DE3422458C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Drehzahlregeleinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei der elektronischen Regelung eines Universalmotors wird aus der Drehzahl oder dem vom Strom abgeleiteten Drehmoment immer eine interne elektrische Regelgröße gewonnen, die über eine Zündschaltung und einen Leistungshalbleiter die Motorspannung bzw. den Motorstrom steuert. Die Art und Weise, wie die interne Größe von der Drehzahl bzw. dem Drehmoment abhängt, wie sie verarbeitet und durch die Schaltung manipuliert wird, bestimmt das Verhalten des Motors in seinem Arbeitsbereich bzw. die Charakteristik seiner Kennlinie.

Aus der DE-AS 23 12 127 ist nun beispielsweise eine elektrische Drehzahlregeleinrichtung bekannt geworden, bei der die Regelgröße durch eine Brückenschaltung gewonnen wird. In einem Zweig der Brücke ist die Ankerwicklung des Motors und ein Strommeßwiderstand angeordnet, während im anderen Zweig der Brücke zwei Vergleichswiderstände angeordnet sind. Die Brücke ist dabei so aufgebaut, daß sie bei einem festgelegten, mittleren Drehmoment des Motors abgeglichen ist. Bei einer Belastung oder Entlastung des Motors wird die Brückenschaltung verstimmt. Aufgrund der Dimensionierung der Brückenschaltung ergibt sich dabei ein festgelegtes Kennlinienverhalten. Mit der vorbekannten Schaltung ist es jedoch nicht möglich, die Kennlinie individuell zu verändern.

Aus der US 33 31 004, die dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zugrundeliegt, ist eine Schaltungsanordnung für einen Universalmotor bekannt, bei dem ein Potentiometer dem Motor parallel geschaltet ist. Das Potentiometer bildet mit dem Anker und der Feldwicklung des Motors eine Brückenschaltung, in dessen Mittenzweig eine Phasenkontrollschaltung angeordnet ist. Die Phasenkontrollschaltung bewirkt, daß bei Lastschwankungen die Drehzahl des Motors konstant bleibt. Bei dieser Schaltungsanordnung ist ungünstig, daß bei einem sehr großen Drehmoment, d. h. bei sehr großer Last, der Elektromotor nicht abgeschaltet wird. Der Elektromotor wird bei zunehmender Last mit zunehmendem Stromflußwinkel ausgesteuert, so daß eine thermische Überlastung des Motors eintreten kann. Dadurch kann der Motor bleibend geschädigt werden.

