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DD225603A3 - CONTROLLABLE LOAD RELIEF CONTROLLER FOR PHASE CUTTING-CONTROLLED ENGINES - Google Patents

CONTROLLABLE LOAD RELIEF CONTROLLER FOR PHASE CUTTING-CONTROLLED ENGINES Download PDF

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Publication number
DD225603A3
DD225603A3 DD24398082A DD24398082A DD225603A3 DD 225603 A3 DD225603 A3 DD 225603A3 DD 24398082 A DD24398082 A DD 24398082A DD 24398082 A DD24398082 A DD 24398082A DD 225603 A3 DD225603 A3 DD 225603A3
Authority
DD
German Democratic Republic
Prior art keywords
voltage
comparator
inverting input
diode
whose
Prior art date
Application number
DD24398082A
Other languages
German (de)
Inventor
Dieter Schultz
Guenter Lippmann
Original Assignee
Naehmaschinenwerk Veb
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Naehmaschinenwerk Veb filed Critical Naehmaschinenwerk Veb
Priority to DD24398082A priority Critical patent/DD225603A3/en
Priority to DE19833326603 priority patent/DE3326603A1/en
Priority to SU837773086A priority patent/SU1390760A1/en
Priority to YU199383A priority patent/YU199383A/en
Publication of DD225603A3 publication Critical patent/DD225603A3/en

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements 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
    • H02P25/10—Commutator motors, e.g. repulsion motors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Sewing Machines And Sewing (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Abstract

Der erfindungsgemaesse Regler ist so aufgebaut, dass er an verschiedene Leistungskreise angekoppelt werden kann, und dass die EMK des Motors oder die Ausgangsspannung eines Tachogenerators als Regelgroesse benutzt werden kann; wobei die wesentlichsten Bauelemente in einen Schaltkreis integrierbar sind. Im wesentlichen wird die Funktion des Reglers durch eine zur Netzwechselspannung synchrone Rechteckspannung, die durch eine spezielle Art der Erzeugung im O-Durchgang einen H-L-Sprung und nach etwa 2 ms einen L-H-Sprung aufweist, gekennzeichnet, die im Ergebnis einer Ueberlagerung mit einer zweiten Spannung, erzeugt durch ein R-C-Glied in Verbindung mit einem ueber eine Fusssteuerung veraenderlichen Spannungsteiler eine Spannung ergibt, die im Vergleich mit einer ueber einen Differenzverstaerker auf einem R-C-Glied gespeicherten Messspannung eine weitere Rechteckspannung erzeugt, deren H-L-Flanke ueber einen Impulsverstaerker zur Zuendung eines Leistungshalbleiters genutzt wird und deren L-Potential die Messwertuebernahme abschaltet. Fig. 1The controller according to the invention is designed so that it can be coupled to different power circuits, and that the emf of the motor or the output voltage of a tachogenerator can be used as a control variable; wherein the most essential components are integrated in a circuit. Essentially, the function of the regulator is characterized by a synchronous to AC line voltage square-wave voltage, which has a LH jump by a special type of generation in O-pass HL jump and after about 2 ms, resulting in a superposition with a second Voltage generated by an RC element in conjunction with a variable voltage divider across a foot controller provides a voltage which, in comparison to a measurement voltage stored on a RC element via a differential amplifier, generates another square-wave voltage whose HL edge is over a pulse amplifier for ignition a power semiconductor is used and whose L-potential shuts off the measured value acquisition. Fig. 1

Description

- 3 - z<KS aeu ι- 3 - z <KS aeu ι

mehrere steuerbare Leistungshalbleiter und über eine erste Diode zum einen mit dem Ausgang eines Differenzverstärkers, dessen Eingänge z. B. zur Einkopplung der EMK genutzt werden und zum anderen über eine zweite Diode mit einem zweiten Zeitkonstantenglied, das über einen Widerstand mit dem nichtinvertierenden Eingang des zweiten Komparators verbunden ist, in Verbindung steht.a plurality of controllable power semiconductors and a first diode on the one hand to the output of a differential amplifier whose inputs z. B. are used for coupling the EMF and on the other hand via a second diode with a second time constant element, which is connected via a resistor to the non-inverting input of the second comparator in communication.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das erste Zeitkonstantenglied direkt mit der Anode einer ersten Diode zur Erzeugung der positiven und mit der Katode einer zweiten Diode zur Erzeugung der negativen Betriebsspannung in Verbindung steht oder am Ausgang eines dritten Komparators angeschlossen ist, dessen invertierender Eingang mit dem Mittelpunkt der Betriebsspannungen und dessen nichtinvertierender Eingang über einen Widerstand mit der Anode der ersten Diode und der Katode der zweiten Diode zur Betriebsspannungsversorgung verbunden ist.Another feature of the invention is that the first time constant element is directly connected to the anode of a first diode for generating the positive and the cathode of a second diode for generating the negative operating voltage or is connected to the output of a third comparator whose inverting input is connected to the center of the operating voltages and the non-inverting input via a resistor to the anode of the first diode and the cathode of the second diode to the operating voltage supply.

