DE2203827C3 - Schaltungsanordnung zur Drehzahlsteuerung eines aus einer Wechselspannungsquelle betriebenen Kommutatormotors - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebene Schaltungsanordnung zur Drehzahlsteuerung eines aus einer Wechselspannungsquelle betriebenen Kommutatormotors.

Eine Schaltungsanordnung für einen in der Dentaltechnik zum Antrieb eines Handgerätes verwendeten Reihenschluß-Kommutatormotor, der einen mit diesem Motor in Reihe geschalteten steuerbaren Gleichrichter und eine Steuer-Schaltungsanordnung für den steuerbaren Gleichrichter enthält, ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 14 38 227 bekannt. Dieser Offenle- gungsschrift ist jedoch nicht zu entnehmen, ob der Motor in das Handgerät eingebaut ist oder getrennt von dem Handgerät angeordnet ist und mit diesem über eine biegsame Welle verbunden sein soll. Für die vorliegende Erfindung soll vorausgesetzt sein, daß der Motor getrennt von dem Handgerät angeordnet ist, wobei das von dem Motor erzeugte Drehmoment auf das Handgerät über eine biegsame Welle übertragen wird. Dadurch ergeben sich jedoch besondere Probleme. Die Drehzahl des verwendeten Reihenschluß-Kommutatormotors (Universal-Motors) oder Gleichstrom-Reihenschlußmotors sinkt mit zunehmender Belastung. Je geringer jedoch die Drehzahl ist, desto größer ist das von dem Motor erzeugte Drehmoment. Das größte Drehmoment erzeugt der Motor im Stillstand. Dieser Fall tritt auf, wenn sich das Werkzeug verklemmt und der Motor dadurch blockiert wird. Die Folge davon ist, daß die biegsame Welle stark belastet oder sogar überlastet wird. Die Gefahr der Überlastung tritt insbesondere bei schwachen und langen Biegcwellen auf. Die Überlastung kann /.ti einer übermäßigen Verdrillung und damit zum Bruch der Welle führen.

Auf dem hier einschlägigen Gebiet wurde bisher durch Zwischenschalten einer mechanischen Rutsch-

kupplung versucht, dieser erwähnten Überlastungsgefahr zu begegnen. Rutschkupplungen haben jedoch den Nachteil, daß bei häufigem Ansprechen ein starker Verschleiß auftritt, der starke Ansprechtoleranzen zur Folge hat Eine Einstellung auf die verschiedenen Belastungen ist nicht oder nur unter Schwierigkeiten möglich. Außerdem stellen die Rutschkupplungen ein zusätzliches Bauteil dar, das am Handgerät angeordnet ist und dieses zusätzlich gewichtsmäßig belastet

Bezüglich einer Schaltungsanordnung zur Drehzahlsteuerung, jedoch eines Nebenschluß-Gleichstrommotors, sei auf die belgische Patentschrift 7 09 384 hingewiesen, die dem Oberbegriff des Pantentanspruches 1 der vorliegenden Erfindung zugrunde gelegt worden ist In dieser Patentschrift ist eine Schaltungsan-Ordnung beschrieben, die folgende Wirkungsweise hat Mit einem Doppelweg-Gleichrichter wird aus der Versorgungsspannung eine Gleichspannung zum Betrieb des Motors erzeugt Im Ausgangskreis des Doppelweggleichrichters liegt die Erregerwicklung und parallel dazu der Anker des Nebenschluß-Gleichstrommotors in Serie mit einem steuerbaren Gleichrichter. Der zur Steuerung des Gleichrichters vorgesehene Schaltkreis ist bei dieser Schaltungsanordnung mit einem Impulstransformator verbunden. Die Primärwicklung des Impulstransformators bildet zusammen mit einem Kondensator und einer Zenerdiode ein Verzögerungsglied. Der Kondensator ist einerseits mit dem Kollektor eines Transistors und andererseits mit einem Spannungsteiler verbunden. Der Basis des Transistors werden von dem Potentiometer des Spannungsteilers die Halbwellen der gleichgerichteten Wechselspannung zugeführt Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung kann an dem Potentiometer das Ladepotential für den Kondensator eingestellt werden. Je nach Einstellung erreicht die Ladespannung am Kondensator früher oder später die Durchbruchspannung der Zenerdiode. Wenn die Zenerdiode durchbricht, wird in dem Impulstransformator ein Impuls erzeugt, der den steuerbaren Gleichrichter leitend macht Mit dem Potentiometer ist also die Verzögerung einstellbar.

