DE2005886B2 - Schaltungsanordnung zur drehzahlregelung eines kollektorlosen gleichstrommotors - Google Patents

Description

5 Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleicherschal tung (40) ein Endglied (64; 110) mit zwei Zuständer aufweist welches durch das Ausgangssignal de; vorangehenden Schaltungsteüs (63; 105, 107) derar gesteuert wird, daß es ein Signal mit einem erster Signalwert oder mit einem zweiten Signalwer abgibt, je nachdem, ob die Frequenz des erster Signals den Schwellwert übersteigt oder nicht.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Eingänge (42,43) de: Vergleicherschaltung (40) außerdem mit den zwe Eingängen eines Phasenvergleichers (106) verbun den sind daß die Vergleicherschaltung (40) einer zusätzlichen Verstärker (107) aufweist, desser Eingang (108) einerseits mit dem Ausgang de; Differenzverstärkers (105) und andererseits mit den Ausgang des Phasenvergleichers (106) verbunden ist daß der Ausgang des zusätzlichen Verstärkers (107 ein Endglied (110) mit zwei Zuständen steuert dessen Ausgang den Ausgang (44) der Vergleicher schaltung (40) darstellt, und daß eine Hilfsanordnunj (109, 110) vorgesehen ist, welche die gleichzeitig* Einwirkung des Differenzverstärkers (105) und de: Phasenvergleichers (106) auf den zusätzlicher Verstärker (107) verhindert.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurcl gekennzeichnet, daß der Phasenvergleicher (106 eine hohe Ausgangsimpedanz besitzt und daß di< Hilfsanordnung aus zwei entgegengesetzt zwischei den Ausgang des Differenzverstärkers (105) und dei Eingang des zusätzlichen Verstärkers (107) geschal teten Zenerdioden (109,110) besteht.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanorc nung zur Drehzahlregelung eines kollektorlosen Gleich strommotors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Schaltungsanordnungen dieser Art, die aus de Zeitschrift »Electronique Industrielle«, März-April 196! S. 221 bis 224 bekannt sind, erfolgt die Drehzahlrege lung unter Ausnutzung der in den Ankerwicklunge induzierten Gegen-EMK. Bei den bekannten Scha tungsanordnungen wird eine der Motordrehzahl prc portionale Spannung auf den von der Bezugsdrehzah vorgeschriebener. Wert eingeregelt, und die Regelun

der Drehzahl erfolgt durch Einwirkung auf den Steuerstrom der Hallgeneratoren. Dadurch ist die Genauigkeit der Drehzahlregelung durch die zeitliche Änderung und Temperaturabhängigkea der die Beziehung zwischen der Motordrehzahl .ind der Gegen-EMK herstellenden Bauelemente begrenzt. Ferner ist wegen der linearen Regelungsart eine gute Regelung mit annehmbarem Wirkungsgrad nur in einem schmalen Drehzahlbereich möglich.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Schaltungsanordnung der eingangs angegebenen Art, die eine sehr genaue Drehzahlregelung mit gutem Wirkungsgrad -n einem breiten Drehzahlbereich ermöglicht und von zeitlichen oder temperaturbedingten Änderungen der Eigenschaften der verwendeten Bauelemente weitgehend unabhängig ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Da bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung die Drehzahlregelung nicht auf Grund von Spannungs- oder Stromwerten, sondern auf Grund von Frequenzwerten erfolgt, sind Einflüsse, welche Spannungs- oder Stromwerte verändern können, ohne Nachteil für die Genauigkeit der Regelung. Die Vergleicherschaltung ergibt in Verbindung mit den Unterbrecheranordnungen eine Zweipunktregelung der Drehzahl, die mit einfachen Bauelementen mit geringer Verlustleistung, also gutem Wirkungsgrad durchführbar ist. Die Drehzahlregelung kann in einem weiten Drernahlbereich mit sehr großer Genauigkeit erfolgen, die bis zu einer phasenstarren Synchronisierung mit einem Winkelfehler von nur wenigen Graden gehen kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 schematisch einen kollektorlosen Gleichstrommotor, bei dem die Erfindung anwendbar ist,

F i g. 2 das Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur Drehzahlregelung des Motors von Fig. 1,

Fig.3 das Schaltbild einer Ausführungsform der Unterbrecheranordnung der Schaltungsanordnung von F i g. 2,

Fig.4 das ausführliche Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der in F i g. 3 gezeigten Anordnung,

F i g. 5 das Schaltbild einer Ausführungsform der Vergleicherschaltung der Schaltungsanordnung von F ig. 2, so

F i g. 6 das Schaltbild einer anderen Ausführungsform der Vergleicherschaltung und

F i g. 7 das Schaltbild der Vergleicherschaltung für eine Schaltungsanordnung, welche zugleich eine Drehzahlregelung und eine Phasenregelung vornimmt.

