DE2133079A1 - Drehzahlregeleinrichtung - Google Patents

Drehzahlregeleinrichtung

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DE2133079A1 DE19712133079 DE2133079A DE2133079A1 DE 2133079 A1 DE2133079 A1 DE 2133079A1 DE 19712133079 DE19712133079 DE 19712133079 DE 2133079 A DE2133079 A DE 2133079A DE 2133079 A1 DE2133079 A1 DE 2133079A1
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Description

Drehzahlregeleinrichtung.
Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der entsprechenden U.S.-Anmeldung Serial No. 53,532 vom 9. Juli 197o in Anspruch genommen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehzahlregeleinrichtung für ein angetriebenes Element wie z.B. einen Magnetplattenspeicher, wobei es auf eine sehr genaue Drehzahlregelung ankommt. Seither wurden dazu Riemenantriebe in Verbindung mit Wechselstromsynchronmotoren verwendet. Bei Verwendung eines Riemenantriebs und eines Wechselstrommotors ergeben sich jedoch ebenfalls Drehzahlschwankungen infolge Änderungen in der Frequenz oder Spannung des Speisestroms, sowie aufgrund von Verschleiß an dem Riemen, Toleranzen der Riemenscheiben und Schlupf.
Weiterhin ist bei derartigen Geräten ein Luftgebläse zum Reinigen der Magnetplatte von Staubteilchen erforderlich, da sich die Lese/Schreibköpfe in einem nahezu mikroskopisch kleinen Abstand von der Platte befinden. Das Gebläse besteht üblicherweise aus einer von dem Plattenantrieb ge-
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trennten Vorrichtung. Aus den vorgenannten Gründen ergeben sieh große Gesamtabmessungen und ein verhältnismäßig verwickelter mechanischer Aufbau.
Daher soll durch die Erfindung eine verbesserte Drehzahlregeleinrichtung geschaffen werden, die insbesondere auf einen Plattenantrieb für Magnetplattenspeicher anwendbar ist» auf Frequenz- oder Spannungsänderungen zurückzuführende Schwankungen sehr genau ausgleicht und aus einer ™ einfachen und kompakten Einheit besteht, die sowohl zum Antrieb dient als auch das zur Reinigung erforderliche Gebläse umfaßt. .
Die zu diesem Zweck vorgeschlagene Drehzahlregeleinrichtung für ein angetriebenes Element, mit einem Antriebsmotor» der mit dem angetriebenen Element koppelbar ist, ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Vorgabe einer hohen Drehzahl und eine Vorrichtung zur Vorgabe einer niedrigen Drehzahl, wobei das angetriebene Element eine vorbestimmte Normaldrehzahl aufweist, die Vorrichtung für hohe Drehzahl eine über der Normaldrehzahl liegende Drehzahl und die Vorrichtung für niedrige Drehzahl eine unter der Normaldrehzahl, jedoch über null liegende Drehzahl vorgibt, eine zum Abtasten der Motordrehzahl dienende Vorrichtung, eine Sollwertvorrichtung, die einen festen Bezugswert liefert, und durch eine auf die Äbtastvorrichtung ansprechbare und zum Vergleich
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der Istdrehzahl mit dem Sollwert dienende Vorrichtung, welche dazu dient, die Vorrichtung für hohe Motordrehzahl einzuschalten, wenn die Istdrehzahl unterhalb des Sollwerts
liegt, und die Vorrichtung für niedrige Motordrehzahl einzuschalten, wenn die Istdrehzahl oberhalb des Sollwerts
liegt.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Fig. 1 ist ein Querschnitt durch die Plattenantriebseinheit, welche die erfindungsgemäße Drehzahlregeleinrichtung darstellt, wobei einige Teile teilweise aufgeschnitten dargestellt sind.
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild zur Erläuterung der
Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Drehzahlregeleinrichtung .
Fig. 3 ist ein schematischer Schaltplan und zeigt die Arbeitsweise eines Teils der in Fig. 2 dargestellten Schaltung.