Eine Schaltungsanordnung zur Drehzahlregelung von Elektromotoren ist auch aus der DE-OS 21 59 308 bekannt. Bei dieser Schaltungsanordnung wird mittels zweier nachfolgender Halbwellen des Wechselstromes die Ladezeit des Zündkondensators für einen steuerbaren Halbleiter derart beeinflußt, daß einerseits die Rest-EMK und andererseits eine dem Motorstrom proportionale Spannung die Ladezeit verändert. Durch diese zwei Steuerprinzipien wird bewirkt, daß die Drehzahl des Elektromotors bei wechselnder Belastung konstant bleibt. Allerdings beeinflussen sich beide Regelsysteme gegenseitig. Wird durch eine Änderung der Rest-EMK über die zugehörige automatische Regelung der Zündwinkel verändert, so erhöht sich automatisch der Stromfluß im Motorstromkreis. Diese bedeutet, daß das andere Regelsystem, das durch den Motorstrom gesteuert wird, ebenfalls beeinflußt wird und ebenfalls zu einer Vergrößerung des Zündwinkels beiträgt. Insbesondere ist ungünstig, daß der Einfluß der Rest-EMK die überwiegende Regelfunktion übernimmt, denn der Einfluß der Motorstrom-Regelung ist aufgrund der Trägheit des Motors untergeordnet. Dadurch können Wechselspannungsspitzen, die bei der Rest-EMK immer vorhanden sind, nicht unterdrückt werden, so daß die Schaltung relativ störanfällig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit individuell verstellbaren Regelgliedern die Motordrehzahl und das maximale Drehmoment unabhängig voneinander einstellbar zu gestalten.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die erfindungsgemäßen Merkmale.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Drehzahlregeleinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß einzelne Kennlinienäste individuell verstellbar sind.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Drehzahlregeleinrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist es, die Elemente bzw. Widerstände als Stellwiderstände auszubilden. Dadurch wird erreicht, daß auch eine äußerliche Verstellung der Drehzahl bzw. des maximalen Drehmomentes möglich wird. Der Bediener beispielsweise einer Bohrmaschine kann nunmehr die Drehzahl und das maximale Drehmoment individuell einstellen. Die Realisierung der Polaritätsabhängigkeit wird am einfachsten durch Dioden erreicht, die antiparallel in einem Brückenzweig angeordnet sind. Zwischen den Brückenabgriffen und dem Stellglied ist zweckmäßigerweise ein Komparator oder andere Mittel, z. B. ein umgekehrt logarithmischer Verstärker, geschaltet. Dadurch wird erreicht, daß nur die für die Regelung interessanten Amplitudenspitzen zur Auswertung bevorzugt herangezogen werden. Die Anordnung wird dadurch besonders störunempfindlich. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß am Ausgang eines Komparators ein pulsbreitenmoduliertes Signal anliegt, das sowohl für die analoge als auch die digitale Weiterverarbeitung gut geeignet ist. Günstig ist es weiterhin, den Schaltpunkt des Komparators oder Verstärkers veränderbar auszuführen. Dadurch wird einerseits eine gute Anpassung an das nachgeschaltete Stellglied möglich, andererseits wird dadurch eine Weiterverarbeitung mittels eines Mikroprozessors erleichtert. Zudem läßt sich erreichen, daß auch unterschiedliche Motoren durch eine Veränderung des Schwellwertes gut mit der Schaltungsanordnung betrieben werden können.

In Weiterbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, die polaritätsabhängig geschalteten Widerstände nicht in den Brückenzweig direkt einzuschalten, sondern in einen Abzweig eines Teilbrückenstromes anzuordnen. Dadurch ist es möglich, zur Erhöhung der Betriebssicherheit einen definierten Massepunkt festzulegen, auf den die Widerstände bezogen sind. Hierdurch ist im wesentlichen auch eine Erleichterung zur Ansteuerung mittels Schaltgliedern gegeben, so daß eine Verstellung der Drehzahl und der Drehmomentwerte nicht nur über Potentiometer sondern beispielsweise auch über Schaltglieder möglich ist, so daß eine elektrische Ansteuerung und Fernsteuerung, beispielsweise in Abhängigkeit von einem in das Werkzeug eingespannten Bohrer, möglich ist. Zur Erhöhung der Arbeitsspannung für das Schaltglied ist es zweckmäßig, den Teilbrückenstrom über einen Hilfswiderstand abzugreifen. Dadurch steht auch im abgeglichen Zustand der Brücke eine ausreichend hohe Spannung zur Verfügung, um beispielsweise Transistoren durchzusteuern.

In einer weiteren Ausgestaltung ist es zweckmäßig, die polaritätsabhängig geschalteten Widerstände durch jeweils einen Teilabgriff eines Potentiometer zu bilden. Durch diese Maßnahme ist eine kombinierte Drehzahl- und Drehmomentregelung möglich. Dadurch wird erreicht, daß bei einer Abnahme der Drehzahl das maximale Drehmoment mehr oder weniger stark abnimmt oder bei einer entsprechenden Dimensionierung konstant bleibt. Diese Dimensionierung ist durch parallel zu den Teilabgriffen des Potentiometer geschaltete Widerstände zu erreichen. Besonders günstig ist es auch, den Widerständen bzw. den Teilabgriffen des Potentiometers zumindest teilweise Kondensatoren parallel zu schalten. Dadurch wird der Motoranlauf je nach Bedarf entweder verzögert oder beschleunigt, so daß ein Weichanlauf bzw. ein sehr schneller Anlauf des Werkzeuges zu erreichen ist.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise des ersten Ausführungsbeispiels,

Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Veränderung der Regelkennlinie,

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der Erfindung und

Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Fig. 1 zeigt eine Feldwicklung 2 eines Elektromotors, die über eine Leitung 22 mit einer Wechselspannungsquelle 1 verbunden ist. Der Feldwicklung 2 folgt die Ankerwicklung 3 des Wechselstrommotors. Die Ankerwicklung 3 ist des weiteren an dem Brückenpunkt 20 angeschlossen. Vom Brückenpunkt 20 führt ein weiterer Widerstand 9, der als Strommeßwiderstand dient, zur internen Masse des Reglers. Diese Leitung steht wiederum über ein Steuerelement 26, beispielsweise einem Thyristor oder Triac mit dem weiteren Anschluß der Spannungsquelle 1 in Verbindung.

