DE1907774A1

DE1907774A1 - Circuit arrangement for speed control of a DC motor

Info

Publication number: DE1907774A1
Application number: DE19691907774
Authority: DE
Inventors: August Luger
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1969-02-15
Filing date: 1969-02-15
Publication date: 1970-08-20
Also published as: FR2033840A5; GB1298767A; DE1907774B2

Description

AGFA-GEVAERT AKTIENGESELLSCHAFT 14,2,1909AGFA-GEVAERT AKTIENGESELLSCHAFT 14,2,1909

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Schaltungsanordnung zur Drehzahlregelung eines GleichstrommotorsCircuit arrangement for speed control of a DC motor

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Drehzahlregelung eines Gleichstrommotors mit einer eine Steuerspannung mit einer drehzahlabhängigen Spannung eines mit dem Gleichstrommotor gekuppelten Generators vergleichenden Einrichtung» The invention relates to a circuit arrangement for speed control a DC motor with a control voltage with a speed-dependent voltage one with the DC motor coupled generator comparative device »

Eine solche Schaltungsanordnung ist bereits bekannt,, Von einer Zenerdiode wird bei der bekannten Schaltungsanordnung über einen Spannungsteiler eine Steuerspannung abgegriffen. Dieser Spannung wird über einen in Reihe zum Spannungsabgriff liegenden Widerstand eine weitere, der Steuerspannung entgegengesetzt gerichtete Spannung überlagert. Diese Spannung wird durch den auf der Motorwelle angeordneten Generator erzeugt» Durch die sich aus beiden Spannungen zusammensetzende Spannung wird eine Verstärkerstufe beeinflußt,Such a circuit arrangement is already known, From In the known circuit arrangement, a Zener diode is tapped off a control voltage via a voltage divider. This voltage is superimposed by a resistor in series with the voltage tap, a further voltage directed in the opposite direction to the control voltage. This voltage is generated by the generator arranged on the motor shaft »by the one made up of the two voltages Voltage is influenced by an amplifier stage,

durch die wiedrum im Motorstromkreis liegende Leistungstransistoren gesteuert werden. Die bekannte Schaltungsanordnung v/eist den Nachteil auf, daß bei Betriebsspannungs-which in turn control the power transistors in the motor circuit. The known circuit arrangement v / e has the disadvantage that with operating voltage

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Schwankungen sowie bei Temperaturänderungen die Drehzahl des Motors nicht konstant bleibt.Fluctuations as well as the speed in the event of temperature changes of the motor does not remain constant.

Bei der- erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung soli jedoch bei einer bestimmten Steuerspannung eine konstante Drehzahl unabhängig von Be'triebsspannungsschwankungen und von _k Temperaturänderungen in der Scnaltungsanordnung und im-.." ; Generator gegeben sein» Weiterhin soll die erfindungsge- ■ maße Schaltungsanordnung noch unempfindlicher gegenüber Laständerungen sein als die bekannte Schaltungsanordnungο Diese Aufgabe soll weiterhin mit einfachen Mitteln gelöst werden«. Eine optimale Konstanthaltung der Drehzahl eines Gleichstrommotors ist z„ B, bei Mikrofilmentwicklungsgeräten* bei Kopiergeräten und bei Dosierpumpenanlagen ^; wichtig»In the circuit arrangement according to the invention, however, a constant speed should be given at a certain control voltage regardless of operating voltage fluctuations and _k temperature changes in the circuit arrangement and in the generator. Furthermore, the circuit arrangement according to the invention should be even more insensitive to load changes than the known circuit arrangement o This task should continue to be solved with simple means. "An optimal keeping the speed of a DC motor constant is, for example, in microfilm developing devices * in copiers and in metering pump systems ^; important"

) Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine ; durch die Betriebsspannung gespeiste Brückenschaltung vorgesehen ist, in deren einem Brilckenzweig mindestens, ein eine annähernd konstante Spannung lieferndes KalDleiterelement angeordnet ist und in- deren weiteren Brückenzv/eigen ein-, stellbare Widerstände vorgesehen sind, daß der Brüekenausgang mit einer Stromverstärkerstufe in Verbindung steht, an deren Ausgang eine einstellbare Steuerspannung abgreifbar ist; daß der Stromverstärkerstufe ein als Vergleichseinrichtung dienender, die S teuer spannung mit der vom Generator ge-". ) According to the invention the object is achieved in that a; A bridge circuit fed by the operating voltage is provided, in whose one bridge branch at least one caliper element delivering an approximately constant voltage is arranged and in whose further bridge circuit individually adjustable resistors are provided that the bridge output is connected to a current amplifier stage the output of which an adjustable control voltage can be tapped; that the current amplifier stage serves as a comparison device, the S expensive voltage with that of the generator ".

