DE3931093A1 - Regelschaltung fuer einen motor - Google Patents
Regelschaltung fuer einen motorInfo
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- H02P25/145—Universal 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
Die Erfindung wird zur Momenten- und/oder laststromgeführten Reglung von Uni
versalmotoren, insbesondere in integrierten Motorregelschaltkreisen ange
wandt.
Bekannt ist eine Drehzahlregelschaltung für einen Motor, der in Serie zu
einem von einer Phasenanschnittsteuerschaltung angesteuerten Triac ange
ordnet ist, so wie es in der DE-PS 31 25 157 der Firma Telefunken beschrie
ben ist.
Mittels einer integrierten Phasenanschnittsteuerschaltung wird die Leistungs
aufnahme eines am 220 V-Wechselstromnetz betriebenen Verbrauchers durch Ver
schiebung des Zündpunktes innerhalb der Halbwelle der Netzspannung in be
kannter Weise verändert und der jeweiligen Belastung des Motors und an
deren Besonderheiten angepaßt. Damit wird erreicht, daß die vorgewählte
Soll-Drehzahl des Motors über eine interne Regelschaltung in weiten Gren
zen unabhängig von der Größe der Belastung gehalten wird. Dies geschieht
dadurch, daß durch eine Tachospule die Ist-Drehzahl des Motors induktiv
erfaßt und mit der vorgegebenen Soll-Drehzahl derart verglichen wird, daß
bei einer Abweichung der Zündzeitpunkt entsprechend verschoben wird, so
daß der Motor mehr oder weniger Spannung erhält (tachogeführte Reglung).
Da nun die typspezifische Belastung eines Motors stark von seiner Ist-Dreh
zahl abhängt, kann es insbesondere bei niedrigen Drehzahlen sehr schnell
zur thermischen Überlastung des Motors kommen. Um dies zu verhindern, sind
integrierte Phasenanschnittsteuerschaltungen in der Regel mit einem elek
tronischen Überlastschutz ausgerüstet, die den Motor bei Erreichen des dreh
zahlabhängigen maximalen Laststromes nach einer gewissen extern einstell
baren Verzögerungszeit zwangsweise abschaltet. In der DE-PS 31 25 157 ist
zu diesem Zwecke eine zusätzliche, in die Phasenanschnittsteuerschaltung
eingreifende Lastbegrenzungsschaltung vorgesehen, durch die beim Erreichen
der drehzahlabhängigen Maximalbelastung des Motors die dem Motor zuge
führte Leistung mittels eines Speichers zwangsweise und unabhängig vom
weiteren Belastungsverlauf zunächst auf einen unkritischen Restwert be
schränkt wird, der eine Ist-Drehzahl von Null zur Folge hat. Die Motor
bereitschaft ist in diesem Grenzfall nur noch durch ein leises Brummen er
kennbar.
Wird die Belastung des Motors ganz oder teilweise zurückgenommen, so
sorgt eine Wiederanlauf-Schaltung zeitverzögert dafür, daß die Drehzahl
des Motors entlang der Maximallastkennlinie bis zum Erreichen der vorge
gebenen Soll-Drehzahl langsam ansteigen kann. Wenn die Soll-Drehzahl er
reicht ist, wird der Speicher wieder zurückgesetzt und die Last-Begrenzungs
schaltung vollständig abgeschaltet und der Motor ist in der üblichen Wei
se drehzahlgeregelt belastbar. Es handelt sich also um eine vom Zeitver
halten her unstetige Regelung mit langen zwangsweisen Stillstandszeiten
des Motors nach jeder Überschreitung der zulässigen Maximalbelastung. Die
jeweilige Motorbelastung wird mittels eines in Serie zum Motor liegenden
sehr niederohmigen Meßwiderstandes ermittelt und mit der jeweiligen Ist-
Drehzahl verglichen. Dabei ist die Geschwindigkeit, mit der schnelle Än
derungen der Motorbelastung erfaßt werden können, relativ gering, weil
immer nur die positive Halbwelle des Laststromes ausgewertet wird. Die
Last-Begrenzungsschaltung eignet sich daher auch nicht für den Aufbau einer
laststromgeführten Reglung. Der wesentliche Nachteil der bekannten Last-
Begrenzungsschaltung besteht jedoch darin, daß bei jedem Erreichen der
drehzahlabhängigen Maximalbelastung die Ist-Drehzahl zwangsweise auf Null
zurückgenommen wird und der Motor stehen bleibt. Für die Handhabung eines
derart geschützten Motors ergeben sich damit große Schwierigkeiten. Wird
beispielsweise mit einer so ausgerüsteten Bohrmaschine in der Nähe der Maxi
malbelastung gearbeitet, so führt jedes Überschreiten der Maximalbelastung
zwangsläufig zum Motorstillstand. Erst nach Zurücknahme der Belastung, was
beispielsweise bei einem festgegangenen Bohrer gar nicht ohne weiteres
möglich ist, kommt es wieder zum allmählichen Hochlaufen der Drehzahl bis
zum Sollwert. Auf diese Art ist ein kontinuierliches Arbeiten in der Regel
nicht möglich, weil durch subjektiv unterschiedliche Handhabung ein Über
schreiten der zulässigen Maximalbelastung kaum ausgeschlossen werden kann.
