DE3123350A1 - Einrichtung zur beeinflussung von strom und drehzahl eines universalmotors nach dem phasenanschnittverfahren - Google Patents

Einrichtung zur beeinflussung von strom und drehzahl eines universalmotors nach dem phasenanschnittverfahren

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DE3123350A1
DE3123350A1 DE19813123350 DE3123350A DE3123350A1 DE 3123350 A1 DE3123350 A1 DE 3123350A1 DE 19813123350 DE19813123350 DE 19813123350 DE 3123350 A DE3123350 A DE 3123350A DE 3123350 A1 DE3123350 A1 DE 3123350A1
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Jürgen 7000 Stuttgart Häussermann
Dieter 7032 Sindelfingen Raisch
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Kautt and Bux KG
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/10Commutator motors, e.g. repulsion motors
    • H02P25/14Universal motors
    • H02P25/145Universal motors whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value, speed feedback

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Description

  • Einrichtung zur Beeinflussung von Strom und Drehzahl eines
  • Universalmotors nach dem Phasenanschnittverfahren Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Beeinflussung von Strom und Drehzahl eines Universalmotors nach dem Phasenanschnittverfahren mit einer den Phasenwinkel festlegenden Ansteuerschaltung für ein in den Stromkreis des Universalmotors zu legendes elektronisches Schaltelement, die eine Reihenschaltung aus einem R-Glied und einem C-Glied aufweist.
  • Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art, die vorwiegend für Antriebsmotoren von Haushalegeräten, Elektrowerkz.eugen und dergleichen eingesetzt werden, sind ein erheblicher Schaltungsaufwand, teure Bauteile oder beides erforderlich, um die Motordrehzahl regeln und insbesondere um von einem Stellerbetrieb, in dem der Phasenwinkel drehzahlunabhängig ist, auf einen Reglerbetrieb, in dem der Phasenwinkel im Sinne einer Konstanthaltung der Drehzahl. automatisch verändert wird, und umgekehrt umschalten zu können.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die es insbesondere erlaubt, in einfacher Weise und mit geringem Aufwand eine Drehzahlregelung durchzuführen sowie von einem Stellerbetrieb auf einen Reglerbetrieb und umgekehrt umzuschalten, die aber auch ohne Schwierigkeiten und ebenfalls mit geringem Aufwand eine Ergänzung zur Verwirklichung zusätzlicher Funktionen, beispielsweise eines Sanftanlaufes, gestattet.
  • Diese Aufgabe löst eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1. Da der zusätzlich vorgesehene Schaltungsteil drehzahlabhängig den Spannungsabfall am R-Glied der Ans teuerschaltung verändert, beeinflußt dieser Schaltungsteil in der Art eines Reglers den Phasenwinkel, bei welchem der Anschnitt erfolgt, und zwar derart, daß die Drehzahl unabhängig von der Belastung konstant gehalten wird. Der Aufwand für die erfindungsgemäße Lösung ist sehr gering, da der zusätzliche Schaltungsteil auf die Ansteuerschaltung aufgeschaltet wird, also diese benutzt, und ein Widerstand mit einem entsprechend der Motordrehzahl abhängigen Widerstandswert mit geringem Aufwand realisiert werden kann. Die Aufschaltung des zusätzlichen Schaltungsteils auf die Ansteuerschaltung ist aber auch insofern vorteilhaft, als es hierdurch nur eines einfachen Schalters bedarf, um vom Stellerbetrieb, in dem der zusätzliche Schitungsteil von der Ansteuerschaltung getrennt ist, auf den Reglerbetrieb umzuschalten, in dem die Verbindung zwischen der Ansteuerschaltung und dem zusätzlichen Schaltungsteil hergestellt ist. Auch eine Erweiterung des zuzusätzlichen Schaltungsteils zur Verwirklichung zusätzlicher Funktionen ist ohne weiteres und mit sehr geringem Aufwand möglich, wie sich aus den nachfolgenden Erläuterungen ergibt Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der zusätzliche Schaltungsteil über eine Gleichrichterschaltung, vorzugsweise eine Gleichrichter-Brückenschaltung, mit der Ansteuerschaltung verbindbar oder verbunden. Die Gleichrichtung der am C-Glied der Ansteuerschaltung anliegenden Wechselspannung gestattet nämlich die Realisierung des drehzahlabhängigen Widerstandes mit besonders einfachen Mitteln. Eine Gleichrichter-Brückenschaltung bietet dabei den Vorteil einer Vollweggleichrichtung im Falle eines Vollwellenbetriebs.