DE1171505B

DE1171505B - Arrangement for reducing the speed of an electric motor drive

Info

Publication number: DE1171505B
Application number: DET21229A
Authority: DE
Inventors: Horst Zander
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1961-12-05
Filing date: 1961-12-05
Publication date: 1964-06-04

Description

Anordnung zur Drehzahlverminderung eines elektromotorischen Antriebs In der Regeltechnik tritt oft das Problem auf; mit Hilfe eines elektromotorischen Antriebs ein Stellglied so zu betätigen; daß eine Regelgröße bei einer Änderung der Betriebsverhältnisse konstant gehalten wird oder daß sie von,,-einem Grundwert auf einen vorbestimmten. Endwert .geändert wird.Arrangement for reducing the speed of an electric motor drive The problem often occurs in control technology; with the help of an electromotive Drive to operate an actuator so; that a controlled variable when there is a change the operating conditions is kept constant or that they are of ,, - a basic value on a predetermined. Final value. Is changed.

Damit der Einstellvorgang möglichst schnell vonstatten geht, ist es einerseits erwünscht, daß auch der Antrieb schnell läuft; um jedoch eine große Einstellgenauigkeit auf den gewünschten Endwert zu erreichen, ist es andererseits erwünscht, daß der Antrieb möglichst langsam läuft. Es ist naheliegend, beiden Forderungen dadurch zu genügen, daß das Stellglied mit großer Geschwindigkeit bis kurz vor die Endstellung geführt wird; daß es dann aber mit geringer Geschwindigkeit in die Endstellung einläuft. Um das zu erreichen," muß die Drehzahl des Antriebsmotors in zwei Stufen schaltbar sein. Diese einfache Lösung hat jedoch. den Nachteil, daß die Drehzahlumschaltung des -.Motors um so.. eher erfolgen muß, je schneller dieser läuft, da wegen der im Motoranker gespeicherten kinetischen Energie die hohe Motordrehzahl nur langsam in die niedrigere-' übergeht. Es ist Aufgabe der Erfindung, diesem Mangel abzuhelfen. Wird der Motoranker bei der Drehzahlumschaltung kurzzeitig abgebremst, kann die Einstellung in der kürzestmöglichen Zeit erfolgen, da dann wegen der nahezu sprunghaften Drehzahländerung die Umschaltung erst kurz vor der Endstellung vorgenommen zu werden braucht. Zur Bremsung eines Elektromotors ist es vielfach üblich, eine mechanische Bremse zu verwenden, die von einem Elektromagneten betätigt wird. Meist geschieht dies in der Weise, daß bei einer Erregung des Elektromagneten die Bremse gelüftet wird, um sofort in Aktion zu treten, sobald der Strom durch den Elektromagneten unterbrochen wird. Es ist auch bekannt, die Bremskraft der Bremse vom Motorstrom abhängig zu machen, indem z. B. der Elektromagnet der Bremse im Stromkreis des Motors liegt und so bemessen ist, daß bei vollem Motorstrom die Bremse gelüftet ist, während sie bei nachlassendem Motorstrom langsam, entsprechend der verminderten Zugkraft des Elektromagneten zu wirken beginnt und bei verschwindendem Motorstrom voll bremst. Ziel all dieser Maßnahmen ist es jedoch, den Motor bei abgeschalteter Stromzufuhr sofort bis zum Stillstand abzubremsen. Dagegen erfordert das hier beschriebene Problem ein genau dosiertes Maß der Abbremsung.So that the setting process goes as quickly as possible, it is on the one hand, it is desirable that the drive should also run quickly; However, to achieve a high level of adjustment accuracy to achieve the desired final value, on the other hand, it is desirable that the Drive runs as slowly as possible. It is obvious that both demands are thereby made to suffice that the actuator at high speed until just before the end position to be led; but that it then runs into the end position at low speed. To achieve this, "the speed of the drive motor must be switchable in two stages be. However, this simple solution has. the disadvantage that the speed change of the -.Motor the more .. must be done sooner, the faster this runs, because of the Kinetic energy stored in the motor armature increases the high motor speed only slowly passes into the lower- '. It is the object of the invention to remedy this deficiency. If the motor armature is braked briefly when changing the speed, the Adjustment to be made in the shortest possible time, because then because of the almost erratic Speed change the switchover to be made shortly before the end position needs. To brake an electric motor, it is often common to use a mechanical Use a brake operated by an electromagnet. Mostly happens this in such a way that the brake is released when the electromagnet is excited is to go into action immediately as soon as the current passes through the electromagnet is interrupted. It is also known that the braking force of the brake depends on the motor current to make dependent by z. B. the electromagnet of the brake in the motor circuit and is dimensioned so that the brake is released at full motor current while slowly when the motor current decreases, corresponding to the reduced tractive force of the electromagnet begins to act and brakes fully when the motor current disappears. The aim of all these measures, however, is to keep the motor running when the power supply is switched off to brake immediately to a standstill. On the other hand, the problem described here requires a precisely dosed amount of braking.