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SAD ORKSINAUSAD ORKSINAU

PU 22PU 22

lieferten Spannung Über Jeweils: einen getrennten Eingang vergleichender Differenzverstärker nachgeschaltet 1st, dessen Ausgang mit einer weiteren: Si romVe.rstärkers'tufe verbunden ist, durch die der Motorström des Gleichstrommotors im Sinne einer Konstanthaltung der der eingestellten Steuerspannung zugeordneten Drehzahl steuerbar ist, und daß im dem Generator zugeordneten Eingangskreis des Differenzverstärkers mindestens zwei ein temperaturabhängiges Verhalten aufweisende, zur Kompensation von Temperaturschwankungen sowohl im Generator als auch in der Schaltungsanordnung dienende Widerstände vorgesehen sind.supplied voltage Via each: a separate input comparative differential amplifier connected downstream 1st, its output with a further: Si romVe.rstarkkers'tufe is connected, through which the motor current of the DC motor in the sense of keeping the set constant Control voltage assigned speed is controllable, and that in the input circuit of the differential amplifier assigned to the generator at least two temperature-dependent behavior to compensate for temperature fluctuations both in the generator and in the circuit arrangement Serving resistors are provided.

Gemäß weiterer Ausbildung ist das Halbleiterelement eine Zenerdicde und der im benachbarten Brückenzweig vorgesehene Widerstand derart einstellbar, daß an der Zenerdiode auftretende Spannungsschwankungen am BrUckenausgang durch ihn kompensiert werden.According to a further embodiment, the semiconductor element is a Zener diode and the resistor provided in the adjacent bridge branch can be set in such a way that the Zener diode occurring voltage fluctuations at the bridge output through him be compensated.

Da Zenerdioden einen endlichen Innenwiderstand besitzen, ist an ihnen bei schwankender Verscriungsspannung keine konstante Spannung abgreifbar. Weiterhin ist der Eingangs-, widerstand des'an den Ausgang der Br'üekenschaltang sich anschließenden Stromverstärkers se groß, daß-.der durch ihn fließende Strom vernachjässigbar Klein gegenüber -dem durch die Brückenzweige fließenden Strom ist» So- kann die an den Zenerdicden auftretende SpannunsrsBchwankung amBrückenaus-Since Zener diodes have a finite internal resistance, there is none at them when the tension of the bracing fluctuates constant voltage can be tapped. Furthermore, the input resistance of the current amplifier connected to the output of the bridge circuit is high that the current amplifier through it flowing current negligibly small compared to that through the bridge branches flowing current is »So- can the to the Zenerdict the occurring voltage fluctuations at the bridge

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PU 22PU 22

gang durch den abgleichbaren Widerstand im benachbarten. Brückenzweig kompensiert werden. .passage through the adjustable resistor in the neighboring. Bridge branch to be compensated. .

Damit der an den Brückenausgang sich anschließende Eingangswiderstand des Stromverstärkers hoch ist, weist derselbe mindestens einen als Emitterfolger geschalteten Transistor auf, in dessen Ausgangskreis mindestens ein veränderbarer ψ Widerstand enthalten 1st. An diesem veränderbaren Widerstand kann die Steuerspannung entsprechend der gewünschten Drehzahl des Gleichstrommotors eingestellt.werden. Der als Emitterfolger geschaltete Stromverstärker arbeitet bekanntlich als Impedanzwandler. Im Emitterkreis auftretende . Stromschwankungen wirken kaum merkbar auf den Eingang zurück* . -So that the input resistance of the current amplifier connected to the bridge output is high, it has at least one transistor connected as an emitter follower, whose output circuit contains at least one variable ψ resistor. The control voltage can be set at this variable resistor according to the desired speed of the DC motor. The current amplifier, which is connected as an emitter follower, is known to work as an impedance converter. Occurring in the emitter circuit. Current fluctuations have a barely noticeable effect on the input *. -

Gemäß weiterer Ausbildung ist im Emitter des Stromverstärkers ein mehrstufiger Spannungsteiler vorgesehen, von dem die Steuerspannung über einen Drehschalter abgreifbar ist.According to a further embodiment, a multistage voltage divider is provided in the emitter of the current amplifier, from which the Control voltage can be tapped via a rotary switch.

Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung weist der Differenzverstärker zwei Transistoren auf_f deren Emitter mit einem gemeinsamen Widerstand verbunden sind. Der Kollektorwiderstand des ersten Transistors ist niederohmig und der Kollektorwiderstand des zweiten Transistors hochohmig. Der erste Transistor ist durch die Steuerspannung und der zweite Transistor durch die Generatorspannung beeinflußbar._; According to an advantageous embodiment, the differential amplifier, two transistors _f whose emitters are connected to a common resistor. The collector resistance of the first transistor is low and the collector resistance of the second transistor is high. The first transistor can be influenced by the control voltage and the second transistor by the generator voltage. _;

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Der erste Transistor des Differenzverstärkers wirkt ebenfalls als Impedanzwandler, um die Brückenschaltung noch weniger zu belasten. Da der Kollektorwiderstand des zweiten Transistors hochohmig ist, wirkt sich der durch den zweiten Transistor fließende Strom nicht auf die am gemeinsamen Widerstand abfallende Steuerspannung aus. Demzufolge ist die durch diesen Strom verursachte SpannungG-erhöhung bzw, Spannungsverminderung am Emitter-Widerstand vernachlässigbar Klein, so daß die Spannung am Emitter-Widerstand bei eingestellter Steuerspannung als nahezu konstant angenommen werden kann. .The first transistor of the differential amplifier also works as an impedance converter to load the bridge circuit even less. Since the collector resistance of the second transistor is high resistance, the current flowing through the second transistor does not affect the dropping control voltage at the common resistor. As a result, the voltage caused by this current is G-increase or, voltage reduction at the emitter resistor negligibly small, so that the voltage at the emitter resistor can be assumed to be almost constant when the control voltage is set. .