Zwischen Feldwicklung 2 und Ankerwicklung 3 ist eine Diode 18 angeschlossen, die mit einem Stellwiderstand 14 in Reihe geschaltet ist. Antiparallel zur Diode 18 ist ebenfalls zwischen Feldwicklung 2 und Ankerwicklung 3 eine Diode 19 angeschlossen, die mit einem Widerstand 13 in Reihe geschaltet ist. Die Widerstände 13 und 14 führen zum Brückenpunkt 21. Vom Brückenpunkt 21 ausgehend ist ein Widerstand 12 gegen Masse geschaltet. Ein Komparator 16 steht mit seinem positiven Eingang mit dem Brückenpunkt 20 und mit seinem negativen Eingang über einen Widerstand 23 mit dem Brückenpunkt 21 in Verbindung. Des weiteren ist eine Spannungsquelle 17 vorgesehen, deren Ausgang über einen Stellwiderstand 15 mit dem negativen Eingang des Komparators 16 verbunden ist. Durch ein Verstellen des Widerstandes 15 ist der Schwellwert des Komparators änderbar. Der Ausgang des Komparators 16 steht über eine Leitung 24 mit der Ansteuerschaltung 25 für das Steuerelement 26 in Verbindung.

Die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung ist anhand der Fig. 2 und 3 näher erläutert. Wesentlich ist dabei auch, daß der Regelverstärker aus einem Komparator 16 besteht, der keine proportionalen Verstärkungs- oder Übertragungseigenschaften aufweist, sondern im reinen Schaltbetrieb arbeitet. Durch den Komparator 16 wird die Brückenspannung zwischen den Punkten 20 und 21 in eine pulsbreitenmodulierte Spannung umgesetzt. Ein typischer Spannungsverlauf, wie er am Motor eines Elektrowerkzeugs zu finden ist, ist in Fig. 2a aufgezeigt. Hierbei ist die Spannung zwischen dem Punkt 20 und der Leitung 22 dargestellt. Der in der Fig. 2a gezeigte Stromflußwinkel beträgt beispielsweise 120°. Während der durchgeschalteten Phasen des Steuerelementes 26 bilden sich nun an den Brückenpunkten 20 und 21 Potentiale aus, die in Fig. 2b dargestellt sind. Für die Regelung interessant sind dabei nur die Amplitudenspitzen. Nur die hohen Teile der Brückenspannung ändern sich eindeutig bei der Belastung bzw. der Entlastung des Motors. Die niedrigen Spannungsteile sind für die Regelung nicht gut brauchbar. Um diese niedrigen Spannungsteile zu unterdrücken, weist der Komparator eine typische Schaltschwelle auf, die in der Fig. 2b mit strichpunktierten Linien gekennzeichnet sind. Die Ausgangsimpulse U₂₄ nach Fig. 2c werden daher nur für den Teil der Spannung nach Fig. 2b erzeugt, die die Schaltschwelle übersteigen. Verändert sich die Amplitudenhöhe durch einen Anstieg oder Abfall der Brückenspannung, dann wird dies in eine entsprechende Pulsbreite von U₂₄ umgesetzt. Dies ist in Fig. 2c dargestellt.

