DE2830826A1

DE2830826A1 - Electronic control device for universal motor speed - has actual and required speeds applied as voltages to differential amplifier inputs

Info

Publication number: DE2830826A1
Application number: DE19782830826
Authority: DE
Inventors: Hans-Helmut Dr Ing Feldmann; Fritz Dipl Ing Germann; Franz Gross-Boelting; Rudolf Ing Grad Hache; Horst Scholz; Erwin Dipl Ing Stiltz; Franz Dipl Ing Taschke
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1978-07-13
Filing date: 1978-07-13
Publication date: 1980-01-24

Abstract

The high power motor speed control is achieved by balanced phase shifting control using a semiconductor control element. The device has a frequency pickup (2) generating a frequency (f) proportional to the motor speed (n), followed by a frequency into voltage convertor (22) whose output is connected to the non-inverting input (+) of a differential amplifier (4). It applies to the amplifier (4) input (+) an analogue DC voltage (U) proportional to the motor (12) speed. A continuously adjustable voltage generator (3) applies to the amplifier inverting input (-) the required speed (no) in the form of a DC voltage (Uo). The amplifier (4) output is connected to the phase shift control unit (5) which controls the phase of control signals for the semiconductor control unit (11).

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektronik-Einrichtung zur Dreh-The invention relates to an electronic device for turning

zahlregelung eines Universalmotors für eine Heimwerkermaschine hoher Leistung durch symmetrische Phasenanschnittsteuerung mittels eines gesteuerten Halbleiterstellgliedes in einer Zweiweg-Betriebsschaltung, mit Drehzahlhochlauf.number control of a universal motor for a home improvement machine higher Power through symmetrical phase control by means of a controlled semiconductor actuator in a two-way operating circuit, with speed ramp-up.

Eine derartige Einrichtung, beispielsweise für eine Winkelschleifmaschine, ist bekannt durch "Elektronik 1974 Heft 1, Seite 9off". Diese Elektronik-Einrichtung ist zur Drehzahlregelung eines mit Wechselstrom betriebenen Universalmotors hoher Leistung vorgesehen, mittels eines Stellgliedes, das aus zwei gegenparallelen Thyristoren besteht, durch Vollwellen-Phasenanschnittsteuerung, wobei diese Thyristoren die Zweiweg-Betriebsschaltung bilden. Die mit einem Tachogenerator erfaßte Drehzahl des Universalmotors wird dabei auf einen mit der Regelschaltung dieser Elektronik-Einrichtung festgelegten Wert geregelt, welcher der optimalen Nennumfangsgeschwindigkeit der Schleifscheibe angepaßt ist. Da bei Winkelschleifmaschinen mit hoher Aufnahmeleistung beim Einschalten au treten große Anlaufströmeund somit Leistungsschutzautomaten ansprechen können, wird durch die Regelschaltung der Anlaufstrom begrenzt und ein sanftes Hochlaufen bis zur Arbeitsdrehzahl bewirkt.Such a device, for example for an angle grinder, is known from "Elektronik 1974 Issue 1, page 9off". This electronics facility is higher for speed control of an alternating current operated universal motor Power provided by means of an actuator consisting of two counter-parallel thyristors consists, by full-wave phase control, these thyristors the Form two-way operating circuit. The speed recorded with a tachometer generator of the universal motor is on one with the control circuit of this electronic device specified value, which of the optimal nominal peripheral speed of the Grinding wheel is adapted. As with angle grinders with a high input power When switching on, there are high starting currents and thus circuit breakers can respond, the control circuit limits the starting current and turns it on causes gentle acceleration up to working speed.

Es sind auch schon Elektronik-Einrichtungen zur Drehzahlregelung von Universalmotoren, speziell für mit einem Universalmotor ausgerüstete Bohrmaschinen bekannt durch SCR-Manualn von General Electric, 3.Ausgabe von 1964, Seiten 142 bis 144 sowie beispielsweise durch DE-AS 1 277 417.There are already electronic devices for speed control of Universal motors, especially for drilling machines equipped with a universal motor known from SCR manuals from General Electric, 3rd edition from 1964, pages 142 bis 144 and, for example, by DE-AS 1 277 417.