In vorteilhafter Weise weist der weitere Stromverstärker mehrere in Kaskade geschaltete Transistoren auf. Durch diese weitere Stromverstärkerstufe ist der hochohmige Ausgangswiderstand des Differenzverstärkers optimal an den kleinen Ankerwiderstand des Gleichstrommotors angepaßt, so daß sehr kleine Ströme im Ausgangkreis- des Differenzvers'tärkers in ausreichender Weise für den Gleichstrommotor verstärkt werden.The further current amplifier advantageously has several transistors connected in cascade. This further current amplifier stage is the high-resistance one Output resistance of the differential amplifier optimally adapted to the small armature resistance of the DC motor, so that very small currents in the output circuit Differential amplifier in a sufficient way for the DC motor be reinforced.

Um zu verhindern^ daß bei mechanischer Blockierung des Gleichstrommotors derselbe zerstört wird, iat eine Strombegrenzungseinrichtung vorgesehen» die den Differenzverstärker mit dem weiteren Stromverstärker verbindet. DurchIn order to prevent ^ that when the DC motor the same is destroyed, iat a current limiting device provided »which the differential amplifier connects to the other current amplifier. By

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diese Begrenzungseinrichtung ist der weitere Stromverstärker drosselbar.. -·-"""this limiting device is the further current amplifier can be throttled .. - · - "" "

Gemäß weiterer Ausbildung weist die Strombegrenzungseinrichtung einen Transistor auf, dessen Kollektor an die Basis des Eingangstransistors des weiteren Stromverstärkers, dessen Emitter an den Emitter des' Ausgangstransistors des weiteren Stromverstärker s und dessen Basis an einen Basis und Emitter des Ausgangstransistors verbindenden Spannungsteiler angeschlossen ist.According to a further embodiment, the current limiting device a transistor whose collector is connected to the Base of the input transistor of the further current amplifier, the emitter of which is connected to the emitter of the 'output transistor of the further current amplifier s and its base to a base and the voltage divider connecting the emitter of the output transistor is connected.

Um Temperaturschwantcungen sowohl im Generator als auch in der Schaltungsanordnung auszugleichen, ist im Bereich des Differenzverstärkers ein temperaturabhängiger Widerstand im Basiszweig des mit dem Generator in Verbindung stehenden Transistors angeordnet und in Reihe zu diesem Widerstand ^ im Bereich des Generators ein weiterer temperaturabhängiger Widerstand vorgesehen. Die temperaturabhängigen Widerstände weisen eine bei ansteigender Temperatur abnehmende Widerstandscharakteristik auf.To avoid temperature fluctuations in the generator as well as in to compensate for the circuit arrangement is in the area of Differential amplifier a temperature-dependent resistor in the base branch of the one connected to the generator Arranged transistor and in series with this resistor ^ in the area of the generator another temperature-dependent Resistance provided. The temperature-dependent resistances have a resistance characteristic that decreases with increasing temperature on.

Zweckmäßigerweise werden als temperaturabhängige Widerstände NTC-Widerstand© verwendet. Weiterhin ist es möglich, parallel zu den temperaturäbhängigen Widerständen jeweils einen Ohm'sehen Widerstand zu schalten.Appropriately, as temperature-dependent resistors NTC resistor © used. It is also possible in parallel for the temperature-dependent resistances one each Ohm's see resistance to switch.

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Die Erfindung wird anhand eines in einer Figur dargestellten Ausführungebeispieles beschrieben. ■The invention is illustrated by means of a figure Execution examples described. ■

Mit M let ein Gleichstrommotor und mit G ein mit dem Glei chstrommotor M gekuppelter Generator bezeichnet. Eine an die Anschlüsse 1 und 2 gelegte Wechselspannung 3 wird durch eine Oleichrichteranordnung 4 gleichgerichtet und durch einen Kondensator 5 geglättet. Parallel zu dem Kondensator 5 ist eine BrUckenschaltung angeordnet, in deren beiden oberen BrUckenzweigen Widerstände 6,7 und 8 angeordnet sind»,In . einem weiteren BrUckenzweig sind zwei Zenerdioden 9 und 10 vorgesehen. In dem verbleibenden* dem letzgenannten benachbarten Brückenzweig 1st ein weiterer, einstellbarer Widerstand 11 angeordnet. Die Widerstände 6, 7, 8 und 11 sind derart gewählt bzw. abgeglichen, daß bei Netzspannungsschwankungen die Spannungsschwankung an den Zenerdioden 9 und 10 durch die Spannung an dem Widerstand 11, die der Spannung an den Zenerdioden 9 und 10 entgegengerichtet ist, ausgeglichen wird. An der Ausgangsdiagonalen der BrUckenschaltung tritt somit eine konstante Spannung auf.With M let a direct current motor and with G a direct current motor M denotes coupled generator. An alternating voltage 3 applied to terminals 1 and 2 is carried out a rectifier arrangement 4 rectified and through a capacitor 5 smoothed. A bridge circuit is arranged parallel to the capacitor 5, in the two upper ones Bridge branches resistors 6,7 and 8 are arranged », In. Another bridge branch are two Zener diodes 9 and 10 intended. In the remaining * adjacent bridge branch there is a further adjustable resistor 11 arranged. Resistors 6, 7, 8 and 11 are such selected or balanced that the voltage fluctuation at the Zener diodes 9 and 10 by the mains voltage fluctuations The voltage across the resistor 11 corresponds to the voltage across the Zener diodes 9 and 10 is opposite, is balanced. A constant voltage thus occurs on the output diagonal of the bridge circuit.

