DE3539841C3 - Widerstandsbremseinrichtung für einen Reihenschluß-Kommutatormotor - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus einer Widerstandsbremsein­ richtung für einen Reihenschluß-Kommutatormotor, der zum Antrieb von handgeführten Elektrowerkzeugen dient, gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1, 3 und 5.

Die gattungsgemäße Widerstandsbremseinrichtung nach der US-PS 36 28 112 enthält als Bremswiderstand einen Festwiderstand, der beim Umschalten in den Bremsbe­ trieb mit der Feldwicklung und dem Anker in Serie liegt. Der auftretende Bremsstrom fließt im wesent­ lichen durch diese Serienschaltung. Auf diese Weise ist es möglich, ohne allzugroße Strombelastung des Kommutators innerhalb verhältnismäßig kurzer Zeit nach dem Abschalten des Motorbetriebes die Anker­ drehzahl auf etwa 30% ihres Anfangswertes zu ver­ mindern und etwa 90% der gesamten kinetischen Energie in Wärme umzusetzen. Allerdings geht mit der sich vermindernden Ankerdrehzahl auch die vom Anker erzeugte und den Bremsstrom verursachende EMK zurück, so daß das Bremsmoment sehr stark abnimmt, weshalb ohne weitere Maßnahmen die Zeit bis zum Er­ reichen des vollständigen Stillstandes des Ankers um ein Vielfaches größer wäre als die Zeit, die er­ forderlich ist, um bei dieser Schaltung die Anker­ drehzahl auf ein Drittel zu vermindern.

Bei der bekannten Widerstandsbremseinrichtung ist deswegen zu dem festen Bremswiderstand ein Thyristor parallelgeschaltet, der gezündet wird, wenn die Anker­ drehzahl auf etwa ¹/₃ der Nenndrehzahl abgesunken ist. Dies wird mit Hilfe einer Steuerschaltung be­ wirkt, die einen Unÿunction-Transistor und einen das Bremsstrom- Zeit-Integral bestimmenden Kondensator enthält. Die Aufladung dieses Kondensators geschieht über einen Widerstand aus der am Bremswiderstand im Bremsbetrieb abfallen­ den Spannung. Sobald diese Spannung an dem Kondensator auf einen bestimmten Wert angestiegen ist, triggert der Unÿunction-Transistor, wodurch in der Folge auch der Thyristor gezündet wird, wozu die in dem Kondensator gespei­ cherte Energie verwendet wird. Da bekanntlich Thy­ ristoren leitend bleiben, solange bis der durch sie fließende Strom unter den Haltewert sinkt, bleibt auch nach der Entladung des zeitbestimmenden Konden­ sators die verhältnismäßig niederohmige Überbrückung des Bremswiderstandes durch den Thyristor erhalten und sorgt für ein relativ rasches Abbremsen des Ankers bis zum Stillstand, ohne eine Überlastung des Kommutators durch den Bremsstrom.

Bei der bekannten Widerstandsbremseinrichtung erfolgt deswegen die Bremsung des Ankers in zwei Stufen, wo­ bei das Erreichen der zweiten Stufe einerseits ab­ hängig ist von der Zeit nach dem Umschalten in den Bremsbetrieb und außerdem auch abhängig davon ist, wie das Integral des Stromverlaufes über den Brems­ widerstand aussieht, da der zeitbestimmende Konden­ sator aus dem Spannungsabfall an dem Bremswider­ stand nachgeladen wird. Wird bei der bekannten Widerstandsbremseinrichtung vor dem Umschalten in den Bremsbetrieb die Nenndrehzahl nicht erreicht, bspw. weil der Benutzer sehr kurz nach dem Ein­ schalten den Motor wieder abschaltet, kann es ge­ schehen, daß die am Bremswiderstand abfallende Spannung so klein ist, daß der Kondensator nicht auf einen Wert aufgeladen wird, der ausreicht, um den Unÿunction-Transistor zu triggern. Der Motor würde dann nur durch den festen Bremswiderstand gebremst zu Ende laufen, was, wie oben ausgeführt, relativ lange dauern würde. Hier­ von geht eine erhebliche Gefahr aus insofern, als sich der Bremsvorgang über einen wesentlich längeren Zeitraum erstreckt als wenn der Motor Nenndrehzahl erreicht hätte. Eine weitere Ursache, die zu einer Fehlsteuerung der bekannten Widerstandsbremsein­ richtung führen könnte, sind drehzahlgeregelte Motoren, wie sie heute häufig in handgeführten Werkzeugen verwendet werden, um die Drehzahl an die Schnittverhältnisse anzupassen. Drehzahlvariationen von bis zu 1 : 10 sind ohne weiteres möglch. Im nied­ rigen Drehzahlbereich würden dann wiederum beim Um­ schalten in den Bremsbetrieb Bremsströme entstehen, bei denen der Spannungsabfall am Bremswiderstand nicht ausreicht, um den Kondensator auf die Triggerspannung für den Unÿunction-Transistor aufzuladen. Andererseits ist es auch nicht möglich, die Empfindlichkeit des Unÿunction-Transistors zu erhöhen, weil dies sonst zu einer deutlichen Ver­ kürzung der Ansprechzeit führen würde, wenn bei der Maximaldrehzahl in den Bremsbetrieb umgeschaltet würde. Das Zünden des Thyristors würde einen zu hohen Stromanstieg und deswegen sowohl einen erhöhten Kommutator-Verschleiß als auch ein erhöhtes Bremsmoment erzeugen. Diese sprunghafte Erhöhung des Bremsmoments, das auch höher liegen kann als das Bremsmoment am Beginn der Bremsung, birgt die Gefahr des Öffnens von Werkzeugspannvor­ richtungen oder Werkzeugfuttern, deren Schrauban­ triebe bekanntlich so orientiert sind, daß sie sich beim auftretenden Schnittdruck zuziehen, in der ent­ gegengesetzten Richtung, in der auch das Bremsmoment wirkt, jedoch öffnen.

Aus der DE-OS 26 51 905 ist eine Schaltungsanordnung bekannt, um einen Elektroschrauber abzubremsen, der einen eisenfreien Anker und ein durch einen Permanent­ magneten erregtes Feld aufweist. Das Bremsen geschieht mit Hilfe eines Bremstransistors, der zusammen mit einem in seine Emitterzuleitung liegenden Widerstand zu dem Motor parallelgeschaltet ist. Angesteuert wird der Bremstransistor durch einen Steuertransistor, dessen Basis mit einer Z-Diode verbunden ist, deren anderer Anschluß an das kalte Ende des in der Emitterzuleitung des Bremstransistors liegenden Widerstandes angeschlos­ sen ist. Der notwendige Diodenstrom wird mit Hilfe eines Vorwiderstandes erzeugt, in den die vom Motor beim Bremsen abgegebene EMK eingespeist wird. Mit dieser Schaltung soll ein möglichst konstanter Brems­ strom erzeugt werden, um ohne Überlastung des Kollek­ tors des Motors den Anker schnell abzubremsen.

