DE2305614A1

DE2305614A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR ADJUSTABLE PHASE INTERFACE CONTROL

Info

Publication number: DE2305614A1
Application number: DE19732305614
Authority: DE
Inventors: Kurt Stoeckler
Original assignee: J&J Marquardt KG
Current assignee: J&J Marquardt KG
Priority date: 1973-02-06
Filing date: 1973-02-06
Publication date: 1974-08-15

Description

Schaltungsanordnung zur einstellbaren Phasenanschnittsteuerung Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur einstellbaren Phasenanschnittsteuerung für elektrische Verbraucher, bei der ein Verbraucher über eine Gleichrichterbrückenschaltung mit zwei steuerbaren und zwei nicht steuerbaren Gleichrichtern an eine Speisewechselspannung angeschaltet ist. Circuit arrangement for adjustable phase control The invention relates to a circuit arrangement for adjustable phase control for electrical consumers with a consumer via a rectifier bridge circuit with two controllable and two non-controllable rectifiers to an AC supply voltage is turned on.

Einstellbare Phasenanschnittsteuerungen werden sehr häufig für die Einstellung der Drehzahl von Elektromotoren, insbesondere von Xollektormotoren verwendet. Für die elektrischen Antriebe von Handwerkzeugen, die sehr häufig aus Kollektormotoren bestehen, ist es wünschenswert, die Drehzahl dieser Motoren einstellbar variabel zu machen, damit sie an die unterschiedlichen Zubehöraggregate hinsichtlich ihrer Drehzahl optimal angepaßt werden können. Hierfür sind Schaltungsanordnungen bekannt geworden, die von der einfachen Polumschaltung bis hin zu komplizierten Phasenanschnittsteuerungen führen.Adjustable phase angle controls are very common for the Setting the speed of electric motors, especially used by collector motors. For the electric drives of hand tools, which very often consist of collector motors exist, it is desirable to adjust the speed of these motors variably to make so that they can be connected to the different accessory units with regard to their Speed can be optimally adapted. Circuit arrangements are known for this from simple pole-changing to complicated phase-angle controls to lead.

So sind beispielsweise Phasenanschnittsteuerungen für Kollektormotore bekannt, denen eine Gleichrichterbräckenschaltung vorgeschaltet ist, bei der zwei oder auch vier der die Gleichrichterbrücke bildenden elektrischen Ventile steuerbar ausgebildet sind.For example, there are phase angle controls for collector motors known, which is preceded by a rectifier bridge circuit, in which two or four of the electrical valves forming the rectifier bridge can be controlled are trained.

FEr diese steuerbaren Gleichrichter müssen jedoch Zdndmittel vorgesehen sein, die untereinander galvanisch getrennt sind, d. h. die untereinander nicht über einen gemeinsamen Potentialpunkt miteinander verbunden sind.However, ignition means must be provided for these controllable rectifiers that are galvanically isolated from one another, d. H. not among each other are connected to one another via a common potential point.

Diese äegenseitige Entkopplung der Zündmittel hat ihren Grund darin, daß beispielsweise über einen gemeinsamen Potentialpunkt Störungen und Beeinflussungen der einzelnen Zündglieder untereinander und auf die Gleichrichter im allgemeinen nicht zu vermeiden sind, so daß Drehzahlcchwzniungen und unter Umständen sogar Schäden an der Ihasenanschnittsteuerung entstehen.This mutual decoupling of the ignition means is due to that, for example, disturbances and influences via a common potential point the individual ignition elements with each other and on the rectifier in general are unavoidable, so that speed drops and possibly even damage at the rabbit gate control.

Es nuß also bei der Konzeption brückenartiger Phasenanschnittsteuerungen direkt darauf geachtet werden, daß die steuerbaren Gleichrichter mit Zündmitteln ausgestattet werden, die sich untereinander und den anderen steuerbaren Gleichrichtern gegenüber zu keinem Zeitpunkt des Betriebes gegenseitig beeinflussen.So it is necessary in the conception of bridge-like phase angle controls Direct attention must be paid to the fact that the controllable rectifier with ignition means be equipped, which among each other and the other controllable rectifiers do not influence each other at any time during operation.

Bei den bisher bekannt gewordenen Phasenanschnittsteuerungen mit Gleichrichterbrücken aus steuerbaren Ventilen war es daher nötig, bezüglich der Zündglieder einen unverhältnismäßig großen technischen Aufwand zu treiben. So sind z. B.In the previously known phase control with rectifier bridges from controllable valves it was therefore necessary to use a disproportionate ignition element to drive great technical effort. So are z. B.

zusätzliche teure und räumlich große Trenn- und Entkoppelungsglieder notwendig, die ihrerseits sogar andere elektrische Verbraucher stören können.additional expensive and spatially large separating and decoupling members necessary, which in turn can even interfere with other electrical consumers.

Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, eine Phasenanschnittateuerung für elektrische Verbraucher, insbesondere induktive elektrische Verbraucher, anzugeben, welche die vorstehend genannten Nachteile nicht aufweist, ohne großen zusätzlichen Aufwand realisiert werden kann und einen einfachen und weitgehend wartungsfreien Aufbau aufweist0 Pür eine Schaltungsanordnung zur einstellbaren Phasenanschnittsteuerung für elektrische Verbraucher, bei der ein Verbraucher über eine Gleichrichterbruckenschaltung mit zwei steuerbaren und zwei nicht steuerbaren Gleichrichtern an eine Speisewechselspannung angeschaltet ist, besteht die Erfindung darin, daß beide steuerbaren Gleichrichter durch ein gemeinsames Einstellglied steuerbar sind.The object of the invention is therefore to provide phase control for electrical consumers, in particular inductive electrical Consumers to indicate who do not have the disadvantages mentioned above, can be implemented without great additional effort and a simple and largely maintenance-free structure has a circuit arrangement for adjustable Phase angle control for electrical consumers, in which a consumer over a rectifier bridge circuit with two controllable and two non-controllable Rectifiers is connected to an AC supply voltage, the invention exists in that both controllable rectifiers can be controlled by a common setting element are.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung besteht darin, daß das gemeinsame Einstellglied aus einem RC-Glied und einem Diac besteht, der zwischen den Anschlußpunkt des Kondensators und des Jiderstandes und den gemeinsamen Verbindungspunkt der Steuerelektroden (gates) beider steuerbaren Gleichrichter geschaltet ist und daß das Einstellglied mit seinem einen Anschluß mit den gleichnamigen Polen zweier Dioden, deren andere Pole mit den Verbindungspunkten der steuerbaren Gleichrichter mit den nicht steuerbaren und mit seinem anderen Anschluß mit den anderen gleichnamigen Polen der steuerbaren Gleichrichter verbunden ist.An advantageous embodiment of the circuit arrangement according to the invention consists in the fact that the common setting element consists of an RC element and a diac exists between the connection point of the capacitor and the resistor and the common connection point of the control electrodes (gates) of both controllable Rectifier is connected and that the adjusting member with its one terminal with the poles of the same name of two diodes, the other poles with the connection points the controllable rectifier with the non-controllable and with its other connection is connected to the other poles of the same name of the controllable rectifier.

Eine vorteilhafte eiterbildung des Gegenstandes der Erfindung besteht darin, daß der widerstand des RC-Gliedes aus einem Festwiderstand und einem veränderbaren liderstand besteht.There is an advantageous pus formation of the subject matter of the invention in that the resistance of the RC element consists of a fixed resistor and a variable resistance exists.

Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist der eine Anschlußpunkt des festen Widerstandes mit dem Verbindungspunkt der gleichnamigen Pole der Dioden verbunden.According to an expedient embodiment, one connection point is the Fixed resistance connected to the connection point of the poles of the same name of the diodes.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Phasenanschnittsteuerung gegenüber den bekannten ist in der sehr einfachen und billigen Ausbildung der Zündeinrichtung zu sehen, da im Gegensatz zu den bekannten Phasenanschnittsteuerungen, die zu Jedem steuerbaren Gleichrichter ein getrenntes Zündglied erfordern, nunmehr für alle steuerbaren Gleichrichter nur ein Zündglied benötigt wird.The main advantage of the phase control according to the invention compared to the known is in the very simple and cheap design of the ignition device to see, as in contrast to the well-known phase angle controls that apply to everyone controllable rectifiers require a separate ignition element, now for all controllable Rectifier only one ignition element is required.

Hieraus resultiert ein weiterer Vorteil, nämlich der äußerst geringere Raumbedarf der Phasenabschnittsteuerung.This results in a further advantage, namely the extremely lower one Space requirement of the trailing edge control.

Der Vorteil des Raumbedarfs geht auch daraus hervor, daß die bisher bekannt gewordenen Zündeinrichtungen für diese Art der Phasenanschnittsteuerung zumindest einen Transformator für Jeden steuerbaren Gleichrichter erfordern.The advantage of the space requirement also results from the fact that the previously known ignition devices for this type of phase control require at least one transformer for each controllable rectifier.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines durch Zeichnungen erläuterten Ausführii'ngsbeispiel näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 das Schaltungsdiagramm einer Phasenanschnittsteuerung mit einer Gleichrichterbrückenschaltung, Fig. 2 das Schaltungsdiagrnmm des in der Erfindung verwendeten Einstellgliedes und Fig. 3 ein Spannungs-/Zeitdiagramm der Speisewechselspannung QL und der pulsierenden Gleichspannung U ab Ausgang der Brückenschaltung..In the following the invention is explained with reference to a drawing Exemplary embodiment described in more detail. 1 shows the circuit diagram a phase control with a rectifier bridge circuit, Fig. 2 the Circuit diagram of the adjusting member used in the invention and FIG Voltage / time diagram of the AC supply voltage QL and the pulsating DC voltage U from the output of the bridge circuit ..

