DE2228735B2 - Einrichtung zum gesteuerten Abbremsen eines Elektromotors - Google Patents
Einrichtung zum gesteuerten Abbremsen eines ElektromotorsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum gesteuerten
Abbremsen eines Elektromotors, bei welcher aus den Impulsen eines von der Motorwelle angetriebenen
Tachometers mittels eines Zählers Ist-Werte gebildet und mit von weiteren Zählern gebildeten, vorgegebenen
Soll-Werten verglichen werden, womit Signale für die Steuerung des Motors in Gegenstrombetrieb, dynamisches
(Kurzschluß-)Bremsen und Freilauf erzeugbar sind.
Es ist eine Einrichtung bekannt (US-Patentschrift 35 71 685), bei welcher der die Geschwindigkeit eines
Elektromotors steuernde Servomechanismus beim Auftreten eines Stopp-Signals auf Lage-Steuerung
umgeschaltet wird. Bei dieser Einrichtung wird der Motor in Abhängigkeit von einem Lage-Fehlersignal
gesteuert, das der Differenz zwischen der gewünschten Position des Motors und der tatsächlichen Position des
Motors entspricht, wobei Werte in einen Zähler eingegeben werden, die die tatsächliche Lage des
transportierten Magnetbandes von einem bestimmten Referenzpunkt angegben. Der Zählerausgang wird
benutzt als Eingang eines Operationsverstärkers, dessen Ausgang eine Funktion der Differenz zwischen der
tatsächlichen Position des transportierten Magnetbandes und der gewünschten Position ist.
Ferner ist durch die DE-OS 15 88 782 eine Einrichtung zum Stillsetzen eines Bandwalzwerkes bekannt, bei
welcher die Anzahl der Windungen auf der Aufwickelspule und die Anzahl von Impulsen eines mit der Welle
der Abwickelspule verbundenen Impulsgebers Zählern zugeführt werden, deren Werte sodann über Digital-Analog-Wandler
einer Überwachungseinrichtung zugeführt werden. Bei dieser Einrichtung ist jedoch der
jeweilige Bremsweg abhängig vom momentanen Spulendurchmesser. Die Einrichtung ist daher beispielsweise
für Magnetbandspeicher nicht verwendbar, da bei diesen Geräten das Stoppen des Bandes innerhalb der
stets gleichgroßen Lücken zwischen den auf dem Band aufgezeichneten Datenblöcken erfolgen muß.
Es ist auch bekannt, die Abbremsung eines Elektromotors durch Gegenstrombetrieb zu erreichen. Dabei
sind verschiedene Betriebsarten üblich. Zum Beispiel kann die Größe und die Zeitdauer der Gegenstromenergie
unabhängig von der Motorgeschwindigkeit oder dem zurückgelegten Weg sein. In anderen bekannten
Einrichtungen wird der Gegenstrom unterbrochen, wenn die Geschwindigkeit des Motors auf einen
bestimmten Wert abgesunken ist, aber aber hier ist die Steuerung unabhängig von dem zurückgelegten Weg
des Motors.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zum gesteuerten Abbremsen eines Elektromotors anzugeben,
bei der ein Geschwindigkeits-Servomechanismus in einer geschlossenen Regelschleife sowohl die Geschwindigkeit
des Motors als auch den vom Motor zurückgelegten Weg zur Erzeugung der Steuersignale
auswertet.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Zähler für die Tachometerimpulse bei
bestimmten Zählerständen Impulse (Wegmarken) abgibt, die mit vorgegebenen Zeitmarken in Koinzidenzschaltungen
verglichen werden, deren Ausgangssignale die Zähler zum Vergleich der Ist-Geschwindigkeit mit
der Soll-Geschwindigkeit im Zeitintervall bis zum nächsten Tachometerimpuls in Gang setzen, und damit
Verriegelungsschaltungen betätigen, durch die für den nächsten Wegabschnitt Motorsteuersignale für bestimmte
Betriebsarten auslösbar sind.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ist vorteilhafterweise so ausgebildet, daß die durch die bestimmten
Zählerstände des von den Tachometerimpulsen fortgeschalteten Zählers gegebenen Wegstrecken innerhalb
eines Bremsweges vorgegebener Länge liegen und derart angeordnet sind, daß der letzte bestimmte
Zählerstand, an welchem die Koinzidenz von Soll- und Ist-Geschwindigkeit festgestellt wird, einer bestimmten
Wegstrecke vor dem Endpunkt des Bremsweges entspricht, wonach das Abbremsen durch dynamisches i".