Fig. 4 ist ein zur Erläuterung des Blockschaltbildes
der Fig. 2 dienendes Ablaufdiagramm.
Fig. 5 ist eine Drehzahlkennlinie des durch die erfindungsgemäße Drehzahlregeleinrichtung gesteuerten angetriebenen Elements.
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung.
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Die in Fig. 1 dargestellte Plattenantrxebsexnheit befindet sich innerhalb eines Gehäuses Io. In das rechte Ende des Gehäuses ist eine Plattenkassette 11 mit einer drehbar gelagerten Magnetspeicherplatte12 eingesetzt. Die Platte ist in bekannter Weise auf einer Spindel, oder Welle 13 mit ' einem Ringflansch 14 zentriert-, mit dem die Platte 12 drehbar gekoppelt ist. Zum Antrieb der Spindel bzw. Welle 13 dient ein allgemein mit dem Bezugszeichen 16 bezeichneter Gleichstrommotor. Ober der Platte 12 werden Lese/Schreib-™ köpfe 17 vermittels einer mit einem Stellmotor 19 gekoppelten Kopfsteuereinheit in der Form eines Zahnstangenantriebs 18 gehalten. Die Einzelheiten der Servostellvorrichtung für die Köpfe sind in einer weiteren U.S.-Patentanmeldung, Aktenzeichen 23 569 vom 3o.3.197o mit dem Titel: "Vorrichtung zum Messen der Relativgeschwindigkeit zwischen zwei zueinander beweglichen Gliedern" beschrieben. Auf der Spindel oder Welle 13 ist außer dem Motor 16 ein Gebläserad 21 gelagert, das Außenluft durch das Filter 22 ansaugt, durch welche die Platte 12 und gleichzeitig auch der ganze Innenraum des Gehäuses Io von Staubteilchen gereinigt wird, welche die Arbeitsweise des Kopfes 17 und der Platte 12 beeinträchtigen könnten. Der Abstand der Köpfe von der Platte ist normalerweise kleiner als der Durchmesser eines normalen Staubteilchens. Die Luft tritt durch eine öffnung 23 in der Rückwand 24 des Gehäuses Io aus. Ein Teil der Luft wird erneut umgewälzt9 um eine wirksamere Reinigung zu erzielen, wie
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in einer weiteren (U.S.) Patentanmeldung derselben Anmelderin im einzelnen beschrieben ist.
Die Rückwand 24 trägt außerdem die zum Betrieb der erfindungsgemäßen Drehzahlregeleinrichtung erforderlichen elektrischen Schaltungen. Diese elektrischen Schaltungen sind im Blockschaltbild der Fig. 2 dargestellt, in dem schematisch angedeutet ist, daß die Plattenkassette 11 von dem Gleichstrommotor 16 angetrieben wird. Die Platte befindet sich unmittelbar neben der KopfSteuereinheit 18 und gibt über die Leitung 32 ein Ausgangssignal ab, das in bekannter Weise vermittels Indexmarkierungen bei jeder , Umdrehung der Platte erzeugt wird und aus elektrischen Impulsen besteht. Diese elektrischen Impulse werden vermittels einer elektromagnetisch abgetasteten Kerbe in der unteren Antriebsplatte der Plattenkassette in einer für die meisten handelsüblichen Kassetten üblichen Weise erzeugt.
Der Antriebsmotor 16 weist eine Vorrichtung 26 zur Vorgabe einer hohen Drehzahl und eine Vorrichtung 27 zur Vorgabe einerpiedrigen Drehzahl für den Motor auf. Für die Platte ist normalerweise eine vorbestimmte Normaldrehzahl vorgegeben, die jeweils von dem beabsichtigten Verwendungszweck der Platte abhängt. Entsprechend der Erfindung dient die Vorrichtung zur Vorgabe einer hohen Drehzahl dazu, die Platte im Sinne einer Maximaldrehzahl anzutreiben, die um angenähert 30% über der Normaldrehzahl liegt, während
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die Platte durch die Vorrichtung 27 zur Vorgabe einer niedrigen Drehzahl im Sinne einer Minimaldrehaahl angetrieben wird, die um wenigstens 20% unterhalb der Normaldrehzahl liegt. Wie weiter unten näher ausgeführt ist, werden diese Drehzahlen während des normalen Betriebes jedoch nie erreicht, sondern schwanken entsprechend der Darstellung von Fig. 5 zwischen dem oberen und dem unteren Grenzwert mit einer Gleichlaufschwankungsbreite oder Regelabweichung ψ von weniger als 1% um die Normaldrehzahl.
