DE19860262A1 - Series wound motor with commutator has field, armature windings forming closed braking circuit contg. secondary winding of mains-powered transformer in braking mode - Google Patents
Series wound motor with commutator has field, armature windings forming closed braking circuit contg. secondary winding of mains-powered transformer in braking modeInfo
- Publication number
- DE19860262A1 DE19860262A1 DE1998160262 DE19860262A DE19860262A1 DE 19860262 A1 DE19860262 A1 DE 19860262A1 DE 1998160262 DE1998160262 DE 1998160262 DE 19860262 A DE19860262 A DE 19860262A DE 19860262 A1 DE19860262 A1 DE 19860262A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- winding
- series
- transformer
- braking
- motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
- H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
- H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
- H02P3/08—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing a dc motor
- H02P3/10—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing a dc motor by reversal of supply connections
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Reihenschlußmotor mit Kommutator, insbesondere Universalmotor für ein gebremstes Elektrowerkzeug, mit einer Schalteinrichtung zur Umschaltung zwischen Motorbe trieb und Bremsbetrieb, wobei im Motorbetrieb mindestens eine Feldwicklung mit einer Ankerwicklung in einem von einer Versor gungsspannung beaufschlagten Motorstromkreis in Reihe geschal tet ist, und wobei im Bremsbetrieb die mindestens eine Feld wicklung mit der Ankerwicklung einen geschlossenen und von der Versorgungsspannng abgetrennten Bremsstromkreis bildet.The invention relates to a series motor with a commutator, especially universal motor for a braked power tool, with a switching device for switching between motorbe driven and braking operation, with at least one in engine operation Field winding with an armature winding in one of a supplier voltage applied to the motor circuit in series tet, and being at least one field in braking mode winding with the armature winding a closed and from the Supply voltage separated brake circuit forms.
Ein derartiger Reihenschlußmotor ist aus der EP 0 471 038 B1 bekannt. Such a series motor is from EP 0 471 038 B1 known.
Der bekannte Motor ist insbesondere zum Antrieb von gebremsten Elektrowerkzeugen, wie etwa gebremsten Winkelschleifern oder Kreissägen geeignet und verwendet hierzu einen zwischen Motor- und Bremsbetrieb umschaltenden mehrpoligen Umschalter, mittels dessen der Motor im Bremsbetrieb kurzgeschlossen und die Feld wicklung umgepolt wird, sowie Mittel zur Begrenzung des Bremsstroms durch die Feldwicklung. Es soll auf diese Weise ei ne sanfte und schnelle Kurzschlußbremsung durch eine eigenstän dige Selbsterregung ermöglicht werden. Der Anker ist im Motor betrieb zwischen die Feldwicklungen und die Wendepolwicklungen geschaltet, wobei im Bremsbetrieb ein Strompfad zwischen dem Anker und den Wendepolwicklungen geschaltet ist, der eine Zenerdiodenanordnung zur Begrenzung des Bremsstroms enthält, so daß nur ein bestimmter Anteil des Bremsstroms über die Feld wicklungen fließt.The known motor is particularly for driving braked Power tools, such as braked angle grinders or Circular saws and uses a motor and braking operation switching multi-pole switch, by means of whose the motor is short-circuited during braking and the field is reversed, and means for limiting the Braking current through the field winding. It is supposed to be like this ne gentle and quick short-circuit braking by its own self-excitation. The anchor is in the engine operated between the field windings and the reversing pole windings switched, a braking path between the Armature and the reversing pole windings is connected, the one Zener diode arrangement for limiting the braking current contains, so that only a certain proportion of the braking current across the field windings flows.
Mit einem derartigen Motor läßt sich zwar eine relativ zuver lässige Bremsung des Motors bei Umschaltung in den Bremsbetrieb erreichen, jedoch hat sich gezeigt, daß trotzdem in Einzelfäl len die Bremsung erst bei kleiner werdenden Drehzahlen später einsetzt. Der Grund hierfür besteht darin, daß bei Motoren, die nicht einwandfrei kommutieren, ein relativ hoher Übergangswi derstand zwischen Kollektor und Bürsten bestehen kann, insbe sondere bei hohen Drehzahlen und etwa bei leicht unrundem Kol lektor. In diesen Fällen reicht die Selbsterregung erst bei kleiner werdenden Drehzahlen aus, um bei dann kleiner werdendem Übergangswiderstand eine Bremswirkung zu erzeugen.With such an engine, it can be relatively reliable casual braking of the motor when switching to braking mode achieve, but it has been shown that in individual cases the braking only at lower revs later starts. The reason for this is that in engines that do not commutate properly, a relatively high transition wi the position between the collector and the brushes can exist, in particular especially at high speeds and with a slightly out-of-round piston editor. In these cases, self-excitation is only enough decreasing speeds, in order to then decrease Contact resistance to produce a braking effect.
Es wurde bereits versucht, derartige Probleme zu umgehen, indem ein Kondensator, der im Motorbetrieb aufgeladen wird, im Brems betrieb zur Einleitung der Selbsterregung genutzt wird (DE 36 36 555 A1).Attempts have been made to circumvent such problems by a capacitor, which is charged during engine operation, in the brake operation to initiate self-excitation is used (DE 36 36 555 A1).