Die Pulsbreite als umgewandelte Steuergröße des Reglers ist gegen Sättigungsverzerrungen und Kommutierungsverschmutzung der Brückenspannung nach Fig. 2b weit weniger empfindlich als dies bei einer Proportionalverstärkung der Brückenspannung der Fall ist. Außerdem wirken sich Temperaturänderungen des Motors nicht so stark aus. Zur Anpassung an die einzelnen Betriebsverhältnisse ist die Schaltschwelle des Komparators variabel und wird durch einen Strom erzeugt, der von einer Spannungsquelle 17 über den Stellwiderstand 15 und den Längswiderstand 23 und den Brückenwiderstand 12 zur Masse abfließt. Der Spannungsabfall am Widerstand 23 und 12 ist dabei gleich der Schaltschwelle. Durch die variable Schaltschwelle kann der Komparator 16 optimal an die Brückenschaltung mit den Dioden 18 und 19, den Widerständen 9, 12, 13, 14 und der Ankerwicklung 3 angepaßt werden. Wird ein empfindlicher, hysteresefreier Komparator verwendet, der beispielsweise als integrierter Schaltkreis erhältlich ist, dann kann der vom Laststrom durchflossene Meßwiderstand 9 sehr klein gemacht werden. Dann ist es auch möglich, Universalmotoren höherer Leistung zu regeln, ohne daß der Meßwiderstand 9 besonders gekühlt werden muß.

Die pulsbreitenmodulierte Spannung an der Leitung 24 ist universell verwendbar. Sie kann in einem Umsetzer 25 leicht analog, beispielsweise durch ein mittelwertbildendes Netzwerk oder digital, z. B. durch eine Torschaltung mit nachfolgendem Zähler, weiterverarbeitet werden. Hierfür verwendbare Schaltungen sind allgemein bekannt.

Die Regelungswirkung der Schaltungsanordnung sei nunmehr anhand der Fig. 3 näher erläutert. Die Brückenelemente werden so abgestimmt, daß die Brückenspannung an den Punkten 20 und 21 im Belastpunkt C ein Minimum aufweist. Die Brückenspannung wird größer, sobald man mit der Belastung von Punkt C nach rechts oder links abweicht. Die Schaltwelle des Komparators wird so gewählt, daß sie von der Brückenrestspannung im Punkt C nicht erreicht wird. Steigt die Brückenspannung aufgrund der Abweichung von Punkt C an, dann ergeben sich, je nach der Richtung der Abweichung, entweder der Leerlaufbereich A2-B oder der Überlastbereich D-E2. Im Leerlaufbereich überwiegen die Halbwellen a der Fig. 2b, im Überlastbereich die Halbwellen b und werden entsprechend durch die polaritätsabhängigen Widerstände beeinflußt. Die Brückenspannung U_20/21 ist bei einem Lastwechsel vom Leerlauf in den Überlastbereich durch einen Phasenwechsel gekennzeichnet. Von der Netz- und auch der Ankerspannung her gesehen besteht dabei eine feste Zuordnung. Zur positiven Netzhalbwelle gehört immer die positive Leerlaufhalbwelle a und zur negativen Netzhalbwelle immer die positive Überlastwelle b. Die Brückenspannung wird jedoch vom Komparator nur auf einer Halbwellenseite, im Ausführungsbeispiel auf der positiven, abgefragt.

Aufgrund dieses Sachverhaltes lassen sich der Leerlauf- und der Überlastbereich schaltungsmäßig leicht trennen. Zu diesem Zweck ist nun ein ohmscher Brückenzweig in Teilwiderstände 13 und 14 aufgeteilt, durch welche jeweils der positive bzw. der negative Stromkreis geführt werden. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird dies durch antiparallel geschaltete Dioden 18 und 19 erreicht. Mit dem Widerstand 13 läßt sich die Halbwelle a mit dem Widerstand 14 die Halbwelle b nach Fig. 2b getrennt beeinflussen.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der durch die Dioden 18 und 19 getrennten Halbwellen beschrieben. Es wird davon ausgegangen, daß die Brücke so abgeglichen wurde, daß der in Fig. 3 dargestellte Arbeitspunkt C für den normalen Betriebsfall erreicht wird. Wandert der Arbeitspunkt aufgrund einer Belastungsänderung entlang der Kennlinie A1-E1 in Richtung B oder D, dann ändert sich die Pulsbreite der Spannung U24 gemäß der Fig. 2. In beiden Fällen bewirkt der Umsetzer 25, der beispielsweise ein Mittelwert bildendes Netzwert aufweist, daß der Stromflußwinkel für das Steuerelement 26 so verändert wird, daß der Arbeitspunkt C wieder erreicht wird.

