ES2273627T3 - Motor excitado en serie. - Google Patents
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Abstract
Motor excitado en serie con conmutador, especialmente para una herramienta eléctrica frenada, con un dispositivo de conmutación (S0) para conmutar entre servicio de motor y servicio de freno, de modo que en el servicio de motor hay como mínimo un devanado de campo (14, 16) y un devanado del inducido (12) conectado en serie en un circuito motor (66) que recibe tensión de alimentación (22), y de modo que en el servicio de freno, hay como mínimo un devanado de campo (14, 16) que forma con el devanado de inducido (12) un circuito de frenado (68) cerrado y separado de la tensión de alimentación (22), caracterizado porque se prevé un transformador (26) alimentado por la red cuyo devanado secundario (30) en el circuito de frenado (68) está conectado en paralelo al como mínimo un devanado de campo existente (14, 16), y de modo que se prevé una conmutación de transistor (54) para controlar la corriente que fluye en el circuito de frenado (68), a través del devanado del inducido (12) y el como mínimoun devanado de campo existente (14, 16).
Description
Motor excitado en serie.
La invención se refiere a un motor excitado en
serie con conmutador, especialmente para una herramienta eléctrica
frenada, con un dispositivo de conmutación para conmutar entre
servicio de motor y servicio de freno, de modo que en el servicio
de motor hay como mínimo un devanado de campo y un devanado de
inducido conectado en serie en un circuito motor que recibe tensión
de alimentación, y de modo que en el servicio de freno hay como
mínimo un devanado de campo que forma con el devanado de inducido
un circuito de frenado cerrado y separado de la tensión de
alimentación.
Ya se conoce un motor excitado en serie de esta
clase por el documento EP 0 471 038 B1.
El motor conocido es adecuado especialmente para
accionar herramientas eléctricas, como por ejemplo amoladoras
angulares o sierras circulares frenadas, y para ello utilizan un
conmutador multipolar que conmuta entre el servicio de motor y el
servicio de freno, y el motor de dicho conmutador se pone en
cortocircuito en el servicio de freno y se invierte la polaridad en
el devanado de campo, y también emplea medios para limitar la
corriente de frenado a través de los devanados de campo. De este
modo se consigue un frenado por cortocircuito suave y rápido,
gracias a una autoexcitación independiente. El inducido se conmuta
en el servicio de motor, entre los devanados de campo y los
devanados de conmutación, de modo que en el servicio de freno se
conmuta un circuito de corriente entre el inducido y los devanados
de conmutación, y dicho circuito de corriente contiene una
disposición de diodos Zener para limitar la corriente de frenado,
de modo que sólo una parte determinada de la corriente de frenado
fluye a través de los devanados de campo.
Con un motor de este tipo se puede conseguir un
frenado eficaz del motor al conmutar al servicio de freno, sin
embargo, el uso de devanados de conmutación es costoso y caro.
Ya se han intentado solucionar este tipo de
problemas empleando un condensador, que se carga en el servicio de
motor, para iniciar la autoexcitación en el servicio de freno
(documento DE 42 01 023 A1).
El circuito conocido presenta el inconveniente
de que la carga del condensador sólo puede emplearse una vez para
iniciar el frenado. Si la carga del condensador no es suficiente
para iniciar el frenado, entonces no se podrá contar con un inicio
del frenado una vez se ha descargado el condensador.
Por el documento DE 4333733A1 se conoce, además,
un motor excitado en serie según el preámbulo de la reivindicación
1.
El objetivo de la presente invención es
conseguir un motor excitado en serie mejorado, que evite los
inconvenientes antes mencionados, que sea de construcción
especialmente sencilla y económica y que garantice un frenado
seguro al conmutar al servicio de freno.
Según la invención, el objetivo se consigue con
un motor excitado en serie de la clase descrita al principio, de
modo que se prevé un transformador alimentado por la red cuyo
devanado secundario en el circuito de frenado esté conectado en
paralelo por lo menos a un devanado de campo, y porque se prevé un
circuito de transistor para controlar la corriente que fluye en el
circuito de frenado, a través del devanado del inducido y de como
mínimo un devanado de campo.
De esta forma, el objetivo de la invención se
consigue completamente.
A través del devanado secundario del
transformador se introduce una corriente en el circuito de freno, y
dicha corriente es suficiente para iniciar el frenado.
Según la invención, de este modo se garantiza
que el frenado se inicie con seguridad cuando se conmuta al
servicio de freno, incluso en los casos más desfavorables.
Gracias al circuito del transistor se puede
reajustar la corriente de frenado, de modo que todavía se dispone
de un momento de frenado fuerte en caso de que lleve a cabo un
frenado progresivo. Gracias a ello, se puede mejorar claramente la
característica de freno, y asegurar un tiempo de frenado corto.
