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Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehzahlgeber mit einem Dauermagneten, der als Schei- be mit am Kreisumfang im Wechsel liegenden Polen und einer Axialbohrung für eine rotierende Wel- le ausgebildet ist, einer Wicklung, die auf einem Trägerteil angebracht ist und deren aktive Lei- ter gegenüber den Dauermagnetpolen liegen und über die Stirnverbinder in Reihe geschaltet sind, sowie einer Zusatzwicklung, deren aktive Leiter und diese in Reihe verbindende Stirnverbinder ähnlich jeweils den aktiven Leitern und den Stirnverbindern der Hauptwicklung in unmittelbarer
Nähe voneinander und mit einer Phasenverschiebung von 30 bis 3300 elektrisch angeordnet sind.
Eine Grundforderung, die an Messgeräte und Geber gestellt wird, ist die Genauigkeit der
Parametermessung. Daher werden die Konstruktionen der Geber sowie die ihnen zugrundeliegenden
Prinzipien derart gewählt, dass die Beeinflussung des Endergebnisses der Messung durch verschie- dene, dieses Ergebnis verzerrende Faktoren vermieden wird. Zu solchen Faktoren gehören Störun- gen.
So enthalten die bekannten Drehzahlgeber jeweils einen Dauermagneten, der als Scheibe mit am Kreisumfang im Wechsel liegenden, radial bzw. axial magnetisierten Polen und einer Axialboh- rung für eine rotierende Welle gestaltet ist, sowie eine Wicklung, die auf einem Trägerteil aus einem Isolierstoff angebracht ist. Die aktiven Wicklungsleiter, deren Anzahl (2n + 1) p beträgt, wo n eine ganze Zahl und p die Polzahl bedeuten, liegen gegenüber den Dauermagnetpolen und sind über die Stirnverbinder in Reihe geschaltet (s. z. B. GB-PS Nr. 2, 022, 326 ; US-PS Nr. 4, 093, 897).
Zur Bekämpfung des entstehenden unerwünschten Störsignals, das einen Fehler bei der Bestimmung der Drehzahl bedingt, ist in der erwähnten GB-PS und in der US-PS die Wicklung mit einer Kom- pensationswindung in Reihe gegengeschaltet. Hiezu wird die Wicklung des Drehzahlgebers auf meh- rere Sektionen mit einer Verschiebung von 1800 elektrisch einer jeden von ihnen verteilt, wobei sie in Reihe geschaltet werden (s. z. B. L. N. Safonov, V. N. Wolnyansky u. a. : Präzisionswinkelgeber mit gedruckten Wicklungen. Bibliothek des Gerätebauers, veröffentlicht 1977, Verlag "Mashinostrojenie" (Moskau), S. 7-13,58-60).
Bei der Drehung des Dauermagneten wird in den aktiven Wicklungsleitern eine Nutzsignal-EMK mit veränderlicher Polarität induziert. Hiebei induzieren äussere magnetische bzw. elektromagnetische Felder in den aktiven Leitern und in den Stirnverbindern Stör-EMKs, die in den aktiven Wicklungsleitern dank deren Reihengegenschaltung kompensiert, in den Stirnverbindern aber addiert werden, weil die Stirnverbinder über die aktiven Leiter in Reihe geschaltet sind.
Bei den erwähnten Drehzahlgebern werden die Störsignale nicht vollständig kompensiert, weil die Kompensationswindung relativ zu den Wicklungsköpfen in einem Abstand liegt, der durch die Wicklungskonstruktion bedingt ist. Dies ist besonders spürbar bei unsymmetrischem äusserem elektromagnetischem Feld, beispielsweise von einem einspeisenden Netztransformator. In diesen Gebern werden auch die Störungen nicht kompensiert, die in den Verbindungsdrähten zwischen der Wicklung und den nachfolgenden Apparaturen induziert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehzahlgeber zu schaffen, in dem die Gewährleistung einer vollständigen Kompensation von äusseren Störungen es erlauben würde, die Genauigkeit der Drehzahlermittlung zu erhöhen.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch einen Drehzahlgeber der eingangs genannten Art gelöst, der einen Differenzverstärker enthält, an dessen Eingänge die einen Enden der Haupt- und Zusatzwicklung angeschlossen sind, während die andern Enden derselben an eine gemeinsame Speiseschiene dieses Differenzverstärkers angeschlossen sind.
Zweckmässig ist der Differenzverstärker im Drehzahlgeber in Form eines Spannungskomparators ausgeführt.
Der erfindungsgemässe Drehzahlgeber gestattet, die Drehzahl mit einer hohen Genauigkeit zu ermitteln, die durch eine vollständige Kompensation der elektromagnetischen Störungen bedingt ist.