Der Brückenschaltung ist ein als Impedanzwandler arbeitender Emitterfolger nachgeschaltet. Im Emitterkreis eines Transistors 12 ist ein mehrstufiger Spannungsteiler vorgesehen, zwischen dessen Widerständen 13 bis 21 Anschlüsse 22 bis 29 vorgesehen sind. Diese Kontaktstellen 22 bis 29 sind durch einen um dieThe bridge circuit is one that works as an impedance converter Downstream emitter follower. A multistage voltage divider is provided in the emitter circuit of a transistor 12, between whose resistors 13 to 21 terminals 22 to 29 are provided are. These contact points 22 to 29 are through a

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PU 22PU 22

Achse 30 drehbaren Kontaktarm >1 mit einem Differenzverstärker verbindbar. Weiterhin ist im Kollektorkreis des Transistors 12 ein Widerstand 32 vorgesehen. Der Kontaktarm 31 steht Über einen Widerstand 33 mit der Basis eines Transistors 34 des Differenzverstärkers in Verbindung. Weiterhin ist an die Basis des Transistors J>K ein Kondensator 35 angeschlossen, der beim Betätigen des Kontaktarmes 31 auftretende Spannungssprünge abfängt. Im Kollektorkreis des Transistors 1st ein niederohmiger Widerstand 36 eingeschleift 0 Weiterhin weist der Differenzverstärker einen weiteren Transistor 37 aufj, dessen Emitter zusammen mit dem Emitter des Transistors 34 mit dem Widerstand 38 verbunden ist. Im Kollektorkreis des Transistors 37 ist ein hochohmiger Widerstand 39 angeordnet. Die Basis des Transistors 37 steht über zwei NTC Widerstände 40 und 4i'mit dem Generator G in Verbindung. Beiden temperaturabhängigen Widerständen y 40 und 4.1 ist ein.Widerstand 42 bzw. 43 parallelgeschaltet. Weiterhin steht die Basis des Transistors 37 mit einem Spannungsteilerwiderstand 44 in Verbindung, Außerdem ist ein zur Spannungsglättung vorgesehener Kondensator 45'".imBereich des Generators G angeordnet.Axis 30 rotatable contact arm> 1 can be connected to a differential amplifier. Furthermore, a resistor 32 is provided in the collector circuit of the transistor 12. The contact arm 31 is connected via a resistor 33 to the base of a transistor 34 of the differential amplifier. Furthermore, a capacitor 35 is connected to the base of the transistor J> K , which intercepts voltage jumps occurring when the contact arm 31 is actuated. A low-resistance resistor 36 is looped into the collector circuit of the transistor. The differential amplifier also has a further transistor 37, the emitter of which is connected to the resistor 38 together with the emitter of the transistor 34. A high-value resistor 39 is arranged in the collector circuit of transistor 37. The base of the transistor 37 is connected to the generator G via two NTC resistors 40 and 4i ′. A resistor 42 or 43 is connected in parallel to both temperature-dependent resistors y 40 and 4.1. Furthermore, the base of the transistor 37 is connected to a voltage divider resistor 44. In addition, a capacitor 45 '"provided for voltage smoothing is arranged in the area of the generator G.

Der Kollektor des Transistors 37 steht mit der Basis des Eingangstransistors 46 der weiteren Stromverstärkerstufe in Verbindung* Der Emitter des Transistors 46 ist wiederumThe collector of transistor 37 is connected to the base of the Input transistor 46 of the further current amplifier stage in connection * The emitter of transistor 46 is in turn

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mit der Basis eines weiteren Transistors 47 verbunden, dessen Emitter an die Basis eines Ausgangstransistoren geführt ist« Der Transistor 48 ist zweckmäßigerweise ein Leistungstransistorο Die Kollektoren der Transistoren bis 48 sind ebenso wie die Widerstände 32, 36 und 39 mit dem positiven Anschlußpunkt 54 einer gleichgerichteten Spannung 49 verbunden« Diese Gleichspannung wird ebenfalls, wie die Gleichspannung an der Brückenschaltung, durch Gleichrichtung der Netzspannung erzeugt. Der Ausgangstransistor 48 ist mit dem Gleichstrommotor M in Reihe geschaltet. Der zweite Anschluß des Motors sowie des Generators ist mit dem negativen Anschlußpunkt 55 der gleichgerichteten Spannung 49 verbundeneconnected to the base of another transistor 47, its emitter to the base of an output transistor The transistor 48 is expediently a power transistor o The collectors of the transistors to 48 are just like the resistors 32, 36 and 39 with the positive connection point 54 of a rectified Voltage 49 connected «This DC voltage is also like the DC voltage at the bridge circuit, generated by rectifying the mains voltage. The output transistor 48 is connected in series with the DC motor M. The second connection of the motor and the The generator is connected to the negative connection point 55 rectified voltage 49 connected