Además, según la invención, se hace innecesario el empleo de un
puente de diodos conectado en paralelo a los devanados de
campo.
Por otro lado, la invención permite prescindir
completamente de los devanados de conmutación de polos, hecho que
simplifica claramente la construcción y reduce los costes.
En otra configuración ventajosa de la invención,
se prevé un transistor de efecto de campo que esté conectado en el
circuito de frenado, con cátodo y ánodo, en paralelo a una
resistencia de carga, entre el devanado del inducido y el como
mínimo un devanado de campo, y que sea controlado a través de una
tensión de excitación dependiente de la corriente de frenado, entre
el cátodo y la compuerta.
Con esta medida se garantiza una suficiente
rigidez dieléctrica del transistor, incluso en los casos más
desfavorables, sin que se requieran medidas adicionales. Gracias al
mando del transistor de efecto de campo entre cátodo y compuerta,
que depende de la corriente de frenado, se consigue que al empezar
el proceso de frenado primero fluya la corriente de frenado
completa a través de la resistencia de carga, y que sólo con el
frenado progresivo se conecte el transistor de efecto de campo,
para generar un momento de frenado elevado también al final del
frenado.
En un perfeccionamiento adicional de la
invención se conecta un estabilizador de tensión en el devanado
secundario del transformador, que está conectado a través de una
resistencia detectora de corriente conectada en serie con la
resistencia de carga en el circuito de frenado, para generar una
tensión de polarización dependiente de la corriente de frenado,
opuesta a la tensión del estabilizador de tensión, entre cátodo y
compuerta del transistor de efecto de campo.
De este modo se consigue de forma especialmente
fácil y eficaz la excitación deseada del transistor de efecto de
campo, en función de la corriente de frenado.
Para ello, en un perfeccionamiento preferente se
prevé un diodo Zener como estabilizador de tensión, y dicho diodo
Zener está conectado con su ánodo como mínimo un devanado de campo
existente, a un extremo del devanado secundario y a la resistencia
adicional, y con su cátodo está unido a la compuerta del transistor
de efecto de campo y al otro extremo del devanado secundario.
De este modo, se puede garantizar la excitación
deseada del transistor de efecto de campo, con recursos
especialmente sencillos.
En un perfeccionamiento adicional de esta
realización, hay conectado un condensador en paralelo al diodo
Zener, y el cátodo del diodo Zener está conectado mediante un diodo
al devanado secundario del transformador.
Gracias a esta medida, se aplana la tensión de
mando para el transistor de efecto de campo, consiguiéndose así un
frenado uniforme.
Según otra realización de la invención, el
transistor de efecto de campo y la resistencia adicional están
unidos con el cátodo de un diodo, cuyo ánodo está unido con el
devanado del inducido en el circuito de frenado.
Con esta medida se consigue una protección
contra la posibilidad teórica de que, como consecuencia de unas
circunstancias extremamente desfavorables, se pueda iniciar una
autoexcitación en el sentido opuesto que pueda conducir a una
sobretensión entre el ánodo y la compuerta, destruyendo así el
transistor de efecto de campo.
Según otra característica de la invención, el
devanado secundario del transformador está conectado a través de un
rectificador de corriente a un polo del devanado del inducido.
Con esta medida se predetermina el inicio del
proceso de frenado en el sentido deseado, porque la corriente sólo
puede fluir en un sentido a través del devanado secundario.
En un perfeccionamiento adicional de la
invención se prevé un diodo de protección entre un polo del
devanado del inducido y el otro extremo del devanado secundario, o
como mínimo un devanado de campo, con el objetivo de proteger
contra los arcos voltaicos del dispositivo de conmutación.
De este modo se evita dañar el transformador y
el rectificador de corriente conectado en serie con el devanado
secundario, en caso de que se origine un arco voltaico en el
dispositivo de conmutación durante los procesos de conmutación.
Según otra característica de la invención, la
resistencia de carga entre el cátodo y el ánodo tiene la forma de
un devanado de conmutación.
En algunos casos, esto resulta ventajoso,
especialmente en las máquinas grandes cuyo motor tiene una potencia
de 2000 vatios o más.
De esta forma se evitan los problemas térmicos
que podrían, surgir en los motores de potencia elevada como
consecuencia de la fuerte carga que recibe la resistencia de carga.
Sin embargo, una medida así tampoco es imprescindible incluso con
potencias elevadas, y sólo resulta ventajosa en casos aislados,
porque conlleva cierto aumento del trabajo y de los costes de
fabricación.
