DE2255015A1

DE2255015A1 - Drehzahlregelung

Info

Publication number: DE2255015A1
Application number: DE2255015A
Authority: DE
Inventors: Robert Hulme Brown
Original assignee: CAV Ltd
Current assignee: CAV Ltd
Priority date: 1971-11-10
Filing date: 1972-11-10
Publication date: 1973-05-17
Also published as: ES408658A1; DE2255015C3; GB1413476A; FR2160163A5; ZA727726B; JPS4858330A; ES435937A1; JPS529806B2; IT973432B; US3854079A; CA990782A; DE2255015B2

Description

2255Q15

PATENTANWXtTE DipUng. WERNER COHAUSZ-DiPL-InS₁WILHELM FLORACK . DipUng. RUDOLF KNAUF

4 Düsseldorf, SdiumannstraBe 97

C.A. V. Limited

v/ell Street

Birminghan, läigland 8. Hov. 1972

Drehza hlr agelung

Die Erfindung betrifft eine Drehzahlregelung für einen Gleichstrommotor, und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Regelung in einfacher und sweokni^;).:3iger Form vorzusehen.

\ Mms Drehzahlregelung geniiiS der Erfindung ist gekennz eic line t durch einen ersten und einen zweiten Transistor, die zur Bildung oines ileCiisckwellenosiiiLlators miteinander verbunden sind, liittel zum Einstellen des Inipulstastaverhältnissec· des Oszillators und einen dritten Transistor zur Verbindung in Reihe mit \ des Iotor und einer Lnergiequelle, wobei der Leitungszusband / des dritten Tranistors durch den Oszillator bestiraut ist, derart, daß die Mittel für eint- .innerung des durch den üotor fließenden Etrosis sorgen können.

Die Urfindun* ist nachstehend an ffand eines Ausführungsbeispiels ' unter Bezugnahme auf die Zeiclinung näher erläutert. In der Zeichnung sind j

\ Pig· 1 ein Schaltbild der Drehzahlregelung zusammera mit dem ; IIotor und

I'ig. 2 einen Teil einer Hegelvorrichtung, in der die Drehzahlregelung verwendet wird, sowie

li'i£. 3 eine Variante der in Pig. 1 gezeigten Schaltung.

GemäS Fig. 1 ist.ein Anschluß 10 bzw. 11 zum Anschluß an den Plus bzv. Minuspol einer Gleichstromquelle 12 vorgesehen. Peraer ist ein p-np-Transistor ⁵PI vorgesehen, dessen Emissionselektrode mit

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den Pluspol 10 und dessen Kollektor mit dem Minuspol 11 über einen widerstand ItI verbunden Bind. Der Kollektor des Transistors Tl ist wit der Steuerelektrode einej weiteren p-n-p~ Trrnsi3torg T2 verbunden, dessen .uiissiontielektrode mit dem Pluspol 10 über einen Widerstand H2 verbunden ist. Die Steuerelektrode des Transistors T1 ißt mit der Anode einer Diode D1 verbunden, deren Kathoda mit einen I^de dec V/iderstandselements eines Potentiometers Ρ0Ϊ1 verbunden ist. Dag andere Fnde des Widerstandseleinents des Potentiometers let mit der Anode einer Diode D2 verbunden, deren Kathode mit der Emissionselektrode des Transistors T2 verbunden ist. Der V/ischanschluß des Potentiometern ist mit ainer Platte eines Kondensators G1 verbunden, und die andere Platte diecss Kondensators ist mit dem Kollektor des Transistors T2 verbunden.

Der Kollektroä des Transistors T2 ist mit dem Minuspol 11 über Widerstände R33 und R4 in Reihe verbunden, und die Verbindung awLnchen diesen beiden 'Jiderütänden ist mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Trnnrüctors T 3 verbunden. Die i&iissionselektrode dieses Transistors Lab mit dew Iiinupol 11 über einen Widerstand Ii5 verbunden, und der Kollektror des Transistors 1'3 ist mit der Anode ein-jr Diode D 3 verbunden, deren Kathode mit dem Pluspol 10 verbunden ist. Parallel zur Diode D3 ist der Motor 13 geschaltet, bei dem es sich um eine Pernrnnemntmagnet- oder PeIdwicklurig3ansführung handeln kann. Ferner ist die Qnis si ons elektrode des Transistors T3 mit den Steuerelektroden von n-p-n-Transistoren T4 und T5 verbunden. Die Emissioneelektroden dieser beiden Transistoren sind mit de»m Minuspol 11 verbunden, während die Kollekbren derselben mit dem Kollektor des Transistors T3 verbunden sind.