Ein Beispiel für eine typische Steuerung für hohe und niedrige Drehzahl für einen Gleichstromantriebsmotor ist in Fig. 3 schematisch dargestellt, bei der die dargestellte Gleichstromquelle 28 den Motor 16 über einen Widerstand 26' für hohe Drehzahl und einen Widerstand 27' für niedrige Drehzahl antreibt. Für einen Antrieb mit hoher Drehzahl ist somit der Schalter 29 geschlossen, und für Antrieb mit niedriger Drehzahl geöffnet. Die Diode 31 verhindert ™ eine dynamische Abbremsung des Motors während eines Verzögerungsvorgangs, indem sie einen Stromdurchgang nur in einer Richtung zuläßt. Fig. 3 stellt lediglich ein typisches Ausführungsbeispiel einer Drehzahlsteuerung für zwei Drehzahlwerte an einem Gleichstromantriebsmotor dar, und zu diesem Zweck lassen sich natürlich viele andere Steuerungsausführungen verwenden. So kann beispielsweise ein Funktionsverstärker verwendet werden, bei dem die Gleichstromquelle effektiv eine Konstantstromquelle
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darstellt. Als Konstantstromquelle kann auch ein Emitterverstärker verwendet werden.
Im Schaltbild der Fig. 2 dient der Ausgang 32 für die Indexmarkierungen als Vorrichtung zum Abtasten der Drehzahl des Motors 16 und der mit diesem gekoppelten Platte der Plattenkassette 11. Ein Bezugswertgeber, der einen festen Bezugs- oder Sollwert vorgibt, mit dem die Istdrehzahl der Platte 11 verglichen wird, besteht aus einem Zähler 33 in Verbindung mit einem Oszillator 3M-. Der Zähler 33 weist insbesondere mehrere Flip-Flops 36 auf, von denen die Zeichnung vier zeigt, und die an ihren Ausgängen mit einem UND-Gatter 37 gekoppelt sind. Sobald die Flip-Flops bis zu ihrem maximalen Zählwert gezählt haben, wird an dem UND-Gatter ein Koinzidenz-Eingangssignal erzeugt, wodurch in der Leitung 38 ein Ausgangesignal er-
N halten wird. Der maximale Zählwert beträgt 2 , wobei N die Anzahl der Flip-Flops 36 ist. Der Zähler 33 wird normalerweise von dem Oszillator 3M- über ein UND-Gatter 39 gesteuert, das durch ein zweites Koinzidenz-Eingangssignal 41 von einer Anlauflogik- und Folgesteuerungseinheit 42 geöffnet oder geschlossen wird. Die andere Quelle für Steuerimpulse zu dem Zähler 33 stellen die Indexmarkierungsausgangssignale der Plattenkassette 11 dar, die an ein UND-Gatter 43 angelegt werden. Diesem Gatter wird außerdem als Koinzidenzeingang über eine Leitung 44 Steuerungsinformation von der Folgesteuerungeinheit
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42 zugeführt.