Según una realización alternativa de la
invención, el objetivo se consigue con un motor excitado en serie
de la clase descrita al principio, de modo que se prevé un
transformador alimentado por la red cuyo devanado secundario en el
circuito de frenado esté conectado en paralelo al devanado de
campo, y de modo que se prevé un circuito de transistor para
controlar la corriente que fluye en el circuito de frenado, a
través del devanado del inducido y el como mínimo un devanado de
campo existente, y de modo que el circuito del transistor presenta
un transistor de efecto de campo que está conectado con cátodo y
ánodo a través de un diodo en paralelo a como mínimo un devanado de
campo existente, y que el circuito del transistor regula la
corriente a través de como mínimo un devanado de campo existente,
dependiendo de la corriente que fluye a través del devanado del
inducido.
En esta realización se puede prescindir del uso
de polos de conmutación.
Además, de ello resulta la ventaja especial de
que la característica de freno se puede ajustar de modo que se
evita que el motor se va parando poco a poco al final del frenado,
cosa que ocurría con los motores convencionales con frenado
autoexcitado que están equipados con polos de conmutación, como por
ejemplo el del documento EP 0 471 038 B1.
En este caso, el transistor de efecto de campo
está preferentemente conectado con su compuerta a los dos extremos
del devanado del inducido, a través de un divisor de tensión.
Por otro lado, se prevé preferentemente una
resistencia de carga en el circuito de frenado, que esté conectada
entre un extremo del devanado del inducido y como mínimo un
devanado de campo a través de un diodo, de modo que el transistor
de efecto de campo con el ánodo esté conectado a un extremo de la
resistencia de carga, y con el cátodo esté unido al otro extremo
del devanado del inducido y del como mínimo un devanado de campo
existente.
Se entiende que las características previamente
mencionadas y las que todavía se describirán, no sólo pueden
utilizarse en la combinación indicada, sino también en otras
combinaciones o bien separadamente, sin que ello implique salir del
ámbito de la presente invención.
El dibujo representa un ejemplo de realización
de la invención, que es explicado más detalladamente en la
descripción siguiente, y en el que muestra:
la figura 1, un esquema de conexiones
simplificado del motor según la invención en servicio de motor,
la figura 2, el circuito de la figura 1 en
servicio de frenado,
la figura 3, una realización modificada de un
motor según la invención en servicio de freno; y
la figura 4, una representación de la evolución
temporal de la tensión del inducido, de la corriente que fluye por
los devanados de campo y de las revoluciones por minuto durante un
proceso de frenado en un motor según la figura 3, en comparación
con la evolución de las revoluciones de un motor convencional con
frenado autoexcitado a través de polos de conmutación.
El motor excitado en serie, según la invención,
está señalado en todas las figuras con el número 10.
El motor 10 comprende un inducido con un
devanado del inducido 12 que, según la figura 1, en servicio de
motor, es conmutable en serie con una fuente de tensión de
alimentación 22 que suministra una tensión alterna de 230 voltios,
a través de un conmutador, que no está representado, y escobillas,
que sólo aparecen de forma esquemática, a través de un interruptor
S_{0}.
El interruptor S_{0} es un conmutador bipolar
con un primer conmutador S_{1} y un segundo conmutador S_{2}.
El primer polo de la fuente de tensión de alimentación 22 está
unido a través de un conductor 56 con un primer contacto de
conmutación 46 del primer conmutador S_{1}, que en el servicio de
motor representado en la figura 1 está unido a dos contactos de
conmutación 44 y 45 del conmutador S_{1} unidos entre sí, que a
su vez están unidos a través de un conductor 57 con un polo del
devanado del inducido 12. El segundo polo del devanado del inducido
12 está unido a través de un conductor 58 con dos contactos 50 y 51
del segundo conmutador S_{2} unidos entre sí, que a su vez están
unidos con un contacto 52 en la posición de conmutación dibujada, y
dicho contacto está acoplado a través de un conductor 59 con un
primer extremo de un primer devanado de campo 14, que está
conectado en serie con el segundo devanado de campo 16 y está unido
con el segundo polo 23 de la fuente de tensión de alimentación 22 a
través de una unidad electrónica de mando 36. Adicionalmente, la
unidad electrónica de mando 36 está acoplada a través de una línea
de mando 60 con el polo 21 de la fuente de tensión de alimentación
22, y a través de una línea de mando 61 con los contactos 44 y 45
del primer conmutador S_{1}.
La unidad electrónica de mando 36 sirve para
limitar la corriente de arranque al conectar el motor, para limitar
el número de revoluciones cuando el motor se encuentra en régimen
de marcha en vacío, e impide que el motor arranque cuando un
enchufe es enchufado para efectuar una conexión con la fuente de
tensión de alimentación 22, mientras que el conmutador S_{0} se
encuentra en la posición de conexión dibujada en la figura 1. Esta
unidad electrónica de mando 36, es sí conocida, está unida al
devanado de campo 16, mientras que el segundo devanado de campo 14
está acoplado con el devanado del inducido 12 a través del
interruptor S_{0}, y éste se encuentra, a su vez, acoplado con el
otro polo de la fuente de tensión de alimentación 22. Gracias a
esta disposición, se facilita la eliminación de interferencias en
el motor excitado en serie 10.