Als nachteilig bei dieser Anordnung ist die Elektronik anzuse hen, die naturgemäß einem Ausfallrisiko unterliegt und somit zu einer Herabsetzung der Funktionssicherheit der Bremse führt. Außerdem kann die Kondensatorladung nur einmal zur Einleitung der Bremsung genutzt werden. Reicht die Kondensatorladung nicht aus, um die Bremsung einzuleiten, so ist nach der Kondensator entladung erst recht nicht mehr mit einer Einleitung der Brem sung zu rechnen.A disadvantage of this arrangement is the electronics hen, which is naturally subject to a default risk and thus increases leads to a reduction in the functional reliability of the brake. In addition, the capacitor charge can only be initiated once braking can be used. If the capacitor charge is not enough off to initiate braking, so after is the capacitor Certainly no longer discharge with an initiation of the brake solution.
Die Aufgabe der Erfindung besteht demnach darin, einen verbes serten Reihenschlußmotor zu schaffen, mit dem die Zuverlässig keit der Bremsung bei Umschaltung vom Motorbetrieb in den Bremsbetrieb verbessert wird.The object of the invention is therefore a verbes serten series motor to create the Reliable speed of braking when switching from engine operation to Brake operation is improved.
Diese Aufgabe wird bei einem Reihenschlußmotor gemäß der ein gangs genannten Art durch eine netzgespeisten Transformator ge löst, dessen Sekundärwicklung im Bremsstromkreis liegt.This task is performed in a series motor according to the gangs mentioned type by a mains-powered transformer triggers, whose secondary winding is in the brake circuit.
Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen ge löst.The object of the invention is completely ge in this way solves.
Durch die Sekundärwicklung des Transformators wird ein Wechsel strom in den Bremsstromkreis eingeführt, der ausreicht, um eine zuverlässige Selbsterregung des Motors einzuleiten. Die in der Ankerwicklung induzierte Remanenz-Gleichspannung und die vom Trafostrom herrührende Wechselspannung überlagern sich. A change is made through the secondary winding of the transformer current introduced in the brake circuit, which is sufficient to a initiate reliable self-excitation of the motor. The in the Armature winding induced remanence DC voltage and that of Transformer-derived AC voltage overlap.
Auf diese Weise wird erfindungsgemäß selbst in äußerst ungün stigen Fällen bei hohen Übergangswiderständen zwischen Kollek tor und Bürsten eine schnelle Einleitung der Bremsung bei Um schaltung in den Bremsbetrieb sichergestellt.In this way, according to the invention, even in extremely unfun cases with high contact resistance between the collector Tor and brushes a quick initiation of braking at Um switching into braking operation ensured.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung bildet die minde stens eine Feldwicklung mit mindestens einer Wendepolwicklung und mit der Ankerwicklung im Bremsbetrieb einen geschlossenen Stromkreis.In an advantageous development of the invention, the minde at least one field winding with at least one reversing pole winding and a closed one with the armature winding in braking mode Circuit.
Durch diese Maßnahme wird die Bremswirkung des Motors weiter verbessert. Die Wendepolwicklung kann mit einem relativ gerin gen Querschnitt ausgelegt werden, da sie nur im Bremsbetrieb von Strom durchflossen wird, nicht jedoch im Motorbetrieb.This measure further increases the braking effect of the engine improved. The reversing pole winding can be relatively small cross section, as they are only in braking mode is traversed by electricity, but not when the engine is running.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Sekun därwicklung des Transformators im Bremsbetrieb im Bremsstrom kreis in Reihe mit der zumindest einen Feldwicklung geschaltet.According to a further embodiment of the invention, the sec därwickung the transformer in braking mode in the braking current circuit connected in series with the at least one field winding.
Bei dieser Ausführung wird die Sekundärwicklung des Transforma tors während des Bremsbetriebes vom Bremsstrom durchflossen und muß damit auch ausreichend dimensioniert sein, also bei einem üblichen, mit 230 Volt betriebenen Universalmotor für einen Stromfluß von etwa 5 Ampere ausgelegt sein. Für einen derarti gen Universalmotor wird der Transformator so ausgelegt, daß die Sekundärspannung vorzugsweise im Bereich von etwa 2 bis 3 Volt, vorzugsweise von etwa 2,5 Volt liegt.In this version, the secondary winding of the Transforma flowed through the braking current during braking operation and must therefore also be dimensioned sufficiently, that is, with one usual, operated with 230 volt universal motor for one Current flow of about 5 amps can be designed. For such a gen transformer, the transformer is designed so that the Secondary voltage preferably in the range of about 2 to 3 volts, is preferably about 2.5 volts.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung liegt die Se kundärwicklung des Transformators im Bremsbetrieb im Bremsstromkreis in einem zur Feldwicklung parallelen Kreis. According to a further embodiment of the invention, the Se secondary winding of the transformer in braking mode Brake circuit in a circuit parallel to the field winding.
Dabei ist bevorzugt die Sekundärwicklung mit einem Widerstand in Reihe geschaltet, um so den Stromfluß durch die Sekundär wicklung des Transformators zu begrenzen.The secondary winding with a resistor is preferred connected in series so the current flow through the secondary limit winding of the transformer.
Auf diese Weise wird es ermöglicht, daß ein handelsüblicher Transformator verwendet werden kann, da die Sekundärwicklung des Transformators nicht unmittelbar vom Bremsstrom durchflos sen wird. Wenn der Widerstand Kollektor/Bürste hoch ist, fließt der Sekundärstrom durch die Feldwicklung, was eine Erhöhung der induzierten Spannung im Anker zur Folge hat. Eine höhere indu zierte Spannung im Anker führt zu einem sicheren Einleiten der Bremsung. Mit fortschreitender Verzögerung des Motors fällt der Übergangswiderstand zwischen Kollektor und Bürsten deutlich ab, so daß zu einem späteren Zeitpunkt der Hauptstromfluß über die Ankerwicklung erfolgt, während der Stromfluß durch die Sekun därseite des Transformators durch den Widerstand begrenzt wer den kann.In this way it is possible that a commercially available Transformer can be used because of the secondary winding of the transformer is not directly flowed through by the braking current will. When the collector / brush resistance is high, flows the secondary current through the field winding, which is an increase in induced stress in the armature. A higher indu decorated tension in the anchor leads to a safe initiation of the Braking. As the engine decelerates, it drops Contact resistance between collector and brushes drops significantly, so that at a later time the main current flow over the Armature winding occurs while the current flows through the second The side of the transformer is limited by the resistance that can.
