DE1266859B - Arrangement for speed control of a direct current shunt motor driving an electric handheld device - Google Patents
Arrangement for speed control of a direct current shunt motor driving an electric handheld deviceInfo
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Description
Anordnung zur Drehzahlsteuerung eines ein elektrisches Handgerät antreibenden Gleichstromnebenschlußmotors Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Drehzahlsteuerung eines ein elektrisches Handgerät antreibenden Gleichstromnebenschlußmotors sowie zur gleichzeitigen Steuerung von zu diesem Handgerät gehörenden Hilfseinrichtungen, mit einer aus einer Gleichstromquelle gespeisten und für einen vorgebbaren Betriebsbereich des Motors abgleichbaren Wheatstoneschen Brücke, deren einer Zweig vom Motorankerstrom durchflossen wird und deren Diagonalspannung ein die Motorankerspannung veränderndes Stellglied steuert.Arrangement for speed control of an electric hand-held device driving DC shunt motor The invention relates to an arrangement for speed control a DC shunt motor driving a handheld electrical device and for the simultaneous control of auxiliary equipment belonging to this handheld device, with one fed from a direct current source and for a specifiable operating range of the motor adjustable Wheatstone bridge, one branch of which is from the motor armature current is flowed through and its diagonal voltage changes the motor armature voltage Actuator controls.
Bisher bekannte kleine Gleichstrommotoren, wie sie insbesondere zum Antrieb zahnärztlicher Instrumente, z. B. Bohrer, verwendet werden, lassen sich im allgemeinen nicht derart steuern, daß die stetige Einstellung der Drehzahl sowie die Konstanthaltung einer vorgegebenen Drehzahl bei veränderlichem Lastmoment möglich ist. Das ist für den Bedienenden sehr unbequem und schränkt die optimale Anwendbarkeit sowie die Bearbeitungsgüte der vom Motor angetriebenen Handgeräte, ganz besonders bei der Zahnbehandlung, ein. Ferner müssen bisher die beispielsweise zu zahnärztlichen Instrumenten gehörenden Hilfseinrichtungen, wie z. B. Kühleinrichtungen oder Zerstäubergeräte, durch vom Antriebsmotor des Handgeräts unabhängig zu bedienende Stellglieder in Tätigkeit gesetzt werden, was für den Bedienenden ebenfalls unbequem ist und seine Aufmerksamkeit ablenken kann.Small DC motors known so far, such as those used in particular for Drive of dental instruments, e.g. B. drills, can be used generally not control so that the steady setting of the speed as well it is possible to keep a specified speed constant with a changing load torque is. This is very inconvenient for the operator and restricts optimal applicability as well as the processing quality of the hand tools driven by the motor, especially in dental treatment. Furthermore, so far, for example, have to be dental Auxiliary equipment belonging to instruments, such as B. Cooling devices or atomizers, through actuators in Activity are set, which is also inconvenient for the operator and his Can distract attention.