Da die Versorgungsspannung der gesamten Schaltung die EMK des gebremsten Motors ist, ändert sich der Betrag der Versorgungsspannung während des Bremsbetriebes erheblich. Er geht von der Leerlaufspannung des Motors bei Nenndrehzahl auf null zurück. Als Folge hiervon ändert sich dementsprechend der Strom durch den Vor­ widerstand für die Z-Diode und die Basis des Steuer­ transistors erheblich und folglich sinkt mit sinkender Versorgungsspannung der Steuerstrom für den Transistor und der Spannungsabfall an der Z-Diode. Wenn schließ­ lich die EMK des hinreichend abgebremsten Motors klei­ ner geworden ist als die Durchbruchspannung der Z-Dio­ de, setzt schließlich die Regelung praktisch aus. So­ bald die EMK des Motors so weit abgesunken ist, reicht auch der über den Vorwiderstand fließende Strom nicht mehr aus, um den Steuertransistor hinreichend weit aufzusteuern, weshalb der Bremsstrom gegenüber dem vorhergehenden Nominalwert stark absackt. Soweit mit dieser Schaltungsanordnung Schrauber betrieben werden, ist das vom Ideal abweichende Bremsverhalten unkri­ tisch, denn es geht hierbei nur darum, nach dem Er­ reichen des gewünschten Anzugswertes beim Schrauber möglichst viel der noch im Anker steckenden kineti­ schen Energie in Wärme umzusetzen und nicht mit der restlichen mechanischen Energie die Schraube weiter anzuziehen. Wenn der Ausfall der Bremsregelung bei sehr niedrigen Drehzahlen auftritt, ist dies unkri­ tisch, weil dann fast keine kinetische Energie mehr im Anker steckt.

Wenn hingegen Werkzeuge wie Handkreissägen, Hobel, Schleifmaschinen u. dgl. mit der bekannten Schaltung abgebremst werden, ist der Ausfall der Bremswirkung auch dann äußerst unerwünscht, wenn er bei sehr nied­ rigen Drehzahlen auftritt. Auch die niedrigen Drehzahlen bergen die Gefahr einer Verletzung in sich und es muß deswegen angestrebt werden, das Werk­ zeug möglichst über den gesamten Drehzahlbereich wirksam elektrisch zu bremsen. Insbesondere im unte­ ren Drehzahlbereich ist eine wirksame elektrische Bremsung erforderlich, weil hier die Bremswirkung durch den Lüfter nahezu ausgefallen ist, während im oberen Drehzahlbereich die Bremsung des Ankers noch durch den Lüfter unterstützt wird.

Aus dem Aufsatz "Gemischte Nutz- und Widerstands­ bremsung bei Gleichstromtriebfahrzeugen" aus "Elektrische Bahnen 44 (173)", Heft 8, ist es be­ kannt, die kinetische Energie von Systemen, die über Reihenschluß-Kommutatormotoren angetrieben sind, durch Netzrückspeisung zurückzugewinnen und nur dann auf Widerstandsbremsung umzuschalten, wenn das Netz nicht aufnahmefähig ist. Bei fehlender Aufnahmefähigkeit des Netzes werden über Gleich­ stromsteller mehr oder weniger große Widerstände in den Bremskreis geschaltet, wobei der Bremskreis über eine Ventildiode vom Netz abgekoppelt ist. Der Bremsstrom wird über einen Gleichstromsteller auf einen konstanten Wert geregelt. Die Stromversorgung der notwendigen Steuerschaltung zum Einschalten der einzelnen Bremswiderstände bereitet keinerlei Schwierigkeiten, da entweder für einen Notbetrieb genügend Pufferbatterien vorhanden sind, oder die Stromversorgung ohnehin ständig mit der Stromschiene bzw. dem Fahrdraht verbunden ist. Im Falle von handgeführten Elektrowerkzeugen stehen dagegen keine zusätzlichen Energiequellen zur Ver­ fügung, um die Steuerschaltung mit Strom zu versorgen, und es ist auch nicht möglich, die Steuerschaltung aus dem Netz mit Strom zu versorgen, da aus Sicher­ heitsgründen beim Abschalten des Werkzeuges sämt­ liche Verbindungsleitungen zum Netz aufgetrennt werden müssen.

Aus U. Tietze, Ch. Schenk, "Halbleiter-Schaltungs­ technik", Springer-Verlag 1980, Seite 87, ist eine Schaltungsanordnung bekannt, um einen selbstleiten­ den Feldeffekttransistor als variablen Vorwiderstand zu betreiben, der den durch ihn hindurchfließenden Strom auf einen konstanten Wert einregelt.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, eine selbsterregte Widerstandsbremseinrichtung für einen ein handgeführtes Elektrowerkzeug antreibenden Reihenschluß-Kommutatormotor zu schaffen, die in einem weiten Drehzahlbereich zu Beginn des Bremsvorganges gleich gut wirksam ist, zuverlässig anspricht und bis in die Nähe des Stillstandes wirksam ist, und bei der im Bremsvorgang keine Dreh­ momentsprünge auftreten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Wider­ standsbremseinrichtung mit den Merkmalen in den Ansprüchen 1, 3 und 5 gelöst.

Da der Widerstandsbremskreis zwischen seinen An­ schlüssen einen mit der EMK des in den Generator­ betrieb geschalteten Motors fallenden Widerstands­ wert aufweist, tritt einerseits die gewünschte schnel­ le Selbsterregung auf, während andererseits übermäßiges Bürstenfeuer vermieden wird, da mit steigender EMK beim Bremseinsatz auch die ohm'sche Belastung des als Generator wirkenden Motors geringer ist als bei einem entsprechenden Festwiderstand mit kleinem Widerstandswert. Nach Erreichen der maximalen Erregung, bzw. maximalem EMK, sinkt wiederum der Widerstandswert des Bremskreises mit der EMK, jetzt allerdings infolge der verringerten Ankerdrehzahl. Da hierbei auch der Widerstandswert verringert wird, wird über den ge­ samten Bremsbereich eine verbesserte Bremswirkung, verglichen mit einem Festwiderstand, erzielt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 das Prinzipschaltbild einer Widerstandsbrems­ einrichtung bei im Haupt­ schluß betriebenem Motor,

Fig. 2 ein Schaltbild eines erfindungsgemäßen Widerstandsbremskreises,

Fig. 3 ein Schaltbild eines anderen Ausführungsbei­ spieles für einen Widerstandsbremskreis,

Fig. 4 ein Schaltbild eines Widerstandsbremskreises, wobei der Bremsstrom seit Beginn des Bremsbe­ triebes zeitabhängig ansteigt,

Fig. 5 das Schaltbild einer Schaltungsanordnung zur Schnellerregung bei Bremsbeginn gemäß der Erfindung, wobei der Energiespeicher zu dem Bremswiderstand in Serie liegt, und

Fig. 6 das Schaltbild einer Schaltungsanordnung zur Schnellerregung bei Bremsbeginn gemäß der Erfindung, wobei die Energiequelle zu der Feldwicklung parallelgeschaltet wird.

