DE1276797B

DE1276797B - Buerstenloser Gleichstrommotor mit Dauermagnetlaeufer

Info

Publication number: DE1276797B
Application number: DEL51681A
Authority: DE
Inventors: Dr Ing Helmut Moczala
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1965-07-15
Filing date: 1965-09-21
Publication date: 1968-09-05
Also published as: US3452262A; DE1276798B; GB1157274A; CH449759A; US3456174A; NL6609980A

Description

Bürstenloser Gleichstrommotor mit Dauermagnetläufer Die Erfindung bezieht sich auf einen bürstenlosen Gleichstrommotor mit Dauermagnetläufer und einem Ständer, dessen Spulen in Abhängigkeit von der Läuferstellung über Transistoren gespeist werden, deren Stromdurchlässigkeit über Steuerelemente und vorgeschaltete Verstärkertransistoren steuerbar ist. Derartige Steuerelemente können beispielsweise als magnetfeldabhängige Widerstände ausgebildet sein, welche von einem mit dem Läufer des Motors rotierenden Magneten beeinflußt werden. Es ist jedoch auch möglich, die Steuerelemente als Hallgenerator oder als Elemente eines Hochfrequenz-Oszillators auszubilden.
Es ist schon ein derartiger Motor bekanntgeworden, bei welchem den Ständertransistoren gleichartige Verstärkertransistoren so vorgeschaltet sind, daß die Emitter der Verstärkertransistoren mit den Basen der Ständertransistoren verbunden sind und die Kollektoren der Verstärkertransistoren über einen Widerstand gemeinsam an die speisende Batterie angeschlossen sind. Für den Hochlauf des bekannten Motors wird ein Hilfskommutator benötigt, und der Betrieb des Motors wird nach dem Erreichen einer bestimmten Drehzahl, bei welcher der Hilfskommutator ausgeschaltet wird, mittels der Wechselspannungen, die auf Grund des umlaufenden Läufermagnetfeldes in den Ständerspulen entstehen, aufrechterhalten. Zur Drehzahlregelung dieses bekannten Motors wird eine drehzahlabhängige Spannung von den Ständerspulen über Dioden abgegriffen und auf einen Kondensator gegeben, der zusammen mit einem Widerstand eine Spitzenwert-Gleichrichterschaltung bildet. Die so gewonnene Gleichspannung steuert die Stromdurchlässigkeit eines Transistors, über welchen wiederum die Stromdurchlässigkeit der Verstärkertransistoren beeinflußbar ist. Der Wirkungsgrad derartiger Motoren ist für die Zwecke, für welche der Motor eingesetzt wird, im allgemeinen ausreichend. Er wird jedoch dadurch herabgesetzt, daß insbesondere durch die Streuung des Läufermagnetfeldes und durch die vielen Verbindungen der Transistoren untereinander auch dann noch ein geringer Reststrom über die Ständertransistoren und damit über die entsprechenden Ständerspulen fließt, wenn diese Ständertransistoren eigentlich stromundurchlässig sein sollten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad des eingangs geschilderten Motors zu verbessern. Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die Emitter der Verstärkertransistoren an einen gemeinsamen, aus zwei Widerständen bestehenden Spannungsteiler derart angeschlossen sind, daß das Emitterpotential des durch die Steuerelemente jeweils in den leitenden Zustand gesteuerten Verstärkertransistors eine verstärkte Stromundurchlässigkeit der durch die Steuerelemente nicht in den leitenden Zustand gesteuerten Verstärkertransistoren bewirkt. Durch die Erfindung wird somit der Potentialunterschied zwischen Basis und Emitter der Verstärkertransistoren, welche nicht stromdurchlässig sein sollen, so groß gemacht, daß ihre absolute Stromundurchlässigkeit garantiert ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand eines elektrischen Schaltbildes dargestellt.