Im Betrieb lädt bei Anschluß der Pole 10 und 11 an die Energiequelle der Kondensator G1 über die Widerstände H3 und R4 auf, ferner über den rechten Teil des V/iderstandselements des Potentiometers, die Diode D1 und den Emissionelektroden/Steuerelektrodenweg des Transistors T1. Auf Grund des fließenden Stroms

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wird der Transistor T1 leitend, und das hat den Effekt, die ,Steuerelektrodenspannung d'es Transistors T2 zu erhöhen, so daß dieser nicht leitend vird. Hit dem Laden des Kondensators beginnt sich der Transistor T1 au8zuschalten, und das verringert die Steuerelektrodenspannung des Transistors T2, um diesen leitend zu machen, wodurch die Bteuerelektrodenspannung des Transistors TJ erhöht wird. Dieser leitet ebenfalls";"und gleichzeitig bewirkt er ein Leiten der Transistoren T4 und T5> so daß Strom im Motor fließt.

Der Kondensator G1 entädt durch den Transistor T2 mit einer Geschwindigkeit, die vom Widerstand abhängt, welchen der linke Teil des Widerstandselements des Potentiometers bildet, und ■wenn der Kondensator entladen hat, beginnt der Transistor T1 wieder zu leiten und schaltet den Transistor T2 aus, so daß wiederum die Transistoren T5, T4 und T5 ausgeschaltet werden. Die Ladungsrate des Kondensators bestimmt sich großenteils durch den Widerstand, den der rechte Teil des Viöorstandseleinents des Potentiometers aufbringt, und die Entladungsrate des Kondensators bestimmt sich großenteils durch den Widerstand des linken Teils des Potentiometers. Indem also die Lage des Schiebers geändert wird, ändert sich die Lade- und Entladungszeit des Rechteekwellenoszillators umgekehrt, während die Gesamtarbeitsfrequenz des Oszillators im wesentlichen konstant bleibt. Indem also die Lage des Schiebers des Potentiometers so geändert wird, daß der mittlere Wert des im Motor fließenden Stroms und damit dessen Drehzahl geändert werden kann.

Die Diode D2 igt vorgesehen, um sicherzustellen, daß der Ladestrom für den Kondensator nur durch den rechten Teil des Wideretandselements des Potentiometers POT1 fließt, und die Diode D1 ist vorgesehen, um den Transistor T1 gegen eine umgekehrte Steuerelektroden-Emissionselektrodenspannung zu schützen, wenn der Traneistor T2 ausgeschaltet wird. · "

Ein Anwendungsbereich für eine solche Steuerschaltung besteht in

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der Regelung der Drehzahl eines von zwei Motoren eines Rollstuhls oder dergleichen, wobei es sich versteht, daß eine entsprechende Schaltung zur Steuerung dee anderen Motors vorgesehen ist. Die beiden Ilotoren sind mit Rädern auf gegenüberliegenden Seiten des Itolletuhls gekopppelt, und eine besondere Form einer Steuerung ist vorgesehen, die die OPotentiometer koppelt und gleichzeitig für ein Schalten der Motoreingangßanschlüsse sorgt, um eine umgekehrte Drehung derselben zu bewirken.

Das Potentiometer P0T1 gemäß Fig. 1 wird für diesen Zweck abgewandelt, wie das in Fig. 3 gezeigt ist, und aus dieser Figur ist zu ersehen, daß das Widerstandselement des Potentiometers POT2 mit einer mittleren Zapfstelle versehen ist, die mit der Anode der Diode D2 verbunden ist, während die gegenüberliegenden Enden des Widerstandcelements miteinander und mit der Kathode der Diode D1 verbunden sind. Wenn der Schieber des Potentioaeters sich in der dargestellten Hittellage befindet, lädt sich der Kondensator langsam auf und entlädt sich schnell, so daß der mittlere Wert des im zugehörigen Motor fließenden Stroms so klein ist, daß keine Drehung des Motors bewirkt wird. Der mittlere Vert dee Stroms erhöht sich, während der Schieber in die eine oder andere Richtung aus der Mittellage heraus verschieben wird.

Gemäß Fig. 2 sind die Potentiometer mit 14 bezeichnet, und nie sind in einer Arbeitsverbindung mit einem gegenüberliegenden Paar Ritzel 15 gekuppelt, die zu einem Differentialgetriebe gehören, welches ein Ritzel 16 aufweist, das mit den Ritzeln 15 kämmt. Das Ritzel 16 ist mit einem Steuerhebel 17 gekuppelt, und dieser 1st im Winkel um die Drehachse der Steuerglieder der Potentiometer 14 bewegbar, ferner um eine Achse senkrecht zu den genannten Achsen. Zusätzlich sind die Ritzel 15 mit Kurvenscheiben 16 gekuppelt, die die Funktion der Sohalter 19 steuern. Die Schalter 19 sind in den Verbindungen zu den Motoren enthalten und dienen zum Umschalten der Pole der Anschlußklemmen zum Erreichen einer Unsteuerung der Motoren. Ferner tdnd den Kurvenscheiben fedcrge-

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spannte Kurvenabtaster 20 zugeordnet, die die Kurvenscheiben und außerdem den Hebel 17 in die Mittellage vorspannen, wie das in den Zeichnungen dargestellt ist.