Relativ lange Stillstandszeiten des Motors unterbrechen damit immer wieder
den Arbeitsablauf. Es wäre günstig, wenn sich bei einer geregelten Ma
schine gegenüber einer ungeregelten keine Unterschiede in der Handhabung
ergeben würden, das heißt, wenn kein unstetiger zeitlicher Regelverlauf vor
handen ist.
Neben diesen schlechten Gebrauchswerteigenschaften besitzt die bekannte
Last-Begrenzungsschaltung wesentliche ökonomische Nachteile. Da jeweils nur
eine Halbwelle des Laststromes ausgewertet wird, muß ein relativ großer
und verlustleistungsreicher Meßwiderstand verwendet werden. Die Laststrom
erfassung ist relativ langsam und erfordert einen entsprechend größeren
Kondensator, so daß die externe Baugruppe recht voluminös und teuer wird
und nur mit großen Schwierigkeiten in der Maschine untergebracht werden
kann. Des weiteren lastet der bekannten Last-Begrenzungsschaltung eine hohe
Fertigungstoleranz an, da Absolutwerte von integrierten Widerständen und
Stromverstärkungen direkt eingehen und vom Hersteller die IS folglich in
drei verschiedenen Gruppen ausgemessen werden müssen. Beim Anwender hat
das kostspielige Justierarbeiten und eine umfangreiche Lagerhaltung zur
Folge. Die Temperaturkonstanz der Last-Begrenzungsschaltung ist völlig
ungenügend, so daß nur in einem sehr geringen Temperaturbereich ein zu
verlässiger Motorschutz gewährleistet ist.
Ziel der Erfindung ist es, eine Regelschaltung für einen Motor anzugeben,
die es ermöglicht, in einfacher Weise auf einem gemeinsamen Grundlayout
eine Momentenbegrenzung auf der Basis einer tachogeführten oder laststrom
geführten Reglung zu realisieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regelschaltung für einen
Motor zu finden, bei dem durch ein zeitlich stetiges Regelverfahren
mittels einer einfachen und universell verwendbaren Regelschaltung ein
wahlweise vorgegebenes Moment des Motors nicht überschritten werden kann
und das sowohl für tacho- als auch für laststromgeführte Reglungen ver
wendbar ist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine
zusätzliche in die Phasenanschnittsteuerschaltung eingreifende zeitlich
stetig arbeitende und beide Halbwellen des Laststromes auswertende Momen
tenbegrenzung angeordnet ist, die aus zwei in Reihe geschalteten Differenz
verstärkerstufen besteht, die von der dem Laststrom proportionalen Spannung
gesteuert werden und die Eingangsspannung der Phasenanschnittsteuerschaltung
derart beeinflussen, daß bei Erreichen eines vorgewählten Momentes die dem
Motor zugeführte Leistung auf den diesem Moment entsprechenden Laststrom
begrenzt wird. Bei Überschreiten des vorgewählten Momentes fällt die Ist-
Drehung des Motors gegenüber der Soll-Drehzahl steil ab.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert
werden. Es zeigt
Fig. 1 Blockschaltbild mit partieller Schaltungsanordnung für die tacho
geführte Reglung,
Fig. 2 Drehzahl-Moment-Kennlinie gemäß Fig. 1,
Fig. 3 Blockschaltbild mit partieller Schaltungsanordnung für die last
stromgeführte Regelung.