Fig. 1 zeigt eine Widerstandsbremseinrichtung 1 für einen einen Anker 2 sowie eine Feldwicklung 3 auf­ weisenden Universalmotor 4, der als Hauptschlußmotor betrieben ist. Derartige Universalmotoren 4 werden zum Antrieb von handgeführten Elektrowerkzeugen, wie Kreissägen, Bohrmaschinen, Hobeln, Fräsen, Winkel­ schleifern, Bandschleifern und dergl. eingesetzt. Mittels einer durch ein Relais 5 mit drei Umschal­ tern 6, 7 und 8 verwirklichten Umschalteinrichtung der Widerstandsbremseinrichtung 1 ist der Universal­ motor 4 wahlweise mit zwei Netzanschlußklemmen 9 und 11 oder einem Widerstandsbremskreis 12 verbindbar. Fig. 1 zeigt die in ihrer Arbeitsstellung befindlichen Umschaltkontakte 6, 7 und 8, durch die der Motor 4 an die Netzanschlußklemmen 9 und 11 angeschlossen ist.

Im einzelnen sieht die Verschaltung folgendermaßen aus:
Von der Netzanschlußklemme 9 führt eine Verbindungs­ leitung 13 zu einem Anschluß einer Magnetwicklung 14 des Relais 5, während der andere Anschluß der Magnet­ wicklung 14 über einen als Arbeitskontakt ausgebil­ deten Netzschalter 15 sowie eine davon wegführende Anschlußleitung 16 mit der anderen Netzanschlußklemme 11 verbunden ist. Sobald der Netzschalter 15, wie ge­ zeigt, geschlossen ist, zieht das Relais 5 an und bringt die Umschalter 6, 7 und 8 in die der Arbeits­ stellung entsprechende Lage. In dieser Stellung des Relais 5 steht die Verbindungsleitung 13 über einen Arbeitskontakt 17 des Umschalters 8 mit einem An­ schluß 18 des Ankers 2 in Verbindung. Der andere Anschluß 19 des Ankers 2 führt über eine Verbindungs­ leitung 21 sowohl zu einem Arbeitskontakt 22 des Umschalters 7 als auch zu einem Ruhekontakt 23 des Umschalters 6.

In der Arbeitsstellung des Umschalters 7 ist der Arbeitskontakt 22 mit einem Ende 24 der Feld­ wicklung 3 verbunden, während deren anderes Ende 25 über eine Leitung 26 an den Umschalter 6 ange­ schlossen ist. Dessen Arbeitskontakt 27 liegt an der Verbindungsleitung 16.

Die beiden Umschalter 7 und 8 verfügen noch je über einen Ruhekontakt 28 und 29, die mit Anschlüssen 31 und 32 des Widerstandsbremskreises 12 in Verbindung stehen.

Der Widerstandsbremskreis 12 besteht aus einem Stromfühler 33, einem steuerbaren Widerstandselement 34 sowie einem Stellkreis 35. Hierbei liegt das Widerstandselement 34 mit seinen Leitungsanschlüssen 36 und 37 in Serie zu dem Stromfühler 33, wobei diese Serienschaltung, wie gezeigt, mit den Anschlüssen 31 und 32 verbunden ist. Ein Steueranschluß 38 des Wider­ standselementes 34 liegt an einem Ausgang 39 des Stellkreises 35, der an seinem Eingang 41 über einen Ausgang 42 des Stromfühlers gesteuert wird. Ersicht­ licherweise ergibt sich hierdurch eine geschlossene Regelschleife.

Die insoweit beschriebene Schaltung arbeitet folgender­ maßen:
Wenn nach dem Anlegen der Netzspannung an die Klemmen 9 und 11 der Netzschalter 15 in die Arbeitsstellung gebracht wird, fließt ein Strom durch die Magnet­ wicklung 14 des Relais 5, das daraufhin die Umschalt­ kontakte 6, 7 und 8 in die Arbeitsstellung überführt. Hierdurch wird der Universalmotor 4 in den Motorbetrieb geschaltet, wobei der Strompfad von der Netzanschluß­ klemme 9 zu dem Anschluß 18 des Ankers 2, von dort über den Anschluß 19 zu dem Anschluß 24 der Feldwicklung 3 und von dort über den Anschluß 25 zu der Netzanschluß­ klemme 11 führt. Der Universalmotor 4 läuft damit in dem für den jeweiligen Antriebszweck richtigen Dreh­ sinn, und zwar sowohl bei Speisung mit Gleich- als auch bei Speisung mit Wechselspannung.

Bei Beendigung des Motorbetriebes wird der Netzschalter 15 losgelassen und kehrt in seine Ruhestellung zurück, die die Umschalteinrichtung in Gestalt des Relais 5 auch in die Ruhestellung zurückkehren läßt, da der Relaisstrom über den Netzschalter 15 abgeschaltet wird. Die Umschalter 6, 7 und 8 klappen hierdurch in die Ruhe­ stellung um, d. h. die andere der in Fig. 1 gezeigten Stellung. Hierdurch wird einerseits die Feldwicklung 3 gegenüber dem Anker 2 umgepolt und außerdem der Widerstandsbremskreis an den Universalmotor 4 ange­ schlossen. Während vorher im Motorbetrieb der Anker­ anschluß 19 mit dem Feldwicklungsanschluß 24 verbunden war, ist jetzt im Bremsbetrieb der Ankeranschluß 19 über den jetzt geschlossenen Ruhekontakt 23 mit dem Anschluß 25 der Feldwicklung 3 verbunden. Die An­ schlüsse 18 und 24 liegen über den Stromfühler 33 an den Leistungsanschlüssen 36 und 37 des Widerstandselementes 34.

Diese Umpolung ist erforderlich, damit im Generator­ betrieb des Universalmotors 4 die von dem Anker 2 erzeugte EMK in der Feldwicklung 3 einen Strom hervorruft.

Der Widerstandsbremskreis 12 weist zwischen seinen Anschlüssen 31 und 32 einen veränderlichen Widerstandswert auf, und zwar in dem Sinne, daß der Quotient aus dem Momentanwert der Spannung an den Anschlüssen 31 und 32 und dem zu dem Momentanwert gehörenden und durch die Anschlüsse 31 und 32 fließenden Strom mit abnehmender Spannung an den Anschlüssen 31 und 32 ebenfalls abnimmt. Ein solches Verhalten tritt bspw. auf, wenn der Stromfühler 33 zusammen mit dem Stellkreis 35 das Widerstandselement 34 so steuert, daß unabhängig von dem jeweiligen Augen­ blickswert der Spannung zwischen den Anschlüssen 31 und 32 der durch das Widerstandselement 34 bzw. die Anschlüsse 31 und 32 fließende Strom nahezu konstant gehalten wird.

Infolge dieses dynamischen Verhaltens des Widerstands­ bremskreises 12 tritt in dem nach dem Abschalten bzw. Umschalten der Umschalteinrichtung 5 vorgesehenen Generatorbetriebs sehr rasch eine Selbsterregung auf, wobei der Erregerstrom durch die Hintereinander­ schaltung des Ankers und der Feldwicklung fließt, die gemeinsam zu dem Widerstandsbremselement 34 parallel­ geschaltet sind. Die kinetische Energie des Universal­ motors 4 bzw. auch des damit gekuppelten Werkzeugs wird folglich relativ rasch in den ohm'schen Wider­ ständen der Anordnung, im wesentlichen in dem Wider­ standselement 34, in Wärme umgesetzt.