El circuito motor 66, que se encuentra cerrado
durante el servicio de motor, y en el que se incluyen el devanado
del inducido 12, los dos devanados de campo 14 y 16 y la unidad
electrónica de mando 36, puede verse claramente en la figura 1,
representado por una línea discontinua con grupos de tres
puntos.
El segundo contacto de conmutación 47 del primer
conmutador S_{1} se encuentra con el ánodo de un diodo 48, que
está unido por su cátodo con un resistencia de carga 20 de unos 12
ohmios. La resistencia de carga 20 está unida por su otro extremo
al devanado de campo 14, a través de una resistencia detectora de
corriente 18 de unos 0,3 ohmios, y dicho devanado de campo también
está acoplado con el contacto de campo 52 del segundo conmutador
S_{2} a través del conductor 59.
Además, hay un transformador 26 conectado con su
devanado primario 28 entre los dos polos 21 y 23 de la tensión de
alimentación 22. Con su devanado secundario 30, el transformador 26
está unido por un extremo al devanado de campo 14 y a la
resistencia detectora de corriente 18, mientras que el otro extremo
del devanado secundario 30 está unido al cátodo de un diodo 38, que
está conectado por su otro extremo a través de una resistencia
adicional 40 de unos 10 ohmios al conductor 58 que conduce al
devanado del inducido 12.
Para evitar los daños en el transformador 26 o
en el diodo 38 en caso de que se produzca un arco voltaico en el
interruptor S_{2}, se conecta, además, un diodo de protección 63
en la resistencia adicional 40 y el diodo 38, y dicho diodo de
protección se encuentra con su cátodo en el contacto 52 del segundo
conmutador S_{2}, creando así una conexión entre los contactes 50
y 52 a través del diodo de protección 63 y la resistencia adicional
40.
Además, se prevé un transistor de efecto de
campo 42 para controlar la corriente de frenado que fluye durante
el servicio de freno a través del diodo 48, de la resistencia de
carga 20 y de la resistencia detectora de corriente 18 a través de
los devanados de campo 14 y 16, de modo que el transistor de efecto
de campo 42 está conectado con ánodo entre el diodo 48 y la
resistencia de carga 20, con cátodo entre la resistencia de carga
20 y la resistencia del detector de corriente 18, y con su
compuerta al cátodo de un diodo Zener 24 con una tensión de 5,8 o
6,8 voltios, y el ánodo de dicho transistor de efecto de campo está
acoplado al extremo del devanado secundario 30 que está unido al
devanado de campo 14 y a la resistencia del detector de corriente
18. Además, la compuerta del transistor de efecto de campo 42 y el
cátodo del diodo Zener 24 están acoplados a través del diodo 34 al
otro extremo del devanado secundario 30 del transformador 26, que
también está unido al diodo 38. El diodo 34 sirve para cargar un
condensador de alisado 32 de unos 2 microfaradios, que está
conectado en paralelo al diodo Zener 24 para alisar la tensión que
se encuentra con el diodo Zener.
El transistor de efecto de campo 42, la
resistencia de carga 20, la resistencia adicional 18, el diodo
Zener 24, el condensador 32 y el diodo 34 forman en total el
circuito del transistor 54, que sirve para limitar la corriente de
frenado que fluye a través del diodo 48, las resistencias 18 y 20 y
los devanados de campo 14 y 16, si se conmuta el motor excitado en
serie 10 desde la posición dibujada en la figura 1 al servicio de
freno que pueden verse en la figura 2.
En el servicio de freno, según la figura 2, la
unión entre los contactos 44 y 46 del primer conmutador S_{1}
está abierta, mientras que la unión entre los contactos 45 y 47
del primer conmutador S_{1} está cerrada. Además, la unión entre
los contactos 50 y 52 del segundo conmutador S_{2} está abierta,
y los dos contactos 50 y 51 del segundo conmutador S_{2}, que
están unidos entre sí, están unidos al contacto 53 que, a su vez,
está conectado a la conexión entre el segundo devanado de campo 16
y la conmutación de mando 36 a través de un conductor 62.
De este modo se separa el motor excitado en
serie 10 en el servicio de freno mediante los contactos abiertos 44
y 46 de la fuente de tensión de alimentación 22, mientras que del
devanado del inducido 12 se forma un circuito de frenado cerrado 68
mediante los contactos 45 y 47 del primer conmutador S_{1}, el
diodo 48, las resistencias 18 y 20, los devanados de campo 14 y 16
y los contactos 53 y 51 del segundo conmutador S_{2}, y dicho
circuito de frenado está representado en la figura 2 mediante una
línea discontinua con grupos de tres puntos.