Die Versorgung des integrierten Schaltkreises für die tachogeführte Re
glung eines Universalmotors gemäß Fig. 1 erfolgt über Vorwiderstand, Diode
und Glättungskondensator direkt aus dem 220 V-Netz. Der mit der 220 V-
Netzspannung U N betriebene Motor 1 liegt in Reihe mit dem Triac 4 und dem
Meßwiderstand R 1. Der sehr niederohmige Meßwiderstand R 1 ist so dimensio
niert, daß bei maximalem Laststrom I L des Motors 1 die laststromproportionale
Spannung U 2 etwa 1200 mV erreicht. Mittels des Spannungsteiler-Widerstan
des R 2 und des Momenten-Potentiometers P 2 wird U 2 auf die Eingangsspannung
U 3 der Momentenbegrenzung heruntergeteilt.
Die Phasenanschnittsteuerschaltung 3 steuert den Triac 4 nach dem Prin
zip des Phasenanschnitts. Durch Variation der Eingangsspannung U 1 der
Phasenanschnittsteuerschaltung zwischen Masse und interner Referenzspannung
-U Ref kann die Phase kontinuierlich zwischen Null und 180 Grad geschoben
werden.
Der Regelverstärker 2 besitzt einen Stromquellenausgang und erzeugt in
Verbindung mit seiner externen Beschaltung die Eingangsspannung U 1 der
Phasenanschnittsteuerschaltung. Mit einem zwischen Masse und der internen
Referenzspannung -U Ref liegenden Drehzahl-Potentiometer P 1 wird über den
nichtinvertierenden Eingang des Regelverstärkers 2 die Soll-Drehzahl n SOLL
eingestellt. Das auf den invertierenden Eingang des Regelverstärkers 2
wirkende Rückkopplungsnetzwerk besteht aus den Widerständen 8, 10 und
12 und den Kondensatoren 9, 11 und 13 und ist den Gegebenheiten der Re
gelstrecke anzupassen. Die jeweilige Ist-Drehzahl n IST des Motors 1 wird
über die Tachospule 6 induktiv ermittelt und dem Frequenz-Spannungs-
Wandler 5 zugeführt, der in Verbindung mit dem Widerstand 8 eine Dreh
zahl des Motors 1 proportionale Gleichspannung erzeugt, die dem inver
tierenden Eingang des Regelverstärkers 2 aufgeschaltet wird. Mit dieser
Regelstrecke wird erreicht, daß unabhängig von der Belastung die Ist-
Drehzahl n IST des Motors 1 stets auf Sollwertniveau gehalten wird.
Die Momentenbegrenzung 7 besteht aus zwei in Reihe geschalteten Differenz
verstärkerstufen und wird durch die interne Referenzspannung -U Ref ver
sorgt. Die erste, in Darlingtonanordnung aufgebaute, Differenzverstärker
stufe besteht aus den DV-Transistoren 22, 23, 24, 25, den Basisableit
widerständen 18 und 21 und den Strombegrenzungswiderständen 19 und 20.
Die Kollektoren der DV-Transistoren 24 und 25 liegen an -U Ref . Durch die
Reihenschaltung der Dioden 14, 15 und 28, der Spannungsteiler-Widerstände
26 und 27 und des Stromspiegel-Transistors 29 fließt ein Konstantstrom
von ca. 10 µA, der mittels des Stromspiegel-Transistors 30 in den Zweig
der Reihenschaltung der Dioden 16 und 17 gespiegelt wird. Aufgrund der
entsprechenden Schaltungsanordnung wird erreicht, daß die Basis des DV-
Transistors 24 konstant zwei Flußspannungen unter Masse liegt, während
die Basis des DV-Transistors 25 zwei Flußspannungen unterhalb der Eingangs
spannung U 3 der Momentenbegrenzung liegt. Beträgt U 3 Null, d. h. Masse
potential, so sind die DV-Transistoren 22 und 23 zu gleichen Teilen ge
ringfügig leitend und der geringe Strom I 2, der ca. 17 µA beträgt, er
zeugt über dem Widerstand 34 eine Spannung U 6 von ca. 800 mV über -U Ref .