Der Zähler 33 liefert somit ein Ausgangssignal in der Leitung 38, das eine vorgegebene Zeitspanne anzeigt. Insbesondere ist die Schwingfrequenz des Oszillators 34 gleich dem vorbestimmten Zählwert des Zählers 33, durch den ein Ausgangssignal in der Leitung 3 8 des UND-Gatters 37 erzeugt wird, geteilt durch die für eine Umdrehung der Platteneinheit 11 bei Normaldrehzahl erforderliche Zeitspanne. Bei w jeder Umdrehung wird natürlich eine Indexmarkierung erzeugt. Wenn daher die Indexmarkierungen mit dem in der Leitung 38 erscheinenden Ausgangssignal des UND-Gatters 37 verglichen werden, wird ein Fehlersignal erzeugt, das bei Verwendung zur Steuerung der Vorrichtungen zur Vorgabe einer hohen bzw. einer niedrigen Drehzahl 26, 27 die Drehzahl des Antriebsmotors 16 im wesentlichen auf der Normaldrehzahl hält.
Der Vergleich erfolgt vermittels einer Logikstufe für Drehzahlsteuerung 46, die in ähnlicher Weise wie eine Flip-Flop-Schaltung arbeitet. Die Logikstufe 46 weist jedoch zusätzliche Zeitgeber- und logische Schaltungen auf. An der Logikstufe 46 befindet sich eine Einstellklemme S, die von dem Ausgang des UND-Gatters 37 angesteuert wird, und eine Rückstellklemme R, die von den in der Leitung erscheinenden Indexmarkierungen angesteuert wird. Die Ausgänge der Logikstufe sind mit Q und Q bezeichnet und
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dienen jeweils zur Ansteuerung der Vorrichtungen zur Vorgabe einer hohen bzw. einer niedrigen Drehzahl 26, 27. Der Ausgang Q der Logikstufe 46 ist mit der Vorrichtung zur Vorgabe einer hohen Drehzahl 26 durch ein ODER-Gatter 49 gekoppelt, an dessen anderen Eingang ein Steuersignal von der Anlauflogik- und Folgesteuerungseinheit U2 angelegt ist. Damit kann die Vorrichtung zur Vorgabe einer hohen Drehzahl während des Anlaufbetriebes zur Unterstützung der Reinigung der Plattenkassetteneinheit 11 herangezogen werden.
Die Arbeitsweise der erfxndungsgemäßeη Drehzahlregeleinrichtung ist am besten anhand von Fig. 5 ersichtlich. Nach Inbetriebnahme der Einrichtung muß das Gebläse über eine ausreichend lange Zeitspanne im Betrieb gehalten werden , damit es die Plattenkassette von Staubteilchen reinigen kann, bevor die in Fig. 1 dargestellten Köpfe 17 abgesenkt werden. Diese Zeitspanne wird als Anlaufperiode bezeichnet und ist im ersten Teil des Ablaufdiagramms der Fig. 4 dargestellt. Die Periode beginnt damit, daß ein Anlaßschalter betätigt wird. Dadurch wird die Folgesteuerungs· einheit 42 (Fig. 2) in Betrieb gesetzt, welche wiederum die Vorrichtung 26 zur Vorgabe einer hohen Drehzahl einschaltet. Gleichzeitig wird die Platte schnell auf die hohe Drehzahl beschleunigt, die entsprechend den vorstehenden Ausführungen um 30% über der Normaldrehzahl liegt. Dadurch wird ein Luftstrom erzeugt, der doppelt so stark ist wie der bei
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- Io -
Normaldrehzahl erzeugte Luftstrom, da das Verhältnis zwischen Gebläsedrehzahl und Luftdurchsatz normalerweise nichtlinear ist. Somit wird die Platte sehr schnell von Staubteilchen -gereinigt. Die Zeitspanne für diese Anlaufperiode wird zweckmäßigerweise durch die Indexmarkierungen vorgegeben, welche bei geöffnetem UND-Gatter 4-3 zur Ansteuerung des Zählers 33 dienen. Da bei jedem Umlauf der Platteneinheit 11 nur eine einzige Indexmarkierung auftritt, sind die durch diese erzeugten Signale wesentlich langsamer als die Oszillatorfrequenz, die bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel zweitausendmal höher ist. Mit anderen Worten, der Oszillator 34 erzeugt während einer normalen Umdrehung 2ooo Impulse zur Ansteuerung des Zählers auf den maximalen Zählwert, der 2ooo beträgt und zur Erzeugung eines Ausgangssignals in der Leitung 38 des UND-Gatters 37 führt. Somit entspricht die Anlaufperiode 2ooo Indexmarkierungen. Sobald 2ooo Indexmarkierungen erreicht sind, wird ein in der Leitung 38 erscheinendes Ausgangssignal von der Folgesteuerungseinheit 42 über die Leitung 51 abgetastet. Die Folgesteuerungseinheit 42 schaltet dann über die Leitungen 4-1 und 4-4 den Zähler auf Normalbetrieb, bei dem der Oszillator 34^ den Zähler 3 3 ansteuert. Das ist in Fig. U durch den Teil des Ablaufdiagramms dargestellt, der bezeichnet ist mit "Indexmarkierungszählung größer als 2ooo". Da gleichzeitig die Drehzahl der Platteneinheit offensichtlich über der normalen Sollwertdrehzahl liegt, wird die Logikstufe 46 rückgestellt, wodurch die Vorrichtung 27 zur Vor-
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gäbe einer niedrigen Drehzahl eingeschaltet wird. Diese Rückstellung erfolgt vermittels der Indexmarkierungen, wenn die zur Einstellklemme führende Leitung 3 8 kein Ausgangssignal führt. Das trifft hier zu, da der Oszillator 3U bei hoher Drehzahl der Platte den Zähler nicht auf 2ooo bringen kann, bevor sowohl der Zähler als auch die Logikstufe 46 vermittels der Indexmarkierungen rückgestellt sind.
Während sich die Platteneinheit mit hoher Drehzahl dreht und im wesentlichen bei Beendigung der Anlaufperiode wird der Kopf entsprechend der Erfindung auf die Platte "abgesetzt", d.h. in seine normale Spurstellung bewegt. Durch diese Art des Absetzens wird die Gefahr eines Berührens der Oberfläche der Magnetplatte durch den Kopf verringert, da durch die verhältnismäßig höhere Drehzahl der Platte ein Luftlager höherer Aufnahmefähigkeit erzeugt wird, welches das "Absetzen" des Kopfes dämpft. Dieser Vorgang wird vermittels der FolgeSteuerungseinheit 42 ausgeführt, welche über die Leitung 5 2 ein Signal an die KopfSteuereinheit 18 abgibt, sobald an die Folgesteuerung 42 über die Leitung 51 das Signal angelegt wird, daß die 2ooo Indexmarkierungen gezählt worden sind.
Nach der Umschaltung von einer hohen auf eine niedrige Drehzahl verlangsamt sich die Platte 11 entsprechend der Darstellung von Fig. 5 auf eine unterhalb der Normaldrehzahl liegende Drehzahl, und sobald der Zähler 33 während
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einer Umdrehung bis auf 2ooo oder mehr gezählt hat, betätigt die Logikstufe 46 die Vorrichtung 26 zur Vorgabe einer hohen Drehzahl, wodurch die Platte wiederum beschleunigt wird. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, erfolgt diese Beschleunigung angenähert innerhalb der Zeitspanne, die für eine Umdrehung benötigt wird. Zu Ende der Umdrehung wird natürlich die Logikstufe 46 vermittels der Indexmarkierung rückgestellt 9 so daß eine Verzögerung erfolgt, bis die Drehzahl der Platte während wenigstens einer vollen Umdrehung unterhalb der Normaldrehzahl liegt. Somit dienen die Indexmarkierungen als Maß für die Drehzahl der Platte 11, der Zähler 33 dient als Bezugswert- oder Sollwertgeber und die Logikstufe 46 vergleicht diese beiden Werte und liefert die vorstehend beschriebene Regelung. In der Praxis hat sich gezeigt, daß die RegelSchwankung dieses Regelkreises entsprechend der Erfindung weniger als - 1% beträgt.
