DE2654534A1

DE2654534A1 - Drehzahlregelung und -steuerung eines universalmotors

Info

Publication number: DE2654534A1
Application number: DE19762654534
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Harsch; Peter Dipl Ing Werner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-12-02
Filing date: 1976-12-02
Publication date: 1978-06-08
Also published as: NL7713301A; CH626199A5; US4157491A

Description

R." 3591

23- 11. 1976 Pd/Do

Anlage zur
Patentanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Drehzahlregelung und -steuerung eines Universalmotors Zusammenfassung

Es wird eine elektronische Schaltung vorgeschlagen, die zur selbsttätigen Drehzahlregelung und -steuerung eines Universalmotors dient. Die Schaltung umfaßt eine Drehzahlregelung, die insbesondere zur Drehzahlbegrenzung des Motors dient, wobei die Regelgröße eine Spannung ist, die an einen in die Versorgungsleitung eingeschalteten Widerstand abfällt und eine Drehzahlsteuerung. Bei der Regelung wird von der Regelspannung ein Kondensator aufgeladen, der zur Zündung eines Thyristors dient. Die Regelung und Steuerung erfolgt mittels Thyristoren.

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer elektronischen Schaltung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der DT-OS 2 324 17²I ist bereits eine elektromotorisch angetriebene Handbohrmaschine mit regelbarer Drehzahl bekannt, bei der eine Regel- und eine Steuereinrichtung Verwendung finden. Die vorgeschlagene Schaltung hat den Nachteil, daß einerseits eine Vielzahl von Bauelementen beansprucht wird und daß andererseits zum Antrieb des Motors nur eine Halbwelle der Versorgungsspannung zur Verfügung steht. Der Leistungsbereich des Motors ist daher nicht ausnützbar.

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Vorteile der Erfindung 3 2654534

Die erfindungsgemäße Schaltung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß nur wenige Bauteile erforderlich sind und daß beide Halbwellen einer Wechselspannung zum Antrieb des Motors zur Verfügung stehen. Dadurch wird die Betriebssicherheit erhöht, die Herstellungskosten gesenkt und dem Motor ist die maximale Leistung entnehmbar.

Besonders vorteilhaft ist es, die elektronische Regelschaltung zur Drehzahlbegrenzung zu verwenden- Durch die Begrenzung der Drehzahl ist beispielsweise eine Überlastung der Lager im Leerlauf des Motors leicht zu vermeiden. Bei einer Belastung des Motors bleibt seine Drehzahl weitgehend konstant.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Besehreibung näher erläutert. Es zeigen Fig..1 ein örstes ikasführungsbeispiel der Erfindung als Regeischaltung₃ Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung als Regel- und Steuerschaltung.

Beschreibung der Erfindung

-In Fig. 1 liegt an Klemmen 11 und 12 eine "Wechselspannung als Versorgungsspannung an. Von der Klemme 11 führt eine Leitung zu einem Universalmotor 13, ein weiterer Anschluß des Motors 13 führt zu einem Verbindungspunkt Ik. An den Verbindungspunkt Ik ist in Sperrichtung eine Diode 15 und in entgegengesetzter Polarität ein Thyristor 16 angeschlossen. Sowohl Diode 15 als auch Thyristor 16 sind mit einem weiteren Verbindungspunkt IT verbunden. Zwischen dem Verbindungspunkt und einem Verbindungspunkt 19.ist ein Widerstand 18 geschaltet. Verbindungspunkt 19 steht mit Klemme 12 in Verbindung. Vom Verbindungspunkt 17 führt eine Leitung zu .einer Platte eines Kondensators 20, während die andere Platte des Kondensators 2o einerseits über einen Widerstand 21 mit der Steuerelektrode des Thy-

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ristors l€₃ andererseits mit jeweils einem Anschluß eines Widerstandes 22 und eines Widerstandes 2k in Verbindung steht. Dem Widerstand 22 folgt eine in Sperrichtung geschaltete Diode 23 ₃ von der eine Leitung zum Verbindungspunkt 19 führt. Dem Widerstand 24 folgt eine in Sperrichtung geschaltete Diode 25, die ihrerseits mit dem Verbindungspunkt Ik verbunden ist. Liegt an den Klemmen 11 und 12 die negative Halbwelle eines Wechselstromes an, so fließt stets ein Motorstrom über die Diode 15 und den Widerstand 18 zur Klemme 12. Der Spannungsabfall an Widerstand 18 wird über die Diode 23 und den Widerstand 22 auf den Kondensator■20 gegeben, so daß zu Beginn der positiven Halbwelle der Kondensator 20 auf einen durch den Motorstrom bestimmten Spannungswert, der am Widerstand 18 abfällt, aufgeladen, ist. In der positiven Halbwelle fließt zunächst kein Motorstrom, da Diode 15 sperrt und der Thyristor 16 nicht geschaltet ist. Der Kondensator 20 wird über den Widerstand 2k und die Diode 25 weiter aufgeladen, bis der Entladestrom vom Kondensator 20 über den Widerstand 21 ausreicht, um den Thyristor 16 zu zünden. Ist nun im Leerlauf der Motorstrom klein, wird der Kondensator 20 nur wenig aufgeladen, so daß die Nachladung über die Diode 25 und den Widerstand 2k bei der positiven Halbwelle nicht ausreicht, um den Thyristor 16 zu zünden. Die positive Halbwelle bleibt daher gesperrt. Der Motor 13 hat eine begrenzte Leerlaufdrehzahl, die dem Betrieb mit nur einer Halbwelle der Versorgungsspannung entspricht. Mit steigender Belastung nimmt der Motorstrom zu, Kondensator 20 wird stärker aufgeladen und durch Nachladen über Diode 25 und Widerstand 2k wird innerhalb der positiven Halbwelle der Thyristor 16 gezündet. Die Ladezeitkonstante kann durch entsprechende Wahl der Widerstände 22 und 2k so festgelegt werden, daß bei Nennlast der Kondensator 20 so weit aufgeladen wird, daß der Thyristor 16 sofort zu Beginn der positiven Halbwelle gezündet wird. Wenn der Motor 13 also mit Nennlast oder stärker belastet wird, liegt an seinen Klemmen die volle Versorgungsspannung.