Wird U 3 positiver gegenüber Masse, so übernimmt der DV-Transistor 22 den
Strom und 23 sperrt, im anderen Falle bei U 3 negativer gegenüber Masse
übernimmt der DV-Transistor 23 den Strom und 22 sperrt. Die Strombegren
zungswiderstände 19 und 20 sind jeweils gleich groß, so daß in beiden
Halbwellen der Netzspannung die Eingangsspannung ±U 3 der Momentenbegren
zung jeweils den gleichen Strom I 2 erzeugt. Der pulsierende Gleichstrom
I 2 lädt den Speicherkondensator 33 und erzeugt die Gleichspannung U 6.
Die Größe des Speicherkondensators 33 ist den Erfordernissen der Momenten
begrenzung anzupassen. Die Stromspiegel-Transistoren 31 und 32 spiegeln
den Strom I 2 im Verhältnis 1 : 2, so daß die zweite Differenzverstärker
stufe, bestehend aus den DV-Transistoren 36 und 37 in Darlingtonanordnung
und dem DV-Transistor 38, auf der aus 2 · I 2 gebildeten Stromsenke arbeitet.
Die Spannung U 4 wird so gewählt, daß die Spannung U 5 an der Basis des
DV-Transistors 37 1400 mV über -U Ref liegt. Des weiteren ist der Wider
stand 34 so dimensioniert, daß bei einer Eingangsspannung der Momenten
begrenzung von ±U 3 = 300 mV die durch den Strom I 2 erzeugte Spannung
U 6 = 1500 mV beträgt und damit der DV-Transistor 38 den gesamten Strom
2 · I 2 der Stromsenke übernimmt. Der maximale Ausgangsstrom des Regelver
stärkers ±I 1 max liegt exemplarbedingt zwischen 80 und 160 µA. Bei ±U 3
= 300 mV beträgt der Strom 2 · I 2 = 200 µA und ist damit in der Lage, den
gesamten Ausgangsstrom des Regelverstärkers zu kompensieren und die Ein
gangsspannung U 1 der Phasenanschnittsteuerschaltung auf ca. -U Ref zu
ziehen und die Phase auf 180 zu schieben, so daß der Motor 1 keine
Spannung mehr erhält.
Auf diese Weise wurde eine zweite, das Drehmoment des Motors 1 betref
fende, geschlossene und zeitlich stetig arbeitende Regelstrecke geschaf
fen, die auf Laständerungen des Motors 1 sehr schnell reagiert, da beide
Halbwellen des Laststromes I L ausgewertet werden. Das gewünschte Dreh
moment wird mittels des Momenten-Potentiometers P 2 eingestellt. Mit den
o. g. Werten von ±U 2 max = 1200 mV und der Ansprechschwelle der Momenten
begrenzung von ±U 3 = 300 mV ergibt eine Variation des Drehmomentes des
Motors 1 im Verhältnis 1 : 4.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung der Momentenbegrenzung 7 ist
frei von Fertigungs- und Bauelementetoleranzen und kann temperaturab
hängig, da keine Absolutwerte physikalischer Größen, sondern lediglich
deren Verhältnisse zueinander eingehen.
In Fig. 2 zeigt die Drehzahl-Momenten-Kennlinie wie bei verschiedenen
Drehzahlen n 1, n 2, n max unterschiedliche Momente M 1, M 2, M max vorgewählt
und nicht überschritten werden können, da bei Überschreiten des jeweils
vorgewählten Momentes die Drehzahl des Motors 1 steil abfällt und dieser
stehen bleibt. Bei geringfügiger Zurücknahme des Momentes, d. h. der Be
lastung, erreicht der Motor selbständig nach kurzer Zeit, die durch die
externe Außenbeschaltung bestimmt wird, wieder seine Sollwerte. Die vor
teilhafte Anwendung als Schraubendreher oder das Einbringen großer Bohrungen
in dünne Bleche sind nur einige Beispiele für den Einsatz der erfindungs
gemäßen Lösung.