Das Aufschaukeln der Selbsterregung unmittelbar nach dem Umschalten vom Motorbetrieb auf den Bremsbetrieb wird dadurch begünstigt, daß der Kreiswiderstand in der Hintereinanderschaltung aus dem Anker 2, der Feldwicklung 3 und dem Widerstandselement 34 zunächst wegen der kleinen Spannung an den Anschlüssen 31 und 32 gering ist. Mit zunehmender Selbsterregung steigt der wie oben definierte Momentanwert des ohm'schen Wider­ stands, den der Motor an den Anschlüssen 31 und 32 "sieht". Der Bremseinsatz geht so verhältnis­ mäßig sanft, wobei auch bei maximaler Selbster­ regung der größte über den Anker 2 fließende Strom durch den Widerstandsbremskreis 12 auf Werten gehalten wird, die ein übermäßiges Bürsten­ feuer verhindern.

Mit abnehmender Ankerdrehzahl und damit zurück­ gehender EMK sinkt auch wiederum der ohm'sche Widerstand zwischen den Anschlüssen 31 und 32, wodurch auch bei niedrigen Ankerdrehzahlen und kleiner EMK ein befriedigender Bremsbetrieb er­ reicht wird.

In Fig. 2 ist ein detailliertes Schaltbild des Widerstandsbremskreises 12 dargestellt, wobei aus Fig. 1 bereits bekannte Bauelemente und Schalt­ punkte mit denselben Bezugszeichen belegt sind.

Der Widerstandsbremskreis 12 verwendet als Wider­ standselement 34 einen Darlington-Transistor, also ein Bauelement, das nur in einer Stromrichtung in dem gewünschten Sinne arbeitet. Da bei Wechsel­ spannungsspeisung am Ende des Motorbetriebs es vom Zufall abhängt, welche Polarität die EMK an den Anschlüssen 31 und 32 aufweist, liegt zwischen dem Darlington-Transistor 34 und den Anschlüssen 31 und 32 ein Brückengleichrichter 43, der dafür sorgt, daß unabhängig von der Polarität an den Anschlüssen 31 und 32 der Strom durch den Darlington-Transistor 34 immer in der gleichen Richtung fließt. Es ist hierzu der Brückengleichrichter 43 mit seinen Wechsel­ spannungsanschlüssen mit den Anschlüssen 31 und 32 verbunden, während bei dem gezeigten NPN-Darlington- Transistor 34 sein positiver Gleichspannungsanschluß zu dem Anschluß 37 bzw. dem Kollektor führt. Der negative Gleichspannungsanschluß liegt an dem als einfachem ohm'schen Widerstand ausgebildeten Strom­ fühler 33, der seinerseits an den Anschluß 36 bzw. den Emitter des Darlington-Transistors 34 angeklemmt ist. Der Stellkreis 35 besteht aus einer Hintereinander­ schaltung eines Differentiators 44 sowie eines addieren­ den Integrators 45, dessen Ausgang den Ausgang 39 des Stellkreises 35 bildet.

Der Differentiator 44 besteht aus einem Differenz­ verstärker 46, der von seinem Ausgang über einen Widerstand 47 zu seinem invertierenden Eingang gegengekoppelt ist. Der nichtinvertierende Ein­ gang liegt an einer Schaltungsmasse 48, die der Anschluß 36 bzw. der Ausgangsemitter des Darlington- Transistors 34 darstellt. Von dem nichtinvertierenden Eingang des Differenzverstärkers 46 führt die Hinter­ einanderschaltung eines Kondensators 49 sowie eines Widerstandes 51 zu dem nicht mit der Schaltungsmasse 48 verbundenen Anschluß des Widerstandes 33. Hier­ durch entsteht am Ausgang des Differenzverstärkers 46 eine Spannung, die der Spannungsänderung an dem als Stromsensor dienenden Widerstand 33 pro­ portional ist.

Der addierende Integrator 45 enthält ebenfalls einen Differenzverstärker 52, der in bekannter Weise von seinem Ausgang über einen Integrations­ kondensator 53 zu seinem invertierenden Eingang rückgekoppelt ist; der nichtinvertierende Eingang des Differenzverstärkers 52 liegt an der Schaltungs­ masse 48. Von dem invertierenden Eingang des Differenz­ verstärkers 52 führt ein elektronischer Umschalter 54 je nach Stellung entweder zu zwei Eingangswiderständen 55 und 56 oder zu der Serienschaltung aus zwei Wider­ ständen 57 und 58, die der Anfangswerteinstellung des Integrators 45 dienen. Der Widerstand 58 führt hierzu von dem Ausgang des Differenzverstärkers 52 zu dem einen Kontakt des elektronischen Umschalters 54, von dem der Widerstand 57 zur Schaltungsmasse 48 ge­ schaltet ist. In der gezeigten Stellung des elektronischen Umschalters 54 wird so der Inte­ grationskondensator 53 entladen und auch der in­ vertierende Eingang des Differenzverstärkers 52 auf Null gehalten. In der anderen, der nicht ge­ zeigten, Stellung des elektronischen Umschalters 54 ist der invertierende Eingang des Differenzver­ stärkers 52 einerseits über den Widerstand 55 mit dem Ausgang des Differenzverstärkers 46 und ferner über den Widerstand 56 mit einer negativen Sollwertspannung 59 verbunden.

Der Ausgang des Differenzverstärkers 52 führt über einen Schutzwiderstand 61 zu der Basis des Darlington-Transistors 34.

Die Dimensionierung der Widerstände des addierenden Integrators 45 ist allgemein bekannt und braucht demzufolge nicht weiter erläutert zu werden. Es ist im übrigen auch selbstverständlich, daß die Differenz­ verstärker 46 und 52 noch eine Stromversorgung er­ fordern, die der Übersichtlichkeit halber nicht mit­ gezeichnet ist.

Nach dem Umschalten auf den Bremsbetrieb ist die Ausgangsspannung des Integrators 45 Null und deshalb auch der Darlington-Transistor 34 gesperrt. Die Schaltung würde nicht anlaufen, wenn nicht über einen zu der Kollektor-Emitter-Strecke des Darlington- Transistors 34 parallelliegenden Startwiderstandes 62 ein Anfangsstrom über den als Stromfühler dienenden Widerstand 33 geleitet wird.

Sobald der Universalmotor 4 nach Fig. 1 durch die Umschalteinrichtung 5 von dem Motorbetrieb in den Brems- bzw. Generatorbetrieb umgeschaltet wird und sich erregt, ent­ steht praktisch sprunghaft an dem Widerstand 33 ein dem Strom proportionaler Spannungsabfall, dessen Verlauf an dem Differentiator 44 differenziert wird. Das so dem Strom bzw. der Spannungsänderung an dem Widerstand 33 proportionale Signal gelangt zu dem Eingangswiderstand 55 des Integrators 45 und wird dort aufintegriert. Ohne den Sollwert 59 würde folglich an dem Ausgang des Integrators 45 ein dem Strom durch den Widerstand 33 proportionales Signal zugeführt werden, durch das jetzt der Darlington- Transistor 34 aufgesteuert wird. In dieser Betriebs­ situation befindet sich der elektronische Umschalter 54, der ebenfalls von der Umschalteinrichtung 5 betätigt wird, in der anderen als der gezeichneten Stellung und verbindet den Widerstand 55 mit dem invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 52.