Die Verwendung der hohen und niedrigen Drehzahlwerte, die jeweils 30% über bzw. 20% oder mehr unter der Normaldrehzahl liegen, wird im wesentlichen durch die in Fig. 5 dargestellten Steigungen der Beschleunigungs- und Verzögerungskennlinien bestimmt. Die Verzögerung wird wie in Fig. 5 angegeben bestimmt durch den Quotienten aus der Differenz zwischen Reibungswiderstand der Regeleinrichtung und dem Motordrehmoment bei niedriger Drehzahl, geteilt durch das Trägheitsmoment der Einrichtung. Infolge des Motordrehmoments bei niedriger Drehzahl erhält der Ver-
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zögerungsabschnitt der Drehzahlkennlinie einen wesentlich flacheren Verlauf, als wenn sich der Motor (im Leerlauf) frei drehen würde. Die Verzögerung ist beispielsweise normalerweise bestimmt durch den Quotienten aus dem durch den Reibungswiderstand erzeugten Drehmoment, geteilt durch das Trägheitsmoment. Wenn im wesentlichen ein Ausgleich für den Widerstand vorhanden ist, wird die Verzögerung wesentlich kleiner. Dadurch wird die in Fig. 5 dargestellte Drehzahlregelkennlinie wesentlich verbessert, indem der Drehzahlausschlag oberhalb und unterhalb der Normaldrehzahl begrenzt wird. Wie Fig. 5 zeigt, erfolgt eine Verzögerung in der Praxis über wenigstens zwei oder drei Umdrehungen. Wenn der Gradient des Verzögerungsabschnittes zu steil ist oder die Verzögerung während weniger als einer Umdrehung auftritt, muß bei einer einzigen Umdrehung mehr als ein Probewert abgenommen werden, um eine gute Geschwindigkeitsregelung zu erzielen. Wenn daher der Gradient vermittels eines unteren Drehzahlwertes flacher gehalten wird, läßt sich diese Schwierigkeit überkommen. Der angegebene Drehζah1wert, der 20% unterhalb der Normaldrehzahl liegt, wird dadurch bestimmt, daß der Mindestreibungswiderstand ermittelt wird, der bei Verwendung guter Lager und Luft niedriger Dichte auftritt, wobei außerdem die Stromempfindlichkeit des Motors berücksichtigt wird. Wenn die Drehzahl des unteren Grenzwerts zu dicht an der Normaldrehzahl gewählt wird, würde sich in manchen Fällen ein insta-
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biler Zustand ergeben, wodurch sich die Neigung des Verzögerungsabschnitts umkehren oder nahezu flach werden würde.
Nachdem der Oszillator mit der Ansteuerung des Zählers beginnt, wird entsprechend der Darstellung von Fig. H die normale Phase der Drehzahlregelung schnell erreicht, so daß dann, wenn die Vorrichtung zur Vorgabe einer hohen Drehzahl wiederum eingeschaltet wird, das Ablaufdiagramm der Anlaufperiode anzeigt, daß die Platteneinheit jetzt "betriebsbereit" ist und Informationen auf die Platte eingeschrieben oder von dieser gelesen werden können.
Wenn eine rückführungslose Steuerung gewünscht ist, läßt sich die in Fig. 2 dargestellte Anordnung entsprechend Fig. 6 abändern. Bei dieser Anordnung wird ein Wechselstrom-Antriebsmotor 16' verwendet, und die Drehzahl des Motors wird durch die Frequenz des von einem spannungsgeregelten Oszillator 47 abgegebenen Signals gesteuert, der über einen Verstärker 48 mit dem Motor 16' gekoppelt ist. Der spannungsgeregelte Oszillator 47 wird seinerseits durch eine abgeänderte Folgesteuerungseinheit 42' gesteuert, die ein Steuersignal "1", durch das der spannungsgeregelte Oszillator ein Hochfrequenzsignal erzeugt und den Motor 16' zum Betrieb mit hoher Drehzahl bringt, und ein Steuersignal "0" liefert, welches die Normaldrehzahl vorgibt.