In Fig. 3 wird eine Variation der erfindungsgemäßen Lösung dargestellt,
die eine optimale laststromgeführte Reglung in Verbindung mit einer Momen
tenbegrenzung erlaubt. Als Führungsgröße für die Reglung der Drehzahl
des Motors 1 dient der Laststrom I L , der über dem Meßwiderstand R 1 die
laststromproportionale Spannung U 2 erzeugt, die gleichzeitig Eingangs
spannung der Drehzahlreglung und Momentenbegrenzung 43 ist.
Die Phasenanschnittsteuerschaltung 3 steuert in bekannter Weise mittels U 1
den Triac 4. Im Rückkopplungszweig des Regelverstärkers 2 liegt der Wider
stand 42, der in Verbindung mit dem Drehzahl-Potentiometer P 4 einen Span
nungsteiler am invertierenden Eingang des Regelverstärkers 2 bildet. Der
Kondensator 41 dient der Unterdrückung von Regelschwingungen.
Die Drehzahlreglung und Momentenbegrenzung 43 besteht auch hier wieder wie
in Fig. 1 aus zwei in Reihe geschalteten Differenzverstärkerstufen. Die
zweite Differenzverstärkerstufe ist jedoch entsprechend den Erfordernissen
der laststromgeführten Reglung weitgehend von der ersten Differenzver
stärkerstufe entkoppelt, indem die zweite Differenzverstärkerstufe auf
einer konstanten und separaten Stromsenke S 1 arbeitet, die einen Konstant
strom von I 3 = 200 µA liefert, und die Basis des DV-Transistors 36 an
einer einstellbaren Spannung liegt, die durch Spannungsteilung der in Reihe
mit dem Momentenpotentiometer P 3 liegen Dioden 39 und 40 erzeugt wird.
Der Meßwiderstand R 1 ist so dimensioniert, daß bei maximalem Laststrom
des Motors 1 die laststromproportionale Spannung U 2 max = ±300 mV beträgt,
so daß wie in Fig. 1 der gesamte Laststrombereich des Motors 1 durch die
Variation der Spannung U 6 zwischen 800 mV und 1500 mV über -U Ref bestimmt
wird. Die Spannung U 6 ist wie in Fig. 1 die Steuerspannung für die Basis
des DV-Transistors 38 und steuert in diesem Falle auch noch über den nicht
invertierenden Eingang des Regelverstärkers 2 die Spannung U 1, so daß mit
zunehmender Motorbelastung, die ein Ansteigen des Lastromes I L und da
mit auch ein Ansteigen von U 2 und U 6 zur Folge hat, die Spannung U 1 eben
falls ansteigt, der Motor 1 mehr Spannung erhält und damit die gestiegene
Belastung ausgleichen und seine Drehzahl stabil halten kann.
Mit dem Momenten-Potentiometer P 3 kann das Drehmoment des Motors zwischen
Null und M max stufenlos eingestellt werden. Sobald die Spannung U 6 ca.
100 mV größer ist als U 5 übernimmt der DV-Transistor 38 den gesamten Kon
stantstrom I 3 und kompensiert damit den gesamten Ausgangsstrom des Regel
verstärkers ±I 1 und der Motor bleibt stehen. Funktionsweise und Vorteile
dieser Momentenbegrenzung wurden bereits unter Fig. 1 erläutert.
Die erfindungsgemäße Lösung gestattet also sowohl bei der tacho- als auch
bei der laststromgeführten Reglung von Universalmotoren eine einfache und
optimale Lösung, die eine elektrische und thermische Überlastung des Mo
tors ausschließt und bei der Handhabung der Maschine keine Unterschiede ge
genüber ungeregelten Varianten ergibt.
Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen
1 Motor
2 Regelverstärker
3 Phasenanschnittsteuerschaltung
4 Triac
5 Frequenz-Spannungs-Wandler (f/u Wandler)
6 Tachospule
7 Momentenbegrenzung (auf Basis tachogeführter Reglung)
8 Widerstand
9 Kondensator
10 Widerstand
11 Kondensator
12 Widerstand
13 Kondensator
14 Diode
15 Diode
16 Diode
17 Diode
18 Basisableitwiderstand
19 Strombegrenzungs-Widerstand
20 Strombegrenzungs-Widerstand
21 Basisableitwiderstand
22 DV-Transistor
23 DV-Transistor
24 DV-Transistor
25 DV-Transistor
26 Spannungsteiler-Widerstand
27 Spannungsteiler-Widerstand
28 Diode
29 Stromspiegel-Transistor
30 Stromspiegel-Transistor
31 Stromspiegel-Transistor
32 Stromspiegel-Transistor
33 Speicherkondensator
34 Widerstand
35 Basisableitwiderstand 36 DV-Transistor
37 DV-Transistor
38 DV-Transistor
39 Diode
40 Diode
41 Kondensator
42 Widerstand
43 Drehzahlreglung und Momentenbegrenzung (auf Basis laststromgeführter Reglung)
44 Potentialversatz-Diode
±I 1, ±I 1 max Ausgangsstrom des Regelverstärkers
I 2 Strom
I 3 Konstantstrom
I L , I L 1 Laststrom
M, M 1, M 2, M max Moment
n, n 1, n 2 Drehzahl
n IST Ist-Drehzahl
n SOLL Soll-Drehzahl
P 1 Drehzahl-Potentiometer
P 2 Momenten-Potentiometer
P 3 Momenten-Potentiometer
P 4 Drehzahl-Potentiometer
R 1 Meßwiderstand
R 2 Spannungsteiler-Widerstand
S 1 Stromsenke
U 1 Eingangsspannung der Phasenanschnittsteuerschaltung
U 2, U 2 max laststromproportionale Spannung
U 3, U 3 max Eingangsspannung der Momentenbegrenzung
U 4 Spannung
U 5 Spannung
U 6 Spannung
U N Netzspannung
-U Ref Interne Referenzspannung
ϕ Phasen- bzw. Zündwinkel
2 Regelverstärker
3 Phasenanschnittsteuerschaltung
4 Triac
5 Frequenz-Spannungs-Wandler (f/u Wandler)
6 Tachospule
7 Momentenbegrenzung (auf Basis tachogeführter Reglung)
8 Widerstand
9 Kondensator
10 Widerstand
11 Kondensator
12 Widerstand
13 Kondensator
14 Diode
15 Diode
16 Diode
17 Diode
18 Basisableitwiderstand
19 Strombegrenzungs-Widerstand
20 Strombegrenzungs-Widerstand
21 Basisableitwiderstand
22 DV-Transistor
23 DV-Transistor
24 DV-Transistor
25 DV-Transistor
26 Spannungsteiler-Widerstand
27 Spannungsteiler-Widerstand
28 Diode
29 Stromspiegel-Transistor
30 Stromspiegel-Transistor
31 Stromspiegel-Transistor
32 Stromspiegel-Transistor
33 Speicherkondensator
34 Widerstand
35 Basisableitwiderstand 36 DV-Transistor
37 DV-Transistor
38 DV-Transistor
39 Diode
40 Diode
41 Kondensator
42 Widerstand
43 Drehzahlreglung und Momentenbegrenzung (auf Basis laststromgeführter Reglung)
44 Potentialversatz-Diode
±I 1, ±I 1 max Ausgangsstrom des Regelverstärkers
I 2 Strom
I 3 Konstantstrom
I L , I L 1 Laststrom
M, M 1, M 2, M max Moment
n, n 1, n 2 Drehzahl
n IST Ist-Drehzahl
n SOLL Soll-Drehzahl
P 1 Drehzahl-Potentiometer
P 2 Momenten-Potentiometer
P 3 Momenten-Potentiometer
P 4 Drehzahl-Potentiometer
R 1 Meßwiderstand
R 2 Spannungsteiler-Widerstand
S 1 Stromsenke
U 1 Eingangsspannung der Phasenanschnittsteuerschaltung
U 2, U 2 max laststromproportionale Spannung
U 3, U 3 max Eingangsspannung der Momentenbegrenzung
U 4 Spannung
U 5 Spannung
U 6 Spannung
U N Netzspannung
-U Ref Interne Referenzspannung
ϕ Phasen- bzw. Zündwinkel
Claims (3)
1. Regelschaltung für einen Motor, der in Serie zu dem von einer Phasen
anschnittsteuerung gesteuerten Triac und dem Meßwiderstand angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche in die Phasenanschnittsteuer
schaltung (3) eingreifende zeitlich stetig arbeitende und beide Halbwellen
des Laststromes (I L ) auswertende Momentenbegrenzung (7) angeordnet ist, die
aus zwei in Reihe geschalteten Differenzverstärkerstufen besteht, die von
der dem Laststrom (I L ) proportionalen Spannung (U 2) gesteuert werden und
die Eingangsspannung (U 1) der Phasenanschnittsteuerschaltung (3) derart
beeinflussen, daß bei Erreichen eines vorgewählten Momentes (M 1) die dem
Motor zugeführte Leistung auf den diesem Moment (M 1) entsprechenden Last
strom (I L 1) begrenzt wird und das bei Überschreiten des vorgewählten Mo
mentes (M 1) die Ist-Drehzahl (n IST ) des Motors gegenüber der Soll-Drehzahl
(n SOLL ) steil abfällt.