Zusätzlich zu dem Ausgangssignal des Differentiators 44 wird noch die Sollwertspannung 59 mit aufintegriert, die zeitunabhängig konstant ist. Am Ausgang des Inte­ grators 45 entsteht also noch ein Signal mit ansteigender Amplitude, das dem über den Meßwider­ stand 33 erhaltenen Signal überlagert ist. Der Stell­ kreis oder Regler 35 ist deshalb ein Proportional­ regler, dessen Ausgangssignal eine mit der Zeit linear ansteigende Spannung überlagert ist. Diese zeitab­ hängig ansteigende Ausgangsspannung erzeugt ein ent­ sprechendes Aufsteuern des Darlington-Transistors 34 und folglich eine weitere zusätzlich zeitabhängig gesteuerte Verringerung des Widerstandswertes zwi­ schen den Anschlüssen 31 und 32.

Sobald wieder in den Motorbetrieb umgeschaltet wird, wird auch der elektronische Umschalter 54 in die gezeigte Stellung überführt, wodurch der Kondensator 53 über den jetzt parallelliegenden Entladewiderstand 58 entladen und der invertierende Eingang des Differenzverstärkers 52 über den Wider­ stand 57 geerdet wird. Bei Beginn des nächsten Brems­ zyklus sind somit dieselben Anfangsbedingungen ein­ gestellt wie beim vorausgehenden Bremszyklus, und der Momentanwert des sich zwischen den Anschlüssen 31 und 32 einstellenden Widerstandswertes ist zusätzlich abhängig von der Zeit seit Beginn des Bremsbetriebes.

Würde der Differentiator 44 weggelassen und das stromproportionale Signal des Meßwiderstandes 33 direkt dem Integrator 45 zugeführt, so würde sich ein I-Regler ergeben, der, richtige Polarität der Sollwertspannung 59 vorausgesetzt, bestrebt ist, die Differenz zwischen dem Sollwert und dem Spannungsabfall an dem Widerstand 33 konstant zu halten. Die Zeitabhängigkeit würde sich dann praktisch auf das Intervall bis zum Erreichen der Differenz Null beschränken, also praktisch nur auf den Bereich bis zum Erreichen der Selbsterregung.

In Fig. 3 ist ein Widerstandsbremskreis 12 gezeigt, der rein proportional arbeitet und keine integrieren­ den Glieder enthält. Auch hier werden wiederum die bereits bekannten Bezugszeichen verwendet, soweit es sich nicht um neue Bauelemente handelt.

Das Widerstandselement 34 ist hierbei ein selbst­ sperrender Leistungs-MOS-FET, dessen Drainanschluß an dem positiven Gleichspannungsausgang des Brücken­ gleichrichters 43 liegt, während der Source-Anschluß mit dem als Stromfühler dienenden Widerstand 33 ver­ bunden ist. Die an dem Meßwiderstand 33 abfallende Spannung liegt an der Gate-Source-Strecke eines weiteren selbstsperrenden MOS-FET 63, dessen Source- Elektrode mit dem negativen Gleichspannungsausgang des Brückengleichrichters 43 verbunden ist und dessen Drainelektrode an das Gate des MOS-FET 34 angeschlossen ist. Ein weiterer Arbeitswiderstand 64 führt von der Drainelektrode des MOS-FET 63 zu dem positiven Gleich­ spannungsanschluß des Brückengleichrichters 43.

Vor Beginn des Bremsbetriebes sind beide MOS-FET 34 und 63 gesperrt. Sobald der Bremsbetrieb eingeschaltet und die Selbst­ erregung über die Widerstände 62 und 33 eingeleitet wird, damit die Erzeugung einer EMK an den Anschlüssen 31 und 32 beginnt, steigt die Spannung an dem Gate des MOS-FET 34, da das Gate über den Widerstand 64 mit der Drainelektrode ver­ bunden ist. Der MOS-FET 34 wird hierdurch leitend, und es beginnt ein Bremsstrom durch den MOS-FET 34 und den Meßwiderstand 33 zu fließen. Hierdurch wird auch das Gate des MOS-FET 63 leitend, sobald dessen Schwellenspannung erreicht ist, der daraufhin infolge eines entsprechenden Drain-Source-Stroms den Spannungs­ abfall an dem Widerstand 64 vergrößert. Die Gate- Spannung an dem MOS-FET 34 wird deshalb von dem Spannungsteilerverhältnis zwischen dem Widerstand 64 und dem MOS-FET 63 bestimmt. Steigt der Strom durch den Meßwiderstand 33, dann verringert sich die Drain-Spannung an dem MOS-FET 63, was dazu führt, daß auch der MOS-FET 34 zugesteuert wird. Umgekehrt führt eine Verringerung des Stroms durch den Meßwiderstand 33 zu einer Verringerung des Drain-Stroms des MOS-FET 63 und damit zu einer Erhöhung der Gate-Spannung für den MOS-FET 34. Die Schaltung nach Fig. 3 arbeitet deshalb zwi­ schen den Anschlüssen 31 und 32 wie eine Konstant­ stromquelle, was aber auch die oben erwähnte ge­ wünschte Widerstandskennlinie ergibt.

Der Widerstand 62 wird bei der Schaltung nach Fig. 3 zum Anlaufen benötigt, wenn die EMK beim Umschalten auf den Bremsbetrieb nicht ausreicht, um den MOS-FET 34 aufzu­ steuern. Er könnte deshalb auch entfallen. Zweckmäßiger­ weise wird er jedoch dennoch vorgesehen, um einen Teil des Bremsstromes an dem Leistungs-MOS-FET 34 vorbei­ zuleiten, um so die Verlustleistung für diesen kleiner zu halten. Dadurch, daß der Widerstand 62 auch an den Widerstand 33, wie gezeigt, angeschlossen ist, wird auch dessen Strom mit in die Regelung einbezogen.

Eine Schaltungsvariante für einen progressiv arbeiten­ den Widerstandsbremskreis 12 ist in Fig. 4 dargestellt, bei dem aus Vereinfachungsgründen der vorher gezeigte Brückengleichrichter weggelassen ist. Dieser Brücken­ gleichrichter ist ohnehin entbehrlich, wenn durch geeignete Maßnahmen dafür gesorgt wird, daß die Selbsterregung im Bremsbetrieb immer eine Generator­ spannung erzeugt, die mit den gepolten aktiven Ele­ menten des Widerstandsbremskreises 12 verträglich ist.

Der Widerstandsbremskreis 12 nach Fig. 4 enthält als Widerstandsbremselement einen selbstsperrenden MOS- FET 34, dessen Source-Elektrode über einen Widerstand 33 mit dem Anschluß 32 verbunden ist. Der Drainan­ schluß liegt an der Eingangsklemme 31. Zum Zwecke der Erleichterung der Selbsterregung bzw. der Übernahme eines Teils der elektrischen Leistung von dem MOS- FET 34 ist, wie vorher, der Parallelwiderstand 62 vorgesehen, der zu der Drain-Source-Strecke parallel­ geschaltet ist.