Anhand der Figuren 1 bis 7 soll die Erfindung näher erläutert werdenReference to the figures 1 to 7, the invention will be explained in more detail

Es zeigen:Show it:

Figur 1: ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Regelschaltung, Figur 2: ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Regelschaltung, Figur 3: SpannungskurvenFigure 1: a first embodiment of the control circuit according to the invention, Figure 2: a second embodiment of the control circuit according to the invention, Figure 3: Voltage curves

U1 — NetzwechselspannungU 1 - AC mains voltage

U2 — Spannungsverlauf an der Anode der Diode 2U 2 - Voltage curve at the anode of the diode 2

U3 — Spannungsverlauf am invertierenden Eingang des Komparators 22 U4 — Spannungsverlauf am nichtinvertierenden Eingang des Komparators 22 U5 — Spannungsverlauf am invertierenden Eingang des Komparators 28 U5 — Spannungsverlauf an den Anoden der Dioden 31 und 29U 3 - Voltage curve at the inverting input of the comparator 22 U 4 - Voltage curve at the non-inverting input of the comparator 22 U 5 - Voltage curve at the inverting input of the comparator 28 U 5 - Voltage curve at the anodes of the diodes 31 and 29

U7 — Spannungsverlauf am Kondensator 27U 7 - Voltage curve at the capacitor 27

U8 — Spannungsverlauf am Ausgang des Komparators 28U 8 - voltage curve at the output of the comparator 28

U9 — Spannungsverlauf an der Basis des Transistors 43U 9 - voltage curve at the base of the transistor 43

U10 — Spannungsverlauf am Anschluß 49,U 10 - voltage curve at terminal 49,

Figur 4: Den erfindungsgemäßen Regler mit einem triacgesteuerten Leistungsteil, Figur 5: Den erfindungsgemäßen Regler mit einem thyristorgesteuerten Leistungsteil, Figur 6: Den erfindungsgemäßen Regler mit einem triacgesteuerten Leistungsteil ohne Diodenbrücke, und Figur 7: Den erfindungsgemäßen galvanisch vom Leistungsteil getrennten Regler.FIG. 4 shows the controller according to the invention with a triac-controlled power unit,

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird anhand der Figuren 1 bis 3, die Zusammenschaltung des Reglers mit verschiedenen Leistungsteilen anhand der Figuren 4 bis 7 beschrieben.A preferred embodiment will be described with reference to Figures 1 to 3, the interconnection of the controller with different power parts with reference to Figures 4 to 7.

Ausführungsbeispielembodiment

Der bevorzugte steuerbare lastabhängige Regier (im folgenden Regler benannt) ist in Figur 1 dargestellt. Der Anschluß 52 des Reglers ist mit dem einen Pol und der Anschluß 47 über einen nicht dargestellbaren Widerstand mit dem anderen Pol der Netzwechselspannung verbunden. Der Anschluß 47 bildet den gemeinsamen Verbindungspunkt für die Anode der Diode 2, für die Katode der Diode 3 und für den ersten Anschluß des ersten Zeitkonstantengliedes 7; 10. Zwischen der Katode der Diode 2 und der Anode der Diode 3 befindet sich eine Reihenschaltung aus den Kondensatoren 5 und 6, denen eine Reihenschaltung aus den Z-Dioden 8 und 9 parallel geschaltet ist, so daß an der Katode der Z-Diode 8 die positive Betriebsspannung und an der Anode der Z-Diode 9 die negative Betriebsspannung entsteht. Der Mittelpunkt für diese beiden Betriebsspannungen ist durch die Verbindung zwischen den beiden Kondensatoren 5 und 6 und zwischen den beiden Z-DiodenThe preferred controllable load-dependent controller (named in the following controller) is shown in FIG. The terminal 52 of the regulator is connected to the one pole and the terminal 47 via a resistor, not shown, with the other pole of the AC line voltage. The terminal 47 forms the common connection point for the anode of the diode 2, for the cathode of the diode 3 and for the first terminal of the first time constant element 7; 10. Between the cathode of the diode 2 and the anode of the diode 3 is a series circuit of the capacitors 5 and 6, which is a series circuit of the Z-diodes 8 and 9 connected in parallel, so that at the cathode of the Zener diode. 8 the positive operating voltage and at the anode of the Zener diode 9, the negative operating voltage. The center of these two operating voltages is through the connection between the two capacitors 5 and 6 and between the two Zener diodes

8 und 9, die am Anschluß 52 liegen, gegeben.8 and 9, which are located at the terminal 52 given.

Der zweite Anschluß des ersten Zeitkonstantengliedes 7; 10 liegt über die Anoden-Katoden-Strecke der Diode 11 am invertierenden Eingang und über die Katoden-Anoden-Strecke der Diode 12 am nichtinvertierenden Eingang des KomparatorsThe second terminal of the first time constant element 7; 10 is across the anode-cathode path of the diode 11 at the inverting input and the cathode-anode path of the diode 12 at the non-inverting input of the comparator

Der invertierende Eingang steht über den Widerstand 14 mit dem Mittelpunkt und über den Widerstand 13 mit der negativen Betriebsspannung in Verbindung. Der nichtinvertierende Eingang des Komparators 22 ist über den Widerstand 17 mit dem Mittelpunkt der Betriebsspannung und über den Widerstand 16 mit der positiven Betriebsspannung verbunden.The inverting input is connected via the resistor 14 to the center and via the resistor 13 to the negative operating voltage in combination. The non-inverting input of the comparator 22 is connected via the resistor 17 to the midpoint of the operating voltage and via the resistor 16 to the positive operating voltage.

