DE4405515A1 - System und Verfahren zum Umpolen von Permanentmagnetgleichstrommotoren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Permanentmagnet­ gleichstrommotoren und insbesondere auf ein System und Ver­ fahren zum Umkehren der Umlaufrichtung der Permanentmagnet­ gleichstrommotoren.

Der Gebrauch von Permanentmagnetgleichstrommotoren ist mitt­ lerweile weitverbreitet, letztendlich wegen ihrer niedrigeren Kosten im Vergleich zu anderen Motorarten. Es wurden elek­ tronische Schaltkreise entwickelt, um die Richtung des Stromlaufs in den Motorankern zu steuern. Durch Umkehr der Richtung des Stromflusses durch den Motoranker kann die Umlaufrichtung des Motors gesteuert werden, so daß der Motor in zwei Richtungen betrieben werden kann, nämlich im Uhrzei­ gersinn und gegen den Uhrzeigersinn.

Beispiele von bekannten Motorumpoleinrichtungen sind in den US-Patenten 3,229,181 von A. C. Evans, 3,305,718 von C. F. Waldron, 4,987,353 von Imaeda, 5,023,493 von Wrzesinski und 5,132,600 von Kinoshita dargestellt.

Die Fig. 1 zeigt einen bekannten Schaltkreis 10 zur Umkehr der Umlaufrichtung eines Motors 16. Wie gezeigt wird, bein­ haltet der Schaltkreis 10 einen Kontrollschalter 22 und Relais 24 und 28, die miteinander elektrisch verbunden sind.

Die Motorbürsten 12 und 14 sind elektrisch an eine negative Spannung über die normalerweise geschlossenen Relaiskontakte verbunden, welche allgemein durch die Bezugszahlen 18 und 20 gezeigt werden. Sobald der Kontrollschalter 22 in die Uhr­ zeigerposition (CW) gebracht wird, wird die Spule im Relais 24 erregt und betätigt dabei die Relaiskontakte 18 und 26. Demzufolge wird dann eine positive Spannung auf die Motor­ bürste 12 über den normalerweise offenen Kontakt 26 am Re­ lais 24 angelegt. Da die Motorbürste 14 noch an der nega­ tiven Spannung über den normalerweise geschlossenen Kontakt 20 des Relais 28 liegt, wird der Motor 16 im Uhrzeigersinn betrieben.

Ferner ist aus der Fig. 1 zu sehen, daß, wenn der Kontroll­ schalter 22 in die gegen-den-Uhrzeigersinn-Position (CCW) bewegt wird, die Spule im Relais 28 erregt wird, wodurch die Relaiskontakte 20 und 30 betätigt werden. Als Ergebnis wird dann positive Spannung über den normalerweise geöffneten Kontakt 30 an die Motorbürste 14 angelegt. Da die Motorbür­ ste 12 über den normalerweise geschlossenen Kontakt 18 mit der negativen Spannung verbunden ist, wird der Motor 16 in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn betrieben.

Der Hauptnachteil der bekannten Umpolschaltkreise, die mit einem Schaltkreis 10, wie er in der Fig. 1 gezeigt ist, arbeiten, ist die Tatsache, daß, sobald der Kontrollschalter 22 entweder von der CW-Position oder der CCW-Position in die Ausschaltposition gebracht wird, der Motor 16 elektrisch kurzgeschlossen wird. Dies wird durch folgendes Beispiel veranschaulicht: Wenn der Motor 16 in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn betrieben wird, erfolgt der Stromfluß durch den Motor von der Bürste 14 zur Bürste 12. Sobald der Steuerschalter in die "AUS"-Position gebracht wird, fährt der Motoranker fort zu rotieren und erzeugt dabei einen großen Strom, der in dieselbe Richtung vom Motor 16 durch die Bürste 12 und den normalerweise geschlossenen Kontakt 18 fließt. Der normalerweise geschlossene Kontakt 18 und der normalerweise geschlossene Kontakt 20 liegen elektrisch auf demselben Potential und geben einen geschlossenen Stromkreis für diesen Strom vor. Daher fließt der erzeugte Strom auch durch den normalerweise geschlossenen Kontakt 20 und zurück zum Motor 16 durch die Bürste 14. Dieser große Strom hat sich als signifikant lebensverkürzend für den Motor erwiesen und verhindert einen längeren Einsatz der Motorbürsten und der Relaiskontakte.

Demzufolge ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Umpolschaltkreis zur Steuerung der Umlaufrich­ tung eines Permanentmagnetgleichstrommotors zu entwickeln.

Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Schaltkreis zur Umkehr der Umlaufrichtung eines Motors zu entwickeln, wobei der Motor nicht kurzgeschlossen wird, sobald er abgestellt wird, um die Lebensdauer der Motorbürsten und Relaiskontakte zu verlängern.

Erfindungsgemäß werden die obigen Aufgaben und weitere Auf­ gaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung durch ein System gelöst, das eine Wahl der Umlaufrichtung von Perma­ nentmagnetgleichstrommotoren gewährleistet. Das System bein­ haltet eine erste und eine zweite Schalteinrichtung zum Anlegen der Spannung an den Motor, wobei die erste und die zweite Schalteinrichtung durch mindestens einen Betätiger aus einem ersten Betriebszustand, der die erste Umlaufrich­ tung vorgibt, in einen zweiten Betriebszustand, der die zweite Umlaufrichtung vorgibt, betätigt wird. Das System beinhaltet ferner eine dritte Schalteinrichtung zum Anlegen der Spannung an den Motor und einen Kontrollschalter, wobei die dritte Schalteinrichtung durch einen Betätiger von einem ersten Betriebszustand, der die erste Umlaufrichtung vor­ gibt, zu einem zweiten Betriebszustand, der die zweite Um­ laufrichtung vorgibt, betätigt wird. Der Kontrollschalter hat dabei mehrere Schaltpositionen, um die Umlaufrichtung des Motors auszuwählen. Der Kontrollschalter, der Motor und die Schaltvorrichtungen sind miteinander elektrisch verbun­ den, so daß eine erste Kontrollschaltposition eine erste Spannung vorgibt, die eine erste Umlaufrichtung an dem Motor vorgibt, eine zweite Kontrollschaltposition gibt eine zweite Spannung an den Motor, wobei die zweite Spannung die zweite Umlaufrichtung vorgibt und entgegengesetzte Polarität zur ersten Spannung besitzt, und eine dritte Kontrollschaltposi­ tion einen um den Motor offenen Schaltkreis gewährt.

In bevorzugter Ausführung wechselwirken die erste und die zweite Schaltvorrichtung, um die erste Spannung an den Motor zu legen, und die erste, zweite und dritte Schalteinrichtung wechselwirken, um die zweite Spannung an den Motor zu legen. Die erste Spannung setzt sich aus einer positiven Spannung vom ersten Schaltelement und einer negativen Spannung vom zweiten Schaltelement zusammen. Die zweite Spannung setzt sich aus einer positiven Spannung vom zweiten und dritten Schaltelement und einer negativen Spannung vom ersten Schaltelement zusammen. Vorzugsweise besitzt das dritte Schaltelement einen normalerweise geöffneten Schaltkontakt, der mit dem zweiten Schaltelement wechsel wirkt, um einen offenen Schaltkreis um den Motor zu gewährleisten.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung sind zahlreich. Zum Beispiel verhindert der Umkehrschaltkreis der vorliegenden Erfindung ein Kurzschließen des Motors und demzufolge ver­ hindert er, daß große induzierte Ströme durch die Motorbür­ sten und Relaiskontakte fließen. Letztendlich werden die Lebensdauer der Motorbürsten und Relaiskontakte signifikant erhöht.

Die Erfindung ist beispielsweise anhand der Zeichnung ver­ anschaulicht. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines bekannten Schaltkreis es zum Umpolen von Permanentmagnet­ gleichstrommotoren,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungs­ beispiels des erfindungsgemäßen Schaltkreises zum Umpolen von Permanentmagnetgleichstrommotoren,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsge­ mäßen Schaltkreises zum Umpolen von Permanentma­ gnetgleichstrommotoren.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, ist dort ein erstes Ausfüh­ rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zum Umpolen der Drehrichtung eines Motors 42 gezeigt. Der Schaltkreis 40 beinhaltet einen Kontrollschalter 44, ein Zweipoldoppel­ schalt-Relais (DPDT-Relais) (double-pole, double-throw (DPDT) relay) 46 und ein Einpoleinschalt-Relais (SPST-Re­ lais) (single-pole, single-throw (SPST) relay) 48. Das DPDT- Relais 46 weist die normalerweise geschlossenen (NC) Kon­ takte 50 und 50′ und die normalerweise geöffneten (NO) Kon­ takte 52 und 52′ auf, welche durch Erregung der Spule 54 geschaltet werden. Die Relais weisen des weiteren Schalt­ vorrichtungen auf, um an den Motor Spannung anzulegen.