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der zusätzliche Schaltungsteil als Widerstand mit veränderbarem Widerstandswert einen Transistor auf, dessen Ansteuerstufe an eine Spannungsquelle mit einer von der Drehzahl des Motors abhängigen Ausgangsspannung angeschlossen ist. Der Transistor bildet hierbei am gleichspannungsseitigen Ausgang der Gleichrichterschaltung einen Abschlußwiderstand mit einem von der Drehzahl des Motors abhängigen Widerstandswert. Außer dem Transistor, seiner Ansteuerungsstufe und der Spannungsquelle sowie gegebenenfalls eines Anpassungswiderstandes im Arbeitsstromk.reis des Transistors braucht deshalb der zusätzliche Schaltungsteil keine weiteren Bauteile aufzuweisen, falls nur eine Drehzahlregelung verlangt wird. Die Ansteuerstufe des Transistors ist vorzugsweise als Spannungsteiler ausgebildet, da dann der erforderliche Sollwertgeber durch einen veränderlichen Widerstand im einen Teil des Spannungsteilers gebildet werden kann.
  • Falls als Spannungsquelle mit drehzahlabhängiger Spannung ein Tachogenerator verwendet wird und dieser nicht auf der die übrigen Bauteile des zusätzlichen Schaltungsteils tragenden Platine angeordnet sein kann, so daß die Gefahr einer Unterbrechung zwischen der Ansteuerschaltung und dem Tachogenerator nicht ausgeschlossen werden kann, wird vorteilhafterweise der Spannungsteiler über einen Widerstand mit dem Ausgang der Gleichrichterschaltung verbunden. Bei einer Unterbrechung der Verbindung zwischen dem Spannungsteiler und dem Tachogenerator wird dann über diesen Widerstand ein Potential am Abgriff des Spannungsteilers erzeugt, das den Transistor früher leitend macht als die Ansteuerschaltung das im Arbeitsstromkreis des Motors liegende elektronische Schaltelement. Daher wird durch diesen Widerstand, also mit ein- fachsten Mitteln, ein Hochlaufen des Motors infolge einer Unterbrechung der Verbindung zu dem Tachogenerator verhindert.
  • Die Gleichrichterschaltung ermöglicht es, mit einfachen Mitteln einen Sanftanlauf des Motors zu erreichen, da hierzu nur an den Ausgang der Gleichrichterschaltung ein Kondensator angeschlossen zu werden braucht. Mit einem solchen Konden-- im librigen sator Kann auch dann, wenn/derzusatzlicfle senaltungsteil nicht vorhanden oder abgeschaltet ist, also ein Stellerbetrieb vorgesehen ist, einen Sanftanlauf bewirken. Allerdings gegeenent ai Is muB7die Kapazität dieses Kondensators so gewählt werden, daß eine ausreichend kurze Entladezeit und eine geringe Totzeit im Reglerbetrieb erreicht werden. In der Regel wird sich daher mit diesem Kondensator nur ein ruckfreier Anlauf erreichen lassen. Soll sich der Anlaufvorgang über einen längeren Zeitraum erstrecken, dann kann dies durch eine Ergänzung des zusätzlichen Schaltungsteils durch eine Reihenschaltung aus einer Zenerdiode, einem Kondensator und einem Widerstand erreicht werden, welche parallel zum Ausgang der GleichrichtersChaltung liegt und deren Abgriff zwischen dem Kondensator und dem Widerstand über eine Diode mit der Ansteuerelektrode des Transistors verbunden ist. Durch eine derartige Ergänzung des zusätzlichen Schaltungsteils ist es möglich, den Anlaufvorgang mittels einer Ansteuerungsspannung des Transistors festzulegen, welche in weiten Grenzen den Anforderungen angepaßt werden kann, weil bei der Wahl der Kapazität des Kondensators der Reihenschaltung und der Wahl der Größe des Ladewiderstandes ein viel größerer Spielraum vorhanden ist als er bei der Wahl des am Ausgang der Gleichrichterschaltung liegenden Kondensators zur Verfügung steht Außerdem läßt sich eine sehr kurze Totzeit, welche von der Durchbruchspannung der Zenerdiode bestimmt wird, verwirklichen. Nach dem Hochlauf sind wegen der Verbindung des Abgriffs der Reihenschaltung mit der Ansteuerelektrode des Transistors über die Diode der Transistor und die Reihenschaltung entkoppelt. Der Reglerbetrieb wird deshalb durch diese Sanftanlaufschaltung nicht beeinträchtigt.