Es sind bereits mit einer Wheatstoneschen Brücke arbeitende Anordnungen zur Drehzahlsteuerung von Reihenschlußmotoren, insbesondere sogenannten Universalmotoren, bekannt, bei denen die Schaltung derart getroffen ist, daß der Motoranker selber in einem Brückenzweig liegt, während seine mit dem Anker in Reihe geschaltete Feldwicklung entweder außerhalb der eigentlichen Brücke oder aber in einem anderen Brückenzweig angeordnet ist. Bei diesen bekannten Brückenschaltungen fehlt einerseits ein fester Bezugswert, mit dem der Motorstrom zur Erzielung einer konstanten Drehzahl verglichen werden könnte, und andererseits wird durch diese Brückenschaltungen lediglich das Verhältnis von Ankerspannung zu Feldspannung konstant gehalten, eine Maßnahme, welche nicht auf Nebenschlußmotoren anwendbar ist. Ferner wird bei der bekannten Anordnung die Speisung der Brücke selber durch das die Motorspannung steuernde Stellglied beeinflußt.There are already arrangements working with a Wheatstone bridge for speed control of series motors, especially so-called universal motors, known, in which the circuit is made such that the motor armature itself lies in a bridge branch, while its field winding connected in series with the armature either outside the actual bridge or in another branch of the bridge is arranged. In these known bridge circuits, on the one hand, a fixed one is missing Reference value with which the motor current is compared to achieve a constant speed could be, and on the other hand only that Ratio of armature voltage to field voltage kept constant, a measure which is not applicable to shunt motors. Furthermore, in the known arrangement the supply of the bridge itself by the actuator controlling the motor voltage influenced.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung des eingangs beschriebenen Typs zur Drehzahlsteuerung eines Gleichstromnebenschlußmotors zu schaffen, welche die erwähnten Nachteile vermeidet, keinen großen Raumbedarf beansprucht und in welcher weder die Speisung der Brücke durch das die Motorankerspannung verändernde Stellglied noch die Arbeitsweise des Motors durch die Steuerung der bei vorgebbaren Motorankerströmen selbsttätig ansprechenden Hilfseinrichtungen gestört wird.The invention is based on the object of an arrangement of the above to provide the type described for speed control of a direct current shunt motor, which avoids the disadvantages mentioned, does not take up much space and in which neither the supply of the bridge by changing the motor armature voltage Actuator still the mode of operation of the engine by controlling the with specifiable Motor armature currents automatically responding auxiliary equipment is disturbed.
Ausgehend von einer Anordnung zur Drehzahlsteuerung der eingangs beschriebenen Art ist die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß der Motorankerstromkreis vom Anker des Motors, der Gleichstromquelle, dem vom Ankerstrom durchflossenen Brückenzweig, dem die Ankerspannung verändernden Stellglied und einem bei überschreiten eines bestimmten Motorankerstroms ansprechenden Meßglied zur Steuerung der Stellglieder für die Hilfseinrichtungen gebildet ist und daß ein Brückenzweig eine feste Bezugsspannung vorgibt.Based on an arrangement for speed control of the type described above Art, the invention to solve this problem is characterized in that the Motor armature circuit from the armature of the motor, the direct current source, that of the armature current through which the bridge branch flows, the actuator changing the armature voltage and a when a certain motor armature current is exceeded, responsive measuring element for control the actuators for the auxiliary equipment is formed and that a bridge branch specifies a fixed reference voltage.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen.Further features of the invention emerge from the patent claims.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein schematisches Blockschaltbild und F i g. 2 ein ausführliches Schaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung zur Drehzahlsteuerung.The invention is based on the drawing using an exemplary embodiment explained in more detail. It shows F i g. 1 is a schematic block diagram and FIG. 2 is a detailed circuit diagram of the speed control arrangement according to the invention.
Nach F i g.1 ist eine Gleichstromquelle 1 mit ihrer Plusklemme 2 und ihrer Minusklemme 3 an die Eingangsklemmen 4 und 5 einer Wheatstoneschen Brücke angeschlossen. Im Brückenzweig zwischen der Eingangsklemme 5 und der Ausgangsklemme 7 liegt eine Zenerdiode 6, während die anderen Brückenzweige zwischen den Klemmen 4 und 7, 12 und 4 bzw. 5 und 12 durch veränderbare Widerstände 8, 9 bzw.10 gebildet werden. In der Brückendiagonale zwischen den Klemmen 7 und 12 liegt ein Verstärker 11, der mit seinen Ausgangsklemmen 18 und 19 an die Eingangsklemmen 20 und 21 eines Stellglieds 16 angeschlossen ist. Der Ankerstromkreis des zu steuernden Gleichstromnebenschlußmotors 14 verläuft von der Klemme 2 der Stromquelle 1 über den Widerstand 8 im Brückenzweig zwischen den Brückenklemmen 4 und 7, die Motorklemme 13, den Motoranker 14, die Motorklemme 15, das Stellglied 16 und ein Meßglied 17 zur Klemme 3 der Stromquelle 1, so daß die in Reihe mit dem Motoranker liegenden Bauelemente $, 16 und 17 vom Ankerstrom durchflossen werden.According to F i g.1 is a direct current source 1 with its positive terminal 2 and its negative terminal 3 to the input terminals 4 and 5 of a Wheatstone bridge connected. In the bridge branch between input terminal 5 and the output terminal 7 is a Zener diode 6, while the other bridge branches between the terminals 4 and 7, 12 and 4 or 5 and 12 formed by variable resistors 8, 9 or 10 will. An amplifier is located in the diagonal of the bridge between terminals 7 and 12 11, which with its output terminals 18 and 19 to the input terminals 20 and 21 of a Actuator 16 is connected. The armature circuit of the DC shunt motor to be controlled 14 runs from terminal 2 of power source 1 via resistor 8 in the bridge branch between the bridge terminals 4 and 7, the motor terminal 13, the motor armature 14, the Motor terminal 15, the actuator 16 and a measuring element 17 to terminal 3 of the power source 1, so that the components $, 16 and 17 lying in series with the motor armature from Armature current are flowed through.