F i g. 1 zeigt als Beispiel einen zweipoligen kollektorlosen Gleichstrommotor mit einem Drehmelder 1, dessen Rotor ein Dauermagnet 13 ist und dessen Stator zwei Hallgeneratoren 11 und 12 aufweist, welche in zwei Spalte des Stators eingesetzt sind, die gegenseitig um 90° versetzt sind. Der Drehmelder ist drehfest mit dem eigentlichen Motorteil 2 verbunden, dessen Rotor aus einem zweipoligen Dauermagneten 23 besteht und dessen Stator zwei um 90° gegeneinander versetzte Ankerwicklungen 2i und 22 aufweist, weiche jeweils durch einen zugeordneten Rechtecksignal-Generator 31 bzw. 32 gespeist werden. Die Rechtecksignal-Generatoren 31 und 32 werden ihrerseits durch die Hallgeneratoren 11 bzw. 12 synchronisiert. Die Ankerwicklungen 21 und 22 sind derart angeordnet, daß sie dann, wenn sie direkt die Ausgangsspannungen der Hallgeneratoren Il und 12 empfangen wurden, im Motorteil 2 ein Magnetfeld erzeugen würden, das die gleiche Richtung wie die Achse des Magneten 13 des Drehmelders 1 hätte.

Wenn man die gemeinsame Winkelstellung der Rotoren 13 und 23 in der in der Zeichnung angegebenen Weise durch den Winkel Θ bezeichnet, so sind die Ausgangsspannungen der Hallgeneratoren 11 und 12 dem Wert k sin θ bzw. dem Wert k cos θ proportional, wobei k eine Konstante ist, wenn, wie angenommen wird, die Generatoren 11 und 12 mit konstantem Strom gespeist werden.

Die Rechtecksignal-Generatoren 31 und 32 werden durch die Hallgeneratoren 11 und 12 derart synchronisiert, daß sie jeweils konstante Ströme abgeben, deren Vorzeichen jeweils demjenigen von sin θ bzw. von cos Θ entspricht.

Die Magneten 13 und 23 sind gegenseitig mechanisch oder auf andere Weise derart gekoppelt, daß der Winkel zwischen ihren Achsen jeweils gleich 90° ist.

Wenn man mit Θ' den Winkel der Richtung des im Motorteil 2 induzierten Feldes und mit θ" = 0 + 90 den Winkel der Achsenrichtung des Magneten 23 bezeichnet, gelten die folgenden Beziehungen:

für 0 <θ"< 90° gilt θ =-45°
für 90°<e"<180°gilte'= 45°
für !80° < θ"< 270° gilt Θ'= 135°
für 270° < Θ" < 360° gilt Θ' = 225

Unter diesen Bedingungen sind die Achse des den Rotor 23 des Motorteils 2 bildenden Dauermagneten und das Induktionsfeld stets um einen zwischen 45° und 135° liegenden Winkel mit konstantem Vorzeichen voneinander getrennt, was bedeutet, daß das Motordrehmoment ebenfalls ein konstantes Vorzeichen beibehält.

F i g. 2 zeigt das Prinzipschema der Schaltungsanordnung zur Drehzahlregelung des kollektorlosen Gleichstrommotors von Fig. 1. Es sind wiederum sehr schematisch die Teile 1, 2, 21, 22, 31 und 32 aus F i g. 1 dargestellt.

Es sei angenommen, daß die Rechtecksignal-Generatoren 31 und 32 derart gesteuert werden, daß sie derr Motorteil 2 die Leistung zuführen, welche der maxima erzielbaren oder gewünschten Drehzahl des Motors entspricht.