Weiterhin ist zwischen dem genannten Minuspunkt 55 und dem Emitter des Ausgangstransistors 48 ein Glättungskondensator 50 angeordnet. Parallel zur Bnsis-Emitter-Strecke des Tranistors 48 ist ein Spannungsteiler 51 vorgesehen, dessen Abgriff 52 mit der Basis eines als Strombegrenzer dienenden Transistors 53 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 53 steht mit dem Kollektor des Transistors 37 des Differenzverstärkers in Verbindung, während der Emitter dieses Transistors 53 an den Emitter des Ausgangstransistors angeschlossen ist. '. ■--..·-_ Furthermore, a smoothing capacitor 50 is arranged between said minus point 55 and the emitter of output transistor 48. A voltage divider 51 is provided parallel to the bnsis-emitter path of the transistor 48, the tap 52 of which is connected to the base of a transistor 53 serving as a current limiter. The collector of transistor 53 is connected to the collector of transistor 37 of the differential amplifier, while the emitter of this transistor 53 is connected to the emitter of the output transistor. '. ■ - .. · -_

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Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung arbeitet nun wie folgt! The circuit arrangement according to the invention now works as follows!

Es wird angenommen, daß bei in der Figur gezeigten Stellung des Drehschalters 31 eier Motor M eine stabile Drehzahl aufweist, die Ausgleichvorgänge also abgeklungen sind- Über den Kontaktarm 31 ist die Anschlußstelle 24 des Spannungs-It is assumed that at the position shown in the figure of the rotary switch 31 eier motor M has a stable speed, so the compensation processes have subsided the contact arm 31 is the connection point 24 of the voltage

W teilers 13 bis 21 mit der Basis des Transistors 34 verbunden. Demzufolge steht an der Basis des Transistors 3^ eine Steuerspannung, die den Transistor 34 derart auf steuert, daß der Kollektorstrom an dem Widerstand 38 einen konstanten Spannungsabfall verursacht» Demzufolge ist der Emitter des Transistors 37 spannungsmäßig um diesen Spannungswert angehoben. Es wird angenommen, daß an den Motor M eine konstante Last angeschlossen ist. Die Motordrehzahl hat sich demnach auf einen der eingestellten Steuerspannung zugeordneten Wert eingestellt. Die durch den Generator G erzeugte Spannung verursacht am Widerstand 44 einen Spannungsabfall» Die Spannungsdifferenz zwischen dieser Spannung und der Steuerspannung am Widerstand 38 beeinflußt den Transistor 37 derart, daß durch seinen Kollektorwiderstand 39 ein Strom bestimmter Größe fließt und an diesem einen Spannungsabfall verursacht. Der durch die Basis des Transistors 46 fließende Strom wird nun durch die weiteren; nachgeschalteten Transistoren 47 und 48 auf einen'solchen Wert verstärkt, daß durch diesen Strom die Motordrehzahl konstant bleibt. ■ W divider 13 to 21 is connected to the base of transistor 34. As a result, there is a control voltage at the base of the transistor 3 ^ which controls the transistor 34 in such a way that the collector current at the resistor 38 causes a constant voltage drop. As a result, the emitter of the transistor 37 is raised in voltage by this voltage value. It is assumed that the motor M is connected to a constant load. The motor speed has accordingly adjusted to a value assigned to the set control voltage. The voltage generated by the generator G causes a voltage drop across the resistor 44. The voltage difference between this voltage and the control voltage across the resistor 38 influences the transistor 37 in such a way that a current of a certain magnitude flows through its collector resistor 39 and causes a voltage drop across it. The current flowing through the base of transistor 46 is now through the other; downstream transistors 47 and 48 amplified to such a value that the motor speed remains constant through this current. ■

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Wird ζ. B. der Motor stttrker belastet, so versucht derselbe sieh langsamer zu drehen. Demzufolge nimmt die vom Generator G gelieferte Spannung und damit die Spannung an der Basis des Transistors 37 um einen bestimmten Betrag ab. Daraus folgt eine Verminderung des durch den Widerstand 39 fließenden Stromes, so daß die Basis des Transistors 46 positiver wird. Der Basisstrom des Transistors 46 nimmt zu. Dieser erhöhte Strom wird durch die weiteren Transistoren 47,48 verstärkt. Der durch den Motoranker des Gleichstrommotors M fließende Strom ist demzufolge um einen solchen Betrag vergrößert, daß die Abnahme der Drehzahl des Motors sofort ausgeglichen wird. Bei zunehmender Belastung des Motors M wird demnach durch die empfindliche Schaltungsanordnung die Drehzahl konstant gehalten. Das gleiche gilt bei Verminderung der Motorbelastung.Will ζ. B. If the engine is heavily loaded, it tries the same watch spinning slower. As a result, the voltage supplied by the generator G and thus the voltage on the decreases Base of transistor 37 by a certain amount. This results in a reduction in the energy generated by the resistor 39 flowing current, so that the base of transistor 46 becomes more positive. The base current of the transistor 46 increases. This increased current is passed through the additional transistors 47.48 reinforced. The one through the motor armature of the DC motor M flowing current is accordingly increased by such an amount that the decrease in the speed of the motor is immediately balanced. With increasing load on the The speed of the motor M is therefore kept constant by the sensitive circuit arrangement. The same goes for when reducing the engine load.