  • Auch eine Strombegrenzung läßt sich mit Hilfe des zusätzlichen Schaltungsteils in einfacher Weise erreichen. Es genügt hierzu, eine dem Maschinenstrom proportionale Spannung zu erzeugen und diese Begrenzungsspannung über eine Diode an den Ausgang der Ansteuerstufe des Transistors anzulegen. Erreicht der Maschinenstrom den zulässigen Grenzwert, dann bewirkt diese Begrenzungsspannung, daß der Transistorstrom nicht mehr vergrößert und damit auch der Phasenwinkel nicht mehr im Sinne einer Vergrößerung des Motorstromes geändert werden kann, während unterhalb des maximal zulässigen Motorstroms wegen der Diode der Transistor und die die stromabhängige Spannung liefernde Quelle entkoppelt sind.
  • Für eine Umschaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung von einem Stellerbetrieb auf Reglerbetrieb und umgekehrt genügt ein zweipoliger Umschalter. Mit Hilfe eines derartigen Umschalters ist es ferner möglich, sowohl im Stellerbetrieb als auch im Reglerbetrieb auf eine sogenannte Anbohrstufe umzuschalten, d.h. einen bestimmten, relativ geringen Drehzahlwert einzustellen, wie er beispielsweise bei Bohrmaschinen zum Anbohren vorteilhaft ist. Daher ist auch der Aufwand sowohl für eine Umschaltung von Regler- auf Stellerbetrieb als auch für eine Umschaltung auf eine Anbohrdrehzahl äußerst gering.
  • Im folgenden ist die Erfindung anhand von drei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels, Fig. 2 ein Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels, Fig. 3 ein Schaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels.
  • Das in Fig. 1 dargestellte, erste Ausfühungabeispiel der erfindungsgem Einrichtung dient zur Regelung der Drehzahl eines Universalmotors 1, der beispielsweise den Antrieb für ein Haushaltgerät oder ein Elektrowerkzeug bildet,und weist einen in den Stromkreis des Universalmotors 1 zu legenden Triac 2 auf.
  • Mittels eines Netzschalters 3 kann die aus dem Universalmotor 1 und dem Triac 2 bestehende Reihenschaltung mit dem Netz verbunden und vom Netz getrennt werden. Ein parallel zum Triac 2 liegendes RC-Glied 4 schützt den Triac vor gefährlichen Spannungsspitzen und kompensiert Kommutierungs-Unterbrechungen.
  • Die Ansteuerschaltung des Triac 2 weist eine parallel zu ihm liegende Reihenschaltung auf, die aus einem R-Glied und einem C-Glied besteht. Im Ausführungsbeispiel wird das R-Glied durch einen Widerstand 5, das C-Glied durch einen Kondensator 6 gebildet. Die am Abgriff zwischen dem R-Glied und dem C-Glied vorhandene Spannung wird über einen Widerstand 7 und einem mit diesem in Reihe liegenden Widerstand 8 an einen Diac 9 angelegt, der als Triggerdiode für den Triac 2 dient.
