DE2951809A1

DE2951809A1 - Geschwindigkeitssteuerung fuer naehmaschinen

Info

Publication number: DE2951809A1
Application number: DE19792951809
Authority: DE
Inventors: Susumu Hanyu; Yoshinobu Tonomura; Kazuo Watanabe
Original assignee: Janome Sewing Machine Co Ltd
Current assignee: Janome Corp
Priority date: 1978-12-29
Filing date: 1979-12-21
Publication date: 1980-07-17
Also published as: US4345196A; JPS55100496U; DE2951809C2

Description

DR. DlETEP ". HKZOLD DIPL. ING. PETER SCHÜTZ 29 4 i 8 Ω Q DIPL. INO. WOLFGANG HEDSLER MAHIA-THKKESIASTRASSE 23

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JANOME 10712/H/Mü/ga ^{TKLBX e}«^2ese

JA-No. 182651

Filed: December 29, 1978

JANOME SEWING MACHINE CO.,LTD T ο k y·ο , Japan

Geschwindigkeitssteuerung für Nähmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf die Drehzahlsteuerung eines Elektromotors, der speziell als Antrieb einer Nähmaschine verwendet wird, wobei die Energiezufuhr zum Nähmaschinenmotor und zu seiner Steuereinrichtung voneinander elektrisch getrennt vorgenommen wird, wozu ein auf einfache Weise isolierendes Bauteil, wie ein Impulstransformator, verwendet wird, während eine Batterie als Energiequelle für den Steuerabschnitt dient, so daß dieser von der Motorspeisung elektrisch isoliert ist. Auf diese Weise wird die Isolierung des Pedalanlassers einfacher, und die Bedienungsperson läuft nicht mehr Gefahr, einen Stromschlag zu bekommen.

Eine herkömmliche Geschwindigkeitssteuereinrichtung für Nähmaschinenmotoren ist in der Figur 1 der Zeichnung dargestellt. Darin erhält der Nähmaschinenmotor M von einer Wechselstromquelle V Wechselstromenergie zugeführt, die mittels eines Zweirichtungsthyristors TRIAC mit drei Anschlüssen phasengesteuert wird. Eine Vollwellen-Gleichrichterbrücke D-D nimmt die Wechselspannung von der Spannungsquelle V auf und stellt zusammen mit einer Zenerdiode ZD eine Spannungsquelle für Trapezwellenspannung dar, mit deren Hilfe der Strom an der Steuer- oder Zündelektrode des Thyristors TRIAC gesteuert wird. Ein Thyristor PUT mit negativer Steuerelektrode erhält an seiner Anode die Ladungsspannung

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eines Kondensators C, der von der Trapezwellen-Spannungsquelle über einen stellbaren Widerstand R2 aufgeladen wird, wodurch der Zündzeitpunkt der Anode gesteuert wird. Der Kondensator C entlädt sich dann über die Primärwicklung des Impulstransformators PT. Ein Schalter S wird in Verbindung mit dem Stellwiderstand R2 betätigt. Um den Maximalwert des Widerstandes zu erreichen, wird der Schalter S geöffnet, während er bei anderen Widerstandswerten geschlossen ist.

Die Zündelektrode des Thyristors PUT.erhält die Trapezwellenspannung zugeführt, die durch die Spannungsteilerwiderstände R3 und R4 herabgesetzt worden ist. Wenn der Schalter S geschlossen ist, und der Stellwiderstand R2 einen kleinen Wert hat, dann ist die Anodenspannung des Thyristors PUT mit N-Steuerelektrode höher als die Steuerelektrodenspannung, wenn die Spannung am Kondensator in der Periode konstanter Spannung jeder Trapezwelle ansteigt. Der Thyristor PUT wird dann in dem Punkt, in dem die Anodenspannung über die Zündelektrodenspannung hinauswächst, gezündet, und der Kondensator C entlädt sich augenblicklich über den Impulstransformator PT, wodurch der Zweirichtungsthyristor TRIAC gezündet wird. Wenn der Kondensator C sich entladenhat, beginnt sofort wieder die Aufladung, und manchmal entlädt er sich während derselben Trapezwelle mehrmals, da seine Spannung bei schneller Aufladung manchmal sehr schnell die Spannung an der Steuerelektrode des Thyristors PUT mit negativer Steuerelektrode übersteigt. Die sich daran anschließende Entladung hat jedoch keinen Einfluß auf den Zweirichtungsthyristor TRIAC, da dieser sich bereits im durchgezündeten Zustand befindet. Kurz nach Beendigung des Konstantspannungsabschnitts der Trapezwelle kann, wenn die Anodenspannung größer als die Steuerelektrodenspannung ist, der Thyristor PUT immer noch gezündet werden, so daß sich der Kondensator C dann entlädt, so daß dadurch die erneute Aufladung des Kondensators C mit dem Beginn der folgenden Trapezwelle zusammenfällt. Der Ausgangswert des Impulstransformators

