Impulssteuervorrichtung für Gleichstrommotoren Die Erfindung bezieht
sich auf eine Impulssteuervorrichtung mit Gleichstrommotor, insbesondere Gleichstromkleinmotor,
zur Erzielung kleinster Bewegungsimpulse. Die Erzielung solcher Impulse macht verschiedene
Schwierigkeiten. Zunächst ist es schon schwierig, den die Impulse erzeugenden Impulsgeber
so herzustellen, daß die Impulsdauer sehr klein wird. Da ferner bei sehr kurzen
Impulsen das Impulsende in die Einschaltstrom.spitze fällt, werden auch die Kontakte
sehr stark beansprucht und ihre Lebensdauer herabgesetzt. Man könnte zwar durch
Vorschalten von Widerständen die Einschaltstrom.spitze mildern, doch würden diese
Widerstände in der Regel stören, weil bei solchen Steuervorrichtungen der Motor
auch oft längere Zeit mit voller Drehzahl laufen muß, um auch schnellere Bewegungen
ausführen zu können. Es müßte also eine besondere Schaltvorrichtung angeordnet werden,
die die Vorschaltwiders.tände beim Übergang auf den Lauf mit voller Drehzahl kurzschließt.
Dadurch würde die Schaltanordnung verteuert und verwickelter. Entsprechendes gilt
für Spannungsteilerschaltungen od. dgl., bei denen der Motor während der Impulssteuerung
an einer kleineren Spannungsstufe liegt. Die Erfindung beseitigt diese Mängel. Erfindungsgemäß
wird mit dem Motor eine Drosselspule solcher Größe in Reihe geschaltet, daß der
Maximumbereich des Einschaltstroms außerhalb der Impulsdauer liegt. Diese Spule
hat einen Ohmschen Widerstand, der gegenüber dem
Ankerwiderstandnichtins
Gewicht fällt und infol@edessen bei Schaltung auf volle Drehzahl ohne Störung eingeschaltet
bleiben kann. Sie unterdrückt aber die Einschaltstromspitze und verschiebt das Maximum
des Einschaltstroms zeitlich gegen den Einschaltpunkt so weit, daß auch bei sehr
kurzen Impulsen das Impulsende noch in den Bereich kleiner Stromwerte fällt. Wegen
der starken Herabdrückung des Einschaltstroms führt der -Motor während der Impulsdauer
auch nur kleine Bewegungen aus, so daß also das betreffende Gerät durch Impulse
ganz fein eingesteuert werden kann. Die Herabsetzung des Einschaltstroms am Impulsende
ergibt auch eine erhebliche Schonung der Kontakte und damit eine Erhöhung ihrer
Lebensdauer.Pulse Control Apparatus for DC Motors The invention relates to
a pulse control device with a direct current motor, in particular a small direct current motor,
to achieve the smallest movement impulses. Achieving such impulses makes different things
Trouble. At first it is difficult to find the pulse generator that generates the pulses
to be produced in such a way that the pulse duration is very short. Since, furthermore, with very short
If the end of the pulse falls within the inrush current peak, so will the contacts
very heavily used and their service life reduced. You could go through
Connecting resistors upstream would reduce the inrush current, but these would
Resistances usually interfere, because in such control devices the motor
also often has to run at full speed for a longer period of time in order to achieve faster movements
to be able to perform. A special switching device would have to be arranged
which short-circuits the ballast resistors when transitioning to running at full speed.
This would make the circuitry more expensive and complicated. The same applies accordingly
for voltage divider circuits or the like, in which the motor during the pulse control
is at a lower voltage level. The invention overcomes these shortcomings. According to the invention
a choke coil is connected in series with the motor of such a size that the
The maximum range of the inrush current is outside the pulse duration. This coil
has an ohmic resistance that is opposite to
Armature resistance not
Weight falls and, as a result, switched on without malfunction when switched to full speed
can stay. However, it suppresses the inrush current peak and shifts the maximum
of the inrush current against the switch-on point so far that even with very
short pulses the end of the pulse still falls within the range of low current values. Because
the motor leads to the strong reduction of the inrush current during the pulse duration
also only small movements, so that the device in question by impulses
can be controlled very finely. The reduction of the inrush current at the end of the pulse
also results in a considerable protection of the contacts and thus an increase in their
Lifespan.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der 7eichnung dargestellt
(Fig. i bis 3).An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing (FIGS. 1 to 3 ) .