  • Für eine Phasenverschiebung der Ansteuerspannung sorgt ein Kondensator 10, der parallel zu der Reihenschaltung aus dem das C-Glied bildenden Kondensator 6 und dem Widerstand 7 liegt.
  • Parallel zum C-Glied dieser nach dem Phasenanschnittverfahren arbeitenden Ansteuerschaltung liegt eine Gleichrichter-Brückenschaltung 11, an deren gleichspannungsseitigen Ausgang ein Transistor 12 in Emitterschaltung und ein vom Solleke torstrom dieses Transistors durchflossener Widerstand 13 angeschlossen sind. Der Transistor 12 ist im Ausführungsbeispiel ein npn-Transistor.
  • Die Ansteuerstufe für den Transistor 12 besteht aus einem Spannungsteiler, der an einen vom Universalmotor 1 angetriebenen Tachogenerator 14 angeschlossen ist, welcher eine der Motordrehzahl prrportionale Gleissspnnung oder Wechselspannung abgibt. Im letztgenannten Fall wird die Basis-Emitter-Strecke als Gleichrichter verwendet.Der eine Teil dieses Spannnngsteilers wird durch einen parallel zur Basis-Emitter-Strecke des Transistors 12 geschalteten Widerstand 15 gebildet.
  • Der andere Teil besteht aus der Reihenschaltung eines Widerstandes 16 mit festem Widerstandswert und eines veränderbaren Widerstandes 17. Die Widerstände 15 und 16 sind so gewählt, daß dann, wenn der veränderbare Widerstand 17 auf den Wert Null eingestellt ist, die Motordrehzahl auf einen Minimalwert, wie er beispfisweise zum Anbohren benötigt wird, eingeregelt wird. Je niedriger der Widerstand 16 ist, desto geringer ist diese Minimaldrehzahl.
  • Der veränderbare Widerstand 17 dient als Sollwertgeber, da die an der Basis des Transistors 12 anliegende Spannung von der Wahldes Widerstandswertes des veränderbaren Widerstandes 17 abhngt und die Basisspannung wiederum den über den Transistor 12 fließenden Strom und damit den Spannungsabfall am R-Glied der Ansteuerschaltung des-Triac 2 bestimmt.
  • Je größer der Widerstandswert des veränderbaren Widerstandes 17 ist,desto höher muß Drehzahl und Tachosp=zsrg sein, um den Transistor 12 leitend zu machen und desto schneller werden die Zündkondensatoren 6 und 10 geladen, was eine höhere Motordrehzahl bedeutet.
  • Daß eine Drehzahlregelung erreicht wird, beruht darauf, daß mit zunehmender Motordrehzahl die an der Basis des Transistors 12 anliegende Spannung ansteigt und dadurch.der über den Transistor fließende Strom vergrößert wird, was zu einem grdßeren Spannungsabfall am R-Glied der Ansteuerschaltung des Triac:und damit zu einer Veränderung des Phasenwinkels im Sinne einer Drehzahlabsenkung führt. Entsprechend hat ein Abfallen der Motordrehzahl ein Absinken der an der Basis des Transistors 12 anliegenden Spannung zur Folge, was eine Ver- minderung des Kollektorstroms des Transistors und damit eine Verminderung des Spannungsabfalls am R-Glied der Ansteuerschaltung des Triacs mit einer daraus resultierenden Änderung des Phasenwinkels im Sinne einer Drehzahlerhöhung ergibt.
  • Ist auch ein Stellerbetrieb erwünscht, dann braucht hierzu nur der Widerstand 5 als veränderbarer Widerstand ausgebildet oder mit ihm ein veränderbarer Widerstand 18 über einen Schalter 19 in Reihe geschaltet zu werden, um einen Sollwertgeber zu haben, und außerdem muß über einen zweiten Kontakt des Schalters 19 die Gleichflchter-Brückenschaltung 11 von der Ansteuerschaltung getrennt werden.
