DE2321948C3

DE2321948C3 - Power supply unit to keep the selectable speed of a DC motor constant, regardless of the load

Info

Publication number: DE2321948C3
Application number: DE19732321948
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 6748 Bad Bergzabern Rosenfeldt
Original assignee: Sybron Corp
Current assignee: Sybron Transition Corp
Filing date: 1973-05-02
Publication date: 1978-02-16

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Speisegerät zur lastunabhängigen Konstanthaltung der wählbaren Drehzahl eines Gleichstrommotors mittels eines mit Stromquelle und Anker in Reihe liegenden stromsteuernden Transistors und eines dessen Basis steuernden spannungsfühlenden Steuertransistors der durch ein Drehzahlwählpotentiometer in Abhängigkeit von dem Ankerstrom und von der Drehzahlvorwahl steuerbar ist.The invention relates to a power supply for the load-independent maintenance of the selectable Speed of a direct current motor by means of a current-controlling one lying in series with the current source and armature Transistor and a voltage-sensing control transistor controlling its base by a Speed selection potentiometer can be controlled as a function of the armature current and the speed preselection.

Ein Speisegerät diesen Aufbaus ist aus der DE-OS 15 88 643 bekannt. Dort wird durch einen bipolaren Transistor und über in den Ankerstromkreis geschalteten Widerstände einer der Belastung des Motors proportionalen Spannung einerseits und einer der Drehzahlvorwahl proportionalen Spannung andererseits, eine Steuerspannung für den in dem Ankerstromkreis liegenden Transistor erzeugt.A power supply of this structure is known from DE-OS 15 88 643. There is a bipolar Transistor and one of the load on the motor via resistors connected to the armature circuit proportional voltage on the one hand and a voltage proportional to the speed preselection on the other hand, generates a control voltage for the transistor lying in the armature circuit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Speisegerät hinsichtlich seiner Eigenschaften, Einstellbarkeit der Regelsteilheit und Stabilität, zu verbessern.The invention is based on the object of the known power supply unit with regard to its properties, Adjustability of the control steepness and stability to improve.

Erfindungsgemäß ist als spannungsfühlender Steuertransistor zur Basisansteuerung des stromsteuernden Transistors ein Sperrschicht-Feldeffekt-Transistor (FET) vorgesehen, der mit seinem Gate an dem Abgriff des Drehzahlwählpotentiometers und mit seinem Source-Anschluß an der am Motorstrompotentiometer abgegriffenen Spannung liegt.According to the invention is as a voltage-sensing control transistor for basic control of the current-controlling Transistor a junction field effect transistor (FET) is provided, the gate of which is connected to the tap of the speed selection potentiometer and with its source connection to the one on the motor current potentiometer tapped voltage lies.

Hiermit wird eine belastungsabhängige Gate-Source-Spannung erhalten. Der FET dient also als Stellglied für die eigentliche Drehzahl- und Drehmomenten-Steuerung. Durch die nahezu leistungslose Steuerung des FET und dessen hohe Verstärkung kann die Regelsteilheit in weiten Grenzen eingestellt werden. Regelschwingungen am Motor können durch entsprechende Kondensatoren am Drainanschluß des FET mit geringem Aufwand vermieden werden; auch der Langsamanlauf des Motors kann auf diese Weise verbessert werden.This creates a load-dependent gate-source voltage receive. The FET thus serves as an actuator for the actual speed and torque control. Due to the almost powerless control of the FET and its high gain, the control steepness in wide limits can be set. Control oscillations on the motor can be prevented by appropriate capacitors can be avoided at the drain terminal of the FET with little effort; also the slow start of the engine can be improved in this way.

By inserting a resistor from the source to

schluB des FET zum Motorstrompotentiometer wird zusätzlich erfingsgemäß eine Gegenkopplung erzeugt, die das Regelverhalten weitgehend von den bekannten Exemplarstreuungen bei Halbleiterbauelementen unabhängig machen.When the FET closes to the motor current potentiometer, a negative feedback is additionally generated according to the invention, which the control behavior largely independent of the known sample variations in semiconductor components do.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutertThe invention is explained below with reference to an embodiment shown in the drawing