Der Stellkreis 35 enthält eine Konstantspannungsquel­ le, gebildet aus einem Widerstand 66 sowie einer da­ mit in Serie liegenden Z-Diode 67, an der eine aus der Generatorspannung erzeugte konstante Spannung abfällt. Die Serienschaltung aus dem Widerstand 66 und der Z-Diode 67 liegt hierzu mit entsprechender Polarität ebenfalls an den Anschlüssen 31 und 32, und zwar bei der gewählten Polarität der Elemente so, daß die Anode der Z-Diode 67 mit dem Anschluß 32 verbun­ den ist. Die Konstanz der an der Z-Diode 67 abfallen­ den Spannung kann erhöht werden, wenn der Festwider­ stand 66 durch eine daneben angedeutete Konstantstrom­ quelle 68 ersetzt wird.

Die an der Z-Diode 67 abfallende konstante Spannung wird über eine entsprechend gepolte Diode dem Steuer­ anschluß 38 des Widerstandselementes, d. h. dem Gate des MOS-FET 34, zugeführt.

Die Diode 69 dient dazu, die von der Z-Diode 67 er­ zeugte Konstantspannung gegenüber einer variablen Spannung abzukoppeln, die dem Gate 38 unmittelbar zugeführt wird. Diese zeitabhängige variable Span­ nung wird durch Integration eines Konstantstroms mittels eines Kondensators 71 erzeugt. Der Konden­ sator 71 liegt zwischen dem Gate 38 und dem Anschluß 32, d. h. parallel zu der über die Diode 69 einge­ speisten Spannung der Z-Diode 67.

Die Erzeugung des Konstantstromes geschieht mit Hilfe eines selbstleitenden MOS-FET 72, dessen Drain-Elektro­ de am Anschluß 31 liegt und dessen Source-Elektrode über einen Gegenkopplungswiderstand 73 an dem Gate 38 angeschlossen ist. Das Gate des MOS-FET 72 liegt unmittelbar am Fußpunkt des Gegenkopplungswiderstan­ des 73, d. h. am Gate 38 des MOS-FET 34.

Nachdem, wie vorher beschrieben, der Motor in den Bremsbetrieb umgeschaltet wurde, beginnt über die Serienschaltung der Widerstände 62 und 33 die Selbst­ erregung des nunmehr im Hauptschlußgeneratorbetrieb arbeitenden Motors 4. Die hierbei entstehende Genera­ torspannung wird auch über den Widerstand 66 und die Diode 69 dem Gate des MOS-FET 34 zugeführt, der ent­ sprechend aufgesteuert wird. Die so erzeugte Vorspan­ nung wird allerdings durch die Z-Diode 67 begrenzt, die auf diese Weise die Anfangsspannung des Kondensa­ tors 71 festlegt. Im weiteren Betrieb wird der Konden­ sator 71 nun über die Konstantstromquelle, gebildet aus dem selbstleitenden MOS-FET 72 und dem Gegenkopp­ lungswiderstand 73, mit einem konstanten Strom all­ mählich weiter aufgeladen, wodurch in zunehmendem Maße der MOS-FET 34 aufgesteuert, d. h. niederohmiger wird. Eine Zunahme des Bremsstroms und folglich auch eine Zunahme der Bremswirkung ist die Konsequenz. Infolge der Diode 69 wird nämlich dem Gate des MOS- FET 34 nur die höhere der beiden Spannungen zuge­ führt. Der Widerstand 66 und die Z-Diode 67 sorgen dafür, daß der Kondensator 71 unmittelbar nach Bremsbeginn sehr rasch auf eine Anfangsspannung auf­ geladen wird, von der ausgehend mit größerer Zeit­ konstante entsprechend dem Ladestrom die Steuerspan­ nung für den MOS-FET 34 weiter erhöht wird.

Durch Variation des Widerstandes 73 kann in bekannter Weise der mit dem MOS-FET 72 erzeugte Konstantstrom verändert werden.

Bei Universalmotoren, die mit Wechselstrom betrieben werden, kann es geschehen, daß der Motorstrom zu einem Zeitpunkt abgeschaltet wird, bei dem wegen der Strom­ richtungsumkehr das Statorpaket weitgehend entmagneti­ siert ist. Die für den Generatorbetrieb notwendige Selbsterregung würde dann nicht einsetzen. Universal­ motoren, die an Halbwellenphasenanschnittsteuerungen betrieben werden, sind in dieser Hinsicht unempfind­ lich, da in der Feldwicklung keine Stromrichtungsum­ kehr und folglich auch keine Entmagnetisierung auf­ tritt.

Bei nicht ausreichendem Restmagnetismus würde folg­ lich keine Bremsung zustandekommen, wenn nach dem En­ de des Motorbetriebs die Feldwicklung mit umgekehr­ ter Polung entweder unmittelbar oder über einen Brems- oder Vorwiderstand zu dem Anker parallelgeschaltet würde.

Um diese Unsicherheit auszuschließen, sind in den Fig. 6 und 5 Schaltungsanordnungen dargestellt, die zur Schnellerregung eines zum Zweck der elektrischen Bremsung in den Hauptschlußgeneratorbetrieb umge­ schalteten Universalmotors dienen. Die in den Figu­ ren verwendeten Bezugszeichen entsprechen den Be­ zugszeichen der vorausgehenden Figuren, soweit sie bereits im Zusammenhang mit diesen erwähnt wurden.

Die Umschalteinrichtung 5, die gleichzeitig auch als Netzschalter dient, um den Universalmotor 4 vom Netz 9, 11 abzutrennen, ist gegenüber den vorhergehenden Ausführungsbeispielen vereinfacht und enthält nur noch die beiden Umschaltkontakte 6 und 7, die von Hand betätigt werden.

Wie vorher, führt von der Netzanschlußklemme 9 eine Leitung 13 zu dem Anschluß 18 der Ankerwicklung 2, deren anderes Wicklungsende 19 über eine Leitung 21 mit den beiden feststehenden Kontakten 22 und 23 ver­ bunden ist. Die beiden Wicklungsenden 24 und 25 der Feldwicklung 3 sind mit den beweglichen Kontakten 6 und 7 verbunden und die beiden noch verbleibenden feststehenden Kontakte 27 und 28 der Umschalteinrich­ tung 5 sind einerseits über die Leitung 16 mit der Netzanschlußklemme 11 und andererseits mit einem An­ schluß 32 der Widerstandsbremseinrichtung 12 verbunden.

Die Widerstandsbremseinrichtung 12 kann, wie in den Fig. 1 bis 4 erläutert, aufgebaut sein.