Ferner ist aus Fig. 2 zu ersehen, daß das SPST-Relais 48 mit einem normalerweise geöffneten Kontakt 60 versehen ist, der über die Erregung der Spule 62 geschlossen wird. Es muß erwähnt werden, daß der NO-Kontakt 60 elektrisch mit dem NC- Kontakt 50′ verbunden ist. Der Kontrollschalter 44 ist ein Mehrpositionsschalter, der elektrisch mit den Spulen 54 und 62 verbunden ist und als Schalter dazu verwendet wird, die gewünschte Umlaufrichtung des Motors 42 zu wählen. Im ein­ zelnen legt der Kontrollschalter 44 positive Spannung an die Spulen 46 und 48, wobei an deren anderen Enden negative Spannung anliegt. Die Spule 54 wird bei der Einstellung einer Drehrichtung im Uhrzeigersinn erregt, wohingegen die Spule 62 bei der Einstellung in Richtung gegen den Uhrzei­ gersinn erregt wird.

Vorzugsweise liegt an dem NC-Kontakt 50 negative Spannung und an den NO-Kontakten 52 und 60 positive Spannung. Da der normalerweise geschlossene Kontakt 50′ mit dem NO-Kontakt 60 verbunden ist, "flattert" ("floats") der Kontakt 50′, sobald der Kontrollschalter in die "AUS"-Position gebracht wird. Diese Anordnung bietet signifikante Vorteile, wie im folgen­ den detailliert beschrieben wird.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, beinhaltet der Motor 42 ferner Motorbürsten 64 und 66. In dieser bevorzugten Aus­ führung wird die Bürste 64 mit dem NC-Kontakt 50 elektrisch verbunden, sobald der Kontrollschalter 44 in die "AUS"-Posi­ tion gebracht wird, und die Bürste 66 wird elektrisch mit dem NC-Kontakt 50′ und demzufolge mit dem NO-Kontakt 60 verbunden. Je nach über den Kontrollschalter 44 eingestell­ ter Umlaufrichtung werden nun die Motorbürsten 64 und 66 mit unterschiedlichen Spannungspolaritäten verbunden, so daß der Motor 42 nicht betrieben werden kann.

Weiterhin Bezug nehmend auf die Fig. 2 wird nun der Ge­ brauch der Schaltkreisanordnung 40 erläutert. Am Anfang, wenn der Kontrollschalter 44 in der "AUS"-Position, wie gezeigt, vorliegt, ist die Motorbürste 64 mit negativer Spannung über den NC-Kontakt 50 verbunden und die Motorbür­ ste 66 ist "flatternd" ("floating"). Dadurch ist der Motor nicht in Betrieb, d. h. es liegt keine Drehung in irgend­ einer Richtung vor.

Sobald der Kontrollschalter 44 aus der "AUS"-Position in die Uhrzeiger-Position (CW) gebracht wird, wird die Spule 54 erregt. Daher wird der NC-Kontakt 50′ geöffnet und der NO- Kontakt 52′ wird geschlossen, wobei an die Motorbürste 66 eine negative Spannung angelegt wird. Da das Relais 46 ein Doppelrelais (double-pole, double-throw relay) ist, bewirkt das Erregen der Spule 54 auch ein Öffnen des NC-Kontakts 50 und ein Schließen des NO-Kontakts 52, wobei an die Motorbür­ ste 64 positive Spannung angelegt wird. Durch diese Span­ nungspolaritäten an den Bürsten fließt ein Strom (i_cw) durch den Motoranker in die Richtung, die durch einen Pfeil ge­ kennzeichnet ist, und der Motor 42 arbeitet in Uhrzeiger­ richtung.

Falls der Kontrollschalter 44 aus der "AUS"-Position in die CCW-Position gebracht wird, wird die Spule 62 erregt. Demzu­ folge wird der NO-Kontakt 60 geschlossen und an die Motor­ bürste 66 wird positive Spannung angelegt über den normaler­ weise geschlossenen Kontakt 50′. Da die Spule 54 nicht er­ regt wird, bleibt der normalerweise geschlossene Kontakt 50′ geschlossen und an der Motorbürste 64 liegt negative Span­ nung an. Wegen dieser Spannungspolaritäten an den Bürsten fließt ein Strom (i_ccw) durch den Motoranker in die Richtung, die durch einen Pfeil angezeigt ist, und der Motor 42 arbei­ tet in Richtung gegen den Uhrzeigersinn.

Sobald der Kontrollschalter aus der CW-Position in die "AUS"-Position gebracht wird, wird die Spule 54 nicht mehr erregt und die damit verbundenen Kontakte kehren in ihre normalen Arbeitszustände zurück. Im einzelnen werden die NC- Kontakte 50 und 50′ geschlossen und die NO-Kontakte 52 und 52′ geöffnet und die Spannungspolaritäten, die zum Betrieb des Motors in Uhrzeigerrichtung erforderlich sind, liegen nicht weiter an den Motorbürsten 64 und 66 an. Der Motoran­ ker hört dabei aber nicht unmittelbar mit der Drehung auf, nachdem der Kontrollschalter in die "AUS" -Position gebracht wurde. Infolge seiner Trägheit rotiert der Anker weiter, was zu einem großen induzierten Stromfluß führt.