In dem Stromkreis des Motors liegt außerdem ein Widerstand. Die über den Widerstand abfallende Spannung wird der Basis eines Transistors zugeführt, _4S der parallel zu dem Potentiometer liegt. Wenn der Motorstrom einen Grenzwert überschreitet, wird der Transistor leitend und schließt das Potentiometer kurz. Dadurch wird die Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes vergrößert und der Motorstrcm wieder verringert. Die bekannte Schaltungsanordnung enthält schließlich noch eine Drehzahlstabilisierung infolge einer Ankerspannungsrückführung. Die Ankerspannung wird dem Emitter des Transistors übet ein Siebglied zugeführt.

Diese Schaltungsanordnung nach der belgischen Patentschrift enthält zur Phasenanschnittsteuerung des Gleichrichters notwendigerweise einen Impulstransfor mator, der jedoch unter anderem den Nachteil hat, daß er sich nicht in integrierter Schaltungstechnik herstellen ,„> läßt, die nur bei einer Schaltungsanordnung anwendbar ist, die keinen solchen Transformator aufweist, wie dies bei der noch zu beschreibenden Schaltungsanordnung nach der Erfindung der Fall ist.

Aus dem Stand der Technik sind noch eine Vielzahl _(>s anderer Schaltungsanordnungen bekannt, die vergleichsweise zu der voranstehend beschriebenen Schaltungsanordnung nach der belgischen Patentschrift weiter von der nachfolgend noch näher zu beschreibenden Erfindung entfernt liegea Dies trifft z. B. für die französische Patentschrift 13 97 306 zu. bei der an Stelle eines Thyristors drei einander parallelgeschaltete Transistoren verwendet sind. Die deutsche Offenlegungsschrift 15 38 433 betrifft eine Schaltungsanordnung für einen Gleichstrom-Nebenschlußmotor, die zur Steuerung einen sehr aufwendigen Magnetverstärker hat Auch ein solcher Magnetverstärker läßt sich nicht in integrierter Schaltungstechnik ausführen. Des weiteren sei noch auf die deutsche Auslegeschrift 12 88 242 hingewiesen, die eine Schaltungsanordnung zur Steuerung beschreibt wobei diese Schaltungsanordnung relativ kompliziert und aufwendig ist und unter anderem zwei Transformatoren aufweist Bezüglich dieser Transformatoren gilt auch hier das bereits voranstehend Ausgeführte.

Gegenüber dem eingangs genannten Stand der Technik auf dem einschlägigen Gebiet, nämlich eine Rutschkupplung zu verwenden, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektronische integrierbare Schaltungsanordnung zu finden, die in einfacher Weise zu realisieren ist keinen vergleichbaren Verschleiß aufweist und keine weiten Ansprechtoleranzen hat. Die Einstellung auf unterschiedliche Begren zung soll in einfacher Weise möglich sein.