Um die Schnellerregung zu erreichen, ist bei beiden Ausführungsbeispielen eine elektrische Energiequel­ le in Gestalt eines Kondensators 80 vorgesehen, durch den lediglich zu Beginn des Bremsbetriebs ein Vor­ magnetisierungsstrom für die Feldwicklung 3 erzeug­ bar ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 liegt der Kondensator 80 zwischen der Netzanschlußklemme 9 und dem Anschluß 31 des Widerstandsbremskreises 12. Parallel zu dem Kondensator 80 liegt eine Diode 81, die so gepolt ist, daß die im Generator bzw. Brems­ betrieb erzeugte Generatorspannung von der Diode 81 zu dem Anschluß 31 durchgelassen wird.

Um den Kondensator 80 während des Motorbetriebs auf­ zuladen, ist eine Diode 82 vorgesehen, die ebenfalls an dem Anschluß 31 liegt, und zwar mit derselben Elektrode wie die Diode 81, womit sie im Generator­ betrieb in Sperrichtung betrieben würde. Die andere Elektrode der Diode 82, im vorliegenden Fall die Anode, ist mit dem Anschluß 25 der Feldwicklung 3 verbunden.

Für den Motorbetrieb wird die Umschalteinrichtung 5 in die andere, nicht gezeichnete Stellung umge­ schaltet. In dieser Stellung fließt aus dem Netz ein Strom über die Anschlußklemme 9 zu dem Anschluß 18 der Ankerwicklung 2, von dort über das Wicklungs­ ende 19, über den feststehenden Kontakt 22, den be­ weglichen Kontakt 7 zu dem Wicklungsende 24 der Feldwicklung 3, von wo der Strom über den beweglichen Kontakt 6 und den feststehenden Kontakt 27 zu der Netzanschlußklemme 11 zurückfließt. In dieser Schalter­ stellung der Umschalteinrichtung 5 liegt außerdem die Serienschaltung aus dem Kondensator 80 und der Diode 82 parallel zu den Netzanschlußklemmen 9 und 11. Die Netzspannung lädt bei entsprechender Pola­ rität den Kondensator 80 auf den Scheitelwert auf. Bei der gezeichneten Polarität ist der mit der Netzanschlußklemme 9 verbundene Belag des Kondensa­ tors 80 gegenüber dem mit dem Anschluß 31 in Ver­ bindung stehenden negativ vorgespannt. Die für die Schnellerregung notwendige elektrische Energie ist damit im Kondensator 80 gespeichert. Die Diode 81 wird hierdurch in Sperrichtung vorgespannt und ver­ mag den Kondensator 80 nicht zu entladen.

Zum Beenden des Motorbetriebs wird die Umschaltein­ richtung 5 losgelassen und kehrt selbsttätig in die in Fig. 5 gezeichnete Stellung zurück. Die Netz­ spannung ist dabei von dem Motor 4 abgeschaltet und gleichzeitig wird die Feldwicklung 3 gegenüber der Ankerwicklung 2 umgedreht, d. h. es ist jetzt das Wicklungsende 25 mit dem Wicklungsende 19 der Ankerwicklung 2 verbunden. Gleichzeitig stellt die Umschalteinrichtung 5 die elektrische Verbindung zwischen dem Anschluß 32 des Widerstandsbremskrei­ ses 12 mit dem Wicklungsende 24 der Feldwicklung 3 her. Der aufgeladene Kondensator 80 kann sich bei dieser Schalterstellung der Umschalteinrichtung 5 über die Serienschaltung aus dem Widerstandsbrems­ kreis 12 der Feldwicklung 3 und der Ankerwicklung 2 entladen. Dabei erzeugt er in der Feldwicklung 3 einen Vormagnetisierungsstrom für das Statorpaket, der dieselbe Flußrichtung aufweist wie der Strom, der durch die Generatorspannung hervorgerufen wird, wenn die Selbsterregung eingeleitet ist. Die durch die Entladung des Kondensators 80 zustandekommende Vormagnetisierung des Stators hat, unabhängig von der Vorgeschichte, immer dieselbe Polarität und sorgt dafür, daß jetzt in den sich an der Feldwick­ lung 3 vorbeibewegenden Ankerwicklungen eine ent­ sprechende Spannung induziert wird, die über die jetzt in Durchlaßrichtung betriebene Diode 81 und den Widerstandsbremskreis 12 zu der Feldwicklung 3 gelangt und dort den Magnetisierungsstrom mit dersel­ ben Polarität wie beim Entladen des Kondensators 80 aufrecht erhält.

Der nach Einleitung der Selbsterregung bzw. Entla­ dung des Kondensators 80 auftretende Strom oder Bremsstrom wird von der Diode 81 übernommen.

Durch diese Schaltung wird erreicht, daß der Motor 4 nach dem Ausschalten des Motorbetriebs und Umschal­ ten in den Bremsbetrieb innerhalb einer sehr klei­ nen Streuungsbreite zuverlässig zur Selbsterregung gebracht wird, womit auch die Streuungsbreite für das Abbremsen des Motors entsprechend klein ist. Die zur Erzeugung des Vormagnetisierungsstroms notwendi­ ge Energie wird dabei ausschließlich einem Speicher entnommen, der während des Motorbetriebs geladen wird, so daß für den Bremsbetrieb keine Energie dem Netz mehr entnommen werden muß.

Anstatt die elektrische Energiequelle in Gestalt des Kondensators 80 in Serie in den Bremsstromkreis ein­ zuschalten, wie dies bei Fig. 5 der Fall ist, kann der Kondensator 80 auch zu der Feldwicklung 3 paral­ lelgeschaltet werden, wie Fig. 6 zeigt. In diesem Falle ist der Kondensator einenends mit dem Wick­ lungsende 25 verbunden und liegt andernends an dem feststehenden Kontakt 28, von dem eine Diode zu dem Anschluß 32 des Widerstandsbremskreises 12 führt, dessen Anschluß 31 unmittelbar mit dem Netzanschluß 9 in Verbindung steht. Die gezeichne­ te Stellung der Umschalteinrichtung 5 ist wiederum die Bremsstellung.

Während des Motorbetriebs, bei dem die Umschaltein­ richtung 5 in die andere, nicht gezeichnete Stellung umgeschaltet ist, liegt die Serienschaltung aus der Ankerwicklung 2 und der Feldwicklung 3 parallel zu den Netzanschlußklemmen 9 und 11. Gleichzeitig wird von der Netzanschlußklemme 9 über den Widerstands­ bremskreis 12 und die bei der entsprechenden Netz­ halbwelle in Durchlaßrichtung gepolte Diode 83 der Kondensator 80 aufgeladen, dessen anderer Anschluß gemeinsam mit dem Wicklungsende 25 der Feldwicklung 3 an der Netzanschlußklemme 11 liegt.

Zum Abschalten des Motorbetriebs und Einleiten der elektrischen Bremsung wird die Umschalteinrichtung 5 losgelassen, die in die gezeichnete Stellung zurück­ kehrt. Dadurch wird, wie vorher, die Polung der Feld­ wicklung 3 gegenüber der Ankerwicklung 2 vertauscht und gleichzeitig wird der Kondensator 80 zu der Feldwicklung 3 parallelgeschaltet. Die Entladung des Kondensators 80 über die Feldwicklung 3 erzeugt in dieser einen Vormagnetisierungsstrom, der das gleiche Vorzeichen aufweist wie derjenige Strom der im Ge­ nerator oder Bremsbetrieb von der in der Ankerwick­ lung 2 induzierten Spannung hervorgerufen wird. Hierbei fließt der Bremsstrom über die Diode 83 und den Widerstandsbremskreis 12.