Sobald der Kontrollschalter nun aus der CCW-Position in die "AUS"-Position gebracht wird, wird die Spule 62 nicht mehr erregt, und der NO-Kontakt kehrt in seinen normalen Arbeits­ zustand zurück, d. h. er wird geöffnet. Demzufolge liegt die positive Spannungspolarität, die zum CCW-Betrieb erforder­ lich ist, nicht mehr an der Motorbürste 66 an. Der Motoran­ ker hört jedoch nicht unmittelbar nach dem Schalten des Kontrollschalters in die "AUS"-Position mit dem Drehen auf. Infolge seiner Trägheit dreht der Anker weiter, was zu einem großen induzierten Stromfluß führt.

Es sollte angemerkt werden, daß im Gegensatz zur Ausführung der Fig. 1, die Schaltkreisanordnung 40 keinen geschlosse­ nen Stromfluß durch die Motorbürsten und Relaiskontakte ermöglicht. Insbesondere ist der Stromkreis, der von der Bürste 66 über den NC-Kontakt 50′ führt, zum NO-Kontakt 60 des Relais 48 hin offen. Ferner sollte angemerkt werden, daß der Stromkreis, der von der Bürste 64 über den NC-Kontakt 50 führt, ebenfalls offen. Obwohl die NC-Kontakte 50 und 52′ auf demselben Potential liegen, ist der Kontakt 52′ offen, wenn der Kontrollschalter 44 in der "AUS"-Position ist. Ferner führt kein Stromkreis in den Motor 42 über die Bürste 66 zurück, wie das in der Ausführung der Fig. 1 der Fall ist.

Die Schaltkreisanordnung 40 bietet zahlreiche Vorteile. Da kein vollständig geschlossener Stromkreis vorliegt, fließt der große induzierte Strom nicht durch die Motorbürsten 64 und 66. Demzufolge fließt der große induzierte Strom auch nicht durch die Relaiskontakte. Insgesamt ergeben sich eine signifikante Verlängerung (z. B. zweimal länger als mit herkömmlichen Schaltungen) der Motorbürsten und Relaiskon­ takte. Zusätzlich wird ein so betriebener Motor länger effi­ zient arbeiten, da die Bürsten nicht großen induzierten Strömen ausgesetzt sind.

Wie aus Fig. 3 zu sehen ist, wird dort eine zweite erfin­ dungsgemäße Schaltkreisanordnung zur Umkehr der Drehrichtung eines Motors 72 veranschaulicht. Die Schaltkreisanordnung trägt dabei allgemein die Bezugszahl 70. Wie zu sehen ist, beinhaltet der Schaltkreis 70 einen Kontrollschalter 74, ein Paar von Einzelpol-, Doppelschalt-Relais (SPDT-Relais) (single-pole, double-throw (SPDT) relays), die zusammenwir­ ken und durch die Bezugszahlen 76 und 78 gekennzeichnet sind, und ein Einzelpol-, Einzelschalt-Relais (single-pole, single-thrown relay) 80. Die SPDT-Relais 76 und 78 weisen normalerweise geschlossene (NC) Kontakte 82 und 84 auf und demzufolge normalerweise offene (NO) Kontakte 86 und 88. Die Kontakte 82 und 86 werden über das Erregen der Relaisspule 90 betätigt, die Kontakte 84 und 88 hingegen werden über das Erregen der Relaisspule 92 betätigt. Es muß angemerkt wer­ den, daß die Spulen 90 und 92 miteinander elektrisch ver­ bunden sind, so daß beide im Prinzip gleichzeitig angespro­ chen werden können.

Ferner ist aus der Fig. 3 zu ersehen, daß das SPST-Relais 80 einen normalerweise geöffneten Kontakt 100 aufweist, der über das Erregen der Spule 102 betätigt wird. Ferner ist der NO-Kontakt 100 vorzugsweise mit dem NC-Kontakt 82 elektrisch verbunden. Der Kontrollschalter 74 ist ein Mehrpositions­ schalter, der elektrisch mit den Spulen 90, 92 und 102 ver­ bunden ist und als Schalter benutzt wird, um die gewünschte Umlaufrichtung des Motors 72 einzustellen. Insbesondere legt der Kontrollschalter 74 an die Spulen positive Spannung, wobei die anderen Enden der Spulen an negativer Spannung anliegen. Die Spulen 90 und 92 werden erregt, sobald Drehung im Uhrzeigersinn eingestellt wird, wohingegen die Spule 102 erregt wird, sobald Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn ein­ gestellt wird.