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Eine hohe Drehzahl bei Anlauf wird durch die Folgesteuerungseinheit 42' vorgegeben, die in gleicher Weise wie der geschlossene Regelkreis mit der Schaltung des Zählers 33 gekoppelt ist. Der Zähler dient hier jedoch nur dazu, die Anlaufperiode zeitlich zu begrenzen. Nach dem Instellungbringen der Lese/Schreibköpfe schaltet die Folgesteuerungseinheit 42' den«spannungsgeregelten Oszillator U 7 auf seine normale Drehzahlfrequenz um.
Durch die Erfindung ist somit eine verbesserte Drehzahlregeleinrichtung, insbesondere für eine Platteneinheit geschaffen worden, bei der ein Regelkreis mit Antrieben für hohe und niedrige Drehzahl verwendet wird und sich durch geeignete Wahl der Ansteuerwerte minimale Regelschwankungen ergeben. Aufgrund der Tatsache, daß das Gebläse unmittelbar an dem Motor befestigt ist, läßt sich die hohe Antriebsleistung des Motors auch für eine schnellere Reinigung ausnutzen. Damit ergibt sich gleichzeitig der Vorteil eines verstärkten Luftlagers, wodurch eine zufällige Beschädigung beim Absetzen des Kopfes verhindert wird. Die Schaltung ist durch den doppelten Einsatz von Bauteilen vereinfacht, beispielsweise indem der Zähler sowohl im Regelkreis als auch für die Anlauffolgesteuerung verwendet wird. Außerdem wird in Verbindung mit einem Wechselstrom-Antriebsmotor auch eine rückführungslose Steuerung angegeben.
- Patentansprüche 109883/1226

Claims (12)

Patentansprüche
1. Drehzahlregeleinrichtung für ein angetriebenes Element, mit einem Antriebsmotor, der mit dem angetriebenen Element koppelbar ist, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (26) zur Vorgabe einer hohen Drehzahl und eine Vorrichtung (27) zur Vorgabe einer niedrigen Drehzahl, wobei das angetriebene Element (13) eine vorbestimmte Normaldrehzahl aufweist, die Vorrichtung für hohe Drehzahl
™ eine über der Normaldrehzahl liegende Drehzahl und die Vorrichtung für niedrige Drehzahl eine unter der Normaldrehzahl, jedoch über null liegende Drehzahl vorgibt, eine zum Abtasten der Motordrehzahl dienende Vorrichtung (32), eine Sollwertvorrichtung (33), die einen festen Bezugswert liefert, und durch eine auf die Abtastvorrichtung ansprechbare und zum Vergleich der Istdrehzahl mit dem Sollwert dienende Vorrichtung (46), welche dazu dient, die Vorrichtung, für hohe Motordrehzahl einzuschalten,
^ wenn die Istdrehzahl unterhalb des Sollwerts liegt, und die Vorrichtung für niedrige Motordrehzahl einzuschalten, wenn die Istdrehzahl oberhalb des Sollwerts liegt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwertvorrichtung einen Zähler (33) und einen den Zähler ansteuernden Oszillator (3U) aufweist, wobei der Zähler beim Erreichen eines den festen Bezugswert darstellenden vorbestimmten Zählwerts eine Anzeige liefert,
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die Drehzahlabtastvorrichtung dazu dient, bei jeder Umdrehung eine Markierung zu liefern, die Vergleichsvorrichtung (46) Mittel aufweist, durch welche der Zähler mit den Vorrichtungen für hohe und niedrige Drehzahlvorgabe gekoppelt ist, wobei diese Kopplungsvorrichtung auf die Anzeige des Erreichens des vorbestimmten Zählwerts und auf eine Drehzahlmarkierung der Drehzahlabtastvorrichtung ansprechbar ist, um die Vorrichtung für die Vorgabe einer hohen Drehzahl anzuschalten, wenn die Anzeige früher erfolgt als die Markierung.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingfrequenz des Oszillators (34) gleich ist der vorbestimmten Anzahl von Zählungen, dividiert durch die für eine Motorumdrehung bei der Normaldrehzahl benötigte Zeitspanne.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsmittel eine Drehzahlsteuerung (46) mit Einstell- und Rückstellzustand umfassen, welche durch die Zählanzeige einstellbar und durch die Drehzahlmarkierung rückstellbar ist und dazu dient, im eingestellten Zustand die Vorrichtung für die Vorgabe einer hohen Drehzahl, und im rückgestellten Zustand die Vorrichtung für die Vorgabe einer niedrigen Drehzahl einzuschalten.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (3 3) durch die DrehZahlmarkierung rückstellbar