Bremsen erfolgt
In vorteilhafter Weise sind die der Soll-Zeitmarke nach dem Zurücklegen einer bestimmten Wegstrecke
entsprechenden Signale durch Ausgangssignale bei bestimmten Zählerständen eines von einem Oszillator
fortgeschalteten Zählers erzeugbar. Vorteilhaft ist es ferner, daß das von der Koinzidenzschaltung erzeugte
Signal eine erste Verriegelungsschaltung für zu schnelles Bremsen einschaltet und einen Zähler in Gang
setzt, dessen Differenz zum maximalen Zählerstand ein 2» Maß für die Abweichung von der Soll-Geschwindigkeit
ist, und daß beim Überlaufen dieses Zählers vor dem Auftreten des nächsten Tachometerimpulses Jie erste
Verriegelungsschaltung ausgeschaltet und eine zweite
Verriegelungsschaltung für zu langsames Bremsen m eingeschaltet wird und ein zweiter Zähler in Gang
gesetzt wird, dessen Stand ein Maß für diese Abweichung darstellt.
Eine vorteilhafte Ausbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht weiterhin darin, daß den Verriege- r>
lungsschaltungen für zu langsames und zu schnelles Bremsen über UND-Glieder, deren zweiten Eingängen
bestimmte Tachometerimpulse zugeführt werden, weitere Verriegelungsschaltungen nachgeschaltet sind, die
nach vollem Gegenstrom bremsen während der ersten Phase nach dem Einleiten des Bremsvorganges
Motorsteuersignale für Gegenstrombremsen, dynamisches Bremsen und Freilauf erzeugen.
Eine besonders vorteilhafte Anwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung wird in einem zum Antrieb ■»>
der Transportrolle eines Magnetbandspeichers dienenden Gleichstrommotor gesehen.
Die Erfindung wird an Hand eines durch die Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispieles beschrieben.
Es zeigt r)()
Fig. 1 die Einrichtung zum Abbremsen eines Elektromotors in Blockdiagramm,
Fig.2 eine graphische Darstellung mit dem Verlauf
der Soll-Geschwindigkeit und der Ist-Gescnwindigkeit als Funktion des Bremsweges,
Fig.3 in schematischer Darstellung, einen Magnetbandspeicher,
bei dem der Transportrollenantrieb durch die Einrichtung steuerbar ist,
Fig.4 ebenfalls schematisch dargestellt, einen Ausschnitt
aus einem Magnetband mit der zwischen zwei Datenblöcken vorhandenen Start-Stopp-Lücke,
F i g. 5 bis 9 Einzelheiten der Schaltung der in F i g. 1 dargestellten Einrichtung, im Blockschaltbild,
Fig. 10,11 graphische Darstellungen zur Erläuterung
des Verlaufs der Geschwindigkeit des Motors während h5
der Abbremsung.
In Fig. 1 ist mil tO ein Motor bezeichnet, dessen
Geschwindigkeit und dessen Verhalten bei der Abbreni·
sung gesteuert wird. Die Geschwindigkeit des Motors 10 wird durch die Motorsteuerung 11 geregelt, der vom
Geschwindigkeitsmesser 12 abgetastste Ist-Geschwindigkeitssignale
zugeführt werden. Auf den Leitungen 13, 14 werden der Motorsteuerung Eingangssignale für
Vorwärts- und Rückwärts-Gang, Start und Stopp zugeführt.
Ausgangssignale des Geschwindigkeitsmessers 12 werden der Motorsteuerung 11 über die Leitung 15
zugeführt. In der Motorsteuerung 11 werden diese der
Ist-Geschwindigkeit entsprechenden Signale mit Bezugswerten
verglichen. Das daraus resultierende Geschwindigkeits-Fehlersignal dient dazu, den Motor 10 so
zu steuern, daß die gewünschte Geschwindigkeit erreicht wird. Der Geschwindigkeitsmesser 12 besteht
aus einem digitalen Tachometer, dessen Ausgangssignale Impulse sind, die jedesmal erzeugt werden, wenn der
Motor 10 einen gegebenen Weg zurückgelegt hat. Das Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen
des digitalen Tachometers kann gemessen werden durch die Anzahl von Oszillatorschwingungen,
die in diesem Zeitraum aufgetreten sind. Mit dieser Weg- und Zeit-Information ist auch die tatsächliche
Motorgeschwindigkeit bekannt. Die Ist-Geschwindigkeit und die Soll-Geschwindigkeit des Motors können
verglichen werden, indem die tatsächliche Anzahl der Oszillatorzyklen mit derjenigen Anzahl von Oszillatorzyklen
verglichen wird, die beim Lauf des Motors mit der Soll-Geschwindigkeit aufgetreten wäre. Die sich
ergebende Differenz ist ein Maß für den Geschwindigkeitsfehler, und diese Differenz wird dazu benutzt, den
Motor 10 so zu steuern, daß er die gewünschte Geschwindigkeit erreicht.