  • zweite Das in Fig. 2 dargestellte/Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung weist zum Zwecke der Drehzahlregelung eines Universalmotors 101 zusätzlich zu dem im Strom kreis des Motors liegenden elektronischen Schaltelement IC 102 und dessen Ansteuerschaltung die gleiche Schaltung auf wie das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1. Daher sind sich entsprechende Teile mit um hundert größeren Bezugszahlen versehen und die ins Einzelne gehende Erläuterung auf denjenigen Teil der Schaltung beschränkt, welcher einen Sanftanlauf des Universalmotors 101 ermöglicht.
  • Vorab sei bemerkt, daß zur Beeinflussung des Motorstroms statt eines IC 102 wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ein Triac mit zugehöriger Ansteuerschaltung vorgesehen sein könnte, wie umgekehrt auch bei dem AusfUhrungsbeispiel gemäß Fig. 1 der Triac und seine Ansteuerschaltung durch einen IC ersetzt sein könnte.
  • Die Gleichrichter-Brückenschaltung 111 liegt wie beim ersten Ausführungsbeispiel in Reihe mit einem Widerstand 105. An ihren gleichspannungsseitigen Ausgang sind der Transistor 112 mit dem von seinem Kollektorstrom durchflossenen Widerstand 113 angeschlossen. Die Basis des Transistors 112 ist mit dem Abgriff des aus den Widerständen 115, 116 und 117 gebildeten Spannungsteilers verbunden, der an den Ausgang des Tachogenerators 114 angeschlossen ist.
  • 120 Über einen Festwiderstand/, welcher das eine Ende des Spannungsteilers mit der einen Klemme des gleichspannungsseitigen Ausgangs der Gleichrichter-Brückenschaltung 111 verbindet, wird an den Spannungsteiler eine Spannung angelegt, die dann, wenn der Tachogenerator 114, beispielsweise infolge eines Bruches einer Verbindungsleitung, ausfällt, verhindert, daß die Motordrehzahl auf einen unzulässig hohen Wert hochgeregelt wird. Der Widerstand 120 bewirkt, daß beim Ausfall des Tachogenerators an die Basis des Transistors 112 eine positive Spannung gelangt, welche den Kollektorstrom auf einem Wert hält, der zu einem ausreichend großen Spannungsabfall am Widerstand 105 führt. Ein parallel zum Tachogenerator 114 liegender Kondensator 127 dient der HF-Spitzenbedämpfung des Tachosignals.
  • Für einen Sanftanlauf des Motors beim Einschalten des Netzschalters 103 liegt zum einen am gleichspannungsseitigen Ausgang der Gleichrichter-Brückenschaltung 111 ein Kondensator 121. Zum anderen liegt parallel zu der Reihenschaltung aus dem Transistor 112 und dem Widerstand 113 die Reihenschaltung aus einer Zenerdiode 122, einem Kondensator 123 und einem Ladewiderstand 124, wobei die Anschlüsse so gewählt sind, daß der Ladestrom des Kondensators 123 nicht über den Festwiderstand 120 fließt. Der Abgriff zwischen dem Kondensator 123 und dem Ladewiderstand 124 ist über eine Diode 125 mit der Basis des Transistors 112 verbunden. Ein Entladewiderstand 126 liegt parallel zu der Reihenschaltung aus dem Kondensator 123 und seinem Ladewiderstand 124.
  • Beim Schließen des Netzschalters 103 beginnt die Aufladung des Kondensators 121. Sobald die Durchbruchspnnung der Zenerdiode 122 erreicht ist, beginnt die Aufladung des Kondensators 123, welche den zeitlichen Beginn des Sanftanlauvorgangs festlegt. Der zeitliche Verlauf wird durch den Kondensator 123 und den Widerstand 124 bestimmt. Mit dem Beginn der Aufladung des Kondensators 123 wird über die Diode 125 an die Basis des Transistors 112 eine positive Spannung angelegt, die den Transistor durchsteuert.
