DE2443023C2 - Schaltungsanordnung zum Regeln der Drehzahl eines Gleichstrommotors - Google Patents
Schaltungsanordnung zum Regeln der Drehzahl eines GleichstrommotorsInfo
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- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
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- H02P7/285—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
- H02P7/288—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using variable impedance
- H02P7/2885—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using variable impedance whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
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Description
dadurch gekennzeichnet,
h) daß von der Reihet.schaltt.ig der Motor (1) mit
der ersten Qucllenlei.ur.g (24) und der Treibertransistor (20) mit der zwei zn Quellenleitung
(25) verbunden sind, und daß
i) die zweite Einrichtung (11-15) zwischen der ersten Quellenleitung (24) und der Zuführungsleitung (26) angeordnet ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung einen
ersten Transistor (11). dessen Emitter/Kollektor-Strecke zwischen der ersten Quellenleitung (24) und
der Zuführungsleitung (26) liegt, und einen zweiten, mit dem ersten Transistor (11) verbundenen
Transistor (14) aufweist, dessen Kollektor/Emitter-Slrecke zwischen der Basis des Steuertransistors
(20) und der ersten Quellenleitung (24) liegt.
55
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Regeln der Drehzahl eines Gleichstrommotors der im
Oberbegriff des Anspruchs I angegebenen Gattung. oo
Aus der US-PS 32 34 447 ist eine Schaltungsanordnung zum Regeln der Drehzähl eines Gleichstrommotors bekannt, bei der zum Stabilisieren der Drehzahlregelung bei sich ändernder Speise-Gleichspannung ein ,
monostabiler Multivibrator benutzt ist.
Eine Schaltungsanordnung zum Regeln der Drehzahl eines Gleichstrommotors der angegebenen Gattung
geht aus der DE-OS 22 09 037 hervor und weist eine
Spannungsquelle, von der eine erste, das gemeinsame
Bezugspotential führende, und zweite Quellenleitung ausgehen, eine Spannungsstabilisierungsanordnung,
über die eine Zuführungsleitung mit der zweiten Quellenleitung verbunden ist, eine erste Einrichtung
zum Feststellen der Drehzahl, eine zweite Einrichtung zum Erzeugen einer Gleichspannung oder eines
Gleichstroms, die bzw. der der Drehzahl des Gleichstrommotors entspricht, eine aus einem Treibertransistor und dem Motor bestehende Reihenschaltung, die
mit den beiden Quellenleitungen verbunden ist, sowie eine an die Verbindung von Motor und Treibertransistor sowie den Eingang der zweiten Einrichtung
angeschlossene Gegenkopplungsschaltung auf; die erste Einrichtung ist an die eiste Quellenleitung und an die
Zuführungsleitung angeschlossen und die zweite Einrichtung mit der ersten Quellenleitung und mit der Basis
des Treibertransistors verbunden.
Bei der bekannten Schaltungsanordnung v.ird das Basis/Emitterpotential des Treibertransistors durch
eine Z-Diode stabilisiert, so daß dieses Potential auch
konstant bleibi, solange die Drehzahl des Gleichstrommotors konstant ist, und zwar auch dann, wenn sich die
Versorgungsspannung ändert
Andererseits führt jedoch eine Änderung der Versorgungsspannung auch zu einer Änderung der dem
Gleichstrommotor zugeführten Spannung, so daß sich damit auch die Drei zahl des Gleichstrommotors und
damit das Potential an der Basis des Treibertransistors ändern. Daß heißt jedoch, daß sich trotz der erwähnten
Spannungsstabilisierung eine Änderung der Versorgungsspannung auf den Betrieb auswirken kann. Die
Regelkennlinie des Gleichstrommotors hat also nicht den gewünschten Verlauf.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde,
eine Schaltungsanordnung zur Drehzahlregelung eines Gleichstrommotors der angegebenen Gattung zu
schaffen, bei der auch bei einer Änderung der Versorgungsspannung die Drehzahl noch zuverlässig
auf einen konstanten Wert geregelt w rd.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs I angegebenen
Merkmale gelöst.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung ist im Anspruch 2 angegeben.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen auf der Anschaltung, also der schaltungsmäßigen Reihenfolge des Motors und des Treibertransistors einerseits und
der zweiten Einrichtung zum Erzeugen der Gleichspannung oder des Gleichstroms, die bzw. der der Drehzahl
des Motors entspricht. Dadurch wird gewährleistet, daß der Basisstrom des Treibertransistors konstant bleibt, so
daß sich auch «ein Kollektorstrom, d. h„ der dem
Gleichstrommotor zugeführte Strom, nicht ander;.
Auch bei einer Änderung der Versorgungsspannung bleibt also die Drehzahl des Gleichstrommotors
konstant, da sich aufgrund des beanspruchten Schaltungsaufbaus eine entsprechende Kompensation ergibt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die schematische Zeichnung näher erläutert.