La conmutación sólo funciona de la siguiente
manera.
Si se conmuta el motor 10 desde la posición de
trabajo representada en la figura 1 a la posición de freno que
puede verse en la figura 2, se inicia de forma eficaz el frenado,
gracias a la tensión del devanado secundario 30 rectificada por el
diodo 38, y con la cooperación con el devanado del inducido 12, que
está girando.
El hecho de que la tensión que caiga en la
resistencia del detector de corriente 18 sea opuesta a la tensión
que se encuentra en el diodo Zener 24, hace que se controle en
función de la corriente de frenado el transistor de efecto de campo
42, que está conectado con cátodo S y ánodo D en paralelo a la
resistencia de carga 20. Al iniciar el proceso de frenado, se
produce un corto impulso de corriente a través del transistor de
efecto de campo 42, porque primero sólo cae una tensión reducida en
la resistencia detectora de corriente 18, de modo que el transistor
de efecto de campo 42 se hace conductor brevemente. Sin embargo,
aumentando inmediatamente la corriente de frenado, se incrementa la
tensión que cae en la resistencia del detector de corriente 18, y
dicha tensión es opuesta a la tensión que se encuentra en el diodo
Zener 24, de modo que el transistor de efecto de campo 42 es
colocado en su estado de "bloqueo".
Sólo cuando la corriente de frenado que fluye
por las resistencias 18 y 20 queda por debajo de los 10 amperios,
el transistor de efecto de campo 42 se hace conductor y puentea la
resistencia de carga 20, de modo que en un estado avanzado de
frenado, cuando decrece la tensión de frenado como consecuencia de
la resistencia cada vez más reducida, la corriente de frenado se
mantiene un valor elevado a pesar de la tensión de frenado
decreciente.
A partir de ahora, el transistor de efecto de
campo 42 permanece conductor, de modo que el proceso de frenado se
intensifica claramente en su fase de decrecimiento.
En total, se garantiza de esta forma un frenado
claramente uniforme, y se mejora el efecto de frenado especialmente
al final del proceso de freno.
A diferencia de la disposición previamente
conocida con devanados de conmutación, se consigue una construcción
simplificada, porque se puede prescindir completamente de los
devanados de conmutación y, además, desaparece el tramo de diodos
Zener conmutados de forma antiparalela. También se reduce la
corriente del inducido, lo que conduce a una disminución del
chispeo entre escobillas.
En un diseño para un motor universal, con una
tensión de alimentación de 230 voltios y una potencia de unos 2000
vatios, que resulta adecuado para accionar una amoladora angular
bimanual grande, se produciría una corriente de frenado de unos 25
amperios empleando la disposición conocida con devanados de
conmutación.
Con la disposición según la invención, se puede
conseguir el mismo efecto de frenado, pero la corriente del
inducido se reduce a aproximadamente la mitad de su valor, mientras
que el circuito del transistor de efecto de campo 42 permite que
fluya una mayor corriente de frenado por los devanados de campo 14
y 16 cuando el frenado está avanzado, resultando en total la misma
potencia de frenado.
En comparación con la conmutación previamente
conocida por el documento DE 42 01 023 A1, la disposición según la
invención presenta una eficacia claramente mayor para iniciar el
frenado, porque la tensión generada por el devanado secundario es
constante y, con una frecuencia de red habitual de 50 Hz, se puede
iniciar el frenado cada 20 ms.
En cambio, según la conmutación previamente
conocida por el documento DE 42 01 023 Al, sólo hay una posibilidad
de iniciar el frenado, descargando una sola vez el condensador
cargado a través del devanado de campo. Si este golpe de corriente
no es suficiente para iniciar eficazmente el proceso de frenado,
después ya no se podrá frenar porque el condensador estará
descargado.
El diodo 48 sirve únicamente para proteger
contra el caso puramente teórico de que, como consecuencia de una
remanencia desfavorable, cuando el proceso de frenado todavía no ha
sido iniciado a través del devanado secundario 30 del transformador
26, se podría inducir una contratensión que podría destruir el
transistor de efecto de campo 42 en circunstancias
perjudiciales.
El transformador 26 debe ser diseñado únicamente
para una potencia reducida, porque sólo proporciona una tensión de
reserva para iniciar el frenado. Como tensión secundaria se puede
emplear de forma efectiva, por ejemplo, una tensión de unos 8 V, de
modo que el flujo de corriente se ve limitado por la resistencia
adicional de 15 ohmios. En función de la impedancia del devanado
secundario 30 también se puede prescindir de la resistencia
adicional. Como transformador 26 se puede utilizar un transformador
pequeño como los que se suelen encontrar en los comercios.