Wie bei dem vorigen Ausführungsbeispiel erzwingt die Entladung des Kondensators 80 immer dieselbe Vormagnetisierungsrichtung und damit immer dieselbe Polarität der in der Ankerwicklung 2 induzierten Spannung. Es ist klar, daß die Polarität der Diode 83 in Übereinstimmung hiermit gewählt werden muß, damit sie einerseits in der Lage ist, den Kondensa­ tor 80 entsprechend aufzuladen und andererseits den durch die in der Ankerwicklung 2 induzierte Spannung hervorgerufenen Bremsstrom durchlassen kann.

Claims (5)

1. Selbsterregte Widerstandsbremseinrichtung für einen Reihenschluß-Kommutatormotor, der zum Antrieb von handgeführten Elektrowerkzeugen dient, mit einer Umpolschalteinrichtung, durch die nach Beendigung des Motorbetriebs ein Bremswiderstand zwischen einen Anker und eine Feldwicklung einzuschalten und die Polarität zwischen dem Anker und der Feldwicklung gegenüber dem Motorbetrieb im Sinne einer Selbsterregung umzupolen ist, mit einer elektronischen Steuer­ schaltung ohne äußere Stromversorgung zur Beein­ flussung des im Bremsbetrieb fließenden Brems­ stromes, sowie mit einem die Selbsterregung zwangs­ weise einleitenden und während des Motorbetriebs aus einer Stromversorgung für den Motor nachlad­ baren Energiespeicher, der beim Umschalten auf den Bremsbetrieb zumindest zu Beginn des Bremsbetriebes einen Vormagnetisierungsstrom in der Feldwicklung erzeugt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der in seinem Widerstandswert veränderbare Bremswiderstand ein selbstsperrender MOS-FET-Transistor (34) ist, dessen Laststrom durch einen Stromfühler (33) gemessen und der als Stromregelschaltung arbeitenden Steuerschal­ tung (35) als Istwert zugeführt wird, die an den Steuereingang (38) des Transistors (34) angeschlossen ist, und daß die Steuerschaltung (35) eine aus der im Bremsbetrieb erzeugten Generatorspannung gespeiste Konstantspannungsquelle (66, 67, 68) sowie eine weitere, ebenso gespeiste Spannungsquelle (71, 72) aufweist, deren Ausgangsspannung wenigstens in einem Bereich seit dem Einschalten des Bremsbetriebes mit der seit dem Einschalten vergangenen Zeit ansteigt, und daß die betragsmäßig jeweils größere Spannung dem Steuereingang (38) des Transistors (34) zugeführt wird (Fig. 4).

2. Widerstandsbremseinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß zum Starten der Steuerschaltung zu dem Transistor (34) ein zusätzlicher Fest­ widerstand (62) parallel geschaltet ist, über den für den Stromfühler (33) ein Anfangsstrom erzeugbar ist.

3. Selbsterregte Widerstandsbremseinrichtung für einen Reihenschluß-Kommutatormotor, der zum Antrieb von handgeführten Elektrowerkzeugen dient, mit einer Umpolschalteinrichtung, durch die nach Beendigung des Motorbetriebs ein Bremswiderstand zwischen einen Anker und eine Feldwicklung einzuschalten und die Polarität zwischen dem Anker und der Feldwicklung gegenüber dem Motorbetrieb im Sinne einer Selbsterregung umzupolen ist, mit einer elektronischen Steuerschaltung ohne äußere Stromversorgung zur Beeinflussung des im Bremsbetrieb fließenden Bremsstromes, sowie mit einem die Selbsterregung zwangsweise einleitenden und während des Motorbetriebs aus einer Stromversorgung für den Motor nachladbaren Energiespeicher, der beim Umschalten auf den Bremsbetrieb zumindest zu Beginn des Bremsbetriebes einen Vormagnetisierungsstrom in der Feldwicklung erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß der in seinem Widerstandswert veränderbare Bremswiderstand ein Transistor (34) ist, dessen Laststrom durch einen Stromfühler (33) gemessen und der als Stromregelschaltung arbeitenden Steuerschaltung (35) als Istwert zugeführt wird, die an den Steuereingang (38) des Transistors (34) angeschlossen ist, und daß die Steuerschaltung (35) die Hintereinanderschaltung eines Differentiators (44) sowie eines addierenden Integrators (45) enthält, wobei der Stromfühler (33) an dem Eingang (42) des Differentiators (44) angeschlossen ist und einer der Eingänge (55) des Integrators (45) von dem Ausgangssignal des Differentiators (44) beaufschlagt ist, während sein anderer Eingang (56) ein Sollwertsignal (59) erhält, und daß der Ausgang des Integrators (45) mit dem Steuereingang (38) des Transistors (34) verbunden ist (Fig. 2).

4. Widerstandsbremseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrator (45) eine Anfangswerteinstellung (54, 57, 58) aufweist.

5. Selbsterregte Widerstandsbremseinrichtung für einen Reihenschluß-Kommutatormotor, der zum Antrieb von handgeführten Elektrowerkzeugen dient, mit einer Umpolschalteinrichtung, durch die nach Beendigung des Motorbetriebs ein Bremswiderstand zwischen einen Anker und eine Feldwicklung einzuschalten und die Polarität zwischen dem Anker und der Feldwicklung gegenüber dem Motorbetrieb im Sinne einer Selbsterregung umzupolen ist, mit einer elektronischen Steuerschaltung ohne äußere Stromversorgung zur Beeinflussung des im Bremsbetrieb fließenden Bremsstromes, sowie mit einem die Selbsterregung zwangsweise einleitenden und während des Motorbetriebs aus einer Stromversorgung für den Motor nachladbaren Energiespeicher, der beim Umschalten auf den Bremsbetrieb zumindest zu Beginn des Bremsbetriebes einen Vormagnetisierungsstrom in der Feldwicklung erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß der in seinem Widerstandswert veränderbare Bremswiderstand ein selbstsperrender MOS-FET-Transistor (34) ist, dessen Laststrom durch einen Stromfühler (33) gemessen und der als Stromregelschaltung mit einem Proportionalglied arbeitenden Steuerschaltung (35) als Istwert zugeführt wird, die an den Steuereingang (38) des Transistors (34) angeschlossen ist, und daß das Proportionalglied von einem in Emitter- bzw. Source-Schaltung betriebenen einstufigen Transistorverstärker als Steuerschaltung (35) gebildet ist, der einen selbstsperrenden Transistor (63) enthält, wobei der Steueranschluß (38) des den Bremswiderstand bildenden Transistors (34) mit der Kollektor- bzw. Drain-Elektrode des Transistorverstärkers (35) verbunden ist, und daß ein Widerstand den Strommeßfühler (33) darstellt, zu dem die Basis-Emitter- bzw. Gate-Source-Strecke des Transistorverstärkers (35) parallel liegt und der in eine Stromzuleitung des den Bremswiderstand bildenden Transistors (34) eingefügt ist (Fig. 3).