Eine Vergleicherschaltung 40 weist einen mit derr Ausgang (oder mit einem Hilfsausgang) des Generator; 32 verbundenen Eingang 42 und einen das Bezugssigna empfangenden Eingang 43 auf.

Die Vergleicherschaltung 40 empfängt daher an Eingang 42 ein Rechtecksignal, dessen Frequenz ir Hertz gleich der Ist-Drehzahl des Motors in Umdrehun gen je Sekunde ist.

Das auf den Eingang 43 gegebene Bezugssignal häng von der gewünschten Drehzahl ab und legt einei Frequenzschwellwert fest.

Wenn die Frequenz des Rechtecksignals den Fre quenzschwellwert überschreitet, gibt die Vergleicher schaltung 40 an ihrem Ausgang ein Signa! ab, welche eine Unierbreelieranordnung betätigt, die in Fig.: durch die Unterbrecher 51 und 52 dargestellt ist, welche die Stromzuführung zu den Ankerwicklungen 21 und 2. unterbrechen.

Der Abstand zwischen der die Unterbrechung der Stromzufuhr auslösenden Motordrehzahl und der die Wiedereinschaltung auslösenden Motordrehzahl kann durch Verstärkung sehr klein gemacht werden.

Das Zusammenwirken der Vergleicherschaltung 40 mit der Unterbrecheranordnung 5t, 52 ergibt eine Zweipunktregelung der Drehzahl. Der Wirkungsgrad der Anordnung ist besonders gut, da die Drehzahlregelung durch Unterdrückung der Stromzufuhr zum Motor gewährleistet wird. Die von jedem Unterbrecher verbrauchte Leistung kann sehr gering sein, wenn dieser beispielsweise aus Schalttransistoren besteht.

Fig.3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Anordnung zur Unterbrechung der Stromzufuhr.

Es wird angenommen, daß jeder Rechtecksignal-Generator 31 und 32 in bekannter Weise aus einem Verstärker mit großem Verstärkungsfaktor besteht, welcher die von dem zugehörigen Hallgenerator gelieferten sinusförmigen Eingangssignale in trapezförmige Signale umwandelt und welchem eine Leistungsschaltung nachgeschaltet ist, die auf Grund der Polaritäten oder der Polaritätswechsel dieser trapezförmigen Signale gesteuert wird und die erforderliche Leistung an die Ankerwicklungen abgibt.

In F i g. 3 ist gezeigt, daß der Rechtecksignal-Generator 32 aus dem Verstärker 132 und der Leistungsschaltung 232 besteht. Zwischen diese beiden Elemente ist eine Unterbrecheranordr.ung 332 eingesetzt, welche durch das vom Ausgang 44 der Vergleicherschaltung 40 gelieferte Signal gesteuert wird. Diese Anordnung ermöglicht die Steuerung der Unterbrechung mit begrenzter Steuerleistung. Da jedoch das der Drehzahl entsprechende Signal natürlich vor der Unterbrecheranordnung abgenommen werden muß, wird dieses Signal am Ausgang des Verstärkers 132 abgenommen. Der Generator 31 ist in gleicher Weise ausgebildet.

F i g. 4 zeigt eine Speiseschaltung tür eine Ankerwicklung des Motorteils, in welcher die Unterbrecheranordnung 332 (bzw. 331) mit der Leistungsschaltung 232 (bzw. 231) zusammengefaßt sind. Es ist nur die to Speiseschaltung der Ankerwicklung 22 dargestellt.

Der Verstärker 132 mit hohem Verstärkungsfaktor ist ein Differenzverstärker, dessen zwei Eingänge mit den beiden Ausgangsklemmen des Hallgenerators 12 verbunden sind. ⁴S

Sein Ausgang speist den Eingang 42 der Vergleicherschaltung 40. Er speist andererseits die nachfolgend beschriebene Schaltung, die der Zusammenfassung der Anordnungen 332 und 232 von F i g. 1 entspricht.

Die normale Speiseschaltung für die Ankerwicklun- so gen 22 ist von bekannter Bauart und verwendet eine Brückenschaltung.

Die Klemme A der Wicklung 22 ist mit den Kollektoren eines pnp-Transistors 95 und eines npn-Transistors 94 verbunden; ihre Klemme B ist mit den Kollektoren eines pnp-Transistors 96 und eines npn-Transistors 97 verbunden.