Vorzugsweise sind die NC-Kontakte 84 und der NO-Kontakt 86 mit negativer Spannung elektrisch verbunden und die NO-Kon­ takte 88 und 100 liegen an positiver Spannung an. Da der normalerweise geschlossene Kontakt 82 mit dem NO-Kontakt 100 verbunden ist, "flattert" ("floats") der Kontakt 82, sobald der Kontrollschalter entweder in die "AUS"-Position oder die "CW"-Position gebracht wird. Diese Anordnung bietet signifi­ kante Vorteile, wie sie im folgenden detailliert beschrieben werden.

Wie aus Fig. 3 zu sehen ist, beinhaltet der Motor 72 Motor­ bürsten 106 und 108. In dieser bevorzugten Ausführung ist die Bürste 106 mit dem normalerweise geschlossenen Kontakt 84 elektrisch verbunden und die Bürste 108 ist mit dem nor­ malerweise geschlossenen Kontakt 82 und demzufolge auch mit dem normalerweise offenen Kontakt 100 verbunden. Je nach eingestellter Drehrichtung werden die Motorbürsten 106 und 108 mit unterschiedlichen Spannungspolaritäten verbunden, so daß der Motor 72 nicht betrieben werden kann.

Der Gebrauch der Schaltanordnung 70 wird nun im einzelnen beschrieben. Sobald der Kontrollschalter 74 in die "AUS"- Position gebracht wird, wie gezeigt, liegt an der Motorbür­ ste 106 über den NC-Kontakt 84 negative Spannung an und die Motorbürste 108 ist "flatternd" ("floating"). Demzufolge ist der Motor nicht in Betrieb, d. h. es erfolgt keine Drehung in irgendeine Richtung.

Sobald der Kontrollschalter 74 aus der "AUS"-Position in die Uhrzeigerrichtung-Position (CW) gebracht wird, werden die Spulen 90 und 92 gleichzeitig angesprochen. Demzufolge öff­ nen die NC-Kontakte 82 und 84 und die NO-Kontakte 86 und 88 schließen, wobei an die Motorbürste 106 positive Spannung angelegt und an die Motorbürste 108 negative Spannung angelegt wird. Durch diese Spannungspolaritäten auf den Bürsten fließt ein Strom (i_cw) durch den Motoranker in die Richtung, die durch den Pfeil angezeigt wird, und der Motor 72 läuft in Uhrzeigerrichtung.

Sobald der Kontrollschalter 74 aus der "AUS"-Position in die CCW-Position gebracht wird, wird nur die Spule 102 erregt. Demzufolge schließt der NO-Kontakt 100 und an der Motorbür­ ste 108 liegt über den NC-Kontakt 82 positive Spannung an. Da die Spulen 90 und 92 nicht erregt werden, verbleiben die normalerweise geschlossenen Kontakte 82 und 84 geschlossen, so daß an der Motorbürste 106 negative Spannung anliegt. Über diese Spannungspolaritäten an den Bürsten fließt ein Strom (i_ccw) durch den Motoranker in die Richtung, die durch den Pfeil gekennzeichnet wird, und der Motor läuft in Rich­ tung gegen den Urzeigersinn.

Sobald der Kontrollschalter aus der CW-Position in die "AUS"-Position gebracht wird, werden die Spulen 90 und 92 nicht mehr erregt und die damit verbundenen Kontakte kehren in ihre normalen Arbeitszustände zurück. Insbesondere schließen die NC-Kontakte 82 und 84 und die NO-Kontakte 86 und 88 öffnen, wobei die Spannungspolaritäten, die zum Be­ trieb in Uhrzeigerrichtung über die Motorbürsten 106 und 108 anliegen, entfernt werden. Der Motoranker indessen hört nicht unmittelbar nach dem Schalten des Kontrollschalters in die "AUS"-Position auf zu drehen. Vielmehr dreht der Motor­ anker infolge seiner Trägheit weiter, was zu einem großen induzierten Strom führt.

Sobald der Kontrollschalter aus der CCW-Position in die "AUS"-Position gebracht wird, wird die Spule 102 nicht län­ ger erregt, und der NO-Kontakt 100 kehrt in seinen normalen Arbeitszustand zurück, d. h. er öffnet. Demzufolge liegt keine positive Spannung mehr über die Bürste 108 an. Der Motoranker jedoch hört nicht unmittelbar nach dem Schalten des Kontrollschalters in die "AUS" -Position auf zu drehen. Vielmehr dreht der Anker weiter und verursacht dabei einen großen induzierten Strom.