  • Diese positive Spannung sinkt mit zunehmender Auf ladung des Kondensators 123 ab. Bei Werten, die unterhalb des Schwellwertes des Transistors liegen, sind der durch die Zenerdiode 122, den Kondensator 123 und den Ladewiderstand 124 gebildete Teil der Sanftanlaufschaltung und der Transistor 112 dank der Diode 125 entkoppelt. Dies bedeutet, daß der Kondensator 123 im Gegensatz zum Kondensator 121 die Totzeit und das Regelverhalten nicht beeinflußt. Die Kapazität des Kondensators 123 kann deshalb relativ groß gewählt werden, ohne das Regelverhalten der erfindungsgemäßen Regelschaltung zu beeinflussen und ohne die Totzeit zwischen dem Schließen des Netzschalters 103 und dem Beginn des Sanftanlaufes des Universalmotors 101 zu vergrössern, wie dies der Fall wäre, wenn der Kondensator 121 eine große Kapazität hätte. Die Kapazität des Kondensators 121 kann relativ klein gewählt werden, da die für den Sanftanlauf erforderliche, große Kapazität durch den Kondensator 123 zur Vefügung gestellt werden kann.
  • Das in Fig. 3 dargestellte, dritte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung weist wie das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 einen im Stromkreis sines Universalmotors 201 anzuordnenden Triac 202 auf, dessen Ansteuerschaltung prinzipiell wie diejenige des ersten Ausführungsbeispiels ausgebildet ist. Ihre Schaltungselemente sind deshalb mit um zweihundert größeren Bezugszahlen gekennzeichnet. Selbst verständlich wäre aber auch hier der Einsatz eines IC möglich, wie ihn Fig 2 zeigt.
  • 206 An das C-Glied/ist eine Gleichrichter-Brückenschaltung 211 angeschlossen, welche die Verbindung herstellt zu dem der Drehzahlregelung dienenden Schaltungsteil, dem einen Sanftan lauf bewirkenden Schaltungsteil sowie dem beim Ausfall des Tachogenerators ein Ansteigen der Drehzahl des Universalmotors 201 über einen Grenzwert hinaus verhindernde Schaltungs teil. Da diese Schaltungsteile wie die entsprechenden Schaltungsteile des zweiten Ausführungsbeispiels ausgebildet sind, sind die Schaltungselemente mit um hundert größeren Bezugszahlen gekennzeichnet. Wegen Einzelheiten wird auf die Brldu terungen des zweiten Ausführungsbeispiels verwiesen.
  • Zusätzlich zu den vorstehend genannten Funktionen erfüllt das dritte Ausführungsbeispiel auch noch die Funktion eines Begrenzers des Motorstroms. Zu diesem Zwecke liegt im Motorstromkreis ein primärseitig sehr niederohmiger Transformator 236, dessen dem Motorstrom proportionale Sekundärspannung mittels einer Diode 227 gleichgerichtet und mittels eines Kondensators 228 geglättet wird. Die Spannung des Kondensators 228, dessen negativer Anschluß mit der negativen Ausgangsklemme der Gleichrichter-Brückenschaltung 211 verbunden ist, wird über einen Begrenzungswiderstand 229 und eine Diode 230 an die Basis des Transistors 212 angelegt. Der Begrenzungswiderstand 229 begrenzt also den Basisstrom. Die Diode 230 entkoppelt unterhalb der Ansprechspannung des Transistors 212 diesen vom Kondensator 228. Übersteigt jedoch der Motorstrom den zulässigen Maximalwert, dann steigt die an der Basis des Transistors 212 anliegende positive Spannung an und erhöht dadurch den Kollektorstrom, was eine Änderung des Zündwinkels des Triac 202 im Sinne einer Verminderung des Motorstroms zur Folge hat. Der Trafo ermöglicht es, eine fast leistungslose Stromscnsorik aufzubauen, beispielsweise mit einem primärseitigen lXiderstand von 0.01 Ohm mit etwa 3 V sekundärseitig pro 1 . primärseitig.