In F i g. 1 ist mit 16 ein Vergleicher bezeichnet, der
während der Geschwindigkeits-Steuerung des Motors 10 nicht wirksam ist. Wenn jedoch auf der Leitung 14 ein
Stopp-Signal auftritt, wird der Vergleicher durch ein Signal auf der Leitung 17 eingeschaltet und reagiert auf
Eingangssignale, die ihm auf den Leitungen 18,19 und 20 zugeführt werden.
Beim Auftreten eines Stopp-Signals auf der Leitung 14 wird die Motorsteuerung 11 von der Rückkopplungsleitung 21 auf die Rückkopplungsleitung 22 umgeschaltet.
Die Ausgangssignale des Geschwindigkeitsmessers 12 auf den Leitungen 15 und 18 entsprechen der
tatsächlichen Motorgeschwindigkeit. Die Ausgangssignale des Wegmessers 23 auf den Leitungen 19 und 24
entsprechen dem zurückgelegten Weg des Motors 10 seit dem Auftreten des Stopp-Signals.
Auf der Leitung 20 wird dem Vergleicher das Ausgangssignal der Schaltung 25 zugeführt. Diese
Schaltung liefert Informationen bezüglich des Soll-Geschwindigkeitsverlaufs
des Motors 10.
In F i g. 2 ist der Verlauf der Motorgeschwindigkeit V als Funktion des vom Motor zurückgelegten Weges D
seit dem Auftreten des Stopp-Signals beim Weg DO auf der Leitung 14 dargestellt. Die Kurve 26 stellt die in der
Schaltung 25 gespeicherte Information dar, die dem Verlauf der Soll-Geschwindigkeit entspricht, bei welchem
die Motorgeschwindigkeit von der Betriebsgeschwindigkeit Vl bis zur Geschwindigkeit 0 nach dem
Zurücklegen des Weges D 2 seit dem Auftreten des Stopp-Signals beim Weg DO verringert wird. Wie aus
F 1 g. 2 ersichtlich ist, nimmt das Soll-Geschwindigkeitssignal, das auf der Leitung 20 erscheint, mit zunehmendem
Weg des Motors ab. Durch Vergleich des der Ist-Geschwindigkeit entsprechenden Signals auf der
Leitung 18 und des Soll-Geschwindigkeitssignals auf der
Leitung 20 ergibt sich ein Ausgangssignal auf der Leitung 22. Durch dieses Ausgangssignal wird die
Motorsteuerung 11 so geregelt, <Uiß der tatsächliche
Verlauf 46 der Motorgeschwindigkeit mit dem Soll-Verlauf 26 in Übereinstimmung kommt.
Beispielsweise kann der Motor 10 im Bereich von DO bis D 1 durch Gegenstrom und von D 1 bis zum Stopp
bei D 2 dynamisch gebremst werden.
Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung ist besonders
geeignet für die Steuerung der Transportrolle eines Magnetbandspeichers in der zwischen den Datenblökken
des Magnetbandes auftretenden Start-Stopp-Lükke.
Ein derartiger Magnetspeicher ist in Fig. 3 dargestellt.
In dieser Figur ist die Transportroüensteuerung 27
mit dem Transportrollenmotor 28 verbunden, auf dessen Achse die Transportrolle 29 angeordnet ist. Der
Motor 28 ist in einer gedruckten Schaltung hergestellt und weist ein hohes Drehmoment und geringe Trägheit
auf. Die Transportrolle 29 ist zwischen den Vakuumsäulen 30 und 31 angeordnet. Das Magnetband 32 läuft von
der Abwickelspule 33 ab und wird auf die Aufwickelspule 34 aufgewickelt. In jeder der Vakuumsäulen ist ein
Arbeitsbereich 35,36 vorhanden, in welchem Abtastelemente Signale über die Schleifenlängen an die
Bandschleifensteuerungen 37, 38 geben, die ihrerseits die Bandspulenmotoren 39, 40 zur Aufrechterhaltung
bestimmter Schleifenlängen in jeder Vakuumsäule steuern.
In Fig.4 ist ein Magnetband 32 mit den Datenblökken
41,42 dargestellt. Diese Datenblöcke sind durch die Lücke 43 getrennt. Korrespondierend hierzu ist der
Geschwindigkeitsverlauf der Transportrolle 29 und des Motors 28 gezeichnet. Aus dieser Figur ist ersichtlich,
daß innerhalb der Datenblöcke 41, 42 die Transportrollen- und damit die Motorgeschwindigkeit auf dem Wert
Kl gehalten wird. An der Trennungslinie des Datenblocks 41 und der Lücke 43 tritt ein Stopp-Signal beim
Weg DO auf. Die Motorgeschwindigkeit folgt danach dem Verlauf 44, bis der Motor nach Zurücklegen des
Weges D 2 innerhalb der Lücke zum Stillstand kommt.