Insgesamt kann die Sekundärwicklung des Transformators so aus gelegt werden, daß die Sekundärspannung z. B. etwa 3 Volt effek tiv beträgt, wozu ein Vorwiderstand von 20 Ohm verwendet wird, um so einen Stromfluß von etwa 150 mA effektiv zu erreichen. Hierzu ist ein handelsüblicher Transformator kleiner Baugröße ausreichend.Overall, the secondary winding of the transformer can look like this be placed that the secondary voltage z. B. about 3 volts effec tiv, which uses a series resistor of 20 ohms, to effectively achieve a current flow of about 150 mA. This is a commercially available transformer of small size sufficient.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist im Bremsstrom kreis in einem zu der zumindest einen Feldwicklung parallelen Strompfad eine Strombegrenzungseinrichtung, vorzugsweise in Form zweier antiparallel miteinander verbundener Diodenstrecken, geschaltet. In an advantageous development of the invention is in the braking current circle in a parallel to the at least one field winding Current path a current limiting device, preferably in Shape of two anti-parallel interconnected diode sections, switched.
Durch eine derartige Maßnahme wird ein zu hoher Stromfluß über die Ankerwicklung vermieden, um so das Bürstenfeuer herabzuset zen.Such a measure will overcurrent flow avoided the armature winding so as to lower the brush fire Zen.
Die Spannungsbegrenzungseinrichtung kann für eine Nennspannung von 230 Volt bspw. derart ausgelegt werden, daß die Spannung zwischen den beiden Enden der Spannungsbegrenzungseinrichtung auf etwa 5 Volt begrenzt wird.The voltage limiting device can be used for a nominal voltage of 230 volts, for example, be designed such that the voltage between the two ends of the voltage limiting device is limited to about 5 volts.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind im Bremsstromkreis die mindestens eine Feldwicklung, die minde stens eine Wendepolwicklung und die Ankerwicklung in Reihe ge schaltet.According to a further embodiment of the invention Brake circuit the at least one field winding, the min at least one reversing pole winding and the armature winding in series switches.
Hierbei ist vorzugsweise die Sekundärwicklung des Transforma tors mit einem Ende mit der mindestens einen Feldwicklung ver bunden und mit ihrem anderen Ende mit der Ankerwicklung und mit einem Ende der Spannungsbegrenzungseinrichtung verbunden.Here is preferably the secondary winding of the transforma ver one end with the at least one field winding tied and with its other end with the armature winding and with connected to one end of the voltage limiting device.
In alternativer Weise liegen im Bremsstromkreis die Ankerwick lung und die zumindest eine Wendepolwicklung in Reihe und, sind parallel zu der Spannungsbegrenzungseinrichtung und der Sekun därwicklung des Transformators an die mindestens eine Feldwick lung angeschlossen.Alternatively, the armature winding is located in the brake circuit tion and the at least one reversing pole winding in series and parallel to the voltage limiting device and the second winding of the transformer to the at least one field winding connected.
In weiter bevorzugter Ausführung der Erfindung ist die Anker wicklung über die Schalteinrichtung im Motorbetrieb an einem Ende mit einem Pol der Speisespannungsquelle verbunden und über eine Steuerelektronik mit dem zweiten Pol der Speisespannungs quelle verbunden. In a further preferred embodiment of the invention, the anchor is winding via the switching device in motor operation on one End connected to a pole of the supply voltage source and over control electronics with the second pole of the supply voltage source connected.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß sich der Motor bei Verwen dung einer Steuerelektronik relativ einfach entstören läßt.This measure has the advantage that the engine is in use suppression of a control electronics relatively easy.
Die Steuerelektronik wird in an sich bekannter Weise vorteil haft zumindest zur Anlaufstrombegrenzung oder zur Begrenzung der Leerlaufdrehzahl verwendet, oder aber um einen Anlauf des Motors bei Einstecken eines Verbindungssteckers zu verhindern, wenn sich der Schalter in der Einschaltstellung befindet.The control electronics are advantageous in a manner known per se is liable at least for starting current limitation or for limitation the idle speed used, or a startup of the To prevent the motor from being plugged in, when the switch is in the on position.
Auf diese Weise wird die Funktionssicherheit und Betriebssi cherheit des erfindungsgemäßen Motors verbessert.In this way, the functional reliability and operational safety safety of the engine according to the invention improved.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the above and the following standing features to be explained not only in each specified combination, but also in other combinations or can be used alone, without the scope of to leave the present invention.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are in the drawing are shown and are described in more detail in the following description explained. Show it:
Fig. 1 ein vereinfachtes Schaltbild des erfindungsgemäßen Motors im Motorbetrieb; Fig. 1 is a simplified diagram of the motor of the invention during engine operation;
Fig. 2 die Schaltung gemäß Fig. 1 im Bremsbetrieb; FIG. 2 shows the circuit according to FIG. 1 in braking operation;
Fig. 3 eine Abwandlung der Schaltung gemäß Fig. 2 im Motor betrieb und Fig. 3 operation of a modification of the circuit of FIG. 2 in the engine and
Fig. 4 eine weitere Abwandlung der Schaltung gemäß Fig. 3 im Bremsbetrieb. Fig. 4 shows a further modification of the circuit of FIG. 3 in braking operation.