Das Meßglied 17 dient zur Steuerung der im betrachteten Ausführungsbeispiel aus drei Elektroventilen 24, 25 und 26 bestehenden Stellglieder für die nicht dargestellten Hilfseinrichtungen und ist zu diesem Zweck mit seinen Ausgangsklemmen 22 und 23 an die drei parallelgeschalteten Wicklungen 28,29 und 30 der Elektroventile 24 bis 26 angeschlossen. Den drei Wicklungen 28 bis 30 ist ferner ein Kondensator 27 parallel geschaltet. An der Zenerdiode 6 liegt unabhängig von der Größe des sie durchfließenden Stroms eine konstante Spannung. Sie gibt damit in ihrem Brückenzweig eine feste Bezugsspannung vor, welche in der Brückenschaltung mit der dem Motorstrom proportionalen Spannung am Widerstand 8 verglichen wird. Die Widerstände 9 und 10 in den anderen Brückenzweigen werden derart eingestellt, daß die Brücke für einen bestimmten Betriebsbereich des Motors, beispielsweise im Leerlauf, abgeglichen ist. Wenn unter dieser Bedingung der zunächst im Leerlauf betriebene Motor belastet wird, steigt seine Stromapfnahme und damit die Spannung am Brückenwiderstand 8, so daß die Brücke nicht mehr abgeglichen ist und ein der Erhqhung des Motorstroms proportionaler Strom durch die Brückendiagonale und damit den Verstärker 11 fließt. Der Verstärker 11 steuert das Stellglied 16 derart, daß eine der Erhöhung des Motor-Stroms entsprechend größere Spannung dem Motoranker zugeführt wird und damit für eine Kompensation der ohmschen Verluste infolge des Motorinnenwiderstandes gesorgt wird, so daß eine konstante vnrgebbare Motordrehzahl aufrechterhalten bleibt.The measuring element 17 serves to control the actuators for the auxiliary devices (not shown), which in the exemplary embodiment under consideration consist of three electrovalves 24, 25 and 26, and for this purpose is connected with its output terminals 22 and 23 to the three parallel-connected windings 28, 29 and 30 of the electrovalves 24 to 26 connected. A capacitor 27 is also connected in parallel to the three windings 28 to 30. A constant voltage is applied to the Zener diode 6 regardless of the magnitude of the current flowing through it. It thus specifies a fixed reference voltage in its bridge arm, which is compared in the bridge circuit with the voltage across the resistor 8, which is proportional to the motor current. The resistors 9 and 10 in the other bridge branches are set in such a way that the bridge is balanced for a certain operating range of the engine, for example when idling. If the motor, which is initially operated in idle, is loaded under this condition, its current consumption and thus the voltage at the bridge resistor 8 increases, so that the bridge is no longer balanced and a current proportional to the increase in the motor current flows through the bridge diagonal and thus the amplifier 11. The amplifier 11 controls the actuator 16 in such a way that a voltage corresponding to the increase in the motor current is fed to the motor armature, thus compensating for the ohmic losses due to the internal motor resistance, so that a constant definable motor speed is maintained.
