche die Einstellung derjenigen Kontakte gesteuert wird,SJ "via which the setting of those contacts is controlled

ro durch die die Motorlaufgeschwindigkeit geregelt wird. Ebensoro which regulates the running speed of the motor. as well

-* gut kann die erfindungsgemässe Anordnung jedoch auch zur- * However, the arrangement according to the invention can also be used well

Steuerung der Geschwindigkeit solcher Motoren eingeae'tst werden, die zum Antrieb von Handmaschinen, -geräten oder -Werkzeugen bestimmt sind.Control of the speed of such motors that are used to drive hand machines, devices or -Tools are intended.

90 9843/1290 9843/12

Claims

- 7 patent (protection) claims

M.) Control device and circuit for electric motors with a motor feed circuit and controller contacts for the Motor speed controller where the controller contacts are either open or closed, depending on whether the motor speed exceeds a certain value or not, characterized in that in the motor feeder a semiconductor element (2) with a control electrode is switched on, which via the regulator contacts (15) is connected to another part of the circuit, the conductivity of the element depending on it changes whether the controller contacts are open or closed. .

2. Circuit according to claim 1, characterized in that the semiconductor element (2) is a thyristor which has one above a predetermined value for each polarity The voltage that is present and applied to the control electrode is reversed from a non-conductive to a conductive state ο can be switched.

^

3. Circuit according to claim 1 or 2, characterized in that

K> net that the engine speed at which oo

- * the controller contacts open or close by mechanical means Setting is adjustable and changeable.