Ein erfindungsgemäßer Reihenschlußmotor ist in den Fig. 1 und 2 insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet.An inventive series motor is generally designated by the number 10 in FIGS. 1 and 2.
Der Motor 10 umfaßt einen Anker mit einer Ankerwicklung 12, die über einen nicht dargestellten Kommutator und lediglich schema tisch angedeutete Bürsten über einen Schalter S im Motorbetrieb gemäß Fig. 1 in Reihe mit einer Speisespannungsquelle 22 schaltbar ist, die eine Wechselspannung von 230 Volt abgibt.The motor 10 comprises an armature with an armature winding 12 which can be switched in series with a supply voltage source 22 via a switch S not shown in the table and only schematically indicated brushes via a switch S in motor operation according to FIG. 1, which supplies an alternating voltage of 230 volts.
Bei dem Schalter S handelt es sich um einen zweipoligen Um schalter mit einem ersten Umschalter S1 und einem zweiten Um schalter S2. Der erste Pol 21 der Speisespannungsquelle 22 ist über eine Leitung 38 mit einem ersten Umschaltkontakt 46 des ersten Umschalters S1 verbunden, der in dem in Fig. 1 darge stellten Motorbetrieb mit zwei miteinander verbundenen Schalt kontakten 44 und 45 des Umschalters S1 verbunden ist, die wie derum über eine Leitung 56 mit einem Pol der Ankerwicklung 12 gekoppelt sind. Der zweite Pol der Ankerwicklung 12 ist über eine Leitung 58 mit zwei miteinander verbundenen Kontakten 50 und 51 des zweiten Umschalters S2 verbunden, die wiederum in der gezeichneten Schaltstellung mit einem Kontakt 52 verbunden sind, der über eine Leitung 60 mit einem ersten Ende einer er sten Feldwicklung 14 gekoppelt ist, die mit der zweiten Feld wicklung 16 in Reihe geschaltet ist und über eine Steuerelek tronik 36 mit dem zweiten Pol 23 der Speisespannungsquelle 22 verbunden ist. Die Steuerelektronik 36 ist zusätzlich über eine Steuerleitung 42 mit dem anderen Pol 21 der Speisespannungs quelle 22 und über eine Steuerleitung 40 mit den Kontakten 44 und 45 des ersten Umschalters S1 gekoppelt.The switch S is a two-pole switch with a first switch S 1 and a second switch S 2 . The first pole 21 of the supply voltage source 22 is connected via a line 38 to a first switch contact 46 of the first switch S 1 , which in the motor operation shown in FIG. 1 is connected to two interconnected switching contacts 44 and 45 of the switch S 1 , which are in turn coupled to a pole of the armature winding 12 via a line 56 . The second pole of the armature winding 12 is connected via a line 58 to two interconnected contacts 50 and 51 of the second changeover switch S 2 , which in turn are connected in the switch position shown to a contact 52 which is connected via a line 60 to a first end of a switch Most field winding 14 is coupled, which is connected to the second field winding 16 in series and is connected via a control electronics 36 to the second pole 23 of the supply voltage source 22 . The control electronics 36 is additionally coupled via a control line 42 to the other pole 21 of the supply voltage source 22 and via a control line 40 to the contacts 44 and 45 of the first switch S 1 .
Die Steuerelektronik 36 dient zur Begrenzung des Anlaufstroms beim Anschalten des Motors, zur Begrenzung der Leerlaufdrehzahl des Motors und verhindert es, daß der Motor anläuft, wenn ein Stecker zur Verbindung mit der Speisespannungsquelle 22 einge steckt wird, während sich der Schalter S in der in Fig. 1 ge zeichneten Einschaltstellung befindet. Diese an sich bekannte Steuerelektronik 36 ist mit der Feldwicklung 16 verbunden, wäh rend die zweite Feldwicklung 14 über den Schalter S mit der An kerwicklung 12 und diese wiederum mit dem anderen Pol der Spei sespannungsquelle 22 gekoppelt ist. Durch diese Anordnung wird die Entstörung des Reihenschlußmotors 10 erleichtert.The control electronics 36 serve to limit the starting current when the motor is switched on, to limit the idling speed of the motor and prevent the motor from starting when a plug for connection to the supply voltage source 22 is inserted while the switch S is in the position shown in FIG . 1 ge recorded on position is located. This control electronics 36, which is known per se, is connected to the field winding 16 , while the second field winding 14 is coupled via the switch S to the winding 12 and this in turn is coupled to the other pole of the supply voltage source 22 . This arrangement facilitates interference suppression of the series motor 10 .
Der so im Motorbetrieb geschlossene Motorstromkreis 66, in dem die Ankerwicklung 12, die beiden Feldwicklungen 14, 16 und die Steuerelektronik 36 enthalten sind, ist in Fig. 1 durch eine mit drei Punkten strichpunktierte Linie verdeutlicht.The motor circuit 66 thus closed in motor operation, in which the armature winding 12 , the two field windings 14 , 16 and the control electronics 36 are contained, is illustrated in FIG. 1 by a line dotted with three dots.