  • Damit wahlweise ein Reglerbetrieb und ein Stellerbetrieb des Universalmotors 201 möglich ist, ist ein erster zweipoliger Umschalter 231 vorgesehen, der von Hand betätigt wird. Seine eine Schaltstrecke liegt in der Verbindungsleitung zwischen der positiven Ausgangsklemme der Gleichrichter-Brückenschaldie tung 211 und der positiven Eingangsklemme des/Drehzahlregelschaltung unQAie Sanftanlaufschaltung bildenden Schaltungsteil. Mechanisch verbunden mit dieser einen Schaltstrecke ist die zweite Schaltstrecke des Umschalters 231, welche parallel zu einem als Sollwertgeber für den Stellerbetrieb dienenden, veränderbaren Widerstand 218 und der einen Schaltstrecke eines zweiten zweipoligen Umschalters 233 liegt.
  • Mittels dieser Schaltstrecke des zweiten zweipoligen Umschalters 233 wird wahlweise der veränderbare Widerstand 218 oder ein Festwiderstand 234 mit dem Widerstand 205 in Reihe geschaltet, der einen Teil des R-Gliedes der Ansteuerschaltung für den Triac 202 bildet. Der Festwiderstand 234 ist so gewählt, daß im Stellerbetrieb eine niedrige, als Anbohrdrehzahl geeignete Minimaldrehzahl erreicht wird.
  • Die andere Schaltstrecke des zweiten zweipoligen Umschalters 233 liegt parallel zu dem den Sollwertgeber für die Drehzahlregelung bildenden veränderbaren Widerstand 217. Ist diese Schaltstrecke geschossen und damit der Widerstand 217 kurzgeschlossen, dann wird die Motordrehzahl auf den Minimalwert eingeregelt, wie er durch die Widerstände 215 und 216 festgelegt ist.
  • Um auch im Stellerbetrieb einen ruckfreien Anlauf des Motors zu ermöglichen, ist parallel zum Kondensator 221 ein Kondensator 235 geschaltet, der jedoch dann, wenn der erste Umschalter 231 geöffnet und damit der Stellerbetrieb gewählt ist, im Gegensatz zum Kondensator 221 noch an den Gleichspannungsausgang der Gleichrichter-Brückenschaltung 211 angeschlossen ist. Abweichend von dem zweiten Ausführungsbeispiel ist der Widerstand 220, der beim Ausfall des Tachogenerators 214 eine Drehzahlerhöhung über einen Grenzwert hinaus verhindert, nicht mit der positiven Klemme des Kondensators 221, sondern mit derjenigen des Kondensators 235 verbunden.
  • Ueber den Widerstand 220 und die folgende Schaltung kann sich der Kondensator 235 im Stellerbetrieb entladen.
  • Wegen weiterer Einzelheiten wird auf die Erläuterungen zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 bezug genommen.
  • Leerseite

Claims (10)

  1. Patentansprüche 1. Einrichtung zur Beeinflussung von Strom und Drehzahl einesiversalotors nach dem Phasenanschnittverfahren, mittels einer den Phasenwinkel festlegenden Ansteuerschaltung für eine in den Stromkreis des Universalmotors zu bgendes elektronisches Schaltelement, die eine Reihenschaltung aus einem R-Glied und einem C-Glied aufweist,gekennzeichnet durch einen in Reihe mit dem R-Glied (55l05;205) und parallel zum C-Glied (6;106;206) schaltbaren oder liegenden Schaltungsteil (11 bis 17; 111 bis 117; 211 bis 217) mit einem abhängig von der Drehzahl des Universalmotors veränderbaren Widerstandswert.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungsteil (11 bis 17; 111 bis 117; 211 bis 217) über eine Gleichrichterschaltung, vorzugsweise eine Gleichrichter-Brückenschaltung (11;111;211), mit der Ansteuerschaltung (5 bis 10; 102,105 205 bis 210) verbindbar oder verbunden ist.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungsteil (11 bis 17; 111 bis 117; 211 bis 217) ein Halbleiterelement (12;112;212) mit veränderbarem Widerstandswert enthält.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleiterelement ein Transistor l12,112go212) ist, dessen Ansteuerstufe (15 bis 17; 115 bis 117, 215 bis 217) an eine Spannungsquelle mit einer von der Drehzahl des Universalmotors abhängigen Ausgangsspannung, vorzugsweise einen vom Universalmotor angetriebenen Tachogenerator (141140214B, angeschlossen ist.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerstufe einen Spannungsteiler bildet, dessen einer Teil einen veränderbaren Widerstand (17;117;217) als Sollwertgeber enthält.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteiler (15 bis 17; 115 bis 117; 215 bis 217} über einen Widerstand (120;220) mit dem Ausgang der Gleichrichtferschaltung (111;211) verbunden ist.