Das Ergebnis bezüglich der Motorkennlinie ist in Fig. 3 strichpunktiert dargestellt. Der Leerlaufbereich A2-B und der Überlastbereich B-E2 sind jetzt variabel, insbesondere läßt sich nun die Leerlaufdrehzahl im Punkt A2 und das Maximalmoment im Punkt D unabhängig voneinander einstellen.

Dasselbe Ergebnis bezüglich der Kennlinien erhält man durch eine Schaltung gemäß Fig. 4. Es ist widerum die Feldwicklung 2 erkennbar, die mittels einer Leitung 22 mit der Spannungsquelle 1 verbunden ist. Der Feldwicklung folgt die Ankerwicklung 3, die ihrerseits an den Brückenpunkt 20 angeschlossen ist. Vom Brückenpunkt 20 führt ein Strommeßwiderstand 9 zur internen Masse des Reglers. An die Masseleitung ist widerum ein Stellelement 26 angeschlossen, das seinerseits mit der Spannungsquelle 1 in Verbindung steht. Parallel zum Brückenzweig mit der Ankerwicklung 3 und dem Widerstand 9 sind ein Widerstand 36 und ein Widerstand 35 in Reihe geschaltet und zum Brückenpunkt 21 geführt. Vom Brückenpunkt 21 führt ein Widerstand 12 zur gemeinsamen Masseleitung. Zwischen Widerstand 36 und 35 führen Leitungen zu den Stellwiderständen 32 und 34, denen jeweils in Reihe Dioden 31 und 33 geschaltet sind, wobei die Dioden 31 und 33 antiparallel angeordnet sind. Die Dioden 31 und 33 stehen mit jeweils einem Kollektor eines Transistors 29 und 30 in Verbindung. Die Emitter der Transistoren 29 und 30 gehören zur gemeinsamen Masseleitung. Der Basis des Transistors 29 sind Impulse zur Steuerung des Drehmoments, der Basis des Transistors 30 Impulse zur Steuerung der Drehzahl zuführbar.

An die Brückenpunkte 20 und 21 ist ein Komparator 27 angeschlossen, dessen Schaltschwelle mit einem Stellwiderstand 28 verstellbar ist. Der Ausgang des Komparators 27 steht über eine Leitung 24 mit der Ansteuerschaltung 25 in Verbindung, die zur Ansteuerung des Stellelementes 26 dient.

Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Aufteilungen in einen positiven und einen negativen Strompfad durch jeweils getrenntes Ableiten eines Teilbrückenstromes nach Masse. Das Ableiten nach Masse hat den Vorteil, daß steuerbare Schalter, hier die Transistoren 29 und 30, ohne Potentialschwierigkeiten verwendet werden können. Galvanische Trennglieder sind daher nicht erforderlich. Die Veränderung der Kennlinie gemäß Fig. 3 kann nun durch elektrische Steuersignale erfolgen, die den Basen der Transistoren 29 und 30 zugeführt werden. Dadurch ist leicht eine Fernsteuerung der Regeleinrichtung möglich. Die positive Halbwelle a wird über den Widerstand 34 und den Transistor 30 beeinflußt, während die negative Halbwelle b über den Widerstand 32 und den Transistor 29 beeinflußbar ist.

Die Aufteilung der Strompfade erfolgt durch die Transistoren 29 und 30. Die Dioden 31 und 33 haben die Aufgabe, das unkontrollierte Abfließen derjenigen Halbwelle, die vom Transistor nicht gesteuert wird, über die Kollektor-Basis-Strecken zu verhindern. Der Widerstand 35 ist prinzipiell nicht erforderlich, er hat eine Hilfsfunktion. Theoretisch könnte der Abfluß der Halbwellenströme direkt vom Brückenpunkt 21 nach Masse erfolgen. Bei einer gut ausgelegten Brücke ist die Spannung am Punkt 21 gegen Masse jedoch so klein, daß die Schwellenspannung von Transistor und Diode nicht erreicht werden, d. h. kein Stromfluß zustande kommt. Der Spannungsabfall am Widerstand 35 erhöht das Potential des Abgriffs, so daß ohne Schwierigkeiten geschaltet werden kann.