Der zweite Umschaltkontakt 48 des ersten Umschalters S1 steht über zwei in Reihe geschaltete Wendepolwicklungen 18, 20 mit dem Anschluß der ersten Feldwicklung 14 in Verbindung, der über die Leitung 60 gleichfalls über die Kontakte 52, 50 mit der An kerwicklung verbunden ist.The second switch contact 48 of the first switch S 1 is connected via two series-connected reversing-pole windings 18 , 20 to the connection of the first field winding 14 , which is also connected via the line 60 via the contacts 52 , 50 to the winding.
Zwischen dem einen Ende der Feldwicklung 14 und der Wendepol wicklung 18 ist eine Spannungsbegrenzungseinrichtung 24, die aus zwei zueinander antiparallel geschalteten Diodenstrecken besteht, mit einem Ende angeschlossen und mit ihrem anderen En de über eine Leitung 65 mit den Kontakten 50 bzw. 51 des Schal ters S2 bzw. der mit der Ankerwicklung 12 verbundenen Leitung 58 verbunden.Between one end of the field winding 14 and the reversing pole winding 18 is a voltage limiting device 24 , which consists of two mutually antiparallel connected diode paths, connected at one end and with its other end via a line 65 with the contacts 50 and 51 of the switch S 2 or the line 58 connected to the armature winding 12 .
Wird nun die Schalteinrichtung S aus der in Fig. 1 gezeichneten Stellung (Motorbetrieb) in die in Fig. 2 gezeichnete Stellung (Bremsbetrieb) umgeschaltet, also der Kontakt 45 des ersten Um schalters S1 mit dem Kontakt 48 verbunden, während die Verbin dung des Kontaktes 44 mit dem Kontakt 46 geöffnet wird, und der Kontakt 51 des zweiten Umschalters S2 mit dem Kontakt 54 ver bunden, während die Verbindung des Kontaktes 50 mit dem Kontakt 52 geöffnet wird, so ergibt sich die in Fig. 2 gezeichnete Schaltung, in der der nunmehr geschlossene Bremsstromkreis 68 wiederum strichpunktiert verdeutlicht ist.If the switching device S is switched from the position shown in FIG. 1 (motor operation) to the position shown in FIG. 2 (braking operation), that is to say the contact 45 of the first order switch S 1 is connected to the contact 48 , while the connection of the Contact 44 is opened with the contact 46 , and the contact 51 of the second changeover switch S 2 is connected to the contact 54 , while the connection of the contact 50 to the contact 52 is opened, so that the circuit shown in FIG. 2 results in the now closed brake circuit 68 is again shown in dash-dotted lines.
Hierbei ist der erste Pol der Speisespannungsquelle 22 durch Öffnen der Verbindung zwischen den Kontakten 44, 46 des ersten Umschalters S1 vom Bremsstromkreis 68 abgetrennt.In this case, the first pole of the supply voltage source 22 is separated from the brake circuit 68 by opening the connection between the contacts 44 , 46 of the first changeover switch S 1 .
Ein insgesamt mit der Ziffer 26 bezeichneter Transformator ist mit seiner Primärseite 28 ständig an die beiden Pole 21, 23 der Speisespannungsquelle 22 angeschlossen. Der Transformator 26 ist mit seiner Sekundärwicklung 30 über eine Leitung 62 mit der Leitung 64 verbunden, die einerseits mit der einen Feldwicklung 16 und andererseits mit der Steuerelektronik 36 verbunden ist, über die die Feldwicklung 16 am Speisespannungspol 23 ange schlossen ist. Das andere Ende der Sekundärwicklung 30 des Transformators 26 ist an den Kontakt 54 des zweiten Umschalters S2 angeschlossen, der im Motorbetrieb gemäß Fig. 1 geöffnet ist und im Bremsbetrieb gemäß Fig. 2 mit den Kontakten 50, 51 ver bunden ist, während die Verbindung zwischen den Kontakten 50, 52 im Bremsbetrieb unterbrochen ist. A transformer, designated as a whole by the number 26 , is continuously connected with its primary side 28 to the two poles 21 , 23 of the supply voltage source 22 . The transformer 26 is connected to its secondary winding 30 via a line 62 with the line 64 , which is connected on the one hand to the field winding 16 and on the other hand to the control electronics 36 , via which the field winding 16 is connected to the supply voltage pole 23 . The other end of the secondary winding 30 of the transformer 26 is connected to the contact 54 of the second switch S 2 , which is open in the motor operation according to FIG. 1 and in braking operation according to FIG. 2 with the contacts 50 , 51 connected during the connection between the contacts 50 , 52 is interrupted during braking.
Die Sekundärwicklung 30 des Transformators 26 ist somit mit ei nem Ende an die Feldwicklung 16 angeschlossen und mit ihrem an deren Ende an die Ankerwicklung 12 angeschlossen.The secondary winding 30 of the transformer 26 is thus connected with one end to the field winding 16 and with its end connected to the armature winding 12 .
Insgesamt ergibt sich auf diese Weise im Bremsbetrieb gemäß Fig. 2 ein geschlossener Bremsstromkreis 68, in dem die beiden Feldwicklungen 14, 16, die Sekundärwicklung 30 des Transforma tors 26, die Ankerwicklung 12 und die beiden Wendepolwicklungen 18, 20 in Reihe geschaltet sind.Overall, this results in the braking operation according to FIG. 2, a closed brake circuit 68 in which the two field windings 14 , 16 , the secondary winding 30 of the transformer 26 , the armature winding 12 and the two reversing pole windings 18 , 20 are connected in series.