Die Emitter der Transistoren 95 und 96 sind mit der positiven Klemme 100 einer Glcichspannungsqucllc V_n verbunden und die Emitter der Transistoren 94 und 97 ho sind mit Masse verbunden, mit der auch die zweite Klemme der Spannungsquclle verbunden ist.

Die Basis des Transistors 96 ist mit der Klemme 100 über einen Widerstand 710 verbunden, und die Basis des Transistors 97 ist mit Masse über einen Widerstand 711 h^r> verbunden.

ILs werden auf diese Weise zwei Stromkanäle für die Ankerwicklung 22 gebildet, wobei der eine einen Strom von A nach B über die gesättigten Transistoren 95 und

97 fließen läßt, wobei dann die Transistoren 94 und % gesperrt sind, wogegen der andere Stromkanal einen Strom von B nach A über die gesättigten Transistoren % und 94 fließen läßt, wobei dann die Transistoren 95 und 97 gesperrt sind.

Ein pnp-Transistor 92 steuert den Zustand der Transistoren 95 und 97; der Emitter des Transistors 92 ist direkt mit der Basis des Transistors 95 verbunden, und sein Kollektor ist über einen Widerstand 79 und eine Diode 86 mit der Basis des Transistors 97 verbunden.

Ein npn-Transistor 93 steuert den Zustand der Transistoren 94 und 96; der Emitter des Transistors 93 ist direkt mit der Basis des Transistors 94 verbunden, und sein Kollektor ist über einen Widerstand 78 mit der Basis des Transistors % verbunden.

Die Transistoren 92 und 93 werden ihrerseits durch einen npn-Transistor 91 bzw. einen pnp-Transistor 98 gesteuert, mit deren Kollektoren jeweils ihre Basen verbunden sind.

Die Emitter der Transistoren 91 und 98 erhalten ihre Vorspannung durch einen Widerstands-Spannungsteiler 76—77 bzw. 713—712, welcher zwischen die Klemme 100 und Masse geschaltet ist. Ihre Kollektoren sind mit der Klemme 100 über einen Belastungswiderstand 75 bzw. mit Masse über einen Belastungswiderstand 714 verbunden.

Die Transistoren 91 und 98 werden ihrerseits durch den Verstärker 132 in der folgenden Weise gesteuert:

Der Verstärker 132 ist so gestaltet, daß er ein Signal in der Nähe von V₀ für die positiven Halbperioden seines Eingangssignals und ein Signal in der Nähe des Massepotentials für die negativen Halbperioden dieses Eingangssignals abgibt. Sein Ausgang ist über einen Widerstand 715 und jeweils über eine Diode 81 bzw. 87 mit der Basis des Transistors 91 bzw. des Transistors 98 verbunden, wobei die beiden Dioden entgegengesetzt gepolt sind.

Die bisher beschriebene Schaltung arbeitet in der folgenden Weise:

Bei den positiven Halbperioden des Ausgangssignals des Hallgenerators ist der Transistor 98 gesperrt. Er sperrt den Transistor 93, welcher seinerseits die Transistoren 94 und 96 sperrt.

Der Transistor 91 ist gesättigt. Er sättigt den Transistor 92, welcher seinerseits die Transistoren 95 und 97 sättigt.

Der Strom fließt in der Ankerwicklung 22 von A nach ß.

Bei den negativen Halbperioden des Ausgangssignal! des Hallgenerators 12 wird der Vorgang umgekehrt, di( zuvor gesperrten Transistoren werden gesättigt und di< zuvor gesättigten Transistoren werden gesperrt. Dei Strom fließt in der Ankerwicklung von ß nach A.

Die Dioden 81 und 82 verhindern ein Durchschlagci der Basis-Emitter-Übergängc der Transistoren 91 un<

98 in Sperrichtung. Die Widerstände 76,77,712 und 71 legen Schwellwerte fest, welche die gleichzeitig Stromführung der Transistoren 94 und 95 oder 96 und 9 während der Wechsel der Ausgangsspannung de Verstärkers 132 verhindern.

Es wird angenommen, daß der Vergleichcr s ausgebildet ist, daß er an seinem Ausgang 44 ein Sign nahe V₀ liefert, wenn die Motordrehzahl unterhalb di Drchzahlschwcllwerts liegt, und daß er im cntgcgcng' setzten Fall ein Signal nahe dem Massepotential liefert Der Ausgang 44 ist mit den Katoden von zwei Diodi

810 und 811 und über einen Widerstand 716 mit der positiven Klemme 100 der Spar:nungsquelle V₁₁ verbunden.