Wenn der Motorstrom einen bestimmten Wert übersteigt, dann spricht das Meßglied 17 an und bewirkt die Einschaltung der Elektroventile 24 bis 26 der Hilfseinrichtungen. Gegebenenfalls kann das Meßglied 17 derart beschaffen sein, daß es bereits beim Leerlaufstrom des Motors anspricht.If the motor current exceeds a certain value, then speaks the measuring element 17 and causes the activation of the solenoid valves 24 to 26 of the Auxiliary equipment. If necessary, the measuring element 17 can be designed in such a way that that it already responds to the no-load current of the motor.
In der ausführlichen Schaltanordnung nach F i g, 2 sind diejenigen Bauelemente, welche in F i g. 1 mit 1, 8, 9,10,11,16 und 17 bezeichnet sind, gestrichelt umrandet und mit den gleichen Bezugszeichen versehen, ebenso haben die Stromquellen- und Brückenklemmen 2, 3, 4, 5, 7 und 12 in F i g. 2 dieselben Bezugszeichen wie in F i g.1. Der einzige Unterschied zum Schema nach F i g.1 besteht darin, daß das Meßglied 17 im Schaltbild nach F i g. 2 zwischen der Plusklemme 2 der Stromquelle und der Brückenklemme 4 liegt. Nach F i g. 2 wird die Gleichstromquelle 1 aus einem Transformator 31 mit einer an ein Wechselstromnetz angeschlossenen Primärwicklung 32 und einer Sekundärwicklung 33 gebildet, deren äußere Klemmen 34 und 38 über je eine Gieichrichterdiqde 37 bzw. 39 an die Klemme 35 eines Widerstandes 36 angeschlossen sind und außerdem über Dioden 45 bzw. 46 in deren Sperrichtung an Masse 44 liegen, die das Potential der Minusklemme 3 der Stromquelle 1 darstellt. Eine Mittelanzapfung 40 der Sekundärwicklung 33 bildet die Plusklemme 2 der Stromquelle 1 und ist einerseits an das Meßglied 17 sowie über einen Kondensator 72 an die andere Klemme 71 des erwähnten Widerstandes 36 und andererseits über einen Kondensator 41 an Masse 44 angeschlossen.In the detailed circuit arrangement according to FIG. 2, those components which are shown in FIG. 1 are denoted by 1, 8, 9, 10, 11, 16 and 17, outlined by dashed lines and provided with the same reference numerals, and the power source and bridge terminals 2, 3, 4, 5, 7 and 12 in FIG. 2 have the same reference symbols as in FIG. 1. The only difference to the scheme according to FIG. 1 is that the measuring element 17 in the circuit diagram according to FIG. 2 is between the positive terminal 2 of the power source and the bridge terminal 4. According to FIG. 2, the direct current source 1 is formed from a transformer 31 with a primary winding 32 connected to an alternating current network and a secondary winding 33, the outer terminals 34 and 38 of which are each connected via a rectifier diode 37 and 39 to the terminal 35 of a resistor 36 and also via diodes 45 and 46 are connected to ground 44 in their blocking direction, which represents the potential of negative terminal 3 of power source 1. A center tap 40 of the secondary winding 33 forms the positive terminal 2 of the current source 1 and is connected on the one hand to the measuring element 17 and via a capacitor 72 to the other terminal 71 of the mentioned resistor 36 and on the other hand to ground 44 via a capacitor 41.