Im folgenden wird die Erfindung in der Beschreibung einer konkreten Ausführungsform derselben an Hand der Zeichnungen erläutert ; in den Zeichnungen zeigen : Fig. 1 die Gesamtansicht des Drehzahlgebers gemäss der Erfindung ; Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II in Fig. l ; Fig. 3 einen Abschnitt des aus einem Isolierstoff bestehenden Trägerteils in vergrössertem Massstab, in
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dessen Nuten Wicklungen untergebracht sind ; Fig. 4 eine schematische Darstellung desselben wie in Fig. 3 unter Angabe der Richtung der von den elektromagnetischen Störungen herrührenden EMKs ; Fig. 5 ein elektrisches Schaltbild der Wicklungen und des Spannungskomparators ; Fig. 6 elektrische Signale an den Eingängen und am Ausgang des Spannungskomparators.
Der Drehzahlgeber enthält einen Dauermagneten-1-- (Fig. l, 2), der als Scheibe mit am Kreisumfang im Wechsel liegenden radial magnetisierten Polen --N und S-- gestaltet ist. In der Scheibe ist eine Axialbohrung --2-- für eine rotierende Welle --3-- vorgesehen. Der Geber ent-
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--4a,lungen --4a, 4b-- bestehen aus aktiven Leitern --7a, 7b--, die über Stirnverbinder --8a, 8b-in Reihe geschaltet sind, wobei die aktiven Leiter --7a und 7b-- gegenüber den Polen des Dauermagneten--1-- (Fig. 2) in unmittelbarer Nähe voneinander liegen.
Dementsprechend liegen auch
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(Fig. 3),--8b--inandern gleichen Enden der Wicklungen --4a, 4b-- an eine gemeinsame Speiseschiene --10-- des Differenzverstärkers --9-- angeschlossen sind (unter gleichen Enden sollen hier die Anfänge bzw. die Enden der Wicklungen verstanden werden).
Zur Erzeugung eines rechteckförmigen Signals am Ausgang des Drehzahlgebers ist als Differenzverstärker ein Spannungskomparator--11-- (Fig. 5) verwendet.
Denkbar ist auch eine andere Ausführungsform des Drehzahlgebers, bei der ein Dauermagnet mit axial magnetisierten Polen verwendet ist. Hiebei liegen die aktiven Wicklungsleiter auf die vorstehend beschriebene Weise, aber in der radialen Richtung.
Ausserdem ist die Ausführung der Wicklungen mit Hilfe der doppelseitig gedruckten Verdrahtung möglich.
Der Drehzahlgeber arbeitet folgendermassen : Bei der Drehung des Dauermagneten--1-- (Fig. l, 2) wird in der Wicklung --4a-- (Fig. 5), die an den invertierenden Eingang des Kompa- rators--11--angeschlossen ist, ein Signal 12 (Fig. 6) mit einer Frequenz induziert, die der Urezahl des Gebers proportional ist, während in der Wicklung --4b-- ein Signal --13-- mit derselben Frequenz und Amplitude, aber in Gegenphase zum Signal --12-- induziert wird. Am Ausgang des Komparators --11-- entsteht ein verstärktes rechteckförmiges Signal 14.
Wirkt auf den Geber ein äusseres elektromagnetisches Störfeld ein, so wird in den aktiven Leitern--7a-- (Fig. 4),--7b--und in den Stirnverbindern--8a, 8b--eine Stör-EMK ex induziert. In den aktiven Leitern --7a, 7b--, die hinter- und gegeneinander geschaltet sind, werden die Stör-EMKs ex kompensiert, in den Stirnverbindern --8a, 8b-- aber addiert. Hiebei überlagern sich die e den Signalen 12 (Fig. 6), 13 von dem sich drehenden Dauermagneten --1--, werden mit ihnen addiert und in Form einer EMK e, den Eingängen des Komparators--11-- (Fig. 5) zugeführt. Da das Störsignal an den Eingängen des Komparators --11-- gleichphasig ankommt, ändert es den Zustand eines Ausgangssignals 14 (Fig. 6) nicht.
Also ermöglichen es die vorhandenen zwei identischen Wicklungen, deren aktive Leiter um einen Winkel verschoben sind, der innerhalb von 30 bis 3300 elektrisch liegt, und in unmittelbarer Nähe voneinander, genauso wie die Stirnverbinder, gelegen sind, sowie der vorhandene Spannungskomparator, an den die Wicklungen angeschlossen sind, den Einfluss der äusseren elektromagnetischen Felder praktisch vollständig zu kompensieren und hiedurch die Genauigkeit der Drehzahlbestimmung zu erhöhen.
Die Erfindung wird vorwiegend bei Elektromotoren von Videorecordern und Tonbandgeräten sowie Plattenspielern zur Messung und Regelung ihrer Drehzahl angewendet.