Diese Aufgabe wird bei einer im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Schaltungsanordnung zur Drehzahlsteuerung erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung geht davon aus. daß der Motorstrom bei höherer Belastung steigt und bei geringerer Belastung sinkt. Bei erhöhter Belastung sinkt die Drehzahl ab; der Motor versucht die erhöhte Belastung durch ein erhöhtes Drehmoment auszuglei chen. Der Motorstrom ist also ein Kriterium für das von dem Motor aufgebrachte Drehmoment und damit für die Belastung der biegsamen Welle. Durch die Festlegung eines maximal zulässigen Wertes für den Motorstrom ist es möglich, auch die Grenze für die Belastung der biegsamen Welle festzulegen. Wenn diese Grenze erreicht ist, wird entsprechend der erfindungsgemäßen Lösung der steuerbare Gleichrichter so verstellt, daß er ein weiteres Ansteigen des Motorstro mes verhindert. Damit ist eine Überlastung und ein Brechen der biegsamen Welle ausgeschlossen. Diese elektronische Begrenzung des Drehmomentes zeichnet sich gegenüber der mechanischen Rutschkupplung dadurch aus, daß kein Verschleiß auftritt und daß Ansprechtoleranzen dadurch nahezu nicht gegeben sind. Da sich die Schaltungsanordnung für den Motor nicht im Handgerät befindet, wird das Handgerät außerdem durch die zusätzliche Begrenzerschaltungsanordnung gewichtsmäßig nicht belastet. Das Drehzahlsteuergerät kann getrennt von dem Motor, mit diesem über ein elektrisches Kabel verbunden, angeordnet sein, wobei der Begrenzerschaltungsteil in diesem Steuergerät eingebaut sein kann und mittels eines von außen zugänglichen Einstellgliedes auf maximal zulässigen Wert des Motorstromes einstellbar sein kann. Das Drehzahlsteuerglied läßt sich z. B. mittels eines I'uß- oder Kniehebels verstellen, während das Kinstcllglied für maximal zulässigen Wert des Motorstromes ein Drehknopf oder eine Schraube oder dergleichen sein kann.

Gemäß der F.rfindung enthält der Sicuerschaltungsteil einen Transistor, dessen Busisspanniing mit dem

Drehzahl-Steuerglied einstellbar ist und dessen Emitterspannung mit dem Verzögerungsglied verbunden ist, dem eine durch Gleichrichtung der Wechselspannung gewonnene pulsierende Gleichspannung zugeführt wird, wodurch die Emitterspannung — von jedem Nulldurchgang der pulsierenden Gleichspannung aus gemessen — die Basisspannung des Transistors erst nach einer entsprechenden Verzögerung übersteigt und der Transistor erst mit dieser Verzögerung öffnet. Der steuerbare Gleichrichter kann ein Thyristor sein. Die Kollektorspannung des Transistors läßt sich ggf. unter Zwischenschaltung eines oder mehrerer weiterer Transistoren als Steuerspannung für die Steuerelektrode des Thyristors verwenden.

Das Drehzahlsteuerglied kann ein beispielsweise kontinuierlich oder stufenweise einstellbares Potentiometer sein, das Teil des Spannungsteilers zur Einstellung der Basisspannung des zuvor erwähnten, in dem Steuerschaltungsteil enthaltenen Transistors ist.

Das Zusammenwirken zwischen dem Steuerschaltungsteil und dem Begrenzerschaltungsteil läßt sich dadurch erreichen, daß in dem Motorstromkreis ein Widerstand eingeschaltet ist, daß dem Transistor in dem Begrenzerschaltungsteil die an dem Widerstand abfallende Spannung über einen Spannungsteiler als Emitter-Basis-Spannung zugeführt wird, wobei dieser Spannungsteiler das Einstellglied für den maximal zulässigen Wert des Motorstromes in der Form eines Potentiometers enthält, wobei das Potentiometer so eingestellt ist, daß die SchweHenspannung des Transistors dann überschritten wird, wenn der Motorstrom seinen maximal zulässigen Wert überschreitet, und dadurch, daß der Kollektor des Transistors mit dem Verzögerungsglied verbunden ist und dessen Verzögerungszeit vergrößert, wenn er leitend wird. Die Verzögerung kann durch die Widerstands-Kondensator-Kombination des Verzögerungsgliedes erreicht werden.