Die Ständerspulen sind mit 1, 2 und 3 bezeichnet und werden über die Transistoren 4, 5 und 6 von der Batterie 7 mit Strom versorgt. Die Basen der Ständertransistoren 4, 5 und 6 sind über die entsprechenden Verstärkertransistoren 8, 9 und 10, welche im dargestellten Fall als Komplementärtransistoren zu den Ständertransistoren ausgebildet sind, an je einen Spannungsteiler angeschlossen. Die Spannungsteiler bestehen aus den Widerständen 11, 12 und 13 sowie den magnetfeldabhängigen Widerständen 14, 15 und 16. Die Emitter der Verstärkertransistoren sind an einen weiteren gemeinsamen Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen 17 und 18 angeschlossen, während die Kollektoren der Verstärkertransistoren mit der Basis des jeweiligen Ständertransistors verbunden sind. An dem Kondensator 19 liegt eine drehzahlabhängige Spannung, welche über die Dioden 20, 21 und 22 von den Ständerspulen abgegriffen wird. Parallel zu dem Kondensator 19 liegt die spannungsabhängige Brückenschaltung 23, in deren Nullzweig der Regeltransistor 24 angeschlossen ist, dessen Kollektor über die Widerstände 11, 12 und 13 mit den Basen der Verstärkertransistoren 8, 9 und 10 verbunden ist. Die Wirkungsweise des Motors nach der Erfindung ist folgende: Durch Schließen des Schalters 25 wird der Motor an die Spannung der Batterie 7 gelegt. In Abhängigkeit von der Läuferstellung wird einer der Ständertransistoren 4, 5 oder 6 stromdurchlässig geschaltet, so daß die zugehörige Ständerspule von Strom durchflossen wird. In zyklischer Reihenfolge wird dann jeweils einer der Ständertransistoren durch die Rotation des Läufers stromdurchlässig gesteuert, während gleichzeitig die beiden anderen Transistoren stromundurchlässig sind. Wenn beispielsweise der Ständertransistor 4 stromdurchlässig werden soll, dann wird der magnetfeldabhängige Widerstand 14 von einem Magnetfeld durchsetzt, so daß sich sein Widerstandswert erheblich erhöht und somit die Bedingung erfüllt wird, daß der Verstärkertransistor 8 stromdurchlässig wird, wodurch auch der Transistor 4 geöffnet wird. Durch die Stromdurchlässigkeit des Transistors 8 wird das Potential des Punktes A positiver, so daß das Potential der Emitter der beiden anderen Verstärkertransistoren 9 und 10 ebenfalls positiver wird und dadurch zusätzlich dafür gesorgt wird, daß diese beiden Transistoren keinesfalls stromdurchlässig werden.
Die drehzahlabhängige Spannung liegt an der Brückenschaltung 23, welche so abgestimm ist, daß der Transistor 24 während des Hochlaufs des Motors stromundurchlässig ist. Bei Erreichen einer Ansprechdrehzahl wird nun der Regeltransistor 24 durchgeschaltet, so daß über seine Emitter-Kollektor-Strecke ein Strom fließen kann, wodurch das Potential an den Basen der Verstärkertransistoren 8, 9 und 10 so weit absinkt, daß diese Transistoren nicht mehr voll durchgeschaltet werden, so daß die Ständertransistoren 4, 5 und 6 ebenfalls- nicht mehr voll stromdurchlässig und die zugehörigen Ständerspulen nicht mehr mit dem vollen Strom versorgt werden. Die Folge ist ein Absinken der Drehzahl. Bei Unterschreiten der Ansprechdrehzahl schließt der Regeltransister 24 wieder, und die.# Ständerspulen werden wieder voll mit Strom versorgt. Auf diese Weise kann der Motor nach der Erfindung mit großer Genauigkeit mit der zu regelnden Drehzahl betrieben werden. Der Widerstand 26 ist hochohmig und dient zur Erhöhung der Regelwirkung.

Claims

Patentansprach: Bürstenloser Gleichstrommotor mit Dauermagnetläufer und einem Ständer, dessen Spulen in Abhängigkeit von der Läuferstellung über Transistoren gespeist werden, deren Stromdurchlässigkeit -über Steuerelemente und vorgeschaltete Verstärkertransistoren steuerbar ist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Emitter der Verstärkertransistoren (8, 9, 10) an einem gemeinsamen, aus zwei Widerständen (17, 18) bestehenden Spannungsteiler derart angeschlossen sind, daß das Emitterpotential (A) des durch die SteuereIemente jeweils in den leitenden Zustand gesteuerten Verstärkertransistors (8) eine verstärkte Stromundurchrässigkeit der durch die Steuerelemente nicht in den leitenden Zustand gesteuerten Verstärkertransistoren (9, 10) bewirkt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 641003;