Mit der Schaltungsanordnung nach der einzigen Figur soll die Drehzahl eines Gleichstrommotors 1 geregelt
werden. Dieser Gleichstrommotor 1 ist mechanisch mit einem Generator 2 gekoppelt, dessen Ausgang über
einen Widerstand 3 mit der Basis eines Transistor;* 4 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 4 ist an eine
erste, negative Quellenleitung 24 und sein Kollektor
über einen Widerstand 5 an eine zweite positive Quellenleitung 25 angeschlossen. Eine Reihenschaltung
aus einem Kondensator ti und einem Widerstand 7 liegt zwischen dem Kollektor des Transistors 4, also dem
Schaltungspunkt b, und der ersten, negativen Quellenleitung 24; der Verbindungiipunkt zwischen dem Kondensator
6 und dem Widerstand 7 ist mit dem Fingang eines monostabilen Multivibrators 8 verbunden. Eine weitere
Reihenschaltung aus einem Widerstand 9 und einem Kondensator 10 liegt zwischen dem Ausgang des
monostabilen Mult vibrators 8 und der ersten, negativen QuellenSeiiung 24. Der Verbindungspunkt e' zwischen
dem Widerstand 9 und dem Kondensator 10 ist an die Basis eines Transistors 11 angeschlossen. Der Emitter
dieses Transistors 11 ist über einen Widerstand 13 mit
der ersten, negativen Quellenleitung 24 verbunden, während sein Kollektor über einen Widerstand 12 an die
positive, zweite Versorgungsleitung 22 sowie direkt an die Basis eines Transistors 14 angeschlossen ist Die
Verzweigung zum Widerstand 12 bzw. zur Basis des Transistors 14 ist durch den Verbindungspunkt g"
angedeutet
Der Generator 2 erzeugt ein Ausgangssignal. dessen
Frequenz der Drehzahl des Gleichstrommo.ors 1 proportional ist.
Der Emitter des Transistors 14 ist über einen Widerstand 15 an die erste, negative Quellenleitung 24
geschaltet. Eine Diode 18. die eine konstante Spannung
einstellt, liegt zwischen der ersten, negativen Quellenleitung 24 und der zweiten, positiven Quellenleitung 25, in
der ein Widerstand 19 angeordnet ist.
Der Kollektor des Transistors 14 ist mit der Basis eines Treibertransistors 20 verbunden, dessen Emitter
an der zweiten, positiven Quellenleitung 25 anliegt, während sein Kollektor über den Verbindungspunkt h'
an den Gleichstrommotor 1 angeschlossen ist Der andere Anschluß des Gleichstrommotors 1 ist mit der
ersten, positiven Quellenleitung 24 verbunden. Eine Reihenschaltung aus einem Kondensator 21 und einem
Widerstand 22 liegt zwischen der Basis des Transistors 1. nämlich an dem Verbindungspunkt e', und dem
Kollektor des S.euertransistors 20. nämlich an dem Verbindungspunkt h'.
Eine Spannungsquelle 17 ist mit der ersten, negativen
Quellenleitung 14 bzw. der zweiten, positiven Quellenleitung 25 verbunden. Die zweite, positive Quellenleitung
25 speist über eine Zuführungsleitung 26 die insgesamt durch das Be^ugszeichen 2i angedeutete
Einrichtung zum Feststellen der Drehzahl des Gleichstrommotors, die durch dein Generator 2. die Widerstände
3 und 5. den Transistor 4. den Kondensator 6. den Widerstand 7. den monostat.len Multivibrator 8. den
Widerstand 9. den Kondensator 10. den Transistor 11.
die Widerstand.· 12 und 13 den Transistor 14 sowie den Widerstand 15 gebildet wird; die Bauelemente der
ersten Einrichtung 23 zur Feststellung der Drehzahl sind von einer gestrichelten Linie umgeben.
Es läßt sich erkennen, daß die erste Einrichtung 23 zum Feststellen der Drehzahl mit der ersten, negativen
Quellenleitung 24 verbunden ist. nämlich über die gemeinsame Leitung /fürdie Energieversorgung.
Der Treibertransistor 20 regelt die Drehzahl des Gleichstrommotors 1 ir; Abhängigkeit von dem
Glcichspannungsausgangssignal der ersten Einrichtung zum Feststellen der Drehzahl.
Bei einer Änderung der Drehzahl des Gleichstrommotors,
wie sie beispielsweise bei Schwankungen der Belastung auftritt, liefert der Generator 2 ein entsprechendes
Ausgangssignal, welches am Punkt a anliegt Ist dieses Ausgangssignal positiv, so wird der Transistor 4
leitend, während der Transistor 4 nichtleitend wird, wenr dieses Ausgangssignal negativ wird. Am Kollektor
des Transistors 4 entsteht also ein Signal mit entsprechender Wellenform. Dieses Signal liegt am
Punkt ftart
Das am Punkt b erscheinende Kollektorsignal des Transistors 4 durchläuft eine Differenzierschaltung aus
ίο dem Kondensator 6 und dem Widerstand 7, so daß ein entsprechendes Ausgangssignal entsteht In Abhängigkeit
von den negativen NWelimpulsen, die das
Ausgangssignal dieser Differenzierschaltung bilden, wird der monostabile Multivibrator 8 so angesteuert
daß am Punkt d ein Ausgangssignal entsprechender Wellenform entsteht Das heißt also, daß das Ausgangssignal
des monostabilen Multivibrators 8 eine Rechteckwelle ist, deren Tastverhältnis sich in Abhängigkeit von
der Frequenz der an dem Multivibrator 8 angelegten Steuerimpulse ändert Die Impulsbreite dieses Ausgangssignals
hängt vom Aufbau des monostabilen Multivibrators 8 ab.