Der Anschluß 15 ist über eine nicht näher benannte Fußsteuerung mit dem Anschluß 18 des Reglers verbunden. Der Anschluß 18 ist zum einen über die Reihenschaltung der Widerstände 19; 20 mit der negativen Betriebsspannung und zum anderen über den Widerstand 21 mit dem Kondensator 23, der über den Widerstand 24 mit dem invertierenden Eingang des Komparators 28 und mit dem Ausgang des Komparators 22 in Verbindung steht, verbunden.The terminal 15 is connected via an unspecified foot control with the terminal 18 of the controller. The terminal 18 is on the one hand via the series connection of the resistors 19; 20 with the negative operating voltage and the other via the resistor 21 to the capacitor 23, which is connected via the resistor 24 to the inverting input of the comparator 28 and to the output of the comparator 22 in combination.

Der nichtinvertierende Eingang des Komparators 28 liegt über einen Widerstand 25 an einem zweiten Zeitkonstantenglied 26; 27, das über die Katoden-Anoden-Strecke der Diode 29 zum einen über den Widerstand 32 an der positiven Betriebsspannung und zum anderen über den Widerstand 33 an den Ausgang des Differenzverstärkers, bestehend aus einem Operationsverstärker 36 und den Widerständen 35; 38; 40; 41; 42; 46, angeschlossen ist.The noninverting input of the comparator 28 is connected via a resistor 25 to a second time constant element 26; 27, via the cathode-anode path of the diode 29 on the one hand via the resistor 32 to the positive operating voltage and the other via the resistor 33 to the output of the differential amplifier, consisting of an operational amplifier 36 and the resistors 35; 38; 40; 41; 42; 46, is connected.

Die Eingänge des Operationsverstärkers 36 stehen über die Widerstände 40; 41 mit den Anschlüssen 50; 51, die über die Widerstände 42; 46 am Mittelpunkt der Betriebsspannung liegen, in Verbindung. Der Widerstand 38 verbindet den nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 36 mit dem Mittelpunkt der Betriebsspannung und der Widerstand 35 den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 36 mit dem Ausgang desselben. Der Ausgang des Komparators 28 ist über den Widerstand 30 mit der positiven Betriebsspannung über die Diode 31 mit der Anode der Diode 29, und über ein drittes Zeitkonstantenglied 34; 37 mit der Basis des Transistors 43, die über den Widerstand 39 an die positive Betriebsspannung gelegt ist, verbunden. Die positive Betriebsspannung liegt über die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 43 am Anschluß 48, der über einen Widerstand 44 zum einen mit dem Anschluß 49 und zum anderen über den Widerstand 45 mit dem Mittelpunkt der Betriebsspannungen verbunden ist.The inputs of the operational amplifier 36 are above the resistors 40; 41 with the terminals 50; 51, via the resistors 42; 46 at the midpoint of the operating voltage, in conjunction. The resistor 38 connects the non-inverting input of the operational amplifier 36 to the midpoint of the operating voltage, and the resistor 35 connects the inverting input of the operational amplifier 36 to the output thereof. The output of the comparator 28 is connected via the resistor 30 to the positive operating voltage via the diode 31 to the anode of the diode 29, and via a third time constant element 34; 37 connected to the base of the transistor 43, which is connected via the resistor 39 to the positive operating voltage. The positive operating voltage is across the emitter-collector path of the transistor 43 at the terminal 48, which is connected via a resistor 44 on the one hand to the terminal 49 and the other via the resistor 45 to the center of the operating voltages.

Wirkungsweiseoperation

Anhand der Figuren 1 bis 3 soll die Wirkungsweise des Reglers näher erläutert werden.Reference to the figures 1 to 3, the operation of the controller will be explained in more detail.

Die am Anschluß 52 und vor einem nicht dargestellten Widerstand, der mit dem Anschluß 47 verbunden ist, anliegenden Netzspannung U1 erzeugt über den nichtdarstellbaren Widerstand, die Diode 2 und die Z-Diode 8 während der positiven Halbwelle am Kondensator 5 eine positive Spannung und über den nichtdarstellbaren Widerstand, die Diode 3 und die Z-DiodeThe voltage applied to the terminal 52 and a resistor, not shown, which is connected to the terminal 47, applied mains voltage U 1 generated via the nichtdarstellbaren resistor, the diode 2 and the Zener diode 8 during the positive half cycle on the capacitor 5 is a positive voltage and over the unrepresentable resistor, the diode 3 and the Zener diode

9 während der negativen Halbwelle am Kondensator 6 eine negative Spannung. Diese positive und negative Spannung bilden die Betriebsspannungen für den Regler.9 during the negative half cycle on the capacitor 6, a negative voltage. These positive and negative voltages constitute the operating voltages for the regulator.