  7. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, aekennzeichnet durch einen an den Ausgang der Gleichrichterschaltung (all;211) angeschlossenen Kondensator (121;221;235) zum Sanftanlauf für den Einschaltzeitpunkt und zur Stromspitzenbegrenzung im Einschaltzeitpunkt.
  8. 8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Sanftanlauf über einen längeren Zeitraum an den Ausgang der Gleichrichterschaltung (111;211) eine aus einer Zenerdiode (122;222), einem Xondensator (123;223) und einem Widerstand (124;224) bestehende Reihenschaltung angeschlossen oder anschließbar ist, deren Abgriff zwischen dem Kondcnsator und dem Widerstand über eine Diode (125;225) mit der Ansteucrelektrode des Transistors (112;212) verbunden ist.
  9. 9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, gekennzeichnet durch eine Strombegrenzungsschaltung (227,228,29, 230,236) mit einer stromabhängigen Ausgangsspannung, dic über eine Entkopplungsdiode (230) an der Ansteuerelektrode des Halbleiterelements (211) anliegt.
  10. 10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombegrenzungsschaltung einen primärseitig im Stromkreis des Universalmotors liegenden Transformator (236) aufweist, an dessen Sekundärseite die Reihenschaltung aus einer Gleichrichterdiode (227) und einem Glättungskondensator (228) angeschlossen ist und daß der Abgriff zwischen der Gleichrichterdiode und dem Glättungskondensator über einen Begrenzungswiderstand (229) und eine Entkopplungsdiode (230) mit der Ansteuerelektrode des Transistors (211) verbunden ist.
    11: Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Umschalter (231) mit zwei mechanisch gekuppelten Kontaktsystemen, von denen das eine zwischen der Gleichrichterschaltung (211) und dem Eingang des den veränderbaren Widerstand bildenden Schaltungsteil (212 bis 217) liegt und das andere im geschlossenen Zustand einen veränderbaren Teil (232) des R-Gliedes (205,232) überbrückt, und/oder ein zweiter Umschalter (233) mit zwei mechanisch gekoppelten Kontaktsystemen vorgesehen ist, von denen das eine in einer ersten Stellung den veränderbaren Teil (232) des R-Gliedes und in einer zweiten Stellung einen Festwiderstand (234) mit dem restlichen Teil (205) des R-Gliedes in Reihe schaltet und das andere Kontaktsystem in der zweiten Stellung des erstgenannten Kontaktsystems den die Drehzahl über einen Minimalwert hinaus vergrößernden Teil (217) des Spannungsteilers (215 bis 217) der Ansteuerstufe des Halbleiterelementes kurzschließt.
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EP0404174A1 (de) * 1989-06-22 1990-12-27 Rogina Vinko Schaltkreis zur Reduzierung des Energieverbrauchs und Steigerung der Leistung von asynchronen elektrischen Motoren
EP1617283A1 (de) * 2004-02-27 2006-01-18 Ricoh Company, Ltd. Steuergerät für einen Motor, Digitalkamera, und Verfahren zur Motorsteuerung

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