Der grundsätzliche Unterschied dieser Elektroniken gegenüber der eingangs erwähnten Einrichtung besteht darin, daß bei diesen Elektroniken die Ist-Drehzahl durch eine durch die Remanenz des Motors induzierte EMK anstatt durch eine aus der Spannung eines Tachogenerators abgeleitete Gleichspannung dargestellt wird.The fundamental difference between these electronics and the one at the beginning Mentioned device consists in the fact that with these electronics the actual speed by one by the remanence of the motor induced EMF instead represented by a direct voltage derived from the voltage of a tachometer generator will.

Eine Elektronik mit EMK-Regelung ermöglicht eine Anpassung der Drehzahlkennlinie des Universalmotors an die Arbeitsbedingungen des Werkzeugs. Der Universalmotor hat bei Verwendung in einer Einweg-Betriebsschaltung auch bereits den Vorteil (gegenüber dem Nebenschlußmotor), daß das Drehmoment nahezu proportional dem Quadrat des Ankerstromes ist. Man hat daher den Universalmotor in den Anwendungen immer dann bevorzugt, wenn ein hohes Drehmoment und niedrige Drehzahl verlangt wurden. Durch die oben angegebene Literaturstelle ist die Verwendung des Universalmotors in einer Zweiweg-Betriebsschaltung, nämlich in der Gleichstromdiagonale eines Gleichrichters in Graetzschaltung, bekannt, jedoch zwecks Ausbildung eines drehzahlgeregelten und- halbwellengesteuerten Antriebes mit Drehrichtungsumkehr.Electronics with EMF control enable the speed characteristic to be adapted of the universal motor to the working conditions of the tool. The universal motor When used in a one-way operating circuit, it already has the advantage (compared to the shunt motor) that the torque is almost proportional to the square of the armature current is. The universal motor has therefore always been preferred in applications when high torque and low speed were required. By the above Reference is the use of the universal motor in a two-way operating circuit, namely in the direct current diagonal of a rectifier in Graetz circuit, known, however, for the purpose of forming a speed-controlled and half-shaft controlled drive with reversal of direction of rotation.

Das Verhalten eines Universalmotors großer Leistung gemäß seiner vom Höchstwert im Leerlauf mit zunehmendem Drehmoment stark fallenden Drehzahl-Charakteristik wird indessen bei der Anwendung für Elektrohandwerkzeuge trotz ihrer Anpassungsfähigkeit als nachteilig und unerwünscht angesehen. Bei einer Handbohrmaschine beispielsweise verhindert beim Ansetzen des Bohrers die hohe Drehzahl der unbelasteten Maschine ein präzises Arbeiten. Erwünscht ist es daher, auch bei einer leistungsstarken Maschine das Handwerkzeug-bei niedriger Drehzahl des Motors an das Werkstück ansetzen zu können und es dann auf eine gewünschte einstellbare Arbeitsdrehzahl sanft anlaufen zu lassen, bei der die Drehzahl stabilisiert wird.The behavior of a universal motor of great power according to its dated Maximum value when idling with increasing torque, sharply decreasing speed characteristics is, however, used for electric hand tools in spite of their adaptability viewed as disadvantageous and undesirable. With a hand drill, for example prevents the high speed of the unloaded machine when the drill is applied precise work. It is therefore desirable, even with a powerful machine Apply the hand tool to the workpiece at low engine speed and then gently start up to a desired adjustable working speed at which the speed is stabilized.

Hiervon ausgehend ergibt sich die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, nämlich eine mit mehreren Funktionen eingerichtete Steuerungs- und Regelungselektronik für Heimwerkermaschinen mit Universalmotor insbesondere großer Leistung, zu schaffen, wobei der Universalmotor in einer Zweiweg-Betriebsschaltung angetrieben wird, mit der das Werkzeug im Sanftanlauf auf eine Drehzahl gesteuert wird, die im Arbeitsbereich stufenlos eingestellt werden kann, und mit der ferner eine störungs- und belastungsunabhängige Drehzahlregelung und Stabilisierung bei dem eingestellten Wert erreicht wird.Proceeding from this, the object on which the invention is based arises is, namely one set up with multiple functions Control and control electronics for do-it-yourself machines with universal motors in particular great performance, to create, the universal motor in a two-way operating circuit is driven, with which the tool is controlled to a speed in a soft start which can be continuously adjusted in the work area, and also with the a disturbance and load independent speed control and stabilization the set value is reached.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale und Mittel im Zusammenwirken dieser Mittel.This object is achieved according to the invention by the claims 1 marked features and means in the interaction of these means.