-4- 243 980 1-4- 243 980 1

Durch das Prinzip der Erzeugung der Betriebsspannung entsteht an der Anode der Diode 2 bzw. an der Katode der Diode 3 eine Rechteckspannung U2, deren H-L-Flanke oder L-H-Flanke zum Zeitpunkt des Nulldurchganges der Netzwechseispannung auch den Mittelpunkt der Betriebsspannung durchläuft. Dabei ist die Rechteckspannung U2 positiv, wenn die positive Halbwelle anliegt und negativ, wenn die negative Halbwelle anliegt.By the principle of generating the operating voltage is formed at the anode of the diode 2 and at the cathode of the diode 3, a square wave U 2 , the HL edge or LH edge at the time of zero crossing of the Netzwechseispannung also passes through the center of the operating voltage. In this case, the square-wave voltage U 2 is positive when the positive half-wave is applied and negative when the negative half-wave is applied.

Die L-H-Flanke der Rechteckspannung wird über das erste Zeitkonstantenglied 7; 10 und die Diode 11 dem über den Spannungsteiler 13; 14 negativ vorgespannten invertierenden Eingang und die H-L-Flanke der Rechteckspannung über das gleiche Zeitkonstantenglied und die Diode 12 dem über den Spannungsteiler 16; 17 positiv vorgespannten nichtinvertierenden Eingang des Komparators 22 ausgeführt.The L-H edge of the square-wave voltage is applied via the first time constant element 7; 10 and the diode 11 via the voltage divider 13; 14 negatively biased inverting input and the H-L edge of the square-wave voltage over the same time constant element and the diode 12 via the voltage divider 16; 17 positively biased noninverting input of the comparator 22 executed.

Die durch das erste Zeitkonstantenglied 7; 10 entstehende Impulsform und Impulsbreite U3;U<, bewirkt, daß am Ausgang des Komparators 22 bzw. am invertierenden Eingang des Komparators 28 eine Spannung U5 entsteht, deren zeitlicher Verlauf durch eine H-L-Flanke im Nulldurchgang der Netzwechselspannung und bestimmt durch die Impulsbreite und die Vorspannung der Eingänge des Komparators 22 nach etwa 2ms durch eine L-H-Flanke gekennzeichnet ist. Das L-Potential der Spannung U5 wird durch die negative Betriebsspannung bestimmt.The first time constant member 7; The resulting pulse shape and pulse width U 3 , U <, causes a voltage U 5 to be produced at the output of the comparator 22 or at the inverting input of the comparator 28, whose time profile is determined by a HL edge in the zero crossing of the mains AC voltage and determined by the pulse width and the bias of the inputs of the comparator 22 is characterized by an LH edge after about 2ms. The L potential of the voltage U 5 is determined by the negative operating voltage.

Das Η-Potential ist durch die nicht näher benannte Fußsteuerung, die zwischen den Anschlüssen 15 und 18 liegt, durch die Widerstände 19; 20, durch die Aufladezeit eines vierten Zeitkonstantengliedes 21; 23 und den Widerstand 24 bestimmt.The Η potential is due to the unspecified foot control, which is located between the terminals 15 and 18, through the resistors 19; 20, by the charging time of a fourth time constant element 21; 23 and the resistor 24 determined.

Durch die nicht näher benannte Fußsteuerung, die im wesentlichen aus einem regelbaren Widerstand besteht, kann das H-Potential der Spannung U5 am invertierenden Eingang des Komparators 28 variiert werden. Dieses Η-Potential der Spannung U5 bildet den Sollwert für die über die Fußsteuerung eingestellte Drehzahl des Motors.Due to the unspecified foot control, which consists essentially of a variable resistor, the H potential of the voltage U 5 at the inverting input of the comparator 28 can be varied. This Η potential of the voltage U 5 forms the desired value for the set via the foot control speed of the motor.

Über die Anschlüsse 50 und 51 kann z. B. die EMK des Motors an den Differenzverstärker angekoppelt werden. Durch die Verbindung des Ausgangs des Differenzverstärkers über den Widerstand 33 und zum einen über den Widerstand 32 mit der positiven Betriebsspannung und zum anderen über die Diode 29 mit dem zweiten Zeitkonstantenglied 26; 27; das über den Widerstand 25 mit dem nichtinvertierenden Eingang des Komparators 28 in Verbindung steht, entsteht am nichtinvertierenden Eingang des Komparators 28 eine Spannung U7. Diese Spannung bildet den Istwert. Durch den Komparator 28 werden der Soll- und Istwert derart verglichen, daß, wenn die Dachschräge der Spannung U5 den Wert der Spannung U7 durchläuft, der Ausgang des Komparators 28 einen Spannungssprung U8 von H nach L ausführt. Durch diesen Spannungssprung wird über die Diode 31 der Stromfluß durch die Diode 29 unterbrochen und gleichzeitig über das dritte Zeitkonstantenglied 34' 37 die Basis des Transistors 43, der als Impulsverstärker dient, angesteuert (U9).About the terminals 50 and 51 z. B. the emf of the motor can be coupled to the differential amplifier. By the connection of the output of the differential amplifier via the resistor 33 and on the one hand via the resistor 32 to the positive operating voltage and the other via the diode 29 to the second time constant element 26; 27; which is connected via the resistor 25 to the non-inverting input of the comparator 28 in connection, arises at the non-inverting input of the comparator 28, a voltage U. 7 This voltage forms the actual value. By the comparator 28 of the setpoint and actual value are compared such that when the roof pitch of the voltage U 5 passes through the value of the voltage U 7 , the output of the comparator 28 performs a voltage jump U 8 from H to L. By this voltage jump, the current flow through the diode 29 is interrupted via the diode 31 and at the same time via the third time constant element 34 '37, the base of the transistor 43, which serves as a pulse amplifier, driven (U 9 ).