Es muß betont werden, daß im Gegensatz zu der Ausführung der Fig. 1 die Stromkreisanordnung 70 keinen geschlossenen Stromkreis durch die Motorbürsten und Relaiskontakte für den induzierten Strom aufweist. Insbesondere ist der Stromkreis, der von der Bürste 108 über den NC-Kontakt 82 führt, durch den NO-Kontakt 100 offen, sobald der Kontrollschalter 74 in die "AUS"-Position gebracht worden ist. Ferner muß betont werden, daß der Stromkreis von der Bürste 106 über den NC- Kontakt 84 auch nicht offen ist. Obwohl der NC-Kontakt 84 und der NO-Kontakt 86 miteinander elektrisch verbunden sind, ist der Kontakt 86 geöffnet, sobald der Kontrollschalter in die "AUS"-Position gebracht wird. Somit liegt kein geschlos­ sener Stromkreis vor, der zurück in den Motor 72 über die Bürste 108 führt, wie das in der Ausführung der Fig. 1 der Fall ist.

Ähnlich zu der Ausführung der Fig. 2 weist auch die Strom­ kreisanordnung 70 zahlreiche Vorteile auf. Da kein vollstän­ dig geschlossener Stromkreis vorliegt, fließt der große induzierte Strom nicht durch die Motorbürsten. Demzufolge fließt der große induzierte Strom auch nicht durch die Re­ laiskontakte. Insgesamt führt das zu einer signifikanten Verlängerung der Lebensdauer der Motorbürsten und Relaiskon­ takte (z. B. doppelte Lebensdauer im Vergleich zu herkömm­ lichen Schaltanordnungen). Zusätzlich kann auch der Motor länger als bisher effizient betrieben werden, da die Bürsten nicht den großen induzierten Strömen ausgesetzt sind. Die Schaltkreisanordnungen 40 und 70 der vorliegenden Erfindung haben zahlreiche mögliche Anwendungen, sind aber insbesonde­ re sehr gut geeignet für Niederspannungsumkehrmotorantriebs­ systeme, die hohe Versorgungsströme benötigen. Zum Beispiel können die Schaltkreisanordnungen in der Nautik Anwendungen finden, die einen Umkehrmotor benötigen, wie z. B. "Tilt­ trim"-Systeme bei Außenbord- oder Innenbord-Außenbord-Boot­ antriebseinheiten. Ferner können die Schaltkreisanordnungen im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik, insbesondere bei LKW′s, Anwendungen finden, die eine Umkehr der Motorumlaufrichtung erfordern, wie z. B. dem Antrieb von Fensterhebern, Sitzen und Verdecken.

Es versteht sich von selbst, daß infolge der Beschränkung der Beschreibung auf die bevorzugten Ausführungen der Erfin­ dung die Beschreibung nicht angelegt ist, alle möglichen Formen zu veranschaulichen.

Claims (19)

1. System zum Einstellen der Drehrichtung eines Permanent­ magnetgleichstrommotors, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine erste und eine zweite Schalt­ einheit zum Anlegen einer Spannung an den Motor vor­ gesehen sind, wobei die erste und die zweite Schalt­ einheit durch mindestens einen Betätiger aus einem ersten Betriebszustand, der die eine Drehrichtung vor­ gibt, in einen zweiten Betriebszustand, der die andere Drehrichtung vorgibt, betätigbar sind,
daß eine dritte Schalteinrichtung zum Anlegen einer Spannung an den Motor vorgesehen ist, wobei die dritte Schalteinrichtung durch einen Betätiger aus einem er­ sten Betriebszustand, der eine erste Drehrichtung vor­ gibt, in einen zweiten Betriebszustand, der die andere Drehrichtung vorgibt, betätigbar ist,
und daß ein Kontrollschalter, der mehrere Schaltposi­ tionen aufweist, vorgesehen ist, mit dem die Drehrich­ tung des Motors eingestellt werden kann,
und daß der Kontrollschalter, der Motor und die Schalt­ einrichtungen miteinander elektrisch verbunden sind, so daß eine erste Kontrollschaltposition eine erste Span­ nung vorgibt, die die erste Drehrichtung des Motors vorgibt, und eine zweite Kontrollschaltposition eine zweite Spannung an den Motor vorgibt, wobei diese zwei­ te Spannung die andere Drehrichtung vorgibt und ent­ gegengesetzte Polarität zu der ersten Spannung auf­ weist,
und daß eine dritte Kontrollschaltposition einen um den Motor offenen Stromkreis erzeugt.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste und die zweite Schalt­ einrichtung miteinander verbunden sind, um die erste Spannung an den Motor anzulegen, und daß die erste, die zweite und die dritte Schalteinrichtung miteinander verbunden sind, um die zweite Spannung an den Motor anzulegen.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Spannung sich aus einer positiven Spannung aus der ersten Schaltanordnung und aus einer negativen Spannung aus der zweiten Schaltan­ ordnung zusammensetzt, und daß die zweite Spannung sich aus einer positiven Spannung aus der zweiten und der dritten Schalteinrichtung und aus einer negativen Span­ nung aus der ersten Schalteinrichtung zusammensetzt.