Erfindungsgemäß ausgerüstete Heimwerkermaschinen zeichnen sich gegenüber dem Stand der Technik; insbesondere gegenüber Handbohrmaschinen trotz erheblicher Leistungssteigerung des Universalmotors vorteilhaft aus durcherhöhte Gebrauchseignung und Bedienungsfreundlichkeit, was sich unter anderem in einem besseren Drehzahl-Drehmoment-Verlauf und einer besseren Laufruhe zeigt.Do-it-yourself machines equipped according to the invention are distinguished from one another the state of the art; especially compared to hand drills despite considerable Increased performance of the universal motor is advantageous due to increased suitability for use and user-friendliness, which among other things translates into a better speed-torque curve and shows smoother running.

Weitere Ausbildungen der Erfindung beziehen sich auf die im Anspruch 1 gekennzeichneten Mittel im einzelnen, nämlich zunächst auf einen einstellbaren Spannungsgeber, der die im Anspruch 2 gekennzeichneten Merkmale aufweist. Mit diesem Spannungs geber läßt sich unter Verwendung eines Integrators ein Sanft anlauf des Universalmotors mit linearem Anstieg der vorgegebenen Soll-Drehzahl erzielen. Ein weiterer Spannungsgeber, dessen Merkmale im Anspruch 3 gekennzeichnet sind, dient dazu, beim Anlauf der Maschine zuerst eine niedrige Drehzahl, die sogenannte Anbohrdrehzahl, fest vorzugeben.Further developments of the invention relate to that in the claim 1 identified means in detail, namely initially to an adjustable Voltage generator which has the features characterized in claim 2. With this Voltage encoder can be used to start the smoothly using an integrator Achieve universal motor with a linear increase in the specified target speed. A Another voltage transmitter, the features of which are characterized in claim 3, is used in addition, when the machine starts up, first set a low speed, the so-called tapping speed, to be fixed.

Nach Erreichen dieser Anbohrdrehzahl kann von diesem Spannungsgeber auf den einstellbaren Spannungsgeber umgeschaltet werden.After this tapping speed has been reached, this voltage transmitter can be switched to the adjustable voltage transmitter.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung beziehen sich im einzelnen auf Mittel, die die in den Ansprüchen 7 und 8 gekennzeichneten Merkmale zur Anzeige der Drehzahl alternativ aufweisen.Further embodiments of the invention relate in detail to Means having the features characterized in claims 7 and 8 for display alternatively have the speed.

Ausgestaltungen der Erfindung beziehen sich weiterhin auf den einstellbaren und den weiteren Spannungsgeber mit den gemeinsam im Anspruch 4 gekennzeichneten Ausführungsmerkmalen, ferfer auf den einstellbaren Spannungs geber allein mit dem in den Ansprüchen 5 und 6 gekennzeichneten Ausführungsmerkmalen zur Drehzahlbegrenzung.Refinements of the invention also relate to the adjustable one and the further voltage generator with those jointly characterized in claim 4 Design features, ferfer to the adjustable voltage encoder alone with the in the claims 5 and 6 characterized design features for speed limitation.

Schließlich bezieht sich die Erfindung in weiterer Ausgestaltung auf einen Frequenz-Spannungs-Wandler, dessen Ausgang die im Anspruch 7 angegebenen Ausführungsmerkmale aufweist. Mit dieser Maßnahme wird ermöglicht, daß für den Sanftanlauf dem als Regler dienenden Differenzverstärker der Elektronik bei der Ist-Drehzahl Null ein Spannungswert vorgegeben und zugeführt werden kann, der das Reglerausgangssignal auf einen definierten Anfangswert bringt.Finally, in a further embodiment, the invention relates to a frequency-voltage converter, the output of which has the features specified in claim 7 having. With this measure it is made possible that as a controller for the soft start used differential amplifier of the electronics at the actual speed zero a voltage value can be specified and fed to the controller output signal to a defined Brings initial value.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und ist nachstehend beschrieben. Es zeigt Figur 1 eine Elektronik-Einrichtung für eine Heimwerkermaschine mit Universalmotor als Prinzipschaltung zum Steuern und Regeln in Blockdarstellung Figur 2 einen Teil der Steuerungs- und Regelungsschaltung nach Figur 1 In den Figuren sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described below. It shows Figure 1 an electronic device for a do-it-yourself machine with a universal motor as a basic circuit for controlling and Rules in a block diagram Figure 2 shows a part of the control and regulation circuit According to FIG. 1 In the figures, the same elements are given the same reference numerals Mistake.