Das Meßglied 17 besteht aus einem mit seinem Emitter 42 an der Klemme 2 der Stromquelle 1 liegenden pnp-Transistor 43, zu dessen Basis-Emitter-Strecke ein Widerstand 55 parallel geschaltet und dessen Kollektor 47 bei 22 an einen Kondensator 27 sowie die parallelliegenden Wicklungen 2$, 29 und 30 dreier Elektroventile 24, 25 und 26 angeschlossen ist. Die andere Klemme 23 des Kondensators 27 liegt an Masse 44.The measuring element 17 consists of one with its emitter 42 on the terminal 2 of the current source 1 lying pnp transistor 43, to its base-emitter path a resistor 55 connected in parallel and its collector 47 connected to a capacitor at 22 27 as well as the parallel windings 2 $, 29 and 30 of three solenoid valves 24, 25 and 26 is connected. The other terminal 23 of the capacitor 27 is connected to ground 44.
Die Basis 48 des Transistors 43 ist über die Brückenklemme 4 einerseits mit dem Brückenzweig 8 und andererseits über zwei in Reihe liegende Dioden 59 und 5$ mit dem über einen Widerstand 60 an Masse 44 angeschlossenen Emitter 56 eines pnp-Transistors 57 verbunden, dessen mit den beiden Dioden 58 und 59 sowie dem Basiswiderstand 64 in Reihe liegende Basis-Emitter-Strecke dem Brückenzweig 8 parallel geschaltet ist.The base 48 of the transistor 43 is connected via the bridge terminal 4 on the one hand to the bridge branch 8 and on the other hand via two diodes 59 and 5 $ in series with the emitter 56 of a pnp transistor 57 connected to ground 44 via a resistor 60, whose with the two diodes 58 and 59 and the base resistor 64 in series base-emitter path is connected to the bridge branch 8 in parallel.
Zum Brückenzweig 8 gehört ein vom Ankerstrom durchflossener Widerstand 68 und ein pnp-Transistor 50, dessen Basis-Emitter-Strecke in Reihe mit einem an der Brückenklemme 4 liegenden ohmschen Widerstand 51 dem Widerstand 6$ parallel geschaltet ist. Der Kollektor 52 des Transistors 50, dessen Emitter mit 4.9 bezeichnet und dessen Basis 54 mit der Brückenklemme 6 verbunden ist, liegt einerseits über einen Widerstand 53 an der Motorankerklemme 15 und andererseits an der Basis 96 eines weiteren pnp-Transistors 97, dessen Kollektor 98 ebenfalls an der Motorankerklemme 15 angeschlossen ist, während sein Emittpr 99 mit irt Reihe liegenden und zu den Brückenzweigen 9 und 10 gehörenden veränderbaren Widerständen 100,101 und 102 verbunden ist, Der Schleifkontakt 103 -des veränderbaren Wider-Standes 100 führt zu einer die benachbarten Widerstände 100 und 101 verbindenden Klemme 104. Der Schleifkontakt 105 des Widerstandes 101 bildet die Brückenklemme 12 und führt über einen Widerstand 106 zum Verstärker 1.1. Der Schleifkontakt 107 des Widerstandes 102, bildet die Brückenklemme 5 und ist einerseits reit der einen Elektrode der Zenerdiode 6 und andererseits über einen Widerstand 10$ mit der Klemme 71 des zur Stromquelle gehörenden Widerstandes 36 verbunden.A resistor 68 through which the armature current flows and a pnp transistor 50, whose base-emitter path is connected in series with an ohmic resistor 51 connected to the bridge terminal 4, is connected in parallel with the resistor 6 $ to the bridge branch 8. The collector 52 of the transistor 50, whose emitter is designated 4.9 and whose base 54 is connected to the bridge terminal 6, is on the one hand via a resistor 53 on the motor armature terminal 15 and on the other hand on the base 96 of another pnp transistor 97, whose collector 98 is also is connected to the motor armature terminal 15, while its emitter 99 is connected to the variable resistors 100, 101 and 102 lying in the row and belonging to the bridge branches 9 and 10 , the sliding contact 103 of the variable resistor 100 leads to one of the neighboring resistors 100 and 101 connecting terminal 104. The sliding contact 105 of the resistor 101 forms the bridge terminal 12 and leads via a resistor 106 to the amplifier 1.1. The sliding contact 107 of the resistor 102 forms the bridge terminal 5 and is connected on the one hand to one electrode of the Zener diode 6 and on the other hand via a resistor 10 $ to the terminal 71 of the resistor 36 belonging to the power source.