Das Ausgangssignai des monostabiien Mu'tivibraiors
8 durchläuft einen Integrator, der aus dem Widerstand 9 und dem Kondensator 10 gebildet wird, so daß ein
entsprechendes, integriertes Ausgangssignal entsteht Nimmt nur die Drehzahl des Gleichstrommotors 1
allmählich ab, so verringert sich die Gleichspannung am Schaltungspunkt e' entsprechend Damit ändert sich
so auch der Kollektorstrom des Transistors 11, und sein Emitterstrom verringert sich entsprechend
Die Gleichspannung am Verbindungspunkt g'. d. h. der Koüektorstrom des Transistors 11, steigt also an.
wenn die Drehzahl des Gleichstrommotors 1 abnimmt. J5 Infolgedessen erhöht sich auch der Kollektorstrom des
Transistors 14. so daß auch der Basisstrom des Treibertransistors 20 zunimmt. Dadurch veranlaßt der
Treibertransistor 20 eine Erhöhung der Drehzahl des Gleichstrommotors 1 um einen vorgegebenen Wert.
Nimmt dagegen die Drehzahl des GleichstronmoK rs 1 ab, so erhöht sich die Spannung an dem Verbindungspunkt e'. während die Spannung an dem Verbindungspunkt i abnimmt. Damit wird in entsprechender Weise
mittels des Treibertransistors 20 die Drehzahl des Gleichstrommotors 1 verringert.
Das Signal an dem Verbindungspunkt e'liegt an dem Verbindungspunkt g' an, der mit der Basis des
Transistors 14 verbunden ist. Das Signal an dem Verbindungspunkt h' liegt in Phase zu dem Signal des
Verbindungspunktes g'. Die Reihenschaltung aus dem Kondensator 21 und dem Widerstand 22 liegt zwischen
den Verbindungspunkten e' und h' und stellt eine Wechselstrom-Gegenkopplungsschaltung dar. Damit
kann die an dem Verbindungspunkt e' auftretende Welligkeii des Signals zu Null gemacht werden, wenn
die Kapazität bzw. der Widerstandswert des Kondensators 21 bzw. des W-dersiandes 22 entsp -echend
ausgewählt werden.
Selbst wenn sich die Spannung an der Gleichspannungsquelle
17 plötzlich stark ändert, wird die Spannung an dem Verbindungspu kt e'auf einen konstanten Wert
gehalten, solang«; sich nicht die Drehzahl des Gleichstrommotors
1 ändert. Die Spannung an dem Verbindungspunkt g' wird ebenfalls auf einen konstanten Wert
""' gehalten, da die eine konstante Spannung liefernde
Diode 18 zwischen der gemeinsamen Versorgungsleitung / und da Zuführungsleitung 26 für die /.weite
Einrichtung 23 zur Feststellung der Drehzahl liegt; auch
hier ändert sich also die Spannung so lange nicht, wie die
Drehzahl des Gleichstrommotors 1 konstant bleibt. Infolgedessen erfolgt keine Spannungsänderiing nn den
Verbindungspunkten e'und h'. so daß immer die stabile Drehzahlregelung gewährleistet ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentansprüche:K Schaltungsanordnung zum Regeln der Drehzahl eines Gleichstrommotorsa) ipit einer Spannungsquelle, vcn der eine erste, das gemeinsame Bezugspotential führende und eine zweite Quellenleitung ausgehen,b) mit einer Spannungsstabilisierungsanordnung, über welche eine Zuführungsleitung mit der zweiten Quellenleitung verbunden ist,c) mit einer ersten Einrichtung zum Feststellen der Drehzahl,d) mit einer zweiten Einrichtung zum Erzeugen einer Gleichspannung oder eines Gleichstroms, die bzw. der der Drehzahl des Gleichstrommotors entspricht,e) wobei die erste Einrichtung an die erste Quellenleitung und an die Zuführungsleitung angeschlossen ist und wobei die zweite Einrichtung mit der ersten Quellenleitung und mit det Sasis eines Treibertransistors verbunden ist, weiterhinf) mit einer aus dem Treibertransistor und dem Motor bestehenden Reihenschaltung, die mit den beiden Quellenleitungen verbunden ist, undg) mit einer an die Verbindung von Motor und Treibertransistor sowie den Eingang der zweiten Einrichtung angeschlossenen Gegenkopplungsschaltung, JO
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