El momento de circuito del transistor de efecto
de campo 42 es establecido por un lado a través del valor de la
tensión del diodo Zener, y por el otro a través del tamaño de la
resistencia del detector de corriente. Cuanto mayor sea la tensión
de diodo Zener y menor sea el valor de la resistencia detectora de
corriente, antes se iniciará el frenado. Así, la característica de
freno puede adaptarse a las proporciones deseables en una máquina
determinada.
En la figura 3 puede verse una realización
modificada de un motor excitado en serie, según la invención, que
está señalado con el número de referencia 10'.
La conmutación empleada se corresponde en gran
parte con la realización descrita previamente en la figura 2, sin
embargo, se diferencia de ella esencialmente en una realización
modificada del circuito del transistor 54', que nuevamente
comprende un transistor de efecto de campo 42'.
Para cada pieza se emplea el número de
referencia correspondiente.
El motor 10' según la figura 3 está representado
únicamente en servicio de frenado, y se ha prescindido de
representar el servicio de motor.
En el servicio de motor, la conmutación es
completamente igual a la que se ha representado en la figura 1.
En el servicio de freno, que puede verse en la
figura 1, el motor está separado de la fuente de tensión alterna, y
se ha formado un circuito de frenado cerrado a través de los dos
devanados de campo 14 y 16 situados en serie, los contactos 53, 51 y
50 del conmutador S_{2}, el inducido 12 con el conmutador
correspondiente, los contactos 44, 45 y 47 del conmutador S_{1},
una resistencia de carga 20 y un diodo 48'.
En los dos polos 21 y 23 de la fuente de
corriente alterna externa 22 hay conectado nuevamente un
transformador 26' con su primario. En el secundario, el
transformador 26' está conectado a un polo inductor 14 a través de
un diodo 38' y por su otro extremo está conectado al conductor 58,
que está unido al inducido 12 y al contacto 50 del conmutador
S_{2}, así como al otro polo inductor 16. Los dos diodos 38' y
48' se encuentran juntos en el devanado de campo 14, con sus
cátodos. El ánodo del diodo 48' está unido a la resistencia de
carga 20, y en su otro extremo, que está unido al contacto 47 del
conmutador S_{1}, hay conectado un divisor de tensión 70, 72. El
divisor de tensión 70, 72 consta de una primera resistencia 70, que
puede ser, por ejemplo, de 1 kilo-ohmio, y de una
segunda resistencia 72, que puede ser, por ejemplo, de 6
kilo-ohmios. La resistencia 70 está conectada por un
extremo al contacto 47 del conmutador S_{2}, y por su otro
extremo a la resistencia 72, que está unida al contacto 50 del
conmutador S_{2}. En lugar de la resistencia 70, también podría
haber un diodo Zener que generase la tensión deseada.
El circuito del transistor 54' presenta un
transistor de efecto de campo del tipo IRF 540, que está conectado
con ánodo D entre el ánodo del diodo 48' y la resistencia de carga
20, y acoplado con cátodo S con el devanado secundario del
transformador 26, la resistencia 72 y con el contacto 50 del
conmutador S_{2} que está unido con el devanado del inducido 12 a
través del conductor 58. El transistor de efecto de campo 42' es
controlado por su compuerta G a través del divisor de tensión 70 y
72, desde el cual la tensión se toma de la unión de las
resistencias 70 y 72.
Cuando el motor 10, representado en las figuras
1 y 2, se encuentra en servicio de freno, la corriente de campo (es
decir la corriente que pasa por los dos devanados de campo 14 y 16
colocados en serie) es regulada a un valor casi constante a través
del transistor de efecto de campo 42, mientras que en el motor 10'
representado en la figura 3, la corriente de campo es regulada por
el transistor de efecto de campo 42', y la tensión del inducido se
mantiene casi constante durante el proceso de frenado hasta que se
termina definitivamente cuando termina el proceso de frenado.
Para un motor con un consumo de unos 2000 vatios
a una tensión alterna de 230 V, el dimensionado puede estar
concebido de modo que el transformador sea de una tensión
secundaria de 4 V con un rendimiento de 0,25 vatios, pudiéndose
emplear el MOSFET IRF 540 como transistor de efecto de campo, que
está diseñado para una corriente máxima de 28 A y una energía
disipada máxima de 125 vatios. Como resistencia de carga 20 se
puede utilizar una resistencia de 0,33 ohmios con una tensión
disipada máxima de 10 vatios y, tal como ya se ha citado, el
divisor de tensión puede comprender las dos resistencias 70 de 1
kilo-ohmio y 72 de 6
kilo-ohmios.