Der Verstärker #1 besteht aus zwei in Kaskade geschalteten pnp-Transistoren 63 und 75. Der Emitter 62 des Transistors 63 liegt an der Brückenklemme 7 und ist daher über den bereits erwähnten Widerstand 64 mit der Basis 61 des Transistors 57 verbunden, während der Kollektor 66 des Transistors 63 einerseits am Kollektor 65 des Transistors 57 und andererseits über die Klemme 79 an der Basis 7$ des anderen Verstärkertransistors 75 sowie über einen Widerstand 67 an Masse 44 liegt. Die Basis 69 des Transistors 63 ist einerseits über einen Kondensator 70 mit der Motorankerklemme 15 und andererseits, wie bereits erläutert, über den Widerstand 106 mit der Brückenklemme 12, also dem Schleifkontakt 105 des Widerstandes 101, verbunden. Der Emitter 74 des mit seinem Kollektor 77 an Masse 44 liegenden Transistors 75 ist einerseits an das Stellglied 16 und andererseits über einen Widerstand 76 an die Klemme 71 des Widerstandes 36 sowie über einen weiteren Widerstand 95 an die Motorankerklemme 15 angeschlossen.The amplifier # 1 consists of two pnp transistors 63 and 75 connected in cascade. The emitter 62 of the transistor 63 is connected to the bridge terminal 7 and is therefore connected to the base 61 of the transistor 57 via the already mentioned resistor 64 , while the collector 66 of transistor 63 is connected on the one hand to collector 65 of transistor 57 and on the other hand via terminal 79 to base 7 $ of the other amplifier transistor 75 and via a resistor 67 to ground 44. The base 69 of the transistor 63 is connected on the one hand to the motor armature terminal 15 via a capacitor 70 and on the other hand, as already explained, to the bridge terminal 12, i.e. the sliding contact 105 of the resistor 101, via the resistor 106. The emitter 74 of the transistor 75, which has its collector 77 connected to ground 44, is connected on the one hand to the actuator 16 and on the other hand via a resistor 76 to the terminal 71 of the resistor 36 and via a further resistor 95 to the motor armature terminal 15.
Das Stellglied 16 wird aus drei parallelgeschalteten pnp-Transistoren 83, 84 und 85 mit den Emittern 89, 90 und 91 sowie den gemeinsam an die Motorankerklemme 15 angeschlossenen Emitterwiderständen 92, 93 und 94 gebildet, wobei die Basen 80, 81 und 82 der drei Transistoren mit dem Emitter 74 des Transistors 75 verbunden sind. Die Kollektoren 86, 87 und 88 der drei Transistoren des Stellglieds 16 liegen an Masse 44. Die Emitterwiderstände 92, 93 und 94 sind derart gewählt, daß die durch die drei Transistoren fließenden Ströme abgeglichen sind.The actuator 16 is formed from three pnp transistors 83, 84 and 85 connected in parallel with the emitters 89, 90 and 91 as well as the emitter resistors 92, 93 and 94 connected together to the motor armature terminal 15, with the bases 80, 81 and 82 of the three transistors are connected to the emitter 74 of the transistor 75. The collectors 86, 87 and 88 of the three transistors of the actuator 16 are connected to ground 44. The emitter resistors 92, 93 and 94 are chosen such that the currents flowing through the three transistors are balanced.