Eine Regelung der Drehzahl des Motors in den von dem Begrenzerschaltungsteil zugelassenen Grenzen läßt sich dadurch realisieren, daß die an dem im Motorkreis befindlichen Widerstand abfallende Spannung zur Drehzahlregelung des Motors auch der Basis des im Begrenzerschaltungsteil befindlichen Transistors zugeführt wird, wodurch die Basisspannung dieses Transistors bei steigendem Motorstrom gesenkt und der Transistor — vom Nulldurchgang der pulsierenden Gleichspannung aus gemessen — nach einer geringeren Verzögerung öffnet

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben.

Es zeigen:

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel der anspruchsgemäßen Schaltungsanordnung,

F i g. 2a und 2b Kennlinien eines Reihenschluß-Kommutatormotors, welche die Abhängigkeit der Drehzahl von dem Dreh-nome.it zeigen, wobei die Motorspannung als Parameter variiert ist

Der Motor ist ein Gleichstrom-Reihenschlußmotor, der im vorliegenden Fall aus einem Wechselstromnetz versorgt wird Ein solcher Motor wird auch als Universal-Motor bezeichnet In Fi g. 2a ist ein Kennlinienfeld eines solchen Motors dargestellt, das die Abhängigkeit der Drehzahl π von dem Drehmoment Md zeigt Die Motorspannung ist als Parameter variiert Man erkennt, daß die Drehzahl mit zunehmender Belastung (die, solange der Motor nicht stillsteht, gleich dem vom Motor aufgebrachten Drehmoment ist

Reibungsverluste vernachlässigt) absinkt. Die maximal zulässige Belastung der biegsamen Welle ist durch die strichpunktierte Linie angedeutet. Aus dem Kennlinienfeld ist außerdem ersichtlich, wie die Drehzahl unabhängig von der Belastung konstant gehalten werden kann. Das kann dadurch erfolgen, daß man bei verstärkter Belastung die Motorspannung erhöht

In F i g. 2b ist die Wirkung des Begrenzerschaltungsteiles dargestellt Der Begrenzerschaltungsteil begrenzt den Motorstrom auf einen maximal zulässigen Wert, wodurch auch das Drehmoment des Motors den für die Belastung der biegsamen Wellen zulässigen Höchstwert nicht übersteigen kann. Der maximal zulässige Wert für das Drehmoment des Motors ist in einem gewissen Stellbereich verstellbar, der in F i g. 2b eingezeichnet ist.

F i g. 1 zeigt eine anspruchsgemäße Schaltungsanordnung. Der Motor M wird aus einem Wechselstromnetz gespeist. Der Wechselstrom wird über eine Siebkette einer Gleichrichterbrücke zugeführt Die Siebkette besteht aus dtn Siebkondensatoren Cl, C2 und der Drossel Dr1. In der Siebkette befindet sich außerdem noch ein Netzschalter S. Die Siebkette dient zur Funkentstörung. Die Gleichrichterbrücke ist von Dioden Dl, D2, D3 und D4 gebildet. Die von der Gleichrichterbrücke erzeugte pulsierende Gleichspannung wird dem Gleichstrom-Reihenschluß-Motor M über eine Drossel Dr 2, einen Thyristor Th und einen Widerstand R 2 zugeführt Die Drossel Dr 2 dient zur Funkentstörung. Der Thyristor Th dient als steuerbarer Gleichrichter. Dem Motor M ist ein Widerstand R 3 und ein mit diesem in Serie geschalteter Kondensator C3 parallel geschaltet. Der Widerstand R 3 und der Kondensator C3 bewirken, daß der Stromanstieg in dem Thyristor Th schneller erfolgt wenn der Thyristor angesteuert wird. Dadurch bleibt der Thyri^or auch bei kurzen Steuerimpulsen leitend. Außerdem haben die Bauelemente C3 und R 3 einen nicht unerheblichen Anteil an der Funkentstörung.