In der Prinzipschaltung zum Steuern und Regeln nach Fig. 1 sind nur die Bestandteile oder Mittel dargestellt, die für die Funktionen zum Steuern und Regeln Elektronk-Einrichtung notwendig und wesentlich sind. Halbleiterstellglied des (äußeren) Regelkreises ist ein Triac 11, der in Reihenschaltung mit einem Universalmotor 12 in einem nicht dargestellten Betriebsstromkreis 1 mit einer Wechselstromquelle enthalten ist. Der Regelkreis enthält mit dem Motor 12 beginnend und sich schliefend in Wirkungsverbindung miteinander einen Frequenzgeber 2, einen Frequenz-Spannungs-Wandler 22, einen Regler 4, dem eine "Sollvorgabe" aus einem einstellbaren Spann,2ngsge)er 3 über eine Konstantstromstufe 31 und einen Integrator 32 zugeordnet ist, ferner eine Phasenanschnitt-Steuereinheit 5 und schließlich den Triac 11. Über den Regelkreis wird eine Regelung der Drahzahl n des Universalmotors 12 auf vorgegebener Soll-Drehzahl nO in bekannter Weise bewirkt durch eine symmetrische Fhasenanschnittsteuerung mittels des Triacs 11. Dabei werden beide Halbwellen der Betriebsspannung der erwähnten Wechselstromquelle unter jeweils eichen Steuerwinkeln angeschnitten (Vollwellensteuerung) und dadurch der Motorankerstrom verändert. Die vorausgehend angeführten Bestandteil des Regelkreises sind im einzelnen wie folgt ausgebildet: Ein Frequenzgeber 2 ist an die Antriebswelle des Universalmotors 12 angekuppelt. Dieser Frequenzgeber erzeugt an seinem Ausgang eine Frequenz f, die der erfaßten Drehzahl n proportional ist. Dem Frequenzgeber in dem Regelkreis nachgeordnet ist ein Frequenz-Spannungs-Wandler 22, dessen Frequenzeingang die Frequenz f zugeführt ist. Der Wandler 22 bildet an seinem Ausgang A eine der Ist-Drehzahl n des Motors 12 analoge Gleichspannung U. Die Ausgangsstufe 22A des Frequenz-Spannungs-Wandlers ist in der Figur 2 rechts dargestellt; sie kann mit einem Transistor 22A1, der in einem ohmschen Spannungsteiler zwischen zwei Widerständen 22A2 und 22A3 angeordnet ist, ausgeführt sein.In the basic circuit for controlling and regulating according to FIG. 1 are only those components or means are shown which are necessary for the control functions and rules of electronics equipment are necessary and essential. Semiconductor actuator of the (outer) control circuit is a triac 11, which is connected in series with a universal motor 12 in an operating circuit 1 (not shown) with an alternating current source is included. The control loop contains starting with the motor 12 and closing in operative connection with one another a frequency generator 2, a frequency-voltage converter 22, a controller 4, to which a "target value" from an adjustable tension, 2ngsge) he 3 is assigned via a constant current stage 31 and an integrator 32, furthermore a phase control unit 5 and finally the triac 11. Via the control loop is a regulation of the number of wires n of the universal motor 12 to a predetermined target speed nO brought about in a known manner by means of a symmetrical bevel gating control of the triac 11. Both half-waves of the operating voltage of the mentioned AC power source cut at respective control angles (full wave control) and thereby the motor armature current changes. The component listed above of the control loop are designed as follows: A frequency generator 2 is coupled to the drive shaft of the universal motor 12. This frequency generator generates at its output a frequency f which is proportional to the detected speed n. A frequency-voltage converter is arranged downstream of the frequency generator in the control loop 22, the frequency input of which is supplied with the frequency f. The converter 22 forms on its output A is a DC voltage U analogous to the actual speed n of the motor 12. The output stage 22A of the frequency-voltage converter is on the right in FIG shown; it can be with a transistor 22A1, which is in an ohmic voltage divider is arranged between two resistors 22A2 and 22A3.