Durante el proceso de frenado, el transistor de
efecto de campo 42' empieza a conducir si se dispone de una
corriente de unos 4 V a través del divisor de tensión 70 y 72 entre
la compuerta G y el cátodo S. El hecho de que en la resistencia de
carga 20 caiga una tensión que depende del tamaño de la corriente
que fluye por el devanado del inducido 12 hace que, en esta
realización, la tensión del inducido se mantenga ampliamente
constante durante el proceso de frenado, y que la corriente de
campo sea regulada por el transistor de efecto de campo 42'.
Al final del proceso de frenado, la tensión del
inducido cae con tal intensidad que el transistor de efecto de
campo 42' pasa al estado de "bloqueo", de modo que la
corriente de campo que fluye por los devanados de campo 14 y 16
asciende ligeramente, reforzando el proceso de frenado en su
finalización.
Esta evolución temporal está representada
esquemáticamente en la figura 4, en la que se ilustran la tensión
del inducido, la corriente de campo y las revoluciones a lo largo
del tiempo del frenado.
En el caso del motor 10' de la figura 3, se
produce una tensión del inducido en gran parte constante durante el
proceso de frenado, que está representada por la curva 80, y que
no cae hasta en final del frenado.
Tal como ya se ha especificado previamente, la
corriente de campo, que fluye por los devanados de campo 14 y 16,
que está representada por la línea 82, se mantiene primero en gran
parte constante y asciende hacia el final del proceso de frenado,
cuando el transistor de efecto de campo 42' pasa al estado de
"bloqueo". Sólo entonces se produce un descenso rápido de la
corriente de campo. El resultado de ello es una mejora en la
reducción de las revoluciones por minuto, que está representado por
la curva 84, de forma que al final del proceso de frenado las
revoluciones decrecen rápidamente hasta llegar a un valor de 0, y
este hecho se produce en un poco más de 3 segundos en el caso
representado.
A modo comparativo se ha dibujado, con una línea
discontinua referenciada con el número 86, una curva del descenso
de las revoluciones por minuto cuando se emplea un motor excitado
en serie convencional, con frenado autoexcitado y devanados de
conmutación, como el que se conoce por el documento
EP 0 471 038 B1, por ejemplo.
EP 0 471 038 B1, por ejemplo.
Puede verse que el motor se va parando, también
cuando el frenado ya ha finalizado.
Claims (14)
1. Motor excitado en serie con conmutador,
especialmente para una herramienta eléctrica frenada, con un
dispositivo de conmutación (S_{0}) para conmutar entre servicio
de motor y servicio de freno, de modo que en el servicio de motor
hay como mínimo un devanado de campo (14, 16) y un devanado del
inducido (12) conectado en serie en un circuito motor (66) que
recibe tensión de alimentación (22), y de modo que en el servicio
de freno, hay como mínimo un devanado de campo (14, 16) que forma
con el devanado de inducido (12) un circuito de frenado (68)
cerrado y separado de la tensión de alimentación (22),
caracterizado porque se prevé un transformador (26)
alimentado por la red cuyo devanado secundario (30) en el circuito
de frenado (68) está conectado en paralelo al como mínimo un
devanado de campo existente (14, 16), y de modo que se prevé una
conmutación de transistor (54) para controlar la corriente que
fluye en el circuito de frenado (68), a través del devanado del
inducido (12) y el como mínimo un devanado de campo existente (14,
16).
2. Motor excitado en serie, según la
reivindicación 1, caracterizado porque se prevé un
transistor de efecto de campo (42) que está conectado en el
circuito de frenado (68), con cátodo (S) y ánodo (D), en paralelo a
una resistencia de carga (20) entre el devanado del inducido (21) y
el como mínimo un devanado de campo existente (14, 16), y que es
controlado a través de una tensión excitadora dependiente de la
corriente de frenado, entre el cátodo (S) y la compuerta
(G).
(G).
3. Motor excitado en serie, según la
reivindicación 2, caracterizado porque se conecta un
estabilizador de tensión (24) en el devanado secundario (30) del
transformador (26), que está conectado a través de una resistencia
detectora de corriente (18) conectada en serie con la resistencia
de carga (20) en el circuito de frenado (68), para generar una
tensión de polarización dependiente de la corriente de frenado,
opuesta a la tensión del estabilizador de tensión (24), entre
cátodo (S) y compuerta (G) del transistor de efecto de campo
(42).
4. Motor excitado en serie, según la
reivindicación 3, caracterizado porque se prevé un diodo
Zener como estabilizador de tensión (24), y dicho diodo Zener está
conectado con su ánodo al como mínimo un devanado de campo
existente (14), a un extremo del devanado secundario (30) y la
resistencia detectora de corriente (18), y con su cátodo está unido
a la compuerta del transistor de efecto de campo (42) y al otro
extremo del devanado secundario (30).