Der aus der Drossel Dr 2 und dem Motor M gebildeten Serienschaltung ist ferner eine Freilaufdiode D 5 geschaltet und zwar so, daß die Kathode der Diode D 5 an der Plus-Seite der Gleichrichterbrücke liegt

Zur Steuerung des Thyristors 77? dient ein Steuerschaltungsteil A. Es handelt sich hierbei um eine Phasenausschnittsteuerung. Das bedeutet daß die an der Anode und Kathode des Thyristors Th liegende pulsierende Gleichspannung auch der Steuerelektrode des Thyristors 77? zugeführt wird, jedoch mit einer Phasenverschiebung, die gleichbedeutend ist mit einei Zeitverzögerung. ]e größer die Verzögerung ist destc geringer ist die Zeit in der dem Motor M ein Sow zugeführt wird Integriert man die Zeit, so kann mar sagen, daß die dem Motor zugefuhrte Spannung, bzw der durch den Motor fließende Strom um so geringer ist je größer die Phasenverschiebung oder Verzögerung ist Da das Drehmoment und die Drehzahl des Motors JM wie eingangs beschrieben, von der Motorspannung bzw dem Motorstrom abhängen, kann eine Steuerung de Drehmomentes oder der Drehzahl durch die Einstellunj der Phasenverschiebung erfolgen. Die Verzögeruni wird durch ein in dem Steuerschaltungstefl A enthalte nes Verzögerungsglied Ehervorgerufen.

Nachfolgend soll der Steuerschaltungsteil A in einzelnen beschrieben werdea Der Steuerschaltungste A enthält zwei Transistoren TX und Tl Der Transisto Π als Steuertransistor ist ein pnp-Transistor und de Transistor Γ2 als Endtransistor ist ein npn-Transisto: Der Emitter des Transistors T1 ist Ober ein Potentiome

ter Pi und einen Widerstand R 14 mit der einen Seite eines Widerstandes R 1 verbunden. Die andere Seite des Widerstandes R1 liegt an dem Verbindungspunkt zwischen der Drossel Dr 2 und dem Thyristor Th. Der Kollektor des Transistors Tl ist über einen Widerstand Ä15 und eine Diode D 8 mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Thyristor 77? und dem Widerstand R 2 verbunden. Außerdem ist der Kollektor des Transistors Tl mit der Basis des Transistors Tl verbunden. Die Basis des Transistors Tl ist mit dem Kollektor des Transistors T2 verbunden. Der Kollektor des Transistors T2 ist über ein Potentiometer P 2 und einen Widerstand R 5 mit der einen Seite des Widerstandes R1 verbunden. Der Emitter des Transistors T2 ist über einen Widerstand R13 mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Thyristor Th und dem Widerstand R 2 verbunden. Ferner ist der Emitter des Transistors T2 über einen Widerstand R 4 mit der Steuerelektrode des Thyristors Th verbunden. Der Kollektor des Transistors T2 ist ferner über eine aus den Widerständen R 6 bis R ti gebildete Serienschaltung mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Thyristor Th und dem Widerstand R 2 verbunden. Die Widerstände R 7 bis R 11 bilden ein Stufenpotentiometer, d. h., sie können nacheinander überbrückt werden.

Der Emitter des Transistors Tl ist mit dem Verzögerungsglied £ verbunden. Dieses Verzögerungsglied £" enthält zwei Zenerdioden Zl und Z 2. Die Kathode der Zenerdiode Z1 ist mit der einen Seite des Widerstandes R 1 verbunden. Die Anode der Zenerdiode Zl liegt an dem Verbindungspunkt zwischen dem Thyristor Th und dem Widerstand R 2. Die Anode der Zenerdiode Z 2 ist mit der Anode der Zenerdiode Zl verbunden. Die Kathode der Zenerdiode Z 2 ist mit der Anode einer Diode D 6, mit der Anode einer Diode D 7 und mit der einen Seite eines Widerstandes R16 verbunden. Die andere Seite des Widerstandes R 16 ist mit dem Verbindungspunkt zwischen der Drossel Dr 2 und dem Thyristor Th verbunden. Die Kathode der Diode D 6 ist mit dem Emitter des Transistors Tl verbunden. Außerdem ist die Kathode der Diode D 6 über einen Kondensator C 4 mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Thyristor Th und dem Widerstand R 2 verbunden. Die Kathode der Diode D 7 ist über einen Widerstand R 17 und einen Kondensator C 5 mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Thyristor Th und dem Widerstand R 2 verbunden. Dem Kondensator C 5 ist ein Widerstand R18 parallel geschaltet