2. Regelschaltung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Momenten
begrenzung (7) aus dem DV-Transistor (38) besteht, dessen Kollektor mit dem
Eingang der Phasenanschnittsteuerschaltung (3) verbunden ist, dessen Basis
an das eine Ende des Widerstandes (34), das eine Ende des Speicherkonden
sators (33) und an den Kollektor der DV-Transistoren (22) und (23) führt
und dessen Emitter mit dem Emitter des DV-Transistors (37) und dem Kollektor
des Stromspiegel-Transistors (32) verbunden ist, dessen Emitter gemeinsam
mit dem Emitter der Stromspiegel-Transistoren (29), (30) und (31), dem
Kollektor der DV-Transistoren (24) und (25), dem anderen Ende des Speicher
kondensators (33), dem einen Ende des Basisableitwiderstandes (35), dem einen
Ende des Drehzahl-Potentiometers (P 1), dem einen Ende der Widerstände (8)
und (12) und dem einen Ende der Kondensatoren (9) und (13) auf der internen
Referenzspannung (-U Ref ) liegt und daß die Basis des Stromspiegel-Transistors
(32) mit der Basis und dem Kollektor des Stromspiegel-Transistors (31) und
dem anderen Ende des Widerstandes (34) verbunden ist und daß die Basis des
DV-Transistors (37) mit dem Emitter des DV-Transistors (36) und dem anderen
Ende des Basisableitwiderstandes (35) verbunden ist und daß der Kollektor
des DV-Transistors (37) mit dem Kollektor des DV-Transistors (36) verbunden
ist und gemeinsam mit dem einen Ende des Strombegrenzungs-Widerstandes (20),
dem einen Ende des Basisableitwiderstandes (21), der Anode der Diode (14),
dem anderen Ende des Drehzahl-Potentiometers (P 1), dem einen Ende des Meß
widerstandes (R 1) und dem einen Ende des Spannungsteiler-Widerstandes (R 2)
an Masse führt und daß das andere Ende des Spannungsteiler-Wider
standes (27) an die Anode der Diode (28) führt, deren Katode
mit der Basis der Stromspiegel-Transistoren (29) und (30) und dem Kollektor
des Stromspiegel-Transistors (29) verbunden ist und daß der Kollektor des
Stromspiegels (30) an die Basis des DV-Transistors (25) und an die Katode
der Anode (17) führt, deren Anode mit der Katode der Diode (16) verbunden
ist, deren Anode an das eine Ende des Basisableitwiderstandes (18), das
eine Ende des Strombegrenzungs-Widerstandes (19) und an den Schleifer des
Momenten-Potentiometers (P 2) führt und daß das andere Ende des Spannungs
teiler-Widerstandes (26) mit der Basis des DV-Transistors (24) und der
Katode der Diode (15) verbunden ist, deren Anode an die Katode der Diode
(14) führt und daß der Emitter des DV-Transistors (24) mit dem anderen
Ende des Basisableitwiderstandes (18) und der Basis des DV-Transistors
(22) verbunden ist, dessen Emitter an das andere Ende des Strombegrenzungs-
Widerstandes (19) führt und daß das andere Ende des Strombegrenzungs-
Widerstandes (20) mit dem Emitter des DV-Transistors (23) verbunden ist,
dessen Basis an den Emitter des DV-Transistors (25) und an das andere
Ende des Basisableitwiderstandes (21) führt.