Zur Lösung der erwähnten Aufgabe sind deshalb bei einer Anordnung zur Verminderung der Drehzahl eines elektromotorischen Antriebs mit. einem Umsteuerrelais, das mit seinen Kontakten die Drehzahl des Motors umschaltet, und einer mechanischen Bremse, die . im ;Ruhezustand die . Motorwelle duxc,h Federkraft festbremst undlei eingeschältetem.Mot@x von einem gleichzeitig erregten Elektromagneten gelüftet wird, erfindungsgemäß Mittel vorgesehen, bei der Drehzahlumschaltung von einer hohen auf eine niedrige Drehzahl die bremslüftende Wirkung des Elektromagneten kurzzeitig zu unterbrechen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die bremslüftende Wirkung des Elektromagneten dadurch unterbrochen, daß bei der Drehzahlumschaltung von einer hohen auf eine niedrige Drehzahl die Erregerwicklung des mit Gleichstrom gespeisten Elektromagneten umgepolt wird. Durch diese Maßnahme wird das magnetische Feld des Elektromagneten schnell abgebaut und in umgekehrter Richtung wieder aufgebaut. Dabei wird die magnetische Induktion, deren Quadrat die Zugkraft des Elektromagneten proportional ist, kurzzeitig gleich Null bzw. so klein, daß die Bremse während dieser Zeit freigegeben wird und das Schwungmoment des Motorankers abbremst. Das Maß der Abbremsung kann durch mechanische Justierung der Bremse einstellbar sein. Eine andere Möglichkeit, die Bremse kurzzeitig zur Wirkung zu bringen, besteht darin, ein zusätzliches Relais zu verwenden, das den Elektromagneten kurzzeitig abschaltet.To solve the problem mentioned are therefore in an arrangement to reduce the speed of an electric motor drive with. a reversing relay, that switches the speed of the motor with its contacts, and a mechanical one Brake that. in; idle state the. Motor shaft duxc, h spring force brakes and various switched-on.Mot@x is released by a simultaneously excited electromagnet, according to the invention means provided when switching the speed from a high to a low speed briefly releases the brake release effect of the electromagnet to interrupt. In a preferred embodiment of the invention, the brake release Effect of the electromagnet interrupted by the fact that when changing the speed from a high to a low speed the field winding of the with direct current The polarity of the fed electromagnet is reversed. By doing this, the magnetic The field of the electromagnet is quickly broken down and built up again in the opposite direction. Thereby the magnetic induction, the square of which is the tensile force of the electromagnet is proportional, briefly equal to zero or so small that the brake during this Time is released and the moment of inertia of the motor armature slows down. The measure of Braking can be adjusted by mechanically adjusting the brake. Another The possibility of applying the brake briefly is to use an additional To use a relay that switches off the electromagnet for a short time.

Gegenüber dieser Ausführung ist jedoch die bevorzugte Ausführung nach der Erfindung wesentlich einfacher und benötigt außerdem einen geringeren Zeitaufwand für den Umschaltvorgang.Compared to this embodiment, however, is the preferred embodiment according to the invention is much simpler and also takes less time for the switching process.

In F i g. 1 und 2 der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele dieser beiden Möglichkeiten dargestellt, wobei F i g. 2 die bevorzugte Ausführung einer Anordnung nach der Erfindung zeigt. F i g. 3 ist eine schematische Darstellung der Bremseinrichtung mit Elektromagnet.In Fig. 1 and 2 of the drawing are exemplary embodiments of these two Possibilities shown, where F i g. Figure 2 shows the preferred embodiment of an arrangement according to the invention shows. F i g. 3 is a schematic depiction the braking device with electromagnet.