Ferner ist, wie zuvor bereits erwähnt, die Spannungsbegren zungsschaltung 24 zwischen der Feldwicklung 14 und der Wende polwicklung 18 auf der einen Seite und auf der anderen Seite zwischen der Sekundärwicklung 30 und der Ankerwicklung 12 ange schlossen.Furthermore, as previously mentioned, the voltage limiting circuit 24 between the field winding 14 and the reversing pole winding 18 on one side and on the other side between the secondary winding 30 and the armature winding 12 is connected.
Die Spannungsbegrenzungsschaltung 24 ist so ausgelegt, daß die beiden antiparallel geschalteten Diodenstrecken bei etwa 5 Volt leitfähig werden, so daß die Summe der in der Ankerwicklung 12 induzierten und an den beiden Wendepolwicklungen 18, 20 abfal lenden Spannung auf maximal 5 Volt begrenzt wird.The voltage limiting circuit 24 is designed so that the two antiparallel connected diode paths become conductive at about 5 volts, so that the sum of the voltage induced in the armature winding 12 and falling on the two reversing pole windings 18 , 20 is limited to a maximum of 5 volts.
Der Transformator 26 ist nun so ausgelegt, daß bei einer Ein gangsspannung an der Primärwicklung von 230 Volt an der Sekun därwicklung 30 eine Ausgangsspannung von etwa 2,5 Volt effektiv anliegt. Der Innenwiderstand der Sekundärwicklung 30 ist sehr klein gehalten und im dargestellten Beispiel mit ungefähr 0,2 Ohm gewählt. Zusammen mit dem höheren Widerstand der Feldwick lungen 14, 16 (Gleichstromwiderstand etwa 1 Ohm, Wechselstro mimpedanz bei 50 Hz ca. 20 Ohm) und den Impedanzen der Wende polwicklungen 18, 20 und der Ankerwicklung 12 ergibt sich ein Stromfluß von etwa 150 mA bei der Sekundärspannung von 2,5 Volt.The transformer 26 is now designed so that at an input voltage to the primary winding of 230 volts at the secondary winding 30, an output voltage of approximately 2.5 volts is effectively present. The internal resistance of the secondary winding 30 is kept very low and, in the example shown, is chosen to be approximately 0.2 ohms. Together with the higher resistance of the field windings 14 , 16 (direct current resistance about 1 ohm, alternating current impedance at 50 Hz about 20 ohms) and the impedances of the turn-around windings 18 , 20 and the armature winding 12 results in a current flow of about 150 mA at Secondary voltage of 2.5 volts.
Mit einem derartigen Stromfluß ist eine sichere Erregung des Motors im Bremsbetrieb gewährleistet. Durch die positive Über lagerung der Wechselspannung und der induzierten Gleichspannung wird die Bremsung sicher eingeleitet, selbst wenn der Wider stand im System Kommutator/Bürsten an der Ankerwicklung 12 re lativ hoch sein sollte. Andererseits reicht die entgegengesetz te Polarität bei den umgekehrten Halbwellen nicht aus, um die Remanenz zu zerstören.With such a current flow, safe excitation of the motor is guaranteed in braking operation. Due to the positive superposition of the AC voltage and the induced DC voltage, braking is initiated safely, even if the resistance in the commutator / brushing system on the armature winding 12 should be relatively high. On the other hand, the opposite polarity in the reverse half-waves is not sufficient to destroy the remanence.
Nach Einleitung der Bremsung steigt die an den Feldwicklungen 14, 16 induzierte Gleichspannung an und wird durch die Span nungsbegrenzungseinrichtung 24 auf maximal 5 Volt begrenzt, was zu einem Bremsstrom von maximal etwa 5 Ampere führt.After braking is initiated, the DC voltage induced on the field windings 14 , 16 increases and is limited by the voltage limiting device 24 to a maximum of 5 volts, which leads to a braking current of a maximum of approximately 5 amperes.
Andererseits besitzt der Transformator 26 im Motorbetrieb bei offener Sekundärwicklung 30 nur eine geringe Verlustleistung.On the other hand, the transformer 26 has only a low power loss when the secondary winding 30 is open.
Allerdings muß die Sekundärwicklung 30 des Transformators 26 für den vollen maximalen Bremsstrom von etwa 5 Ampere ausgelegt sein.However, the secondary winding 30 of the transformer 26 must be designed for the full maximum braking current of approximately 5 amps.
Es versteht sich, daß der Transformator 26 entgegen der Dar stellung gemäß Fig. 1 und 2 auch an anderer Stelle in den Bremsstromkreis eingefügt werden kann.It goes without saying that the transformer 26, contrary to the position shown in FIGS. 1 and 2, can also be inserted elsewhere in the brake circuit.
So ist beispielhaft in Fig. 1 gestrichelt der Transformator 26' eingezeichnet, der mit seiner Sekundärwicklung etwa zwischen der einen Feldwicklung 14 und der einen Wendepolwicklung 18 liegen könnte.For example, the transformer 26 'is shown in dashed lines in FIG. 1, and its secondary winding could be approximately between the one field winding 14 and the one reversing-pole winding 18 .
Eine Abwandlung der zuvor anhand der Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführung des erfindungsgemäßen Reihenschlußmotors ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 10' be zeichnet.A modification of the embodiment of the series-wound motor according to the invention previously shown with reference to FIGS. 1 and 2 is shown in FIGS. 3 and 4 and is generally designated by the number 10 '.
Dabei werden für entsprechende Teile entsprechende Bezugszif fern verwendet.Corresponding reference numbers are used for corresponding parts used remotely.