Wird z. B. durch Verdrehen des Kontaktarmes 31 zur Kontaktstelle 26 die Steuerspannung an dem Widerstand 38 gegenüber dem zuvor eingestellten Steuerspannungswert vermindert, so wird die Spannung zwischen Basis und Emitter des Transistors 37 um einen entsprechenden Betrag vergrößert. Daraus ergibt sich eine Erhöhung des durch den Widerstand 39 fließenden Stromes, der eine Drosselung der Transistoren 46,47 und 48 bewirkt. Demzufolge vermindert sich der durch den Anker des Motors M fließende Strom, so daß bei gegebener konstanter Belastung des Motors M seine Drfchzahl abnimmt. DemzufolgeIs z. B. by rotating the contact arm 31 to the contact point 26, the control voltage at the resistor 38 is reduced compared to the previously set control voltage value, the voltage between the base and emitter of the transistor 37 is increased by a corresponding amount. This results in an increase in the current flowing through the resistor 39, which causes the transistors 46, 47 and 48 to be throttled. As a result, the current flowing through the armature of the motor M decreases, so that for a given constant load on the motor M, its torque decreases. As a result

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nimmt auch die am Widerstand 44 abfallende Spannung des Generators G ab. Der durch den Widerstand 39 fließende Strom wird vermindert, und zwar bis auf einen solchen Wert, bis die Drehzahl des Gleichstrommotors M den der betreffenden Steuerspannung zugeordneten Wert erreicht hat.the voltage of the generator G, which is dropped across the resistor 44, also decreases. The flowing through the resistor 39 Electricity is reduced, except for one Value until the speed of the DC motor M the the has reached the value assigned to the relevant control voltage.

w Wird z. B. der Gleichstrommotor blockiert, so sinkt die Generatorspannung auf den Wert Null, was zur" Folge hat, daß der Transistor 37 gesperrt wird. Da in diesem Fall die Basis des Transistors 46 das Potential des Anschluß- ■ punktes 54 aufweist, sind die Transistoren 46,47 und voll aufgesteuert. Zum Schütze des Gleichstrommotors wird nun der Transistor 53 durch die in erhöhtem Maße an dem Spannungsteiler 51 abfallende Spannung aufgesteuert, so daß Über den Widerstand 39 und die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 53 ein Strom fließt. Dies hat zur Folge, daß die Basis des Transistors 46 negativer wird und demzufolge die Transistoren 46 bis 48 zugesteuert werden. - . w Is z. If, for example, the DC motor is blocked, the generator voltage drops to the value zero, with the result that the transistor 37 is blocked. Since in this case the base of the transistor 46 has the potential of the connection point 54, the transistors are 46, 47 and fully turned on. To protect the DC motor, the transistor 53 is now turned on by the increased voltage drop across the voltage divider 51, so that a current flows through the resistor 39 and the collector-emitter path of the transistor 53. This has the consequence that the base of the transistor 46 becomes more negative and consequently the transistors 46 to 48 are closed.

Bei längerer Blockierung des Gleichstrommotors wtlrde ein nicht dargestellter Thermoschalter wirksam werden, der den. Motor M sowie die Schaltungsanordnung von der Spannungsquelle abschalten würde. ,If the DC motor is blocked for a longer period of time, this would result Thermal switch, not shown, take effect, the. Motor M and the circuit arrangement from the voltage source would turn off. ,

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I₃ I ₃

Wird ζ. B. der Kontaktarm 31 auf die Kontaktstelle 22 geschwenkt, so wird die am Widerstand 38 abfallende Spannung gegenüber dem zuvor angenommenen Wert der Steuerspannung erhöht. Demzufolge wird der Transistor 37 zugesteuert, was einen erhöhten Stromfluß durch den Gleichstrommotor M zur Folge hat, so daß dieser seine Drehzahl erhöht,, Dadurch wird die vom Generator G gelieferte Spannung erhöht. Die Erhöhung des Ankerstromes des Gleichstrommotors M wird beendet, wenn sich die der betreffenden Steuerspannung zugeordnete Drehzahl eingestellt bzw» eingependelt hat.Will ζ. B. the contact arm 31 is pivoted onto the contact point 22, the voltage drop across resistor 38 is thus compared to the previously assumed value of the control voltage elevated. As a result, the transistor 37 is closed, which increases the flow of current through the DC motor M has the consequence, so that this increases its speed, thereby the voltage supplied by generator G is increased. The increase in the armature current of the direct current motor M is ended when the control voltage in question is assigned Speed has set or »leveled off.