Die Anode der Diode 810 ist mit der Basis des Transistors 93 und die Anode der Diode 811 mit der > Basis des Transistors 97 über die Diode 86 verbunden.

Wenn der Ausgang 44 das Signal nahe K. abgibt, sind die Dioden 810 und 811 gesperrt und ihre Anschlüsse haben keinerlei Wirkung auf den oben beschriebenen Vorgang. Wenn der Ausgang 44 ein Signal nahe dem u> Massepotential abgibt, sind diese Dioden durchlässig. Dadurch wird der Transistor 93 unabhängig vom Ausgangssignal des Verstärkers 132 infolge seiner Verbindung mit der Anode der Diode 810 gesperrt, und demzufolge werden auch die Transistoren 94 und % r> gesperrt.

In gleicher Weise wird der Transistor 97 an seiner Basis infolge der Verbindung mit der Anode der Diode

811 gesperrt.

Die Stromzuführung zur Wicklung 21 wird von einer gleichartigen Schaltung gesteuert, von der nur die den Dioden 810 und 811 der ersten Schaltung entsprechenden Dioden 812 und 813 angedeutet sind.

F i g. 5 zeigt eine erste Ausführungsform des Vergleichers 40, wenn das Bezugssignal in Form einer 2^r> Spannung geliefert wird.

Der Vergleichcr weist an erster Stelle einen Frequenz-Spannungs-Wandler auf, dessen Eingang den Eingang 42 des Vergleichers bildet. Der Wandler besteht aus einer monostabilen Kippschaltung 61, deren so Steuereingang den Eingang 42 bildet, und der ein Tiefpaßfilter 62 nachgeschaltet ist. Der Ausgang des Tiefpaßfilters 62 speist den ersten Eingang eines Differenzverstärkers 63, dessen zweiter Eingang, der mit dem zweiten Eingang 43 des Vergleichers r, zusammenfällt, die Bezugsspannung empfängt. Der Ausgang des Verstärkers 63 kann mit dem Ausgang des Vergleichen 40 zusammenfallen oder besser, wie in Fig. 5 gestrichelt dargestellt, noch ein zwei Zustände aufweisendes Endglied 64 ansteuern, welches, je nach ·«> dem Vorzeichen des Ausgangssignals des Verstärkers 63, die eine oder die andere von zwei Spannungen Vi oder V₂ abgibt. Das Endglied 64 kann im wesentlichen aus einem im gesperrten oder gesättigten Zustand arbeitenden Transistor bestehen. ί^γ>

Die Kippschaltung 61, deren Periode kleiner als die der maximalen Drehzahl des Motors entsprechende Umdrehungspcriodc ist, gibt bei jedem in positiver Richtung erfolgenden Wechsel der Ausgangsspannung des Generators 32 einen positiven Impuls mit ^r>o konstanter Breite ab. Der Mittelwert dieser Impulse steht am Ausgang des Tiefpaßfilters 62 zur Verfügung. Es ist proportional zur Schallfrequcnz der monostabilen Kippschaltung und nfolgedessen zur Drehzahl des Motors. '

Das Bcz.ugssignal kann beispielsweise von einem Potentiometer geliefert wurden.

Die .Stabilität der Regelschlcife kann durch eine geeignete Bemessung der /.eitkonstanien des Frequenz. Spannungs-Wandlers oder, bei diesem Beispiel, durch '» die Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters 62 gewährleistet weiden.

Wenn die Drehzahl di-s Motors in einem weiten Bereich veränderlich sein soll, kiiiin der Frequenz-Spannungs-Wandler 61 62 von I- i μ. ¹J fine Schaltung zur '<' Formung der rechleekigen l-.iiigiinpssigniili· enthüllen, WcIi¹Ik¹I^- ein bekiinnlor linearer Wandler, beispielsweise fin IniniilsfiTwii'nznu'sNiT. nachgi'si'hülU't ist.