Mit Hilfe des Frequenzgebers 2 und des Frequenz-Spannungs Wandlers 22 wird sonach die Ist-Drehzahl des Motors als eine Gleichspannung analog aufbereitet.With the help of the frequency generator 2 and the frequency-voltage converter 22 the actual speed of the motor is processed analogously as a DC voltage.

Andererseits wird ebenfalls als eine Gleichspannung eine Soll-Drehzahl nO mit Hilfe eines Spannungsgebers 3 vorgegeben. Spannungsgeber ist eine Gleichspannungsquelle, mit der eine Gleichspannung U0 als Konstantspannung in der Spannungshöhe bis zu einem Grenzwert für den Stellbereich der Dreh7ahl stufenlos eingestellt werden kann. Es genügt ein feingängiges Potentiometer, das mit einem ohmschen Festwiderstand zusammen einen verstellbaren Spannungsteiler bildet. Ein solcher Spannungsgeber mit einem Potentiometer 31 und einem Festwiflerstand 32 ist in dre Figur 2 dargestellt. Die Konstantspannung U0, mit der eine Soll-Drehzahl nO vorgegeben wird, liegt zwischen dem verstellbaren Abgriff 31A des Potentiometers und dem Bezugspotential P der Schaltung nach Fig. 2.On the other hand, a target speed is also used as a DC voltage nO specified with the aid of a voltage generator 3. Voltage transmitter is a DC voltage source, with a direct voltage U0 as a constant voltage in the voltage level up to a limit value for the setting range of the speed can be continuously adjusted. A sensitive potentiometer with a fixed ohmic resistor is sufficient together form an adjustable voltage divider. Such a voltage generator with a potentiometer 31 and a Festwiflerstand 32 is shown in three Figure 2. The constant voltage U0, with which a target speed nO is specified, lies between the adjustable tap 31A of the potentiometer and the reference potential P of the circuit according to Fig. 2.

Das Potentiometer ist so angeordnet, daß der obere Grenzwert der Spannung U0 in der oberen Endstellung des Abgriffs die stabilisierte Spannung UB ist.The potentiometer is arranged so that the upper limit value of the voltage U0 is the stabilized voltage UB in the upper end position of the tap.

Die Gleichspannungen U und U0 sind den zwei Eingängen (+) und (-) resp. eines Differenzverstärkers 4, der eine Beschaltung 41 hat und als Regler zur Drehzahlregelung dient, getrennt zugeführt. Die Beschaltung 41 ist ein Rückführungs-RC-Glied, das mit dem Widerstand R im Wirkungszusammenhang liegt. Nach den Figuren 1 und 2 ist die Konstantspannung U0 (Soll-Drehzahl) des Spannungsgebers 5 über einen Vorwiderstand 34 und eine Entkopplungsdiode 33, ferner über einen Integrator 35 mit Kondensator C und einer als Konstantspannungs-Konstantstrom-Wandler wirkenden Stufe mit einem selbstleitenden Beldeffekttransistor 351, der im folgenden kurz mit FET bezeichnet; wird, sowie ein Steuerwiderstand 352 dem Reglereingang (-) zugeführt. Der Kondensator wird jeweils (während der Anlaufzeit) mit einem durch die FET-Stufe konstant;gesteuerten Strom auf die durch 3 vorgegebene Konstantspannung U0 aufgeladen. Es wird dadurch eine jeweils von Null auf den Endwert U0 ier Wonstantspannung zeitlich linear ansteigende Soll-Drehzahl vorgegeben und der Universalmotor 12 durch den Regler 4 jeweils aus dem Stillstand sanft anlaufend und hochlaufend auf eine den Endwert U0 der Konstantspannung proportionale Soll-Drehzahl n0 gesteuert. Für den Kondensator C genügt vorteilhaft eine nach Maßgabe der gewünschten Anlaufzeit verhältnismäßig kleine Kapazität. Beim Abschalten der Einrichtung bewirkt der selbstleitende FET 351 eine Schnellentladung des Kondensators C über den Widerstand 32', damit bei erneutem Einschalten der Sanftanlauf wieder sichergemacht wird.The DC voltages U and U0 are the two inputs (+) and (-) resp. a differential amplifier 4, which has a circuit 41 and as a controller for Speed control is used, fed separately. The circuit 41 is a feedback RC element, which is related to the effect of the resistance R. According to Figures 1 and 2 is the constant voltage U0 (target speed) of the voltage generator 5 via a series resistor 34 and a decoupling diode 33, furthermore via an integrator 35 with a capacitor C and a stage acting as a constant voltage-constant current converter with a Self-conducting Beldeffekttransistor 351, which in the following is referred to as FET for short; and a control resistor 352 is fed to the controller input (-). The condenser is each (during the start-up period) with a through the FET stage constant; controlled current charged to the constant voltage U0 specified by 3. As a result, a constant voltage changes from zero to the final value U0 ier over time linearly increasing target speed predetermined and the universal motor 12 by the Controller 4, starting gently from standstill and ramping up to one of the End value U0 of the constant voltage proportional target speed n0 controlled. For the Capacitor C advantageously suffices proportionally in accordance with the desired start-up time small capacity. When the device is turned off, the normally on FET causes 351 a rapid discharge of the capacitor C via the resistor 32 ', so that at switching on again, the soft start is made safe again.