Treten am Generator Temperaturschwankungen auf, so wird im Generator G die Induktion verändert. Es wird angenommen, daß die Temperatur sich zu ansteigenden Werten hin bewege. Die dadurch bedingte Induktionsverminderung würde eine Verminderung der Generatorspannung zur Folge haben, so daß die an der Basis des Transistors 37 vorhandene Vergleichsspannung ebenfalls verkleinert würde. Dies würde eine Drehzahlvergrößerung des Gleichstrommotors nach sich ziehen. Da aber bei steigender Temperatur am Generator G der Widerstand 41 vermindert wird, wird die an der Basis des Transistors 37 liegende Spannung konstant gehalten. Die Verminderung der Generätorspannung wird durch die Widerstandsabnahme ausgeglichen. Somit bleibt die Drehzahl des Gleichstrommotors bei Temperaturschwankungen im Generator konstant;If temperature fluctuations occur on the generator, then in generator G the induction changes. It is assumed that the temperature moves towards increasing values. The resulting decrease in induction would be a decrease the generator voltage result, so that the comparison voltage present at the base of transistor 37 would also be reduced in size. This would increase the speed of the DC motor. Since, however, with increasing temperature at generator G the resistor 41 is reduced, the voltage applied to the base of the transistor 37 is kept constant. The diminution of Generator voltage is compensated for by the decrease in resistance. Thus the speed of the DC motor remains constant with temperature fluctuations in the generator;

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Treten nun in der Schaltungsanordnung Temperaturschwankungen auf, so würde sich das elektrische Verhalten der Halbleiterbauelemente, z. B. der Transistoren und Zenerdioden, derart ändern, daß ebenfalls eine Drehzahländerung des Gleichstrommotors M auftreten würde. Zum Ausgleich dieser durch Temperaturänderung bedingten Spannungsschwankungen an den Transistoren und Zenerdioden ist der temperaturabhängige Widerstand 40 vorgesehen, der in der Schaltungsanordnung in unmittelbarer Nähe die Zenerdioden 9>10 und der Transistoren 12, 34, 37, 46, 47, 48 angeordnet ist. Bei Temperaturerhöhung wird der Widerstandswert dieses Widerstandes 40 derart vermindert, daß die sich sonst durch die Temperaturerhöhung einstellende Erhöhung der Drehzahl des Gleichstrommotors ausgeglichen ist.If there are now temperature fluctuations in the circuit arrangement the electrical behavior of the semiconductor components, z. B. the transistors and Zener diodes, change such that also a change in speed of the DC motor M would occur. To compensate for these voltage fluctuations caused by temperature changes the transistors and Zener diodes, the temperature-dependent resistor 40 is provided, which is in the circuit arrangement the Zener diodes 9-10 and the transistors 12, 34, 37, 46, 47, 48 are arranged in the immediate vicinity. When the temperature increases, the resistance value of this resistor 40 is reduced in such a way that the otherwise is compensated for by the increase in the speed of the DC motor, which adjusts the temperature.

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Claims

AGFA-GEVAERT AKTIENGESELLSCHAFT ' I 9 O / 7-7AGFA-GEVAERT AKTIENGESELLSCHAFT 'I 9 O / 7-7

10-vF-ki10-vF-ki

Pat entansprüchePatent claims

1.) Schaltungsanordnung zur Drehzahlregelung eines Gleichstrommotors mit einer eine Steuerspannung mit einer drehzahlabhängigen Spannung eines mit dem Gleichstrommotor gekuppelten Generators, vergleichenden Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch die Betriebsspannung gespeiste Brückenschaltung (6 bis 11) vorgesehen ist, in deren einem Brückenzweig mindestens ein eine annähernd konstante Spannung lieferndes Halbleiterelement (9 bzw.10) angeordnet ist und in deren weiteren Brückenzweigen einstellbare Widerstände (6,7; 8;11) vorgesehen sind, daß der Brückenausgang mit einer Stromverstärkerstufe (12) in Verbindung steht, an deren Ausgang eine einstellbare Steuerspannung abgreifbar ist, daß der Strofhverstärkerstufe (12) ein als Vergleichseinrichtung dienender, die Steuerspannung .mit der vom Generator (G) gelieferten Spannung über jeweils einen getrennten Eingang vergleichender DifferenzverstSrker (3^*37) nachgeschaltet ist, dessen Ausgang mit einer weiteren Stromverstärkerstufe (46, 47, 48) verbunden 1st, durch die der Motorstrom des Gleichstrommotors (M) im1.) Circuit arrangement for speed control of a DC motor with a control voltage with a speed-dependent voltage of a generator coupled to the direct current motor, comparative device, characterized in that a bridge circuit (6 to 11) fed by the operating voltage is provided is, in one of the bridge branches at least one semiconductor element delivering an approximately constant voltage (9 or 10) is arranged and adjustable resistors (6,7; 8; 11) are provided in the other bridge branches are that the bridge output is connected to a current amplifier stage (12) at the output an adjustable control voltage can be tapped that the current amplifier stage (12) serving as a comparison device, the control voltage .with that of the Generator (G) supplied voltage via a separate input of each comparing differential amplifier (3 ^ * 37) is connected downstream, the output of which with a further current amplifier stage (46, 47, 48) is connected through which the motor current of the direct current motor (M) in the

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BAD ORJGlNAl.