Ein darauffolgendes Start-Signal bewirkt, daß der Motor entsprechend dem Verlauf 45 wieder beschleunigt
wird. Die Steurung des Motors 28 erfolgt dabei derart, daß bei der Beschleunigung oder Bremsung kein
Rutschen des Bandes auftritt.
Der tatsäche Weg von DO bis D3 ist weniger als
2.5 cm und kann bis zu einigen Zehnteln dieses Wertes betragen.
Die F i g. 5 bis 9 zeigen Einzelheit der in F i g. 1 schematisch dargestellten Einrichtung in einem digital
arbeitenden Ausführungsbeispiel.
Die in F i g. 5 dargestellte Schaltung erzeugt dem zurückgelegten Weg entsprechende Informationen auf
den Leitungen 50 bis 54. Der in Fig.9 dargestellte
Motor 56 treibt ein digitales Tachometer 57 an, das auf der Leitung 58 Tachometerimpulse liefert. Die Impulsfrequenz
varriert direkt mit der Geschwindigkeit des Motors, d. h. je schneller sich der Motor 56 dreht, desto
höher ist die Impulsfrequenz auf der Leitung 58.
Durch ein Stopp-Signal auf der Leitung 59 (F i g. 5) wird das UND-Glied 60 vorbereitet und die Tachometerimpulse
dem digitalen Weg-Zähler 61 zugeführt. Da jeder Tachometerimpuls bedeutet, daß der Motor
einen bestimmten Weg zurückgelegt hat, ist die Gesamtzahl der seit dem Stopp-Signal aufgetretenen
Tachometerimpulse ein Maß für den Weg, den der
Motor innerhalb des Bremsvorganges zurückgelegt hat. Der Zählerstand in einzelnen Zählerstufen bewirkt
impulsförmige Signale an Zählerausgängen, die schematisch durch die einzelne Leitung 62 angedeutet sind. Die
Zählerausgangssignale werden den UND-Gliedern 63 bis 67 zugeführt, die durch Tachometerimpulse auf der
Leitung 68 vorbereitet werden. Die UND-Glieder 63 bis 67 entsprechend auf den vierten, fünften, sechsten,
siebten und elften Tachometerimpuls an, und beim Auftreten dieser Tachometerimpulse werden die bestimmte
Wegstrecken kennzeichnenden Verriegelungsschaltungen 69 bis 73 eingeschaltet. Unter Verriegelungsschaltungen
sind bistabile Kippschaltungen zu verstehen, bei denen ein einmal eingenommener Zustand bis zur Rückstellung auf der Ausgangsleitung
verriegelt wird. Die Verriegelungsschaltungen liefern
Ausgangssignale auf den Leitungen 50 bis 54, die anzeigen, daß die genannten Tachometerimpulse
aufgetreten sind.
Durch das Stopp-Signal auf der Leitung 59 wird auch die Vcrriegelungsschaltung 74 eingeschaltet. Diese
Verriegelungsschaltung gibt dabei ein Ausgangssignal auf der Leitung 75 ab, durch welches die Verriegelungsschaltungen
69 bis 73 in den Anfangszustand gebracht werden, der dem ausgeschalteten Zustand entspricht.
Wie durch die Beschriftung der Fig.5 dargestellt, wird durch den dreizehnten Tachometerimpuls ein
Signal auf der Leitung 55 erzeugt, durch welches die Verriegelungsschaltung 74 ausgeschaltet wird. Dadurch
entsteht ein Ausgangssignal auf der Leitung 76.
In den Fig. 6 und 7 ist eine Schaltung dargestellt,
durch welche die Soll-Geschwindigkeit während des Bremsvorganges mit den tatsächlichen Geschwindigkeiten
des Motors verglichen werden. In Fig.6 sind die Ausgangsleitungen 50 bis 54 der Fig. 5 mit den
Eingängen der UND-Glieder 77 bis 81 verbunden. Dadurch wird jeweils eines der UND-Glieder 77 bis 81
für ein zweites Eingangssignal nur dann vorbereitet, wenn der Motor eine bestimmte Wegstrecke, entsprechend
einem bestimmten Tachometerimpuls, zurückgelegt hat und im Begriff ist. sich zum nächsten
Vergleichspunkt weiterzubewegen. Wenn z. B. der Motor den fünften Tachometerimpuls überschritten hat
und sich zum sechsten Tachometerimpuls bewegt, ist nur das UND-Glied 78 vorbereitet.