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die dritte Schaltanordnung einen normalerweise offenen Schaltkontakt aufweist, der mit der zweiten Schaltanordnung verbunden ist, um den offe­ nen Stromkreis um den Motor zu gewährleisten.

5. System nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens zwei Spulen in der ersten, der zweiten und der dritten Schalteinrichtung vorgesehen sind, daß eine dieser beiden Spulen erregt wird, sobald die erste Kontrollschaltposition einge­ stellt ist, so daß die erste und die zweite Schaltein­ richtung ungefähr gleichzeitig betätigt werden, und daß die andere der beiden Spulen erregt wird, sobald die zweite Kontrollschaltposition eingestellt ist, so daß die dritte Schalteinrichtung betätigt wird.

6. System nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens drei Spulen in der ersten, der zweiten und der dritten Schalteinrichtung vorgesehen sind, und daß mindestens zwei Spulen erregt werden, sobald die erste Kontrollschaltposition ein­ gestellt ist, so daß die erste und die zweite Schalt­ vorrichtung betätigt werden, und daß mindestens eine Spule erregt wird, sobald die zweite Kontrollschalt­ position angewählt ist, so daß die dritte Schaltvor­ richtung betätigt wird.

7. System nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als erste und zweite Schaltvor­ richtung jeweils ein Doppelpol-, Doppelschalt-Relais (double-pole, double-throw relay) und als dritte Schalteinrichtung ein Einzelpol-, Einzelschalt-Relais (single-pole, single-throw relay) vorgesehen sind.

8. System nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als erste und zweite Schaltvor­ richtung jeweils ein Einzelpol-, Doppelschalt-Relais (single-pole, double-throw relay) und als dritte Schalteinrichtung ein Einzelpol-, Einzelschalt-Relais (single-pole, single-throw relay) vorgesehen sind.

9. System zum Auswählen der Umlaufrichtung eines Perma­ nentmagnetgleichstrommotors mit einem ersten Relais zum Anlegen der Spannung an den Motor, wobei dieses erste Relais ein Paar von Schaltkontakten beinhaltet, die von mindestens einer Spule aus einem ersten Betriebs zu­ stand, der eine erste Umlaufrichtung vorgibt, in einen zweiten Betriebszustand, der die zweite Umlaufrichtung vorgibt, betätigbar sind,
mit einem zweiten Relais zum Anlegen der Spannung an den Motor, wobei das zweite Relais Schaltkontakte bein­ haltet, die von mindestens einer Spule aus einem ersten Betriebszustand, der eine erste Umlaufrichtung vorgibt, in einen zweiten Betriebszustand, der eine zweite Um­ laufrichtung vorgibt, betätigbar sind,
und mit einem Kontrollschalter, der mehrere Schaltposi­ tionen zum Einstellen der Umlaufrichtung des Motors beinhaltet, wobei dieser Kontrollschalter, der Motor und die Relais miteinander elektrisch verbunden sind, so daß eine erste Kontrollschaltposition eine erste Spannung vorgibt, die die erste Umlaufrichtung für den Motor vorgibt, eine zweite Kontrollschaltposition eine zweite Spannung vorgibt und die zweite Spannung die zweite Umlaufrichtung vorgibt und entgegengesetzte Polarität zur ersten Spannung aufweist und eine dritte Kontrollschaltposition, die einen offenen Stromkreis um den Motor vorgibt.

10. System nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Paar von Schaltkontakten am ersten Relais miteinander in Verbindung steht, um die erste Spannung an den Motor anzulegen, und daß die ersten und zweiten Relais miteinander verbunden sind, um die zweite Spannung an den Motor anzulegen.

11. System nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Spannung sich aus einer positiven Spannung von einem der Schaltkontakte des ersten Relais und aus einer negativen Spannung von dem anderen der Schaltkontakte des ersten Relais zusammen­ setzt und daß die zweite Spannung sich aus einer posi­ tiven Spannung von einem der Schaltkontakte des ersten Relais und aus einer negativen Spannung von dem anderen der Schaltkontakte des ersten Relais und von dem zwei­ ten Relais zusammensetzt.