Der Begrenzerschaltungsteil ist mit B bezeichnet. Er enthält einen npn-Transistor T3. Der Kollektor des Transistors T3 ist mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R17 und dem Kondensator CS verbunden. Der Emitter des Transistors T3 ist über eine Diode D 9 und einen Widerstand J? 21 mit der Minus-Seite der Gleichrichterbrücke verbunden. Zwischen dem Verbindungspunkt des Thyristors Th und dem Widerstand R 2 und dem Emitter des Transistors T3 liegt eine aus einem Widerstand R19, einem Potentiometer PZ und einem Widerstand R 20 gebildete Reihenschaltung. Der Abgriff des Potentiometers P 3 ist mit der Basis des Transistors T3 verbunden. Parallel zu der erwähnten Reihenschaltung liegt ein Kondensator C6.

Wie später noch genauer beschrieben wird, ist die Schaltungsanordnung auch mit einer Drehzahlstabilisierung versehen. Dazu ist die Basis des Transistors Tl über einen Widerstand R12 mit der Anode der Diode D 9 verbunden.

Zur Erklärung der Funktion der Schaltungsanordnung sei folgendes angenommen: Beim Einschalten des Netzschalters S gehe die Wechselspannung gerade durch Null. Die danach ansteigende Spannung gelangt

s durch den Motor M und die Drossel Dr 2 an die Widerstände Rl und R16. Der Thyristor Th ist zunächst noch gesperrt. An der Zenerdiode Z1 entsteht eine Trapezspannung. Diese Trapezspannung ist an der Basis-Kollektorstrecke des Transistors Tl um das

ίο Spannungsverhältnis der Widerstände R5, P2: R6 bis R12 kleinen Während der nun folgenden Halbwellen lädt sich der Kondensator C 5 über den Widerstand Λ 17, die Diode D 7 und den Widerstand R 16 bis auf einen von der Zenerdiode Z 2 begrenzten Wert auf. Von dieser Spannung wird auch der Kondensator C4 über die Diode D6 aufgeladen. Die an dem Kondensator CA liegende Spannung, die gegenüber der an der Zenerdiode Z 2 um die Durchlaßspannung der Diode D 6 vermindert ist, liegt gleichzeitig am Emitter des Transistors Tl. Diese Spannung ist zunächst noch negativer als die Rasisspannung des Transistors Tl, so daß dieser Transistor gesperrt bleibt. Die weitere Aufladung des Kondensators C 4 erfolgt über den Widerstand R 14 und das Potentiometer Pi. Wird nun die Emitterspannung des Transistors Tl positiver als die Basisspannung, so wird der Transistor Tl und mit ihm der Transistor T2 leitend.

Dadurch entlädt sich nun der Kondensator C4 über die Transistoren 7"1 und T2, den Widerstand R 4 und die Steuerstrecke des Thyristors Th. Th wird durchgeschaltet und bleibt bis zum nächsten Nuii-Durchgang der Spannung leitend.

Beim nächsten Null-Durchgang ist auch die Spannung an der Basis des Transistors Tl Null, so daß die Transistoren Tl und T2 sperren. Durch den Widerstand R 15 und die Diode D 8 wird der Sperrvorgang erleichtert. Bei der nächsten Halbwelle vollzieht sich der geschilderte Vorgang von neuem. Der Kondensator CS, der zur Anlaufberzögerung dient, kann sich jedoch innerhalb einer Halbwelle über R 18 nicht entladen, so daß der Thyristor Th nun bei jeder Halbwelle angesteuert wird.

