Schaltung zur Drehzahlregelung eines Kollektormotors Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Drehzahl regelung eines Kollektormotors, dessen Rotor über min destens einen Thyristor mit einer Wechselstromquelle verbunden ist, wobei zur Phasenanschnittsteuerung des Thyristors ein Zündkondensator vorgesehen ist, dessen Spannung in jeder zweiten Halbperiode der Wechsel spannung und dem Spannungsabfall im Schenkel von Rampenspannung aufbaut.
Die Schaltung arbeitet also mit einer sogenannten Sprung- und Rampen -Ansteuerung, wie sie z.B. aus dem General Electric S.C.R. Manual, 3. Ausgabe 1964, unter der Bezeichnung Ramp-and-Pedestal Con- trol bekannt ist. Die Erfindung bezweckt eine Schal tung obiger Art anzugeben, die relativ einfach aufge baut ist und sehr exakt und zuverlässig arbeitet, insbe sondere mit praktisch linearer Beziehung zwischen der Drehzahl und derjenigen eines einstellbaren Widerstan des.
Dies gelingt gemäss der Erfindung dadurch, dass ein Spannungsteiler, der einen Schenkel von festem Wi derstandswert und einen Schenkel von einstellbarem Wi derstandswert aufweist, an einer Spannung liegt, die sich aus einer festen Bezugsspannung und einer im gleichen Sinne gepolten, der Rotorgeschwindigkeit entsprechen den, tachometrischen Gleichspannung zusammensetzt;
dass der Zündkondensator über eine Diode an einer zur Bildung der Sprungspannung dienenden Spannung liegt, die gleich ist der Differenz zwischen der Bezugs spannung und dem Spannungsabfall im Schenkel von festem Widerstandswert, und dass der Zündkondensa- tor ferner zur Bildung der Rampenspannung über einen hochohmigen Widerstand an der Bezugsspannung liegt.
In der Zeichnung zeigen die Fig. 1 und 2 je ein Aus führungsbeispiel der erfindungsgemässen Schaltung. Die Fig. 3 stellt ein zur Erläuterung dienendes Diagramm dar, und Fig. 4 zeigt eine Variante der Schaltung nach Fig. 1.
Gemäss Fig. 1 liegt der Rotor 1 des zu regelnden Kollektormotors, dessen Feldwicklung mit 2 bezeichnet ist, in Serie mit einem Thyristor 3 zwischen den an ein Wechselstromnetz angeschlossenen Eingangsklemmen 4, 5 der Schaltung. Als positive Halbperiode wird nachfol gend diejenige Halbperiode der Netzspannung bezeich- net, in welcher die Klemme 4 gegenüber der Klemme 5 positiv ist. Die Feldwicklung 2 wird über eine Diode 6 mit Gleichstrom erregt und eine weitere, entgegengesetzt gepolte und parallel zur Feldwicklung 2 angeordnete Diode 7 sorgt dafür, dass ein Feldstrom auch in den jenigen Intervallen der Netzperiode fliesst, in denen der Thyristor sperrt.
Infolgedessen entsteht dann an den Rotorklemmen des als Generator wirkenden Motors eine EMK, die ein Mass für die Rotorgeschwindigkeit ist und daher nachfolgend als tachometrische Gleichspan nung bezeichnet wird. Die tachometrische Gleichspan nung UT, deren Polarität in der Zeichnung angegeben ist, liegt in Serie mit einer festen Bezugsgleichspannung U" die in der positiven Halbperiode an einer Zenerdiode 8 entsteht, welche über einen hohen Widerstand 9 an der Netzspannung liegt.
Ein aus zwei festen Widerstän den 10 und 11 und einem Stellwiderstand 12 bestehen der Spannungsteiler liegt zwischen dem Verbindungs punkt 13 der Zenerdiode 8 mit dem Widerstand 11 und der Klemme 5, so dass die Summe der tachometrischen Gleichspannung UT und der Bezugsgleichspannung UB an diesem Spannungsteiler liegt.