Der Unterschied zu der Ausführung gemäß den Fig. 1 und 2 be steht darin, daß der Transformator 26" mit seiner Sekundär wicklung 30" nicht im Bremsstromkreis in Reihe geschaltet ist, sondern parallel zu der Spannungsbegrenzungseinrichtung 24 ei nerseits zwischen der Ankerwicklung 12 und der einen Feldwick lung 16 angeschlossen ist und andererseits über einen Wider stand 70 zwischen der anderen Feldwicklung 14 und der einen Wendepolwicklung 18 angeschlossen ist.The difference to the embodiment according to FIGS. 1 and 2 be that the transformer 26 "with its secondary winding 30 " is not connected in series in the brake circuit, but in parallel to the voltage limiting device 24 on the one hand between the armature winding 12 and one Field winding 16 is connected and, on the other hand, a counter 70 was connected between the other field winding 14 and the one reversing pole winding 18 .
Im Vergleich zu der zuvor anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Ausführung ergibt sich hierdurch der Vorteil, daß die Sekundär wicklung 30" des Transformators 26" nicht dem vollen maxima len Bremsstrom ausgesetzt ist. Mit seiner Primärseite 28" ist der Transformator 26" wiederum ständig an die beiden Pole 21, 23 der Speisespannungsquelle 22 angeschlossen.In comparison to the embodiment previously described with reference to FIGS. 1 and 2, this results in the advantage that the secondary winding 30 "of the transformer 26 " is not exposed to the full maximum braking current. With its primary side 28 ″, the transformer 26 ″ is in turn continuously connected to the two poles 21 , 23 of the supply voltage source 22 .
Der Transformator wird bspw. so ausgelegt, daß er bei einer Primärspannung von 230 Volt effektiv eine Sekundärspannung von etwa 3 Volt effektiv liefert. Der Widerstand 70 kann nun so ge wählt werden, daß sich ein Strom durch die Sekundärwicklung 30' von etwa 170 mA ergibt. Hierzu kann ein handelsüblicher Wider stand von 20 Ohm gewählt werden.The transformer is designed, for example, so that it effectively supplies a secondary voltage of approximately 3 volts at a primary voltage of 230 volts. The resistor 70 can now be selected so that there is a current through the secondary winding 30 'of approximately 170 mA. For this purpose, a standard resistance of 20 ohms can be selected.
Bei dieser Auslegung ergibt sich eine zuverlässige Einleitung der Selbsterregung zur Bremsung. Steigt nun im Verlauf der Bremsung die Spannung an den Feldwicklungen 14, 16 bis auf ma ximal etwa 5 Volt an, so ergibt sich infolge des Widerstandes 70 nur eine geringfügige Erhöhung des Stromflusses durch die Sekundärwicklung 30" des Transformators 26". Infolge dessen kann ein handelsüblicher Kleintransformator verwendet werden, was im Vergleich zu der zuvor anhand von Fig. 1 und 2 beschrie benen Ausführung eine Vereinfachung und Kostenersparnis bedeu tet.With this design, there is a reliable initiation of self-excitation for braking. Now increases in the course of braking, the voltage across the field windings 14 , 16 to a maximum of about 5 volts, so there is only a slight increase in the current flow through the secondary winding 30 "of the transformer 26 " due to the resistor 70 . As a result, a commercially available small transformer can be used, which means a simplification and cost savings compared to the embodiment described above with reference to FIGS . 1 and 2.
Gegenüber der Ausführung gemäß den Fig. 1 und 2, bei der die Sekundärwicklung des Transformators in Reihe mit den Feldwick lungen 14, 16 liegt, ergibt sich ferner der Vorteil, daß bei einem hohen Übergangswiderstand zwischen Kommutator und Bürsten der Stromfluß im Bremsbetrieb im wesentlichen über die Feld wicklungen 14, 16 erfolgt, wodurch die im Anker 12 induzierte Spannung erheblich größer wird. Dies führt zu einer sicheren Einleitung der Selbsterregung unabhängig vom Übergangswider stand zwischen Kollektor und Bürsten.Compared to the embodiment according to FIGS. 1 and 2, in which the secondary winding of the transformer in series with the field windings 14 , 16 , there is also the advantage that with a high contact resistance between the commutator and brushes, the current flow in braking operation is essentially above the field windings 14 , 16 takes place, whereby the voltage induced in the armature 12 is considerably larger. This leads to a safe initiation of self-excitation regardless of the contact resistance between the collector and brushes.