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PT durch die Entladung zu diesem Zeitpunkt ist so eingestellt, daß der Zweirichtungsthyristor TRIAC dadurch nicht erneut gezündet wird. Wenn andererseits der eingestellte Wert des Stellwiderstandes R2 gering ist, dann ist die Spannungsanstiegskurve während der Aufladung des Kondensators C sehr steil, so daß der Zündpunkt des Thyristors PUT mit negativer Steuerelektrode vorverlegt wird. Da auch der Zündzeitpunkt des Zweirichtungsthyristors mit diesem vorverlegten DurchlaßZeitpunkt zusammenfällt, wird der Motor M mit großem Leitfähigkeitswinkel gesteuert, so daß der Motor sich schneller dreht.

Mit Hilfe der Erfindung sollen die Mängel und Nachteile der bisher bekannten Steuereinrichtung beseitigt werden. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, die Steuereinrichtung galvanisch von der Speisung des Motors zu trennen/ damit die Sicherheit für die Bedienungsperson erhöht und die Gefahr, einen Stromschlag zu bekommen, verringert wird.

Anhand eines in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiels wird die erfindungsgemäße Lösung nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die Geschwindigkeitssteuereinrichtung eines Nähmaschinenmotors herkömmlicher Bauart und

Fig. 2 die Geschwindigkeitssteuereinrichtung eines Nähmaschinenmotors in erfindungsgemäßer Gestaltung.

Elemente, die sich in der Schaltung der Fig. 2 von denen in der bereits eingangs erläuterten Fig. 1 nicht unterscheiden, sind in Fig. 2 mit unveränderten Bezugszeichen aufgeführt. Ihre Beschreibung wird deshalb nicht nochmals vorgenommen. Die Erläuterung befaßt sich nur mit den Unterschieden.

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In der Einrichtung nach Fig. 2 wird ein Photokoppler PC verwendet, der eine Leuchtdiode LED und einen Phototransistor PTr enthält. Die Leuchtdiode LED wird von der Spannungsquelle V mit Gleichstrom gespeist, der an einer Vollwellengleichrichterbrücke mit den Dioden D1-D1 abgenommen wird, während der Phototransistor PTr dafür sorgt, daß die Spannung einer Batterie E der Steuerelektrode eines Thyristors PUT mit negativ dotierter Steuerelektrode zugeführt wird oder nicht. Die Batteriespannung E wird der Steuerelektrode vom Abgriffspunkt eines Spannungsteilers mit den Widerständen R3, R4 zugeführt. Der Phototransistor PTr ist so eingestellt, daß der Kollektorstrom Sattigungszustand annimmt, wenn das auftreffende Licht einen bestimmten Grenzwert übersteigt. Somit fließt der Trapezwellenstrom durch die Widerstände R3, R4 während beider Halbwellen der Wechselspannungswelle V_#und die Steuerelektrodenspannung der negativ dotierten Steuerelektrode des Thyristros PUT erhält synchron mit der Welle der Wechselspannungsquelle V eine Trapezwelle zugeführt, wie dies auch bei der Schaltung gemäß Fig. 1 der Fall war. R5 ist ein Schutzwiderstand, S1 ein Schalter, mit dem die Verbindung zur Batterie E geschlossen oder geöffnet wird. Um für den Widerstand R2 den Maximalwert herzustellen, ist S1 geöffnet, während für alle übrigen Werte des Stellwiderstands R2 der Schalter S1 geschlossen sein muß. Der Stellwiderstand R2 wird mit dem üblichen, nicht dargestellten Anlasserpedal gesteuert, womit die Spannungsanstiegskurve der Ladespannung des Kondensators C, der von der Batterie E aufgeladen wird, in ihrer Neigung variiert wird. Durch die Steuereinrichtung gemäß Fig. 2 wird, unter Verwendung der Gleichspannungsquelle E, der Zündzeitpunkt des Zweirichtungsthyristors TRIAC bestimmt, dem an der Anode die Wechselspannung zugeführt wird. Da der Triggerstrom synchron mit der Wechselspannungsquelle V gesteuert wird, läßt sich derselbe Steuereffekt erzielen, wie bei der Schaltung gemäß Fig. 1. Während aber dort dem Widerstand R2 und dem Schalter S eine Wechselspannung von beispielsweise 1OO Volt zugeführt wird, so daß durch Isolierung des