Das zweite Eingangssignal für die UND-Glieder 77 bis 81 wird durch den Ausgang des Hauptzählers 82
erzeugt. Dieser Zähler ist ein großer digitaler Zähler, der durch den 2 MHz-Oszillator 83 über das UND-Glied
84 angetrieben wird, das nach dem Einschalten der Verriegelungsschaltung 74 (F i g. 5) über die Leitung 75
ein Eingangssignal erhält. Durch einen Tachometerimpuls auf der Leitung 58 wird der Zähler 82 auf seinen
Anfangszustand, beispielsweise 0, zurückgestellt, und gleichzeitig wird das UND-Glied 84 gesperrt. Danach
schaltet der Zähler 82 weiter, und der Zählerstand ist ein Maß für die Zeit, die seit dem Auftreten des erwähnten
Tachometerimpulses vergangen isL Der Zählerstand dieses Zählers erscheint auf Ausgangsleitungen, die
durch die einzige Leitung 85 symbolisch dargestellt sind. Wie aus der Beschriftung zu F i g. 6 hervorgeht, ist das
UND-Glied 77 vorbereitet wenn der Zähler 82 den Zählerstand 170 enthält Das UND-Glied 78 ist
vorbereitet wenn der Zähler einen Stand von 206 aufweist Das UND-Glied 79 ist vorbereitet wenn der
Zählerstand 256 beträgt. Das UND-Glied 80 ist vorbereitet wenn der Zählerstand 300 beträgt und das
UND-Glied 81 ist vorbereitet wenn der Zählen einen
Stand von 456 aufweist.
Um wiederum ein Beispiel zu nennen, wenn der Motor den fünften Tachometerimpuls überschritten hat,
aber den sechsten Tachometerimpuls noch nicht erreicht hat, ist das UND-Glied 78 durch ein Signal auf t
der Leitung 51 vorbereitet. Wenn der Zähler 82 den Zählerstand 206 enthält, entsteht ein Überlaufsignal auf
der Leitung 85. Der Zählerstand von 206 bezieht sich auf die Soll-Geschwindigkeit bei dem zurückgelegten Weg,
und diese Zählung tritt immer auf, auch wenn der Motor κι
ungewöhnlich schnell stoppt, was bedeutet, daß der Verlauf der Ist-Geschwindigkeit bezüglich des Weges
unterhalb dem Soll-Verlauf liegt.
Die in F i g. 7 dargestellte Schaltung erzeugt ein Ausgangssignal, das anzeigt, ob die Motorgeschwindig- r>
keit größer oder kleiner als die Soll-Geschwindigkeit ist. Ein schneller Motor ist definitionsgemäß ein solcher, der
ohne Steuerung in einem kürzeren Abstand als dem gewünschten zum Stillstand kommen würde.
Das Überlaufsignal der in Fig. 6 dargestellten Schaltung schaltet die Verriegelungsschaltung 140
(F i g. 7) ein, durch deren Ausgangssignal auf der Leitung 141 der Hauptzähler 82 zurückgestellt wird und diesen
Zähler über das ODER-Glied 142 (Fig.6) so lange
sperrt, als die Verriegelungsschaltung 140 eingeschaltet 2r>
ist Die Verriegelungsschaltung 140 wird durch den nächsten Tachometerimpuls wieder ausgeschaltet, die
durch das ODER-Glied 142 erzeugte Sperrfunktion verhindert jedoch das Arbeiten des Zählers 82 bis zum
Ende diesen kurzen Tachometerimpulses. «1
Durch das Überlaufsignal wird ferner die Verriegelungsschaltung 87 (Fig.7) für zu schnelles Bremsen
eingeschaltet, die Verriegelungsschaltung 88 für zu langsames Bremsen ausgeschaltet und der Zähler 89 für
zu langsame Geschwindigkeit auf 0 zurückgestellt, π
Durch das Einschalten der Verriegelungsschaltung 87 wird das UND-Glied 90 vorbereitet, so daß der Zähler
91 für zu schnelle Geschwindigkeit unter Steuerung der auf der Leitung 86 zugeführten Oszillatorimpulse
weiterschaltet. Wenn der Motor schneller stoppt als der v)
Soll-Geschwindigkeit entspricht, tritt der nächste Tachometerimpuls auf. bevor der Zähler 91 vollgelaufen
ist Der Zählerstand des Zählers 91 kann dazu benutzt werden, den Motor zur Erreichung der Soll-Geschwindigkeit
zu steuern. Wenn z. B. der Zähler 91 beim 4ί
Auftreten des nächsten Tachometerimpulses den Stand 16 erreicht hat. ist dies eine Anzeige dafür, daß, sowohl
die Verriegelungsschaltung 87 eingeschaltet ist. der Motor nach dem Zurücklegen der bisherigen Wegstrekke
mit der Soll-Geschwindigkeit läuft. Wenn der Zähler 91 nicht voll ist. so ist der Zählerstand ein Maß für die
Abweichung von der Soll-Geschwindigkeit Je kleiner der Zählerstand des Zählers 91 ist, desto größer ist die
Abweichung von der Soll-Geschwindigkeit.