Fig. 1 zeigt das Schaltbild der erfindungsgemäßen Phasenanschnittsteuerung für einen Kollektormotor (Universalmotor), dessen induktive Last mit #L bezeichnet ist. Die als Phasenanschnittsteuerung verwendete Gleichrichterbrückenschaltung besteht aus den beiden nicht steuerbaren Gleichrichtern G 1 und G 2, sowie den beidensteuerbaren Gleichrichtern TH 1 und TH 2, welch letztere als Bauelemente mit Xhyratroncharakter, wie beispielsweise Thyristoren ausgebildet sind.Fig. 1 shows the circuit diagram of the phase control according to the invention for a collector motor (universal motor), whose inductive load is denoted by #L is. The rectifier bridge circuit used as phase control is in place from the two non-controllable rectifiers G 1 and G 2, as well as the two controllable ones Rectifiers TH 1 and TH 2, the latter as components with Xhyratron character, such as thyristors are formed.

Diese beiden steuerbaren Gleichrichter TH 1 und TH 2 werden von einem gemeinsame Einstellglied ST gesteuert.These two controllable rectifiers TH 1 and TH 2 are from one common adjusting member ST controlled.

Wie Figur 1 weiter zeigt, ist der Kollektormotor über die Phasenanschnittsteuerung mit der Speisewechselspanung VL verbunen. Hierbei wird die Speisewechselspannung in bekannter Weise an die Brückenschaltun angelegt, an deren Ausgang der Elektromotor angeschlossen ist. Die Steuerelektroden, auch gates genant, der beiden steuerbaren Gleichrichter TH 1 und TH 2 sind miteinander und über einen Diac Di, wie Fig. 2 zeigt, mit dem Mittelpunkt A 1 eines den Zündzeitpunkt bestimmenden RC-Gliedes verbunden. Mit Hilfe des variablen Widerstandes R 2, der zusammen mit dem Festwiderstand R 1, wie Fig. 2 weiter zeigt, den Gesamtwiderstand R des RC-Gliedes bildet, ist der Zündzeitpunkt der steuerbaren Gleichrichter in einem relativ leichten Bereich wählbar. Das Zünden der steuerbaren Gleichrichter erfolgt über den Diac Di, der in Abhängigkeit von der augenblicklich anliegenden Halbwelle der Speisewechselspannung den einen oder den anderen Thyristor zündet.As Figure 1 further shows, the collector motor is via the phase control with the supply voltage VL verbun. This is the AC supply voltage applied in a known manner to the bridge circuit, at the output of which the electric motor connected. The control electrodes, also called gates, of the two controllable ones Rectifiers TH 1 and TH 2 are connected to one another and via a diac Di, as in FIG. 2 shows, connected to the center point A 1 of an RC element determining the ignition timing. With the help of the variable resistor R 2, which together with the fixed resistor R 1, as FIG. 2 further shows, forms the total resistance R of the RC element, is the The ignition timing of the controllable rectifier can be selected within a relatively easy range. The controllable rectifier is ignited via the diac Di, which is dependent on one of the currently applied half-wave of the alternating supply voltage or the other thyristor ignites.

Wie Fig. 2 weiter zeigt, ist der Kondensator C des RC-Gliedes mit den Kathoden der steuerbaren Gleichrichter TH lund TH 2 und dem einen Motoranschluß über den Anschlußpunkt A 5 verbunden. Der andere Anschluß des Motors ist über den Anschlußpunkt A 6 mit dem anderen Punkt des Ausgangs der Gleichrichterbrücke verbunden.As Fig. 2 further shows, the capacitor C of the RC element is with the cathodes of the controllable rectifiers TH 1 and TH 2 and the one motor connection connected via the connection point A 5. The other connection of the motor is via the Connection point A 6 connected to the other point of the output of the rectifier bridge.

Für die Steuerung der steuerbaren Gleichrcter über den Diac Di ist es wesentlich, daß die Aufladung des RC-Gliedes über die beiden Dioden D 1 und D 2 erfolgt. Diese Dioden D 1 und D 2 sorgen dafür, daß bei jeder Halbwelle ein steuerbarer Gleichrichter abgezündet wird. Der Zeitpunkt der Zündung ist durch den Jert des RC-Gliedes und die Charakteristik der steuerbaren Gleichrichter bestimmt. Wie bereits erwahnt wurde, ist der Zeitpunkt durch den regelbaren Widerstand R 2 wählbar, wobei dieser regelbare Widerstand über den Festwiderstand R 1 mit den Kathoden der beiden Dioden D 1 und D 2 über den Anschlußpunkt A 2 verbunden ist.For the control of the controllable rectifier via the diac Di is it is essential that the charging of the RC element via the two diodes D 1 and D 2 takes place. These diodes D 1 and D 2 ensure that a controllable Rectifier is ignited. The timing of the ignition is determined by the Jert des RC element and the characteristics of the controllable rectifier are determined. As already was mentioned, the point in time can be selected by the adjustable resistor R 2, whereby this adjustable resistor via the fixed resistor R 1 with the cathodes of the two Diodes D 1 and D 2 is connected via the connection point A 2.