Der Stromversorgungsteil, der stromsteuernde Transistor und der Motorstromkreis sind von üblichem Aufbau. So enthält der Stromversorgungsteil den Transformator 21, dessen Primärwicklung mit der Netzzuleitung 17 über den Einschalter 1 verbunden ist An die Sekundärwicklung ist der Gleichrichter 23 in Brückenschaltung angeschlossen, dessen Plus-Ausgang über den Schutzwiderstand 26 und den stromsteuernden Transistor 33 zum Drehrichtungsumschalter 39 und von da zum Ankeranschluß 14 dss Gleichstrommotors führt Der Minus-Ausgang des Brückengleichrichters 23 liegt an Geräte-Masse. Der andere Anschluß IS des Gleichstrommotors ist über den Drehrichtungsumschalter 39 und den Widerstand 12 an Geräte-Masse, und damit an den Minus-Ausgang des Gleichrichters 23 gelegt Dei Kondensatoren 24 und 25 dienen der Glättung des Motorgleichstroms. Die Steuerspannung wird am Ende einer Zusatzwicklung des Transformators 21 abgegriffen, durch die Diode 22 gleichgerichtet und über den Widerstand 28 und den Widerstand 74 an den Drainanschluß des Feld-Effekt-Transistors, kurz FET genannt, gelegt, sowie über den Widerstand 75 an den Emitter eines Transistors 76. Der Kondensator 27 und der Widerstand 28 bilden einen Tiefpaß für die Steuerspannung. Die Zenerdiode 30 stabilisiert die Steuerspannung bezüglich Geräte-Masse. Zwischen der Geräte-Masse und dem Ende der Zusatzwicklung wird über die Trimmer 7, 8 und 10 un einer Diode 79 eine negative Vorspannung entnommen, die durch die Zenerdiode 69 und den Kondensator 29 stabilisiert wird. Am Trimmer 8 ist diese negative Steuer-Spannung abgegriffen und über das Drehzahlwählpotentiometer 8' an Geräte-Masse gelegt.The power supply part, the current controlling transistor and the motor circuit are of the usual construction. So the power supply part contains the Transformer 21, the primary winding of which is connected to the power supply line 17 via the on / off switch 1 The rectifier 23 is connected to the secondary winding in a bridge circuit, its plus output Via the protective resistor 26 and the current-controlling transistor 33 to the direction switch 39 and from since the DC motor leads to the armature connection 14. The minus output of the bridge rectifier 23 is connected to device ground. The other connection IS of the DC motor is via the direction of rotation switch 39 and the resistor 12 to device ground, and thus to the negative output of the rectifier 23 The capacitors 24 and 25 are used to smooth the motor direct current. The control voltage is tapped at the end of an additional winding of the transformer 21, rectified by the diode 22 and via the resistor 28 and the resistor 74 to the drain connection of the field-effect transistor, or FET for short called, placed, as well as via the resistor 75 to the Emitter of a transistor 76. The capacitor 27 and the resistor 28 form a low-pass filter for the Control voltage. The Zener diode 30 stabilizes the control voltage with respect to the device ground. Between the Device ground and the end of the additional winding is via the trimmers 7, 8 and 10 and a diode 79 a negative bias voltage, which is stabilized by the Zener diode 69 and the capacitor 29, is taken. This negative control voltage is tapped at trimmer 8 and via the speed selection potentiometer 8 'connected to device ground.

Der Abgriff des Drehzahlwählpotentiometers 8' liegt über einen Widerstand 70 am Gate des Sperrschicht-Feldeffekt-Transistors 9'. Das Motorstrompotentiometer 11', das parallel zu dem vom Motorstrom durchflossenen Widerstand 12 liegt, liefert eine der Motorbelastung entsprechende Spannung, die über den Widerstand 38" an den Source-Anschluß des FET 9' gelangt. Man erreicht dadurch eine belastungsabhängige Gate-Source-Spannung. Durch Abgleich des Motorstrompotentiometers U' kann die Regelsteilheit in weiten Grenzen eingestellt werden. Der Kondensator 31', der zwischen dem Drain-Anschluß des FET und Geräte-Null liegt, verhindert Regelschwingungen und Spannungssprünge am Motor und begünstigt den gleichmäßigen Langsamlauf des Motors.The tap of the speed selection potentiometer 8 'is connected to the gate of the junction field effect transistor via a resistor 70 9 '. The motor current potentiometer 11 ', which is parallel to that of the motor current through which the resistor 12 flows, supplies a voltage corresponding to the motor load, which is across the Resistor 38 "reaches the source terminal of FET 9 '. This results in a load-dependent Gate-source voltage. By adjusting the motor current potentiometer U ', the control gradient in wide limits can be set. The capacitor 31 ', which is between the drain terminal of the FET and Device zero, prevents control oscillations and voltage jumps in the motor and promotes the smooth slow running of the engine.

Der Drain-Anschluß des FET liegt über den Widerstand 74 an der Steuerspannung, die etwas positiver ist, als die Motorbetriebsspannung, die der Gleichrichter 23 liefert. Die Steuerspannung wird durch die Zenerdiode 30 stabilisiert. Der Drain-Anschluß des FET ist über den Widerstand 23 mit der Basis des Transistors 76 verbunden, welcher als Verstärker für die Kaskadenschaltung der Transistoren 32,33 arbeitet, die den Motorstrom regeln. Durch die Wahl entsprechender Werte für den Kondensator 3Γ kann die Hochlaufgeschwindigkeit des Motors in weiten Grenzen eingestellt beeinflußt werden.The drain connection of the FET is connected to the control voltage via resistor 74, which is somewhat is more positive than the motor operating voltage supplied by the rectifier 23. The control voltage is through the Zener diode 30 is stabilized. The drain of the FET is through the resistor 23 to the base of the Transistor 76 connected, which works as an amplifier for the cascade connection of the transistors 32,33, the regulate the motor current. By choosing appropriate values for the capacitor 3Γ, the The run-up speed of the motor can be adjusted within wide limits.

For this purpose i sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Supply device for the load-independent maintenance of the selectable speed of a direct current motor by means of a current-controlling transistor in series with the current source and armature and a voltage-sensing control transistor controlling its base, which can be controlled by a speed selection potentiometer depending on the armature current and the speed preselection ^{, characterized in that a junction field effect transistor (9 1} ) is provided as the voltage-sensing control transistor for the base control of the stroin-controlling transistor, the gate of which is connected to the tap of the speed selection potentiometer (8 ') and its source connection to the motor current potentiometer ( H ') tapped voltage üegL

2. Feed device according to claim 1, characterized in that that the source terminal of the field effect transistor (9 *) via a resistor (38 ") to the Tap of the motor current potentiometer (H ') is placed

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