12. System nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zweite Relais einen normaler­ weise offenen Schaltkontakt aufweist, der mit dem er­ sten Relais in Verbindung steht, um einen offenen Stromkreis um den Motor zu gewährleisten.

13. System nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das erste Relais ein Doppelpol-, Doppelschalt-Relais (double-pole, double-throw relay) und das zweite Relais ein Einzelpol-, Einzelschalt- Relais (single-pole, single-throw relay) ist.

14. System zum Vorwählen der Umlaufrichtung an einem Perma­ nentmagnetgleichstrommotor mit einem ersten und einem zweiten Relais zum Anlegen der Spannung an den Motor, wobei das erste und das zweite Relais Schaltkontakte beinhalten, die jeweils von einer Spule aus einem er­ sten Betriebszustand, der eine erste Umlaufrichtung vorgibt, in einen zweiten Betriebszustand, der die zweite Umlaufrichtung vorgibt, betätigbar sind,
mit einem dritten Relais zum Anlegen der Spannung an den Motor, wobei das dritte Relais Schaltkontakte bein­ haltet, die von einer Spule aus einem ersten Betriebs­ zustand, der die erste Umlaufrichtung vorgibt, in einen zweiten Betriebszustand, der die zweite Umlaufrichtung vorgibt, betätigbar sind, und
mit einem Kontrollschalter, der mehrere Schaltpositio­ nen aufweist, zur Einstellung der Umlaufrichtung des Motors,
wobei der Kontrollschalter, der Motor und die Relais miteinander elektrisch verbunden sind, so daß eine erste Kontrollschaltposition eine erste Spannung an den Motor anlegt, die die erste Umlaufrichtung vorgibt, eine zweite Kontrollschaltposition eine zweite Spannung an den Motor anlegt und diese zweite Spannung die zwei­ te Umlaufrichtung vorgibt und entgegengesetzte Polari­ tät zur ersten Spannung aufweist, und eine dritte Kon­ trollschaltposition einen offenen Schaltkreis um den Motor vorgibt.

15. System nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das erste und das zweite Relais miteinander verbunden sind, um die erste Spannung an den Motor anzulegen, und daß das erste, das zweite und das dritte Relais miteinander verbunden sind, um die zweite Spannung an den Motor anzulegen.

16. System nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Spannung sich aus einer positiven Spannung vom ersten Relais und einer negati­ ven Spannung vom zweiten Relais zusammensetzt, und daß die zweite Spannung sich aus einer positiven Spannung vom zweiten und dritten Relais und einer negativen Spannung vom ersten Relais zusammensetzt.

17. System nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das dritte Relais einen normaler­ weise offenen Schaltkontakt aufweist, welcher mit dem zweiten Relais verbunden ist, um einen offenen Schalt­ kreis um den Motor zu gewährleisten.

18. System nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß nach Einstellung der ersten Kon­ trollschaltposition die Schaltkontakte des ersten und des zweiten Relais ungefähr gleichzeitig durch Spulen betätigt werden und daß nach Einstellung der zweiten Kontrollschaltposition die Schaltkontakte des dritten Relais durch die Spule betätigt werden.

19. Verfahren zum Einstellen der Umlaufrichtung eines Mo­ tors, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste, zweite und dritte betätigbare Schaltvor­ richtung zum Anlegen der Spannung an den Motor vorgese­ hen sind, wobei die Schaltvorrichtungen durch minde­ stens einen Betätiger betätigbar sind,
daß ein Kontrollschalter mit mehreren Schaltpositionen zum Einstellen der gewünschten Umlaufrichtung des Mo­ tors vorgesehen ist,
daß diese miteinander elektrisch zum Motor verbunden sind, die betätigbaren Schaltvorrichten und der Kon­ trollschalter in der Art, daß eine erste Kontroll­ schaltposition eine erste Spannung an den Motor anlegt, die eine erste Umlaufrichtung vorgibt, eine zweite Kontrollschaltposition eine zweite Spannung an den Motor anlegt, wobei diese zweite Spannung die zweite Umlaufrichtung vorgibt und entgegengesetzte Polarität zur ersten Spannung aufweist, und eine dritte Kontroll­ schaltposition einen offenen Stromkreis um den Motor erzeugt,
daß das Einstellen der ersten beiden Kontrollschaltpo­ sitionen zu einer gewünschten Umlaufrichtung des Motors korrespondiert, so daß der Motor in dieser Richtung läuft, und
daß das Einstellen der dritten Kontrollschaltposition einen offenen Stromkreis um den Motor gewährleistet.