Der verstärkte positive Impuls kann über den Anschluß 48 direkt oder über einen Spannungsteiler am Anschluß 49 (U10) abgenommen werden. Dieser Impuls dient der Ansteuerung eines oder mehrerer im Leistungskreis angeordneter steuerbarer Leistungshalbleiter zur Phasenanschnittsteuerung eines Motors. Ist durch die Fußsteuerung das Η-Potential der Spannung U5 am invertierenden Eingang des Komparators 28 festgelegt, stellt sich am Motor eine entsprechende Drehzahl ein, in deren Abhängigkeit z. B. eine EMK entsteht, die über den Differenzverstärker, den Widerstand 33 und über die Diode 29 an das zweite Zeitkonstantenglied 26; 27 und somit an den nichtinvertierenden Eingang des Komparators 28 gelegt ist.The amplified positive pulse can be removed via terminal 48 directly or via a voltage divider at terminal 49 (U 10 ). This pulse is used to control one or more arranged in the power circuit controllable power semiconductor for phase control of an engine. Is determined by the foot control the Η potential of the voltage U 5 at the inverting input of the comparator 28, the motor is set to a corresponding speed, depending on z. B. an emf is formed, via the differential amplifier, the resistor 33 and the diode 29 to the second time constant element 26; 27 and thus placed on the non-inverting input of the comparator 28.

Wird bei unverändertem Η-Potential der Spannung U5 der Motor abgebremst, verringert sich das Potential am nichtinvertierenden Eingang des Komparators 28, wodurch der H-L-Sprung am Ausgang des Komparators 28, wodurch der H-L-Sprung am Ausgang des Komparators 28 in bezug auf den Nulldurchgang der Netzwechselspannung früher erfolgt. Das bedeutet, daß der Stromflußwinkel am Motor vergrößert wird.If the motor is braked at the same Η potential of the voltage U 5 , the potential at the noninverting input of the comparator 28 is reduced, whereby the HL jump at the output of the comparator 28, whereby the HL jump at the output of the comparator 28 with respect to the Zero crossing of the mains AC voltage takes place earlier. This means that the current flow angle at the motor is increased.

Durch die Dimensionierung der Widerstände 21 und 24 und des Kondensators 23 kann die Dynamik der Regelung wesentlich beeinflußt werden.By dimensioning the resistors 21 and 24 and the capacitor 23, the dynamics of the control can be significantly influenced.

In Figur 2 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reglers dargestellt. Das wesentlichste Merkmal dieser Ausführungsform ist, daß dem ersten Zeitkonstantenglied 7; 10 ein weiterer Komparator 4 vorgeschaltet ist, der die Funktion eines Nullspannungsschalters besitzt. Der invertierende Eingang des Komparators 4 ist an den Mittelpunkt der Betriebsspannung und der nichtinvergierende Eingang über einen Widerstand 1 an den Anschluß 47 gelegt. Diese Schaltung eignet sich besonders, wenn, wie Figur 7 darstellt, der Regler über eine galvanische Trennung vom Netz und Leistungsteil betrieben wird.FIG. 2 shows a further embodiment of the regulator according to the invention. The most essential feature of this embodiment is that the first time constant member 7; 10, a further comparator 4 is connected upstream, which has the function of a zero-voltage switch. The inverting input of the comparator 4 is connected to the midpoint of the operating voltage and the non-converging input via a resistor 1 to the terminal 47. This circuit is particularly suitable if, as Figure 7 shows, the controller is operated via a galvanic isolation from the mains and power unit.

Die in Figur 4 dargestellte Regelung zeigt die Zusammenschaltung des erfindungsgemäßen Reglers mit einem triacgesteuerten Leistungsteil, die durch eine Diodenbrücke 57; 58; 64; 65, in deren Gleichstromkreis der Motor derart angeschlossen ist, daß der Anschluß 63 mit dem Minuspol, der Anschluß 60 mit dem Pluspol und der Anschluß 62 des Motors ebenfalls über die Anoden-Katoden-Strecke der Diode 61 mit dem Pluspol der Diodenbrücke verbunden ist, gekennzeichnet ist. Der steuerbare Leistungshalbleiter 59, der ein Triac ist, befindet sich im Wechselstromkreis der Diodenbrücke. Der Anschluß 47 des erfindungsgemäßen Reglers ist über einen Widerstand 53 mit dem einen Pol, der Anschluß 52 mit dem anderen Pol der Netzwechselspannung verbunden. Die EMK wird über die Widerstände 54; 55 an die Anschlüsse 50; 51 des Reglers gelegt. Das Gate des steuerbaren Leistungshalbleiters 59 liegt am Anschluß 49 des Reglers.The control shown in Figure 4 shows the interconnection of the controller according to the invention with a triac-controlled power unit, which is connected through a diode bridge 57; 58; 64; 65, in the DC circuit of the motor is connected such that the terminal 63 to the negative terminal, the terminal 60 to the positive pole and the terminal 62 of the motor is also connected via the anode-cathode path of the diode 61 to the positive pole of the diode bridge, is marked. The controllable power semiconductor 59, which is a triac, is located in the AC circuit of the diode bridge. The terminal 47 of the regulator according to the invention is connected via a resistor 53 to the one pole, the terminal 52 to the other pole of the AC mains voltage. The EMF is via the resistors 54; 55 to the terminals 50; 51 of the regulator placed. The gate of the controllable power semiconductor 59 is connected to the terminal 49 of the regulator.