Ist die Abbremsung des Motors zu langsam, so läuft der Zähler 91 voll und gibt ein Ausgangssignal auf der
Leitung 94 vor dem Auftreten des nächsten Tachometerimpulses.
Durch dieses Ausgangssignal wird die UND-Schaltung 90 gesperrt und eine Weiterschaltung
des Zählers 91 verhindert Durch dieses Ausgangssignal ω
wird ferner die Verriegelungsschaltung 87 für zu schnelles Bremsen ausgeschaltet so daß auf der Leitung
93 kein Signal mehr anliegt Dafür wird die Verriegelungsschaltung
88 für zu langsames Bremsen eingeschaltet und das UND-Glied 97 vorbereitet so daß der
Zähler 89 für zu langsame Geschwindigkeit unter Steuerung der über die Leitung 86 zugeführten
Oszillatorimpulse vorwärtszuschalten beginnt Die Größe des Zählers 89 ist so gewählt, daß normalerweise der
nächste Tachometerimpuls immer auftreten wird bevor dieser Zähler voll ist.
Das Einschalten der Verriegelungsschaltung 88 und ein Zählerstand von 0 oder einem minimalen Wert im
Zähler 89 zeigt an, daß der Motor in diesem Augenblick mit der Soll-Geschwindigkeit läuft. Der Zählerstand des
Zählers 89 kann dazu dienen, die Abweichung von der Soll-Geschwindigkeit festzustellen. Je größer der
Zählerstand im Zähler 89 beim Auftreten des Tachometerimpulses ist, desto größer ist die Abweichung von
der Soll-Geschwindigkeit.
Zur Vereinfachung des beschriebenen Ausführungsbeispieles sei angenommen, daß der Motor zu schnell
stoppt, wenn die Verriegelungsschaltung 87 eingeschaltet ist, und daß der Motor nicht schnell genug stoppt,
wenn die Verriegelungsschaltung 88 eingeschaltet ist.
Die Schaltungen der Fi g. 8 und 9 zeigen, wie die aus
den Schaltungen der F i g. 5 bis 7 gewonnene Information benutzt wird, um den Motor bei der Abbremsung in
verschiedenen Betriebsarten zu steuern.
In F ig. 8 sind die UND-Glieder 100, 102 und 104
sowie die Verriegelungsschaltungen 106, 108 und 110 nur vorbereitet, wenn die Verriegelungsschaltung 88
(F i g. 7) eingeschaltet ist. Zusätzlich kann die Verriegelungsschaltung 106 nur eingeschaltet werden, wenn der
Motor die dem vierten, fünften oder sechsten Tachometerimpuls entsprechende Wegstrecke zurückgelegt
hat, den nächsten Tachometerimpuls aber noch nicht erreicht hat. Die Verriegelungsschaltung 108 kann nur
eingeschaltet werden, wenn der Motor den siebenten Tachometerimpuls, aber noch nicht den elften Tachometerimpuls
erreicht hat. Die Verriegelungsschaltung 110 kann nur eingeschaltet werden, wenn der Motor den
elften Tachometerimpuls erreicht hat.
Die UND-Glieder 101, 103 und 105 sowie die Verriegelungsschaltungen 107, 109 und 111 sind nur
vorbereitet, wenn die Verriegelungsschaltung 87 (F i g. 7) eingeschaltet ist. Die Verriegelungsschaltung
107 kann nur unter denselben Tachometerimpuls-Bedingungen wie die Verriegelungsschaltung 106 eingeschaltet
werden. Entsprechendes gilt für die Verriegelungsschaltungen 109 und 111 bezüglich der Verriegelungsschaltungen 108 und 110.
Da die Verriegelungsschaltungen 106 und 107 gemeinsam für drei Tachometerimpulse, dem vierten,
fünften und sechsten Tachometerimpuls verwendet werden, sind Mittel vorgesehen, um diese Verriegelungsschaltungen
nach dem Auftreten eines dieser Tachometerimpulse und vor dem Auftreten des nachfolgenden Tachometerimpulses wieder zurückzustellen.