An das Netz N ist über die Schaltschütze i, 2 ein Gleichstromkleinmotor
3 :beispielsweise mit Dauermagneterregung angeschlossen. Dem Motor ist eine Drosselspule
4 vorgeschaltet. Die Kontakte des Schützes i sind mit i i, 1a, die des Schützes
2 mit 21, 22 bezeichnet. Die Schütze werden durch einen auch als Impulsgeber
verwendbaren Steuerschalter betätigt. In der dargestellten Stellung der Schütze
ist der Motoranker kurzgeschlossen. In dieser Stellung wird er auch aus dem Lauf
durch Dämpfung sehr rasch abgebremst. Wird der Steuerschalter 5 im Pfeilsinn umgelegt,
dann stellt sich das Schütz i auf den Kontakt 12, und der -.Motor 3 läuft im Pfeilsinn.
Das Schütz :2 hält dabei .den Kontakt 21 geschlossen. Soll der Motor im entgegengesetzten
Drehsinn umlaufen, dann wird der Steuerschalter 5 entgegen dem Pfeilsinn umgelegt.
Das Schütz :3 schließt dabei den Kontakt 22, Während das Schütz i, das jetzt stromlos
ist, auf dem Kontakt i i steht. Wird der Steuerschalter 5 genügend lang in der einen
oder anderen Arbeitsstellung gehalten, dann läuft der --Motor 3 mit voller Drehzahl,
da die Drossel 4 einen sehr kleinen OhmschenWiderstand hat. Das. zu steuernde Gerät
wird dabei entsprechend rasch bewegt.A small direct current motor 3, for example with permanent magnet excitation, is connected to the network N via the contactors i, 2. A choke coil 4 is connected upstream of the motor. The contacts of the contactor i are denoted by ii, 1a, those of the contactor 2 by 21, 22. The contactors are operated by a control switch that can also be used as a pulse generator. In the shown position of the contactors, the motor armature is short-circuited. In this position, it is braked very quickly from the run by damping. If the control switch 5 is thrown in the direction of the arrow, the contactor i is set to the contact 12, and the motor 3 runs in the direction of the arrow. The contactor: 2 keeps contact 21 closed. If the motor is to rotate in the opposite direction, the control switch 5 is thrown against the direction of the arrow. The contactor: 3 closes the contact 22, while the contactor i, which is now de-energized, is on the contact ii. If the control switch 5 is held long enough in one or the other working position, the motor 3 runs at full speed because the throttle 4 has a very low ohmic resistance. That. The device to be controlled is moved accordingly quickly.