3. Regelschaltung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl
reglung und Momentenbegrenzung (43) aus dem DV-Transistor (38) besteht,
dessen Kollektor mit dem Eingang der Phasenanschnittsteuerschaltung (3)
verbunden ist, dessen Basis an den nichtinvertierenden Eingang des Regel
verstärkers (2), an das eine Ende des Widerstandes (34), das eine Ende
des Speicherkondensators (33) und an den Kollektor der DV-Transistoren (22)
und (23) führt und dessen Emitter mit dem Emitter des DV-Transistors (37)
und dem einen Ende der Stromsenke (S 1) verbunden ist, deren anderes Ende
mit dem Emitter der Stromspiegel-Transistoren (29) und (30), der Katode
der Potentialversatz-Diode (44), dem Kollektor der DV-Transistoren (24)
und (25), dem anderen Ende des Speicherkondensators (33), dem einen Ende
des Basisableitwiderstandes (35), der Katode der Diode (40) und dem einen
Ende des Widerstandes (42) auf der internen Referenzspannung (-U Ref ) liegt
und daß die Anode der Potentialversatzdiode (44) mit dem anderen Ende des
Widerstandes (34) verbunden ist und daß die Basis des DV-Transistors (37)
mit dem Emitter des DV-Transistors (36) und dem anderen Ende des Basisab
leitwiderstandes (35) verbunden ist und daß der Kollektor des DV-Transis
tors (37) mit dem Kollektor des DV-Transistors (36) verbunden ist und ge
meinsam mit dem einen Ende des Strombegrenzungs-Widerstandes (20), dem
einen Ende des Basisableitwiderstandes (21), der Anode der Diode (14), dem
einen Ende des Momentenpotentiometers (P 3), dem einen Ende des Meßwider
standes (R 1) und dem einen Ende des Kondensators (41) an Masse führt und
daß die Basis des DV-Transistors (36) an den Schleifer des Momenten-Po
tentiometers (P 3) führt, dessen anderes Ende mit der Anode der Diode (39)
verbunden ist, deren Katode an die Anode der Diode (40) führt und daß das
eine Ende der Spannungsteiler-Widerstände (26) und (27) jeweils miteinander
verbunden ist und daß das andere Ende des Spannungsteiler-Widerstandes (27)
an die Anode der Diode (28) führt, deren Katode mit der Basis der Strom
spiegel-Transistoren (29) und (30) und dem Kollektor des Stromspiegel-Tran
sistors (29) verbunden ist und daß der Kollektor des Stromspiegel-Tran
sistors (30) an die Basis des DV-Transistors (25) und an die Katode der
Anode (17) führt, deren Anode mit der Katode der Diode (16) verbunden ist,
deren Anode an das eine Ende des Basisableitwiderstandes (18), das eine
Ende des Strombegrenzungs-Widerstandes (19), das andere Ende des Meßwider
standes (R 1) und an den Triac (4) führt und daß das andere Ende des Spannungs
teiler-Widerstandes (26) mit der Basis des DV-Transistors (24) und der
Katode der Diode (15) verbunden ist, deren Anode an die Katode der Diode
(14) führt und daß der Emitter des DV-Transistors (24) mit dem anderen Ende
des Basisableitwiderstandes (18) und der Basis des DV-Transistors (22)
verbunden ist, dessen Emitter an das andere Ende des Strombegrenzungs-Wider
standes (19) führt und das das andere Ende des Strombegrenzungs-Wider
standes (20) mit dem Emitter des DV-Transistors (23) verbunden ist, dessen
Basis an den Emitter des DV-Transistors (25) und an das andere Ende des
Basisableitwiderstandes (21) führt.
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DD301174A7 (de) | 1992-10-15 |
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