In F i g. 1 ist M ein Gleichstromnebenschlußmotor und EM ist die Erregerwicklung eines Elektromagneten, der im erregten Zustand eine mechanische Bremse des Antriebs lüftet. U ist ein Umsteuerrelais und H ein Hilfsrelais zur Durchführung einer Zwischenbremsung.In Fig. 1, M is a direct current shunt motor and EM is the excitation winding of an electromagnet which, when energized, releases a mechanical brake of the drive. U is a reversing relay and H is an auxiliary relay for performing intermediate braking.

Bei geschlossenem Schalters wird über einen Kontakt uj des Umsteuerrelais U eine hohe Spannung für den Schnellauf an den Anker gelegt. Gleichzeitig wird über einen Ruhekontakt uü der Elektromagnet EM erregt und die Bremse gelüftet. Das Kommando zur Drehzahlumschaltung wird in diesem Beispiel durch Betätigung der Taste T gegeben. Dadurch werden das Relais U und das Hilfsrelais H, welches eine Anzugsverzögerung besitzt, erregt. Der Umschaltkontakt u, schaltet den Anker auf die kleine Spannung für den Langsamlauf um, und der Ruhekontakt uji öffnet den Stromkreis des Elektromagneten. Dieser bleibt so lange stromlos, bis das Hilfsrelais H nach der Verzögerungszeit angezogen hat und mit seinem Arbeitskontakt h den Ruhekontakt uü überbrückt. Während der stromlosen Zeit des Elektromagneten ist die Bremse freigegeben und bremst das Schwungmoment des Motorankers ab.When the switch is closed, a high voltage is applied to the armature via a contact uj of the reversing relay U for high-speed operation. At the same time, the EM electromagnet is excited via a normally closed contact and the brake is released. In this example, the command to switch the speed is given by pressing the T key. As a result, the relay U and the auxiliary relay H, which has a pick-up delay, are excited. The changeover contact u switches the armature to the low voltage for slow speed, and the normally closed contact uji opens the circuit of the electromagnet. This remains de-energized until the auxiliary relay H has picked up after the delay time and with its normally open contact h bridges the normally closed contact uü. When the electromagnet is de-energized, the brake is released and brakes the moment of inertia of the motor armature.

In der Ausführung nach F i g. 2 wird die gleiche Wirkung mit geringerem Aufwand erzielt. Wird durch Betätigung der Taste T das Umschaltkommando gegeben, zieht das Relais U an und schaltet mit seinem Kontakt ul die Ankerspannung um. Mit zwei weiteren Umschaltkontakten uü, uIÜ wird gleichzeitig die Erregerwicklung des Elektromagneten umgepolt. Beim Nulldurchgang der magnetischen Induktion wird die Bremse kurzzeitig freigegeben und bremst die Motoranker ab. F i g. 3 zeigt den schematischen Aufbau der Bremseinrichtung, in der eine Bremsbacke Bb durch zwei Federn F in radialer Richtung an eine Bremsscheibe S gezogen wird, die auf der Motorwelle befestigt ist. Die Bremsbacke bildet das Joch des magnetischen Kreises eines Elektromagneten EM und wird bei dessen Erregung gegen die Federkraft von der Bremsscheibe abgezogen. Die Bremse könnte natürlich auch in axialer Richtung auf die Motorwelle wirken.In the embodiment according to FIG. 2 the same effect is achieved with less effort. If the switchover command is given by pressing the T button, the relay U picks up and switches the armature voltage with its contact ul. With two further changeover contacts uü, uIÜ the polarity of the field winding of the electromagnet is reversed. When the magnetic induction passes zero, the brake is released briefly and brakes the motor armature. F i g. 3 shows the schematic structure of the braking device, in which a brake shoe Bb is pulled by two springs F in the radial direction onto a brake disk S which is fastened on the motor shaft. The brake shoe forms the yoke of the magnetic circuit of an EM electromagnet and is pulled off the brake disc against the spring force when it is excited. The brake could of course also act on the motor shaft in the axial direction.

Claims

Claims: 1. Arrangement for reducing the speed of a electric motor drive with a reversing relay, which with its contacts the The speed of the motor switches over, and a mechanical brake that is at rest brakes the motor shaft by spring force and, when the motor is switched on, by one at the same time excited electromagnet is released, which is marked by, that means are provided when changing the speed from a high to a low speed to briefly interrupt the brake release effect of the electromagnet.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that when switching the speed from a high to a low speed the field winding of the with direct current The polarity of the fed electromagnet (EM) is reversed. Considered publications: German Patent No. 947 397; U.S. Patent No. 1534 750.