Der Ankerstrom des Motors verläuft folgendermaßen: Mittelanzapfung 40 der Sekundärwicklung 33 des Transformators 31 (Plusklemme 2 der Gleichstromquelle 1), Widerstände 55 und 68, Motorankerklemme 13, Motoranker 14, Motorankerklemme 15, Emitter-Kollektor-Strecken der parallelgeschalteten Transistoren 83, 84 und 85, Masse 44 (Minusklemme 3 der Gleichstromquelle 1), Dioden 45 bzw. 46, Klemmen 34 bzw. 38 der Sekundärwicklung 33 des Transformators 31. Diese Sekundärwicklungsklemmen wechseln periodisch ihre Polarität, so daß während jeder Periode des speisenden Wechselstroms einmal die Klemme 34 und das andere Mal die Klemme 38 negatives Potential in bezug auf die Mittelanzapfung 40 hat.The armature current of the motor runs as follows: Center tap 40 of the secondary winding 33 of the transformer 31 (positive terminal 2 of the direct current source 1), resistors 55 and 68, motor anchor clamp 13, motor anchor 14, motor anchor clamp 15, emitter-collector paths of the parallel-connected transistors 83, 84 and 85, ground 44 (negative terminal 3 of direct current source 1), diodes 45 or 46, terminals 34 or 38 of the secondary winding 33 of the transformer 31. These secondary winding terminals periodically change their polarity, so that during each period of the feeding Alternating current one time the terminal 34 and the other time the terminal 38 negative potential with respect to the center tap 40 has.
Die beschriebene Schaltanordnung arbeitet folgendermaßen: Die Schleifkontakte 103,105 und 107 der Widerstände 100, 101 und 102 in den Brückenzweigen 9 und 10 werden derart eingestellt, daß die Brücke für einen vorgebbaren Betriebsbereich des Motors, beispielsweise für den Leerlaufbetrieb, abgeglichen ist, wobei die Zenerdiode 6 im Brückenzweig zwischen den Klemmen 5 und 7 eine feste Bezugsspannung vorgibt. Wird nun der Motor belastet, erhöht sich infolge des steigenden Motorstroms die Spannung an den Widerständen 55 und 68. Die Vergrößerung der Spannung am Widerstand 68 bewirkt eine Erhöhung der negativen Basisvorspannung des Transistors 50, so daß ein entsprechender Kollektorstrom dieses Transistors fließt, welcher am Widerstand 53 eine proportionale Spannung erzeugt. Durch diese Spannung wird der Transistor 97 in den leitenden Zustand gesteuert, so daß die Brücke aus dem Gleichgewicht gebracht wird und der infolgedessen über den Widerstand 106 fließende Strom eine den Transistor 63 in den leitenden Zustand steuernde Spannung erzeugt. Gemeinsam mit dem Transistor 63 wird der andere Verstärkertransistor 75 in den leitenden Zustand gesteuert und erhöht entsprechend die negative Basisvorspannung der Transistoren 80 bis 82 des Stellglieds 16, so daß sich die Leitfähigkeit der Emitter-Kollektor-Strecken dieser Transistoren entsprechend erhöht und die am Motoranker wirksame Spannung um einen Betrag zunimmt, welcher der Vergrößerung des vom Motoranker bei Belastung aufgenommenen Stroms derart proportional ist, daß die Motordrehzahl konstant gehalten wird.The switching arrangement described works as follows: The sliding contacts 103, 105 and 107 of the resistors 100, 101 and 102 in the bridge branches 9 and 10 are set in such a way that the bridge is for a predeterminable operating range of the motor, for example for idling operation, is balanced, the Zener diode 6 specifies a fixed reference voltage in the bridge branch between terminals 5 and 7. If the motor is now loaded, the increases due to the increasing motor current Voltage across resistors 55 and 68. The increase in voltage across the resistor 68 causes the negative base bias of transistor 50 to increase so that a corresponding collector current of this transistor flows, which at the resistor 53 generates a proportional voltage. This voltage makes the transistor 97 is controlled into the conductive state, so that the bridge is unbalanced and the current flowing through the resistor 106 as a result causes the transistor 63 generated in the conductive state controlling voltage. Together with the transistor 63, the other amplifier transistor 75 is controlled in the conductive state and increases the negative base bias of transistors 80 to 82 accordingly Actuator 16, so that the conductivity of the emitter-collector routes of this Transistors increased accordingly and the effective voltage at the motor armature by one The amount increases which corresponds to the magnification of the absorbed by the motor armature under load Current is proportional so that the motor speed is kept constant.