5. Motor excitado en serie, según la
reivindicación 4, caracterizado porque hay conectado un
condensador (32) en paralelo al diodo Zener (24), y el cátodo del
diodo Zener (24) está conectado mediante un diodo (34) al devanado
secundario (30) del transformador (26).
6. Motor excitado en serie, según una de las
reivindicaciones 3 a 5, y que se remite a la reivindicación 3,
caracterizado porque el transistor de efecto de campo (42) y
la resistencia del detector de corriente (18) están unidos con el
cátodo de un diodo (48), cuyo ánodo está unido con el devanada del
inducido (12) en el circuito de frenado (68).
7. Motor excitado en serie, según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el devanado
secundario (30) está conectado a través de un rectificador de
corriente (38) a un polo del devanado del inducido (12).
8. Motor excitado en serie, según la
reivindicación 7, caracterizado porque se prevé un diodo de
protección (63) entre un polo del devanado del inducido (12) y el
otro extremo del devanado secundario (30) o el como mínimo un
devanado de campo existente (14, 16), con el objetivo de proteger
contra los arcos voltaicos del dispositivo de conmutación (8).
9. Motor excitado en serie, según una de las
reivindicaciones 2 a 8, caracterizado porque la resistencia
de carga (20) entre el cátodo (S) y el ánodo (D) tiene la forma de
un devanado de conmutación.
10. Motor excitado en serie con conmutador,
especialmente para una herramienta eléctrica frenada, con un
dispositivo de conmutación (S_{0}) para conmutar entre servicio
de motor y servicio de freno, de modo que en el servicio de motor
hay como mínimo un devanado de campo (14, 16) y un devanado del
inducido (12) conectado en serie en un circuito motor (66) que
recibe tensión de alimentación (22), y de modo que en el servicio
de freno, hay como mínimo un devanado de campo (14, 16) que forma
con el devanado de inducido (12) un circuito de frenado (68)
cerrado y separado de la tensión de alimentación (22),
caracterizado porque se prevé un transformador (26)
alimentado por la red cuyo devanado secundario (30) en el circuito
de frenado (68) está conectado en paralelo al como mínimo un
devanado de campo existente (14, 16), y de modo que se prevé un
circuito de transistor (54) para controlar la corriente que fluye
en el circuito de frenado (68), a través del devanado del inducido
(12) y el como mínimo un devanado de campo existente (14, 16), y
porque la conmutación del transistor (54') presenta un transistor
de efecto de campo (42') que está conectado con cátodo (S) y ánodo
(D) a través de un diodo (48') en paralelo al como mínimo un
devanado de campo existente (14, 16), y que la conmutación del
transistor (54') regula la corriente a través del como mínimo un
devanado de campo existente (14, 16), dependiendo de la corriente
que fluye a través del devanado del inducido (12).
11. Motor excitado en serie, según la
reivindicación 10, caracterizado porque el transistor de
efecto de campo (42') está conectado con su compuerta (G) a los dos
extremos del devanado del inducido (12) a través de un divisor de
tensión (70, 72).
12. Motor excitado en serie, según la
reivindicación 11, caracterizado porque en el circuito de
frenado hay una resistencia de carga (20), que está conectada entre
un extremo del devanado del inducido (12) y el como mínimo un
devanado de campo existente (14) a través de un diodo (48'), y
porque el transistor de efecto de campo (42') está conectado con
ánodo (D) a un extremo de la resistencia de carga (20), y porque el
transistor de efecto de campo (42') está unido con cátodo (S) al
otro extremo del devanado del inducido (12) y del como mínimo un
devanado de campo existente (16).
13. Motor excitado en serie, según una de las
reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque el devanado
secundario (30) está conectado a través de un rectificador de
corriente (38) a un polo del devanado del inducido (12).
14. Motor excitado en serie, según la
reivindicación 13, caracterizado porque se prevé un diodo de
protección (63) entre un polo del devanado del inducido (12) y el
otro extremo del devanado secundario (30) o el como mínimo un
devanado de campo existente (14, 16), con el objetivo de proteger
contra los arcos voltaicos del dispositivo de conmutación (S).
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| US5278483A (en) * | 1986-04-19 | 1994-01-11 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. | Motor brake with single free wheeling diode connected in parallel with only one partial coil of brake magnet coil |
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| DE4201023C2 (de) * | 1992-01-16 | 1996-05-15 | Kopp Heinrich Ag | Aussetzerfreie Bremsschaltung für Universalmotoren |
| DE4333733A1 (de) * | 1993-10-04 | 1995-04-13 | Reich Maschf Gmbh Karl | Schaltungsanordnung zum Abbremsen eines Stromwendermotors |
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