Die nicht näher benannte Fußsteuerung zur Einstellung des Sollwertes befindet sich an den Anschlüssen 15; 18 des Reglers.The unspecified foot control for setting the desired value is located at the terminals 15; 18 of the regulator.

Mit den Widerständen 54; 55 wird der Istwert an den Regler angepaßt.With the resistors 54; 55, the actual value is adapted to the controller.

Figur 5 zeigt den erfindungsgemäßen Regler im Zusammenwirken mit einem thyristorgesteuerten Leistungsteil. Da die Katoden der steuerbaren Leistungshalbleiter 69; 70 keinen gemeinsamen Anschlußpunkt besitzen, muß dem Gate des steuerbaren Leistungshalbleiters 69 ein Zündtransformator 68, dessen Primärwicklung mit dem Anschluß 48 und dem Anschluß 52 verbunden ist, vorgeschaltet werden. Das Gate des steuerbaren Leistungshalbleiters 70 ist wie in Figur 4 beschrieben angeschlossen.FIG. 5 shows the regulator according to the invention in cooperation with a thyristor-controlled power unit. Since the cathodes of the controllable power semiconductors 69; 70 have no common connection point, the gate of the controllable power semiconductor 69, an ignition transformer 68 whose primary winding is connected to the terminal 48 and the terminal 52, are connected upstream. The gate of the controllable power semiconductor 70 is connected as described in FIG.

Figur 6 zeigt den erfindungsgemäßen Regler im Zusammenwirken mit einem tiacgesteuerten Leistungsteil ohne Diodenbrücke.FIG. 6 shows the regulator according to the invention in cooperation with a tiac-controlled power unit without a diode bridge.

Der Motor ist mit einem steuerbaren Leistungshalbleiter 59 in Reihe geschaltet. Hier wird während der Stromflußpause des Motors die EMK über die Reihenschaltung 54; 75 und 55; 76 den Anschlüssen 50; 51 des Reglers zugeführt. Durch die Dioden 75; 76 wird nur die positive EMK als Istwert genutzt.The motor is connected in series with a controllable power semiconductor 59. Here, during the Stromflußpause the engine, the EMF via the series circuit 54; 75 and 55; 76, the terminals 50; 51 of the regulator supplied. Through the diodes 75; 76, only the positive emf is used as the actual value.

Figur 7 zeigt den erfindungsgemäßen Regler der galvanisch vom Leistungskreis getrennt ist. Der Istwert wird durch einen mit dem Motor gekoppelten Tachogenerator 72 gebildet.FIG. 7 shows the regulator according to the invention, which is galvanically isolated from the power circuit. The actual value is formed by a tachogenerator 72 coupled to the engine.

Die Netzwechselspannung wird dem erfindungsgemäßen Regler über einen Trenntransformator 73 zugeführt. Die Gates der beiden steuerbaren Leistungshalbleiter 69; 70 sind getrennt über einen Trenntransformator 74 mit den Anschlüssen 48; 52 mit dem Regler verbunden. Für diese Variante der Zusammenschaltung ist besonders der erfindungsgemäße Regler nach Figur 2 geeignet.The AC line voltage is supplied to the controller according to the invention via an isolating transformer 73. The gates of the two controllable power semiconductors 69; 70 are separated via an isolating transformer 74 with the terminals 48; 52 connected to the controller. For this variant of the interconnection, the regulator according to the invention according to FIG. 2 is particularly suitable.

Claims (2)