Claims (10)
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1998160262 DE19860262A1 (en) | 1998-12-24 | 1998-12-24 | Series wound motor with commutator has field, armature windings forming closed braking circuit contg. secondary winding of mains-powered transformer in braking mode |
| ES99123794T ES2274600T3 (en) | 1998-12-24 | 1999-12-01 | ENGINE WITH EXCITATION IN SERIES WITH SWITCH. |
| AT99123794T ATE343242T1 (en) | 1998-12-24 | 1999-12-01 | SERIES MOTOR WITH COMMUTATOR |
| DE59913932T DE59913932D1 (en) | 1998-12-24 | 1999-12-01 | Series motor with commutator |
| EP99123794A EP1014543B1 (en) | 1998-12-24 | 1999-12-01 | Series motor with commutator |
| JP11358832A JP2000209895A (en) | 1998-12-24 | 1999-12-17 | Series motor with commutator |
| US09/470,391 US6353297B1 (en) | 1998-12-24 | 1999-12-22 | Series motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1998160262 DE19860262A1 (en) | 1998-12-24 | 1998-12-24 | Series wound motor with commutator has field, armature windings forming closed braking circuit contg. secondary winding of mains-powered transformer in braking mode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19860262A1 true DE19860262A1 (en) | 2000-07-06 |
Family
ID=7892804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1998160262 Ceased DE19860262A1 (en) | 1998-12-24 | 1998-12-24 | Series wound motor with commutator has field, armature windings forming closed braking circuit contg. secondary winding of mains-powered transformer in braking mode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19860262A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102342015A (en) * | 2009-03-03 | 2012-02-01 | 罗伯特·博世有限公司 | Electrodynamic braking device for a universal motor |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2818542A (en) * | 1955-06-16 | 1957-12-31 | Cutler Hammer Inc | Braking control systems for direct current motors |
| AT210967B (en) * | 1959-03-04 | 1960-09-10 | Elin Union Ag | Electric brake circuit with self and external excitation |
| DE2652521A1 (en) * | 1976-11-18 | 1978-05-24 | Kaltenbach & Voigt | Dynamic braking of series motor by supply reversal - uses short circuiting diode connected across armature terminals to oppose normal current flow |
| DE2738249A1 (en) * | 1977-08-25 | 1979-03-01 | Bosch Gmbh Robert | Starting current limiter for universal AC motor - has current limiting circuit with thyristor and transistor, blocked for period during each half-wave |
| US4144482A (en) * | 1977-04-07 | 1979-03-13 | Beckman Instruments, Inc. | Dynamic brake circuit for motor |
| DE4333733A1 (en) * | 1993-10-04 | 1995-04-13 | Reich Maschf Gmbh Karl | Circuit arrangement for braking a commutator motor |
| DE19542603A1 (en) * | 1994-11-18 | 1996-05-30 | Makita Corp | Braking circuit for single-phase series-wound commutator motor |
-
1998
- 1998-12-24 DE DE1998160262 patent/DE19860262A1/en not_active Ceased
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2818542A (en) * | 1955-06-16 | 1957-12-31 | Cutler Hammer Inc | Braking control systems for direct current motors |
| AT210967B (en) * | 1959-03-04 | 1960-09-10 | Elin Union Ag | Electric brake circuit with self and external excitation |
| DE2652521A1 (en) * | 1976-11-18 | 1978-05-24 | Kaltenbach & Voigt | Dynamic braking of series motor by supply reversal - uses short circuiting diode connected across armature terminals to oppose normal current flow |
| US4144482A (en) * | 1977-04-07 | 1979-03-13 | Beckman Instruments, Inc. | Dynamic brake circuit for motor |
| DE2738249A1 (en) * | 1977-08-25 | 1979-03-01 | Bosch Gmbh Robert | Starting current limiter for universal AC motor - has current limiting circuit with thyristor and transistor, blocked for period during each half-wave |
| DE4333733A1 (en) * | 1993-10-04 | 1995-04-13 | Reich Maschf Gmbh Karl | Circuit arrangement for braking a commutator motor |
| DE19542603A1 (en) * | 1994-11-18 | 1996-05-30 | Makita Corp | Braking circuit for single-phase series-wound commutator motor |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102342015A (en) * | 2009-03-03 | 2012-02-01 | 罗伯特·博世有限公司 | Electrodynamic braking device for a universal motor |
| US8704468B2 (en) | 2009-03-03 | 2014-04-22 | Robert Bosch Gmbh | Electrodynamic braking device for a universal motor |
| CN102342015B (en) * | 2009-03-03 | 2015-04-01 | 罗伯特·博世有限公司 | Electrodynamic braking device for a universal motor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1014543B1 (en) | Series motor with commutator | |
| DE4004785C2 (en) | ||
| DE3837943C2 (en) | ||
| EP0615331B1 (en) | A series electric motor particularly in the form of a universal motor with a braking device | |
| DE3414592A1 (en) | ELECTRIC BRAKE CONTROL FOR DC MOTORS | |
| DE2316237C2 (en) | Control circuit for operating a direct current motor from a direct current source | |
| EP1045511B1 (en) | Series motor | |
| DE4244805C2 (en) | Brake circuit for universal motors | |
| DE4201005C2 (en) | Circuit arrangement for mains-independent, misfire-free braking of a series motor | |
| DE2165405A1 (en) | Control circuit for electrical machines | |
| DE19651298C2 (en) | Series motor with commutator and brake winding | |
| EP0601352A1 (en) | Braking device for a series commutator motor | |
| AT403866B (en) | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR BRAKING A POWER SWITCHING MOTOR, IN PARTICULAR A UNIVERSAL MOTOR IN AN ELECTRIC TOOL | |
| DE19860262A1 (en) | Series wound motor with commutator has field, armature windings forming closed braking circuit contg. secondary winding of mains-powered transformer in braking mode | |
| DE3222065A1 (en) | Electric hand tool with rotation direction reversal and torque limiting | |
| EP0635927B1 (en) | DC motor with permanent magnet | |
| EP0924848B1 (en) | Series motor with commutator | |
| DE3119794A1 (en) | Protection circuit for an electric motor which is controlled or regulated by phase gating | |
| EP0888669B1 (en) | Series motor, in particular universal motor, with braking means | |
| DE3342206C2 (en) | ||
| EP1128542B1 (en) | Braked series motor | |
| DE19637864C1 (en) | Bidirectional universal motor with supply-independent braking circuit esp. for handheld electrical drills | |
| DE10032039A1 (en) | Braked series motor has pole tips with run-in edges that are shorter in peripheral direction than pole tips with run-out edges or at least have recess extending in peripheral direction | |
| DE1801317A1 (en) | Generator for electric arc welding | |
| DE175439C (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: C. & E. FEIN GMBH, 70176 STUTTGART, DE |
|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: C. & E. FEIN GMBH, 73529 SCHWAEBISCH GMUEND, DE |
|
| 8131 | Rejection |