PU 22PU 22

Sinne einer Konstanthaltung der der eingestellten Steuerspannung zugeordneten Drehzahl steuerbar ist, und daß irrt dem Generator (G) zugeordneten Eingangskreis des Differenzverstärkers (3^f37) mindestens zwei ein temperaturabhängiges Verhalten aufweisende, zur Kompensation von Temperaturschwankungen sowohl im \.' Generator (G) als auch in der Schaltungsanordnung dienende Widerstände (4O,4i) vorgesehen sind.In the sense of keeping the speed assigned to the set control voltage constant, and that the input circuit of the differential amplifier (3 ^ f37) assigned to the generator (G) is wrong, at least two temperature-dependent behavior to compensate for temperature fluctuations both in the \. ' Generator (G) and resistors (4O, 4i) serving in the circuit arrangement are provided.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet/ daß das Halbleiterelement eine Zenerdiode (9 bzw. 10) ist, und daß_: der im benachbarten BrUckenzweig vorgesehene Widerstand (7, 11) derart einstellbar ist, daß durch ihn an der Zenerdiode auftretende SpannungsSchwankungen kompensiert werden.2. Circuit arrangement according to claim t, characterized / that the semiconductor _{element is a Zener diode (9 or 10), and that:} the resistor (7, 11) provided in the adjacent bridge branch is adjustable in such a way that it compensates for voltage fluctuations occurring at the Zener diode will.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß^ der Stromverstärker mindestens einen als Emitterfolger geschalteten Transistor (12) aufweist, in dessen Äusgangskreis mindestens ein veränderbarer Widerstand (13 bis 21) enthalten ist, an dem die- einstellbare Steuerspannung äbgreifbär ist.3. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that ^ the current amplifier at least one as Having emitter follower switched transistor (12), its output circuit contains at least one variable resistor (13 to 21) on which the adjustable Control voltage is tangible.

-■.■j'- ■. ■ j '

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung über einen Dreh-4. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that that the control voltage via a rotary

. . · MT-. ·■■ ;. . · MT-. · ■■;

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PU 22 .PU 22.

schalter (31) von mehreren in Reihe geschalteten Widerständen (13 bis 21) abgreifbar ist.switch (31) of several connected in series Resistors (13 to 21) can be tapped.

5. Schaltungsanordnung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzverstärker zwei Transistoren (34,37) aufweist, deren Emitter mit einem gemeinsamen Widerstand (38) verbunden sind, daß der Kollektorwiderstand (36) des ersten Transistors (34) niederohmig und der Kollektorwiderstand (39) des zweiten Transistors (37) hochohmig ist, und daß der erste Transistor (3²O durch die Steuerspannung und der zweite Transistor (37) durch die Generatorspannung beeinflußbar ist»5. Circuit arrangement according to spoke 1, characterized in that the differential amplifier has two transistors (34,37), the emitters of which are connected to a common resistor (38), that the collector resistor (36) of the first transistor (34) is low and the collector resistor (39) of the second transistor (37) has a high resistance, and that the first transistor (3 ² O can be influenced by the control voltage and the second transistor (37) can be influenced by the generator voltage »

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet _s daß der weitere Stromverstärker mehrere in Kaskade geschaltete Transistoren (46, 47, 48) aufweist«6. The circuit arrangement according to one of claims 1 to 5 characterized in * _s that the further current amplifier plurality of cascaded transistors (46, 47, 48) "

7· Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzverstärker (34, 37) und der weitere Stromverstärker (46 bis 48) durch eine Strombegrenzungseinrichtung (53) verbunden sind, durch die bei mechanischer Blockierung des Motors (M) der weitere Stromverstärker (46 bis 48) drosselbar ist.7 circuit arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the differential amplifier (34, 37) and the further current amplifier (46 to 48) are connected by a current limiting device (53) through which, when the Motor (M) the further current amplifier (46 to 48) can be throttled.

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Ί90777ΛΊ90777Λ

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Strombegrenzungseinrichtung einen Tranistor (53) aufweist, dessen Kollektor an die Basis des Eingangstransistors (46) des weiteren Stromverstärkers, dessen Emitter an den Emitter des Ausgangstransistors (48) des weiteren Stromverstärkers " und dessen Basis an einen Basis und Emitter des Aus8. Circuit arrangement according to claim 7 »characterized in that that the current limiting device has a transistor (53) whose collector is connected to the Base of the input transistor (46) of the further current amplifier, its emitter to the emitter of the output transistor (48) of the further current amplifier "and its base to a base and emitter of the off

gangstransistors (48) verbindenden Spannungsteiler (51) angeschlossen ist.output transistor (48) connecting voltage divider (51) is connected.

9ο Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet/ daß im Bereich des Differenzverstärkers ein temperaturabhängiger Widerstand (4o) im Basiszweig des mit dem Generator (G) in Verbindung stehenden Transistors (37) angeordnet ist und in Reihe zu diesem Widerstand (40) im-'Bereich des Generators (G)9ο circuit arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized / that in the area of the differential amplifier a temperature-dependent resistor (4o) in the base branch of the with the generator (G) in connection standing transistor (37) is arranged and in series with this resistor (40) in the area of the generator (G)

ein weiterer temperaturabhängiger Widerstand (4i) vorgesehen ist.another temperature-dependent resistor (4i) is provided is.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die temperaturabhängigen Widerstände (40,41) NTC-Widerstände sind.10. Circuit arrangement according to claim 9, characterized in that the temperature-dependent resistors (40,41) NTC resistors are.

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BATH ORIGINAL

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß Jedem der beiden temperaturabhängigen Widerstände (40 bzw. 41) ein Ohm'scher Widerstand (42 bzw. 43) parallelgeschaltet ist.11. Circuit arrangement according to claim 9 *, characterized in that each of the two temperature-dependent Resistors (40 or 41) an ohmic one Resistor (42 or 43) is connected in parallel.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.1 sheet of drawings.

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