Hierzu sind die UND-Glieder 112 bis 117 in F i g. 6 vorgesehen. Die UND-Glieder 112 und 115 sind
vorbereitet, wenn der Motor den vierten Tachometerimpuls erreicht, aber den fünften Tachometerimpuls
noch nicht erreicht hat Die UND-Glieder 113 und tl6 sind vorbereitet wenn der Motor den fünften
Tachometerimpuls erreicht, aber den sechsten Tachometerimpuls noch nicht erreicht hat Die UND-Glieder
114 und 117 sind vorbereitet wenn der Motor den sechsten Tachometerimpuls erreicht aber den siebten
Tachometerimpuls noch nicht erreicht hat Die UND-Glieder 112 bis 114 werden ferner durch ein
Eingangssignal vorbereitet das auftritt wenn die Verriegelungsschaltung 87 (F i g. 7) eingeschaltet ist Die
UND-Glieder 115 bis 117 werden entsprechend vorbereitet wenn die Verriegelungsschaltung 88
(F i g. 7) eingeschaltet ist Der verbleibende Eingang für
jedes dieser UND-Glieder ist ein bestimmter Zählerstand des Hauptzählers 82. In F i g. 6 ist nur eine einzige
Leitung 85 zur Verbindung mit den UND-Gliedern 112 bis 117 dargestellt, tatsächlich sind diese UND-Glieder
über separate Leitungen mit den Zählerausgängen =,
verbunden.
Durch das Einschalten der Verriegelungsschaltungen 106 oder 107 (Fig. 8) wird eine bestimmte Betriebsart
des Motors 56 gesteuert. Abhängig von der Charakteristik des Motors wird diese Betriebsart, die entweder aus
Gegenstrombremsen oder dynamischem Bremsen besteht, solange aufrechterhalten, bis eine bestimmte
Zählerstellung des Zählers 82 durch das vorbereitete der UND-Glieder 112 bis 117 (Fig. 6) decodiert wird.
Danach läuft der Motor im Freilauf bis zum Auftreten des nächsten Tachometerimpulses. Auf diese Weise
wird die Erregung des motors entsprechend einem Vergleich der Ist-Geschwindigkeit mit der Soll-Geschwindigkeit
angepaßt.
Die Ausgangssignale der UND-Glieder 112 bis 117 (Fig.6) gelangen an den Eingang des ODER-Gliedes
118, das auf der Leitung 119 ein Rückstellsignal abgibt
zum Ausschalten einer der Verriegelungsschaltungen 106und 107(Fig. 8).
Dieses Rückstellsignal dient auch dazu, die eingeschaltete der Verriegelungsschaltungen 69 bis 71
auszuschalten, wobei darauf hingewiesen wird, daß eine dieser Verriegelungsschaltungen nur dann eingeschaltet
sein kann, wenn der Motor den vierten, fünften oder sechsten Tachometerimpuls erreicht, aber den nächsten
Tachometerimpuls noch nicht erreicht hat.
Die Ausgangssignale der Verriegelungsschaltungen 108 bis 111 werden den Eingängen der UND-Glieder
120 bis 123 zugeführt. Diese UND-Glieder erzeugen für den Motor in Übereinstimmung mit dem Zustand der
Verriegelungsschaltungen 108 bis 111 und dem Zustand der Verriegelungsschaltungen 87 und 88 (Fig. 7)
bestimmte Arbeitszyklen mit dynamischem Bremsen und Freilauf.
Die UND-Glieder 124 bis 126 (Fig.6) decodieren
bestimmte Zählerstände des Zählers 82 und erzeugen einen 50°/oigen Arbeitszyklus auf der Leitung 127, einen
25°/oigen Arbeitszyklus auf der Leitung 128 und einen IO%igen Arbeitszyklus auf der Leitung 129. Die
Impulsform für jeweils einen Zyklus ist bei den Leitungen 127 bis 129 in Fig. 6 dargestellt. Mit den
entsprechenden Eingangssignalen liefern die UND-Glieder 120 und 123 einen 25%igen Arbeitszyklus, das
UND-Glied 121 einen 50%igen Arbeitszyklus und das UND-Glied 122 einen 10%igen Arbeitszyklus.
Die Ausgänge der UND-Glieder 120 bis 123 und der Ausgang der Verriegelungsschaltung 106 gelangen an
das ODER-Glied 130, dessen Ausgangssignal auf der Leitung 131 ein Steuersignal für dynamisches Bremsen
des Motors 56 darstellt. Die Verriegelungsschaltung 107 erzeugt auf der Leitung 132 ein Steuersignal für
Gegenstrombremsen.
Mil Bezug auf Fig.9 wird angenommen, daß die Vorwärtsdrehrichtung des Motors durch den leitenden
Zustand der Transistoren A und Cbestimmt wird. Damit ist die Gegenstrombremsung dadurch gegeben, daß die
Transistoren B und D leitend sind. Beim dynamischen Bremsen sind die Transistoren D und Cleitend, während
beim Freilauf alle vier Transistoren ausgeschaltet sind.