In Fig. 2 'ist eine Klemme des Motors 13 mit der Klemme 11 und eine weitere Klemme des Motors 13 mit Verbindungspunkt Ik verbunden. Zwischen Verbindungspunkt Ik und Verbindungspunkt VJ

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ist ein Thyristor 30 in Sperrichtung·geschaltet. Zwischen Verbindungspunkt 17 und Verbindungspunkt 19, der seinerseits mit Klemme 12 in Verbindung steht, liegt der Widerstand 1.8. Von Verbindungspunkt 19 führt eine Diode 34 in Flußrichtung zu einem steuerbaren Widerstand 32. Der steuerbare Widerstand 33 steht einerseits mit einem Kondensator 31 und einer Triggerdiode 32 in Verbindung. Während der Kondensator 31 zum Verbindungspunkt 14 führt, steht die Triggerdiode 32 mit der Steuerelektrode des Thyristors 30 in Verbindung. Die Schaltungsanordnung nach Fig. 3 steht mit den Verbindungspunkten 14, 17 und 19 mit den entsprechenden Verbindungspunkten der Fig. 1 in Verbindung.. Die Diode 15 ist hierbei durch den Thyristor 30 ersetzt.

Liegt die negative Halbwelle der Wechselspannung an den Klemmen 11 und 12 an, so ist zunächst Thyristor 30 gesperrt. Der Kondensator 31 wird über die Diode 34 von dem einstellbaren Widerstand 33, der zur Drehzahleinstellung dient, aufgeladen, bis der Thyristor 30 über die Triggerdiode 32 gezündet wird. Dann fließt durch Widerstand 18 und Thyristor 30 ein Strom und erzeugt an Widerstand 18 eine Regelspannung, die über Widerstand 22 und Diode 23 den Kondensator 20 auflädt, so daß bei der positiven Halbwelle der Thyristor 16 entsprechend früher gezündet wird. Die Drehzahlabgrenzung ergibt sich entsprechend den bei der Beschreibung von Fig. 1 geschilderten Vorgang. In der angegebenen Schaltung wird die negative Halbwelle gesteuert, während die positve Halbwelle entsprechend dem Strom in der negativen Halbwelle geregelt wird. Sowohl bei der Schaltung nach Fig. 1 als auch bei der Schaltung nach Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 1 finden zum Antrieb des Motors beide Halbwellen der Wechselspannung Verwendung.

In Abhängigkeit vom Anwendungsfall ist es vorteilhaft, die Regelung ohne Steuerung einzusetzen oder aber Regelung und Steuerung miteinander zu verbinden. Zur Vermeidung von Spannungsspitzen ist es zweckmäßig, dem Thyristor 30 ein RC-Glied .parallelzuschalten. " .

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Leerseite

Claims

1J Schaltung zur selbsttätigen Drehzahlregelung und/oder -steuerung eines Universalmotors, der über einen Thyristor aus einer Wechselstromquelle gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis dem Thyristor (16) ein Widerstand (18) nachgeschaltet ist, daß dem Thyristor (16) eine Diode (15) in der dem Thyristor (16) entgegengesetzten Flußrichtung parallelgeschaltet ist, daß die zwischen Widerstand (18) und Thyristor (16) abgegriffene Spannung zur Aufladung eines Kondensators (20) über wenigstens eine Anordnung mit einer Diode (23_S 25) und einem Widerstand (22, 24) dient und daß ein Anschluß des Kondensators mit der Steuerelektrode des Thyristors (16) in Verbindung steht.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Thyristor (16) parallelgeschaltete Diode (15) als steuerbare Diode (30), insbesondere als Thyristor ausgeführt ist, dessen Steuerelektrode über eine Triggerdiode (32) mit einem in die Versorgungsspannung geschalteten Spannungsteiler (31, 33, 3*0 verbunden ist. ·· .

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode des Thyristors (16) über einen Widerstand (21) mit dem Kondensator (20) verbunden ist.

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