DE3144350C2 - Schaltungsanordnung zur elektronischen Drehzahleinstellung eines Elektromotors für einen Handbohrer oder Handschrauber - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromotorisch angetriebenen Handschrauber oder Handbohrer. Mittels Betätigung eines Knopfes eines Schalters läßt sich sowohl die Drehzahl des Motors regeln als auch dessen Drehrichtung bestimmen. Die Einstellung der Drehzahl erfolgt über eine Impulslängensteuerung des dem Motor zugeführten Stromes.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur elektronischen Drehzahleinstellung eines Elektromotors mit einem Oszillator (Timer-IC) für Rechteckimpulse, der einen elektronischen Schalter für den Motorstrom steuert, wobei die Impulslänge der Rechteckimpulse von einem Begrenzer eingestellt wird, dem ein vom Motorstrom abhängiges Spannungssignai zugeführt ist unc^! dem ein veränderbarer Widerstand für die Drehzahleinstellung vorgeschaltet ist

Der Vorteil einer derartigen bekannten Schaltungsanordnung (US-PS 33 58 206), bei der der Motor von einer Batterie gespeist wird, bestehi darin, daß der Motorstrom nicht über einen energieverbrauehenden Vorschaltwidersiand, sondern über die Impulslänge eingestellt wird. Neben dem Begrenzer zur Einstellung der Impulslänge für den Motorstrom ist eine weitere Begrenzungsschaltung vorgesehen, mit der bei Oberschreiten eines vorgegebenen Stromwertes die Impulslänge gegenüber der vom Begrenzer vorgegebenen Irnpulslänge verkürzt wird. Weiter kann die vom Begrenzer vorgegebene Impulslänge durch eine zweite Begrenzungsschaltung verkürzt werden, wenn die Batteriespannung einen vorgegebenen Wert unterschreitet. Diese zweite Begrenzungsschaltung dient dazu, die Batterie vor Überbelastung zu schützen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art für einen elektromotorisch angetriebenen Handschrauber oder Handbohrer derart zu modifizieren, daß sie im Aufbau einfach ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in Anwendung der eingangs genannten Schaltungsanordnung bei einem elektromotorisch angetriebenen Handbohrer oder Handschrauber der Begrenzer als Vergleichsglied einen FET aufweist, an dessen Gate das Spannungssignal liegt und dessen Drain der veränderbare Widerstand vorgeschaltet ist.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird mit dem einen Begrenzer der Strombedarf des Motors über die Einstellung der Impulslänge, und zwar bei größer werdendem Drehmoment, durch Verlängerung des Impulses und bei kleiner werdendem Drehmoment, durch Verkürzung des Impulses, gesteuert. Die für diese Steuerung benötigten Signale, nämlich das motorstromabhängige Signal, und das Signal für die Einstellung der Drehzahl, werden durch die Verwendung eines FET als Vergleichsglied auf einfache Art und Weise und praktisch verlustfrei gewonnen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert, im einzelnen zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild des elektrischen Antriebes eines Handschraubers oder Handbohrers,

ίο F i g. 2 den Regler mit Oszillator für die Drehzahleinstellung,

F i g. 3 den Komparator für die Drehmomenteinstellung und
F i g. 4 den Leistungsteil.

Entsprechend dem in F i g. 4 dargestellten Leistungsteil wird die Stromzufuhr zum Antriebsmotor M von der Spannungsquelle UB mittels eines Leistungstransistors Γ203 gesteuert Dem Leistungstransistor T203 ist eine Verstärkerschaltung mit den Transistorin Γ201, T202 und den Widerständen R 1 bis R 5 vorgeordnet die von einem noch zu beschreibenden Oszillator Rechtcckimpulse konstanter Frequenz, aber verschiedener Länge, über eine Entkopplungsdiode D\ erhält Der durch den Motor M fließende Strom wird an einem Widerstand RV als Spannung abgegriffen, die einem Begrenzer und einem Teil für die Drehmomenteinstellung als Meßgröße zugeführt wird. Um den Transistor Γ203 zu schützen, liegen parallel zu den Anschlußklemmen des Motors ein Kondensator C und eine Freilaufdiode D₂.

Die am Widerstand R V abgegriffene, der Stromaufnahme des Motors M entsprechende Spannung liegt zwischen Gate und Source des Feldeffekt-Transistors T102 des Begrenzers, an dessen Drain in Reihe ein Trimmwiderstand Rt und ein einstellbares Potentiometer P\ liegen. Über das einstellbare Potentiometer P₁ kann die Drehzahl des Motors M eingestellt werden. Die Spannung am Drain liegt über einen Widerstand R₇ am Gate eines weiteren Feldeffpkt-Transistors TlOl, an dessen Drain ein weiterer Tsimmviderstand R\s liegt Das Source des Feldeffekttransistors T101 ist gleichstrommäßig vom Massenanschluß O durch einen Kondensator Ci entkoppelt. Dadurch gelangt der Strom vom Source an den Eingang 12 eines Dual-Timer-IC (Oszillator), dessen eine Hälfte als astabiler Multivibrator arbeitet und eine noch nicht ideale Rechteckspannung 3 kHz liefert und dessen andere Hälfte als monostabiler Multivibrator arbeitet und die Rechteckspannung idealisiert und die Impulslänge einstellt. Mittels frequenzbestimmender Bauelemente /?g, /?io. An, Ci Ct, ist der Oszillator auf eine konstante Frequenz eingestellt. Der Oszillator liefert an den Leistungsteil Rechte^kimpulse, deren Länge abhängt von der Spannung am Widerstand RV\m Vergleich zum Spannungsabfall an dem Trimmwiderstand Re und dem Potentiometer P\.

Der vom Strom des Motors M abhängige Spannungsabfall am Widerstand Angelangt über Vorschajtwiderstände Ru. Rn auch an den Eingang eines als Komparator geschalteten Operationsverstärkers OP₃Ot- An einem Potentiometer P301, das mit einem Widerstand R\* in Reihe liegt, kann ein gewünschtes Drehmoment eingestellt werden. Der Abgriff des Potentiometers ist am zweiten Eingang des Operationsverstärkers OP301 angeschlossen. Der Operationsverstärker OP301 steuert einen Transistor T301, der wiederum auf ein Relais A einwirkt, dessen Schaltkontakt a im Stromkreis der Spannungsquelle für den Oszillator liegt. Stellt der Komparator fest, daß die Stromaufnahme des Motors M größer als

tiometer P301 eingestellte Stromaufnahme fContakt a geöffnet und damit die Speiseden Oszillator unterbrochen. Der Oszillakeine weiteren Rechteckimpulse mehr ab, otor M auch keinen weiteren Strom mehr

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltungsanordnung zur elektronischen Drehzahleinstellung eines Elektromotors mit einem Oszillator (Timer-IC) für Rechteckimpulse, der einen elektronischen Schalter (T203) für den Motorstrcm steuert, wobei die Impulslänge der Rechteckimpulse von einem Begrenzer(RV. T102, R6.Pl.R7, Γ101. R 8) eingestellt wird, dem ein vom Motorstrom abhängiges Spannungssignal zugeführt ist und dem ein veränderbarer Widerstand (P 1) für die Drehzahleinstellung vorgeschaltet ist dadurch gekennzeichnet, daß in Anwendung dieser Schaltungsanordnung bei einem elektromotorisch angetriebenen Handbohrer oder Handschrauber der Begrenzer als Vergleichsglied einen FET (T102) aufweist an dessen Gate das Spannungssignal liegt und an dessen Drain der veränderbare Widerstand (Pl) vorgeschaltet ist.