Die Emitter der Transistoren 29 und 30 müssen nicht an Masse liegen. Im Prinzip kann der Halbwellenstrom jedem beliebigen Schaltungspunkt zugeführt werden. Die Emitter können insbesondere auch mit dem Schaltungspunkt 37 verbunden werden, der zwischen der Feldwicklung 2 und der Ankerwicklung 3 angeordnet ist, falls die Ansteuerung der Transistoren 29 und 30 dies aus Potentialgründen erfordert. Beim Beispiel nach Fig. 4 ist die Schaltschwelle des Komparators mittels eines Widerstands 28 einstellbar, der direkt an entsprechende Anschlüsse des Komparators gelegt wird. Ein solcher Komparator ist beispielsweise unter der Bezeichnung TBA221 von der Firma Siemens erhältlich.

Fig. 5 zeigt eine weitere Variante des vorliegenden Prinzips. Von der Spannungsquelle 1 führt eine Leitung 22 zur Feldwicklung 2 des Elektromotors. Diese steht widerum mit einer Ankerwicklung 3 des Motors in Verbindung. Die Ankerwicklung ist des weiteren an den Brückenpunkt 20 angeschlossen. Von diesem führt ein Widerstand 9 zu einem Stellelement 26, das seinerseits wiederum an die Spannungsquelle 1 angeschlossen ist. Zwischen Feldwicklung 2 und Ankerwicklung 3 ist ein Widerstand 44 angeschlossen, dessen weiterer Anschluß einerseits an den Mittenabgriff eines Potentiometers 41 führt und andererseits mit dem Widerstand 401 in Verbindung steht. Der Teilabgriff 42 des Potentiometers 41 ist mit dem Widerstand 401 parallel geschaltet. An den Verknüpfungspunkt ist eine Diode 39 angeschlossen, die zum Brückenpunkt 21 führt. Eine Diode 38 ist antiparallel zur Diode 39 geschaltet und am Teilabgriff 43 des Potentiometer 41 angeschlossen, sie führt ebenfalls zum Brückenpunkt 21. Der Widerstand 12 ist zwischen Brückenpunkt 21 und dem Verbindungspunkt zwischen Widerstand 9 und dem Steuerelement 26 geschaltet. Die Brückenpunkte 20 und 21 stehen wiederum mit dem Komparator 27 in Verbindung, dessen Schwelle mittels des Potentiometers 28 einstellbar ist. Der Ausgang des Komparators 27 ist über die Leitung 24 mit der Ansteuerschaltung 26 verbunden, die wiederum das Stellelement 26 ansteuert. Statt des Widerstandes 401 ist es ebenfalls möglich, einen Widerstand 402 parallel zum Teilabgriff 43 des Potentiometers 41 zu schalten. Ebenso ist es möglich, statt der Widerstände 401 und 402 Kondensatoren 403 und 404 vorzusehen. Diese weiteren Möglichkeiten sind in der Fig. 5 in gestrichelten Linien dargestellt.

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 5 läßt sich mit dem Potentiometer 41 die Drehzahl (Punkt A2 in Fig. 3) kombiniert mit dem Maximalmoment (Punkt D in Fig. 3) einstellen. Dadurch wird z. B. berücksichtigt, daß bei niedrigerer Drehzahl der Motor aufgrund fehlender Kühlung schneller überlastet werden kann. Die Momentbegrenzung kann z. B. so eingestellt werden, daß eine Überlastung verhindert wird. So ist es beispielsweise mit der aufgezeigten Schaltung möglich, eine Drehzahlabsenkung (A2 wird nach unten verstellt) mit einem reduzierten Maximalmoment zu kombinieren (Punkt D wird in Richtung Punkt C verschoben). Mit anderen Worten bietet die Schaltungsanordnung nach Fig. 5 die Möglichkeit, die Abhängigkeit der Momentkennlinien von den Drehzahlkennlinien gegenüber dem Stand der Technik umzukehren. Es wird dadurch erreicht, daß bei einer Erniedrigung der Drehzahl das Maximalmoment konstant bleibt oder abnimmt.