Der Sanfthochlauf der Drehzahl kann gegebenenfalls auch etappenweise über mehrere Betriebsstufen bei jeweils konstant vorgegebenen rind nacheinander stufenweise erhöhten ooll-Drehzahlen gesteuert werden. Des weiteren kann beispielsweise bei einer ffandbohrmaschine der anfthochlauf der Drehzahl über eine vorübergehende sogenannte Anbohrstufe mit einer niedrigen Drehzahl gestellert werden. Dies geschieht mittels eines dem einstellbaren Spannungsgeber 3 nebengeordneten weiteren Spannungsgebers 3', mit dem eine Soll-Drehzahl als Konstantspannung vorgegeben wird, die niedriger als die Drehzahl n0 ist. Der Spannungsgeber 3' ist in der Figur 2 dargestellt als ohmscher Spannungsteiler mit zwei Widerständen 31' und 32', dessen Teilpunkt mit der oben erläuterten FET-Stufe eingangsseitig ständig verbunden ist. Der über die Elemente 33 und 34 ebenfalls mit dem Eingang der FET-Stufe verbundene einstellbare Spannungsgeber 3 hingegen ist zuschaltbar ausgebildet mittels eines Kontaktes 315, der im Spannungsteiler von 3 liegt. Der Kontakt 315 ist während des Anlaufens des Motors auf die Anbohrdrehzahl sowie während des Anbohrens geuRfnet uni kann. z.B. handgesteuert, geschlossen werden, damit dann der Motor eine höhere vorgegebene Soll-Drehzahl anläuft.The smooth run-up of the speed can also be done in stages, if necessary one after the other over several operating stages with constant specified beef gradually increased ooll speeds can be controlled. Furthermore, for example In the case of an on-site drilling machine, the starting speed of the speed is temporarily increased so-called tapping stage can be set at a low speed. this happens by means of a further voltage transmitter arranged alongside the adjustable voltage transmitter 3 3 ', with which a target speed is specified as a constant voltage, the lower than the speed is n0. The voltage generator 3 'is shown in Figure 2 as Ohmic voltage divider with two resistors 31 'and 32', the subpoint with the FET stage explained above is continuously connected on the input side. The one about the Elements 33 and 34 are also adjustable connected to the input of the FET stage Voltage transmitter 3, on the other hand, is designed to be switchable by means of a contact 315, which is in the voltage divider of 3. The contact 315 is during the start-up of the Motor to the tapping speed as well as during tapping. e.g. manually controlled, closed so that then the engine a higher one specified target speed starts up.

Der Spannungsgeber 3' wird mit dem Schließen von 315 unwirksam, sofern die von 3 vorgegebene Konstantspannung größer ist als die von 3'.The voltage generator 3 'becomes ineffective with the closing of 315, if the constant voltage given by 3 is greater than that of 3 '.