Beim Auftreten eines Stopp-Signals wird durch Einschalten der Verriegelungsschaltung 133 (Fig.8)
Gegenstrombremsen des Motors 56 eingeleitet bis zum Auftreten des vierten Tachometerimpulses, bei welchem
die Verriegelungsschaltung 133 wieder ausgeschaltet wird.
Im Zusammenhang mit F i g. 5 wurde erwähnt, daß das Auftreten des drezehnten Tachometerimpulses
bewirkt, daß die Verriegelungsschaltung 74 ausgeschaltet und ein Signal auf der Leitung 76 erzeugt wird.
Dieses Signal bereitet das UND-Glied 134 (Fig.8) vor
und erzeugt dadurch ein Steuersignal für kontinuierliches dynamisches Bremsen des Motors 56 vom
dreizehnten Tachometerimpuls, bis der Motor beim Tachometerimpuls 15 zum Stillstand kommt.
Die beschriebene Betriebsweise des Motors 56 kann auf dieselbe Weise auch in entgegengesetzter Drehrichtung
erfolgen.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Einrichtung zum gesteuerten Abbremsen eines Elektromotors, bei welcher aus den Impulsen eines ·-,
von der Motorwelle angetriebenen Tachometers mittels eines Zählers Ist-Werte gebildet und mit von
weiteren Zählern gebildeten, vorgegebenen Soll-Werten verglichen werden, womit Signale für die
Steuerung des Motors in Gegenstrombetrieb, ι ο dynamisches (Kurzschluß-)Bremsen und Freilauf
erzeugbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (61) für die Tachometerimpulse bei
bestimmten Zählerständen Impulse (Wegmarken) abgibt, die mit vorgegebenen Zeitmarken in r>
Koinzidenzschaltungen (77—81) verglichen werden, deren Ausgangssignale die Zähler (88, 91) zum
Vergleich der Ist-Geschwindigkeit mit der Soll-Geschwindigkeit im Zeitintervall bis zum nächsten
Tachometerimpuls in Gang setzen, und damit 2»
Verriegelungsschaltungen (106—111) betätigen, durch die für den nächsten Wegabschnitt Motorsignale
für bestimmte Betriebsarten auslösbar sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die durch die bestimmten Zählerstände r> des von den Tachometerimpulsen fortgeschalteten
Zählers (61) gegebenen Wegstrecken (D) innerhalb eines Bremsweges vorgegebener Länge (D 2) liegen
und derart angeordnet sind, daß der letzte bestimmte Zählerstand, an welchem die Koinzidenz in
von Soll- und Ist-Geschwindigkeit festgestellt wird, einer bestimmten Wegstrecke (Di) vor dem
Endpunkt des Bremsweges entspricht, wonach das Abbremsen durch dynamisches Bremsen erfolgt.
3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, v->
dadurch gekennzeichnet, daß die der Soll-Zeitmarke nach dem Zurücklegen einer bestimmten Wegstrekke
entsprechenden Signale durch Ausgangssignale bei bestimmten Zählerständen eines von einem
Oszillator (83) fortgeschalteten Zähle.-s (82) erzeug- w
bar sind.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Koinzidenzschaltung
(77—81) erzeugte Signal eine erste Verriegelungsschaltung (87) für zu schnelles Bremsen v>
einschaltet und einen Zähler (91) in Gang setzt, dessen Differenz zum maximalen Zählerstand ein
Maß für die Abweichung von der Soll-Geschwindigkeit ist, und daß beim Überlaufen dieses Zählers (91)
vor dem Auftreten des nächsten Tachometerimpul- w ses die erste Verriegelungsschaltung (87) ausgeschaltet
und eine zweite Verriegelungsschaltung (88) für zu langsames Bremsen eingeschaltet wird und ein
zweiter Zähler (89) in Gang gesetzt wird, dessen Stand ein Maß für diese Abweichung darstellt.
5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß den Verriegelungsschaltungen
(87, 88) für zu langsames und zu schnelles Bremsen über UND-Glieder (101 — 105), deren zweiten
Eingängen bestimmte Tachometerimpulse zugeführt werden, weitere Verriegelungsschaltungen (106—
111) nachgeschaltet sind, die nach vollen Gegenstrombremsen während der ersten Phase nach dem
Einleiten des Bremsvorganges Motorsteuersignale für Gegenstrombremsen, dynamisches Bremsen und
Freilauf erzeugen.
6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1—5, gekennzeichnet durch ihre Anwendung auf einen
zum Antrieb der Transportrolle (29) eines Magnetbandspeichers dienenden Gleichstrommotor (28).
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