Die Stabilität der Regelschleife wird dabei durch eine geeignete Bemessung der Zeitkonstanten des Frequenzmessers gewährleistet. Mit dieser Lösung kann man unter Verwendung billigerer Schaltungen eine Genauigkeit in der Größenordnung von ± 1 % erzielen.

Eine andere, in F i g. 6 dargestellte Ausführungsform ist anwendbar, wenn das Bezugssignal in Form einer Frequenz zur Verfügung steht.

Ein Frequenzvergleicher 65 mit den Eingängen 42 und 43 wird zur Erzeugung einer Spannung verwendet, die proportional zur Differenz zwischen der der Motordrehzahl entsprechenden Frequenz und der Bezugsfrequenz ist. Diese Spannung wird sodann auf einen Verstärker 66 gegeben, dessen Ausgang mit dem Ausgang 44 zusammenfällt.

Die von dieser Anordnung erzielte Genauigkeit kann sehr groß sein und hängt praktisch nur von der Frequenzstabilität des Bezugssignals ab.

F i g. 7 zeigt einen Dehzahlregler in Verbindung mit einer Phasensteueranordnung, welche die Phase der Winkelstellung des Rotors des Motorteils 2 mit der Phase eines Bezugssignals synchronisiert, dessen Frequenz gleich der gewünschten Motordrehzahl in Umdrehungen/Sekunden ist.

Es ist in diesem Fall angebracht, ein Drehzahlbezugssignal in Form eines Rechtecksignals zu verwenden, dessen Frequenz und Phase jeweils der gewünschten Drehzahl bzw. Phase der Motordrehung entsprechen.

Die Eingänge 42 und 43 der Vergleicherschaltung 40 speisen jeweils einen linearen Frequenz-Spannungs-Wandler 101 bzw. 102, die beispielsweise von der obengenannten Bauart sind. Diese Wandler speisen die beiden Eingänge eines Differenzverstärkers 105. Die Eingänge 42 und 43 speisen andererseits die beiden Eingänge eines Phasenvcrgleichers 106 mit hoher Ausgangsimpedanz, welcher ein von der Phasenverschiebung zwischen den beiden Eingangssignalcn abhängiges Gleichspannungssignal abgibt.

Der Ausgang des Verstärkers 105 und der Ausgang des Phasenvergleichers 106 sind mit dem Eingang 108 eines zweiten Differenzverstärkers 107 gekoppelt, dessen zweiter Eingang an Masse liegt, wobei zwei gegeneinander geschaltete Zenerdiodcn 109 und 110 zwischen den Ausgang des Verstärkers 105 und den Eingang 108 geschaltet sind.

Der Verstärker 107 steuert die Sättigung und die Sperrung eines Transistorverstärkers 110, dessen Ausgang mit den Dioden 810 und 811, 812 und 813 einer Spciscschaltung für die Ankerwicklungen verbunden ist, wie sie in F i g. 4 gezeigt ist.

Die Regelung erfolgt in der folgenden Weise:

— Solange sich die Drehzahl des Motors um mehr als 5% von der Bc/.ugsdrchzahl unterscheidet, besitzt der Verstärker 105 eine solche Ausgangsspannung, daß die Zenerdiodcn 109 und 110 leitend sind. Unter diesen Umständen hai der Phasenvcigleichcr, welcher eine hohe Ausganpsimpcdan/ besitzt, koine Wirkung auf das an die Eingimgsklemme 108 des Verstärkers 107 angelegte Potential und nur der Frcquenzvergleieher steuert die Motordreh zahl;

— wenn sich die Motordreh/iihl um weniger ills Wm von der lU'zugsdichzahl unU'isdieidet, kehrt sii/h die Situation um, und der Phasenvorgleieher kommt allein zur Wirkung. Die /.i-itkonstiiiite des l'hasnivcrpldclKTs ist so iiewähll, dall mim sich im l'haM.Misynchronisieriint.'shcrcu'h der ΛηΙιψι· beim del.

Mit dieser Anordnung kann man eine sehr große Genauigkeit erzielen. Die Winkelstellung des Rotors des Motorteils kann leicht bis auf wenige Grad auf die Bezugsphase festgelegt werden.