In der Schaltungsanordnung wird dieser umgekehrte Zusammenhang erzielt durch die Dioden 38 und 39 und das Potentiometer 41. Die Diode 38 ist für die Halbwellen a bzw. die Drehzahl, die Diode 39 für die Halbwellen b bzw. das Moment zuständig. Wird das Potentiometer nach links gedreht, dann nimmt der Teilwiderstand 43 ab und der Teilwiderstand 42 zu. Dadurch werden sowohl die Halbwellen a als auch die Halbwellen b größer. Dies ist kein Widerspruch, da die treibende Spannung zwischen der Leitung 22 und dem Punkt 20 zu den Halbwellen b gegenphasig liegt. Der Regler reagiert grundsätzlich so, daß bei einer Verbreitung der Impulse am Ausgang des Komparators 27 der Stromflußwinkel des Motorstroms verkleinert wird. Durch die Potentiometerverstellung nach links werden also sowohl die Drehzahl als auch das Moment verringert. Entsprechend würde bei der Potentiometerverstellung nach rechts die Drehzahl und das Moment vergrößert.

Mit dem Widerstand 401 kann bestimmt werden, wie stark sich das Maximalmoment D mit der Drehzahl A2 ändern soll. Die Änderung ist maximal, wenn der Widerstand 401 fehlt. Ist der Widerstand 401 0, d. h. liegt ein Kurzschluß vor, so bleibt das Maximalmoment konstant. Wird für den Widerstand 401 der Widerstand 402 eingesetzt, wird die Drehzahl von der Drehmomenteinstellung abhängig. Insbesondere ist dann bei einem Kurzschluß des Widerstandes 402 die Drehzahl konstant und nur das Drehmoment veränderlich.

Wird der Widerstand 401 bzw. 402 durch einen Kondensator 403 bzw. 404 ersetzt, dann erhält man nach dem Einschalten des Motors zeitlich begrenzt ein erhöhtes bzw. reduziertes Moment, d. h. der Motoranlauf wird beschleunigt oder verzögert. Ursache ist der Ladevorgang am Kondensator. Ist beispielsweise der Kondensator 403 nicht voll auf den Spannungsabfall am Teilwiderstand 42 aufgeladen, werden die Halbwellen b erniedrigt.

Claims (6)

1. Drehzahlsteuereinrichtung für Universalmotoren, mit einer bei einer festgelegten Motordrehzahl und Betriebsspannung abgeglichenen Brückenschaltung, wobei die Reihenschaltung aus Ankerwicklung und einem Meßwiderstand ein Zweigpaar bildet und die anderen Brückenzweige Widerstände aufweisen, die zumindest teilweise einstellbar sind, und mit einem von der Diagonalspannung der Brückenschaltung steuerbaren Stellglied für den Ankerstrom, gekennzeichnet durch einen Vergleicher in der Brückendiagonale, dessen Ausgang ein hohes Potential annimmt, wenn die Brückenspannung einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt, durch eine Auswerteeinrichtung zur Feststellung des Mittelwerts des pulsdauermodulierten Vergleicher-Ausgangssignals als Steuergröße für das Stellglied, und durch eine Schaltung zur polaritätsabhängigen Widerstandsbeeinflussung eines Brückenzweigs.

2. Drehzahlsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zur polaritätsabhängigen Widerstandsbeeinflussung eines Brückenzweiges zwei parallelgeschaltete Reihenschaltungen (14, 18, 13, 19; 31, 32, 33, 34; 38, 39, 41-43, 401, 402 404) mit wenigstens einem Widerstand und je einer Diode aufweist, wobei die Dioden (18, 19; 31, 33; 38, 39) antiparallel geschaltet sind.

3. Drehzahlsteuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (13, 14; 32, 34) einstellbar sind.

4. Drehzahlsteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltungen steuerbare Schaltmittel (29, 30) aufweisen.

5. Drehzahlsteuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel (29, 30) Halbleiterschalter sind.

6. Drehzahlsteuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittenabgriffe der Reihenschaltungen mit einer Diode und einem Widerstand (38, 402, 401, 39) über einen einstellbaren Teilerwiderstand (41) verbunden sind, dessen Teilwiderstände (42, 43) den Widerständen (402, 401) der Reihenschaltungen parallel schaltbar sind.