Die Steuerung der Drehzahl erfolgt durch Kurzschließen der Widerstände R7 bis All. Je mehr diese Widerstände kurzgeschlossen werden, um so niedrigei wird die Basisspannung des Transistors Tl und um se früher erreicht die an dem Kondensator C4 ansteigende Spannung den zum Durchsteuern des Transistors Ti erforderlichen Wert. Dadurch wird auch der Thyristoi 77z früher durchgeschaltet und der Motor erhält eine höhere Spannung.

An dem Widerstand R 2 fällt eine dem Motorstron proportionale Spannung ab. Auf diese Spannung lad sich der Kondensator C6 über den Widerstand R 21 um

ss die Diode D 9 auf. Die an dem Kondensator Ci liegende Spannung wird über den Widerstand R12 de Basis des Transistors Tl zugeführt Wird der Moto höher belastet fließt über den Widerstand R 2 eii höherer Strom. Damit wird die Spannung an den Kondensator C% größer und auch die Spannung an de Basis des Transistors Tl negativer. Die Folge davon isi daß der Motor eine höhere Spannung erhält, so daß de durch die höhere Belastung bedingte Drehzahlabfa! zumindest teilweise kompensiert wird.

Die Wirkungsweise der Drehmomentbegrenzung is wie folgt: Wie bereits erwähnt, lädt sich de Kondensator C6 über den Widerstand ff 21 und di Diode D 9 auf den an dem Widerstand R 2 abfallende

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Spannungswert auf. Wird der Motor mit einem stärkeren Drehmoment belastet, so steigt der Motorstrom und damit die Spannung an dem Kondensator C6. Dadurch erhöht sich auch die Spannung am Abgriff des Potentiometers P3. Übersteigt diese Spannung die Basis-Emitter-Schwellspannung des Transistors Γ3, so wird der Transistor T3 leitend. Die Folge davon ist, daß das Potential an dem Kondensator C5 negativer wird. Dadurch erreicht die Spannung an dem Kondensator