Zur Verdeutlichung der Steuervorgänge dient die Figur 3.FIG. 3 serves to clarify the control processes.

Bei dieser Figur 3 ist in der Zeile a) die Speisewechselspannung, in der Zeile b) die pulsierende Gleichspannung am Ausgang der Brückenschaltung ohne Phasenabschnitt und in den Zeilen c) und d) die phasenangeschnittene Ausgangsspannung der Brückenschaltung dargestellt-.In this figure 3 is in line a) the AC supply voltage, in line b) the pulsating DC voltage at the output of the bridge circuit without Phase section and in lines c) and d) the phase-controlled output voltage the bridge circuit shown-.

Der Einfluß des Einstellgliedes ist aus Fig. 3, Zeilen c) und d) zu erkennen. Gegenüber der nicht phasenangeschnittenen pulsierenden Ausgangsgleichspannung, die in Zeile b) dargestellt ist, ist in Zeile c) eine nur schwach phasenangeschnittene pulsierende Ausgangsgleichspannung zu sehen.The influence of the setting member is shown in Fig. 3, lines c) and d) recognize. Compared to the non-phase-cut pulsating DC output voltage, those shown in line b) is, one is only weak in line c) phase cut pulsating DC output voltage.

Der Zeitpunkt des Phasenanschnitts ist hier mit Hilfe des regelbaren Viderstandes des RC-Gliedes für das Ende einer Halbwelle gewählt worden. Die Spannungs-Zeitfläche und damit die übertragene leistung ist in diesem Falle noch relativ hoch.The time of the phase control is adjustable here with the help of the Resistance of the RC element has been chosen for the end of a half-wave. The tension-time area and thus the power transmitted is still relatively high in this case.

Anders sind dagegen die Verhältnisse im Beispiel der Fig. 3, Zeile d). Hier ist der Zeitpunkt des Phasenanschnitts für den Anfang der Halbwelle gewählt worden, so daß sich insgesamt eine geringere Spannungs-Zeitfläche und damit eine geringere übertragene leistung ergibt.On the other hand, the situation in the example in FIG. 3, line, is different d). Here the point in time of the phase control is selected for the beginning of the half-wave been, so that overall a lower voltage-time area and thus a lower transmitted power results.

Zum Schutze der elektronischen Schaltung ist, wie Fig. 1 zeigt, parallel zu der induktiven Last eine Diode D 3 als sogenannte Freilaufdiode vorgesehen, die in bekannter weise die beim Abschalten einer induktiven Last auftretende hohe Spannung der entgegengesetzten Polarität kurzschließt und damit unwirksam macht.To protect the electronic circuit, as FIG. 1 shows, parallel to the inductive load a diode D 3 is provided as a so-called freewheeling diode, which in a known way the high voltage that occurs when switching off an inductive load short-circuits the opposite polarity and thus makes it ineffective.

Claims

Expectations

Circuit arrangement for adjustable phase control for electrical consumers, in which a consumer via a rectifier bridge circuit with two controllable and two non-controllable rectifiers to an AC supply voltage is switched on, characterized in that both controllable rectifiers (TH 1, TH 2; Fig. 1) can be controlled by a common setting element (ST).

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the common setting element (ST; Fig. 1, Fig. 2) from an RC element (RC, C) and a diac (Di) exists between the connection point (A 1) of the capacitor (G) and the resistor (R) and the common connection point (V) of the control electrodes (gates) of both controllable rectifiers (TH 1, TH 2) is connected and that the Adjustment element with its one connection (A 2) with the poles of the same name (cathodes) two diodes (D 1, D 2), the other poles (anodes) of which with the connection points (A 3, A 4) the controllable rectifier with the non-controllable (G 1, G 2) and with its other connection (A 5) with the others of the same name Poles (cathodes) of the controllable rectifier is connected.

3. Circuit arrangement according to claim 1 and / or 2, characterized in that that the resistor (R; Fig. 1, Fig. 2) of the RC element (R, C) consists of a fixed resistor (R 1) and a variable resistor (R 2).

4. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that the one connection point (A 2) of the fixed resistor (R 1; Fig. 1) with the connection point (A 2) is connected to the poles of the same name of the diodes (D 1, D 2).