Am Ausgang des Reglers 4 wird das Regelausgangsaignal Ust gebildet und dem Eingang einer Phasenanschnitt-Steuereinheit 5 zugeführt. Das Reglersignal Ust ist ein Spannungssignal, durch dessen Höhe die Phasenlage der Einschaltsignale für den Triac 11 festgelegt wird, die mittels eines Impulsverstärkers 51 in Steuerimpulse umgesetzt werden. Der Impulsverstärker 51 wird verzögert wirksam und gibt die Steuerimpulse frei.The control output signal Ust is formed at the output of the controller 4 and fed to the input of a phase control unit 5. The controller signal Ust is a voltage signal, the level of which determines the phase position of the switch-on signals for the triac 11 is set, which by means of a pulse amplifier 51 in control pulses implemented. The pulse amplifier 51 is effective with a delay and gives the control pulses free.

Die Festlegung der Phasenlage der Einschaltsignale und somit des l'hasenanschnitt- oder Steuerwinkels der Steuerimpulse in Abhängigkeit von Ust mittels der Einheit 5 geschieht in bckannter Weise, z . B. wie in Figur 1 mit Pos. 5 angedeutet, dadurch, daß die Signalhöhe von Ust mit einer sägezahnförmigen Gleichspannung in Abhängigkeit von Ust, deren Kippzeitpunkte mit den Nulldurchgängen der Wehselspannung der Wechselstromquelle synchronisiert sind, verglichen wird.The definition of the phase position of the switch-on signals and thus the phase angle or the control angle of the control pulses as a function of Ust by means of the unit 5 happens in a bckannter way, for. B. as indicated in Figure 1 with pos. 5, thereby, that the signal level of Ust with a sawtooth-shaped DC voltage as a function of Ust, whose breakover times correspond to the zero crossings of the alternating voltage of the alternating current source are synchronized, is compared.

Die zur Drehzahlregelung und Drehzahlstabilisierung angewendete bekannte Phasenanschnittsteuerung ist bei der beschriebenen Elektronik dadurch vorteilhaft weiter ausgebildet, daß noch bei Stillstand des Motors nach dem Zuschalten der Betriebsspannung Ugfür die Elektronik (s. Figur 2) eine Vorspannung (Gleichspannung) dem Ist-Eingang (+) des Reglers 4 zugeführt wird. Diese Vorspannung wird nach Figur 2 am Ausgang A des Wandlers 22 über einen der Reihenschaltung 22A1 und 22A2 der Wandler-Ausgangsstufe 22A parallelen Widerstand 23 an dem Widerstand 22A3 gebildet. Die Vorspannung bewirkt eine Ansteuerung des Reglers 4 in dem Sinne, daß dessen Ausgang unabhängig von der Offsetspannung des Reglers auf einen defin. Anfangswert gebracht wird.The known used for speed control and speed stabilization Phase control is therefore advantageous in the electronics described further developed that even when the motor is at a standstill after switching on the operating voltage Ug for the electronics (see Figure 2) a bias voltage (direct voltage) to the actual input (+) of the controller 4 is supplied. This bias is shown in Figure 2 at the output A of the converter 22 via one of the series circuit 22A1 and 22A2 of the converter output stage 22A parallel resistor 23 is formed across the resistor 22A3. The bias causes a control of the controller 4 in the sense that its output is independent of the Offset voltage of the controller to a defin. Initial value is brought.

Die beschriebene Elektronik-Einrichtung ist ferner mit einem Drehzahl-Digital-Anzeiger ausgestattet, welcher mit dem Frequenzgeber und einem nachgeordneten elektronischen Zähler 21 mit digitaler Anzeige unter Berücksichtigung der Ubersetzung des Motorgetriebes ausgebildet ist. Alternativ hierzu kann ein Drehzahl-Anzeiger, und zwar ein Analog-Anzeiger 22', vorgesehen werden, welcher mit dem Frequenzgeber 21 und dem Wandler 22 unter Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses des Motorgetriebes ausgebildet ist.The electronic device described is also equipped with a digital speed indicator equipped with the frequency generator and a downstream electronic Counter 21 with digital display, taking into account the translation of the motor transmission is trained. Alternatively, a speed indicator can be used, namely an analog indicator 22 ', which is connected to the frequency generator 21 and the converter 22 under Taking into account the gear ratio of the engine transmission is formed.