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C4 den zum Durchsteuern der Transistoren Ti und Tl erforderlichen Wert später. Das bedeutet, daß die Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes E vergrößert wird. Die Folge davon ist, daß auch die Einschaltzeit des Thyristors 77? und somit der Strom durch den Motor und den Widerstand R 2 kleiner werden. Der Motorstrom und das entsprechende Drehmoment des Motors begrenzt. Dieser Wert kann an dem Potentiometer P 3 eingestellt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Drehzahlsteuerung eines aus einer Wechselspannungsquelle betriebenen Kommutatormotors, der vorzugsweise zum Antrieb eines zahnärztlichen Handgerätes dient, mit einer an die Wechselspannungsquelle angeschlossenen Gleichrichterschaltung, mit einem mit dem Motor in Serie liegenden steuerbaren Gleichrichter, wobei die Serienschaltung aus Motor und steuerbarem Gleichrichter an den Ausgang der Gleichrichterschaltung angeschlossen ist, mit einer Steuerschaltung für den steuerbaren Gleichrichter, welche einen Steuertransistor für den steuerbaren Gleichrichter enthält, wobei der Sieuertransistor zwecks Drehzahlstabilisierung durch entsprechende Verzögerung des Zündeinsatzes des steuerbaren Gleichrichters über einen Gegenkopplungszweig mit dew Motorstromkreis verbunden ist, und welche Steuerschaltung ferner ein an den Ausgang der Gleichrichterschaltung angeschlossenes Verzögerungsglied zur Erzeugung einer verzögerten impulsförmigen Vorspannung für den Steuertransistor aufweist, und mit einer Begrenzerschaltung zur Motorstrombegrenzung, welche einen im Motorstromkreis Hegenden Widerstand und einen mit dem Spannungsabfall über diesen Widerstand gesteuerten Begrenzertransistor enthält, dessen Ausgang mit der Steuerschaltung gekoppelt ist, wobei der Begrenzertransistor durchschaltet, wenn der erwähnte Spannungsabfall an seinem Eingang einen bestimmten Maximalwert überschreitet und dadurch der Zündeinsatz des steuerbaren Gleichrichters stark verzögert oder unterdrückt wird, dadurch gekenn- zeichnet, daß das Verzögerungsglied (E) eine erste (Zl) und eine zweite (Z 2) Zenerdiode enthält, die mit ihrer Anode direkt an die Kathode des steuerbaren Gleichrichters (Th) und mit ihrer Kathode je über einen separaten Widerstand (R 1, R 16) an die Anode des steuerbaren Gleichrichters (Th) angeschlossen sind, daß der Vorspannungsschaltungsteil (E) eine erste Diode (D 6) enthält, die mit ihrer Anode an die Kathode der zweiten Zenerdiode (Z 2) und mit ihrer Kathode über einen ersten Kondensator (C4) an die Kathode des steuerbaren Gleichrichters (Th) angeschlossen ist, daß das Verzögerungsglied (E) eine zweite Diode (D 7) enthält, die mit ihrer Anode an die Kathode der zweiten Zenerdiode (Z2) und mit ihrer Kathode über einen Widerstand (R 17) und eine mit diesem in Serie geschaltete Parallelschaltung aus einem zweiten Kondensator (C5) und einem Widerstand (R 18) an die Kathode des steuerbaren Gleichrichters (Th) angeschlossen ist, daß der Steuertransistor _s5 (Ti) ein pnp-Transistor ist, daß der Emitter des Steuertransistors (Ti) einerseits mit der Kathode der ersten Diode (D6) und andererseits über einen Widerstand (Pl, R 14) mit der Kathode der ersten Zenerdiode (Zl) verbunden ist, daß zu dem zur f,₀ Begrenzerschaltung gehörenden und im Motorstromkreis liegenden Widerstand (R 2) eine aus einem Widerstand (R 21), einer in Durchlaßrichtung gepolten dritten Diode (Di)) und einem dritten Kondensator (C6) gebildete Serienschaltung paral- <,_s IcI geschaltet ist, daß der Verbindungspunkt der Anode der dritten Diode (D9) und des dritten Kondensators (C6) mit der Basis des Steuertransistors verbunden ist, daß der Begrenzertransistor (7*3) ein npn-Transistor ist, dessen Emitter an den Verbindungspunkt zwiscnen der dritten Diode (D 9) und des dritten Kondensators (C6) angeschlossen ist und dessen Kollektor mit demjenigen Anschluß des zweiten Kondensators verbunden ist, der nicht an der Kathode des steuerbaren Gleichrichters (Th) liegt, und daß zu dem dritten Kondensator (CS) ein Spannungsteiler (R 16, P3, /?20) parallel geschaltet ist, dessen Teilerabgriff mit der Basis des Begrenzertransistors (7*3) verbunden ist

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des Steuertransistors (7*1) einerseits über eine Reihenschaltung aus einem Widerstand (R 15) und einer in Durchlaßrichtung gepolten vierten Diode (D 8) mit der Kathode des steuerbaren Gleichrichters (Th) und andererseits mit der Basis eines Endtransistors (Γ2) in Form eines npn-Transistors verbunden ist, daß der Kollektor des Endtransistors (T2) einerseits mit der Basis des Steuertransistors (Ti) und andererseits über einen Widerstand (P 2, R 5) mit der Kathode der ersten Zenerdiode (Zl) verbunden ist, und daß der Emitter des Endtransistors (T2) einerseits über einen Widerstand (R 13) mit der Kathode des steuerbaren Gleichrichters (Th) und andererseits über einen Widerstand (A4) mit dem Steueranschluß des steuerbaren Gleichrichters (Th) verbunden ist.