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Anlassergehäuses Stromschlägen vorgebeugt werden muß, sind bei der erfindungsgemäßen Einrichtung gemäß Fig. 2 Widerstand R2 und Schalter S1 durch den Impulstransformator TR galvanisch von der Wechselspannungsquelle getrennt und erhalten lediglich eine kleine Spannung (z.B. 6 oder 7 V) von der Batterie E, so daß bei Berührung elektrisch leitender Teile keine Gefahr von Stromschlägen besteht und folglich auch der Isolierungsaufwand geringer gehalten werden kann. Die Steuerung der Einrichtung gemäß Fig. 2 erfolgt durch den Zweirichtungsthyristor TRIAC. Statt dessen kann aber auch die Steuerung mit Hilfe eines in einer Richtung sperrenden Thyristors vorgenommen werden. Für den Fall ist dann in Reihe zur Steuerelektrode eine Diode geschaltet, und die Leuchtdiode LED ist mit dem Widerstand R und der Kathode des in einer Richtung sperrenden Thyristors verbunden.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird also eine Batteriespannungsquelle für die Zündsteuerung im Drehzahlsteuerkreis des Nähmaschinenmotors verwendet, der an einer gewöhnlichen Wechselstromquelle angeschlossen ist, wodurch die Steuerelemente einen geringeren Isolationsaufwand haben können und die Gefahr von Stromschlägen beseitigt ist.

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Claims

PATENTANWiLTF DIKTEP ν. *KZOI-D DIPU ING. PETER SCHÜTZ 2 Ci b 1 8 ü DIPL. ING. WOLFGANG HEUSLER ^ 3 ' ° MARIA-THBRE8IA-8TRASHB SS POMTKACB «UitMKMI D-8000 MUKNCUKN 8β JANOME 10712/H/MÜ/ga · nuroN«»!««..» JA-No. 182651 «·"·· Filed: December 29, 1978 Ιιιιχω"»" TKLKUHAMM HOMIIK/. JANOME SEWING MACHINE CO., LTD. Tokyo , Japan Geschwindigkeitssteuerung für Nähmaschinen PATENTANSPRÜCHE

1. ) Drehzahlsteuerung für einen Nähmaschinenmotor mit em Halbleitersteuerelement, das an die speisende Wech-

selstromquelle angeschlossen ist und das zur Drehzahlsteuerung des Antriebsmotors der Nähmaschine den Hauptstrom durch Phasenanschnittsteuerung steuert, wobei die Phasensteuerung des Halbleitersteuerelementes durch einen Triggerschaltkreis erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Triggerschaltkreis eine Speisungsbatterie (E) enthält, um das Halbleitersteuerelernent (TRIAC) zu steuern, daß der Triggerschaltkreis mit der Wechselstromquelle (V) über einen galvanisch isolierenden Impulstransformator (PT) verbunden ist, und daß Synchronisiermittel (PC) den Triggerschaltkreis mit der WechselstromquelleCv) synchronisiert halten.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Triggerschaltkreis ein vom Anlasser verstellbarer Widerstand (R2) zur Zündsteuerung des Halbleitersteuerelementes (TRIAC) über den Impulstransformator (PT) vorgesehen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisiereinrichtungen (PC) elektrisch isoliert sind.

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