An den zwischen den Widerständen 10 und 11 liegenden Spannungsteilungs- punkt 14 ist eine Diode 15 angeschlossen, die ander seits am Verbindungspunkt 16 eines Kondensators 17 und des Emitters E eines Unijunktion-Transistors 18 liegt; ein solcher Transistor wird auch als Doppelbasis- Diode bezeichnet, was aber weniger üblich ist. Zwischen den Punkten 13 und 16 liegt ein sehr hoher Trimmerwi- derstand 19.
Die Basis B1 des als Triggerelement die nenden Transistors 18 ist mit der Steuerelektrode 6 des Thyristors 3 verbunden und seine Bases B2 mit dem Punkt 13. Der zur Zündung des Thyristors 3 dienende Kondensator 17 liegt zwischen dessen Kathode K und dem Triggerelement 18. Ein Widerstand 20, der zwi schen der Steuerelektrode 6 und der Kathode K liegt, dient lediglich in üblicher Weise zum Schutze des Thy- ristors 3 gegen durch Leckstrom verursachte Selbstzün dungen.
In Fig. 3 stellt UN die Netzspannung während einer positiven Halbperiode dar. UC ist die am Zündkonden- sator 17 auftretende Spannung, die lediglich aus zeich- nerischen Gründen gegenüber der Netzspannung UN stark überhöht dargestellt ist. U,, ist die Auslösespan- nung des Triggerelementes 18.
Zu Beginn der positiven Halbperiode lädt sich der Kondensator 17 sehr rasch im Stromzweig 10, 15, 17 unter der Einwirkung der Bezugsspannung UB, weil die Zeitkonstante R1" - Cl; sehr klein ist.
In Ermangelung des Trimmerwiderstandes 19 würde<B>Ur</B> durch einen Sprung nur auf die gestrichelt gezeichnete Spannung US des Spannungsteilungspunktes 14 kommen. Über den Trimmerwiderstand 19 lädt sich aber der Kondensator 17 noch weiter und zwar mit der sehr grossen Zeitkon stanten R,.,, - Cl;, so dass der Anstieg praktisch linear erfolgt; dieser Teil des Verlaufes der Kondensatorspan- nung Uc wird überlicherweise als Rampe bezeich net.
Wenn die Kondensatorspannung U, die Auslösespan- nung U, erreicht, d.h. im Punkt Z an Fig. 3, entlädt sich der Kondensator 17 im Stromkreis 18, G, K und der Thyristor 3 wird gezündet, d.h. stromdurchlässig, so dass während des übrigen, dem Winkel a von Fig. 3 entsprechenden Teils der Halbperiode ein Strom über seine Anoden-Kathodenstrecke A-K durch den Rotor 1 fliesst.
Wird der Wert R12 des Stellwiderstandes 12 ver- grössert, so wird die Teilungsspannung US grösser, d.h. dass die Rampe über einen höheren Sprung überlagert wird; infolgedessen verschiebt sich der Zünd- punkt Z in Fig. 3 nach links und der Stromflusswinkel x wird grösser. Wird R1" kleiner gemacht, so verschiebt sich Z nach rechts und x wird kleiner.
Die Widerstände 10 und 11 sind so dimensioniert, dass für R12 = 0 der Zündpunkt praktisch am Ende der Halbperiode, d.h. in dem Punkt Zn liegt.
Die Teilungsspannung US hängt natürlich von der Summe der Spannungen UB und UT ab, wobei UB immer denselben Wert hat, während UT der jeweiligen Geschwin digkeit des Rotors 1 proportional ist. Nimmt infolge zunehmender Belastung des Motors dessen Geschwin digkeit ab, so wird UT kleiner und somit auch der durch den Spannungsteiler 10, 11, 12 fliessende Strom bzw. der Spannungsabfall im Widerstand 10, so dass die Teilungsspannung US grösser wird. Dies hat, ebenso wie eine Vergrösserung von R, zur Folge, dass der Zündpunkt 2 nach links verschoben wird.
Der Strom- flusswinkel x wird also grösser, was der Geschwindig keitsabnahme des Motors entgegenwirkt. Die Empfind lichkeit der Sprung-Rampen-Regulierung ist sehr gross, da wegen der kleinen Neigung der Rampe schon eine kleine Vergrösserung oder Verkleinerung des Sprun ges eine sehr grosse Verschiebung des Zündpunktes Z zur Folge hat. Ferner ist hervorzuheben, dass die mit tels des Stehwiderstandes 12 einstellbare Drehzahl sich praktisch linear mit dem Wert R, bzw. der Verstellung des Einstellorgans des Widerstandes 12 ändert.
Es ist klar, dass die Widerstände 11 und 12 auch durch einen einzigen Regulierwiderstand ersetzt werden können. Wenn dieser einzige Widerstand bis zum Wert Null herabreguliert werden kann, so kann der Motor allerdings erst anlaufen, wenn der Wert auf R, gestie gen ist, da sonst U, unterhalb von ZD verläuft.
Die Schaltung nach Fig. 2 dient zur Regulierung eines Kollektormotors, dessen Rotor 1 über zwei in Serie ge schaltete Feldwicklungen 2', 2" und zwei antiparallel geschaltete Thyristoren 3' und 3" an den Netzklemmen 4, 5 liegt; es werden somit beide Halbwellen der Netz spannung ausgenützt, d.h. der Motor läuft als Wechsel strommotor. Der Rotor 1 treibt einen kleinen Gleich- Stromgenerator 21, der die tachometrische Gleichspan nung UT liefert.
Die zur Erzeugung der Bezugsspannung UB dienende Zenerdiode 8 liegt als Brücke zwischen den Verbindungspunkten 13' und 13" je eines Wider standes 9' bzw. 9" mit je einer Diode 22' bzw. 22". Die beiden Dioden 22' und 22" sind entgegengesetzt gepolt, was zur Folge hat, dass in beiden Halbperioden der Netz spannung U., die gleiche Bezugsspannung U$ an der Zenerdiode 8 auftritt. Zwischen dem Punkt 13' und dem Generator 21 ist der Spannungsteiler 10, 11, 12 an geordnet, so dass derselbe wieder an der Summe der Spannungen UT und UB liegt.
Zwischen den Punkten 13' und l3" befindet sich die Serieschaltung des Trim- merwiderstandes 19 und des Zündkondensators 17, de ren Verbindungspunkt 16 wieder an den Spannungstei- lungspunkt 14 und an den Emitter E des Unijunktion- Transistors 18 angeschlossen ist.
Die Primärwicklung 23 eines Transformators liegt über die Transistorbasen B1, B2 ebenfalls zwischen den Brückenpunkten 13' und 13", während dessen Sekun därwicklungen 23' und 23" zwischen den Kathoden K' bzw. K" und den Steuerelektroden 6' bzw. 6" der Thy- ristoren 3' bzw. 3" liegen.
Jedesmal, wenn sich der Kondensator 17 über den Transistor 18 und die Primärwicklung 23 entlädt, was nun in jeder Halbperiode der Fall ist, erhält jede der Sekundärwicklungen 23' und 23" einen Zündimpuls. Es kann aber immer nur derjenige Thyristor 3' oder 3" gezündet werden, dessen Anode A' bzw. A" gerade po sitiv ist. Im übrigen arbeitet die Schaltung nach Fig. 2 in gleicher Weise wie diejenige nach Fig. 1.
Die Fig. 4 stellt eine Variante der Schaltung nach Fig. 1 dar, welche den in letzterer strickpunktiert um rahmten Teil ersetzt. Bei dieser Variante sind zwei Strombegrenzungsschaltungen 24 und 25 vorgesehen, von denen die eine (24) im Betrieb und die andere (25) beim Anlaufen des Motors oder raschen Erhöhungen des Drehzahl-Sollwertes den Rotorstrom begrenzt.
Die Schaltung 24 umfasst einen sehr kleinen, zwi schen dem Thyristor 3 und dem Rotor 1 angeordneten Messwiderstand 26, in der Grössenordnung von etwa 10 m S2, an dem im Betrieb ein kleiner Spannungsab fall auftritt, der auf die später erläuterte Weise bei Er reichung eines gewissen, in Dauerbetrieb noch zuläs sigen Höchstwertes ein weiteres Ansteigen des Rotor stromes verhindert. Hierzu ist der Messwiderstand 26 einerseits über eine Diode 27 und anderseits über einen Kondensator 28 mit einem Widerstand 29 verbunden, wobei der Verbindungspunkt 30 des Widerstandes 29 und des Kondensators 28 über einen Widerstand 31 an die Basis eines Transistors 32 angeschlossen ist.
Der Kollektor des Transistors 31 ist an den Spannungstei- lungspunkt 14 angeschlossen, während sein Emitter über einen Widerstand 33 mit der positiven Klemme des Rotors 1 verbunden ist. Zwischen dieser Klemme und dem Spannungsteilungspunkt 14 liegt ferner eine Dio de 34.
Von der Strombegrenzung abgesehen arbeitet die mit der Variante nach Fig. 4 ersehene Schaltung nach Fig. 1 genau so, wie dies anhand von Fig. 3 erläutert worden ist. Solange der Rotorstrom seinen zulässigen Dauer wert nicht übersteigt, ist der Spannungsabfall am Mess- widerstand 26 kleiner als die Schwellenspannung der Diode 27 in Durchlassrichtung. Die Diode 27 wird also erst durchlässig, wenn der Rotorstrom infolge einer Zunahme der Belastung seinen zulässigen Wert über steigt,
worauf der Diodenstrom über den Widerstand 29 den Kondensator 28 auflädt. Die Basis des Tran sistors 31 wird somit gegenüber dessen Emitter positiv, so dass die Kollektor-Emitterstrecke leitend wird und ein Strom im Stromzweig 13, 10, 14, 32, 33 fliesst. Da durch erhöht sich der Spannungsabfall im Widerstand 10, so dass die Teilungsspannung US kleiner wird, was, wie anhand von Fig. 3 erläutert worden ist, eine Ver kleinerung des Stromflusswinkels a und also ein Sinken des Rotorstromes zur Folge hat.
Der auch als Emitter- gegenkopplung wirkende Widerstand 33 verhindert, dass Schwingungen entstehen, d.h. der Transistor 32 dauernd geöffnet und geschlossen wird, wenn die Messspannung einmal den zulässigen Wert überschritten hat. Die Diode 34 verhindert, dass der Kollektor des Transistors mo mentan in bezug auf Emitter oder Basis negativ werden könnte.
Es ist ersichtlich, dass die Strombegrenzungsschal- tung 24 die normale Wirkung der Drehzahlregelung nämlich die Erhöhung des Stromflusswinkels a bei wachsender mechanischer Belastung des Rotors zur Aufrechterhaltung der eingestellten Drehzahl - auf hebt, sobald der Betriebsstrom unzulässig gross wird. Beim Anlaufen des Motors soll die Schaltung 24 noch nicht wirksam werden, da vorübergehend grössere Ro- torströme zulässig sind; die Zeitkonstante R.-") - C2$ ist dementsprechend relativ gross vorzusehen.
Wenn man bisher den Rotor vor Überströmen im Dauerbetrieb schützen wollte, was es üblich, demsel ben einen Schutzwiderstand von einigen Ohm vorzu schalten. Je nach der Grösse des Motors konnte die Verlustleistung in einem solchen Schutzwiderstand er hebliche Werte erreichen und war auch dieser Wider stand um ein Mehrfaches teuerer als die Schaltung 24.
Um beim ersten Einschalten des Motors mit ange schlossener Belastung und bereits am Stellwiderstand 12 eingestellter Drehzahl, oder bei schnellen Änderungen der Einstellung dieses Stellwiderstandes 12 auf höhere Drehzahl-Sollwerte, unzulässig hohe Stromspitzen zu ver meiden, ist - wie bereits kurz erwähnt - die Begren zungsschaltung vorgesehen. Dieselbe weist eine Diode 35 auf, die einerseits an den Spannungsteilungspunkt 14 an geschlossen und anderseits über eine Parallelschaltung eines Kondensators 36 und eines Widerstandes 37 mit der Thyristorkathode K verbunden ist.
Es ist klar, dass wenn die Klemmen 4 und 5 über einen nicht dargestell ten Schalter an die Netzspannung gelegt werden, oder wenn der Wert des Stellwiderstandes 12 plötzlich ver- grössert wird, die Teilungsspannung Us nicht sofort auf den dem Teilungsverhältnis entsprechenden Wert stei gen kann, weil zunächst noch ein zusätzlicher, zur Ruf ladung des Kondensators 36 dienender Strom durch den Widerstand 10 fliesst.
Der Sprung Us der Uc des Zündkondensators 17 ist also geringer, als der in Er mangelung der Schaltung 25 wäre, so dass der Strom- flusswinkel a kleiner ist und eine unzulässige Stromspitze vermieden wird. Der Widerstand 37 dient nur zur Ent ladung des Kondensators 36, damit derselbe nicht auf einer die Teilungsspannung Us übersteigenden Spannung geladen bleiben kann, was bei raschem Ein- und Aus schalten die Schaltung 25 wirkungslos machen würde. Der Widerstand 37 ist aber so gross, dass er in bezug auf das Teilungsverhältnis des Spannungsteilers 10, 11, 12 vemachlässigbar ist.
Es ist ersichtlich, dass die Strombegrenzungsschal- tung 25 ohne weiteres auch im Falle von Fig. 2 anwend bar ist, während die Strombegrenzungsschaltung 26 et was abgeändert werden müsste.
Circuit for speed control of a collector motor The invention relates to a circuit for speed control of a collector motor, the rotor of which is connected via min least one thyristor to an alternating current source Voltage drop in the leg of ramp voltage builds up.
The circuit works with a so-called jump and ramp control, such as from the General Electric S.C.R. Manual, 3rd edition 1964, known as Ramp-and-Pedestal Control. The invention aims to provide a scarf device of the above type that is relatively simple to build and works very precisely and reliably, in particular special with a practically linear relationship between the speed and that of an adjustable Widerstan.
This is achieved according to the invention in that a voltage divider, which has a leg of a fixed resistance value and a leg of adjustable resistance value, is connected to a voltage which is composed of a fixed reference voltage and a polarized reference voltage corresponding to the rotor speed, tachometric DC voltage composed;
that the ignition capacitor is connected via a diode to a voltage that is used to generate the jump voltage, which is equal to the difference between the reference voltage and the voltage drop in the leg of a fixed resistance value, and that the ignition capacitor is also connected to a high-resistance resistor to form the ramp voltage the reference voltage.
In the drawing, FIGS. 1 and 2 each show an exemplary embodiment of the circuit according to the invention. FIG. 3 shows an explanatory diagram, and FIG. 4 shows a variant of the circuit according to FIG. 1.
According to FIG. 1, the rotor 1 of the collector motor to be regulated, the field winding of which is denoted by 2, is in series with a thyristor 3 between the input terminals 4, 5 of the circuit connected to an alternating current network. The half-cycle of the mains voltage in which terminal 4 is positive compared to terminal 5 is referred to as the positive half-cycle. The field winding 2 is excited with direct current via a diode 6 and another diode 7 with opposite polarity and arranged parallel to the field winding 2 ensures that a field current also flows in those intervals of the network period in which the thyristor blocks.
As a result, an EMF then arises at the rotor terminals of the motor acting as a generator, which is a measure of the rotor speed and is therefore referred to below as tachometric DC voltage. The tachometric DC voltage UT, the polarity of which is indicated in the drawing, is in series with a fixed DC reference voltage U "which is generated in the positive half cycle on a Zener diode 8, which is connected to the mains voltage via a high resistance 9.
A voltage divider consists of two fixed resistances 10 and 11 and a variable resistor 12 between the connection point 13 of the Zener diode 8 with the resistor 11 and the terminal 5, so that the sum of the tachometric DC voltage UT and the reference DC voltage UB is applied to this voltage divider .
At the voltage division point 14 between the resistors 10 and 11, a diode 15 is connected, which is on the other hand at the connection point 16 of a capacitor 17 and the emitter E of a uni-function transistor 18; Such a transistor is also referred to as a double base diode, but this is less common. There is a very high trimmer resistance 19 between points 13 and 16.
The base B1 of the transistor 18, which acts as a trigger element, is connected to the control electrode 6 of the thyristor 3 and its base B2 to the point 13. The capacitor 17 serving to ignite the thyristor 3 is located between its cathode K and the trigger element 18 , which is between the control electrode 6 and the cathode K, is used only in the usual way to protect the thyristor 3 against self-ignition caused by leakage current.
In FIG. 3, UN represents the mains voltage during a positive half-cycle. UC is the voltage occurring at the ignition capacitor 17, which is shown greatly exaggerated compared to the mains voltage UN for illustrative reasons. U ,, is the release voltage of the trigger element 18.
At the beginning of the positive half cycle, the capacitor 17 charges very quickly in the branch 10, 15, 17 under the influence of the reference voltage UB, because the time constant R1 "- Cl; is very small.
In the absence of the trimmer resistor 19, a jump would only result in the voltage US of the voltage division point 14 shown in broken lines. Via the trimmer resistor 19, however, the capacitor 17 continues to charge, with the very large Zeitkon constant R,. ,, - Cl;, so that the increase is practically linear; this part of the course of the capacitor voltage Uc is usually referred to as a ramp.
When the capacitor voltage U reaches the tripping voltage U, i.e. at point Z on Fig. 3, the capacitor 17 in the circuit 18, G, K discharges and the thyristor 3 is ignited, i.e. current-permeable, so that during the remaining part of the half-period corresponding to the angle a of FIG. 3, a current flows through the rotor 1 via its anode-cathode path A-K.
If the value R12 of the variable resistor 12 is increased, the division voltage US increases, i.e. that the ramp is overlaid by a higher jump; As a result, the ignition point Z shifts to the left in FIG. 3 and the current flow angle x becomes larger. If R1 "is made smaller, Z shifts to the right and x becomes smaller.
The resistors 10 and 11 are dimensioned in such a way that for R12 = 0 the ignition point is practically at the end of the half cycle, i.e. lies in the point Zn.
The dividing voltage US naturally depends on the sum of the voltages UB and UT, UB always having the same value, while UT is proportional to the respective speed of the rotor 1. If the speed of the motor decreases as a result of the increasing load on the motor, UT becomes smaller and thus also the current flowing through the voltage divider 10, 11, 12 or the voltage drop in the resistor 10, so that the dividing voltage US becomes greater. This, like an increase in R, has the consequence that ignition point 2 is shifted to the left.
The current flow angle x is thus larger, which counteracts the decrease in speed of the motor. The sensitivity of the jump ramp regulation is very high, because even a small increase or decrease in the jump has a very large shift in the ignition point Z due to the small slope of the ramp. It should also be emphasized that the speed that can be set by means of the withstand resistance 12 changes practically linearly with the value R or with the adjustment of the setting element of the resistance 12.
It is clear that the resistors 11 and 12 can also be replaced by a single regulating resistor. If this single resistance can be regulated down to the value zero, the motor can only start when the value has risen to R, since otherwise U, runs below ZD.
The circuit of Figure 2 is used to regulate a collector motor, the rotor 1 of two ge series-connected field windings 2 ', 2 "and two anti-parallel connected thyristors 3' and 3" on the power terminals 4, 5; Both half-waves of the mains voltage are thus used, i.e. the motor runs as an alternating current motor. The rotor 1 drives a small direct current generator 21, which supplies the tachometric direct voltage UT.
The Zener diode 8 used to generate the reference voltage UB is located as a bridge between the connection points 13 'and 13 "each with a resistor 9' and 9" each with a diode 22 'and 22 ". The two diodes 22' and 22" are polarized opposite, which has the consequence that the same reference voltage U $ at the Zener diode 8 occurs in both half-periods of the mains voltage U. The voltage divider 10, 11, 12 is arranged between the point 13 'and the generator 21, so that it is again due to the sum of the voltages UT and UB.
The series circuit of the trimmer resistor 19 and the ignition capacitor 17 is located between the points 13 ′ and 13 ″, the connection point 16 of which is again connected to the voltage division point 14 and to the emitter E of the uni-function transistor 18.
The primary winding 23 of a transformer is on the transistor bases B1, B2 also between the bridge points 13 'and 13 ", while the secondary windings 23' and 23" between the cathodes K 'and K "and the control electrodes 6' and 6" of the Thyristors 3 'and 3 "are located.
Every time the capacitor 17 discharges through the transistor 18 and the primary winding 23, which is the case in every half cycle, each of the secondary windings 23 'and 23 "receives an ignition pulse. However, only thyristor 3' or 3" can be used. are ignited, the anode A 'or A "is just positive. Otherwise, the circuit of FIG. 2 operates in the same way as that of FIG.
FIG. 4 shows a variant of the circuit according to FIG. 1, which replaces the part framed in chain-dotted lines in the latter. In this variant, two current limiting circuits 24 and 25 are provided, of which one (24) limits the rotor current during operation and the other (25) when starting the motor or when the speed setpoint is increased rapidly.
The circuit 24 comprises a very small, between the thyristor 3 and the rotor 1 arranged measuring resistor 26, of the order of magnitude of about 10 m S2, at which a small voltage drop occurs during operation, which in the manner explained later when reaching a certain maximum value still permissible in continuous operation prevents a further increase in the rotor current. For this purpose, the measuring resistor 26 is connected to a resistor 29 on the one hand via a diode 27 and on the other hand via a capacitor 28, the connection point 30 of the resistor 29 and the capacitor 28 being connected to the base of a transistor 32 via a resistor 31.
The collector of the transistor 31 is connected to the voltage division point 14, while its emitter is connected to the positive terminal of the rotor 1 via a resistor 33. A diode 34 is also located between this terminal and the voltage division point 14.
Apart from the current limitation, the circuit shown in FIG. 1 with the variant according to FIG. 4 operates exactly as it has been explained with reference to FIG. As long as the rotor current does not exceed its permissible duration, the voltage drop across the measuring resistor 26 is smaller than the threshold voltage of the diode 27 in the forward direction. The diode 27 only becomes permeable when the rotor current exceeds its permissible value as a result of an increase in the load,
whereupon the diode current charges the capacitor 28 via the resistor 29. The base of the Tran sistor 31 is thus positive with respect to its emitter, so that the collector-emitter path becomes conductive and a current flows in the branch 13, 10, 14, 32, 33. Since the voltage drop in the resistor 10 increases, so that the division voltage US becomes smaller, which, as has been explained with reference to FIG. 3, leads to a reduction in the current flow angle α and thus a decrease in the rotor current.
The resistor 33, which also acts as a negative emitter coupling, prevents vibrations from occurring, i.e. the transistor 32 is continuously opened and closed when the measurement voltage has exceeded the permissible value once. The diode 34 prevents that the collector of the transistor could momentarily go negative with respect to the emitter or base.
It can be seen that the current limiting circuit 24 cancels the normal effect of the speed control, namely the increase in the current flow angle α with increasing mechanical load on the rotor to maintain the set speed, as soon as the operating current becomes impermissibly high. When the motor starts up, the circuit 24 should not yet take effect, since larger rotor currents are temporarily permissible; the time constant R.- ") - C2 $ should accordingly be provided relatively large.
So far, if you wanted to protect the rotor from overcurrents in continuous operation, which is common, demsel ben a protective resistor of a few ohms upstream. Depending on the size of the motor, the power loss in such a protective resistor could reach considerable values and this resistor was also several times more expensive than circuit 24.
In order to avoid inadmissibly high current peaks when the motor is switched on for the first time with the load connected and the speed already set on the variable resistor 12, or when the setting of this variable resistor 12 changes rapidly to higher speed setpoints, the limiting circuit is - as already mentioned briefly - intended. The same has a diode 35, which is connected on the one hand to the voltage division point 14 and on the other hand connected to the thyristor cathode K via a parallel circuit of a capacitor 36 and a resistor 37.
It is clear that if the terminals 4 and 5 are connected to the mains voltage via a switch not shown, or if the value of the variable resistor 12 is suddenly increased, the division voltage Us cannot immediately rise to the value corresponding to the division ratio because initially an additional current, which is used to charge the capacitor 36, flows through the resistor 10.
The jump Us of the Uc of the ignition capacitor 17 is therefore smaller than it would be in the absence of the circuit 25, so that the current flow angle α is smaller and an impermissible current peak is avoided. The resistor 37 is only used to discharge the capacitor 36, so that the same cannot remain charged at a voltage exceeding the division voltage Us, which would make the circuit 25 ineffective when switched on and off quickly. The resistor 37 is so large that it can be neglected in relation to the division ratio of the voltage divider 10, 11, 12.
It can be seen that the current limiting circuit 25 can also be used without further ado in the case of FIG. 2, while the current limiting circuit 26 would have to be modified somewhat.