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— 1 R —
6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Vorrichtung (26) für die Vorgabe einer hohen Drehzahl eine um mindestens 30% über der Normaldrehzahl liegende Drehzahl, und durch die Vorrichtung (27) für die Vorgabe einer niedrigen Drehzahl eine um mindestens 20% unter der Normaldrehzahl liegende Drehzahl erzeugbar ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das angetriebene Element aus einer Welle (13) besteht, mit der eine Magnetspeicherplatte (12) in Drehverbindung koppelbar ist, und daß der Motor (16) fest mit der Welle verbunden ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein zum Reinigen der Platte (12) dienendes Gebläse (21) auf der Welle (13) angeordnet ist, sowie eine Logikvorrichtung (42) zum Einleiten einer Anlaufperiode und zum Einschalten der Vorrichtung zur Vorgabe einer hohen Drehzahl, und eine Vorrichtung zur zeitlichen Begrenzung der Anlaufzeit vorgesehen sind.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwertvorrichtung einen Zähler (33) und einen den Zähler ansteuernden Oszillator (34) aufweist, wobei der Zähler beim Erreichen eines den festen Bezugswert darstellenden vorbestimmten Zählwerts eine Anzeige liefert, die Drehzahlabtastvorrichtung (32) dazu dient, bei jeder Umdrehung eine Markierung zu liefern, und die zur zeitlichen
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Begrenzung der Anlaufzeit dienende Vorrichtung Mittel umfaßt, durch welche der Zähler mit der Drehzahlabtastvorrichtung gekoppelt ist, wobei durch die Anzeige des vorbestimmten Zählwerts das Ende der Laufzeit anzeigbar ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Lese/Schreibköpfe (17) für die Magnetplattenspeichereinheit (12) und Vorrichtungen zum Absetzen der Köpfe zu Ende der Anlaufzeit, solange die Vorrichtung (26) zur Vorgabe einer hohen Drehzahl noch nicht eingeschaltet ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor und das angetriebene Element ein Trägheitsmoment und einen Reibungswiderstand bestimmter Größe bei Normaldrehzahl aufweisen, wobei die Vorrichtung zur Vorgabe einer niedrigen Drehzahl dem Motor ein Drehmoment erteilt, das kleiner ist als der Reibungswiderstand, diesen jedoch im wesentlichen ausgleicht und dem Motor in bezug auf die für eine Umdrehung bei Normaldrehzahl benötigte Umlaufzeit eine Verzögerungskennlinie verhältnismäßig geringer Steigung verleiht.
12. Einrichtung, insbesondere für einen Plattenantrieb, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (16) fest mit einer Welle (13) verbunden ist, mit der eine Magnetplatteneinheit (12) drehbar koppelbar ist, wobei der Antriebsmotor und die Platteneinheit eine vorbestimmte Normaldrehzahl aufweisen,
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ein zum Reinigen der Platteneinheit dienendes Gebläse (21) fest mit der Welle verbunden ist, sowie eine Vorrichtung (46) zur Steuerung der Drehzahl von Motor und Platteneinheit und zur wahlweisen Betätigung der Vorrichtungen (26, 27) für hohe und niedrige Drehzahl zur Einstellung einer mittleren Normaldrehzahl, eine Logikvorrichtung (42) zum Einleiten einer Anlaufperiode und zum Einschalten der Vorrichtung für die Vorgabe einer hohen Drehzahl und eine Vorrichtung zur zeitlichen Begrenzung der Anlaufzeit vorgesehen sind.
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