DE2443023C2

DE2443023C2 - Schaltungsanordnung zum Regeln der Drehzahl eines Gleichstrommotors

Info

Publication number: DE2443023C2
Application number: DE2443023A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Kadoma Osaka Minakuchi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1973-09-10
Filing date: 1974-09-09
Publication date: 1983-01-13
Also published as: US3970909A; FR2243545A1; CA1002587A; FR2243545B1; DE2443023A1; JPS538888B2; GB1481063A; IT1021188B; JPS5052519A

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.

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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

Patentansprüche:

K Schaltungsanordnung zum Regeln der Drehzahl eines Gleichstrommotors

a) 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, weiterhin

f) mit einer aus dem Treibertransistor und dem Motor bestehenden Reihenschaltung, die mit den beiden Quellenleitungen verbunden ist, und

g) mit einer an die Verbindung von Motor und Treibertransistor sowie den Eingang der zweiten Einrichtung angeschlossenen Gegenkopplungsschaltung, JO