Bei Feineinstellung des zu steuernden Geräts wird der Steuerschalter
5 impulsartig betätigt. Da die Mittel zu einer solchen Betätigung an sich bekannt
sind, sollen sie hier nicht näher erläutert werden. Wäre die Drossel 4 nicht vorhanden,
dann würde sich ein Strom- und Drehzahlverlauf während der sehr kurzen Impulsdauer
p nach der Fig. 2 ergeben. In dieser Figur ist in Abhängigkeit von der Zeit
t der Strom I und die Drehzahl co aufgetragen. Beim Einschalten des
Stroms im Punkt o steigt dieser .sehr rasch, unter der Voraussetzung, daß keine
Drossel vorhanden ist, auf einen hohen Wert an und ist auch beim Impulsende P des
sehr kurzen Impulses p kaum kleiner geworden. Ist die Selbstinduktion des Motorankers
nicht v ernachlässigbar klein, dann fällt das Impulsende vielleicht sogar in das
Maximum des dann etwas langsamer ansteigenden Einschaltstromstoßes. Auch die Drehzahl
co des Motors steigt während der Impulsdauer p steil an. Der Motor macht infolgedessen
eine heftige ruckartige Bewegung, die nur dadurch genügend klein gehalten werden
kann, daß man die Impulsdauer p sehr stark verkleinert. Die Erzeugung derartig kurzer
Impulse mit einfachen Schaltgeräten macht aber große Schwierigkeiten.When fine-tuning the device to be controlled, the control switch 5 is actuated in a pulse-like manner. Since the means for such an actuation are known per se, they will not be explained in more detail here. If the throttle 4 were not present, then a current and speed curve would result during the very short pulse duration p according to FIG. 2. In this figure, the current I and the speed co are plotted as a function of the time t. When the current is switched on at point o, it rises very rapidly to a high value, provided that there is no throttle, and has hardly become smaller at the end of the pulse P of the very short pulse p. If the self-induction of the motor armature is not negligibly small, then the end of the pulse may even fall within the maximum of the inrush current which then increases somewhat more slowly. The speed co of the motor also increases steeply during the pulse duration p. As a result, the motor makes a violent jerky movement, which can only be kept sufficiently small by reducing the pulse duration p very sharply. The generation of such short pulses with simple switching devices creates great difficulties.
Ganz anders liegen die Verhältnisse, wenn eine Drosselspule der angegebenen
Größe dem Motor vorgeschaltet ist. Ist der Ohm-sche Widerstand des Drossel- und
=Motorkreises genügend klein, dann wirkt bekanntlich eine solche Schaltung wie ein
schwach gedämpfter-Schwingungskreis, in dem der Motor die Rolle eines Kondensators
übernimmt. Diese Verhältnisse sind in Fig.3 dargestellt. Der Strom I steigt nur
allmählich bis zu einem Maximum.z',1 auf, das durch entsprechende Bemessung der
Drosselspule 4 leicht weit außerhalb der Impulsdauer p' gerückt werden kann. Beim
Impulsende P' hat infolgedessen der Strom noch verhältnismäßig kleine Werte, so
daß er unter weitgehender Schonung der Kontakte unterbrochen werden kann. Auch die
Drehzahl co steigt sanft an. Es ergeben sich also mühelos sehr kleine Bewegungsimpulse,
auch wenn man mit Rücksicht auf einfache Konstruktion des Impulsgebers die Impulsdauer
p' wesentlich größer macht als die Impulse p (Fig.2) bei Fehlen der Drossel.The situation is completely different if a choke coil of the specified
Size is upstream of the motor. Is the ohmic resistance of the throttle and
= Motor circuit sufficiently small, then, as is well known, such a circuit acts as a
weakly damped oscillating circuit in which the motor plays the role of a capacitor
takes over. These relationships are shown in Figure 3. The current I only increases
gradually up to a maximum z ', 1, which can be achieved by appropriate dimensioning of the
Choke coil 4 can easily be moved far outside the pulse duration p '. At the
As a result of the end of the pulse P ', the current still has relatively small values, see above
that it can be interrupted while largely sparing the contacts. Also the
Speed co increases gently. Very small movement impulses result effortlessly,
even if the pulse duration is taken into account with regard to the simple construction of the pulse generator
makes p 'much larger than the pulses p (Fig.2) in the absence of the throttle.
Die Erfindung bietet den Vorteil, daß sich kleinste Bewegungsimpulse
unter weitgehender Kontaktschonung mit einfachen Mitteln herbeiführen lassen, ohne
daß die Impulsdauer zu stark verkürzt werden muß. Das von dem Motor gesteuerte Gerät
kann infolgedessen mühelos sehr fein eingestellt werden, ohne daß durch die Schaltung
die Durchführung rascher Steuerbewegungen erschwert wird.The invention offers the advantage that the smallest movement impulses
Let it be brought about by simple means while largely protecting the contact, without
that the pulse duration must be shortened too much. The device controlled by the engine
as a result, can be easily adjusted very finely without having to go through the circuit
making rapid tax movements difficult.