-2- 243 980 Erfindungsansprüche:-2- 243 980 claims for invention: 1. Steuerbarer lastabhängiger Regler für phasenanschnittgesteuerte Motoren zum Einsatz an verschiedenen mit einem oder mehreren steuerbaren Leistungshalbleitern ausgerüsteten Leistungskreisen mit der Möglichkeit der Istdrehzahlmessung über die EMK oder über Tachogeneratoren, dessen wesentliche Bauelemente in einen Schaltkreis intergrierbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang eines ersten Komparators (22), dessen invertierender Eingang über einen ersten Spannungsteiler (13; 14) negativ und dessen nichtinvertierender Eingang über einen zweiten Spannungsteiler (16; 17) positiv vorgespannt ist, und daß der invertierende Eingang des Komparators (22) über die Katoden-Anoden-Strecke der Diode (11) und der nichtinvertierende Eingang des Komparators (22) über die Anoden-Katoden-Strecke der Diode {12) mit dem ersten Anschluß eines ersten Zeitkonstantengliedes (7; 10), dessen anderer Anschluß direkt an die Anode einer Diode (2) und die Katode einer Diode (3) einer Schaltung zur Erzeugung der positiven und negativen Betriebsspannung (2; 5; 8; 3; 6; 9) angeschlossen ist, in Verbindung steht zum einen über einen Widerstand (24) an ein viertes Zeitkonstantenglied (21; 23) und zum anderen an den invertierenden Eingang eines zweiten Komparators (28), dessen nicht invertierender Eingang über einen Widerstand (25) mit einem zweiten Zeitkonstantenglied (26; 27), das über die Katoden-Anoden-Strecke einer Diode (29) zum einen über die Anoden-Katoden-Strecke einer Diode (31) mit dem Ausgang des zweiten Komparators (28) und zum anderen über einen Widerstand (32) mit der positiven Betriebsspannung und über einen Widerstand (33) mit einem Differenzverstärker, bestehend aus einem Operationsverstärker (36) und den Widerständen (35; 38; 40; 41; 42; 46;), dessen Eingänge an den Anschlüssen (50; 51) liegen, in Verbindung steht, angeschlossen ist.1. Controllable load-dependent controller for phase-angle controlled motors for use on various equipped with one or more controllable power semiconductors power circuits with the possibility of actual speed measurement via the EMF or tachogenerators whose essential components are integrated in a circuit, characterized in that the output of a first comparator (22) whose inverting input is positively biased via a first voltage divider (13; 14) and whose non-inverting input is positively biased via a second voltage divider (16; 17), and in that the inverting input of the comparator (22) is connected across the cathode-anode Distance of the diode (11) and the non-inverting input of the comparator (22) via the anode-cathode path of the diode {12) with the first terminal of a first time constant element (7; 10) whose other terminal directly to the anode of a diode ( 2) and the cathode of a diode (3) Schaltun g for generating the positive and negative operating voltage (2; 5; 8th; 3; 6; 9) is connected, on the one hand via a resistor (24) to a fourth time constant element (21; 23) and on the other to the inverting input of a second comparator (28) whose non-inverting input via a resistor (25) a second time constant element (26; 27) which, via the cathode-anode path of a diode (29), via the anode-cathode path of a diode (31) to the output of the second comparator (28) and via a second time constant Resistor (32) having the positive operating voltage and a resistor (33) having a differential amplifier consisting of an operational amplifier (36) and the resistors (35; 38; 40; 41; 42; 46;) whose inputs are connected to the terminals (32). 50, 51) are connected, connected. 2. Steuerbarer lastabhängiger Regler nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Anschluß des ersten Zeitkonstantengliedes (7; 10) mit dem Ausgang eines dritten Komparators (4) verbunden ist, dessen invertierender Eingang mit dem Mittelpunkt der Betriebsspannung und dessen nichtinvertierender Eingang über einen Widerstand (1) mit der Anode einer Diode (2) und der Katode einer Diode (3) in Verbindung stehen.2. Controllable load-dependent controller according to item 1, characterized in that the second terminal of the first time constant element (7; 10) is connected to the output of a third comparator (4) whose inverting input to the center of the operating voltage and whose non-inverting input via a Resistor (1) with the anode of a diode (2) and the cathode of a diode (3) are in communication. Hierzu 7 Seiten ZeichnungenFor this 7 pages drawings Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Der erfindungsgemäße steuerbare Regler ist zweckmäßig für den Einsatz in Haushaltsgeräten kleiner Leistung, insbesondere Haushaltnähmaschinen, sowie für Erzeugnisse der Industrieelektronik.The controllable controller according to the invention is suitable for use in household appliances of low power, in particular household sewing machines, as well as for products of industrial electronics. Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions Es ist allgemein bekannt, für Haushaltnähmaschinen elektronisch gesteuerte Antriebe zu verwenden, die aus einem Regier, einem Stellglied, das in Verbindung mit anderen Leistungshalbleitern ein oder mehrere steuerbare Leistungshalbleiter enthält, und einem Meßglied zur Erfassung der Ist-Drehzahl des Motors über die BMK oder einen Tachogenerator bestehen. Charakteristisch bei all diesen Lösungen ist, daß die Regier ihrem Verwendungszweck nach auf eine bestimmte Art der Phasenanschnittsteuerung zugeschnitten sind ihre Anwendbarkeit auf diese Art der Phasenanschnittsteuerung beschränkt bleibt. Ein typischer lastabhängiger Regler für phasenanschnittgesteuerte Motoren wird in der DE-Auslegeschrift 2608613 beschrieben. Charakteristisch für dieses Ausführungsbeispiel ist, daß die EMK nur in jeder zweiten Halbwelle der Netzwechselspannung kurzzeitig gemessen und durch einen Analogspeicher gespeichert wird, wobei ein steuerbarer Operationsverstärker durch einen Impuls den Meßkanal freigibt.It is well known to use for home sewing machines electronically controlled drives, which includes a Regier, an actuator which contains in conjunction with other power semiconductors one or more controllable power semiconductors, and a measuring element for detecting the actual speed of the motor via the BMK or a Tachogenerator exist. Characteristic of all these solutions is that the government their purpose of use tailored to a particular type of phase control their applicability is limited to this type of phase control. A typical load-dependent controller for phase-angle controlled motors is described in German Auslegeschrift 2608613. Characteristic of this embodiment is that the EMF is measured for a short time only in every other half cycle of the AC mains voltage and stored by an analog memory, wherein a controllable operational amplifier releases the measuring channel by a pulse. Die Erzeugung des Meßimpulses erfolgt durch eine Steuerschaltung bestehend aus einem Spannungsbegrenzer, einem Sägezahnspannungsgenerator, einem Schwellwertschalter, einem Differenzierglied, einer Impulsformerstufe und einem Spannungs-Strom-Umsetzer. An den Eingängen des genannten Operationsverstärkers erfolgt der Vergleich zwischen der Sollwertgleichspannung und der EMK. Der Ausgang dieses Operationsverstärkers ist mit einem Trennverstärker verbunden. Der Ausgang dieses Trennverstärkers wirkt auf den invertierenden Eingang eines Komperators dessen nichtinvertierender Eingang mit einem zweiten Sägezahnspannungsgenerator, der synchron zur Netzwechselspannung arbeitet, verbunden ist. Im Ergebnis des Vergleichs entsteht am Ausgang des Komparators eine Rechteckspannung, deren L-H-Flanke über ein Impulsglied, einen Impulsverstärker und einen Impulsübertrager den Zündzeitpunkt des Halbleitegleichrichters bestimmt. Nachteilig bei diesem Regler ist, daß er sehr aufwendig ist und seine Einsatzbreite durch die Notwendigkeit eines Impulsübertragers eingeschränkt ist. Ein weiterer Nachteil für die Dynamik des Reglers ist die kurzzeitige, auf jede zweite Halbwelle orientierte Messung der EMK.The generation of the measuring pulse is effected by a control circuit consisting of a voltage limiter, a Sägezahnspannungsgenerator, a threshold value, a differentiator, a pulse shaper and a voltage-current converter. At the inputs of said operational amplifier, the comparison between the setpoint DC voltage and the EMF takes place. The output of this operational amplifier is connected to an isolation amplifier. The output of this isolation amplifier acts on the inverting input of a comparator whose noninverting input is connected to a second ramp voltage generator operating in synchronism with the mains AC voltage. As a result of the comparison, a square-wave voltage is produced at the output of the comparator whose L-H edge determines the ignition timing of the semiconductor rectifier via a pulse element, a pulse amplifier and a pulse transformer. The disadvantage of this controller is that it is very expensive and its use is limited by the need for a pulse transformer. Another disadvantage for the dynamics of the controller is the short-term, on every other half-wave oriented measurement of the EMF. Ziel der ErfindungObject of the invention Ziel der Erfindung ist es, einen steuerbaren lastabhängigen Regler für phasenanschnittgesteuerte Motoren zu schaffen, der die Nachteile bekannter Lösungen beseitigt, der mit verschiedenen Ausführungsformen der Leistungssteuerung für Motoren gekoppelt werden kann und der um eine Einrichtung zur Steuerung der Nadelposition erweiterbar ist.The object of the invention is to provide a controllable load-dependent controller for phase-angle controlled motors, which overcomes the disadvantages of known solutions, which can be coupled with various embodiments of the power control for motors and which is extendable by a device for controlling the needle position. Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, einen steuerbaren lastabhängigen Regler für phasenanschnittgesteuerte Antriebe zu schaffen, der gegenüber bekannten Lösungen so aufgebaut ist, daß er an verschiedene Leistungskreise angekoppelt werden kann und daß die EMK des Motors oder die Ausgangsspannung eines Tachogenerators als Regelgröße benutzt werden kann; wobei die wesentlichsten Bauelemente des Reglers in einen Schaltkreis, z. B. Hybridschaltkreis, integrierbar sind. Das wesentlichste Merkmal der Erfindung ist eine Schaltung, bestehend aus einem ersten Komperator, dessen invertierender Eingang über einen ersten Spannungsteiler negativ, und dessen nichtinvertierender Eingang über einen zweiten Spannungsteiler positiv vorgespannt ist, der im Zusammenwirken mit einer Schaltung zur Erzeugung der positiven und negativen Betriebsspannung, durch ein erstes Zeitkonstantenglied, das über die Katoden-Anoden-Strecke einer ersten Diode mit dem nichtinvertierenden Eingang und über die Anoden-Katoden-Strecke einer zweiten Diode mit dem invertierenden Eingang des ersten Komparators, der am Ausgang eine rechteckförmige Spannung erzeugt, deren zeitlicher Verlauf im Nulldurchgang der Netzwechselspannung mit einem Sprung von H nach L beginnt und der Rücksprung in Abhängigkeit vom ersten Zeitkonstantenglied erfolgt, verbunden ist, und daß der Ausgang des ersten Komparators mit dem invertierenden Eingang eines zweiten Komparators, dessen Ausgang mit einer Schaltung zur Erzeugung des Zündimpulses für eine oderThe invention has for its object to provide a controllable load-dependent controller for phase-angle controlled drives, which is constructed over known solutions so that it can be coupled to different power circuits and that the emf of the motor or the output voltage of a tachogenerator can be used as a controlled variable ; wherein the most essential components of the regulator in a circuit, for. B. hybrid circuit, can be integrated. The most essential feature of the invention is a circuit consisting of a first comparator, the inverting input of which is positively biased via a first voltage divider and the noninverting input of which is positively biased via a second voltage divider, in cooperation with a circuit for generating the positive and negative operating voltage, by a first time constant element, which generates via the cathode-anode path of a first diode with the non-inverting input and the anode-cathode path of a second diode with the inverting input of the first comparator, which generates a rectangular voltage at the output, the time course in the zero crossing of the AC mains voltage begins with a jump from H to L and the return takes place in dependence on the first time constant term, is connected, and that the output of the first comparator with the inverting input of a second comparator whose output with a scarf tion for generating the ignition pulse for one or
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