Die beschriebenen Schaltungen können leicht an den

10

Fall von mehrpoligen kollektorlosen Motoren der obengenannten Art angepaßt werden. In diesem Fall ist die Frequenz des von den Hallgeneratoren gelieferten Signals das η-fache der Drehzahl des Motors in Umdrehungen je Sekunde, wenn η die Polpaarzahl ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

A/i Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Drehzahlregelung eines kollektorlosen Gleichstrommotors, der einen mit Hallgeneratoren versehenen Drehmelder ι hält und dessen Ankerwicklungen von den Hallgcncratoren gesteuert werden, mit Speiseschaltungen, weiche jeweils mit den Hallgeneratoren und den Ankerwicklungen verbunden sind und in diese Rechtecksignale einspeisen, deren Phasendauer durch die Ausgangssignale der angeschlossenen Hallgeneratoren bestimmt sind und wobei die Schaltungsanordnung aufweist:

a) eine Vergleicherschaltung mit einem ersten Eingang, welchem ein erstes der .Motordrehzahl entsprechendes Signal zugeführt ist, und mit einem zweiten Eingang, welchem ein von einer Bezugsdrehzahl abhängiges Bezugssignal zugeführt ist, und welche ein aus der Differenz dieser beiden Signale sich ergebendes Ausgangssignal bildet, und

b) eine Drehzahlsteuerschaltung, deren Eingang mit dem Ausgang der Vergleicherschaltung verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleicherschaltung (40) derart ausgeführt ist, daß das Ausgangssignal von der Frequenz des ersten Signals abhängig ist, daß der erste Eingang (42) der Vergleicherschaltung (40) mit einer (32) der Speiseschaltungen (31, 32) so gekoppelt ist, daß das erste Signal in seiner Frequenz von der Motordrehzahl abhängig ist, und daß die Drehzahlsteuerschaltung aus Unterbrecheranordnungen (51, 52; 332) besteht, welche die Stromzufuhr zu den Ankerwicklungen (21,22) unterbrechen, wenn die Frequenz des ersten Signals einen von dem Bezugssignal abhängigen Schwellwert überschreitet.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei welcher jede Speiseschaltung einen Verstärker mit hohem Verstärkungsfaktor, dessen Eingang mit dem Ausgang des zugehörigen Hallgenerators verbunden ist, zwei Stromkanäle, von denen der eine die erste Klemme der zugeordneten Ankerwicklung mit der ersten Klemme einer Gleichspannungsquelle und die zweite Klemme der Ankerwicklung mit der zweiten Klemme der Gleichspannungsquelle verbindet, und von denen der andere Stromkanal die erste Klemme der zugeordneten Ankerwicklung mit der zweiten Klemme der Gleichspannungsquelle und die zweite Klemme der Ankerwicklung mit der ersten Klemme der Gleichspannungsquelle verbindet, und eine durch den Ausgang des Verstärkers gesteuerte Steuerschaltung zum abwechselnden öffnen und Sperren der beiden Stromkanäle aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die jeder Ankerwicklung (21, 22) zugeordnete Unterbrecheranordnung (332; 810, 811) so ausgebildet ist, daß sie eine gleichzeitige Sperrung der beiden Stromkanäle (95, 22,97; 94, 22, 96) unabhängig vom Zustand der Steuerschaltung (91, 92; 98, 93) ermöglicht, wenn die Frequenz des ersten Signals den Schwellwert übersteigt, jedoch ohne Einwirkung auf die Steuerschaltung bleibt, wenn die Frequenz des ersten Signals unter dem Schweiiwert liegt, und daß der erste Eingang (42) der Vergleichsschaltung (40) mit dem Ausgang der Verstärker (132) verbunden ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleicherschaltung (40) einen Frequenz-Spannungs-Wandler (61 62), dessen Eingang den erste;. Eingang (42) der Vergleicherschaltung darstellt, und einen Spannungsvergleicher (63) enthält, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des Frequenz-Spannungs-Wand lers (61, 62) verbunden ist und dessen anderer Eingang den das Bezugssignal empfangender zweiten Eingang (43) der Vergleicherschaltung bildet.

4 Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleicherschal tung (40) zwei Frequenz-Spannungs-Wandler (101 102), deren Eingänge die beiden Eingänge (42, 43 der 'Vergleicherschaltung bilden, und einen Diffe renzverstärker (105) aufweist, dessen beide Eingän ge jeweils mit dem Ausgang eines der beider Frequenz-Spannungs-Wandler (101, 102) verbunder