Wenn im Betrieb der Hebel in Sichtung nach vorn oder nach hinten bewegt wird, werden die Motoren in der entsprechenden Weise eingeschaltet, und die Motoren drehen sich, um beide Hader in die gleiche Hiehtung anzutreiben, wobei das MaS der Bewegung des Hebels die Drehzahl der Motoren bestimmt. Venn der Hebel seitlich aus der Mittellage heraus bewegt wird, drehen sich die Kurvenscheiben 18 und die Schieber der Potentiometer 14 in entgegengesetzte Sichtungen, und ein Motor läuft vorwärts, der andere rückwärts, so daß der Hollstuhl um eine Mittelachse gedreht wird. Eine Bewegung des Hebels in seitliche Sichtung, während er sich beispielsweise in einer Yorwärtslage befindet, bewirkt eine .änderung in der ralativen Drehzahl der Motoren, um eine Lenkwirkung zu erbringen.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

(1. !Drehzahlregelung kfür einen Gleichstrommotor, gekennzeichnet aurch einen ersten und einen zweiten Transistor, die zur Bildung eines Rechteckwellenoszillators miteinander verbunden sind, liittel zum Einstellen des Impulstastverhältniäses des Oszillators und einen dritten Transistor zur Verbindung in Heihe mit den Motor und einer linergisquelle, wobei der Leitungszustand des dritten Transistors durch den Oszillator bestimmt ist, derart, daß die Kittel für eine Änderung des durch den Motor fließenden Ctrons sorgen können.

2. Drehzahlregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der öszillaetor einen Kondensator aufweist, der durch eine Schaltung geladen wird, welche den Steuerelektroden-Emissionselektrodenweg des ersten Transistors enthält, und der durch eine Schaltung entladen wird, welche den Steuerelektroden-Emisr.ionselektrodenweg des zweiten Transistors enthält, wobei der erste Transistor für ein Halten des zweiten Transistors im ausgeschalteten Zustand während des Ladens des Kondensators sorgt.

3. Drehzahlregelung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daü die Schaltungen veränderliche Widersbandselenente aufweisen, lie jeweils zur Änderung das Imyulstastvcrhältnisses des Oszillators einstellbar 3ind.

.]. Drehzahlregelung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, di,!j dia¹ UHerstandsaLemeute in Reihe geschaltet sind und das Widerntandi!element eines Potentiometern bilden.

^rj. Drehzahlcsgelung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daü eine Platte des Kondensators mit dem Schieber des Potentiometer» verbunden n;t.

'). Drehzahlregelung nach Anspruch 5» gekennzeichnet durch Um-

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schaltmittel zum Umkehren des Stromf'lusses durch ,den Motor zum Beiwkrken einer Umkehrung der Drehrichtung des Motors..

7. Drehzahlregelung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Enden des Potentiometers miteinand&r verbunden sind und -eine ortsfeste Zapfstelle von der Mitte- ·.. des Widerstandselements das Uiderstandselement mit der Entladeschaltung des Kondensators verbindet.

8. Drehzahlregelung nach Anspruch 4 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Entladekreis des Kondensators eine Diode enthält, die ein Fließen von Ladestrom eLzum Kondensator von den Stromkreisteilen verhindert, kxielche dem Entladungsweg des Kondensators zugeordnet sind. - . _;

9· Drehzahlregler für zwei Gleichstrommotoren mit zwei Drehzahlregelungen nach' Anspruch 7»welche dem betreffenden Motor zugeordnet sind, gekennzeichnet durch ein Ausgleichgetriebe mit einem ersten Ritzel und zwei gegenüberliegenden Ritzeln, die damit kämmen, Mittel zum Verbinden der beiden Ritzel mit den betreffenden Potentiometern und einen Steuerhebel, der mit dem-ersten Ritzel gekoppelt ist und um die Achse des ersteh Ritzels herum zum Erreichen einer.entgegengesetzten Bewegung der Schieber der Potentiometer und um die gemeinsame Achse der beiden Ritzel herum zum Erreichen einer Bewegung der Schieber in die gleiche Richtung bewegbar, ist.,

10. Drehzahlregler nach Anspruch 9_». gekennzeichnet, durch eine Kurvenführung, die mit den beiden Ritzeln jeweils gekoppelt ist§ und die genannten Schalter schaltet, derart, daß bei einer Winkelbeiregiing des. Hebels um die Achse des ersten Ritzels, aus einer Zwischenlage die Motoren in gleieentgegengesetzte Richtungen laufen, wobei sich die Drehzahl mit der weiteren Bewegung des Hebels aus der Zwischenlage heraus erhöht. . . .-

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