Wenn der Motor mit einem höheren als dem maximal zulässigen Moment belastet wird und daher der Ankerstrom einen vorgebbaren kritischen Wert übersteigt, dann wird die Spannung am Widerstand 68 so groß, daß der Transistor 57 in den leitenden Zustand gesteuert wird. Die dann am Widerstand 67 infolge des Kollektorstroms des Transistors 57 auftretende Spannung reduziert die negative Vorspannung des Verstärkertransistors 95, so daß die Transistoren 83 bis 85 des Stellglieds 16 nicht voll durchgesteuert werden können und demzufolge die Motorankerspannung auf einem hinreichend geringen Wert gehalten wird. Der Transistor 57 sorgt also auf diese Weise für eine Strombegrenzung und damit für einen Schutz des Motors und der Schaltanordnung.When the engine is running at a torque higher than the maximum allowable is loaded and therefore the armature current exceeds a definable critical value, then the voltage across the resistor 68 is so high that the transistor 57 becomes conductive State is controlled. The then at resistor 67 as a result of the collector current of the Voltage occurring in transistor 57 reduces the negative bias of the amplifier transistor 95, so that the transistors 83 to 85 of the actuator 16 are not fully turned on can be and consequently the motor armature voltage at a sufficiently low Value is held. The transistor 57 thus ensures a current limitation in this way and thus for protection of the motor and the switching arrangement.
Der zur Aufrechterhaltung einer konstanten Motordrehzahl erforderliche Verstärkungskoeffizient der Ankerklemmenspannung läßt sich, abgesehen von einer geeigneten Dimensionierung der beteiligten Transistoren, durch die Wahl der Werte der Widerstände 51 und 68 erzielen. Durch Änderung der Einstellung des Schleifkontaktes 105 am Widerstand 101 kann die gewünschte Drehzahl des Motors nach Wunsch geändert werden.The one required to maintain a constant engine speed Gain coefficient of the anchor terminal voltage can be, apart from one suitable dimensioning of the transistors involved, through the choice of values of resistors 51 and 68 achieve. By changing the setting of the sliding contact 105 at resistor 101 can change the desired speed of the motor as desired will.
Wenn bei steigendem Motorstrom die Spannung am Widerstand 55 einen bestimmten Wert übersteigt, dann werden der Transistor 43 in den leitenden Zustand gesteuert und die Wicklungen 28 bis 30 zur Betätigung der Elektroventile 24 bis 26 erregt. Selbstverständlich kann das Meßglied 17 mit dem Transistor 43 auch derart dimensioniert sein, daß es bereits beim Motorleerlaufstrom anspricht und eine Hilfseinrichtung in Tätigkeit setzt. Bei diesen durch die Elektroventile 24 bis 26 gesteuerten Hilfseinrichtungen kann es sich vorzugsweise, wenn das vom Motor anzutreibende Handgerät ein zahnärztlicher Bohrer ist, um eine Einrichtung zur Zufuhr von Kühlluft sowie um eine Zerstäubereinrichtung handeln, deren Wasser- und Luftzufuhr gesteuert wird, wobei die Inbetriebsetzung des Zerstäubers selber durch ein zweites Steuersignal erfolgt, das durch eine in der Zerstäubereinrichtung untergebrachte Schaltanordnung auslösbar ist.If with increasing motor current the voltage across resistor 55 a exceeds a certain value, then the transistor 43 in the conductive state controlled and the windings 28 to 30 for actuating the solenoid valves 24 to 26 excited. Of course, the measuring element 17 with the transistor 43 can also be used in this way be dimensioned so that it already responds to the motor no-load current and an auxiliary device puts into action. With these auxiliary devices controlled by the solenoid valves 24 to 26 it can preferably be if the hand-held device to be driven by the motor is a dental device Drill is to a device for the supply of cooling air as well as to an atomizing device act, the water and air supply is controlled, the commissioning of the atomizer itself is carried out by a second control signal that is generated by an in the nebulizer accommodated switching arrangement can be triggered.
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |