DE3940849A1

DE3940849A1 - Reversible variable speed electric motor - uses polarity reversal switch operated by setting potentiometer

Info

Publication number: DE3940849A1
Application number: DE3940849A
Authority: DE
Inventors: Hans Hermann Rottmerhusen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-12-11
Filing date: 1989-12-11
Publication date: 1990-05-03

Abstract

The reversible motor is supplied via a voltage polarity reversal switch (6) operated via the potentiometer setting control which is displaced to left or right from a central zero position to select the motor speed and the direction of rotation. The polarity reversal switch (6) is pref. coupled to the setting shaft of the potentiometer control. The motor is disconnected from the current circuit when the potentiometer is set to zero, with the motor subjected to linear braking before reversal of its rotation. Pref. the mechanical potentiometer is operated via an electronic control, with the polarity reversal of the motor effected via switching diodes. ADVANTAGE - Allows motor reversal without motor being at a standstill.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für eine Dreh richtungsumkehrung bei Stromwendermotoren, wobei der Stromwendermotor mit einer Elektronik zur Drehzahl regelung ausgerüstet ist, die durch einen Potentiometer geregelt wird.The invention relates to a device for a rotation Reversal of direction in commutator motors, the Commutator motor with electronics for speed control is equipped by a potentiometer is regulated.

Die Drehrichtungsumkehrung bei Stromwendermotoren soll einerseits in einem geringen Zeitraum und andererseits sanft bei guter Kommutierung erfolgen.The reversal of the direction of rotation in commutator motors should on the one hand in a short period of time and on the other hand done gently with good commutation.

Um bei einem Stromwendermotor mit einer sehr hohen Drehzahl eine Drehrichtungsumkehrung vornehmen zu können, ist es bislang erforderlich, daß der Motor abgeschaltet wird, damit eine Umpolung des Ankers problemlos durchge führt werden kann.In order for a commutator motor with a very high To be able to reverse the direction of rotation, So far it has been necessary for the engine to be switched off is so that a polarity reversal of the armature goes through without any problems can be led.

Ein erneutes Einschalten des Motors kann erst dann wieder erfolgen, wenn der Motor annähernd zum Stillstand gekommen ist.Only then can the motor be switched on again take place when the engine has almost come to a standstill is.

Erfolgt eine Drehrichtungsumkehrung im eingeschalteten Zustand und bei einer hohen Drehzahl, so wird der Strom wendermotor zerstört.If the direction of rotation is reversed when switched on State and at high speed, so is the current turner motor destroyed.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Einrichtung für Stromwendermotoren zu schaffen, womit bei einem nicht abgeschalteten Motor und im vollen Lauf, eine sanfte und motorschonende Drehrichtungsumkehrung durchgeführt werden kann.The object of the invention is now a device for To create commutator motors, with which not engine switched off and in full swing, a gentle and Reverse direction of rotation carried out in a manner that is gentle on the motor can be.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich aus dem Unteranspruch. This task is carried out in a generic facility by the characterizing features of claim 1 solved. An advantageous embodiment results from the subclaim.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbe sondere darin, daß mit dem gleichen Bedienungselement die Drehrichtung und die Drehzahl des Motors bestimmt wird, und daß selbst bei Stromwendermotoren mit einer Drehzahl von über 25 000 U/min eine schnelle und sanfte Drehrich tungsumkehrung durchgeführt werden kann.The advantages achieved with the invention are in particular special in that with the same control Direction of rotation and the speed of the motor is determined and that even with commutator motors with one speed of more than 25,000 rpm a quick and smooth turn reversal can be performed.

Diese Merkmale sind im besonderen bei Elektrowerkzeugen vorteilhaft.These features are particularly common with power tools advantageous.

Ein weiterer Vorteil ist der, daß der Potentiometer mechanisch bedient werden kann, wobei dann der Motor elektronisch gesteuert und geschaltet wird, und somit für stationäre Stromwendermotoren vorteilhaft zur Anwendung kommt.Another advantage is that the potentiometer can be operated mechanically, then the motor is electronically controlled and switched, and thus advantageous for stationary commutator motors Application comes.

Zur weiteren Erläuterung wird auf die Zeichnung Bezug ge nommen, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar gestellt ist. Es zeigtFor further explanation, reference is made to the drawing taken in which an embodiment of the invention is posed. It shows

Fig. 1 einen Schaltplan des Stromwendermotors für eine erfindungsgemäße Einrichtung einer Drehrichtungs umkehrung, Fig. 1 is a circuit diagram reversal of the commutator motor for an inventive device a rotation direction,

Fig. 2 eine sinnbildliche Darstellung des Potentiometers mit einem integrierten Umschalter in einer Seiten ansicht, Figure 2 is a symbolic representation of the potentiometer view. With an integrated switch in a side,

Fig. 3 eine sinnbildliche Darstellung nach der Fig. 2 in einer Vorderansicht. Fig. 3 is a symbolic representation of FIG. 2 in a front view.

Soll bei einem Stromwendermotor die Drehrichtung und die Drehzahl des Motors sowie eine Drehrichtungsumkehrung über ein einziges Bedienungselement erfolgen, ist hier für eine elektronische Drehzahlregelung erforderlich, die über einen Potentiometer bedient wird, und durch einen zweipoligen Umschalter wird die gewünschte Dreh richtung bestimmt. If the direction of rotation and the Motor speed and a reversal of the direction of rotation done using a single control element is here required for electronic speed control, which is operated via a potentiometer, and by A two-pole switch will turn the desired rotation direction determined.

In der Fig. 1 ist ein entsprechender Schaltplan für eine sanfte und motorschonende Drehrichtungsumkehrung darge stellt. Der Stromwendermotor ist als Universalmotor aus gelegt und folgendermaßen geschaltet:In Fig. 1 is a corresponding circuit diagram for a gentle and gentle rotation reversal Darge provides. The commutator motor is designed as a universal motor and switched as follows:

Der Netzanschluß führt zu den Schaltgliedern des Ein- und Ausschalters 1, und der Anker ist zwischen den Feldwick lungsteilen 2 a und 2 b geschaltet. Das eine Drahtende 3 des Feldwicklungsteils 2 a führt zu dem einen Kontaktan schluß des Ausschalters 1 und das andere Drahtende 4 zu der Brücke 5 des Umschalters 6, und das eine Drahtende 7 des Feldwicklungsteils 2 b führt zu dem anderen Kontaktan schluß des Ausschalters 1 und das andere Drahtende 8 zu der Brücke 9 des Umschalters 6. Die Bürsten des Ankers sind mit den Schaltgliedern des Umschalters 6 verbunden. Zwischen dem Feldwicklungsteil 2 b und dem Ausschalter 1 ist eine entsprechende elektronische Einrichtung 10 für die Drehzahlregelung geschaltet. Die elektronische Ein richtung 10 kann auch in einer anderen Art und Weise zum Stromwendermotor geschaltet sein, wobei der Stromwender motor in Reihenschluß als auch in Nebenschluß zu der elektronischen Einrichtung 10 geschaltet sein kann. Die elektronische Einrichtung 10 wird über einen Potentio meter, der im Schaltplan nicht dargestellt ist, gesteuert.The mains connection leads to the switching elements of the on and off switch 1 , and the armature is switched between the field winding parts 2 a and 2 b . The one wire end 3 of the field winding part 2 a leads to the one contact connection of the switch 1 and the other wire end 4 to the bridge 5 of the switch 6 , and the one wire end 7 of the field winding part 2 b leads to the other contact connection of the switch 1 and that other wire ends 8 to the bridge 9 of the switch 6 . The brushes of the armature are connected to the switching elements of the changeover switch 6 . A corresponding electronic device 10 for speed control is connected between the field winding part 2 b and the switch 1 . The electronic device 10 can also be connected in a different way to the commutator motor, wherein the commutator motor can be connected in series as well as in shunt to the electronic device 10 . The electronic device 10 is controlled via a potentiometer, which is not shown in the circuit diagram.

Um nun bei einem nicht abgeschalteten Stromwendermotor eine sanfte und motorschonende Drehrichtungsumkehrung durch führen zu können, wird der Umschalter 6 über das Bedienungs element des Potentiometers betätigt.In order to be able to perform a gentle and motor-friendly reversal of the direction of rotation when the commutator motor is not switched off, the changeover switch 6 is actuated via the operating element of the potentiometer.

Das Bedienungselement des Potentiometers kann ein Stellrad, ein Drehknopf oder eine Schiebevorrichtung sein.The control element of the potentiometer can be a setting wheel, a rotary knob or a sliding device.

In der Fig. 2 ist eine Ansicht des Potentiometers mit einem integrierten Umschalter sinnbildlich dargestellt und mit einem Stellrad 11 als Bedienungselement versehen. Der Potentiometer wird über eine Welle 12 betätigt, wobei der Potentiometer für die Drehzahlregelung des Motors im Rechts- oder Linkslauf gleichsinnig wirkt, indem das Stell rad 11 nach links oder rechts betätigt wird, Fig. 3, und somit ist der Potentiometer von der 0 Stellung aus, in der Drehrichtung nach rechts oder links, funktions gleich zu der elektronischen Einrichtung 10 ausgelegt. Der Umschalter 6 für die Drehrichtungsumkehrung und die Welle 12 des Potentiometers sind derart zueinander an geordnet, daß in dem Bereich der 0 Stellung des Poten tiometers der Umschalter 6 über die Welle 12 betätigt wird in der Art, daß an der Welle 12 eine entsprechende Vorrichtung vorhanden ist, womit der Umschalter 6 ge schaltet wird, hierbei kann der Umschalter 6 und der Potentiometer aus einer voneinander getrennten oder aus einer einheitlichen Baueinheit bestehen.In Fig. 2, a view of the potentiometer is symbolically shown with an integrated switch and provided with an adjusting wheel 11 as an operating element. The potentiometer is actuated via a shaft 12 , the potentiometer for the speed control of the motor in clockwise or counterclockwise rotation acting in the same direction by actuating the setting wheel 11 to the left or right, Fig. 3, and thus the potentiometer is from the 0 position from, in the direction of rotation to the right or left, functionally the same as the electronic device 10 . The switch 6 for reversing the direction of rotation and the shaft 12 of the potentiometer are arranged to each other in such a way that in the area of the 0 position of the potentiometer the switch 6 is actuated via the shaft 12 in such a way that a corresponding device is present on the shaft 12 is what the switch 6 is switched ge, the switch 6 and the potentiometer can consist of a separate or from a single unit.

Die Anordnung des Umschalters 6 zum Potentiometer kommt auch sinngemäß zur Anwendung, wenn der Potentiometer als Schiebeelement ausgelegt ist.The arrangement of the switch 6 to the potentiometer is also used analogously when the potentiometer is designed as a sliding element.

Wird nun der Stromwendermotor über den Ein- und Ausschalter 1 eingeschaltet, so läuft der Motor in der Drehrichtung an, die durch die Stellung des Potentiometers vorgegeben ist.If the commutator motor is now switched on using the on / off switch 1 , the motor starts in the direction of rotation that is specified by the position of the potentiometer.

Eine Drehrichtungsumkehrung des Stromwendermotors kann im eingeschalteten Zustand durchgeführt werden, indem das Bedienungselement des Potentiometers, in den Fig. 2 und 3 als Stellrad 11 dargestellt, zu der 0 Stellung und über die 0 Stellung hinaus geführt wird, hierbei wird der Motor in der 0 Stellung des Potentiometers durch die elektronische Einrichtung 10 vom Stromkreis getrennt und über die 0 Stellung hinaus der Motor durch den Umschalter 6 umgepolt.A reversal of the direction of rotation of the commutator motor can be carried out in the switched-on state by moving the control element of the potentiometer, shown as a setting wheel 11 in FIGS . 2 and 3, to the 0 position and beyond the 0 position, the motor being in the 0 position of the potentiometer is separated from the circuit by the electronic device 10 and the motor is reversed by the switch 6 beyond the 0 position.

Ist der Stromwendermotor umgepolt und wird das Stellrad 11 in der gleichen Richtung weiter gedreht, so wird dem Motor über die elektronische Einrichtung 10 von einer Null spannung an aufwärts, entsprechend der Bedienung des Potentiometers, wieder Strom zugeführt.If the commutator motor is reversed and the adjusting wheel 11 is rotated further in the same direction, the motor is fed via the electronic device 10 from a zero voltage upwards, according to the operation of the potentiometer, again.

Selbst wenn der Motor noch eine hohe Drehzahl in der ent gegengesetzten Drehrichtung aufweist, erfolgt eine sanfte Schnellabbremsung bei einer guten Kommutierung, da nach einer Umpolung des Motors dem Motor stets einen Strom von der Nullspannung an aufwärts zugeführt wird.Even if the engine is still running at high speed in the ent has opposite direction of rotation, there is a gentle Fast braking with good commutation, because after reversing the polarity of the motor always gives the motor a current is supplied from the zero voltage upwards.

Eine entsprechende sanfte Drehrichtungsumkehrung erfolgt auch dann noch, wenn durch eine schnelle Bedienung des Potentiometers der Potentiometer die Endstellung erreicht, in der dem Motor die höchste Spannung über die elektro nische Einrichtung zugeführt wird, weil die Drehzahl des Motors lineal zum Anstieg der Spannung abgebremst wird, wonach eine Drehrichtungsumkehrung erfolgt.A corresponding gentle reversal of the direction of rotation takes place even if a quick operation of the Potentiometer the potentiometer reaches the end position, in which the motor has the highest voltage across the electro African device is supplied because the speed of the The motor is braked to increase the voltage, after which the direction of rotation is reversed.

Die hier beschriebene Drehrichtungsumkehrung erfolgt durch eine manuelle Bedienung und durch mechanische Schaltvorgänge.The reversal of the direction of rotation described here takes place by manual operation and by mechanical Switching operations.

Die Drehrichtungsumkehrung kann auch sinngemäß nach dem Ausführungsbeispiel derart durchgeführt werden, indem der Potentiometer des Stromwendermotors mechanisch über eine elektronische Steuerung betätigt wird und hierbei die Umpolung des Ankers durch Schaltdioden erfolgt, wobei die Schaltdioden durch eine entsprechende Elektronik, die über den Potentiometer gesteuert wird, geschaltet werden.The reversal of the direction of rotation can also be analogous to the Embodiment can be carried out by the potentiometer of the commutator motor mechanically is operated via an electronic control and here the polarity reversal of the armature by switching diodes takes place, the switching diodes by a corresponding Electronics controlled by the potentiometer be switched.

Die Einrichtung für eine Drehrichtungsumkehrung findet bei allen Auslegungsformen eines Stromwendermotors Anwendung, die sowohl mit Wechselstrom als auch mit Gleichstrom betrieben werden.The device for reversing the direction of rotation takes place in all designs of a commutator motor Application using both AC and DC operated.

Claims

1. Device for reversing the direction of rotation in commutator motors, the commutator motor being equipped with electronics for speed control, which is regulated by a potentiometer, characterized in that when the commutator motor is not switched off, a smooth, fast and motor-friendly reversal of the direction of rotation is achieved by the changeover switch ( 6 ) via the control element of the potentiometer is switched in such a way that the potentiometer from the 0 position in the direction of rotation to the right and left, for one or the other direction of rotation of the motor, functionally equivalent to the electrical device ( 10 ) is designed ( Fig. 1), the changeover switch ( 6 ) and the shaft ( 12 ) of the potentiometer being arranged in such a way that the changeover switch ( 6 ) is actuated via the shaft ( 12 ) in the region of the 0 position of the potentiometer in such a way that a corresponding device is present on the shaft ( 12 ), with which the switch ( 6 ) is switched ( Fig. 2 and 3), here the changeover switch and the potentiometer can consist of a separate unit or a unit, and in the area of the 0 position of the potentiometer the motor is driven by the electronic device ( 10 ) separated from the circuit and at the same time the motor is reversed by the changeover switch ( 6 ), and after reversing the polarity, a current is always supplied to the motor from zero voltage upwards, the speed of the motor is braked linearly to increase the voltage, after which the direction of rotation is reversed.

2. Device for reversing the direction of rotation in commutator motors according to claim 1, characterized in that the potentiometer is actuated mechanically via an electronic control and the polarity reversal of the motor is carried out by switching diodes in such a way that the switching diodes by a device on the shaft ( 12 ) of the potentiometer, in the 0 position of the potentiometer, are electronically controlled and switched, the commutator motor each having the direction of rotation selected via the potentiometer.