Elektronik-Einrichtungen gemäß der Erfindung sind zur Drehzahlregelung von Universalmotoren allgemein verwendbar, denn sie können eingesetzt werden bei allen möglichen mit Universalmotoren angetriebenen Heimwerker- wie auch sonstigen und größeren Elektrowerkzeugen.Electronic devices according to the invention are for speed control of universal motors generally usable, because they can be used with all kinds of do-it-yourselfers and others powered by universal motors and larger power tools.

Die Bestandteile der erfindungsgemäßen Einrichtung, z.B. 21, 22, 35, , 4 und 5 sind Komponenten, die zum Teil auch in integrierter Bauform verfügbar sind. Die Bestandteile der Einrichtung und somit ihre Funktionen können übrigens insgesamt oder auch teilweise - wie beispielsweise die Komplexe aus den Bestandteilen 21, 22 ferner 35, 4 oder 4, 5 - in einen integrierten Schaltkreis zusammengefaßt werden.The components of the device according to the invention, e.g. 21, 22, 35, , 4 and 5 are components, some of which are also available in an integrated design are. Incidentally, the components of the facility and thus its functions can in whole or in part - such as, for example, the complexes made up of the components 21, 22 and 35, 4 or 4, 5 - combined in an integrated circuit will.

Claims

"Electronic device for speed control of a universal motor" Claims g Electronic device for speed control of a universal motor high performance through symmetrical phase angle control by means of a controlled Semiconductor control element in a two-way operating circuit, with speed ramp-up, characterized in that the device contains a frequency generator (2) which a frequency (f) proportional to the engine speed (n) is generated and a frequency-to-voltage converter (22) is arranged downstream of the output side to the actual input (+) of a differential amplifier (4) is connected and one of the actual speed of the universal motor (12) analog DC voltage (U) supplies, which in a known manner as a regulator of the device serves, and that it ausSeits a voltage transmitter unit (3), which is continuously adjustable and the target speed (nO) in the form of a direct voltage (Uo) as a constant voltage the nominal ring input (-) of the differential amplifier (4), and that to the output of the differential amplifier (4) is connected to a Shasenanschnitt control unit (5) is which, according to the level of the controller output signal (Ust), the phase position of the Sets switch-on signals for the semiconductor actuator (11).

2) Device according to claim 1, characterized in that the constant voltage (UO) of the voltage transmitter (3) to the target input of the differential amplifier (4) an integrator (35) with a field effect transistor of the normally on type (351) and an associated control resistor (352) and a capacitor (C), each of which is charged with constant current to the specified constant voltage (UO) is.

3) Device according to claim 1 and 2, characterized in that the adjustable voltage transmitter (3) a further voltage transmitter (3 '), with the one a constant voltage representing a lower setpoint speed can be specified and is continuously connected to the input of the integrator (35), the adjustable Voltage transmitter (3), however, is designed to be switchable.

4) Device according to claim 1 and 3, characterized in that the adjustable voltage transmitter (3) a potentiometer (31) and the other voltage transmitter (3 ') is a voltage divider (31', 32 ').

5) Device according to claim 1, characterized in that the adjustable Voltage transmitter (3) for the setting range of the speed of the universal motor (12) is limited above.

6) Device according to claim 1, 4 and 5, characterized in that the potentiometer (31) with a connection directly to a stabilized DC voltage (UB) is connected.

7) Device according to claim 1, characterized in that the output of the frequency-to-voltage converter (22) a bias voltage via a resistor (23) is fed which the controller output signal at zero actual speed (Ust) brings it to a value that corresponds to the rear phase end position of the switch-on signals is equivalent to.

8) Device according to claim 1, characterized in that the frequency generator (2) with an electronic counter (21 ') taking into account the translation of the motor gearbox is designed to be a speed digital indicator.

9) Device according to claim 1, characterized in that the frequency generator (2) and the frequency-to-voltage converter (22) in a known manner, taking into account the translation of the motor transmission into a speed analog indicator (22 ') is.

10) Device according to claim 1 to 9, characterized by the use for speed control of power tools driven by universal motors.